JP2023503963A - 淋菌感染症に対する免疫原性タンパク質 - Google Patents

淋菌感染症に対する免疫原性タンパク質 Download PDF

Info

Publication number
JP2023503963A
JP2023503963A JP2022530318A JP2022530318A JP2023503963A JP 2023503963 A JP2023503963 A JP 2023503963A JP 2022530318 A JP2022530318 A JP 2022530318A JP 2022530318 A JP2022530318 A JP 2022530318A JP 2023503963 A JP2023503963 A JP 2023503963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nhba
gonorrhoeae
neisseria
protein
subject
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022530318A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021102505A5 (ja
Inventor
セイブ,ケイト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Griffith University
Original Assignee
Griffith University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2019904450A external-priority patent/AU2019904450A0/en
Application filed by Griffith University filed Critical Griffith University
Publication of JP2023503963A publication Critical patent/JP2023503963A/ja
Publication of JPWO2021102505A5 publication Critical patent/JPWO2021102505A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/22Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Neisseriaceae (F)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/02Bacterial antigens
    • A61K39/095Neisseria
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • A61P37/04Immunostimulants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/12Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from bacteria
    • C07K16/1203Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from bacteria from Gram-negative bacteria
    • C07K16/1217Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from bacteria from Gram-negative bacteria from Neisseriaceae (F)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56911Bacteria
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/571Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses for venereal disease, e.g. syphilis, gonorrhoea
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/505Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising antibodies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55505Inorganic adjuvants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55511Organic adjuvants
    • A61K2039/55566Emulsions, e.g. Freund's adjuvant, MF59
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2317/00Immunoglobulins specific features
    • C07K2317/70Immunoglobulins specific features characterized by effect upon binding to a cell or to an antigen
    • C07K2317/73Inducing cell death, e.g. apoptosis, necrosis or inhibition of cell proliferation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/195Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria
    • G01N2333/22Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria from Neisseriaceae (F), e.g. Acinetobacter

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

本発明は、とりわけ、Neisseria gonorrhoeaeまたは淋菌または髄膜炎菌に関連する疾患及び病態の予防及び治療のためのNeisseria gonorrhoeaeのNeisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA)タンパク質(配列番号1)の免疫原性断片に関する。いくつかの実施形態において、免疫原性断片は、タンパク質のC末端断片(配列番号2)に対応する。【選択図】図17

