JP5917682B2 - 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素に関する組成物およびその方法 - Google Patents

変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素に関する組成物およびその方法 Download PDF

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Description

関連出願への相互参照
本出願は、2011年4月22に出願された米国仮特許出願第61/478,474号、および2011年4月25日に出願された米国仮特許出願第61/478,899号の利益を主張する。前記の出願の全内容は参照により本明細書にそのまま援用される。
本発明は、変異体クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)毒素に関する組成物およびその方法に関する。
クロストリジウム・ディフィシル(C.ディフィシル)は、ヒトにおける胃腸疾患と関係しているグラム陽性嫌気性細菌である。C.ディフィシルのコロニー形成は、通常は結腸において天然の腸管内菌叢が抗生物質による処置により減少した場合に起こる。感染は、グルコシル化毒素である毒素Aおよび毒素B(それぞれ308および270kDa)の分泌により抗生物質関連下痢および時として偽膜性大腸炎につながる可能性があり、それはC.ディフィシルの主な病毒性因子である。
毒素Aおよび毒素Bは、19kbの病原性遺伝子座(PaLoc)内でそれぞれ遺伝子tcdAおよびtcdBによりコードされている。C.ディフィシルの非病原性株は、代わりの115塩基対の配列により置き換えられたこの遺伝子座を有する。
毒素Aおよび毒素Bは両方とも強力な細胞毒である。これらのタンパク質は、Rho/Rac/Rasファミリーの低分子量GTPアーゼを不活性化する相同性のグルコシルトランスフェラーゼである。結果として起こるシグナル伝達の崩壊は、細胞間結合の喪失、アクチン細胞骨格の調節不全、および/またはアポトーシスを引き起こし、結果としてクロストリジウム・ディフィシル感染(CDI)と関係する重度の分泌性下痢をもたらす。
過去10年で、病院、養護ホーム、および他の長期療養施設におけるC.ディフィシルの大流行の数および重症度は劇的に増大した。この増大における重要な要因には、高病毒性(hypervirulent)病原性株の出現、増大した抗生物質の使用、向上した検出法、および健康管理施設における空気伝染性の芽胞への曝露の増大が含まれる。
メトロニダゾールおよびバンコマイシンは、C.ディフィシル関連疾患(CDAD)の抗生物質処置に関するケアの現在受け入れられている標準である。しかし、そのような処置を受ける患者の約20%はCDIの第1エピソードの後に感染の再発を経験し、それらの患者の約50%に至るまでが追加の再発に苦しむ。再発の処置は非常に重要な課題であり、再発の大部分は通常は前のエピソードの1ヶ月以内に起こる。
従って、C.ディフィシルに向けられた免疫原性および/または療法組成物ならびにその方法に関する必要性が存在する。
これらのおよび他の目的が本明細書における発明により提供される。
1側面において、本発明は、変異体C.ディフィシル毒素Aが含まれる免疫原性組成物に関する。その変異体C.ディフィシル毒素Aには、対応する野生型のC.ディフィシル毒素Aと比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる。1態様において、その変異体C.ディフィシル毒素Aの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
1側面において、本発明はSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドには1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖が含まれる。
1態様において、その変異体C.ディフィシル毒素の少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
1態様において、その少なくとも1個のアミノ酸はホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)、N−ヒドロキシスクシネート、またはEDCおよびNHSの組み合わせにより化学的に架橋される。
1態様において、その免疫原性組成物はそれぞれの抗毒素中和抗体またはその結合断片により認識される。
1態様において、その免疫原性組成物は、対応する野生型のC.ディフィシル毒素と比較して減少した細胞毒性を示す。
別の側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素Aが含まれる免疫原性組成物に関し、それには対応する野生型のC.ディフィシル毒素Aと比較して285位および287位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:29を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに158位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:32を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素Aの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
さらなる側面において、本発明はSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Aが含まれる免疫原性組成物に関し、ここでその変異体C.ディフィシル毒素Aの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
さらに別の側面において、本発明は、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に関する。
1側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物に関する。その変異体C.ディフィシル毒素Bには、対応する野生型のC.ディフィシル毒素Bと比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる。
別の側面において、本発明はSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドには1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾されたアミノ酸側鎖が含まれる。
別の側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物に関し、それには対応する野生型のC.ディフィシル毒素Bと比較して286位および288位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:31を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに155位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:33を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素Bの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
さらなる側面において、本発明はSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物に関し、ここでその変異体C.ディフィシル毒素Bの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
1側面において、本発明はSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素AおよびSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物に関し、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている。
さらなる側面において、本発明は前述の変異体C.ディフィシル毒素のいずれかをコードするポリヌクレオチドが含まれる組み換え細胞またはその子孫に関し、ここでその細胞は毒素をコードする内在性のポリヌクレオチドを欠いている。
別の側面において、本発明は、変異体C.ディフィシル毒素が含まれる免疫原性組成物に特異的な抗体またはその抗体結合断片に関する。
1側面において、本発明は、哺乳類においてC.ディフィシル感染症を処置する方法に関する。その方法には、その哺乳類にSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素AおよびSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている。
別の側面において、その哺乳類においてC.ディフィシル感染症を処置する方法には、その哺乳類にSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素AおよびSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよび/またはN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により架橋されている。
1側面において、本発明は哺乳類においてC.ディフィシル感染症に対する免疫応答を誘導する方法に関する。その方法には、その哺乳類にSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素AおよびSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている。
別の側面において、哺乳類においてC.ディフィシル感染症に対する免疫応答を誘導する方法には、その哺乳類にSEQ ID NO:4が含まれる変異体C.ディフィシル毒素AおよびSEQ ID NO:6が含まれる変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよび/またはN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により架橋されている。
1態様において、その処置の方法または免疫応答を誘導する方法は、それを必要とする哺乳類においてである。
1態様において、その処置の方法または免疫応答を誘導する方法には、再発性C.ディフィシル感染症を有していた哺乳類が含まれる。
1態様において、その処置の方法または免疫応答を誘導する方法には、その組成物を非経口投与することが含まれる。
1態様において、その処置の方法または免疫応答を誘導する方法には、さらにアジュバントが含まれる免疫原性組成物が含まれる。
1態様において、そのアジュバントには水酸化アルミニウムゲルおよびCpGオリゴヌクレオチドが含まれる。別の態様において、そのアジュバントにはISCOMATRIXが含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、グリシンにより化学的に修飾されているそのポリペプチドのアスパラギン酸残基の少なくとも1個の側鎖またはそのポリペプチドのグルタミン酸残基の少なくとも1個の側鎖が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびにそのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、そのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖に、またはそのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖はベータ−アラニン部分に連結されている。
