JP2018514624A - 微生物莢膜多糖類からタンパク質および他の不純物を分離するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
IPCOM000237738D (2014)には、肺炎球菌多糖類抗原の精製が開示され、その際、従来の有害なフェノール抽出工程に代わるCaptoTM adhere、すなわちマルチモーダルアニオン交換体を用いるクロマトグラフィー工程が開発された。
US 5,714,354には、肺炎球菌多糖類の精製のための、カチオン性界面活性剤を用いる無アルコール法が開示されている。
WO 2012/127485 A1には、肺炎球菌多糖類を精製するための、アルコールおよびCTABを含まない方法が開示され、それは正味表面電荷の差に基づく、多糖類(PnPs)からのC−Psのクロマトグラフィー分離を採用している。
本発明の他の目的は、簡単かつ効率的に多糖類を精製するための改良法を提供することである。
好ましい態様において、本発明は、1以上の血清型1、2、3、4、5、6A、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19F、19A、20、22F、23F、および33F多糖類を含む複雑な肺炎球菌細胞溶解物または濃縮物からタンパク質不純物を低減または除去するための方法に関する。
他の態様において、本発明は、色および他の不純物を除去するために多糖類溶液を活性炭で処理することを伴う。この処理は、SiO2に曝露する前、またはSiO2に曝露した後に実施される。
本明細書中で用いる用語“実質的に純粋な形態”は、SiO2曝露前の溶解物または濃縮物中のタンパク質の濃度と比較して少なくとも30%のタンパク質が除去された溶解物または濃縮物の多糖類を表わす。細胞溶解物または濃縮物中のタンパク質濃度を定量するための方法は当技術分野で周知であり、たとえばブラッドフォードアッセイ(Bradford assay)、BCAアッセイ、ローリーアッセイ(Lowry assay)などの生化学的方法、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)分析、クロマトグラフィー、および電気泳動などの分析法が含まれる(参照:たとえば、Deutscher, M. P. (ed.), Guide to Protein Purification, San Diego: Academic Press, Inc. (1990))。
i)多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む溶液をSiO2に曝露する、
ii)純粋な形態の多糖類溶液を単離する、そして
iii)シリカ粒子を濾過または遠心分離により多糖類から分離する。
他の態様において、本発明は、純粋な形態の多糖類を単離するための、下記の工程を含む方法を提供する:
i)多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む多糖類溶液を調製する、
ii)多糖類溶液を界面活性剤で処理して核酸および他の不純物を除去する、
ii)水または緩衝液中におけるSiO2の懸濁液を調製する、
iii)SiO2の懸濁液を工程(i)の多糖類溶液に添加する、そして
iv)純粋な形態の多糖類溶液を単離する。
タンパク質は親水性表面および疎水性ポケットをもつ。多糖類調製物を二酸化ケイ素と共にインキュベートすると、タンパク質不純物は二酸化ケイ素と結合し、多糖類から分離される;親水性もしくは疎水性または単純な吸着のメカニズム。
好ましい態様において、本発明は、純粋な形態の多糖類を単離するための、下記の工程を含む方法を提供する:
i)肺炎球菌の莢膜多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む多糖類溶液を調製し、その際、溶液のpHを3.0から9.0までの範囲に維持する、
ii)場合により他の試薬を添加する、
iii)場合により溶液を活性炭で処理する、
iv)水または緩衝液中における、0.01μmから200μmまでの範囲の粒子を有するSiO2の懸濁液を調製する、
v)SiO2の懸濁液を工程(i)の多糖類溶液に、15℃〜60℃の範囲の温度で10分〜20時間の期間、添加する、
vi)場合により溶液を活性炭で処理する、
vii)場合により他の試薬を添加する、そして
vii)純粋な形態の多糖類溶液を単離する。
本発明の精製された莢膜多糖類は、さらに修飾して、または修飾せずに、免疫化に使用するための免疫原として使用できる。免疫化の目的のためには、糖類をキャリヤー分子、たとえばタンパク質にコンジュゲートさせることが好ましい。
多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む多糖類溶液は、当技術分野で知られているいずれかの方法により調製できる。