Description

本発明は、Neisseria gonorrhoeaeまたは淋菌関連の疾患及び病態の予防及び治療のための免疫原性ペプチドに関する。
Neisseria gonorrhoeaeの多剤耐性株の継続的な出現は、淋病の性行為感染症の管理への主要な難題であり(1、2)、World Health Organization(3)、Centers for Disease Control(4)、及びAustralian National Antimicrobial Resistance(AMR)Strategy(5)は、早急な措置が必要とされる緊急の公衆衛生の脅威としてN.gonorrhoeaeを優先した。世界中で毎年1億600万を超える淋病の症例があることが推定され(6)、感染率は上昇している(例えば過去5年にわたって、米国において症例の67%の増加(7)及びオーストラリアにおいて80%の増加(8)があった)。N.gonorrhoeae感染症の転帰は、感染の部位及び性別によって変動し(9、10中で概説される)、無症候性感染症及び局所症候性感染症が挙げられるが、未診断及び/または未治療で放置されたならば、淋病は、重篤な後遺症(骨盤内炎症性疾患、妊娠及び新生児の合併症、ならびに不妊症等)をもたらし得る。N.gonorrhoeaeによる感染症は、HIVを獲得及び伝染させるリスクも増加させる。
N.gonorrhoeaeの高い有病率、それが引き起こし得る重篤な後遺症、及びその多剤耐性株の治療の困難さの増加に起因して、感染症を予防するワクチンの開発についての緊急の需要がある。しかしながら、淋菌ワクチンの開発には、様々な難題(N.gonorrhoeae表面構造の高レベルの相変異及び抗原変異、及び感染後の防御免疫がないという事実、すなわち前臨床ワクチン研究を導くための防御についての確立された相関現象がないことを意味することが挙げられる)がある(9、11中で概説される)。
意外にも、本発明者らは、Neisseria gonorrhoeae(ナイセリア ゴノルホエアエ)からのNeisseria(ナイセリア)属のヘパリン結合抗原(Neisserial Heparin Binding Antigen)(NHBA)タンパク質のC末端の断片の投与が、全長タンパク質よりも高いレベルで、特に比較的より低いNHBA発現の淋菌株において、殺菌性且つオプソニン化貪食性殺傷を伴う抗体の産生を惹起することができることを見出した。
したがって、広義の形態において、本発明は、NHBAタンパク質(配列番号1で示されるもの、または免疫原性であり、Neisseria gonorrhoeaeまたは淋菌に対する免疫応答を惹起し得る、その断片、バリアント、もしくは誘導体等)に関する。好ましい形態において、NHBAタンパク質は、配列番号2で示されるアミノ酸配列を含むC末端の断片、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体である。
本発明の第1の態様は、Neisseria gonorrhoeae(ナイセリア ゴノルホエアエ)の単離されたNeisseria(ナイセリア)属のヘパリン結合抗原(NHBA)タンパク質の免疫原性断片を提供する。
好適には、単離されたNHBAタンパク質は、配列番号1で示されるアミノ酸配列、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体を含む。
特定の実施形態において、免疫原性断片は、単離されたNHBAタンパク質のC末端の断片(配列番号2で示されるそのアミノ酸配列、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体等)を含む。
好適には、配列番号2のバリアントまたは誘導体は、その残基3、5、6、9、20、50、57、60、61、69、71、75、76、83、88、89、91、92、93、113、135、150、152、153、167、173、177、180、及び181のうちの1つまたは複数のアミノ酸置換を含む。より詳細には、配列番号2の1つまたは複数のアミノ酸置換は、A3V、I5M、P6L、P9S、G20E、P50S、R57S、G60A、E61K、A69V、T71A、N75S、G76R、M83T、P88S、Y89C、S91T、G92R、G93S、S113G、T135N、G150D、A152V、G153D、A167T、G173S、G177D、D180E、R181Q、及びその任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
いくつかの実施形態において、免疫原性断片は、単離されたNHBAタンパク質の1つもしくは複数のヘパリン結合残基及び/または1つもしくは複数の活性部位残基を含む。他の実施形態において、免疫原性断片は、単離されたNHBAタンパク質のヘパリン結合残基及び/または活性部位残基を含まない。
第2の態様において、本発明は、第1の態様に従う1つまたは複数の免疫原性断片を含む単離されたタンパク質に存する。
第3の態様において、本発明は、第1の態様の免疫原性断片もしくは第2の態様の単離されたタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むか、またはそれに相補的なヌクレオチド配列を含む、単離された核酸に関する。
第4の態様において、本発明は、第3の態様の単離された核酸を含む遺伝子コンストラクトを提供する。
第5の態様において、本発明は、第4の態様の遺伝子コンストラクトを含む宿主細胞に存する。
第6の態様において、本発明は、第1の態様の単離された免疫原性断片または第2の態様の単離されたタンパク質を産生する方法であって、(i)第5の態様の宿主細胞を培養すること;及び(ii)ステップ(i)において培養された前記宿主細胞から前記免疫原性断片またはタンパク質を単離すること、を含む、前記方法に関する。
第7の態様において、本発明は、第1の態様の免疫原性断片または第2の態様の単離されたタンパク質を結合するかまたはそれらに対して作製される抗体または抗体断片を提供する。
第8の態様において、本発明は、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片、第2の態様の単離されたタンパク質、第3の態様の単離された核酸、第4の態様の遺伝子コンストラクト、第5の態様の宿主細胞、及び/または第7の態様の抗体もしくは抗体断片を、任意選択で薬学的に許容される希釈物質、担体、または賦形剤と一緒に含む組成物に存する。
好適には、本組成物は、免疫原性組成物(ワクチン等)である。
第9の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起する方法であって、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;を対象へ投与して、それによって免疫応答を惹起するステップを含む、前記方法を提供する。
第10の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導する方法であって、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導するステップを含む、前記方法に関する。
第11の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療または予防する方法であって、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において予防または治療するステップを含む、前記方法に存する。
第12の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害または予防する方法であって、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌が対象の細胞へ結合することを阻害または予防するステップを含む、前記方法を提供する。
第13の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害または低減する方法であって、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において阻害または低減するステップを含む、前記方法に存する。
第14の態様において、本発明は、対象から得られた生物学的サンプル中のNeisseria gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidisを検出する方法であって、生物学的サンプルを第8の態様の抗体または抗体断片と接触させて、それによって生物学的サンプル中のN.gonorrhoeae及び/またはN.meningitidisを検出するステップを含む、前記方法を提供する。
第15の態様において、本発明は、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物;の使用であって、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療もしくは予防すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害もしくは予防すること;及び/またはNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害もしくは低減すること、のための医薬品の製造における、前記使用に関する。
第16の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療もしくは予防すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害もしくは予防すること;及び/またはNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害もしくは低減すること、のための使用のための、またはそれらのために使用される場合の、第1の態様の1つもしくは複数の免疫原性断片;第2の態様の単離されたタンパク質;第3の態様の単離された核酸;第4の態様の遺伝子コンストラクト;第5の態様の宿主細胞;第7の態様の抗体もしくは抗体断片;及び/または第8の態様の組成物に存する。
好ましくは、前述の態様の対象は、ヒトである。
本明細書において使用される時、不定冠詞「a」及び「an」は、単数または複数の要素または特色を指すかまたは網羅するように本明細書において使用され、「1つの」または「単一の」要素または特色を意味するかまたは定義するものとして見なされるべきではない。
文脈が別段要求しない限り、「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、及び「含むこと(comprising)」という用語、または類似する用語は、要素または特色の列挙されたリストが、それらの明示されたかまたはリストされた要素を単に含むだけでなく、リストされないかまたは明示されない他の要素または特色を含み得るように、非排他的な包含を意味することが意図される。
アミノ酸配列(免疫原性断片等)の文脈における「~から本質的になること」によって、N末端またはC末端で追加の1、2、または3のアミノ酸と一緒に列挙されるアミノ酸配列が意味される。
淋菌NHBAの概要。(a)シグナルペプチド領域(白抜きボックス)及びアルギニンリッチ領域(Arg;灰色ボックス)を示す、N.gonorrhoeae株1291からのNHBAタンパク質の概略図。研究において使用される組み換えタンパク質である、成熟NHBA(NHBA;予測されるシグナルペプチドを欠如する)及びNHBAのC末端の断片(NHBA-c)も示す。(b)N.gonorrhoeaeの14の主要なNHBAバリアントのアミノ酸配列のアライメントであり、すべてのバリアント間で同一のアミノ酸を暗灰色垂直線として示し大部分のバリアント間で保存されたアミノ酸を薄灰色として示し、ミスマッチまたはギャップを白色として示した。NHBAペプチド数を左側に及びこのバリアントを含有するPubMLST中の単離体の%を右側に示す。(c)14の主要なNHBAバリアントの近隣結合系統樹。この研究において使用される株において存在する4つのNHBAバリアントに下線を引く。(d)この研究において使用される株において存在する4つのNHBAバリアントのアミノ酸アライメント。コンセンサス配列(一番下の行で示す)への一致を、ドットによって示す。アルギニンリッチ領域を破線によって示し、NHBA-c断片を線によって示す。 淋菌株のパネルにおけるNHBAの発現。(a)N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、nhba::kan突然変異(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株、ならびに(b)SBAアッセイ及びOPAアッセイにおいて使用される淋菌株におけるNHBA発現のウエスタンブロット分析。使用される血清をブロットの下に示す。 断片沈着によって測定されるN.gonorrhoeae上での抗体結合及び補体活性化。NHBA-FreundまたはNHBA-c-Freundのいずれかにより免疫されたマウスからの(a)ポリクローナル抗血清または(b)精製されたIgGの存在下における、N.gonorrhoeae 1291の表面上での抗体結合及び抗体媒介性C3断片沈着のフローサイトメトリー。値は、N.gonorrhoeae細胞及びC3断片沈着へ結合する抗体の幾何平均蛍光を表わす。二次抗体のみ(-ve)、免疫前マウス血清(PI)、及び補体のみ(C)の対照が含まれる。 N.gonorrhoeaeに対するNHBA抗血清の機能的ブロッキング活性。(a)α-NHBA抗体によるNHBA-ヘパリン相互作用のブロッキング。NHBA-ヘパリン相互作用の表面プラズモン共鳴(SPR)分析を、血清の非存在下(0;白色)、または免疫前血清(PI;薄灰色)、α-NHBA血清(中間の灰色)、またはα-NHBA-c血清(暗灰色)の存在下において遂行した。データは、抗体の非存在下における結合パーセンテージ(抗体無し対照(白色)を100%で設定した)として、三重のサンプルについての平均NHBA-ヘパリン結合(+/-1標準偏差)を表わす。(b~c)N.gonorrhoeaeの上皮細胞への接着のブロッキング。α-NHBA血清及びα-NHBA-c血清処理の淋菌は、無処理対照(0;白色)に比べて、すべての試験された濃度で、(b)子宮頸管上皮細胞及び(c)尿道上皮細胞への接着を有意に低減した(p<0.05、Studentの両側t検定を使用して計算した)。免疫前血清(PI、薄灰色)は細菌接着に影響しなかった(p>0.05)。結果を、抗体無し対照に比べた、三重の血清処理サンプルからの接着細菌の平均パーセンテージとして示す(100%で設定した抗体無し対照についての結果は、子宮頸管細胞及び尿道細胞について、それぞれ4.33±0.31×10及び1.37±0.061×10接着CFUである)。エラーバーは、±1標準偏差を表わす。実験を三重のサンプルにより2回遂行し、代表的な結果を示す。 N.gonorrhoeaeにおけるNHBAの発現。N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、nhba::kan突然変異(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の全細胞溶解物の(A)クマシー染色SDS-PAGE及び(B)ウエスタンブロット分析であり、ブロットの下に示されるα-NHBA抗体によりプロービングした。図2A中で示されるウエスタンブロットの領域を、四角で囲う。N.gonorrhoeae株のパネルの全細胞溶解物の(C)クマシー染色SDS-PAGE及び(D)ウエスタンブロット分析。図2B中で示されるウエスタンブロットの領域を、四角で囲う。 NHBA-ヘパリン相互作用の表面プラズモン共鳴(SPR)分析。免疫前血清(ヘパリン及びPI)、血清無し(ヘパリン)、またはα-NHBA-Freundの免疫後血清(ヘパリン及びα-NHBA)の存在下における、組み換えNHBAのヘパリンへの結合のSPR分析の代表的なセンサーグラム。応答単位は、経時的なセンサーチップ上の質量変化に起因して産生された任意単位である。時間は秒である。 NHBA配列の特色及び発現。(A)Neisseria gonorrhoeae(Ng)株1291 NHBAタンパク質及びNeisseria meningitidis(Nm)株MC58 NHBAタンパク質の概略図を示し、N末端で示されるリポボックスモチーフ(灰色ボックス)及びグリシンストレッチ(黒色ボックス)、ならびにNHBAの中央部中で示されるアルギニンリッチ領域(白色ボックス)がある。各々のタンパク質のアミノ酸(aa)長を右側に示す。(B)Ng NHBAタンパク質及びNm NHBAタンパク質を、MacVector中でClustalWを使用してアライメントさせ、同一アミノ酸を暗灰色垂直線として示し、ミスマッチを薄灰色線として示し、ギャップを白色として示す。Ng NHBAタンパク質及びNm NHBAタンパク質中のアルギニンリッチ領域(四角で囲った)及びその隣接配列のアミノ酸配列を示し、同一アミノ酸を灰色に影を付け、ミスマッチを白色で示す。Argリッチ領域の上流の髄膜炎菌のNalP、ならびにヒトのラクトフェリン(hLf)、カリクレイン(hKl)、及びC3転換酵素の切断部位を示す。(C)37℃で増殖させたN.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、NHBAノックアウト(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の全細胞の溶解物の、ポリクローナル抗NHBA抗体を使用したウエスタンブロット。32℃ vs 37℃で増殖させたWTにおけるNHBA発現のアップレギュレーションも示す。ペリプラズムタンパク質NGAG_01228を、ローディング対照として示す。(D)32℃及び37℃で増殖させたN.gonorrhoeae WT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株の全細胞のフローサイトメトリーを行い、ポリクローナル抗NHBA抗体を使用して細胞表面上のNHBAの発現を確認した。陰性(-ve)対照は、二次抗体のみによるWTである。値は、幾何平均蛍光を表わす。 淋菌NHBAは、細胞凝集に関与する。(A)600nmの光学的密度で測定した吸光度による、GCブロス中のN.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、NHBAノックアウト(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の増殖曲線及び沈降曲線。(B)トリプシン処理の前後の、OD600が1の培養物の1mLあたりのN.gonorrhoeaeコロニー形成単位(CFU)。WT株及びΔNHBA_C株のカウント可能なCFUは、トリプシン処理後にそれぞれ2.6倍及び2.4倍増加した(p=8.1×10-5及び5.1×10-4)が、ΔNHBAのCFUは影響されなかった(p=0.31)。A及びBについて、WTに比べて、P<0.05、**P<0.01、***P<0.001。(C)全細胞N.gonorrhoeae(Ng)への組み換えNHBANg結合のフローサイトメトリーによる分析(黒色、Ngのみ;白色、Ng+標識NHBANg)。(D)N.gonorrhoeaeへのNHBANgの結合を示す全細胞ELISAタイトレーション曲線(黒色線)。抗体のみの対照曲線(点線)は、全細胞N.gonorrhoeaeとHisタグ抗体との間の非特異的相互作用が存在しないことを示す。 淋菌NHBAは、ミクロコロニー形成に関与する。スライドガラス(上部パネル)、またはスライドグラス上のヒト尿道上皮細胞単層(下部パネル)上で5時間増殖させた、N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、NHBAノックアウト(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の走査電子顕微鏡法。WT株及びΔNHBA_Cの株については、凝集体及びミクロコロニーを観察することができるが、ΔNHBA株は、単一コロニーまたは双球菌として観察される。画像を倍率5,000で捕捉した。各々のボックスの下部のスケールバーは5μmを表わす。 淋菌NHBAは、複数のグリカンへ高親和性で結合する。(A)グリコシルアミノグリカン(glycosylaminoglycan)(GAG)及び(B)非GAGグリカンへのNHBANgの結合の表面プラズモン共鳴(SPR)分析。各々のグリカンの名称、構造、及び硫酸化パターン(S)を、各々のグリカンへ結合するNHBANgの解離定数(K)と一緒に示す。NHBANm相互作用[14]のKも示して、比較を可能にする。NHBANmは、β-Glc6Pへのより高い親和性を有する(K0.056+/-0.025μM)。NB、濃度依存的結合は無い。 淋菌組み換えNHBAは、上皮細胞へ結合する。(A)子宮頸管上皮細胞(tCX)へのNHBANgの結合を、40×拡大下で捕捉した共焦点蛍光画像。細胞の(I)拡張焦点及び(II)xyz横断面。(III)抗体のみで処理した細胞(組み換えNHBA無し)ならびに(IV)NHBANg及び二次抗体により処理した細胞の対照画像。白色矢印は、細胞表面上に局在するタンパク質を示す。(B)ヒトの子宮頸管上皮細胞(tCX)及び尿道上皮細胞(tUEC)への組み換えNHBANgの結合のフローサイトメトリーによる分析。 淋菌NHBAは、ヒト血清中での生存及びヒト上皮細胞への接着に寄与する。(A)10%(v/v)の正常ヒト血清中での60分後の、N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、NHBAノックアウト(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の生存。データは、接種物のパーセンテージとして三重のサンプルについての平均パーセント生存を表わし、WTに比べて示される(100%で設定した野生型についての結果は、5.5×10コロニー形成単位(CFU)である)。ヘパリンの非存在または存在下における血清中でのWTの生存間で有意差はなかった。(B)N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、NHBANgノックアウト(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株による、ヒト子宮頸管(tCX)上皮細胞及びヒト尿道(tUEC)上皮細胞へのN.gonorrhoeaeの接着。(C)無処理(処理無し)の、または組み換えNHBANg(1~100μg/ml)もしくは陰性対照(100μg/ml)としてのPNAにより前処理したtCX細胞との、N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)の接着。データは、接種物のパーセンテージとして三重のサンプルについての平均パーセント接着または浸潤を表わし、WTに比べて示される(100%で設定したWTについての結果は、(B)1.1×10(tCX)及び1.7×10(tUEC)であり、(C)6.5×10接着CFUである)。エラーバーは、+/-1標準偏差を表わす。Studentの両側t検定を使用して、無処理WTに比べて、P<0.05、**P<0.01、***P<0.001。実験を少なくとも3度遂行し、代表的な結果を示す。 淋菌NHBAの保存。N.gonorrhoeae(Ng)の8つの最も一般的なNHBAバリアントのアライメントを、一番上のコンセンサス配列と共に示す。株MC58からのN.meningitidis(Nm)NHBA配列も含まれる(NHBA-3)。 (上記の通り。) (上記の通り。) (上記の通り。) N.gonorrhoeaeにおけるNHBAの発現。(A)N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、nhba::kan突然変異(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株の全細胞溶解物のクマシー染色SDS-PAGE及びウエスタンブロット分析であり、α-NHBA抗体及びα-NGAG01228抗体によりプロービングした。図1C中で示されるウエスタンブロットの領域を、四角で囲う。(B)N.gonorrhoeae 1291 WT株、NHBA株、及びNHBA_C株のピリン調製物のクマシー染色SDS-PAGE及びウエスタンブロット分析であり、α-C311ピリン抗体によりプロービングした。(C)N.gonorrhoeae 1291 WT株、NHBA株、及びNHBA_C株のサルコシル外膜タンパク質(OMP)調製物のクマシー染色SDS-PAGEであり、不透明(opacity)(Opa)タンパク質及びポリン(Por)タンパク質を含む主要なOMPを示す。(D)N.gonorrhoeae 1291 WT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株のリポオリゴ糖(LOS)調製物の銀染色したSDS-PAGEゲル。(E)32℃及び37℃で増殖させた、N.gonorrhoeae 1291野生型(WT)の全細胞溶解物のクマシー染色SDS-PAGE及びウエスタンブロット分析であり、α-NHBAによりプロービングした。図1C中で示されるウエスタンブロットの領域を、四角で囲う。(F)32℃及び37℃で増殖させたN.gonorrhoeae WT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株の全細胞のα-NHBAによるフローサイトメトリー。陰性(-ve)対照は、二次抗体のみによるWTである。値は、幾何平均蛍光を表わす。 淋菌NHBAは、細胞凝集に関与する。(A)トリプシン(「-」;上部パネル)無しまたはトリプシン処理有り(「+」;下部パネル)のN.gonorrhoeae 1291野生型(WT)株、nhba::kan突然変異(ΔNHBA)株、及び補完された(ΔNHBA_C)株のグラム染色。(B)α-NHBA及びペリプラズムタンパク質NGAG_01228への抗体によりプロービングされた、トリプシン無処理(-)及びトリプシン処理(+)の全細胞N.gonorrhoeae 1291 WTのウエスタンブロット分析。 Neisseria gonorrhoeaeによるグリカン結合。ヒートマップは、アレイ上のグリカンへの全細胞のN.gonorrhoeae株1291による結合(黒色バー)を示す(3つの独立した実験からの結果の平均)。