1態様において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖はベータ−アラニン部分に連結されている。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、アスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結された、そのポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドには、グリシン部分に連結されたそのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖またはグルタミン酸残基の側鎖が含まれる。
1態様において、その単離されたポリペプチドは少なくとも約100μg/mlのEC50を有する。
1側面において、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド(ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない)およびSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド(ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない)が含まれ、ここでそのポリペプチドは1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖を有する。
1態様において、そのポリペプチドには以下のいずれかの少なくとも1つが含まれる:a)a)そのポリペプチドのリシン残基の側鎖に連結された少なくとも1個のベータ−アラニン部分;b)そのポリペプチドのリシン残基の側鎖およびアスパラギン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびにc)そのポリペプチドのリシン残基の側鎖およびグルタミン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋。
1態様において、その単離されたポリペプチドは少なくとも約100μg/mlのEC50を有する。
1側面において、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド(ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない)およびSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド(ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない)が含まれ、a)ここでSEQ ID NO:4の少なくとも1個のリシン残基の側鎖はベータ−アラニン部分に連結されており、そしてb)SEQ ID NO:6の少なくとも1個のリシン残基の側鎖はベータ−アラニン部分に連結されている。
1態様において、その免疫原性組成物には、アスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されているSEQ ID NO:4の第2のリシン残基の側鎖が含まれ、ここでSEQ ID NO:6の第2のリシン残基はアスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されている。
1態様において、その免疫原性組成物には、グリシン部分に連結されているSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖またはグルタミン酸残基の側鎖が含まれ、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない。
1態様において、その免疫原性組成物には、グリシン部分に連結されているSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖またはグルタミン酸残基の側鎖が含まれ、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在しない。
1態様において、その単離されたポリペプチドは少なくとも約100μg/mlのEC50を有する。
1側面において、そのその免疫原性組成物には、SEQ ID NO:84で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドおよびSEQ ID NO:86で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドが含まれ、ここでそれぞれのポリペプチドには以下:a)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;b)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;c)そのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分;ならびにd)そのポリペプチドの少なくとも1個のアスパラギン酸残基の側鎖に、またはそのポリペプチドの少なくとも1個のグルタミン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分が含まれる。
図1:CLUSTALWアラインメント、初期設定のパラメーターを用いた、株630、VPI10463、R20291、CD196からの野生型C.ディフィシル毒素A、およびSEQ ID NO:4を有する変異体毒素Aの配列アラインメント。 図2:CLUSTALWアラインメント、初期設定のパラメーターを用いた、株630、VPI10463、R20291、CD196からの野生型C.ディフィシル毒素B、およびSEQ ID NO:6を有する変異体毒素Bの配列アラインメント。 図3:野生型毒素陰性C.ディフィシル株の同定を示すグラフ。13のC.ディフィシル株の培養液を毒素Aに関するELISAにより試験した。図説されているように、7つの株が毒素Aを発現しており、6つの株(株1351、3232、7322、5036、4811およびVPI 11186)は発現していなかった。 図4AおよびB:三重変異体A(SEQ ID NO:4)、二重変異体B(SEQ ID NO:5)、および三重変異体B(SEQ ID NO:6)はUDP−14C−グルコースを用いるインビトログルコシル化アッセイにおいてRac1またはRhoA GTPアーゼをグルコシル化せず;一方で10μg〜1ngの野生型毒素BはRac1をグルコシル化することを説明するSDS−PAGEの結果。 図5:野生型毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:1および2)の切断された断片の観察と比較した、変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)におけるシステインプロテアーゼ活性の抑止(abrogation)を示すウェスタンブロット。実施例13参照。 図6:三重変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)はIMR−90細胞におけるインビトロ細胞毒性アッセイにより高濃度(例えば約100μg/ml)で試験した際に残存する細胞毒性を示すことを示すグラフ。 図7:三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)および七重変異体毒素B(SEQ ID NO:8)に関してEC50値が類似していることを示すグラフ。 図8:ATPレベル(RLU)を三重変異体TcdA(SEQ ID NO:4)(上のパネル)および三重変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(下のパネル)の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。変異体毒素AおよびBの残存する細胞毒性は、変異体毒素Aに特異的な中和抗体(上のパネル−pAb AおよびmAb A3−25+A60−22)および変異体毒素Bに特異的な中和抗体(下のパネル−pAb B)により完全に抑止され得る。 図9:処理の72時間後におけるIMR−90細胞の形態の画像。パネルAはモック処理した対照細胞を示す。パネルBはホルマリンで不活性化した変異体TcdB(SEQ ID NO:6)による処理後の細胞の形態を示す。パネルCはEDCで不活性化した変異体TcdB(SEQ ID NO:6)による処理後の細胞の形態を示す。パネルDは野生型毒素B(SEQ ID NO:2)による処理後の細胞の形態を示す。パネルEは三重変異体TcdB(SEQ ID NO:6)による処理後の細胞の形態を示す。類似の結果がTcdA処理に関して観察された。 図10:実施例25(試験muCdiff2010−06)で記述されるような中和抗体の力価を示すグラフ。 図11:実施例26(試験muCdiff2010−07)で記述されるような中和抗体の力価を示すグラフ。 図12:実施例27(試験hamC.difficile2010−02)で記述されるようなハムスターにおける4回の免疫処置後の毒素AおよびBに対する中和抗体応答を示すグラフ。 図13:実施例27(試験hamC.difficile2010−02)で記述されるような、ハムスターにおける化学的に不活性化された遺伝子変異体毒素およびList Biologicalトキソイドによるワクチン接種後の中和抗体応答を示すグラフ。 図14:実施例28(試験hamC.difficile2010−02、続き)で記述される、免疫処置されていない対照と比較した3つの免疫処置されたハムスターの群に関する生存曲線。 図15:実施例29で記述されるような、ハムスターにおけるC.ディフィシル変異体毒素の異なる配合物に対する相対的中和抗体応答を示すグラフ(試験hamC.difficile2010−03)。 図16A〜B:実施例30で記述されるような、カニクイザル・マカク(cynomolgus macaques)における化学的に不活性化された遺伝子変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)に対する強い相対的中和抗体応答を示すグラフ。 図16A〜B:実施例30で記述されるような、カニクイザル・マカク(cynomolgus macaques)における化学的に不活性化された遺伝子変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)に対する強い相対的中和抗体応答を示すグラフ。 図17:A3−25 mAb IgEの軽(VL)および重(HL)鎖の可変領域のアミノ酸配列。シグナルペプチドは強調され;CDRはイタリック体にされて下線が引かれ;定常領域は太字にされて下線が引かれている(完全な配列は示されていない)。 図18:細胞生存度の指標として(相対光単位−RLUにより定量化される)ATPレベルを用いる毒素中和アッセイにおける個々の毒素Aモノクローナル抗体の力価測定を示すグラフ。毒素(4×EC50)対照と比較して、mAb A80−29、A65−33、A60−22およびA3−25は濃度と共に増大する毒素Aへの中和作用を有していたが、陽性ウサギ抗毒素A対照のレベルまでではなかった。mAb A50−10、A56−33、およびA58−46は毒素Aを中和しなかった。細胞のみの対照は1〜1.5×10RLUであった。 図19:毒素B mAbの8個のエピトープの群のBiaCoreによるマッピング。 図20A〜C:毒素A mAbの組み合わせの相乗的中和活性:異なる希釈度の中和抗体A60−22、A65−33、およびA80−29の、増大する濃度のA3−25 mAbへの添加は、その希釈度に関わらず毒素Aの中和を相乗的に増大させた。