実施例1
肺炎球菌発酵ブロスの細胞溶解をデオキシコレート(0.005%〜2%)の添加により実施した。デオキシコレートインキュベーションの後、ブロスを10000〜15000gで遠心分離し、上清を採集した。上清のpHをオルトリン酸、塩酸などの酸でpH4〜6に調整し、3時間ないし一夜、インキュベートした。数種類の血清型のpHを中性に再調整し、最高60℃に10〜150分間加熱した。多糖類を10000〜15000gで遠心分離し、ペレットを廃棄した。上清をデプスフィルター(depth filter)または0.22もしくは0.45μmフィルターに通すことによってさらに澄明化した。濾液を限外濾過膜30〜300kDa上で4〜15倍に濃縮した。濃縮物を最大4〜12透析濾過体積(dia volume)のリン酸緩衝液に緩衝液交換した。濃縮および緩衝液交換した多糖類に、CTAB(すなわち、0.2%〜5%)を添加し、2時間ないし一夜、4℃〜40℃でインキュベートした。数種類の多糖類に、CTABを添加する前に塩化ナトリウムを0.05M〜2Mの範囲で添加した。
この態様は、多糖類調製物からの脱パイロジェン(depyrogenation)が不純物除去に及ぼす影響を記載する。表2に示すように、タンパク質不純物は脱パイロジェンおよびパイロジェン含有の両方のSiO2によって除去された。したがって、脱パイロジェンSiO2もパイロジェン含有SiO2と同様に不純物の除去に使用できる。
条件:Aeroperl(登録商標)5%(w/v);NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
Aerosil(登録商標)は0.1%から10%までの範囲またはそれより高い濃度で使用できる。タンパク質はSiO2処理によって1時間ないし17時間以上で完全に除去された。不純物除去はSiO2懸濁液にNaClを添加することによって改良できる。
条件:NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
この態様も、脱パイロジェンaeroeprl(登録商標)が0.1M〜2.5Mの範囲またはそれ以上のNaClの存在下でタンパク質を効率的に除去できるということを支持する。SiO2粒子は0.1μmから100ミクロンまでのサイズ範囲で使用できる。
条件:NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
発酵ブロスは多数の混在物を含有する。これらの混在物は、遠心分離、沈殿、クロマトグラフィーなど一連の工程で除去できる。本発明を小規模(50〜100ml)およびパイロット(15L)レベルで実施した。両方の体積の多糖類において、種々の形態のSiO2により混在物が効率的に除去された(表5および図1)。SiO2処理は多糖類精製の種々の段階で導入できる。さらに、SiO2粒子は簡単な遠心分離もしくは濾過により、または他のいずれかの方法、たとえば物理的沈降、加圧沈降などにより分離できる。
条件:Aeroperl(登録商標)5%(w/v);NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
条件:Aeroperl(登録商標)5%(w/v);NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
Pre:aeroperl処理前;Post:aeroperl処理後
ND:検出しなかった
条件:Aeroperl(登録商標)5%(w/v);NaCl 1M;室温で1時間インキュベートした
それぞれの血清型の精製された多糖類について、ワクチンからの有害事象のリスクを低減するように混在物の限界を設定した。CWPSは混在物の1つである。本発明はCWPSを配慮した。CWPSは、室温における簡単な混合、続いてSiO2分離により、多糖類試料から除去された。多糖類試料とSiO2の接触時間は10分ないし18時間より長い範囲であってよい(表7)。
タンパク質不純物の除去をSDS−PAGEにより視覚化することができる。肺炎球菌の多糖類血清型18Cおよび23Fタンパク質不純物が指定限界(limit of specification)まで低減した。図2および3に示すように、タンパク質が明らかに除去されたことがレーン2および3にみられる。結果を表8に示す。
Claims (17)
- 多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む溶液をSiO2に曝露または接触させ、そして純粋な形態の多糖類を単離することを含む、実質的に純粋な形態の多糖類を単離するための改良法。
- 多糖類の供給源が細菌、酵母、糸状菌、藻類または植物細胞からのものである、請求項1に記載の多糖類を単離するための方法。