グリカンは、それぞれの末端糖に基づいてクラスへとクラスター化される。各々のクラス内の結合されたグリカンの数及びパーセンテージを示す。グリカン結合の完全なデータセットを、表4中で示す。 N.gonorrhoeae 1291のNHBAタンパク質の全長(上部パネル)(配列番号1)及びC末端の断片(下部パネル)(配列番号2)のアミノ酸配列。 41のN.gonorrhoeae NHBAバリアントの配列番号2のC末端の免疫原性断片のコンセンサス配列についてのアミノ酸配列変動。 (上記の通り。) NHBAの免疫原性。精製された組み換えNHBAに対してNHBA-c-FreundまたはNHBA-c-Alumのいずれかと共に免疫された各々のマウスからの免疫後血清のELISA力価。5匹のマウスの各々についての力価をシンボルにより示し、幾何平均力価(GMT)をバーにより示す。 抗NHBAの抗体の、血清殺菌活性(a、c)及びオプソニン化貪食活性(b)。(a、c)抗NHBAの血清の血清殺菌活性(SBA)。補体の供給源としての正常ヒト血清及び熱非動化マウス血清の2倍の希釈物の存在下におけるN.gonorrhoeae株1291の生存を示す。血清は、以下のいずれかである。(a)血清無し(0)及び免疫前(PI)対照血清に比較した、抗NHBA-c血清+アジュバント(Freundまたはalum)。「補体無し」対照(NC)も示される(マウス血清のみの1/100希釈物によりインキュベーションした細菌);または(c)NHBA-c-alum血清からの精製された抗NHBAの抗体。(b)抗NHBA血清のオプソニン化貪食活性(OPA)。ヒト多形核白血球(PMN)、正常ヒト血清、及びマウス血清の存在下におけるN.gonorrhoeae株1291の生存を、上記の(a)におけるように示す。「補体無し」対照(NC)(マウス血清のみの1/400希釈物によりインキュベーションした細菌)そして「PMNのみ」対照(PMN)(PMNは有るがマウス血清無し及び補体無しでインキュベーションした細菌)を示す。a~cについて、データは、無処理野生型株(0)により得られた結果に比べた、三重のサンプルについての平均生存を表わす(100%で設定した無処理野生型は、a~cについて、それぞれ2.5×10、1.6×10、及び3.5×10コロニー形成単位を表わす)。エラーバーは、±1標準偏差を表わす。Studentの両側t検定を使用して、血清無し(0)無処理野生型に比べて、生存を比較した。、p<0.05、**、p≦0.01、***、p≦0.001。一元配置分散分析(ANOVA;p<0.0001)及びDunnettの多重比較検定(無処理野生型対照群(0)vs 6、25、または12.5についてp>0.9;0 vs 25、50、または100μg/mLについてp≦0.0001)を使用して、(c)についても統計分析を遂行した。 ヒト血清中でのNeisseria gonorrhoeaeの生存。0~10%(体積/体積)のヒト血清中での30分後のNeisseria gonorrhoeae 1291野生型(WT)株及びNHBAノックアウト(ΔNHBA)株の生存を示す。試験されたヒト血清は、N.gonorrhoeaeにより前吸収して、N.gonorrhoeaeと交差反応する任意の抗体を除去した正常ヒト血清である。この枯渇させた血清を、血清殺菌活性(SBA)及びオプソニン化貪食性殺傷(OPA)アッセイにおける補体供給源として使用する。データは、無処理株(0)により得られた結果に比べた、三重のサンプルについての平均生存を表わす(100%で設定した無処理WTは、2.8×10コロニー形成単位(CFU)を表わし;100%で設定した無処理ΔNHBAは、2.5×10CFUを表わす)。実験を3回遂行し、代表的な結果を示す。Studentの両側t検定を使用して、無処理対照に比べて、生存を比較した。***、p≦0.001。無処理(0)対照に比べて、試験した%血清中でのWTの生存に有意差はなかった。 抗NHBA血清の血清殺菌活性(SBA)。補体の供給源としての正常ヒト血清及び熱非動化マウス血清の2倍の希釈物の存在下におけるN.gonorrhoeae株1291の生存を示す。血清は、抗NHBA-c血清+Alum、または抗NHBA抗体を枯渇させた抗NHBA-c血清+Alumのいずれかである。データは、無処理野生型株(0)により得られた結果に比べた、三重のサンプルについての平均生存を表わす(100%で設定した無処理野生型は、3.3×10コロニー形成単位を表わす)。エラーバーは、±1標準偏差を表わす。Studentの両側t検定を使用して、白色(0)で示される無処理野生型に比べて、生存を比較した。、P<0.05、***、P≦0.001。
Figure 2023503963000002
本発明は、Neisseria gonorrhoeaeからのNHBAのC末端断片が淋菌に対する実質的に改善された免疫原性を実証するという解明に少なくとも部分的に基づく。NHBAタンパク質断片による免疫は、殺菌性且つオプソニン化貪食性であり、粘膜上皮細胞への淋菌の接着を阻害し得る抗体を惹起し得る。
本発明の広義の態様は、Neisseria gonorrhoeaeの単離されたNeisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA)タンパク質の免疫原性断片(配列番号1で示されるアミノ酸配列、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体を含むもの等)に関する。
Neisseria gonorrhoeae(淋菌(複数可)としても公知である)は、性行為による泌尿生殖器感染性淋病、そして他の淋菌関連の疾患、障害、及び病態(咽頭淋病、直腸淋、播種性淋菌敗血症、淋菌性敗血症性関節炎、及び新生児淋菌性結膜炎が挙げられる)を引き起こすプロテオバクテリアの1つのタイプである。概して本明細書において使用される時、「Neisseria gonorrhoeae」は、当業者によって同定可能なN.gonorrhoeaeのすべての株及び血清型を包含し、本明細書において記載されるものを包含する。Neisseria gonorrhoeaeは、異なる株の遺伝学的バリアントも包含する。標的生物がN.gonorrhoeaeかどうかを、当技術分野において公知の複数の方法によって決定することができ、当該方法としては、N.gonorrhoeaeについてChakravorty et al.(2007)(参照することによって本明細書に援用される)中で記載される、16SリボソームRNA(rRNA)遺伝子の配列決定が挙げられる。
Neisseria meningitidis Neisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA、以前はGNA2132と呼ばれた)は、4CMenBの構成要素であり、NHBA-GNA1030融合タンパク質として存在する(14)。髄膜炎菌NHBA(NHBANm)は表面に曝露されたリポタンパク質であり、内因的に無秩序で折り畳まれていないと予測される、N末端領域(残基200~250まで)(15)、グリカン(ヘパリン、ヘパリン硫酸、及びコンドロイチン硫酸が挙げられる)を結合する、中央のアルギニンリッチ領域(16~18)、及び逆平行β-バレルとして折り畳まれる、C末端領域(15、19、20)の3つの領域からなる。NHBANmは比較的良好に保存されているが、N末端領域は異なる髄膜炎菌株間で複数の挿入/欠失を含有する(15)。NHBANmは、多様なN.meningitidis株に対する血清殺菌抗体を誘導し(17、21、22)、これらの抗体はオプソニン化貪食でもあり(23、24)、上皮細胞へのN.meningitidisの接着をブロックすることが可能である(18)。NHBAの淋菌ホモログ(NHBANg)は、N.gonorrhoeae株間で高度に保存され(>93%の同一性)、4CMenB中にあるNHBA-2ペプチドバリアントへ67%の同一性を共有する(13、25)。本発明者らは、NHBANgが表面に曝露され、4CMenBのワクチン接種した人々からの抗体によって認識されることを最近示した(13)。N.gonorrhoeaeのNHBAタンパク質の一例が、配列番号1で示される。
本発明の目的のために、「単離された」によって、その天然状態から取り出されたか、またはさもなければ人間の操作が行われた材料が意味される。単離された材料は、天然状態において通常は当該材料に随伴する構成要素が実質的にもしくは本質的に不含有であり得るか、または天然状態において通常は当該材料に随伴する構成要素と一緒に人工的状態であるように操作され得る。単離された材料は、ネイティブ形態、化学合成形態、または組み換え形態であり得る。
「タンパク質」によって、アミノ酸ポリマーが意味される。当技術分野において良く理解されるように、アミノ酸は、天然アミノ酸または非天然アミノ酸、D-アミノ酸またはL-アミノ酸であり得る。
「タンパク質」という用語は、50以下のアミノ酸を有するタンパク質を記載するために典型的に使用される「ペプチド」及び50を超えるアミノ酸を有するタンパク質を記載するために典型的に使用される「ポリペプチド」)を包含及び網羅する。
「断片」は、タンパク質のアミノ酸配列の100%未満を構成する、タンパク質のセグメント、ドメイン、一部分、または領域である。
概して、断片は、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、200、250、300、400、または425アミノ酸までのアミノ酸配列(配列番号1で示される全長NHBAタンパク質等)を含み得る。
特定の実施形態において、単離されたNHBAタンパク質の免疫原性断片は、10~250アミノ酸、より好ましくは15~190アミノ酸、及びさらにより好ましくは20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、または185アミノ酸までの単離されたNHBAタンパク質(配列番号1または配列番号2で示されるもの等)を含むか、または当該タンパク質からなる。
ある特定の実施形態において、免疫原性断片は、単離されたNHBAタンパク質のC末端断片を含む。本明細書において使用される時、NHBAタンパク質に適用される「C末端断片」という用語は、NHBAタンパク質のC末端ドメイン中に所在するか、または当該ドメイン内に含有される、通常少なくとも約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、または210の連続または一続きのアミノ酸を含み得る。
特定の一実施形態において、免疫原性断片は、NHBAの細胞外ドメインまたは細胞外に曝露されたドメインを本質的に含む、配列番号2で示されるアミノ酸配列を含むか、当該配列からなるか、当該配列から本質的になるか、または当該配列内に含有される。
別の実施形態において、免疫原性断片は、単離されたNHBAタンパク質の1つもしくは複数のグリカン結合残基もしくはヘパリン結合残基及び/または1つもしくは複数の活性部位残基を含む。
したがって、免疫原性断片は、配列番号2に対応し配列番号1の断片を構成する、NHBAタンパク質の細胞外ドメインまたは細胞外に曝露されたドメインのうちのいくつかまたはすべてを含み得るか、あるいは、免疫原性断片は、そのグリカン結合残基及び/または活性部位残基のうちの少なくとも1つを含むこの細胞外ドメイン配列または細胞外に曝露されたドメイン配列の断片を含み得る。
本発明の文脈において、「免疫原性である」という用語は、本明細書において使用される時、動物へのタンパク質の投与に際して、タンパク質が免疫応答(N.gonorrhoeaeまたはその分子構成要素へのもの等)を生成または惹起する能力または可能性を示す。免疫応答は、Bリンパ球媒介性もしくはTリンパ球媒介性、またはその組み合わせのいずれかであり得ることが想定される。有利には、「免疫原性である」によって、Bリンパ球応答を惹起することが可能であることが意味されるが、これに限定されない。「免疫原性である」は、中和抗体応答を惹起することが可能であることも意味する。
「免疫応答を惹起する」によって、細胞性免疫系、抗体、及び/または自然免疫系を包含する免疫系の1つまたは複数の要素の産生または活性を生成または刺激することが意味される。好適には、免疫系の1つまたは複数の要素としては、Bリンパ球、抗体、及び好中球が挙げられる。一実施形態において、免疫応答は、粘膜免疫応答である。
本明細書において使用される時、タンパク質「バリアント」は、参照アミノ酸配列と、定義可能なヌクレオチド配列またはアミノ酸配列の関係性を共有する。例えば参照アミノ酸配列は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列であり得る。「バリアント」タンパク質は、異なるアミノ酸によって、参照アミノ酸配列の1つまたは複数のアミノ酸を欠失または置換され得る。いくつかのアミノ酸が、免疫原性の断片及び/またはタンパク質の活性を変化させずに、置換または欠失され得ることは、当技術分野において良く理解される(保存的置換)。したがって、配列番号1または配列番号2の他の残基のうちの1つまたは複数は、バリアントが配列番号1または配列番号2の免疫原性を実質的に保持するように、保存的に修飾され得る(例えばアミノ酸の置換または欠失によって)。好ましくは、タンパク質バリアントは、少なくとも70%もしくは75%、好ましくは少なくとも80%もしくは85%、またはより好ましくは少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を、参照アミノ酸配列(配列番号1または配列番号2等)と共有する。
「野生型」または「非修飾」のNHBAタンパク質断片配列(配列番号1または配列番号2のもの等)の修飾が、免疫原性断片の免疫原性を実質的に改善または促進し得ることも意図される。一例として、免疫原性断片は、特定のN.gonorrhoeae株のNHBAタンパク質配列へ実質的に一致または対応し、それによって、前記株(本明細書において記載されるもの等)への免疫原性断片の免疫原性を改善するように、修飾され得る。したがって、「バリアント」という用語は、本明細書において開示されるか、天然に存在する(例えば対立遺伝子の)バリアント、オルソログ(例えばN.gonorrhoeae以外の種(N.meningitidis等)からの)、及び合成バリアント(突然変異誘発技法を使用してインビトロで産生されたもの等)から産生されるか、またはそれらのアミノ酸配列を含む、単離されたタンパク質またはその断片も包含する。典型的には、修飾は、NHBAタンパク質断片の1つまたは複数のアミノ酸の置換を包含する。
バリアントは、対応する野生型タンパク質の生物学的活性を保持し得るか(例えば対立遺伝子バリアントまたは株バリアント、パラログ、及びオルソログ(図18中で記載されるもの等))、または対応する野生型タンパク質に比較して、生物学的活性を欠如し得るか、もしくは実質的に低減した当該生物学的活性を有し得る。
好適には、免疫原性断片は、配列番号2の残基3、5、6、9、20、50、57、60、61、69、71、75、76、83、88、89、91、92、93、113、135、150、152、153、167、173、177、180、及び181のうちの1つまたは複数のアミノ酸置換、または図18中で示されるアミノ酸置換を含む。特定の実施形態において、1つまたは複数のアミノ酸置換は、配列番号2の、残基3でのバリン(V)アミノ酸(A3V);残基5でのメチオニン(M)アミノ酸(I5M);残基6でのロイシン(L)アミノ酸(P6L);残基9でのセリン(S)アミノ酸(P9S);残基20でのグルタミン酸(E)アミノ酸(G20E);残基50でのセリン(S)アミノ酸(P50S);残基57でのセリン(S)アミノ酸(R57S);残基60でのアラニン(A)アミノ酸(G60A);残基61でのリジン(K)アミノ酸(E61K);残基69でのバリン(V)アミノ酸(A69V);残基71でのアラニン(A)アミノ酸(T71A);残基75でのセリン(S)アミノ酸(N75S);残基76でのアルギニン(R)アミノ酸(G76R);残基83でのスレオニン(T)アミノ酸(M83T);残基88でのセリン(S)アミノ酸(P88S);残基89でのシステイン(C)アミノ酸(Y89C);残基91でのスレオニン(T)アミノ酸(S91T);残基92でのアルギニン(R)アミノ酸(G92R);残基93でのセリン(S)アミノ酸(G93S);残基113でのグリシン(G)アミノ酸(S113G);残基135でのアスパラギン(N)アミノ酸(T135N);残基150でのアスパラギン酸(D)アミノ酸(G150D);残基152でのバリン(V)アミノ酸(A152V);残基153でのアスパラギン酸(D)アミノ酸(G153D);残基167でのスレオニン(T)アミノ酸(A167T);残基173でのセリン(S)アミノ酸(G173S);残基177でのアスパラギン酸(D)アミノ酸(G177D);残基180でのグルタミン酸(E)アミノ酸(D180E);残基181でのグルタミン(Q)アミノ酸(R181Q);及びその任意の組み合わせからなる群から選択される。
1つの特定の実施形態において、バリアントタンパク質またはバリアントペプチドはそのN末端及び/またはC末端で1つまたは複数の残基(リジン残基等)を含み得る。複数のリジン残基(例えばポリリジン)は、リジン残基の線状配列であり得るかまたはリジン残基の分岐鎖配列であり得る。これらの追加のリジン残基は、ペプチド溶解度の増加を容易にし得る。
それぞれのタンパク質及び核酸間の配列関係性を記載するために本明細書において概して使用される用語としては、「比較ウィンドウ」、「配列同一性」、「配列同一性のパーセンテージ」、及び「実質的な同一性」が挙げられる。それぞれの核酸/タンパク質が各々、(1)核酸/タンパク質によって共有される完全な核酸/タンパク質配列の1つまたは複数の部分のみ、及び(2)核酸/タンパク質間で多様性のある1つまたは複数の部分、を含み得るので、配列比較は、典型的には、配列類似性の局所的な領域を同定及び比較するために「比較ウィンドウ」にわたって配列を比較することによって、遂行される。「比較ウィンドウ」は、参照配列に比較される、典型的には6、9、または12の連続した残基の概念的セグメントを指す。比較ウィンドウは、それぞれの配列の最適なアライメントのために、参照配列に比較して、約20%以下の添加または欠失(すなわちギャップ)を含み得る。比較ウィンドウをアライメントさせるための最適な配列のアライメントは、アルゴリズムのコンピューター実装(IntelligeneticsによるGeneworksプログラム;Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0,Genetics Computer Groupにおける、GAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA、575 Science Drive Madison、WI、USA、参照することによって本明細書に援用される)によって、または選択された様々な方法のうちの任意のものによっても生成された検査及び最良のアライメント(すなわち、比較ウィンドウにわたって最も高いパーセンテージ相同性をもたらす)によって、遂行され得る。例えばAltschul et al.,1997,Nucl.Acids Res.25 3389(参照することによって本明細書に援用される)によって開示されるBLASTファミリーのプログラムも参照され得る。配列分析の詳細な考察は、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY Eds.Ausubel et al.(John Wiley & Sons Inc NY,1995-1999)のユニット19.3中で見出され得る。
「配列同一性」という用語は、標準的なアルゴリズムを使用する適切なアライメントを考慮して、配列が比較ウィンドウにわたって同一である程度を考慮して、正確なヌクレオチドまたはアミノ酸の一致数を含むように、その最も広義の意味で本明細書において使用される。したがって、「配列同一性のパーセンテージ」は、比較ウィンドウにわたって2つの最適にアライメントさせた配列を比較し、同一核酸塩基(例えばA、T、C、G、U)が両方の配列中で生じる位置の数を決定して一致した位置の数を出し、一致した位置の数を比較ウィンドウ中の位置の総数(すなわちウィンドウサイズ)で除し、結果に100を乗じて配列同一性のパーセンテージを得ることによって計算される。例えば、「配列同一性」は、DNASISコンピュータープログラム(Windows用のバージョン2.5;Hitachi Software engineering Co.,Ltd.、South San Francisco、California、USAから入手可能)によって計算された「一致パーセンテージ」を意味すると理解され得る。
本発明は、本明細書において開示される免疫原性断片の誘導体も提供する。好適には、免疫原性断片は、配列番号2で示されるアミノ酸配列を含む。
本明細書において使用される時、「誘導体」は、例えば他の化学部分とのコンジュゲーションまたは複合体化によって、当技術分野において理解される、翻訳後修飾(例えばリン酸化、アセチル化、及び同種のもの)、糖鎖付加の修飾(例えば糖鎖付加の添加、除去、または改変)、脂質付加、及び/または追加のアミノ酸配列の組入れによって、変更された分子(タンパク質、その断片またはバリアント等)である。1つの特定の誘導体は、ジフテリア毒素(DT)への免疫原性断片のコンジュゲーションによるものである。これは、C末端システイン残基の添加によって促進され得る。
追加のアミノ酸配列は、融合タンパク質を生成する融合パートナーアミノ酸配列を含み得る。一例として、融合パートナーアミノ酸配列は、単離された融合タンパク質の検出及び/または精製を補助し得る。非限定例としては、金属結合(例えばポリヒスチジン)融合パートナー、マルトース結合タンパク質(MBP)、プロテインA、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、蛍光タンパク質配列(例えばGFP)、エピトープタグ(myc、FLAG、及び赤血球凝集素タグ等)が挙げられる。
他の追加のアミノ酸配列は、担体タンパク質(ジフテリアトキソイド(DT)またはその断片等)、またはCRMタンパク質断片(国際公開WO2017/070735中で記載されるもの等)であり得る。特定の実施形態において、本明細書において記載される免疫原性断片または単離されたタンパク質は、担体タンパク質へ、コンジュゲート、カップル、またはそうでなければ連結される。
本発明によって企図される他の誘導体としては、側鎖への修飾、ペプチドまたはタンパク質合成の間の非天然アミノ酸及び/またはそれらの誘導体の取り込み、及び架橋物質の使用、ならびに本発明の免疫原性タンパク質、断片、及びバリアントを立体配座的に制約する他の方法が挙げられるがこれらに限定されない。
この点に関して、当業者は、タンパク質の化学修飾に関するより広範囲な方法論について、CURRENT PROTOCOLS IN PROTEIN SCIENCE,Eds.Coligan et al.(John Wiley & Sons NY 1995-2008)のチャプター15を参照する。
関連する態様において、本発明は、N.gonorrhoeaeのNHBAの1つまたは複数の免疫原性断片を含む単離されたタンパク質を提供する。好適には、単離されたタンパク質は、N.gonorrhoeaeの全長NHBAまたは野生型NHBAではない。
1つの特定の実施形態において、本発明は、複数の免疫原性断片を含む本明細書において記載される単離されたタンパク質(「ポリトープ」タンパク質の形態で等)を企図する。例えば、前記免疫原性断片は、単独でまたは反復として存在してもよく、それにはタンデム反復断片も含まれる。異種アミノ酸配列(例えば「スペーサー」アミノ酸)も、前記単離されたタンパク質中に存在する1つまたは複数の免疫原性断片の間に含まれ得る。
なおさらなる実施形態において、本態様の発明は、(i)本明細書において記載される免疫原性断片、またはそのセグメント、ドメイン、部分、もしくは領域(例えばそのエピトープまたは抗原決定基)、及び包括的にその断片、バリアント、または誘導体;ならびに(ii)任意選択で1つまたは複数の追加のアミノ酸配列、からなる単離されたタンパク質またはペプチドを提供する。この点に関して、追加のアミノ酸配列は、好ましくは、前述のタンパク質の列挙されたアミノ酸配列のN末端及び/またはC末端で存在し得る異種アミノ酸配列であるが、これに限定されない。
本明細書において記載される免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質、包括的にその断片、バリアント、及び誘導体は、ペプチド断片を産生するための、化学合成、組み換えDNA技術、及びタンパク質分解性切断が挙げられるがこれらに限定されない、当技術分野において公知の任意の手段によって産生され得る。
化学合成は、固相合成及び液相合成を包含する。かかる方法は当技術分野において周知であるが、SYNTHETIC VACCINES Ed.Nicholson(Blackwell Scientific Publications)のチャプター9、及びCURRENT PROTOCOLS IN PROTEIN SCIENCE Eds.Coligan et al.,(John Wiley & Sons,Inc.NY USA 1995-2008)のチャプター15中で提供される化学合成技法の例が参照される。この点に関して、国際公開WO99/02550及び国際公開WO97/45444も参照される。
組み換えタンパク質は、例えばSambrook et al.,MOLECULAR CLONING.A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Press,1989)の特にセクション16及びセクション17;CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY Eds.Ausubel et al.,(John Wiley & Sons,Inc.NY USA 1995-2008)の特にチャプター10及びチャプター16;及びCURRENT PROTOCOLS IN PROTEIN SCIENCE Eds.Coligan et al.,(John Wiley & Sons,Inc.NY USA 1995-2008)の特にチャプター1、5、及び6中で記載される標準的なプロトコルを使用して、当業者によって好都合に調製され得る。典型的には、組み換えタンパク質調製は、好適な宿主細胞中でのタンパク質をコードする核酸の発現を包含する。