毒素Aのみ(4×EC50)の対照のRLUが図説されており(0.3×10未満)、図20Bおよび図20Cで示されているグラフにおいて表されているように、細胞のみの対照は2〜2.5×10RLUであった。 図20A〜C:毒素A mAbの組み合わせの相乗的中和活性:異なる希釈度の中和抗体A60−22、A65−33、およびA80−29の、増大する濃度のA3−25 mAbへの添加は、その希釈度に関わらず毒素Aの中和を相乗的に増大させた。毒素Aのみ(4×EC50)の対照のRLUが図説されており(0.3×10未満)、図20Bおよび図20Cで示されているグラフにおいて表されているように、細胞のみの対照は2〜2.5×10RLUであった。 図20A〜C:毒素A mAbの組み合わせの相乗的中和活性:異なる希釈度の中和抗体A60−22、A65−33、およびA80−29の、増大する濃度のA3−25 mAbへの添加は、その希釈度に関わらず毒素Aの中和を相乗的に増大させた。毒素Aのみ(4×EC50)の対照のRLUが図説されており(0.3×10未満)、図20Bおよび図20Cで示されているグラフにおいて表されているように、細胞のみの対照は2〜2.5×10RLUであった。 図21:毒素B mAbの相乗的中和活性:mAb 8−26、B60−2およびB59−3による毒素Bの中和を図21Aにおいて図説する。毒素Bの中和は、B8−26をB59−3の希釈物と組み合わせた後に相乗的に増大する(図21B)。 図21:毒素B mAbの相乗的中和活性:mAb 8−26、B60−2およびB59−3による毒素Bの中和を図21Aにおいて図説する。毒素Bの中和は、B8−26をB59−3の希釈物と組み合わせた後に相乗的に増大する(図21B)。 図22:Rac1 GTPアーゼの発現は遺伝子変異体毒素B(SEQ ID NO:6)抽出物において24時間から96時間まで低減しているが、野生型毒素B(SEQ ID NO:2)で処理した抽出物では低減していないことを示すウェスタンブロット。そのブロットは、Rac1が毒素Bで処理した抽出物においてグルコシル化されているが、遺伝子変異体毒素Bで処理した抽出物ではグルコシル化されていないことも示している。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図23A〜K:ATPレベル(RLU)をC.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);それぞれの株からの粗製の毒素(培養回収物)およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした、インビトロ細胞毒性試験からの結果を表すグラフ。それぞれの株からの毒素を4×EC50値で細胞に添加した。図23は、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)(ここでその変異体毒素は例えば本明細書で記述される実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化された)が含まれる免疫原性組成物が、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を誘導したことを示す:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。 図24:結果として少なくとも3種類の可能性のあるタイプの修飾:架橋、グリシン付加体、およびベータ−アラニン付加体をもたらす、変異体C.ディフィシル毒素の典型的なEDC/NHS不活性化の図説。パネルAは架橋を図説する。三重変異体毒素のカルボキシル残基がEDCおよびNHSの付加により活性化される。その活性化されたエステルが第1級アミンと反応して安定なアミド結合を形成し、結果として分子内および分子間架橋をもたらす。パネルBはグリシン付加体の形成を図説する。不活性化後、残存する活性化されたエステルはグリシンが付加されて安定なアミド結合を形成することにより急冷される(quenched)。パネルCはベータ−アラニン付加体の形成を図説する。3モルのNHSが1モルのEDCと反応して活性化されたベータ−アラニンを形成することができる。次いでこれが第1級アミンと反応して安定なアミド結合を形成する。 図25:結果として以下のタイプの修飾:(A)架橋、(B)グリシン付加体、および(C)ベータ−アラニン付加体の少なくとも1種類をもたらす、変異体C.ディフィシル毒素の典型的なEDC/NHS不活性化の図説。
配列の簡潔な記述
SEQ ID NO:1は、野生型C.ディフィシル630毒素A(TcdA)に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:2は、野生型C.ディフィシル630毒素B(TcdB)に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:3は、SEQ ID NO:1と比較して285および287位において変異を有する変異体TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:4は、SEQ ID NO:1と比較して285、287、および700位において変異を有する変異体TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:5は、SEQ ID NO:2と比較して286および288位において変異を有する変異体TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:6は、SEQ ID NO:2と比較して286、288、および698位において変異を有する変異体TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:7は、SEQ ID NO:1と比較して269、272、285、287、460、462、および700位において変異を有する変異体TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:8は、SEQ ID NO:2と比較して270、273、286、288、461、463、および698位において変異を有する変異体TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:9は、野生型C.ディフィシル630毒素A(TcdA)をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:10は、野生型C.ディフィシル630毒素B(TcdB)をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:11は、SEQ ID NO:3をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:12は、SEQ ID NO:4をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:13は、SEQ ID NO:5をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:14は、SEQ ID NO:6をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:15は、野生型C.ディフィシルR20291 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:16は、SEQ ID NO:15をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:17は、野生型C.ディフィシルCD196 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:18は、SEQ ID NO:17をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:19は、野生型C.ディフィシルVPI10463 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:20は、SEQ ID NO:19をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:21は、野生型C.ディフィシルR20291 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:22は、SEQ ID NO:21をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:23は、野生型C.ディフィシルCD196 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:24は、SEQ ID NO:23をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:25は、野生型C.ディフィシルVPI10463 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:26は、SEQ ID NO:25をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:27は、野生型C.ディフィシルVPI10463の病原性遺伝子座のDNA配列を示す。
SEQ ID NO:28は、SEQ ID NO:1の残基101〜293に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:29は、SEQ ID NO:1の残基1〜542に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:30は、SEQ ID NO:2の残基101〜293に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:31は、SEQ ID NO:2の残基1〜543に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:32は、SEQ ID NO:1の残基543〜809に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:33は、SEQ ID NO:2の残基544〜767に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:34は変異体TcdAに関するアミノ酸配列を示し、ここで残基101、269、272、285、287、460、462、541、542、543、589、655、および700はあらゆるアミノ酸であることができる。
SEQ ID NO:35は変異体TcdBに関するアミノ酸配列を示し、ここで102、270、273、286、288、384、461、463、520、543、544、587、600、653、698、および751はあらゆるアミノ酸であることができる。