- 多糖類の供給源が、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)、b型インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、およびチフス菌(Salmonella typhi)から選択される細菌からのものである、請求項2に記載の多糖類を単離するための方法。
- SiO2の粒子サイズが0.01μmから200μmまでの範囲、好ましくは3μm〜40μmの範囲である、請求項1に記載の多糖類を単離するための方法。
- SiO2の量が0.5から20%(w/v)までの範囲である、請求項1に記載の多糖類を単離するための方法。
- 肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)の溶解物または濃縮物が、1、2、3、4、5、6A、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19F、19A、20、22F、23F、および33Fから選択される1以上の血清型を含む、請求項3に記載の肺炎球菌から多糖類を単離するための方法。
- 多糖類および他の不純物を含む溶液の、SiO2への曝露または接触が、15℃から60℃までの範囲の温度で10分〜16時間の期間行なわれる、請求項1に記載の多糖類を単離するための方法。
- ジフテリアトキソイドまたは破傷風トキソイドまたはCRM197から選択されるキャリヤータンパク質にコンジュゲートした、請求項1の記載に従って調製した莢膜多糖類をを含む、免疫原組成物。
- 純粋な形態の多糖類を単離するための、下記の工程を含む改良法:
i)多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む多糖類溶液を調製する、
ii)水または緩衝液中におけるSiO2の懸濁液を調製する、
iii)SiO2の懸濁液を工程(i)の多糖類溶液に添加する、そして
iv)純粋な形態の多糖類溶液を単離する。 - SiO2のサイズが0.01μmから200μmまでの範囲、好ましくは3μm〜40μmの範囲である、請求項9に記載の多糖類を単離するための方法。
- SiO2の量が0.5から20%(w/v)までの範囲である、請求項9に記載の多糖類を単離するための方法。
- 肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)の溶解物または濃縮物が、1、2、3、4、5、6A、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19F、19A、20、22F、23F、および33Fから選択される1以上の血清型を含む、請求項9に記載の肺炎球菌から多糖類を単離するための方法。
- 多糖類および他の不純物を含む溶液の、SiO2への接触または曝露が、15℃から60℃までの範囲の温度で10分〜16時間の期間行なわれる、請求項9に記載の多糖類を単離するための方法。
- 純粋な形態の肺炎球菌莢膜多糖類を単離するための、下記の工程を含む方法:
i)肺炎球菌莢膜の多糖類、タンパク質、核酸、細胞壁成分および他の不純物を含む多糖類溶液を調製し、その際、溶液のpHを3.0から9.0までの範囲に維持する、
ii)場合により他の試薬を添加する、
iii)場合により溶液を活性炭で処理する、
iv)水または緩衝液中における、0.01μmから200μmまでの範囲の粒子を有するSiO2の懸濁液を調製する、
v)SiO2の懸濁液を工程(i)の多糖類溶液に、15℃〜60℃の範囲の温度で10分〜20時間の期間、添加する、
vi)場合により溶液を活性炭で処理する、
vii)場合により他の試薬を添加する、そして
vii)純粋な形態の多糖類溶液を単離する。 - 肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)の溶解物または濃縮物が、1、2、3、4、5、6A、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19F、19A、20、22F、23F、および33Fから選択される1以上の血清型を含む、請求項14に記載の肺炎球菌から多糖類を単離するための方法。
- 多糖類および他の不純物を含む溶液の、SiO2への接触または曝露が、15℃から60℃までの範囲の温度で10分〜16時間の期間行なわれる、請求項14に記載の多糖類を単離するための方法。
- ジフテリアトキソイドまたは破傷風トキソイドまたはCRM197から選択されるキャリヤータンパク質にコンジュゲートした、請求項14の記載に従って調製した莢膜多糖類を含む、免疫原組成物。
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