別の態様において、本発明は、本明細書において開示される免疫原性断片及び単離されたタンパク質をコードする核酸配列またはそれに相補的なヌクレオチド配列を含む核酸配列をコードするかまたは当該核酸配列に相補的である、単離された核酸を企図する。
本発明の単離された免疫原性タンパク質、単離された免疫原性断片、バリアント、誘導体、及びポリトープをコードするヌクレオチド配列は、NHBAの完全なゲノム核酸配列から容易に推定され得る。
この態様は、前記単離された核酸の断片、バリアント、及び誘導体も包含する。
「核酸」という用語は、本明細書において使用される時、一本鎖または二本鎖のDNA及びRNAを示す。DNAは、ゲノムDNA及びcDNAを包含する。RNAは、mRNA、RNA、RNAi、siRNA、cRNA、及び自己触媒RNAを包含する。核酸は、DNA-RNAハイブリッドでもあり得る。核酸は、典型的にはA、G、C、T、またはU塩基を含むヌクレオチドを含むヌクレオチド配列を含む。しかしながら、ヌクレオチド配列は、他の塩基(イノシン、メチリイシトシン(methylycytosine)、メチルイノシン、メチルアデノシン、及び/またはチオウリジン等)を含み得るが、これらに限定されない。
したがって、特定の実施形態において、単離された核酸はcDNAである。
「ポリヌクレオチド」は、80以上の連続したヌクレオチドを有する核酸である一方で、「オリゴヌクレオチド」は、80未満の連続したヌクレオチドを有する。
「プローブ」は、例えばノーザンブロッティングまたはサザンブロッティング中の相補的な配列の検出の目的のために、好適には標識された一本鎖または二本鎖のオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドであり得る。
「プライマー」は、通常好ましくは15~50の連続したヌクレオチドを有する一本鎖オリゴヌクレオチドであり、それは相補的な核酸「鋳型」にアニールすることが可能であり、DNAポリメラーゼ(Taqポリメラーゼ、逆転写酵素、またはSequenase(商標)等)の作用により鋳型依存性様式で延長される。
一実施形態において、本発明は、本発明の単離された免疫原性断片またはタンパク質をコードする、単離された核酸のバリアントを提供する。
一実施形態において、核酸バリアントは、本発明の単離されたタンパク質または免疫原性断片のバリアントをコードする。
好適には、核酸バリアントは、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%または65%、66%、67%、68%、69%、好ましくは少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、または75%、より好ましくは少なくとも80%、81%、82%、83%、84%、または85%、及びさらにより好ましくは少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、または95%の本発明の単離された核酸とのヌクレオチド配列同一性を共有する。
本発明は、コドン配列冗長性の利用によって修飾された核酸も企図する。より特定の例において、コドン使用は、特定の生物体または細胞タイプ中で核酸の発現を最適化するように修飾され得る。
本発明は、本発明の単離された核酸における修飾プリン(例えばイノシン、メチルイノシン、及びメチルアデノシン)及び修飾ピリミジン(例えばチオウリジン及びメチルシトシン)の使用をさらに提供する。
CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY(Eds.Ausubel et al.John Wiley & Sons NY,1995-2008)のチャプター2及びチャプター3中で記載されるもの等の標準的なプロトコルを使用して、本発明の単離された核酸を好都合には調製することができることは、当業者によって良く認識されるだろう。
さらに別の実施形態において、相補的な核酸は、高ストリンジェンシー条件下で本発明の核酸へハイブリダイズする。
「ハイブリダイズする及びハイブリダイゼーション」は、DNA-DNAハイブリッド、RNA-RNA、またはDNA-RNAハイブリッドを産生するために少なくとも部分的に相補的なヌクレオチド配列の対合を表わすように、本明細書において使用される。相補的なヌクレオチド配列を含むハイブリッド配列が、塩基対を介して生じる。
「ストリンジェンシー」は、本明細書において使用される時、ハイブリダイゼーション間の温度及びイオン強度の条件ならびに特定の有機溶媒及び/またはデタージェントの存在または非存在を指す。ストリンジェンシーが高いほど、ハイブリダイズするヌクレオチド配列間の相補性の要求されるレベルは高いだろう。
「ストリンジェントな条件」は、高頻度の相補的な塩基を有する核酸のみがハイブリダイズする条件を示す。
ストリンジェントな条件は、Ausubel et al.、前掲(参照することによって本明細書に援用される)のチャプター2.9及びチャプター2.10中で記載されるもの等、当技術分野において周知である。当業者は、様々な因子を操作して、ハイブリダイゼーションの特異性を最適化することができることも認識するだろう。最終洗浄のストリンジェンシーの最適化は、高度のハイブリダイゼーションを確実にするように供され得る。
相補的なヌクレオチド配列は、ヌクレオチドがマトリックス(好ましくはニトロセルロース等の合成膜)上で固定化されるステップ、ハイブリダイゼーションステップ、及び典型的には標識されたプローブまたは他の相補的な核酸を使用する検出ステップを包含する、ブロット技法によって同定され得る。サザンブロッティングは、相補的なDNA配列を同定するために使用され;ノーザンブロッティングは、相補的なRNA配列を同定するために使用される。ドットブロッティング及びスロットブロッティングは相補的なDNA/DNA、DNA/RNAまたはRNA/RNAのポリヌクレオチド配列を同定するために使用され得る。かかる技法は当業者に周知であり、Ausubel et al.、前掲中の2.9.20~2.9.1ページで記載される。かかる方法によれば、サザンブロッティングは、DNA分子をサイズに従ってゲル電気泳動法によって分離し、サイズ分離したDNAを合成膜へ転写し、膜結合DNAを相補的なヌクレオチド配列へハイブリダイズすることを包含する。代替のブロッティングステップは、プラークハイブリダイゼーションまたはコロニーハイブリダイゼーションのプロセスを介して等で、cDNAライブラリーまたはゲノムDNAライブラリー中の相補的な核酸を同定する場合に使用される。この手順の他の典型例は、Sambrook et al.,MOLECULAR CLONING.A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Press,1989)のチャプター8~12中で記載される。
固定化核酸へハイブリダイズされた標識核酸を検出する方法は、当業者に周知である。かかる方法としては、オートラジオグラフィー、化学発光、蛍光、及び比色定量の検出が挙げられる。
核酸は、核酸配列増幅法も使用して、単離され得るか、検出され得るか、及び/または組み換えDNA技術が行われ得る。
熱的方法及び等温方法の両方をカバーする好適な核酸増幅技法は、当業者に周知であり、当該方法としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR);鎖置換増幅(SDA);ローリングサークル複製(RCR);核酸配列ベースの増幅(NASBA)、Q-βレプリカーゼ増幅、リコンビナーゼポリメラーゼ増幅、及びヘリカーゼ依存性増幅(RPA)が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において使用される時、「増幅産物」は、核酸増幅によって生成された核酸産物を指す。
核酸増幅技法としては、当技術分野において周知であるように、qPCR、リアルタイムPCR、及び競合PCR等の特定の定量的技法及び半定量的技法が挙げられ得る。
別の態様において、本発明は、(i)本明細書において記載される単離された核酸;または(ii)それに相補的なヌクレオチド配列を含む単離された核酸、を含む、遺伝子コンストラクトを提供する。
好適には、遺伝子コンストラクトは、当技術分野において良く理解されるように、プラスミド、バクテリオファージ、コスミド、酵母、またはバクテリア人工染色体の遺伝子エレメントの形態であるか、または当該エレメントを含む。遺伝子コンストラクトは、本発明の核酸またはコードされたタンパク質の組み換えDNA技術による操作及び/または発現のための、細菌または他の宿主細胞中での単離された核酸の維持及び伝播に好適であり得る。
宿主細胞発現の目的のために、遺伝子コンストラクトは発現コンストラクトである。好適には、発現コンストラクトは、発現ベクター中で1つまたは複数の追加の配列へ作動可能に連結された本発明の核酸を含む。「発現ベクター」は、自己複製染色体外ベクター(プラスミド等)または宿主ゲノムの中へ組み込まれるベクターのいずれかであり得る。
「作動可能に連結された」によって、好ましくは転写を開始、調節、またはそうでなければ制御するように、前記追加ヌクレオチド配列は本発明の核酸に対して位置することが意味される。
調節ヌクレオチド配列は、概して発現のために使用される宿主細胞について適切である。多数のタイプの適切な発現ベクター及び好適な調節配列は、様々な宿主細胞について当技術分野において公知である。
典型的には、前記1つまたは複数の調節性のヌクレオチド配列としては、プロモーター配列、リーダー配列またはシグナル配列、リボソーム結合部位、転写開始配列及び転写終結配列、翻訳開始配列及び翻訳終結配列、ならびにエンハンサー配列またはアクチベーター配列が挙げられ得るがこれらに限定されない。
当技術分野において公知であるような構成的プロモーターまたは誘導可能プロモーターが、本発明によって企図される。
本発明の組み換えアレルゲン性タンパク質が上述されるように融合タンパク質として発現されるように、発現コンストラクトは、融合パートナーをコードする追加ヌクレオチド配列(典型的には発現ベクターによって提供される)も含み得る。
特定の実施形態において、遺伝子コンストラクトは、対象(ヒト等)への投与に好適である。好ましい形態において、遺伝子コンストラクトは、対象(ヒト等)のDNAワクチン接種に好適である。
好適には、DNAワクチン接種は、1つまたは複数のプラスミドDNA発現コンストラクトを経由するものである。プラスミドは、典型的には、ウイルスプロモーター(SV40、RSV、またはCMVプロモーター等)を含む。イントロン Aは、mRNAの安定性を改善し、それによってタンパク質発現を増加させるために含まれ得る。プラスミドは、マルチプルクローニング部位、強いポリアデニル化シグナル/転写終結シグナル(ウシ成長ホルモンまたはウサギβ-グロブリンのポリアデニル化配列等)をさらに含み得る。プラスミドは、HIVのrev増加させたエンベロープ発現の有無にかかわらず、Mason-Pfizerサルウイルスのシス作用性転写エレメント(MPV-CTE)をさらに含んでもよい。発現を改善し得る追加の修飾としては、エンハンサー配列、合成イントロン、アデノウイルス三分節リーダー(TPL)配列の挿入、及び/またはポリアデニル化配列及び/または転写終結配列への修飾が挙げられる。DNAワクチンプラスミドの非限定例は、Invivogenから商業的に入手可能なpVACである。
DNAワクチン学を記載する有益な参照は、DNA Vaccines,Methods and Protocols,Second Edition(Volume 127 of Methods in Molecular Medicine series,Humana Press,2006)である。
さらなる態様において、本発明は、本明細書において記載される核酸分子または遺伝子コンストラクトにより形質転換された宿主細胞を提供する。
発現に好適な宿主細胞は、原核生物または真核生物のものであり得る。例えば、好適な宿主細胞としては、哺乳動物細胞(例えばHeLa、HEK293T、Jurkat細胞)、酵母細胞(例えばSaccharomyces cerevisiae)、バキュロウイルス発現系有りまたは無しで利用される昆虫細胞(例えばSf9、Trichoplusia ni)、植物細胞(例えばChlamydomonas reinhardtii、Phaeodactylum tricornutum)、または細菌細胞(E.coli等)が挙げられ得るがこれらに限定されない。宿主細胞(原核生物または真核生物であっても)の中への遺伝子コンストラクトの導入は、例えばCURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY Eds.Ausubel et al.,(John Wiley & Sons,Inc.1995-2009)の特にチャプター9及びチャプター16中で記載されるように、当技術分野において周知である。
さらに別の態様において、本発明は、本明細書において記載される単離された免疫原性断片または単離されたタンパク質を産生する方法であって、(i)以前に形質転換された上述の宿主細胞を培養すること;及び(ii)ステップ(i)において培養された前記宿主細胞から前記断片またはタンパク質を単離すること、を含む、前記方法を提供する。
組み換えタンパク質は、例えばSambrook et al.,MOLECULAR CLONING.A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Press,1989)の特にセクション16及びセクション17;CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY Eds.Ausubel et al.,(John Wiley & Sons,Inc.1995-2009)の特にチャプター10及びチャプター16;及びCURRENT PROTOCOLS IN PROTEIN SCIENCE Eds.Coligan et al.,(John Wiley & Sons,Inc.1995-2009)の特にチャプター1、5、及び6中で記載される標準的なプロトコルを使用して、当業者によって好都合に調製され得る。
さらなる態様において、本発明は、本明細書において記載される免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質と結合する及び/またはそれらに対して作製される抗体または抗体断片を提供する。
好適には、前記抗体または抗体断片は、前記単離された免疫原性断片及び/またはタンパク質と特異的に結合する。
いくつかの実施形態において、抗体は、1つまたは複数のグリカン及び/または基質分子(GAG、ヘパリン、ヘパラン硫酸、及びコンドロイチン等)へのN.gonorrhoeaeのNHBAの結合を、低減、消失、阻害、または抑制し得る。他の実施形態において、抗体は、N.gonorrhoeaeが細胞(対象中の上皮細胞等)へ結合または接着する能力を、低減、消失、阻害、または抑制し得る。さらなる実施形態において、抗体は、N.gonorrhoeaeが対象中の血清耐性を誘導する能力を、低減、消失、阻害、または抑制し得る。ある特定の実施形態において、抗体は、N.gonorrhoeae細胞の補体依存性溶解及び/またはオプソニン化貪食性殺傷を誘導または媒介する。
好適には、抗体または抗体断片は、配列番号2またはバリアント中で示されるアミノ酸配列、その断片、または誘導体を含む、単離された免疫原性ペプチドと特異的に結合する。いくつかの実施形態において、抗体または抗体断片は、全長NHBAタンパク質に対して作製された抗体よりも実質的に高い親和性で、配列番号2内に含有される最小のエピトープ配列と結合する。この文脈において、「実質的により高い親和性」によって、NHBAタンパク質の特定の濃度で、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10倍高い親和性が意味される。
抗体及び抗体断片は、ポリクローナルもしくはモノクローナル、ネイティブ、または組み換えであり得る。抗体断片は、Fc断片、Fab断片、もしくはF(ab)2断片を含む、及び/または一本鎖Fv抗体(scFv)を含み得る。かかるscFvは、例えば米国特許第5,091,513号、欧州特許第239,400号、またはWinter & Milstein,1991,Nature 349:293による論文中でそれぞれ記載される方法に従って、調製され得る。抗体としては、多価組み換え抗体断片(複数のscFvsを含む、ダイアボディ及びトリアボディ及び/またはテトラボディ等)、そして二量体化活性化デミボディ(例えばWO/2007/062466)も挙げられ得る。一例として、かかる抗体は、Holliger et al.,1993 Proc Natl Acad Sci USA 90 6444;またはKipriyanov,2009 Methods Mol Biol 562 177中で記載される方法に従って調製され得る。抗体産生、精製、及び使用へ適用可能な周知のプロトコルは、例えばColigan et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY(John Wiley & Sons NY,1991-1994)及びHarlow,E.& Lane,D.Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbour,Cold Spring Harbour Laboratory,1988の2章中で見出され得る。
ポリクローナル抗体を産生する方法は、当業者に周知である。使用され得る例示的なプロトコルは、例えばColigan et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY、前掲、及びHarlow & Lane,1988、前掲中で記載される。一例として、ポリクローナル抗体は、精製もしくは組み換えNHBAタンパク質、またはその免疫原性断片(例えば配列番号2)に対して、産生種(ウマ等)において作製され、後続して投与前に精製され得る。
モノクローナル抗体は、例えばKohler & Milstein,1975,Nature 256,495によって論文中で元々記載されるような標準的な方法、または例えばColigan et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY、前掲中で記載される例えば最近の修飾を使用して本発明の単離されたタンパク質、断片、バリアント、または誘導体のうちの1つまたは複数により接種された産生種に由来する脾臓または他の抗体産生細胞の不死化によって、産生され得る。ある特定の実施形態において、モノクローナル抗体またはその断片は、組み換え形態であり得る。このことは、モノクローナル抗体が非ヒト哺乳動物の脾臓細胞によって最初に産生されるならば、モノクローナル抗体または断片を「ヒト化する」ために特に有利であり得る。
本発明の抗体及び抗体断片は、本明細書において記載される単離された免疫原性断片及び/またはタンパク質の親和性クロマトグラフィー精製に特に好適であり得る。例えば、Coligan et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY、前掲のチャプター9.5中で記載される親和性クロマトグラフィー手順が参照され得る。
いくつかの実施形態において、抗体または抗体断片は、淋菌感染症への「受動」免疫を提供するために、哺乳動物へ投与され得る。
別の実施形態において、本明細書において記載されるNHBAの単離された免疫原性断片及び/またはタンパク質を結合するかまたはそれらに対して作製される抗体または抗体断片は、細胞表面に発現されたNHBAを検出するために、使用され得る。
本発明のある特定のさらなる態様及び実施形態は、動物(より具体的にはヒト)において淋菌関連の疾患、障害、または病態に対して、予防、治療、及び/または免疫する組成物及び/または方法を提供する。
1つのかかる態様において、本発明は、淋菌関連の疾患、障害、または病態を予防または治療するための組成物に存し、(i)本明細書において記載される1つまたは複数の免疫原性断片及び/またはタンパク質;(ii)本明細書において記載される1つまたは複数の単離されたタンパク質;(iii)本明細書において記載される1つまたは複数の単離された核酸;(iv)本明細書において記載される1つまたは複数の遺伝子コンストラクト;及び/または(v)免疫原性断片または単離されたタンパク質(本明細書において記載されるもの等)を結合するかまたはそれらに対して作製される1つまたは複数の抗体または抗体断片を、任意選択で薬学的に許容される希釈物質、担体、または賦形剤と一緒に含み得る。
「薬学的に許容される担体、希釈物質、または賦形剤」によって、全身投与において安全に使用され得る、固体または液体の充填物質、希釈物質、またはカプセル化物質が意味される。特定の投与経路に依存して、当技術分野において周知の様々な担体が使用され得る。これらの担体は、糖、デンプン、セルロース及びその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク、硫酸カルシウム、植物油、合成油、ポリオール、アルギン酸、リン酸緩衝溶液、乳化物質、等張食塩水及び塩(塩酸塩、臭化物、及び硫酸塩を包含する鉱酸塩等)、有機酸(酢酸塩、プロピオン酸塩、及びマロン酸塩等)、ならびにパイロジェン不含有水を含む群から選択され得る。
薬学的に許容される担体、希釈物質、及び賦形剤を記載する有益な参照文献は、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Mack Publishing Co.N.J.USA,1991)(参照することによって本明細書に援用される)である。
一実施形態において、本発明の医薬組成物は、免疫原性組成物である。より詳細には、免疫原性組成物は、好適にはワクチンである。
本明細書において概して使用される時、「免疫する」「ワクチン接種する」、及び「ワクチン」という用語は、N.gonorrhoeaeによる後続する感染が少なくとも部分的に予防または最小限にされる、N.gonorrhoeaeに対する防御免疫応答を惹起する方法及び/または組成物を指す。
したがって、かかる組成物は、対象への投与に際して、N.gonorrhoeae細菌への、少なくとも部分免疫及び好ましくは防御免疫を生成する目的のために、または免疫応答、好ましくは防御免疫応答を生成するために、送達され得るが、これらに限定されない。
「防御免疫」によって、抗原(複数可)への応答性が前記抗原の迅速な結合及び/または消失を導き、したがって動物(ヒト対象等)における後続するN.gonorrhoeae菌の感染を少なくとも部分的に寛解または予防するのに十分な免疫のレベルが意味される。
「防御免疫応答」によって、動物(ヒト対象等)における現在及び/または将来のN.gonorrhoeae菌の感染の重症度、症状、態様、または特徴を予防または低減させるのに十分な免疫応答のレベルが意味される。
別の特定の実施形態において、免疫原性組成物は、対象の受動免疫のための本明細書において開示される1つまたは複数の抗体を含む。
好適なワクチンは、タンパク質性ワクチンの形態であり得、特に、N.gonorrhoeaeのNHBAタンパク質の1つまたは複数の免疫原性断片、または本明細書において記載されるそれらの断片、バリアント、もしくは誘導体を含む。
本発明の免疫原性組成物及び/またはワクチンが、「免疫学的に許容される担体、希釈物質、または賦形剤」を含み得ることは上記の内容によって認識されるだろう。
有益な担体は、当技術分野において周知であり、例えばチログロブリン;アルブミン(ヒト血清アルブミン等);毒素、トキソイド、または破傷風、ジフテリア、百日咳、Pseudomonas属、E.coli、Staphylococcus属、及びStreptococcus属からの毒素の任意の突然変異交差反応性物質(CRM);ポリアミノ酸(ポリ(リジン:グルタミン酸)等);インフルエンザ;ロタウイルスVP6、パルボウイルスVP1及びVP2;B型肝炎ウイルスコアタンパク質;B型肝炎ウイルス組み換えワクチン、ならびに同種のものを含む。代替的に、担体タンパク質または他の免疫原性タンパク質の、断片またはエピトープが使用され得る。例えば、細菌毒素、トキソイド、またはCRMのT細胞エピトープが使用され得る。この点に関して、米国特許第5,785,973号(参照することによって本明細書に援用される)が参照され得る。
「免疫学的に許容される担体、希釈物質または賦形剤」としては、その範囲内で、水、重炭酸バッファー、リン酸緩衝食塩水、もしくは食塩水、及び/または当技術分野において周知のアジュバントが挙げられる。当技術分野において理解されるように、「アジュバント」は、ワクチン組成物の免疫原性及び有効性を促進する1つまたは複数の物質から構成される組成物を意味する。
好ましくは、免疫応答を惹起する目的のために、特定の免疫剤は、本明細書において記載される免疫原性断片または単離されたタンパク質と組み合わせて、またはそれらとコンジュゲートして、使用され得る。「免疫剤」という用語は、その範囲内に、担体、送達剤、免疫刺激物質、及び/または当技術分野において周知のアジュバントを包含する。当技術分野において理解されるように、免疫刺激物質及びアジュバントは、組成物の免疫原性及び/または有効性を促進する1つまたは複数の物質を指すかまたはそれらを含む。