SEQ ID NO:36は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:37は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:38は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変軽鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:39は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変軽鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:40は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変軽鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:41は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変重鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:42は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変重鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:43は、C.ディフィシルTcdAの中和抗体(A3−25 mAb)の可変重鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:44は、SEQ ID NO:3をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:45は、SEQ ID NO:4をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:46は、SEQ ID NO:5をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:47は、SEQ ID NO:6をコードするDNA配列を示す。
SEQ ID NO:48は、免疫刺激オリゴヌクレオチドODN CpG 24555のヌクレオチド配列を示す。
SEQ ID NO:49は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:50は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:51は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:52は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:53は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:54は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖の定常領域に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:55は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:56は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:57は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:58は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:59は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:60は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:61は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:62は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:63は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:64は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:65は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖の定常領域に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:66は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:67は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:68は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:69は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:70は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:71は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:72は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:73は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:74は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:75は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:76は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖の定常領域に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:77は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:78は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖のシグナルペプチドに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:79は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖のCDR1に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:80は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖のCDR2に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:81は、C.ディフィシルTcdB中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖のCDR3に関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:82は変異体TcdBに関するアミノ酸配列を示し、ここで102、270、273、286、288、384、461、463、520、543、544、587、600、653、698、および751位の残基はあらゆるアミノ酸であることができる。
SEQ ID NO:83は、SEQ ID NO:1と比較して269、272、285、287、460、462、および700位において変異を有する変異体TcdAに関するアミノ酸配列を示し、ここで1位のメチオニンは存在しない。
SEQ ID NO:84は、SEQ ID NO:1と比較して285、287、および700位において変異を有する変異体C.ディフィシル毒素Aに関するアミノ酸配列を示し、ここで1位のメチオニンは存在しない。
SEQ ID NO:85は、SEQ ID NO:2と比較して270、273、286、288、461、463、および698位において変異を有する変異体C.ディフィシル毒素Bに関するアミノ酸配列を示し、ここで1位のメチオニンは存在しない。
SEQ ID NO:86は、SEQ ID NO:2と比較して286、288、および698位において変異を有する変異体C.ディフィシル毒素Bに関するアミノ酸配列を示し、ここで1位のメチオニンは存在しない。
SEQ ID NO:87は野生型C.ディフィシル2004013 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:88は野生型C.ディフィシル2004111 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:89は野生型C.ディフィシル2004118 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:90は野生型C.ディフィシル2004205 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:91は野生型C.ディフィシル2004206 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:92は野生型C.ディフィシル2005022 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:93は野生型C.ディフィシル2005088 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:94は野生型C.ディフィシル2005283 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:95は野生型C.ディフィシル2005325 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:96は野生型C.ディフィシル2005359 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:97は野生型C.ディフィシル2006017 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:98は野生型C.ディフィシル2007070 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:99は野生型C.ディフィシル2007217 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:100は野生型C.ディフィシル2007302 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:101は野生型C.ディフィシル2007816 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:102は野生型C.ディフィシル2007838 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:103は野生型C.ディフィシル2007858 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:104は野生型C.ディフィシル2007886 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:105は野生型C.ディフィシル2008222 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:106は野生型C.ディフィシル2009078 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:107は野生型C.ディフィシル2009087 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:108は野生型C.ディフィシル2009141 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:109は野生型C.ディフィシル2009292 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:110は野生型C.