好適なアジュバントまたは免疫刺激物質の非限定例としては、スクアラン及びスクアレン(または植物起源または動物起源の他の油);ブロックコポリマー;デタージェント(Tween(登録商標)80);Quil(登録商標)A、鉱物油(DrakeolまたはMarcol等)、植物油(落花生油等);Corynebacterium属(Corynebacterium parvum等)由来アジュバント;Propionibacterium属(Propionibacterium acne等)由来アジュバント;Mycobacterium bovis(Calmette Guerin桿菌またはBCG);Bordetella pertussis抗原;破傷風トキソイド;ジフテリアトキソイド;界面活性物質(ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オクタデシルアミノ酸エステル、リゾレシチン、ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド、N,N-ジコクタデシル(dicoctadecyl)-N’,N’ビス(2-ヒドロキシエチル-プロパンジアミン)、メトキシヘキサデシルグリセロール、及びプルロニックポリオール等)ポリアミン(ピラン、デキストラン硫酸塩、ポリICカルボポール等);ペプチド(ムラミルジペプチド及び誘導体、ジメチルグリシン、タフトシン等);油エマルション;及びミネラルゲル(リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、またはミョウバン等);インターロイキン(インターロイキン2及びインターロイキン12等);モノカイン(インターロイキン1等);腫瘍壊死因子;インターフェロン(γインターフェロン等);組み合わせ(サポニン水酸化アルミニウムまたはQuil A水酸化アルミニウム等);リポソーム;ISCOM(登録商標)アジュバント及びISCOMATRIX(登録商標)アジュバント;マイコバクテリアの細胞壁抽出物;合成糖ペプチド(ムラミルジペプチドまたは他の誘導体等);アブリジン;リピドA誘導体;デキストラン硫酸塩;DEAEデキストラン単独、またはリン酸アルミニウムと共に;カルボキシポリメチレン(Carbopol’EMA等);アクリルコポリマーエマルション(Neocryl A640等)(例えば米国特許第5,047,238号);油中水型乳化物質(Montanide ISA 720等);ポリオウイルス、牛痘、または動物ポックスウイルスのタンパク質;またはそれらの混合物が挙げられる。
サブユニットワクチンに関して、かかるワクチンの例は、ISCOM(国際公開WO97/45444中で記載されるもの等)により製剤化され得る。
油中水型製剤の形態でのワクチンの例としては、Montanide ISA 720(国際公開WO97/45444中で記載されるもの等)が挙げられる。
任意の好適な手順が、ワクチン組成物の産生のために企図される。例示的な手順としては、例えばNew Generation Vaccines(1997,Levine et al.,Marcel Dekker,Inc.New York,Basel,Hong Kong)(参照することによって本明細書に援用される)中で記載されるものが挙げられる。
代替的に、ワクチンは、核酸ワクチン及び特にDNAワクチンの形態であり得る。DNAワクチン学を記載する有益な参照文献は、DNA Vaccines,Methods and Protocols,Second Edition(Volume 127 of Methods in Molecular Medicine series,Humana Press,2006)であり、参照することによって本明細書に援用される。
いくつかの実施形態において、本発明の単離された免疫原性タンパク質及び/または断片は、精製された形態でのワクチンとして使用され得るか、免疫原性担体タンパク質へ融合され得るか、生ワクチン送達系(弱毒化ウイルス、ウイルス様粒子、または生弱毒化細菌が挙げられる)によって発現され得る。
他の実施形態において、本発明の組成物及びワクチンは、本発明の1つまたは複数の単離された免疫原性タンパク質または免疫原性断片を発現するように誘導され得る、弱毒化細菌または不活性化細菌の形態でヒトへ投与され得る。弱毒化細菌の非限定例としては、Salmonella種(例えばSalmonella enterica変種TyphimuriumまたはSalmonella typhi)が挙げられる。代替的に、他の腸内病原菌(Shigella属の種またはE.coli等)は、弱毒化形態で使用され得る。弱毒化サルモネラ菌株は、芳香族アミノ酸生合成経路における遺伝子を不活性化することによって(Alderton et al.,Avian Diseases 35 435)、芳香族アミノ酸生合成経路における2つの遺伝子の中へ(米国特許5,770,214中で記載されるもの等)、またはhtrA等の他の遺伝子中に(米国特許5,980,907中で記載されるもの等)、またはompR等の外膜タンパク質をコードする中に(米国特許5,851,519中で記載されるもの等)、突然変異を導入することによって、構築された。
一実施形態において、抗原組成物は、外膜小胞(OMV)を含む。OMVは、グラム陰性細菌において天然に存在し、タンパク質、脂質(多くはLPS)、及びペリプラズム内容物からなる非複製球状ナノ粒子である。好適には、OMVは、任意の細菌種(Neisseriaの種(例えばNeisseria gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidis)またはE.coliの培養された株等)の天然に分泌されたかまたは界面活性剤で抽出された外膜から調製され得る。OMVは、当技術分野において公知の任意の方法によって得られ得る(例えばGerritzen et al.2017,Biotech Adv.35:565-574;Semchenko et al.2017,Infect Immun 85(2)e00898-16を参照)。特定の実施形態において、本開示の免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質は、表面曝露、非表面曝露、OMVへの結合、またはOMVへの非結合(すなわち単純な混和)のためにOMVにより製剤化され得る。免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質ならびにOMVは、グラム陰性細菌によって同時に産生され得、その結果、OMVは、OMVの表面上にまたは内腔中にロードされた免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質と共に産生される。代替的に、免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質は、OMV中の融合タンパク質へ結合する抗原上の親和性タグを使用する共有結合等によって、OMVの産生後にOMVへ結合され得る(例えばAlves et al.,2015,ACS Appl.Mater.Interfaces,7(44):24963-24972を参照)。なおさらに、免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質は、OMVが産生された後に、OMVの内腔へロードされ得るか、またはOMVが産生された後に、OMVと単純に混合され得る。本開示の免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質と共にアジュバントとして使用される例示的なOMVは、任意のグラム陰性細菌(N.meningitidis、N.gonorrhoeae、E.coli、及びP.aeruginosaが挙げられるがこれらに限定されない)から産生されたOMVを包含する。OMVが由来する細菌種は、単独、または他のNeisseria gonorrhoeae抗原及び/またはNeisseria meningitidis抗原と組み合わせて、それが由来する前記OMV内の、NHBAタンパク質の発現またはアップレギュレートされた発現のために遺伝的に修飾され得ることが、さらに想定される。
輸送機能または免疫原性機能を含有するタンパク質、ペプチド、断片、または融合タンパク質の発現は、細胞質、細胞壁中であるか、細胞表面上に曝露されるか、または分泌形態で産生される、免疫原性タンパク質、ペプチド、または断片の産生をもたし得る。
別の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起する方法であって、本明細書において記載される1つもしくは複数の免疫原性断片;本明細書において記載される単離されたタンパク質;本明細書において記載される単離された核酸;本明細書において記載される遺伝子コンストラクト;本明細書において記載される宿主細胞;本明細書において記載される抗体もしくは抗体断片;及び/または前述の態様の組成物;を対象へ投与して、それによって免疫応答を惹起するステップを含む、前記方法に関する。
好適には、方法は、淋菌関連の疾患、障害、または病態を対象において予防するかまたは予防的もしくは治療的に処置するために、前記対象における免疫応答を惹起または促進する。
関連する態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導する方法であって、本明細書において記載される1つもしくは複数の免疫原性断片;本明細書において記載される単離されたタンパク質;本明細書において記載される単離された核酸;本明細書において記載される遺伝子コンストラクト;本明細書において記載される宿主細胞;本明細書において記載される抗体もしくは抗体断片;及び/または本明細書において記載される組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導するステップを含む、前記方法を提供する。
好適には、N.gonorrhoeae細菌への免疫応答または免疫は、淋菌関連の疾患、障害、または病態に罹る動物を予防する。追加で、異なるNeisseria属の種にわたるNHBAタンパク質についてのタンパク質配列(特にC末端配列)中で観察された相同性に起因して、方法は、さらなるNeisseria属の種(Neisseria meningitidis等)に対して動物を免疫するためにも使用され得ることは当業者によって認識されるだろう。
さらなる態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療または予防する方法であって、本明細書において記載される1つもしくは複数の免疫原性断片;本明細書において記載される単離されたタンパク質;本明細書において記載される単離された核酸;本明細書において記載される遺伝子コンストラクト;本明細書において記載される宿主細胞;本明細書において記載される抗体もしくは抗体断片;及び/または本明細書において記載される組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において予防または治療するステップを含む、前記方法に存する。
先行する2つの態様に類似して、方法は、さらなるNeisseria属の種(Neisseria meningitidisが挙げられるがこれらに限定されない)について動物を治療するためにも使用され得る。
本明細書において使用される時、「治療すること」(または「治療する」もしくは「治療」)は、発症し始めた後に、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態の徴候または症状を寛解する治療介入を指す。「寛解すること」という用語は、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態に関して、任意の観察可能で有益な治療の効果を指す。治療は、対象にとって有益であることが絶対的である必要はない。有益な効果は、任意の方法または当業者に公知の基準を使用して決定され得る。
本明細書において使用される時、「予防すること」(または「予防する」もしくは「予防」)は、症状、態様、または特徴を予防または低減するような、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態の症状、態様、または特徴の開始前に開始される手順(治療有効量の、本発明の1つまたは複数の免疫原性タンパク質、及び/またはその断片、バリアント、もしくは誘導体を含む組成物の投与等)を指す。かかる予防が、対象にとって有益であることが絶対的である必要がないことを理解されたい。「予防的」処置は、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態の症状、態様、または特徴を発症するリスクを減少させる目的のために、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態の徴候を呈しないかまたは初期の徴候のみを呈する対象へ施される処置である。
「治療有効量」という用語は、規定された薬剤(本明細書において記載される単離された免疫原性断片、単離されたタンパク質、及び抗体または抗体断片等)の、その薬剤により治療されている対象において所望される効果を達成するのに十分な量を記載する。例えば、これは、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態(淋菌または髄膜炎菌の感染症を包含する)を、低減、緩和、及び/または予防するのに必要な、本明細書において記載される単離された免疫原性断片、単離されたタンパク質、及び/または抗体もしくは抗体断片を含む組成物の量であり得る。いくつかの実施形態において、「治療有効量」は、淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態の症状を低減または消失させるのに十分である。他の実施形態において、「治療有効量」は、所望される生物学的効果を達成するのに十分な量(例えば淋菌感染症及び/または髄膜炎菌感染症を阻害または予防するように、対象において防御免疫応答を惹起するのに十分な量)である。
理想的には、薬剤の治療有効量は、対象において実質的な細胞毒性効果を引き起こさずに、所望される結果を誘導するのに十分な量である。淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態(淋菌感染症または髄膜炎菌感染症等)を、低減、緩和、及び/または予防するために有用な薬剤の有効量は、治療されている対象、任意の関連の疾患、障害、及び/または病態のタイプ及び重症度(例えば淋菌関連または髄膜炎菌関連の疾患、障害、もしくは病態のタイプ、及び/またはN.gonorrhoeaeまたはN.meningitidisの株)、ならびに治療組成物の投与の様式に依存するだろう。
本発明の文脈において、「淋菌関連の疾患、障害、または病態」によって、任意の淋菌感染症またはNeisseria gonorrhoeae感染症(上述されるもの等の、Neisseria gonorrhoeaeによるかかる感染からもたらされる任意の臨床病理学を包含する)が意味される。
追加で、「髄膜炎菌関連の疾患、障害、または病態」によって、任意の髄膜炎菌感染症またはNeisseria meningitidis感染症(脳膜炎、発疹、敗血症、発熱、悪心、嘔吐、及び下痢等の、Neisseria meningitidisによるかかる感染からもたらされる任意の臨床病理学を包含する)が意味される。
さらに別の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合または接着することを対象において少なくとも部分的に阻害または予防する方法であって、本明細書において記載される1つもしくは複数の免疫原性断片;本明細書において記載される単離されたタンパク質;本明細書において記載される単離された核酸;本明細書において記載される遺伝子コンストラクト;本明細書において記載される宿主細胞;本明細書において記載される抗体もしくは抗体断片;及び/または本明細書において記載される組成物;を対象へ投与して、それによって対象の細胞へのNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌結合を阻害または予防するステップを含む、前記方法を提供する。
宿主細胞への細菌の接着が、宿主粘膜表面でのコロニー形成の成功のための初期ステップ及び先行条件であることが認識されるだろう。特定の実施形態において、細胞は、上皮細胞(膣上皮細胞、子宮頸管上皮細胞、子宮内膜上皮細胞、咽頭上皮細胞、及び尿道上皮細胞等)である。
さらに別の態様において、本発明は、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害または低減する方法であって、本明細書において記載される1つもしくは複数の免疫原性断片;本明細書において記載される単離されたタンパク質;本明細書において記載される単離された核酸;本明細書において記載される遺伝子コンストラクト;本明細書において記載される宿主細胞;本明細書において記載される抗体もしくは抗体断片;及び/または本明細書において記載される組成物;を対象へ投与して、それによってNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において阻害または低減するステップを含む、前記方法に関する。
Neisseria gonorrhoeaeは、世界中のヒトの性感染症の頻度の高い原因である。数パーセントの淋菌感染症は、一般的に播種性淋菌感染症(DGI)と称される重篤な生命を脅かす合併症をもたらし得る。病原性、及び正常ヒト血清の補体依存性殺菌効果への耐性(すなわち血清耐性)は、このグラム陰性菌双球菌について、厳密に相関するように思われる。
好適には、本発明の前述の方法は、動物(哺乳動物等)で遂行される。一実施形態において、哺乳動物は、ヒトである。
5つの前述の態様の方法における投与のための組成物が、本発明の1つまたは複数の免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質、及び/または本明細書において記載される免疫原性断片及び/または単離されたタンパク質に対して作製された、本発明の1つまたは複数の抗体または抗体断片を含み得るが、必ずしもこれらに限定されないことが認識されるだろう。したがって、ある特定の実施形態において、かかる組成物は、NHBAタンパク質(例えば配列番号1)のC末端断片(配列番号2中で示されるもの等)と結合し得るかまたはそれに対して作製される、1つまたは複数の抗体または1つまたは複数の抗体断片を含み得る。
「投与する」ことまたは「投与」によって、特定の選ばれた経路による対象の中への本明細書において開示される組成物の導入が意味される。
任意の安全な投与経路が、本発明の組成物を患者に提供するために用いられ得る。例えば、経口投与、直腸投与、非経口投与、舌下投与、頬側投与、静脈内投与、関節内投与、筋肉内投与、皮内投与、皮下投与、吸入による投与、眼内投与、腹腔内投与、脳室内投与、膣内投与、及び経皮投与が用いられ得る。
投薬形態としては、錠剤、分散物、懸濁物、注射、溶液、シロップ、トローチ、カプセル、鼻用スプレー、坐薬、エアロゾル、経皮パッチ、及び同種のものが挙げられる。これらの投薬形態としては、この目的のために特異的にデザインされた制御放出デバイスの注入もしくは植え込み、またはこの様式で追加で作用するように修飾される植え込みの他の形態も挙げられ得る。治療剤の制御放出は、例えば疎水性ポリマー(アクリル樹脂、ワックス、高級脂肪族アルコール、ポリ乳酸、及びポリグリコール酸、ならびにヒドロキシプロピルメチルセルロース等の特定のセルロース誘導体が挙げられる)により同じものをコーティングすることによって達成され得る。加えて、制御放出は、他のポリマーマトリックス、リポソーム、及び/またはマイクロスフェアの使用によって達成され得る。
経口投与または非経口投与について好適な本発明の組成物は、不連続単位(所定の量の1つまたは複数の本発明の治療剤を各々が含有する、カプセル、分包、機能性食品/飼料、または錠剤等)として、粉末もしくは顆粒として、または水性液体、非水性液体、水中油型エマルション、もしくは油中水型液体エマルションでの溶液もしくは懸濁物として提示され得る。かかる組成物は調剤方法のうちの任意のものによっても調製され得るが、すべての方法は、上で記載される1つまたは複数の薬剤を、1つまたは複数の必須成分を構成する担体と会合させるステップを含む。概して、組成物は、本発明の薬剤を液体担体または微粉固体担体または両方と均一に密に混合し、次いで必要であるならば、産物を所望される体裁へと形作ることによって調製され得る。
上記の組成物は、投薬製剤と適合性のある様式で及び薬学的に有効量で投与され得る。患者へ投与される用量は、本明細書の文脈において、適切な期間にわたって患者における有益な応答を達成するのに十分であるべきである。投与される薬剤(複数可)の量は、年齢、性別、体重、及びその全身の健康病態、医師の判断に依存するであろう因子を包含する、治療される対象に依存し得る。
前述の方法及び組成物の特定の実施形態において、免疫原性断片または単離されたタンパク質は、NHBAタンパク質に由来するさらなる免疫原性断片もしくはタンパク質、または当技術分野において公知のさらなるN.gonorrhoeaeタンパク質もしくはN.meningitidisタンパク質(表面発現MetQタンパク質(Semchenko et al.2017)、MsrAB、AniA、及びBexseroワクチン(GSK Vaccines)中に存在するそれらの4つの抗原成分のうちの1つまたは複数(すなわちNew Zealandの伝染性株(MeNZB、それはPorAを提供する)からの、H因子結合タンパク質(fHbp)、NeisseriaアドへジンA(NadA)、Neisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA)、及び外膜小胞)等)と組み合わせて投与され得る。この点に関して、本明細書において記載される免疫原性断片または単離されたタンパク質は、N.gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidisのために多重抗原ワクチンの構成要素として含まれ得る。いくつかの実施形態において、NHBAの免疫原性断片または単離されたタンパク質、及びさらなる免疫原性断片またはタンパク質は、単一のキメラペプチドとして提供され得る。この実施形態において、本明細書において記載される免疫原性断片または単離されたタンパク質は、さらなる免疫原性断片またはタンパク質のN末端またはC末端であり得る。
最終的な態様において、本発明は、動物から得られた生物学的サンプル中のN.gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidisを検出する方法であって、生物学的サンプルを本明細書において記載される抗体または抗体断片と接触させて、それによって生物学的サンプル中のN.gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidisを検出するステップを含む、前記方法を提供する。好適には、NHBAタンパク質は、生物学的サンプル中の1つまたは複数のN.gonorrhoeae細胞及び/またはN.meningitidis細胞の細胞外表面上で検出される。
ある特定の実施形態において、生物学的サンプルは、動物から採取された1つまたは複数の体液、細胞、組織、器官、または器官サンプルを含む、病理学サンプルであり得る。非限定例としては、血液、血漿、血清、リンパ球、尿、糞便、羊水、子宮頸管サンプル、脳脊髄液、組織生検、骨髄、気管支肺胞洗浄液、喀痰、及び皮膚が挙げられる。
好適には、N.gonorrhoeae及び/またはN.meningitidisの検出は、抗体または抗体断片とNHBAタンパク質との間の検出可能な複合体を形成するステップを包含する。そのように形成された複合体は、当技術分野において公知の任意の技法、アッセイ、または手段によって検出され得、免疫ブロット、免疫組織化学、免疫細胞化学、免疫蛍光法、免疫沈降、ELISA、フローサイトメトリー、磁気ビーズ分離、及びバイオセンサーベースの検出系(表面プラズモン共鳴等)が挙げられるが、これらに限定されない。
検出を容易にするために、抗体は直接標識され得るか、または標識二次抗体が使用され得る。追加で、小分子は、直接標識され得る。
標識は、クロモゲン、触媒、ビオチン、ジゴキシゲニン、酵素、フルオロフォア、化学発光分子、放射性同位体、薬物、磁気ビーズ、及び/または直接的な視覚的標識を含む群から選択され得る。
直接的な視覚的標識の事例において、コロイド性の金属粒子もしくは非金属粒子、色素粒子、酵素もしくは基質、有機ポリマー、ラテックス粒子、リポソーム、またはシグナル産生物質を含有する他の小胞、及び同種のものが使用され得る。
フルオロフォアは、当技術分野において周知のように、例えばフルオレセインイソチオシアネート(FITC)、Alexa色素、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITL)、アロフィコシアニン(APC)、Texas Red、Cy5、Cy3、またはRフィコエリトリン(RPE)であり得る。
酵素は、ホースラディシュペルオキシダーゼ(HRP)、アルカリホスファターゼ(AP)、β-ガラクトシダーゼ、またはグルコースオキシダーゼであり得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、検出方法は、「ハイスループット」診断検査、または商業的な病理検査室による手順もしくは病院において遂行される手順等で遂行され得る。
淋菌関連の疾患、障害、または病態の疾患進行及び/または重症度を動物において特徴づけることにおいて、N.gonorrhoeaeのかかる検出方法が可能性のある有用性を有し得ることは、さらに認識されるだろう。追加で、かかる方法は、抗NHBAの治療のための動物を選択するために(いわゆる「コンパニオン診断」によって等)使用され得る。
概して本明細書において使用される時、「患者」、「個体」、及び「対象」という用語は、本明細書において開示される治療または組成物の任意の哺乳動物レシピエントの文脈において、使用される。したがって、本明細書において開示される方法及び組成物は、医学的及び/または獣医学的な適用を有し得る。好ましい形態において、哺乳動物は、ヒトである。本明細書において記載される方法の1つまたは複数のステップは、インビトロで実行され得る。
本発明が完全に理解され効果的に実践され得るように、以下の非限定実施例が参照される。
実施例1
序論
最近のいくつかの進歩は、淋菌ワクチン開発の実行可能性を支持する。最近の観察研究から、非常によく関連する細菌Neisseria meningitidisに対するワクチン(外膜小胞(OMV)の髄膜炎菌BワクチンMeNZB)が、N.gonorrhoeaeによる感染症に対して31%の有効性を有することが示唆された[12]。より新しい4構成要素の髄膜炎菌Bワクチン(MeNZB OMV構成要素+3つの組み換えタンパク質抗原を含有する4CMenB(Bexseroとして市販される))は、NHBAを包含するN.gonorrhoeaeタンパク質への交差反応性のある抗体を誘導することが示されている[13]。
この実施例において、N.gonorrhoeaeのNHBAの配列変動及び発現の詳細な分析を遂行し、NHBANgに対して作製された抗体のレベル、タイプ、及び機能活性を調査して、淋菌ワクチン候補としての全長タンパク質及びタンパク質のC末端断片の能力を評価する。
結果
NHBAは、N.gonorrhoeaeにおいて高度に保存される