ディフィシル2004013 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:111は野生型C.ディフィシル2004111 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:112は野生型C.ディフィシル2004118 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:113は野生型C.ディフィシル2004205 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:114は野生型C.ディフィシル2004206 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:115は野生型C.ディフィシル2005022 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:116は野生型C.ディフィシル2005088 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:117は野生型C.ディフィシル2005283 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:118は野生型C.ディフィシル2005325 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:119は野生型C.ディフィシル2005359 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:120は野生型C.ディフィシル2006017 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:121は野生型C.ディフィシル2006376 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:122は野生型C.ディフィシル2007070 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:123は野生型C.ディフィシル2007217 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:124は野生型C.ディフィシル2007302 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:125は野生型C.ディフィシル2007816 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:126は野生型C.ディフィシル2007838 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:127は野生型C.ディフィシル2007858 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:128は野生型C.ディフィシル2007886 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:129は野生型C.ディフィシル2008222 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:130は野生型C.ディフィシル2009078 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:131は野生型C.ディフィシル2009087 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:132は野生型C.ディフィシル2009141 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:133は野生型C.ディフィシル2009292 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:134は野生型C.ディフィシル014 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:135は野生型C.ディフィシル015 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:136は野生型C.ディフィシル020 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:137は野生型C.ディフィシル023 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:138は野生型C.ディフィシル027 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:139は野生型C.ディフィシル029 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:140は野生型C.ディフィシル046 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:141は野生型C.ディフィシル014 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:142は野生型C.ディフィシル015 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:143は野生型C.ディフィシル020 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:144は野生型C.ディフィシル023 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:145は野生型C.ディフィシル027 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:146は野生型C.ディフィシル029 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:147は野生型C.ディフィシル046 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:148は野生型C.ディフィシル001 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:149は野生型C.ディフィシル002 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:150は野生型C.ディフィシル003 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:151は野生型C.ディフィシル004 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:152は野生型C.ディフィシル070 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:153は野生型C.ディフィシル075 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:154は野生型C.ディフィシル077 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:155は野生型C.ディフィシル081 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:156は野生型C.ディフィシル117 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:157は野生型C.ディフィシル131 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:158は野生型C.ディフィシル001 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:159は野生型C.ディフィシル002 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:160は野生型C.ディフィシル003 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:161は野生型C.ディフィシル004 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:162は野生型C.ディフィシル070 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:163は野生型C.ディフィシル075 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:164は野生型C.ディフィシル077 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:165は野生型C.ディフィシル081 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:166は野生型C.ディフィシル117 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:167は野生型C.ディフィシル131 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:168は野生型C.ディフィシル053 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:169は野生型C.ディフィシル078 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:170は野生型C.ディフィシル087 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:171は野生型C.ディフィシル095 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:172は野生型C.ディフィシル126 TcdAに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:173は野生型C.ディフィシル053 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:174は野生型C.ディフィシル078 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:175は野生型C.ディフィシル087 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:176は野生型C.ディフィシル095 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
SEQ ID NO:177は野生型C.ディフィシル126 TcdBに関するアミノ酸配列を示す。
本発明者らは、驚くべきことに、数ある中でも、変異体C.ディフィシル毒素Aおよび毒素Bならびにその方法を発見した。その変異体は、部分的に、免疫原性であり、且つそれぞれの毒素の野生型の形態と比較して低減した細胞毒性を示すことを特徴とする。本発明は、その免疫原性部分、その生物学的均等物、および前記のもののいずれかをコードする核酸配列が含まれる単離されたポリヌクレオチドにも関する。
本明細書で記述される免疫原性組成物は意外にもC.ディフィシル毒素に対する新規の中和抗体を誘発する能力を示し、それらはC.ディフィシルの攻撃に対する能動的および/または受動的防御を与える能力を有する可能性がある。その新規の抗体は、毒素Aおよび毒素Bの様々なエピトープに対して向けられている。本発明者らはさらに、その中和モノクローナル抗体の少なくとも2種類の組み合わせは毒素Aおよび毒素Bのそれぞれのインビトロでの中和において意外にも相乗作用を示し得ることを発見した。
本明細書で記述される本発明の組成物は、哺乳類において、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患(CDAD)、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、予防する、それらの危険性を低下させる、それらの発生率を低下させる、それらの重症度を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるために用いることができる。
さらに、本発明者らは、その変異体C.ディフィシル毒素Aおよび毒素Bを安定して発現することができる組み換え無芽胞性C.ディフィシル細胞ならびにその同じものを生成するための新規の方法を発見した。
免疫原性組成物
1側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素が含まれる免疫原性組成物に関する。その変異体C.ディフィシル毒素には、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較してグルコシルトランスフェラーゼドメインにおいて少なくとも1個の変異およびシステインプロテアーゼドメインにおいて少なくとも1個の変異を有するアミノ酸配列が含まれる。
用語“野生型”は、本明細書で用いられる際、天然にある形態を指す。例えば、野生型のポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列は、天然の源から単離することができ、人の操作により意図的に改変されていない、生物中に存在する配列である。本発明は、前記のもののいずれかをコードする核酸配列が含まれる単離されたポリヌクレオチドにも関する。加えて、本発明は、哺乳類において、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるための前記の組成物のいずれかの使用、ならびに前記の組成物を調製するための方法に関する。
本明細書で用いられる際、“免疫原性組成物”または“免疫原”は、その組成物が投与された哺乳類において免疫応答を誘発する組成物を指す。
“免疫応答”は、受容患者におけるC.ディフィシル毒素に対して向けられた有益な体液性(抗体に媒介される)および/または細胞性(抗原特異的T細胞またはそれらの分泌産物により媒介される)応答の発現を指す。免疫応答は、体液性、細胞性、または両方であってよい。
その免疫応答は、免疫原性組成物、免疫原の投与により誘導される能動的な応答であることができる。あるいは、その免疫応答は抗体または抗原刺激された(primed)T細胞の投与により誘導される受動的な応答であることができる。
体液性(抗体に媒介される)免疫応答の存在は、例えば当該技術で既知の細胞に基づくアッセイ、例えば中和抗体アッセイ、ELISA等により決定することができる。
細胞性免疫応答は、典型的にはクラスIまたはクラスII MHC分子と会合したポリペプチドエピトープを提示して抗原特異的CD4+Tヘルパー細胞および/またはCD8+細胞傷害性T細胞を活性化することにより誘発される。その応答には、単球、マクロファージ、NK細胞、好塩基球、樹状細胞、星状細胞、小神経膠細胞、好酸球または先天免疫の他の構成要素も含まれ得る。細胞に媒介される免疫学的応答の存在は、当該技術で既知の増殖アッセイ(CD4+T細胞)またはCTL(細胞傷害性Tリンパ球)アッセイにより決定することができる。
1態様において、免疫原性組成物はワクチン組成物である。本明細書で用いられる際、“ワクチン組成物”は、その組成物が投与された哺乳類において免疫応答を誘発する組成物である。そのワクチン組成物は、免疫された哺乳類をその後の免疫因子または免疫学的に交差反応性の因子による負荷に対して保護することができる。保護は、同じ条件下でワクチン接種していない哺乳類と比較した場合に症状または感染における低減に関して完全または部分的であり得る。
本明細書で記述される免疫原性組成物は交差反応性であり、それはその組成物が由来する株と異なる別のC.ディフィシル株により産生される毒素に対して有効な免疫応答(例えば体液性免疫応答)を誘発することができる特徴を有することを意味する。例えば、本明細書で記述される(例えばC.ディフィシル630に由来する)免疫原性組成物は、C.ディフィシルの多数の株により産生される毒素(例えばC.ディフィシルR20291およびVPI10463により産生される毒素)に結合することができる交差反応性抗体を誘発することができる。例えば実施例37を参照。交差反応性は細菌性免疫原の交差防御能力を示しており、逆もまた同様である。
用語“交差防御”は、本明細書で用いられる際、免疫原性組成物により誘導される免疫応答の、同じ属の異なる細菌株または種による感染を予防する、または弱める能力を指す。例えば、本明細書で記述される(例えばC.ディフィシル630に由来する)免疫原性組成物は、哺乳類において630以外の株(例えばC.ディフィシルR20291)により引き起こされるC.ディフィシル感染症を弱めるように、および/またはC.ディフィシル疾患を弱めるように、哺乳類において有効な免疫応答を誘導することができる。
その免疫原性組成物または免疫原が免疫応答を誘発する典型的な哺乳類には、あらゆる哺乳類、例えばマウス、ハムスター、霊長類、およびヒトのような哺乳類が含まれる。好ましい態様において、その免疫原性組成物または免疫原は、その組成物が投与されたヒトにおいて免疫応答を誘発する。
上記で記述したように、毒素A(TcdA)および毒素B(TcdB)はRho/Rac/Rasファミリーの低分子量GTPアーゼを不活性化する相同性のグルコシルトランスフェラーゼである。TcdAおよびTcdBの哺乳類標的細胞への作用は、GTPアーゼの受容体に媒介されるエンドサイトーシス、膜移行、自己タンパク質分解性プロセシング、およびモノグルコシル化の多段階機構に依存する。これらの機能活性の多くはその毒素の一次配列内の別個の領域に帰せられており、その毒素は画像化されて(imaged)これらの分子が構造において類似していることが示されている。
TcdAに関する野生型遺伝子は、約308kDaの推定分子量を有し、約2710アミノ酸を有するタンパク質をコードする約8130ヌクレオチドを有する。本明細書で用いられる際、野生型C.ディフィシルTcdAにはあらゆる野生型C.ディフィシル株からのC.ディフィシルTcdAが含まれる。野生型C.ディフィシルTcdAには、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイト(gap weights)を用いて最適に整列させた際にSEQ ID NO:1(完全長)に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する野生型C.ディフィシルTcdAのアミノ酸配列が含まれてよい。
好ましい態様において、野生型C.ディフィシルTcdAにはSEQ ID NO:1で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株630からのTcdAに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号YP_001087137.1および/またはCAJ67494.1においても開示されている)。C.ディフィシル株630は当該技術においてPCR−リボタイプ012株であるものとして知られている。SEQ ID NO:9はC.ディフィシル株630からのTcdAに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号NC_009089.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdAの別の例には、SEQ ID NO:15で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株R20291からのTcdAに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号YP_003217088.1においても開示されている)。C.ディフィシル株R20291は当該技術において高病毒性株およびPCR−リボタイプ027株であるものとして知られている。C.ディフィシル株R20291からのTcdAに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1に対して約98%の同一性を有する。SEQ ID NO:16はC.ディフィシル株R20291からのTcdAに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号NC_013316.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdAの追加の例には、SEQ ID NO:17で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株CD196からのTcdAに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号CBA61156.1においても開示されている)。CD196は最近のカナダでの大流行からの株であり、それは当該技術においてPCR−リボタイプ027株として知られている。C.ディフィシル株CD196からのTcdAに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1に対して約98%の同一性を有し、C.ディフィシル株R20291からのTcdAに対して約100%の同一性を有する。SEQ ID NO:18はC.ディフィシル株CD196からのTcdAに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号FN538970.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdAに関するアミノ酸配列のさらなる例にはSEQ ID NO:19が含まれ、それはC.ディフィシル株VPI10463からのTcdAに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号CAA63564.1においても開示されている)。C.ディフィシル株VPI10463からのTcdAに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1に対して約100%(99.8%)の同一性を有する。SEQ ID NO:20はC.ディフィシル株VPI10463からのTcdAに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号X92982.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdAの追加の例には、疾病管理予防センター(CDC、ジョージア州アトランタ)から得ることができる野生型C.ディフィシル株からのTcdAが含まれる。本発明者らは、CDCから得ることが出来る野生型C.ディフィシル株からのTcdAのアミノ酸配列には、最適に整列させた際に、SEQ ID NO:1(C.ディフィシル630からのTcdA)のアミノ酸残基1〜821に対して少なくとも約99.3〜100%の同一性が含まれることを発見した。表1参照。
本発明者らは、野生型C.ディフィシル株からのTcdAのアミノ酸配列には、最適に整列させた際に(例えば完全長配列を最適に整列させた際に)、SEQ ID NO:1に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、約100%までの同一性が含まれ得ることも発見した。