本発明者らは、NHBAがN.gonorrhoeaeにおいて保存されていることを以前に示し[13]、本明細書において本発明者らは、入手可能な淋菌単離体及びゲノム配列におけるNHBAの配列バリアントをさらに調査する。GenBankで入手可能な淋菌ゲノムに対する、N.gonorrhoeae株1291からの1281ヌクレオチドのnhba遺伝子(それは427アミノ酸のNHBAをコードする)によるblastn検索(図1A)から、nhbaが、すべての594ゲノム中に存在し、94.1~100%の核酸同一性があることが明らかにされた。PubMLSTデータベースに対する類似するblastn検索から、4,424の単離体中でnhba遺伝子が存在し、85.1~100%の同一性があることが明らかにされた。このBLAST検索においてnhbaへの一致を有しなかった1,228の単離体は、注釈付きの16S及びporB遺伝子も欠損し、これらの単離体については、不完全な配列が入手可能であることが示された。このことから、60を超える異なる国から1960年~2020年に収集された、時間的及び地理的に多様性のある淋菌株のパネルにおいて、nhbaが広く分布し、高度に保存されることが確認される。
2020年4月6日の時点で、PubMLSTデータベースにおいて、注釈付きのNHBAタンパク質を有する3,546のN.gonorrhoeae単離体に42の固有のNHBA_ペプチドバリアントがある。これらのバリアントは、97.5~100%のアミノ酸同一性を共有する。PubMLST単離体の70.3%において存在する2つの優勢なNHBAバリアントがあり、それらは、NHBA-542(株の39.7%に存在し、N.gonorrhoeae 1291が含まれる)及びNHBA-475(株の30.4%において存在し、N.gonorrhoeae WHOのP及びWHO Xが含まれる)である。全体として、14の主要なNHBAバリアントのうちの1つが単離体の97.8%において存在する一方で、残りの28のNHBAペプチドバリアントは稀であり、1~10の単離体に存在する(表5)。これらの14の最もよくみられるバリアントのアライメントから、N末端及びC末端が保存の最高レベルを有し、アルギニンリッチ領域の上流に存在する変動する中央部があることが示される(図1B、バリアントは存在量が減少していく順序で並べられる)。これらのNHBAバリアントの系統発生的関係性を図1C中で示し、NHBA多様性の代表的な株のパネルを後続するアッセイにおいて使用した。C末端の配列が保存されていること(図1B)髄膜炎菌NHBA C末端領域の構造が特徴づけられていること[15、19、20]、及びC末端領域はより曝露される可能性が高く、ワクチン誘導抗体へ接近可能であることを考慮して、後続する調査は、組み換え全長NHBA及びC末端NHBA断片(NHBA-c)の両方に集中した(図1A)。
組み換え全長NHBA及びC末端NHBA断片は免疫原性であり、様々な淋菌株からのNHBAバリアントを認識する抗体を誘導する
淋菌NHBAの免疫原性を調査するために、組み換え全長NHBA+Freundのアジュバント、またはNHBA-c断片+Freundのアジュバントもしくは水酸化アルミニウム(Alum)により免疫されたマウスからの血清を、ELISA及びウエスタンブロットによって査定した。全細胞ELISAを使用して、本発明者らは、NHBA及びNHBA-cの両方のマウス血清がN.gonorrhoeae野生型(WT)株及びNHBA補完(ΔNHBA_C)株の表面上のネイティブなNHBAを検出でき、NHBA変異株(ΔNHBA)については有意に低減された力価であることを示す(表1)。N.gonorrhoeae野生型及び突然変異の全細胞溶解物に対するウエスタンブロットによるNHBA抗血清の分析から、抗血清が特異的にNHBAを認識することが確認された(図2A)。N.gonorrhoeae株のパネル中のNHBAの発現及びNHBA抗血清の交差反応性を、ウエスタンブロット分析によって確認した(図2B)。NHBA発現は株間で変動し、高い、中間の、及び低いNHBA発現体を、後続するアッセイにおいて使用した。
組み換えNHBAによるELISAは、NHBAにより免疫されたマウス中での優位なIgG1アイソタイプ応答の存在を示した(表1)。しかしながら、アイソタイプ及びサブクラスの比は異なる配合間で異なり、NHBA-c-Freund(IgG1>IgM=IgG2b>IgG2a>IgG3)及びNHBA-c-Alum(IgG1>IgM>IgG2b>IgG2a>IgG3)よりも、NHBA-Freundはより高いレベルのIgG3及びより低いレベルのIgG2a及びIgG2b(IgG1>IgM>IgG3>IgG2b>IgG2a)を有する。全体として、ELISA及びウエスタンの結果から、淋菌NHBAが免疫原性であり、抗NHBAの抗血清が、異なるNHBAバリアントを発現する複数のN.gonorrhoeae株の表面上のNHBAを認識し得ることが確認される。
NHBA抗体は、C3断片沈着を増進する
NHBA抗血清が、補体カスケードの活性化を増進するかどうかを調査するために、N.gonorrhoeaeの表面の上へのC3断片沈着を、フローサイトメトリーを使用して調査した。NHBA-Freundのマウス血清及びNHBA-c-Freundのマウス血清そしてこれらの血清から精製されたNHBA特異的IgGを試験し、それらのすべては、免疫前血清または対照処理細菌に比べた平均蛍光強度の増加によって証明されるように、N.gonorrhoeae株1291と結合する(図3A~Bの上部パネル)。ヒト補体+全血清または精製IgGのいずれかによりインキュベーションされた細菌は、補体のみの対照に比べて、著しくC3断片沈着を増加させた(NHBAについて、それぞれ7.1倍及び5.2倍の増加;NHBA-cについて、それぞれ4.8倍及び4.7倍の増加;図3A~Bの下部パネル)。
NHBA抗体は、殺菌活性及びオプソニン化貪食活性を有する
NHBA抗体及びNHBA-c抗体が、N.gonorrhoeaeの補体依存性溶解及びオプソニン化貪食性殺傷を媒介する能力を、それぞれ血清殺菌活性(SBA)アッセイ及びオプソニン化貪食性殺傷(OPA)アッセイを使用して試験した。異なるNHBAバリアントを含有し、変動するNHBA発現レベルの有る5つの淋菌株を試験した。SBAアッセイのために、N.gonorrhoeaeを、NHBAマウス血清またはNHBA-cマウス血清によりインキュベーションし、その後ヒト補体の活性源を添加し、細菌生存を測定した。NHBA-Freundの血清及びNHBA-c-Freundの血清の両方は、濃度依存的様式で血清殺菌活性を惹起し、100~1600の範囲のSBA力価であった(免疫前血清の力価<50に比較して)(図20A;表2)。OPAアッセイのために、N.gonorrhoeaeをNHBA抗体またはNHBA-c抗体によりオプソニン化し、ヒト補体の存在下においてインキュベーションし、ヒトPMNは用量依存的様式で殺傷され、100~6,400の範囲のOPA力価であった(免疫前血清の力価<50に比較して)(図20B;表2)。ヒトワクチンにおいて頻繁に使用されるアジュバント(Alum)により製剤化されたNHBA(NHBA-c-Alum)に対して作製された血清も、N.gonorrhoeaeのSBA及びOPA殺傷を誘導し、NHBA-c-Freundの血清によって観察されたものについてのものに類似する力価であった(図20A、B;表2)。NHBA-c-alumにより免疫されたマウスからの精製NHBA免疫グロブリンは、濃度依存的SBA殺傷を媒介した(図20C)。さらに、抗NHBA抗体を枯渇させたNHBA-c-alum血清において、殺傷は観察されず(図22)、NHBAについての免疫応答の特異性が確認される。
NHBA抗体は、ヘパリンへのNHBAの結合及び宿主細胞への淋菌接着を低減する
NHBA抗血清及びNHBA-c抗血清が、NHBAの機能的役割を阻害できるかどうかを調査するために、NHBA抗血清の存在及び非存在下において、組み換えNHBA及びその予測された基質ヘパリンによる表面プラズモン共鳴(SPR)ベースの競合的結合実験を遂行した。抗血清の非存在下において、淋菌NHBAは、ヘパリンを結合する。免疫前血清は、ヘパリンがNHBAと相互作用する能力に対する効果を有しなかったが、全長NHBAにより免疫されたマウスからの血清は、ヘパリン結合を85.7%低減した(P=0.0001)(図4A;図6)。しかしながら、NHBA-c血清は、ヘパリンとNHBAとの間の相互作用を有意に阻害することができなかった(結合の11%の低減;P=0.1)(図4A;図6)。
淋菌NHBAは表面に曝露され[13]、髄膜炎菌NHBAと類似するアドへジン機能を有する可能性が高い[18]。したがって、NHBA抗血清及びNHBA-c抗血清が、ヒト細胞への淋菌接着を低減できるかどうかを調査した。インビトロの感染アッセイを、抗血清によりプレインキュベーションしたN.gonorrhoeaeと、形質転換された子宮頸管(tCX)上皮細胞及び尿道(tUEC)上皮細胞を用いて遂行した。NHBA血清及びNHBA-c血清は、抗体無し対照に比べて、濃度依存的様式でtCX及びtUECの両方への接着を低減することが可能であるが、免疫前血清はそうではない。例えば、NHBA血清の1:20希釈物は、tCX細胞及びtUEC細胞における淋菌接着を、それぞれ19倍及び6倍減少させる。同様に、cNHBA抗血清の1:20希釈物は、tCX細胞及びtUEC細胞における細菌接着を、それぞれ8倍及び5倍低減させる(図4B~C)。
考察
抗微生物物質耐性のN.gonorrhoeaeの脅威に照らして、淋菌ワクチンの開発を支援するために、可能性のあるワクチン候補の同定及び特徴評価についての必要性が増加している。本明細書において淋菌NHBAを特徴づけ、当該NHBAが、広く分布し地理的及び時間的に多様性のあるN.gonorrhoeae株において保存されること、及び全長NHBAまたはNHBAのC末端断片のいずれかに対して作製された抗体が、殺菌性且つオプソニン化貪食性殺傷を媒介することを示す。これらの抗体は、ヒト上皮細胞へのN.gonorrhoeaeの接着を低減し、NHBAのグリカン結合活性を阻害することもできる。N.gonorrhoeaeについての防御の公知の相関現象は現在ない([9]中で概説される)が、NHBAが、2つの従来の免疫殺傷メカニズムを介してN.gonorrhoeaeを殺傷することが可能な抗体を惹起し、そして感染における重要なステージの機能的ブロッキングを媒介する能力は、淋菌ワクチンにおいて使用される可能性を支持する。
淋菌NHBAは高度に保存され、現在までに調査されたN.gonorrhoeae株において≧97.5%のアミノ酸同一性があり、大多数の株は、限られた数のNHBAバリアントのうちの1つを発現する(例えば70.3%は2つの主要なバリアントのうちの1つを発現し、91.3%は7つのバリアントのうちの1つを発現する)。本発明者らは、NHBA発現が株間で、さらに同じNHBAバリアントを発現する株(例えばWHO X及びWHOのP)間でさえ変動することも示す。しかしながら、本発明者らは、NHBAバリアント542(N.gonorrhoeae株1291からの)に対して作製された抗血清が、交差反応性があり、同種及び異種のNHBAバリアントを発現する株、ならびに高い、中間の、及び低いNHBA発現の株を殺傷することが可能であることを示す。N.gonorrhoeae株及びN.meningitidis株は異なる優勢なNHBAバリアントを含有する[13]が、本発明者らの知見は、N.meningitidisのNHBAについての知見と一致し、NHBA-2(4CMenB中で見出される)への抗体の免疫反応は、NHBAバリアントに関係なく、米国で流行している株の99.5%(442株)について観察される[26]。
Freundまたは水酸化アルミニウムのいずれかによりアジュバント効果を与えられた場合に、NHBA断片及びNHBA-c断片はマウスにおいて免疫原性であった。全体として、IgG1優位な抗体応答はすべての事例において惹起されたが、他のアイソタイプ及びサブクラスのパターンの変動は、異なる抗原及びアジュバントの組み合わせについて観察された。さらに、NHBA-cは、全長NHBAに比較して総IgG力価を低下させたが、調査されたパネル中の大部分の株に対して、類似するかまたはより高いSBA力価及びOPA力価を惹起した。免疫グロブリンのアイソタイプ及びサブクラスは、補体を活性化し、殺菌活性及びオプソニン化貪食活性を媒介する能力が異なることが公知であるが、この能力は抗原性標的間で変動する。例えば、N.meningitidis PorA抗原を標的化するマウス抗体は、血清殺菌活性についてはIgG3>>IgG2b>IgG2a>>IgG1及びオプソニン化貪食活性についてはIgG3>IgG2b=IgG2a>>IgG1の階層を有する[27]。同様に、N.gonorrhoeae抗原MsrA/Bに対するマウス抗体は、Freundによってアジュバント効果を与えられた場合に、水酸化アルミニウムに比較して、より高い力価のIgG2a、IgG2b、及びIgG3を有し、MsrA/B-Freundの抗血清は、N.gonorrhoeaeのSBA及びOPA殺傷を媒介したが、MsrA/B-Alum抗血清はしなかった[28]。本発明者らによるデータは、N.gonorrhoeaeの抗NHBA SBA及びOPA媒介性殺傷において、IgG2a及びIgG2bが優位な役割を果たすことを示唆するが、これは、これらの抗体のより高い総レベルが、NHBA-Freundに比較して、NHBA-c-Freundによって惹起されたからである。さらに、NHBA-c-Alumは、IgG2b>IgG2a>IgG3を惹起し、試験されたすべての5つの淋菌株に対して、SBA及びOPAを媒介した。このことは、IgG2a、IgG2b、またはIgG3を惹起しなかったMsrA/B-Alumとは異なり、抗MsrA/B-Alumは、N.gonorrhoeaeの殺傷を媒介しなかった[28]。抗体レベル及び機能におけるこの差異は、抗原特異的なものであり得るか、または異なる研究において使用される異なる免疫用量及びスケジュールと関連し得る(NHBA、0、21、及び28日目に25μg vs MsrA/B、0、21、28、及び42日目に5μg)。
全体として、本発明は、淋菌ワクチンにおいて抗原としての使用を支持するNHBAの複数の重要な特色を記載し、単独でまたは別の抗原との融合タンパク質として使用され得る最適化された抗原として、NHBAのC末端断片を使用する可能性を強調するものである。
方法
細菌株及び増殖条件
N.gonorrhoeae株1291、FA1090、WHO G、WHO P、及びWHO Xを、この研究において使用した。N.gonorrhoeaeを、5%のCOにより37℃または32℃で、1%(v/v)のIsoVitaleX(Becton Dickinson)を含むGCアガー(Oxoid)上で増殖させた。アッセイにおいて使用された大多数の淋菌集団は、位相差顕微鏡を使用するコロニーの視覚的検査によって決定されるように、線毛で覆われ、不透明タンパク質を発現した。
配列分析
配列をMacVectorによりアライメントさせ、アミノ酸同一性及び類似性のパーセンテージを計算した(BLOSUM90、閾値0)。NHBAバリアントの近隣結合系統樹(最適な系統樹(best tree)、非補正(「p」))を、MacVectorにより構築した。淋菌株間のnhba及びコードされたNHBAタンパク質の存在及び保存を、GenBank中の594の淋菌ゲノム及びNeisseria Multi Locus Sequence Typingウェブサイト(PubMLST;https://pubmlst.org/neisseria/)中の5652のN.gonorrhoeae単離体に対して、N.gonorrhoeae 1291(GenBankアクセッションEEH61857.1;ゲノム遺伝子座タグNGAG_00725)からのnhbaにより、Basic Local Alignment Search Toolプログラム(BLAST)を使用して、2019年9月19日の時点で決定した。NHBAについて以前に確立されたPubMLST命名法(NEIS2109によってコードされた)を使用し、固有のペプチド配列ごとに固有の同定番号を割り当てる(例えばNHBA_ペプチド2[NHBA-2]は4CMenB中にあり、NHBA_ペプチド542[NHBA-542]はN.gonorrhoeae株1291中にある)。
N.gonorrhoeae NHBA変異株の構築
N.gonorrhoeae 1291 nhba遺伝子を、5’-ATGTTTAAACGCAGTGTGATTGC-3’(配列番号3)プライマー及び5’-TCAATCCCGATCTTTTTTGCCGGC-3’(配列番号4)プライマーを使用して増幅し、pGEM-T Easyベクター(Promega)の中へクローニングした。カナマイシン耐性遺伝子(pUC4Kan;Amersham Biosciences)を、5’-ggatccCCGGCCGAGATTCCGCTGATTCC-3’(配列番号5)プライマー及び5’-ggatccGCGACCTCCTCGACCGTGCAGAAC-3’(配列番号6)プライマーによるインバースPCRを使用して、nhbaオープンリーディングフレームの中央へ導入されたBamHI制限部位の中へ挿入した(nhba遺伝子の中へのカナマイシン耐性遺伝子のサブクローニングのために導入されたBamHI制限酵素部位を、小文字で示す)。nhba::kanコンストラクトをNcoIにより直線化し、N.gonorrhoeae 1291の中へ形質転換して、1291 nhba::kan株(ΔNHBA)を生成した。補完プラスミドpCTS32を使用して、インタクトなnhba遺伝子(5’-GGCATATGGCGGAAACAATA-3’(配列番号7)プライマー及び5’-TCAATCCCGATCTTTTTTGCCGGC-3’プライマー(配列番号8)を使用して増幅した)をΔNHBA株の中へ導入することによって、補完された株(ΔNHBA_C)を生成した[29]。nhba遺伝子の成功した欠失及び後続の補完を、PCR及びウエスタンブロットによって確認した。
組み換えタンパク質発現
予測されたシグナルペプチドを欠く全長組み換えNHBAのクローニング及び発現は、以前に記載された[13]。NHBAのC-断片(NHBA-c)の発現のために、プライマー5’-ATTActcgagTCGCTTCCGGCCGAGATTCC-3’(配列番号9)及びプライマー5’-TGAAggatccCGGCATCAACATCAATC-3’(XhoI部位及びBamHI部位をそれぞれのプライマー中で小文字で示す)(配列番号10)を使用してN.gonorrhoeae 1291から増幅されたcNHBAを含有するpET19bプラスミドにより、E.coli BL21(DE3)を形質転換した。発現を、OD600が0.4の培養物への1mM IPTGの添加、及び20℃で24時間のインキュベーションによって誘導した。以前に記載されるように[13]、タンパク質を、TALON親和性樹脂(Clontech)を使用して精製した。
ポリクローナル抗体の生成
5匹の3週齢のメスBALB/cマウス(Animal Resources Center、WA、Australia)の群を、25μgの組み換えタンパク質により、Freundのアジュバント(Merck)または水酸化アルミニウム(Alhydrogel;InvivoGen)と共に、0、21、28及び42日目に皮下免疫した。末梢血を56日目に収集し、遠心分離を介して血清を収集した。免疫前血清を、免疫前に各々のマウスから収集した。この研究は、Australian Code for the Care and Use of Animals for Scientific Purposesの推奨に従って、及びGriffith University Animal Ethics Committee(AEC)からの承認により実行された。
ポリクローナルNHBA抗体を、組み換えNHBAを備えた親和性クロマトグラフィーを使用してマウス血清から精製した。NHBAを、製造者の指示を使用してN-ヒドロキシスクシンイミジル-Sepharose(登録商標)4 Fast Flow(Merck)へカップルし、PBSで1/2希釈したマウス血清によりインキュベーションした。結合された抗体を、0.1Mのグリシンバッファー(pH3.0)により溶出させた。溶出させたサンプルを、Amicon-Ultra centrifugal spin unit(Merck)を使用してPBSへとバッファー交換した。抗体濃度をBCA(Thermo)により決定した。
酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)
以前に記載されるように[13、30、31]、100μlのコーティングバッファー(0.5M炭酸塩/重炭酸塩バッファー、pH9.6)中の100ngの精製組み換えタンパク質により室温で1時間コーティングした96ウェルMaxiSorp(NUNC)プレートを使用して、ELISAを三重検体で遂行した。ELISA力価は、平均陰性(一次抗体を除くすべての試薬)+3標準偏差より大きい、450nmでの吸光度の最も高い血清希釈である。
血清殺菌活性(SBA)アッセイ及びオプソニン化貪食性殺傷(OPA)アッセイ
以前に記載されるように[30、31]、SBAアッセイ及びOPAアッセイを遂行した。簡潔には、およそ1x10のコロニー形成単位(CFU)のN.gonorrhoeaeを、熱非動化した(56℃、60分間)抗NHBAマウス血清または免疫前マウス血清の連続希釈物中で、37℃で15分間インキュベーションした。SBAアッセイを、補体供給源(N.gonorrhoeaeにより前吸収した10%(v/v)の正常ヒト血清[30])を添加し(図21)、続いて37℃、5%のCOで30分間インキュベーションすることによって開始した。OPAアッセイを、補体供給源及び約1×10の多形核白血球(PMN)を添加し、続いて37℃、5%のCOで90分間インキュベーションすることによって開始した。各々のウェルの内容物の連続希釈物をGCアガー上でプレーティングし、一晩増殖させた。力価は、アッセイにおいて50%を超える殺傷を誘導した最も高い抗体希釈である。統計分析を、一元配置分散分析(ANOVA)及びStudentの両側t検定を使用して遂行した。各々の実験を、各々の実験において三重サンプルで3回遂行した。
フローサイトメトリー分析
以前に記載されるように[28]、フローサイトメトリーを使用して、N.gonorrhoeae及びC3断片沈着へ結合する抗体を測定した。簡潔には、N.gonorrhoeae 1291(約1×10CFU)を、HBSS(0.15mMのCaCl及び0.5mMのMgCl及び1%のBSA(w/v)を含有するハンクス平衡塩類溶液)中の、熱非動化マウス血清の1:100希釈物または70μg/mLの精製NHBA抗体によりプレインキュベーションした。抗体処理細菌を洗浄し、Alexa Fluor 488コンジュゲート抗マウスIgG(Thermo)の1:200希釈物、または37℃で15分間N.gonorrhoeaeにより前吸収した5%の正常ヒト血清によりインキュベーションし、その後に、C3断片を、FITCコンジュゲート抗ヒトC3c抗体(BioRad)の1:200希釈物による細菌のインキュベーションによって検出した。データを、CyAn ADPフローサイトメーター(Beckman Coulter)を使用して捕捉し、FlowJoを使用して分析した。
表面プラズモン共鳴(SPR)
SPR競合アッセイを、Pall Pioneer FEを使用して遂行した。以前に記載されるように[30]、OneStepアッセイビルダー中のNextStepインジェクションを使用して、競合アッセイを遂行した。免疫前及び免疫後のNHBAマウス血清を第1のインジェクションとして(A)及びヘパリンを第2のインジェクションとして(B)使用した。NHBAへのヘパリン(50μMの最大のOneStep濃度)の結合を、血清有り及び無しと、ならびに免疫前または免疫後の血清の1:200希釈物と比較した。データを、Pioneer Softwareパッケージを使用して収集し、Qdat分析ソフトウェアを使用して分析した。パーセンテージブロッキングを、血清無しのヘパリンインジェクション(インジェクションA=バッファー;B=ヘパリン)vs血清を差し引いた(インジェクションA=免疫前/免疫後の血清;B=バッファー)、血清の存在下におけるヘパリンの結合(インジェクションA=免疫前/免疫後の血清;B=ヘパリン)の相対的なRMaxに基づいて計算した。
上皮細胞接着アッセイ
以前に記載されるように[31]、淋菌接着アッセイを以下の修飾により遂行した。簡潔には、tCX細胞及びtUEC細胞の単層を、熱非動化マウス血清の連続希釈物により室温で30分間最初にプレインキュベーションしたおよそ1×10CFUにより感染させた(37℃で10分間)。感染に続いて、細胞単層を暖めたHBSSにより3回洗浄して、非接着細菌を除去し、ウェル内容物をGCアガーの上へプレーティングした。結果を3つの重複したウェルからの平均CFUとして計算し、抗体無しの対照に比べた接着細菌のパーセンテージとして示した。統計分析を、ANOVA及びStudentの両側t検定により遂行した。各々の実験を3回遂行した。
Figure 2023503963000003
Figure 2023503963000004
参照文献
1 Whiley, D. M., Jennison, A., Pearson, J. & Lahra, M. M. Genetic characterisation of Neisseria gonorrhoeae resistant to both ceftriaxone and azithromycin. Lancet Infect Dis 18, 717-718 (2018).
2 ECDC. Extensively drug-resistant (XDR) Neisseria gonorrhoeae in the United Kingdom and Australia. European Centre for Disease Prevention and Control. Stockholm. https://ecdc.europa.eu (2018).
3 WHO. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics, <http://www.who.int/medicines/publications/global-priority-list-antibiotic-resistant-bacteria/en/> (2017).
4 CDC. Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2013, <http://www.cdc.gov/drugresistance/threat-report-2013/pdf/ar-threats-2013-508.pdf>