表1:CDCから得られた野生型C.ディフィシル株および最適に整列させた際のそれぞれの野生型C.ディフィシル株からのTcdAのアミノ酸残基1〜821のSEQ ID NO:1のアミノ酸残基1〜821に対するパーセント同一性。
従って、1態様において、その野生型C.ディフィシルTcdAのアミノ酸配列には、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際にSEQ ID NO:1の残基1〜900の間の等しい長さの配列に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する、少なくとも約500、600、700、または800個の連続した残基の配列が含まれる。例には、上記で記述された株(例えばR20291、CD196等)および表1において列挙された株が含まれる。
別の態様において、その野生型C.ディフィシルTcdAのアミノ酸配列には、最適に整列させた際にSEQ ID NO:87〜109から選択されるいずれかの配列に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは約97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する配列が含まれる。表1−a参照。
TcdBに関する野生型遺伝子は、約270kDaの推定分子量を有し、約2366アミノ酸を有するタンパク質をコードする約7098ヌクレオチドを有する。本明細書で用いられる際、野生型C.ディフィシルTcdBにはあらゆる野生型C.ディフィシル株からのC.ディフィシルTcdBが含まれる。野生型C.ディフィシルTcdBには、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際にSEQ ID NO:2に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する野生型のアミノ酸配列が含まれてよい。好ましい態様において、野生型C.ディフィシルTcdBにはSEQ ID NO:2で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株630からのTcdBに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号YP_001087135.1および/またはCAJ67492においても開示されている)。SEQ ID NO:10はC.ディフィシル株630からのTcdBに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号NC_009089.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdBの別の例には、SEQ ID NO:21で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株R20291からのTcdBに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号YP_003217086.1および/またはCBE02479.1においても開示されている)。C.ディフィシル株R20291からのTcdBに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:2に対して約92%の同一性を有する。SEQ ID NO:22はC.ディフィシル株R20291からのTcdBに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号NC_013316.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdBの追加の例には、SEQ ID NO:23で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはC.ディフィシル株CD196からのTcdBに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号YP_003213639.1および/またはCBA61153.1においても開示されている)。SEQ ID NO:24はC.ディフィシル株CD196からのTcdBに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号NC_013315.1においても開示されている。C.ディフィシル株CD196からのTcdBに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:2に対して約92%の同一性を有する。
野生型C.ディフィシルTcdBに関するアミノ酸配列のさらなる例にはSEQ ID NO:25が含まれ、それはC.ディフィシル株VPI10463からのTcdBに関する野生型アミノ酸配列を記述している(GenBankアクセス番号P18177および/またはCAA37298においても開示されている)。C.ディフィシル株VPI10463からのTcdBに関するアミノ酸配列は、SEQ ID NO:2に対して100%の同一性を有する。SEQ ID NO:26はC.ディフィシル株VPI10463からのTcdBに関する野生型遺伝子を記述しており、それはGenBankアクセス番号X53138.1においても開示されている。
野生型C.ディフィシルTcdBの追加の例には、疾病管理予防センター(CDC、ジョージア州アトランタ)から得ることができる野生型C.ディフィシル株からのTcdBが含まれる。本発明者らは、CDCから得ることが出来る野生型C.ディフィシル株からのTcdBのアミノ酸配列には、最適に整列させた際に、SEQ ID NO:2(C.ディフィシル630からのTcdB)のアミノ酸残基1〜821に対して少なくとも約96〜100%の同一性が含まれることを発見した。表2参照。
表2:CDCから得られた野生型C.ディフィシル株および最適に整列させた際のそれぞれの野生型C.ディフィシル株からのTcdBのアミノ酸残基1〜821のSEQ ID NO:2のアミノ酸残基1〜821に対するパーセント同一性。
従って、1態様において、野生型C.ディフィシルTcdBのアミノ酸配列には、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際にSEQ ID NO:2の残基1〜900の間の等しい長さの配列に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは約97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する、少なくとも約500、600、700、または800個の連続した残基の配列が含まれる。例には、上記で記述された株(例えばR20291、CD196等)および表2において列挙された株が含まれる。
別の態様において、その野生型C.ディフィシルTcdBのアミノ酸配列には、最適に整列させた際にSEQ ID NO:110〜133から選択されるいずれかの配列に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは約97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する配列が含まれる。表2−a参照。
毒素AおよびBに関する遺伝子(tcdAおよびtcdB)は3個の追加の小さいオープンリーディングフレーム(ORF)であるtcdD、tcdE、およびtcdCが含まる19.6kbの遺伝子座(病原性遺伝子座、PaLoc)の一部であり、病毒性の役に立っていると考えることができる。PaLocは毒素産生株において安定且つ保存されていることが知られている。それは現在までに分析されている全ての毒素産生株において同じ染色体組込み部位に存在する。非毒素産生株ではその病原性遺伝子座(PaLoc)は存在しない。従って、本明細書で記述される野生型C.ディフィシル株の1つの特徴は、病原性遺伝子座の存在である。本明細書で記述される野生型C.ディフィシル株の別の好ましい特徴は、TcdAおよびTcdB両方の産生である。
1態様において、その野生型C.ディフィシル株は、C.ディフィシル630またはVPI10463の病原性遺伝子座に少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%同一である病原性遺伝子座を有する株である。C.ディフィシルVPI10463の全病原性遺伝子座配列は、EMBLデータベースにおいて配列アクセス番号X92982で登録されており、SEQ ID NO:26においても示されている。PaLocが参照株VPI10463のPaLocと同一である株は、毒素タイプ(toxinotype)0と呼ばれる。毒素タイプI〜VII、IX、XII〜XV、およびXVIII〜XXIVの株は、それらの毒素遺伝子における変動にも関わらず、TcdAおよびTcdB両方を産生する。
その毒素のN末端に、グルコシルトランスフェラーゼドメインが位置する。その毒素のグルコシルトランスフェラーゼ活性はその毒素の細胞毒性機能と関係している。機序または理論により束縛されるわけではないが、両方の毒素におけるグルコシルトランスフェラーゼ活性は、Rho/Rac/Rasスーパーファミリーの低分子量GTP結合タンパク質のモノグルコシル化を触媒すると信じられている。これらのGTP結合タンパク質のグルコシル化後、細胞生理は劇的に修正され、結果としてその毒素に感染した宿主細胞の構造的完全性の喪失および必須のシグナル伝達経路の崩壊がもたらされる。マンガン、ウリジン二リン酸(UDP)、およびグルコース結合に関わるAsp−Xaa−Asp(DXD)モチーフは、そのグルコシルトランスフェラーゼドメインの典型的な特徴である。機序または理論により束縛されるわけではないが、触媒活性に重要な残基、例えばDXDモチーフは、既知の“歴史上の”株、例えば630からのTcdBおよび高病毒性株、例えばR20291からのTcdBの間で異なっていないと信じられる。そのDXDモチーフは、SEQ ID NO:1の番号付けに従う野生型C.ディフィシルTcdAの残基285〜287に、およびSEQ ID NO:2の番号付けに従う野生型C.ディフィシルTcdBの残基286〜288に位置している。
グローバルアラインメントアルゴリズム(例えば配列分析プログラム)は当該技術において既知であり、2個以上のアミノ酸毒素配列を最適に整列させてその毒素に特定のシグナチャーモチーフ(signature motif)(例えばグルコシルトランスフェラーゼドメイン中のDXD、下記で記述されるシステインプロテアーゼドメイン中のDHC等)が含まれるかどうかを決定するために用いることができる。最適に整列させた配列(単数または複数)を、それぞれの参照配列(例えばTcdAに関するSEQ ID NO:1またはTcdBに関するSEQ ID NO:2)に対して比較して、そのシグナチャーモチーフの存在を決定する。“最適なアラインメント”は、最も高いパーセント同一性の点数を与えるアラインメントを指す。そのようなアラインメントは、既知の配列分析プログラムを用いて実施することができる。1態様において、初期設定のパラメーターの下でのCLUSTALアラインメント(例えばCLUSTALW)がクエリ配列を参照配列に対して比較することにより適切な野生型毒素を同定するために用いられる。保存されたアミノ酸残基の相対的番号付けは、その整列させた配列内の小さい挿入または欠失(例えば5個アミノ酸以下)を説明するため、その参照アミノ酸配列の残基の番号付けに基づく。
本明細書で用いられる際、用語“の番号付けに従い”は、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列を参照配列と比較する際の参照配列の残基の番号付けを指す。言い換えれば、所与のポリマーの数または残基の位置は、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列内のその残基の実際の数値的位置によるのではなく、その参照配列に関して示される。