5 DepartmentofHealth. Responding to the threat of antimicrobial resistance: Australia’s First National Antimicrobial Resistance Strategy 2015-2019. (Department of Health, Australian Government, Canberra, 2015).
6 WHO. Global incidence and prevalence of selected curable sexually transmitted infections - 2008. (World Health Organisation, 2012).
7 CDC. Sexually Transmitted Disease Surveillance 2017. https://www.cdc.gov/std/stats (2018).
8 KirbyInstitute. HIV, viral hepatitis and sexually transmissible infections in Australia: annual surveillance report 2018. The Kirby Institute, UNSW Sydney. (2018).
9 Edwards, J. L., Jennings, M. P., Apicella, M. A. & Seib, K. L. Is gonococcal disease preventable? The importance of understanding immunity and pathogenesis in vaccine development. Crit Rev Microbiol 42, 928-941 (2016).
10 WHO. Global incidence and prevalence of selected curable sexually transmitted infections - 2008, <http://www.who.int/reproductivehealth/publications/rtis/stisestimates/en/> (2012).
11 Rice, P. A., Shafer, W. M., Ram, S. & Jerse, A. E. Neisseria gonorrhoeae: Drug Resistance, Mouse Models, and Vaccine Development. Annu Rev Microbiol 71, 665-686 (2017).
12 Petousis-Harris, H. et al. Effectiveness of a group B outer membrane vesicle meningococcal vaccine against gonorrhoea in New Zealand: a retrospective case-control study. Lancet 390, 1603-1610 (2017).
13 Semchenko, E. A., Tan, A., Borrow, R. & Seib, K. L. The serogroup B meningococcal vaccine Bexsero elicits antibodies to Neisseria gonorrhoeae. Clin Infect Dis 69, 1101-1111 (2018).
14 Serruto, D., Bottomley, M. J., Ram, S., Giuliani, M. M. & Rappuoli, R. The new multicomponent vaccine against meningococcal serogroup B, 4CMenB: immunological, functional and structural characterization of the antigens. Vaccine 30 Suppl 2, B87-97 (2012).
15 Esposito, V. et al. Structure of the C-terminal domain of Neisseria heparin binding antigen (NHBA), one of the main antigens of a novel vaccine against Neisseria meningitidis. J Biol Chem 286, 41767-41775 (2011).
16 Mubaiwa, T. D. et al. The Bexsero Neisseria meningitidis serogroup B vaccine antigen NHBA is a high-affinity chondroitin sulfate binding protein. Scientific reports 8, 6512 (2018).
17 Serruto, D. et al. Neisseria meningitidis GNA2132, a heparin-binding protein that induces protective immunity in humans. Proc Natl Acad Sci U S A 107, 3770-3775 (2010).
18 Vacca, I. et al. Neisserial Heparin Binding Antigen (NHBA) Contributes to the Adhesion of Neisseria meningitidis to Human Epithelial Cells. PLoS One 11, e0162878 (2016).
19 Maritan, M. et al. Structures of NHBA elucidate a broadly conserved epitope identified by a vaccine induced antibody. PLoS One 13, e0201922 (2018).
20 Maritan, M. et al. Crystal structures of human Fabs targeting the Bexsero meningococcal vaccine antigen NHBA. Acta Crystallogr F Struct Biol Commun 73, 305-314 (2017).
21 Pizza, M. et al. Identification of vaccine candidates against serogroup B meningococcus by whole-genome sequencing. Science 287, 1816-1820 (2000).
22 Giuliani, M. M. et al. A universal vaccine for serogroup B meningococcus. Proc Natl Acad Sci U S A 103, 10834-10839 (2006).
23 Welsch, J. A. et al. Antibody to genome-derived neisserial antigen 2132, a Neisseria meningitidis candidate vaccine, confers protection against bacteremia in the absence of complement-mediated bactericidal activity. J Infect Dis 188, 1730-1740 (2003).
24 Plested, J. S. & Granoff, D. M. Vaccine-induced opsonophagocytic immunity to Neisseria meningitidis group B. Clin Vaccine Immunol 15, 799-804 (2008).
25 Muzzi, A., Mora, M., Pizza, M., Rappuoli, R. & Donati, C. Conservation of meningococcal antigens in the genus Neisseria. MBio 4, e00163-00113 (2013).
26 Rajam, G. et al. Meningococcal Antigen Typing System (MATS)-Based Neisseria meningitidis Serogroup B Coverage Prediction for the MenB-4C Vaccine in the United States. mSphere 2 (2017).
27 Michaelsen, T. E., Kolberg, J., Aase, A., Herstad, T. K. & Hoiby, E. A. The four mouse IgG isotypes differ extensively in bactericidal and opsonophagocytic activity when reacting with the P1.16 epitope on the outer membrane PorA protein of Neisseria meningitidis. Scand J Immunol 59, 34-39 (2004).
28 Shaughnessy, J. et al. Human Factor H Domains 6 and 7 Fused to IgG1 Fc Are Immunotherapeutic against Neisseria gonorrhoeae. J Immunol 201, 2700-2709 (2018).
29 Steichen, C. T., Shao, J. Q., Ketterer, M. R. & Apicella, M. A. Gonococcal cervicitis: a role for biofilm in pathogenesis. The Journal of infectious diseases 198, 1856-1861 (2008).
30 Jen, F. E. C., Semchenko, E. A., Day, C. J., Seib, K. L. & Jennings, M. P. The Neisseria gonorrhoeae Methionine Sulfoxide Reductase (MsrA/B) Is a Surface Exposed, Immunogenic, Vaccine Candidate. Frontiers in Immunology 10 (2019).
31 Semchenko, E. A., Day, C. J. & Seib, K. L. MetQ of Neisseria gonorrhoeae Is a Surface-Expressed Antigen That Elicits Bactericidal and Functional Blocking Antibodies. Infect Immun 85 (2017).
実施例2
淋菌のNeisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA)は、ミクロコロニー形成に関与し、血清耐性及び上皮細胞への接着に寄与する
Neisseria属のヘパリン結合抗原(NHBA)は、Neisseria meningitidis(それはN.gonorrhoeaeに密接に関連する)によって引き起こされる侵襲性疾患に対して防御するために認可された4構成要素の髄膜炎菌血清群Bワクチン(4CMenB、商品名Bexsero)中に存在する[9]。NHBAの淋菌ホモログはN.gonorrhoeae株において表面に曝露され、高度に保存され(>93%の同一性)、4CMenB中に存在する髄膜炎菌NHBAバリアント2(NHBA-2)への67%の同一性を共有し[10]、4CMenBをワクチン接種された人々からヒト血清によって認識される[11]。
髄膜炎菌NHBAは、株MC58(NHBA-3を発現する)において最も大規模に研究され、アルギニンリッチ領域(Arg領域)を介してグリコサミノグリカン(GAG)ヘパリンを結合する能力に基づいて命名され、ヘパリンへのNHBA結合は、血清に対する髄膜炎菌の耐性を増加させ[12]、ヘパラン硫酸との相互作用は、上皮細胞への結合を媒介する[13]。NHBAは、他の複数のグリカンを結合し、最も高い親和結合がコンドロイチン硫酸に対して観察される[14]。髄膜炎菌NHBAは、ヒトラクトフェリン[12]、カリクレイン[15] 、及びC3転換酵素[16]、そして髄膜炎菌NalP[12]を含む複数のプロテアーゼの標的である。NalPはアルギニンリッチ領域の後でNHBAを切断し、NalPを発現するN.meningitidisの高病原性株は、血管透過性を増加させるNHBA断片を放出することが推測された[17]。NHBA-2はまたより低い温度(32℃ vs 37℃)で発現が増加し[18]、バイオフィルム形成において役割を果たす[19]。淋菌NHBAはまだ特徴づけられていないが、N.gonorrhoeaeは、NalPを発現せず[20]、そのNHBAは短縮されたArg領域を有し[10]、当該NHBAが、N.meningitidisに比較して、N.gonorrhoeaeにおいて異なる役割を果たし得ることを示す。この実施例において、病因におけるその役割を記載し、淋菌治療標的またはワクチン候補としてその可能性のある使用を支持するために、N.gonorrhoeaeにおけるNHBAの機能を調査する。
方法
配列分析
NHBA配列(N.gonorrhoeae 1291アクセッションEEH61857.1;N.meningitidis MC58 AAF42586.1)を、MacVector中のCLUSTALによりアライメントさせた。NHBAについてのPubMLST命名法を使用し、各々の固有のペプチド配列に識別番号を割り当てる(例えばNHBA_ペプチド542[NHBA-542]はN.gonorrhoeae 1291中にある)。
N.gonorrhoeaeの増殖及び表現型の特徴評価
N.gonorrhoeae 1291を、5%のCOにより32℃または37℃で、1%(v/v)のIsoVitaleX(Becton Dickinson)を含むGCアガー(Oxoid)またはGCブロス上で培養した。カナマイシン(50μg/mL)及びスペクチノマイシン(100μg/mL)を、ノックアウト株及び補完された株のためにそれぞれ使用した。大多数の淋菌集団は、位相差顕微鏡によって決定されるように、線毛で覆われ、不透明タンパク質を発現した。増殖速度及び凝集の実験をGCブロス中で遂行し、600nmでの光学的密度(OD600)を1時間ごとに測定した[21、22]。SDS-PAGE及びウエスタンブロット分析から、これらの株における、ピリン(ΔNHBA及びΔNHBA_Cに比較して、WTにおいてわずかに少ないピリン;図14B)、Por及びOpaを包含する主要な外膜タンパク質(図14C)、ならびにリポオリゴ糖(LOS)(図14D)の類似する分子量及び存在量も示された。指示される場合に、N.gonorrhoeaeを、凝集分析のために0.25%のトリプシン中で5分間トリプシン処理した。
N.gonorrhoeae NHBA変異株及び組み換えNHBAの構築
nhba遺伝子(NGAG_00725)を、N.gonorrhoeae株1291から増幅し(プライマー5’-ATGTTTAAACGCAGTGTGATTGC-3’(配列番号3);プライマー5’-TCAATCCCGATCTTTTTTGCCGGC-3’(配列番号4))、pGEM-T Easy(Promega)の中へクローニングした。カナマイシン耐性遺伝子(pUC4Kan;Amersham Biosciences)を、インバースPCR(プライマー5’-GGATCCCCGGCCGAGATTCCGCTGATTCC-3’(配列番号5);プライマー5’-GGATCCGCGACCTCCTCGACCGTGCAGAAC-3’(配列番号6);BamHI部位に下線を引いた)を使用して、nhbaの中央へ導入されたBamHI部位の中へ挿入した。nhba::kanコンストラクトを直線化し、N.gonorrhoeae 1291の中へ形質転換して、nhba::kan(ΔNHBA)を生成した。補完プラスミドpCTS32を使用して、インタクトなnhba遺伝子(プライマー5’-GGCATATGGCGGAAACAATA-3’(配列番号7);プライマー5’-TCAATCCCGATCTTTTTTGCCGGC-3’(配列番号8))をΔNHBAの中へ導入することによって、補完された株(ΔNHBA_C)を生成した[23]。nhba遺伝子の欠失及び後続の補完を、PCR及びウエスタンブロットによって確認した。
N.gonorrhoeae 1291 nhba遺伝子を、E.coli BL21中のpET19bの中へクローニングし、以前に記載されるように[11]、全長成熟NHBA(シグナル配列無し)組み換えタンパク質を発現させ精製した。
ポリクローナル抗NHBAの生成
5匹の3週齢のメスBALB/cマウス(Animal Resources Center、Western Australia)の群を、25μgの組み換えNHBAにより、Freundのアジュバント(Merck)と共に、0、21、28、及び42日目に皮下免疫した。末梢血を56日目に収集し、遠心分離を介して血清を収集した。この研究は、Griffith University Animal Ethics Committeeによって承認された。
ウエスタンブロット、ELISA、及びフローサイトメトリー
以前に記載されるように[24]、N.gonorrhoeae全細胞溶解物からのNHBA発現のウエスタンブロット分析(4~12%ビス-トリスSDS-PAGE(Thermo)を使用して分離した)を、マウス抗NHBAにより遂行した。以前に記載されるように[24]、ウサギ抗NGAG_01228を使用して、ペリプラズムタンパク質を検出した。
全細胞N.gonorrhoeaeへのHisタグ組み換えNHBA結合のELISA分析を、標準的なプロトコル[11、25]に従って、HRPコンジュゲートHisタグ抗体(Thermo)を使用して、室温で30分間のインキュベーション後に測定した。
N.gonorrhoeaeの表面上のNHBA発現を、細菌(約10CFU)によるフローサイトメトリーによって測定し(以前に記載されるように([24、26])、当該細菌は、抗NHBA(1:200、30分間)によりインキュベーションし、PBSにより3回洗浄し、Alexa Fluor 488コンジュゲート抗マウスIgG(1:200、1時間;Thermo)によりインキュベーションし、洗浄し、次いでホルムアルデヒド(2.5%、15分間)中で固定したものである。N.gonorrhoeae(約10CFU)またはヒトのtCX細胞及びtUEC細胞(約5×10細胞)へのFITC標識淋菌NHBA(100μg/mL)の結合を、37℃で20分間インキュベーション後に測定した。すべてのサンプルを、CyAn ADPフローサイトメーター(Beckman Coulter)を使用して分析した。データ分析を、FlowJoを使用して遂行した。
顕微鏡法
蛍光顕微鏡法を使用して、tCX細胞(ガラスのカバースリップ上で完全なコンフルエンスまで培養した)と37℃で20分間インキュベーションした淋菌NHBA(100μg/mL)の相互作用を測定した。細胞を3回洗浄して、未結合のタンパク質を除去し、ホルムアルデヒド(2.5%、15分間)中で固定した。NHBANgを、抗NHBA(1:1000)[11] 及びAlexa Fluor 488コンジュゲート抗マウスIgG(1:200;Thermo)を使用して、検出した。細胞をAlexa Fluor 568ファロイジン(Thermo)、及びDAPIで核を対比染色した。ガラスのカバースリップを、ProLong Gold Antifade Mountant(Thermo)を使用して顕微鏡用スライド上にマウントし、画像をNikon A1R共焦点顕微鏡で捕捉し、NIS-Elements(Nikon)を使用してデータを分析した。
約1×10CFUのN.gonorrhoeaeにより37℃で5時間インキュベーションしたtUEC細胞を使用して、淋菌ミクロコロニー形成を調査した。細胞単層を3回洗浄して(HBSS)非接着細菌を除去し、2%のグルタルアルデヒド及び5%のホルムアルデヒド水溶液中で30分間固定し、以前に記載されるように[27]走査電子顕微鏡法を遂行し、JCM-5000 NeoScope(商標)(JEOL)を使用して画像捕捉した。
グリカン結合分析
以前に記載されるように[14、28]、グリカンアレイ実験を、組み換えNHBA(1μg)及びInstitute for Glycomicsグリカンアレイ(v3.0)により遂行した。陽性結合は、3つの独立した反復において、調整されたバックグラウンドの>1倍を超える平均蛍光(スライドバックグラウンドの平均+3標準偏差)のスポットへ割り当てられた(Studentのt検定、p<0.001)。
以前に記載されるように[14、25]、表面プラズモン共鳴(SPR)を、シリーズS CM5センサーチップ(GE Healthcare)上でのアミンカップリングによってフローセル2~4に固定化された組み換えNHBANg(100μg/ml)を備えたBIAcore T200機器を使用して遂行した。フローセル1を参照細胞として使用し、エタノールアミンのみにより固定化した。単一サイクルキネティクスを使用して、100μM~1nMの濃度での1:5希釈系列において実行されたグリカンとの相互作用の親和性(K)を計算した。結果を、BIAcore T200ソフトウェア2.0.2を使用して分析した。
正常ヒト血清(NHS)生存アッセイ
以前に記載されるように[24]、血清媒介性殺傷に対するN.gonorrhoeaeの耐性を試験し、約10CFUを、37℃で60分間10%(v/v)でインキュベーションし、後続してGCアガー上でプレーティングした。細菌を、指示される場合に、6μMのヘパリンにより30分間プレインキュベーションした。細菌生存を、非処理対照と比べたパーセントCFU(3つの重複したウェルからの平均)として計算した。
接着アッセイ
以前に記載されるように[26]、淋菌接着アッセイを、約10CFUで、E6/E7形質転換初代ヒト子宮頸管(tCX)細胞及び尿道上皮性(tUEC)細胞により1時間遂行した。接着ブロッキングアッセイを、組み換え淋菌NHBA(1~100μg/mL)またはピーナッツアグルチニンレクチン(100μg/mlのPNA;tCX細胞と結合しない陰性対照[26])により前処理し、その後にN.gonorrhoeaeにより10分間感染させた細胞において、同様に遂行した。結果を、野生型と比べたパーセント接着細菌(3つの重複したウェルからの平均)、及び非処理対照に比べた接着細菌のパーセントとして計算した接着ブロッキングとして報告した。接着及び血清生存アッセイを分離した3回の機会で三重検体で遂行し、統計分析をANOVA及びStudentのt検定により遂行した。
結果
淋菌NHBAの配列特色及び発現
N.gonorrhoeae株によって発現される主要なNHBAバリアントはNHBA-542であり、PubMLSTデータベース中の淋菌単離体の>40%(株1291が含まれる)中に存在する[11]。NHBA-542(本明細書においてNHBANgと称される)は、426アミノ酸長であり、N.meningitidis株MC58からの良く特徴づけられたNHBA-3(本明細書においてNHBANmと称される)において記載されているものに類似する配列特色(N末端中のリポボックスモチーフ及びポリグリシンストレッチ、ならびにタンパク質の中央部中のアルギニンリッチ領域が挙げられる)を含有する(図7A)。しかしながら、挿入/欠失に起因して、NHBANgとNHBANmとの間に複数の差異がある(図7B)。淋菌nhba遺伝子のN末端半分は、NHBA-3に比較して63アミノ酸の欠失を有し、これは主要な淋菌バリアント中で一貫する(図13)。NHBANgのArg領域は、NHBANmに比較して短縮している。この領域は、Nm株[12]と主要なNg NHBAバリアントとの間で高度に保存される(図13;示されたバリアントは、3068の単離体のうちの94%中で存在する[11])。
淋菌NHBAの特徴づけを容易にするために、組み換えHisタグタンパク質(NHBA-542)をE.coli中で生成し、ポリクローナル抗NHBA抗体をマウスにおいて作製した。加えて、NHBAのアイソジェニック突然変異を、N.gonorrhoeae株1291中のnhba遺伝子のオープンリーディングフレームの中へのカナマイシン耐性カセットの挿入によって生成し(ΔNHBA)、この突然変異を、ゲノムの中へのnhba遺伝子の単一コピーをトランスで再導入することによって補完した(ΔNHBA_C)。全細胞溶解物のウエスタンブロット分析から、抗NHBA血清によって58~80kDaで単一バンドが検出され、野生型株におけるNHBAの発現が確認された。補完された株は、野生型と類似するレベルのNHBAを発現した一方で、NHBA発現は、変異株において検出されなかった(図7C;図13)。NHBAは、全細胞N.gonorrhoeae WT及びΔNHBA_C株の表面上でもフローサイトメトリーによって検出された(図7C)。32℃及び37℃での対数増殖中期へのN.gonorrhoeae株の増殖から、より高い発現がより低い温度で観察され、淋菌NHBAの発現が温度調節であることが明らかにされた(図7B及びC、図14)。
淋菌NHBAは、細胞凝集及びミクロコロニー形成に関与する
増殖におけるNHBANgの役割をインビトロで調査するために、N.gonorrhoeae株1291野生型、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株を、GCブロス及びGCアガーにより増殖させた。株はすべて光学的密度に関して同等な増殖速度及び最適増殖レベルを有していたが、ΔNHBA変異株は、WT及びΔNHBA_Cの株に比較して、有意に低減した沈降速度を有していた(図8A)。さらに、光学的密度を等しくしたサンプル(OD600=1)をGCアガーの上へプレーティングした場合に、WT株またはΔNHBA_C株に比較して、ΔNHBA株については、およそ3倍高い数の生存能力のあるCFUがあった(図8B)。これらのサンプルのトリプシンによる処理は、すべての3つの株について等しくなったCFUカウントをもたらし(WT及びΔNHBA_Cのカウント可能なCFUは、それぞれ2.6倍及び2.4倍増加したが、ΔNHBAのCFUは影響されなかった)(図8B)、表現型が、細胞分離の欠陥ではなく細胞凝集に起因することを指摘する。3つの染色のグラム染色分析±トリプシン処理から、無処理WT株及びΔNHBA_C株における細胞凝集体の存在が確認された(図15A)。さらに、ウエスタンブロット分析から、トリプシン処理は、細菌表面からのNHBAを消化するが、ペリプラズム対照タンパク質を変更しなかったことが示された(図15B)。この知見に従って、後続する実験において使用されるΔNHBAサンプルの体積を、CFU数を等しくするように調整した。淋菌線毛及び不透明タンパク質は、細菌凝集体の形成において以前に暗示され、位相差顕微鏡から、WT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株が、線毛形成及び不透明性に関して同一のコロニー形態を共有することが確認された。
NHBANgが、凝集を促進するように淋菌表面と直接相互作用するかどうかを決定するために、組み換えNHBANgによるフローサイトメトリー及びELISAを使用した。フローサイトメトリー分析から、全細胞N.gonorrhoeaeへのFITC標識組み換えNHBANgの結合が示された(図8C)。このことは、全細胞ELISAを使用して確認され、組み換えNHBANgは濃度依存的様式でN.gonorrhoeaeを結合した(図8D)。
細菌-細菌相互作用及び淋菌凝集体の形成におけるNHBAの役割をさらに研究するために、ΔNHBAがミクロコロニーを形成する能力を調査した。WT株またはΔNHBA_C株とは異なり、ΔNHBA株は、5時間の増殖後に、ガラスのカバースリップスライドの表面またはヒト尿道上皮単層上にミクロコロニーを形成することが可能ではなかった(図9)。NHBANgの自己会合特性が淋菌バイオフィルムの確立において役割を果たすかどうかを調査するために、バイオフィルムアッセイも遂行した。しかしながら、24~26時間にわたる静的条件下で、バイオフィルム形成の差異は、WT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株について観察されなかった(データ不掲載)。
NHBANgは、高親和性で複数のグリカンへ結合する
淋菌NHBAのグリカン結合プロファイルを、ヒト細胞で見出されるグリカンを代表する368の構造を提示するアレイ(類似する構造を有するが、鎖長、化学的リンケージ、またはスペーサーサイズが異なる、異性体及び/またはグリカンを含む)によるグリカンアレイ解析を使用して決定した。NHBANgは、GAGヘパリン、ヘパラン硫酸、及びコンドロイチン硫酸を含むアレイ(図16;表4)上で、39のグリカン構造へ結合した。NHBANgは、ラクト-N-ビオースコア構造及びN-アセチルラクトサミンコア構造(すなわちLNnT)(それらのシアル化及びフコシル化されたバリアント(すなわちsLeX)を包含する)、そしてN-アセチルグルコサミン、N-アセチルガラクトサミン、グルコシル、及びマンノシルグリカンの限定的なセットを含有する複数の構造とも結合した。
グリカンと組み換えNHBANgの相互作用のキネティクスを特徴づけるために、アレイ上で結合した、選択されたGAG(図10A)及び非GAGグリカン(図10B)を使用して、SPR分析を遂行した。すべての試験されたNHBANg-グリカン相互作用の最も高い計算された親和性は、ヘパリン(K4.4nM)、続いてコンドロイチン硫酸(K73nM)によるものであった。様々な硫酸化パターンによる反復多糖から構成されるGAG構造は、高度に不均質である。NHBANgが、特異的な硫酸化立体配置を備えたグリカンと優先的に結合するかどうかを決定するために、3つのタイプのコンドロイチン硫酸(A、B、及びC)による実験を遂行した。NHBANgはコンドロイチン硫酸C(コンドロイチン6-硫酸)のみと結合し、濃度依存的結合は、コンドロイチン硫酸A(コンドロイチン4-硫酸)またはコンドロイチン硫酸B(デルマタン硫酸)について観察されなかった。しかしながら、NHBANgがヘパラン硫酸とより低い親和性(K2.79μM)で結合することも示される。非GAGグリカンに関して、NHBANgは、α2-6シアル化五糖(LSTc)(K0.24μM)と、その異性体LSTb(K2.26μM)及びLNnT(K4.89μM)の非シアル化バリアントよりも、高い親和性で結合する。さらに、NHBANgは、シアリルLewis X(K3.65μM)についてよりも、Lewis X(K0.68μM)へ5倍大きい親和性を有する。濃度依存的結合は、ヒアルロナン(非硫酸化GAG)またはH-二糖について観察されず、これらは、グリカンアレイ上でNHBANgによって結合されず、陰性対照として使用された。
淋菌NHBAは、上皮細胞へ結合する
NHBANmは、ヘパラン硫酸プロテオグリカンとの相互作用によってそのArg領域を介して上皮細胞へ結合する[13]。NHBANgも上皮細胞と相互作用するかどうかを調査するために、共焦点顕微鏡及びフローサイトメトリー分析を、組み換えNHBANgならびに子宮頸管上皮細胞及び尿道上皮細胞により遂行した。共焦点顕微鏡のために、組み換えNHBANg(rNHBANg)をヒト子宮頸管上皮性(tCX)細胞と共にインキュベーションし、マウス抗NHBA一次抗体及びAlexa Flour 488二次抗体を使用して検出した。tCX細胞へのNHBANgの結合が観察され(白色矢印、図11A(I))、タンパク質シグナルは細胞の表面に局在していた(白色矢印、図11A(II))。tCX細胞への一次抗体(図11A(III))または二次抗体(図11A IV)の非特異的結合は観察されなかった。フローサイトメトリーによる分析から、NHBANgが子宮頸管上皮細胞及び尿道上皮細胞と結合することがさらに確認された(図11B)。
NHBAは、淋菌の血清生存及び上皮細胞への接着に寄与する
グリカン、淋菌細胞、及びヒト上皮細胞のNHBANg相互作用の機能的役割を調査するために、血清生存及び上皮細胞接着アッセイを遂行した。正常ヒト血清の10%(WT株について致死量以下の血清濃度)中のWT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株により遂行された血清生存アッセイから、ΔNHBA株が、WT株及びΔNHBA_C株と比べて、およそ5倍低減した生存であったことが示された(図12A)。ヒト血清への曝露前のヘパリンによる淋菌の前処理は、ΔNHBA変異株の生存を、WT株及びΔNHBA_C株のものへ匹敵するレベルへ増加させた。N.gonorrhoeaeは、ヘパリンと相互作用する複数のタンパク質(例えばOpa[29])を発現し、それらはΔNHBA株における血清耐性の回復を導き得る。
N.gonorrhoeae感染におけるNHBANgの役割を調査するために、ヒトの子宮頸管上皮細胞及び尿道上皮細胞、ならびにWT株、ΔNHBA株、及びΔNHBA_C株によるインビトロの感染アッセイを遂行した。上皮細胞による感染アッセイについては、ΔNHBA突然変異は、WTと比べて、tCX細胞及びtUEC細胞のそれぞれ11倍及び12倍低減した接着であった(図12B)。組み換えNHBANgまたは陰性対照タンパク質PNAのいずれかにより前処理した細胞による接着アッセイも遂行した。NHBANg処理細胞への淋菌接着は、濃度依存的様式(すなわち100及び10μg/mLのNHBANgで、それぞれ2.5及び1.7倍)で低減したが、100μg/mLのPNA(これらの細胞を結合しない陰性対照)による細胞の処理は、細菌接着に対する効果を有していなかった(図12C)。
考察
性行為感染症の淋病は、感染率の上昇及び抗微生物物質耐性の増加に起因して、公衆衛生上の懸念が高まっている。N.gonorrhoeaeは、主として粘膜表面でコロニーを形成し、淋菌の伝染、コロニー形成、及び病因は、複雑な多因子性のプロセスである[30中で概説される]。淋菌感染症のすべてのステージの理解の増加は、新しい治療及び予防の戦略の開発を支援するために要求される。この研究において、グリカンとN.gonorrhoeaeとヒト上皮細胞との相互作用に関して、淋菌NHBAを特徴づけ、ミクロコロニー形成、ヒト血清への耐性、及び上皮細胞への接着における関与を明らかにする。
NHBAは、髄膜炎菌血清群Bワクチン4CMenBの開発の一部分としてリバースワクチン学を介してN.meningitidisにおいて最初に同定され[31、32]、その機能的役割はそれ以来詳細に特徴づけられてきた[12~16]。淋菌NHBAタンパク質と髄膜炎菌NHBAタンパク質との間の比較的高いレベルの配列同一性(約67%同一性[11])にもかかわらず、NHBA配列と2つの病原性Neisseria種に見られる病態との間の複数の差異があり、N.gonorrhoeaeのNHBAの詳細な分析を促した。NHBAは、N.meningitidisよりもN.gonorrhoeaeにおいてより保存され[11]、本明細書において、N.gonorrhoeaeのN末端中の63アミノ酸欠失及び短縮されたArg領域がすべての主要な淋菌NHBAバリアントにおいて保存されていることが確認される。それゆえ、本明細書において示されたデータは、大部分のN.gonorrhoeae株におけるNHBAの役割をおそらく代表する。
本明細書のグリカンアレイ解析において、組み換えNHBANgは、複数のGAG(ヘパリン、ヘパラン硫酸及びコンドロイチン硫酸等)を含む、39のグリカンへ結合した。本発明者らは、NHBANmが28のグリカンと相互作用することを以前に示し[14]、SPR分析から、NHBANg及びNHBANmが共通して少なくとも4つのグリカン(ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、Glc-6P)と結合することが確認されたが、タンパク質間の重要な差異は、NHBANgが、NHBANmよりも、ヘパリンについてより高い結合親和性、ならびにコンドロイチン硫酸及びグルコース6-リン酸についてより低い親和性を有するということである。これはおそらく、GAGへのNHBANmの結合に関与することが公知のArg領域中の差異に起因する[12、13]。さらに、Ng NHBANgは、典型的には宿主細胞の表面上で見出すことができる、Lewis X及びシアリルLewis X抗原、ラクトN-ネオテトラオース(LNnT)及びグリカンアレイ上のそのシアル化されたバリアントと相互作用するが、NHBANmはしない。NalPによるNHBANmの髄膜炎菌性の切断は、Argリッチ領域を含有し、血管透過性を増加させる[17]、C2と呼ばれるC末端断片を放出する[12]。追加で、ヒトプロテアーゼのラクトフェリン及びカリクレインは、Arg領域の下流でNHBANmを切断し[12、15]、血清C3転換酵素は、放出されたNHBA C2断片を切断し、Arg領域を除去し、細胞に対するタンパク質の毒性効果を打ち消すことができる[16]。N.gonorrhoeaeはnalP遺伝子を有していない[20]ので、NHBANgはArg領域の上流で切断されなかった。NHBANgはヒトラクトフェリンによって切断されず(データ不掲載)、カリクレイン及びC3転換酵素によって切断は調査されていない。しかしながら、NalPの非存在に起因して、NHBANgがこれらのヒト酵素によって切断されても、機能的Arg領域は、グリカン結合と関連する役割を媒介し得る淋菌表面へ結合されたままだろう。
淋菌ΔNHBA変異株は、WT株及びΔNHBA_C株と比べて複数の表現型を提示し、当該表現型としては、ヒト血清中での生存の減少、凝集及びミクロコロニー形成の減少、そして子宮頸管上皮細胞及び尿道上皮細胞への接着の減少が挙げられる。N.gonorrhoeaeは播腫性疾患をめったに引き起こすことはないが、血清殺傷に耐える能力は広汎に研究されており、ポリン[30~32]、LOS[33]、及びOpa[28]を包含する因子によって媒介されることが見出されており、血清因子及び補体因子が生殖路及び他の粘膜表面中で存在するので、粘膜感染の時に関係がある[34~36]。NHBANmも血清生存に関与し、血清アッセイ前のヘパリンの添加は、血清感受性の非カプセル化親髄膜炎菌株の生存の増加をもたらすが、ΔNHBA変異株はそうではない[12]。ヘパリンは複数の補体因子と相互作用し[37]、NHBANmによる補体調節タンパク質のヘパリン媒介性の動員は、血清耐性のための作用機序であることが提案された[12]。本発明者らは、ΔNHBA突然変異に比べたWT株の表面への補体調節タンパク質のより高いレベルの動員に関与するNHBANgについての類似する作用機序を提案する。たとえNHBANgは、NHBANmよりもヘパリンについて高い親和性を有していても、試験された血清条件下でのWTの比較的高いレベルの生存、そしてアッセイへのヘパリンの添加後の淋菌ΔNHBA突然変異の耐性の回復を説明する、血清耐性において役割を果たす追加の淋菌ヘパリン結合タンパク質(Opa[28]等)がある。
粘膜上皮への淋菌接着は、感染の確立において重要な第1のステップであり、初期の接着に続いて、N.gonorrhoeaeコロニー形成は、上皮細胞表面上の着実な細菌凝集体及びミクロコロニーの形成に依存する[30中で概説される]。初期の接着及びミクロコロニー形成の両方は、IV型線毛、不透明(Opa)タンパク質、及びリポオリゴ糖(LOS)を包含する、淋菌因子によって媒介される[23、42~44]。しかしながら、N.gonorrhoeaeは、線毛またはOpaの非存在下においてでさえも凝集体を形成し、GC凝集を促進する未知の宿主因子の存在が示唆される[45]。ΔNHBA突然変異は、野生型に比べて、子宮頸管上皮細胞及び尿道上皮細胞への接着の減少、そして凝集及びミクロコロニー形成の減少を提示したので、NHBANgが、淋菌感染症の確立において重要な役割を果たすことが示される。さらに、組み換えNHBANgは上皮細胞及び淋菌細胞の両方と直接相互作用し、NHBANgは濃度依存的様式で上皮細胞への接着をブロックすることが可能である。これは、Hec1B細胞及びCHO-K1細胞とのNHBANmの相互作用を媒介する上皮細胞上の宿主グリカンとのNHBA相互作用の結果の可能性が高い[13]。淋菌NHBAは32℃ vs 37℃でアップレギュレートされ、N.meningitidisにおけるNHBA調節と一致しており[18]、咽頭におけるこれらの生物体による接着の時に、このニッチのより低い温度に起因して特に妥当であり得る。
NHBANg媒介性バクテリア間相互作用、及びミクロコロニー形成におけるNHBANgの役割は、LOSの一部分として淋菌細胞の表面上に存在するLNnTとの相互作用によって促進され得る[46]。淋菌ミクロコロニーは宿主微絨毛と相互作用し、宿主細胞骨格の再構成及び皮質プラーク形成を導く[47~51]。ミクロコロニーは淋菌の抗生物質耐性の増加においても関与し[45]、細菌凝集体の形成は精漿への曝露後に促進され、それは細菌伝染に影響を及ぼす[52]。N.meningitidis凝集体の形成は細胞表面上での剪断力への耐性のためにも重要であり[53]、それはN.gonorrhoeaeにとっても重要であり得る。しかしながら、髄膜炎菌NHBAが現在までに凝集に関与することが報告されていないことに注目することは興味深い[13、54、55]。
要約すると、淋菌感染症及び病因の複数のステージの間のNHBAの役割が強調される。それゆえ、NHBA-自己及びNHBA-宿主の相互作用の標的化は、有益な治療アプローチ及びワクチンアプローチであり得る。
本明細書を通して、目的は、本発明を任意の一実施形態または特定の特色の集合に限定すること無しに、本発明の好ましい実施形態を記載することであった。したがって、本開示に照らして、本発明の範囲から逸脱せずに、例示的な特定の実施形態において様々な修飾及び変化が行われ得ることは、当業者によって認識されるだろう。
本明細書において言及される、すべてのコンピュータープログラム、アルゴリズム、特許文献及び科学文献、ならびにタンパク質及び核酸配列またはアクセッション番号は、参照することによって本明細書に援用される。
Figure 2023503963000005
Figure 2023503963000006

Figure 2023503963000007

Figure 2023503963000008

Figure 2023503963000009

Figure 2023503963000010

Figure 2023503963000011

Figure 2023503963000012

Figure 2023503963000013
Figure 2023503963000014

Figure 2023503963000015

Figure 2023503963000016
参照文献
1. WHO. Global incidence and prevalence of selected curable sexually transmitted infections - 2008: World Health Organisation, 2012.
2. Hook EW, Handsfield HH. Gonococcal Infection in the Adult. In: Holmes KK, ed. Sexually Transmitted Diseases. New York: McGraw-Hill, 2008:627-45.
3. Edwards JL, Jennings MP, Apicella MA, Seib KL. Is gonococcal disease preventable? The importance of understanding immunity and pathogenesis in vaccine development. Crit Rev Microbiol 2016;42:928-41.
4. CDC. Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2013. Available at: http://www.cdc.gov/drugresistance/threat-report-2013/pdf/ar-threats-2013-508.pdf. Accessed 8 April 2018.
5. WHO. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics. Available at: http://www.who.int/medicines/publications/global-priority-list-antibiotic-resistant-bacteria/en/. Accessed 8 April 2018.
6. Unemo M, Bradshaw CS, Hocking JS, et al. Sexually transmitted infections: challenges ahead. Lancet Infect Dis 2017;17:e235-e79.
7. PHE. UK case of Neisseria gonorrhoeae with high-level resistance to azithromycin and resistance to ceftriaxone acquired abroad. Health Protection Report 12(11). Available at: https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/694655/hpr1118_MDRGC.pdf. Accessed 8 April 2018.
8. Rice PA, Shafer WM, Ram S, Jerse AE. Neisseria gonorrhoeae: Drug Resistance, Mouse Models, and Vaccine Development. Annu Rev Microbiol 2017;71:665-86.
9. Serruto D, Bottomley MJ, Ram S, Giuliani MM, Rappuoli R. The new multicomponent vaccine against meningococcal serogroup B, 4CMenB: immunological, functional and structural characterization of the antigens. Vaccine 2012;30 Suppl 2:B87-97.
10. Hadad R, Jacobsson S, Pizza M, et al. Novel meningococcal 4CMenB vaccine antigens - prevalence and polymorphisms of the encoding genes in Neisseria gonorrhoeae. APMIS 2012;120:750-60.
11. Semchenko EA, Tan A, Borrow R, Seib KL. The serogroup B meningococcal vaccine Bexsero elicits antibodies to Neisseria gonorrhoeae. Clin Infect Dis 2018.
12. Serruto D, Spadafina T, Ciucchi L, et al. Neisseria meningitidis GNA2132, a heparin-binding protein that induces protective immunity in humans. Proc Natl Acad Sci U S A 2010;107:3770-5.
13. Vacca I, Del Tordello E, Gasperini G, et al. Neisserial Heparin Binding Antigen (NHBA) Contributes to the Adhesion of Neisseria meningitidis to Human Epithelial Cells. PLoS One 2016;11:e0162878.
14. Mubaiwa TD, Hartley-Tassell LE, Semchenko EA, Day CJ, Jennings MP, Seib KL. The Bexsero Neisseria meningitidis serogroup B vaccine antigen NHBA is a high-affinity chondroitin sulfate binding protein. Scientific reports 2018;8:6512.
15. Pantano E, Cartocci E, Marchi S, et al. NHBA is processed by kallikrein from human saliva. 2018.
16. Di Fede M, Biagini M, Cartocci E, et al. Neisseria Heparin Binding Antigen is targeted by the human alternative pathway C3-convertase. PLoS One 2018;13:e0194662.
17. Casellato A, Rossi Paccani S, Barrile R, et al. The C2 fragment from Neisseria meningitidis antigen NHBA increases endothelial permeability by destabilizing adherens junctions. Cell Microbiol 2014;16:925-37.
18. Lappann M, Otto A, Brauer M, Becher D, Vogel U, Johswich K. Impact of Moderate Temperature Changes on Neisseria meningitidis Adhesion Phenotypes and Proteome. Infect Immun 2016;84:3484-95.
19. Arenas J, Nijland R, Rodriguez FJ, Bosma TN, Tommassen J. Involvement of three meningococcal surface-exposed proteins, the heparin-binding protein NhbA, the alpha-peptide of IgA protease and the autotransporter protease NalP, in initiation of biofilm formation. Mol Microbiol 2013;87:254-68.
20. Del Tordello E, Vacca I, Ram S, Rappuoli R, Serruto D. Neisseria meningitidis NalP cleaves human complement C3, facilitating degradation of C3b and survival in human serum. Proc Natl Acad Sci U S A 2014;111:427-32.
21. Seib KL, Oriente F, Adu-Bobie J, et al. Influence of serogroup B meningococcal vaccine antigens on growth and survival of the meningococcus in vitro and in ex vivo and in vivo models of infection. Vaccine 2010;28:2416-27.
22. Rahman H, King RM, Shewell LK, et al. Characterisation of a multi-ligand binding chemoreceptor CcmL (Tlp3) of Campylobacter jejuni. PLoS Pathog 2014;10:e1003822.
23. Steichen CT, Shao JQ, Ketterer MR, Apicella MA. Gonococcal cervicitis: a role for biofilm in pathogenesis. The Journal of infectious diseases 2008;198:1856-61.
24. Semchenko EA, Day CJ, Seib KL. MetQ of Neisseria gonorrhoeae Is a Surface-Expressed Antigen That Elicits Bactericidal and Functional Blocking Antibodies. Infect Immun 2017;85.
25. Jen FEC, Semchenko EA, Day CJ, Seib KL, Jennings MP. The Neisseria gonorrhoeae Methionine Sulfoxide Reductase (MsrA/B) Is a Surface Exposed, Immunogenic, Vaccine Candidate. Frontiers in Immunology 2019;10.
26. Semchenko EA, Everest-Dass AV, Jen FE, Mubaiwa TD, Day CJ, Seib KL. Glycointeractome of Neisseria gonorrhoeae: Identification of Host Glycans Targeted by the Gonococcus To Facilitate Adherence to Cervical and Urethral Epithelial Cells. MBio 2019;10.
27. Seib KL, Haag AF, Oriente F, et al. The meningococcal vaccine antigen GNA2091 is an analogue of YraP and plays key roles in outer membrane stability and virulence. FASEB J 2019:fj201900669R.
28. Hartley-Tassell LE, Day CJ, Semchenko EA, et al. A peculiar case of Campylobacter jejuni attenuated aspartate chemosensory mutant, able to cause pathology and inflammation in avian and murine model animals. Sci Rep 2018;8:12594.
29. Chen T, Swanson J, Wilson J, Belland RJ. Heparin protects Opa+ Neisseria gonorrhoeae from the bactericidal action of normal human serum. Infect Immun 1995;63:1790-5.
30. Quillin SJ, Seifert HS. Neisseria gonorrhoeae host adaptation and pathogenesis. Nat Rev Microbiol 2018;16:226-40.
31. Pizza M, Scarlato V, Masignani V, et al. Identification of vaccine candidates against serogroup B meningococcus by whole-genome sequencing. Science 2000;287:1816-20.
32. Giuliani MM, Adu-Bobie J, Comanducci M, et al. A universal vaccine for serogroup B meningococcus. Proc Natl Acad Sci U S A 2006;103:10834-9.
33. Ram S, Cullinane M, Blom AM, et al. Binding of C4b-binding protein to porin: a molecular mechanism of serum resistance of Neisseria gonorrhoeae. J Exp Med 2001;193:281-95.
34. Ram S, McQuillen DP, Gulati S, Elkins C, Pangburn MK, Rice PA. Binding of complement factor H to loop 5 of porin protein 1A: a molecular mechanism of serum resistance of nonsialylated Neisseria gonorrhoeae. J Exp Med 1998;188:671-80.
35. Ngampasutadol J, Ram S, Gulati S, et al. Human factor H interacts selectively with Neisseria gonorrhoeae and results in species-specific complement evasion. J Immunol 2008;180:3426-35.
36. Gulati S, Cox A, Lewis LA, et al. Enhanced factor H binding to sialylated Gonococci is restricted to the sialylated lacto-N-neotetraose lipooligosaccharide species: implications for serum resistance and evidence for a bifunctional lipooligosaccharide sialyltransferase in Gonococci. Infect Immun 2005;73:7390-7.
37. McQuillen DP, Gulati S, Ram S, et al. Complement processing and immunoglobulin binding to Neisseria gonorrhoeae determined in vitro simulates in vivo effects. J Infect Dis 1999;179:124-35.
38. Bischof P, Planas-Basset D, Meisser A, Campana A. Investigations on the cell type responsible for the endometrial secretion of complement component 3 (C3). Hum Reprod 1994;9:1652-9.
39. Price RJ, Boettcher B. The presence of complement in human cervical mucus and its possible relevance to infertility in women with complement-dependent sperm-immobilizing antibodies. Fertil Steril 1979;32:61-6.
40. Schumacher GF. Immunology of spermatozoa and cervical mucus. Hum Reprod 1988;3:289-300.
41. Yu H, Munoz EM, Edens RE, Linhardt RJ. Kinetic studies on the interactions of heparin and complement proteins using surface plasmon resonance. Biochim Biophys Acta 2005;1726:168-76.
42. Zollner R, Oldewurtel ER, Kouzel N, Maier B. Phase and antigenic variation govern competition dynamics through positioning in bacterial colonies. Scientific reports 2017;7:12151.
43. Stein DC, LeVan A, Hardy B, Wang LC, Zimmerman L, Song W. Expression of Opacity Proteins Interferes with the Transmigration of Neisseria gonorrhoeae across Polarized Epithelial Cells. PLoS One 2015;10:e0134342.
44. LeVan A, Zimmerman LI, Mahle AC, et al. Construction and characterization of a derivative of Neisseria gonorrhoeae strain MS11 devoid of all opa genes. J Bacteriol 2012;194:6468-78.
45. Wang LC, Litwin M, Sahiholnasab Z, Song W, Stein DC. Neisseria gonorrhoeae Aggregation Reduces Its Ceftriaxone Susceptibility. Antibiotics (Basel) 2018;7.
46. Mandrell RE, Griffiss JM, Macher BA. Lipooligosaccharides (LOS) of Neisseria gonorrhoeae and Neisseria meningitidis have components that are immunochemically similar to precursors of human blood group antigens. Carbohydrate sequence specificity of the mouse monoclonal antibodies that recognize crossreacting antigens on LOS and human erythrocytes. J Exp Med 1988;168:107-26.
47. Lee SW, Higashi DL, Snyder A, Merz AJ, Potter L, So M. PilT is required for PI(3,4,5)P3-mediated crosstalk between Neisseria gonorrhoeae and epithelial cells. Cell Microbiol 2005;7:1271-84.
48. Higashi DL, Lee SW, Snyder A, Weyand NJ, Bakke A, So M. Dynamics of Neisseria gonorrhoeae attachment: microcolony development, cortical plaque formation, and cytoprotection. Infect Immun 2007;75:4743-53.
49. Merz AJ, So M. Attachment of piliated, Opa- and Opc- gonococci and meningococci to epithelial cells elicits cortical actin rearrangements and clustering of tyrosine-phosphorylated proteins. Infect Immun 1997;65:4341-9.
50. Merz AJ, Enns CA, So M. Type IV pili of pathogenic Neisseriae elicit cortical plaque formation in epithelial cells. Mol Microbiol 1999;32:1316-32.
51. Dietrich M, Bartfeld S, Munke R, et al. Activation of NF-kappaB by Neisseria gonorrhoeae is associated with microcolony formation and type IV pilus retraction. Cell Microbiol 2011;13:1168-82.
52. Anderson MT, Dewenter L, Maier B, Seifert HS. Seminal plasma initiates a Neisseria gonorrhoeae transmission state. MBio 2014;5:e01004-13.
53. Mikaty G, Soyer M, Mairey E, et al. Extracellular bacterial pathogen induces host cell surface reorganization to resist shear stress. PLoS Pathog 2009;5:e1000314.
54. Seib K, Oriente F, Adu-Bobie J, et al. Influence of serogroup B meningococcal vaccine antigens on growth and survival of the meningococcus in vitro and in ex vivo and in vivo models of infection. Vaccine 2010;28:2416-27.
55. Serruto D, Spadafina T, Ciucchi L, et al. Neisseria meningitidis GNA2132, a heparin-binding protein that induces protective immunity in humans. Proceedings of the National Academy of Sciences 2010;107:3770-5.

Claims (24)

  1. Neisseria gonorrhoeaeの単離されたNeisseria属のヘパリン結合抗原(Neisserial Heparin Binding Antigen)(NHBA)タンパク質の免疫原性断片。
  2. 前記単離されたNHBAタンパク質が、配列番号1で示されるアミノ酸配列、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体を含む、請求項1に記載の免疫原性断片。
  3. 前記単離されたNHBAタンパク質のC末端断片を含むかまたは前記C末端断片中に含有される、請求項1または請求項2に記載の免疫原性断片。
  4. 配列番号2で示されるアミノ酸配列、またはその断片、バリアント、もしくは誘導体を含むか、それらの中に含有されるか、それらからなるか、またはそれらから本質的になる、先行請求項のいずれか1項に記載の免疫原性断片。
  5. 前記バリアントまたは誘導体が、配列番号2の残基3、5、6、9、20、50、57、60、61、69、71、75、76、83、88、89、91、92、93、113、135、150、152、153、167、173、177、180、及び181のうちの1つまたは複数のアミノ酸置換を含む、請求項4に記載の免疫原性断片。
  6. 配列番号2の前記1つまたは複数のアミノ酸置換が、A3V、I5M、P6L、P9S、G20E、P50S、R57S、G60A、E61K、A69V、T71A、N75S、G76R、M83T、P88S、Y89C、S91T、G92R、G93S、S113G、T135N、G150D、A152V、G153D、A167T、G173S、G177D、D180E、R181Q、及び任意のその組み合わせからなる群から選択される、請求項5に記載の免疫原性断片。
  7. 前記単離されたNHBAタンパク質の1つもしくは複数のヘパリン結合残基及び/または1つもしくは複数の活性部位残基を含む、先行請求項のいずれか1項に記載の免疫原性断片。
  8. 請求項1~7のいずれか1項に記載の1つまたは複数の免疫原性断片を含む、単離されたタンパク質。
  9. 請求項1~7のいずれか1項に記載の免疫原性断片もしくは請求項8に記載の単離されたタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むか、またはそれに相補的なヌクレオチド配列を含む、単離された核酸。
  10. 請求項9に記載の単離された核酸を含む、遺伝子コンストラクト。
  11. 請求項10に記載の遺伝子コンストラクトを含む、宿主細胞。
  12. 請求項1~7のいずれか1項に記載の単離された免疫原性断片または請求項8に記載の単離されたタンパク質を産生する方法であって、(i)請求項11に記載の宿主細胞を培養すること;及び(ii)ステップ(i)において培養された前記宿主細胞から前記免疫原性断片またはタンパク質を単離すること、を含む、前記方法。
  13. 請求項1~7のいずれか1項に記載の免疫原性断片または請求項8に記載の単離されたタンパク質を結合するかまたはそれらに対して作製される、抗体または抗体断片。
  14. 請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片、請求項8に記載の単離されたタンパク質、請求項9に記載の単離された核酸、請求項10に記載の遺伝子コンストラクト、請求項11に記載の宿主細胞、及び/または請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片を、任意選択で薬学的に許容される希釈物質、担体、または賦形剤と一緒に含む組成物。
  15. 免疫原性組成物である、請求項14に記載の組成物。
  16. ワクチンである、請求項15に記載の組成物。
  17. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起する方法であって、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;を前記対象へ投与して、それによって前記免疫応答を惹起するステップを含む、前記方法。
  18. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導する方法であって、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;を前記対象へ投与して、それによって前記Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を前記対象において誘導するステップを含む、前記方法。
  19. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療または予防する方法であって、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;を前記対象へ投与して、それによって前記Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を前記対象において予防または治療するステップを含む、前記方法。
  20. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害または予防する方法であって、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;を前記対象へ投与して、それによって前記対象の細胞へのNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌結合を阻害または予防するステップを含む、前記方法。
  21. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害または低減する方法であって、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;を前記対象へ投与して、それによって前記Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を前記対象において阻害または低減するステップを含む、前記方法。
  22. 対象から得られた生物学的サンプル中のNeisseria gonorrhoeae及び/またはNeisseria meningitidisを検出する方法であって、前記生物学的サンプルを請求項13に記載の抗体または抗体断片と接触させて、それによって前記生物学的サンプル中のN.gonorrhoeaeを検出するステップを含む、前記方法。
  23. 請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物;の使用であって、Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療もしくは予防すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害もしくは予防すること;あるいはNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害もしくは低減すること、のための医薬品の製造における、前記使用。
  24. Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌への免疫応答を対象において惹起すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌に対する免疫を対象において誘導すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症を対象において治療もしくは予防すること;Neisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌が細胞へ結合することを対象において少なくとも部分的に阻害もしくは予防すること;あるいはNeisseria gonorrhoeae菌及び/またはNeisseria meningitidis菌の感染症の血清耐性を対象において少なくとも部分的に阻害もしくは低減すること、のための使用のための、またはそれらのために使用される場合の、請求項1~7のいずれか1項に記載の1つもしくは複数の免疫原性断片;請求項8に記載の単離されたタンパク質;請求項9に記載の単離された核酸;請求項10に記載の遺伝子コンストラクト;請求項11に記載の宿主細胞;請求項13に記載の抗体もしくは抗体断片;及び/または請求項14~16のいずれか1項に記載の組成物。
JP2022530318A 2019-11-25 2020-11-20 淋菌感染症に対する免疫原性タンパク質 Pending JP2023503963A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2019904450 2019-11-25
AU2019904450A AU2019904450A0 (en) 2019-11-25 Immunogenic protein against gonococcal infection
PCT/AU2020/051257 WO2021102505A1 (en) 2019-11-25 2020-11-20 Immunogenic protein against gonococcal infection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023503963A true JP2023503963A (ja) 2023-02-01
JPWO2021102505A5 JPWO2021102505A5 (ja) 2023-11-28

Family

ID=76128579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022530318A Pending JP2023503963A (ja) 2019-11-25 2020-11-20 淋菌感染症に対する免疫原性タンパク質

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20230181709A1 (ja)
EP (1) EP4065595A4 (ja)
JP (1) JP2023503963A (ja)
KR (1) KR20220152402A (ja)
CN (1) CN115348968A (ja)
AU (1) AU2020390430A1 (ja)
BR (1) BR112022010167A2 (ja)
CA (1) CA3162559A1 (ja)
MX (1) MX2022006299A (ja)
WO (1) WO2021102505A1 (ja)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5047238A (en) 1983-06-15 1991-09-10 American Home Products Corporation Adjuvants for vaccines
GB8607679D0 (en) 1986-03-27 1986-04-30 Winter G P Recombinant dna product
US5091513A (en) 1987-05-21 1992-02-25 Creative Biomolecules, Inc. Biosynthetic antibody binding sites
US5811105A (en) 1987-12-23 1998-09-22 Glaxo Wellcome, Inc. Vaccines containing bacteria attenuated by mutations in two genes of the aromatic amino acid biosynthetic pathway
US5785973A (en) 1988-02-01 1998-07-28 Praxis Biologics, Inc. Synthetic peptides representing a T-cell epitope as a carrier molecule for conjugate vaccines
GB8912330D0 (en) 1989-05-30 1989-07-12 Wellcome Found Live vaccines
GB9007194D0 (en) 1990-03-30 1990-05-30 Wellcome Found Live vaccines
AUPO007396A0 (en) 1996-05-24 1996-06-20 Csl Limited Ebv ctl epitopes
AUPO784197A0 (en) 1997-07-10 1997-08-07 Csl Limited Treatment of nasopharyngeal carcinoma
JP5102772B2 (ja) 2005-11-29 2012-12-19 ザ・ユニバーシティ・オブ・シドニー デミボディ:二量体化活性化治療剤
CN106659776A (zh) * 2014-07-17 2017-05-10 葛兰素史密丝克莱恩生物有限公司 脑膜炎球菌疫苗
CN106606775A (zh) 2015-10-27 2017-05-03 格里菲斯大学 脂质体a群链球菌疫苗
WO2018042017A2 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 Glaxosmithkline Biologicals Sa Vaccines for neisseria gonorrhoeae

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021102505A1 (en) 2021-06-03
EP4065595A4 (en) 2023-12-20
MX2022006299A (es) 2023-01-19
BR112022010167A2 (pt) 2022-08-09
AU2020390430A1 (en) 2022-07-14
CN115348968A (zh) 2022-11-15
EP4065595A1 (en) 2022-10-05
CA3162559A1 (en) 2021-06-03
US20230181709A1 (en) 2023-06-15
KR20220152402A (ko) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2265640B1 (en) Chimeric factor h binding proteins (fhbp) containing a heterologous b domain and methods of use
Stephens Biology and pathogenesis of the evolutionarily successful, obligate human bacterium Neisseria meningitidis
JP5622344B2 (ja) Neisseria配合組成物
EP2552942B1 (en) Factor h binding proteins (fhbp) with altered properties and methods of use thereof
JP5616766B2 (ja) HaemophilusinfluenzaeIV型ピリ線毛
US9914756B2 (en) Non-naturally occurring factor H binding proteins (fHbp) and methods of use thereof
WO2015123728A1 (en) Mycoplasma surface proteins and uses thereof
WO2009117373A2 (en) Treatment and prevention of gardnerella vaginalis infections
JP2023503963A (ja) 淋菌感染症に対する免疫原性タンパク質
US20140341895A1 (en) PSEUDOMONAS AERUGINOSA OprM EPITOPES FOR USE IN DIAGNOSTICS AND THERAPEUTICS
AU2009287339B2 (en) Mutant bacterial glycoproteins and uses thereof
US8962801B2 (en) Neisseria porin proteins
Principato et al. Investigation of the protective mechanisms mediated by Neisserial Heparin Binding Antigen (NHBA) induced antibodies
Lavender Complement Factor H Related proteins and their biological role during bacterial infection
Yahya Phenotypic characterisation of pneumococcal serotype-1 variants presenting low haemolytic activity
Ispasanie Immune responses to prototype GMMA vaccine against Neisseria meningitidis in Africa

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20230125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231117