例えば、所与のアミノ酸配列、例えば高病毒性野生型C.ディフィシル株のアミノ酸配列を、2つの配列の間の残基の一致を最適化するために必要に応じてギャップを導入することにより参照配列(例えば歴史上の野生型C.ディフィシル株、例えば630の配列)に対して整列させることができる。これらの場合では、そのギャップが存在するが、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列中の残基の番号付けはそれを整列させた参照配列に関してなされる。本明細書で用いられる際、“参照配列”は、配列比較に関する基準として用いられる定められた配列を指す。
別途記載しない限り、本明細書におけるTcdAのアミノ酸位置に対する全ての言及は、SEQ ID NO:1の番号付けを指す。別途記載しない限り、本明細書におけるTcdBのアミノ酸位置に対する全ての言及は、SEQ ID NO:2の番号付けを指す。
TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインは、本明細書で用いられる際、野生型C.ディフィシルTcdA、例えばSEQ ID NO:1の典型的な残基1、101、または102で開始してよく、典型的な残基542、516、または293で終了してよい。DXDモチーフ領域が含まれる限り、TcdAの残基1〜542のあらゆる最小の残基の位置を最大の残基の位置と組み合わせてグルコシルトランスフェラーゼドメインに関する配列を定めることができる。例えば、1態様において、TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインにはSEQ ID NO:27が含まれ、それはSEQ ID NO:1の残基101〜293と同一であり、それにはDXDモチーフ領域が含まれる。別の態様において、TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインにはSEQ ID NO:28が含まれ、それはSEQ ID NO:1の残基1〜542と同一である。
TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインは、本明細書で用いられる際、野生型C.ディフィシルTcdB、例えばSEQ ID NO:2の典型的な残基1、101、または102で開始してよく、典型的な残基543、516、または293で終了してよい。DXDモチーフ領域が含まれる限り、TcdBの残基1〜543のあらゆる最小の残基の位置を最大の残基の位置と組み合わせてグルコシルトランスフェラーゼドメインに関する配列を定めることができる。例えば、1態様において、TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインにはSEQ ID NO:29が含まれ、それはSEQ ID NO:2の残基101〜293と同一であり、それにはDXDモチーフ領域が含まれる。別の態様において、TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインにはSEQ ID NO:30が含まれ、それはSEQ ID NO:2の残基1〜543と同一である。
理論または機序により束縛されるわけではないが、TcdAおよび/またはTcdBのN末端がそのグルコシルトランスフェラーゼドメインに関する自己タンパク質分解性プロセスにより切断されて移行し、宿主細胞の細胞質ゾル中に放出され、そこでそれはRac/Ras/Rho GTPアーゼと相互作用することができると信じられている。野生型C.ディフィシルTcdAはL542およびS543の間で切断されることが示されている。野生型C.ディフィシルTcdBはL543およびG544の間で切断されることが示されている。
システインプロテアーゼドメインはその毒素の自己触媒的タンパク質分解活性と関係している。システインプロテアーゼドメインはグルコシルトランスフェラーゼドメインの下流に位置しており、触媒三つ組(catalytic triad)アスパラギン酸、ヒスチジン、およびシステイン(DHC)、例えば野生型TcdAのD589、H655、およびC700、ならびに野生型TcdBのD587、H653、およびC698を特徴とし得る。機序または理論により束縛されるわけではないが、その触媒三つ組は“歴史上の”株、例えば630からの毒素および高病毒性株、例えばR20291からのTcdBの間で保存されていると信じられている。
TcdAのシステインプロテアーゼドメインは、本明細書で用いられる際、野生型TcdA、例えばSEQ ID NO:1の典型的な残基543で開始してよく、典型的な残基809、769、768、または767で終了してよい。触媒三つ組DHCモチーフ領域が含まれる限り、野生型TcdAの543〜809のあらゆる最小の残基の位置を最大の残基の位置と組み合わせてシステインプロテアーゼドメインに関する配列を定めることができる。例えば、1態様において、TcdAのシステインプロテアーゼドメインにはSEQ ID NO:32が含まれ、それはSEQ ID NO:32の残基47、113、および158に位置するDHCモチーフ領域を有し、それはそれぞれSEQ ID NO:1の番号付けに従う野生型TcdAのD589、H655、およびC700に対応する。SEQ ID NO:32はSEQ ID NO:1、TcdAの残基543〜809と同一である。
TcdBのシステインプロテアーゼドメインは、本明細書で用いられる際、野生型TcdB、例えばSEQ ID NO:2の典型的な残基544で開始してよく、典型的な残基801、767、755、または700で終了してよい。触媒三つ組DHCモチーフ領域が含まれる限り、野生型TcdBの544〜801のあらゆる最小の残基の位置を最大の残基の位置と組み合わせてシステインプロテアーゼドメインに関する配列を定めることができる。例えば、1態様において、TcdBのシステインプロテアーゼドメインにはSEQ ID NO:33が含まれ、それにはSEQ ID NO:33の残基44、110、および115に位置するDHCモチーフ領域が含まれ、それはそれぞれSEQ ID NO:2の番号付けに従う野生型TcdBのD587、H653、およびC698に対応する。SEQ ID NO:33はSEQ ID NO:2、TcdBの残基544〜767と同一である。別の態様において、TcdBのシステインプロテアーゼドメインにはSEQ ID NO:2、TcdBの残基544〜801が含まれる。
本発明において、その免疫原性組成物には変異体C.ディフィシル毒素が含まれる。用語“変異体”は、本明細書で用いられる際、対応する野生型の構造または配列と、その対応する野生型の構造と比較して架橋を有することにより、および/または例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際に対応する野生型の配列と比較して少なくとも1個の変異を有することにより異なる構造または配列を示す分子を指す。用語“変異体”には、本明細書で用いられる際、さらに対応する野生型分子と異なる機能的特性(例えば抑止されたグルコシルトランスフェラーゼおよび/または抑止されたシステインプロテアーゼ活性)を示す分子が含まれる。
上記で記述された野生型株のいずれかからのC.ディフィシル毒素を、それから変異体C.ディフィシル毒素を生成する源として用いることができる。好ましくは、C.ディフィシル630がそれから変異体C.ディフィシル毒素を生成する源である。
その変異は、通常はその位置に位置する野生型アミノ酸残基の置換、欠失、切り詰め(truncation)または修飾を含んでよい。好ましくは、その変異は非保存的アミノ酸置換である。本発明は、本明細書で記述される変異体毒素のいずれかをコードする核酸配列を含む単離されたポリヌクレオチドも意図している。
“非保存的”アミノ酸置換は、本明細書で用いられる際、次の表3に従うあるクラスからのアミノ酸の別のクラスからのアミノ酸との交換を指す:
非保存的アミノ酸置換の例には、アスパラギン酸残基(Asp、D)がアラニン残基(Ala、A)により置き換えられる置換が含まれる。他の例には、アスパラギン酸残基(Asp、D)のアスパラギン残基(Asn、N)による置き換え;アルギニン(Arg、R)、グルタミン酸(Glu、E)、リシン(Lys、K)、および/またはヒスチジン(His、H)残基のアラニン残基(Ala、A)による置き換えが含まれる。
保存的置換は、例えば表3に従う同じクラスからのアミノ酸の間での交換を指す。
本発明の変異体毒素は、例えば部位特異的変異誘発、変異原(例えば紫外線)を用いる変異誘発等のような、変異を調製するための当該技術で既知の技法により調製することができる。好ましくは、部位特異的変異誘発が用いられる。あるいは、目的配列を有する核酸分子を直接合成することができる。そのような化学合成法は、当該技術で既知である。
本発明において、その変異体C.ディフィシル毒素には、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較してグルコシルトランスフェラーゼドメイン中に少なくとも1個の変異が含まれる。1態様において、そのグルコシルトランスフェラーゼドメインには少なくとも2個の変異が含まれる。好ましくは、その変異はその毒素のグルコシルトランスフェラーゼ酵素活性を対応する野生型C.ディフィシル毒素のグルコシルトランスフェラーゼ酵素活性と比較して低下させる、または抑止する。
変異を起こすことができるTcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメイン中の典型的なアミノ酸残基には、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、SEQ ID NO:1の番号付けに従って、以下の少なくとも1個またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:W101、D269、R272、D285、D287、E460、R462、S541、およびL542。
TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインにおける典型的な変異には、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、以下の少なくとも1種類またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:W101A、D269A、R272A、D285A、D287A、E460A、R462A、S541A、およびL542G。好ましい態様において、TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、L542G変異が含まれる。別の好ましい態様において、TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、D285AおよびD287A変異が含まれる。
変異を起こすことができるTcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメイン中の典型的なアミノ酸残基には、野生型C.ディフィシル毒素Bと比較して、SEQ ID NO:2の番号付けに従って、以下の少なくとも1個またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:W102、D270、R273、D286、D288、N384、D461、K463、W520、およびL543。
TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインにおける典型的な変異には、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、以下の少なくとも1種類またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:W102A、D270A、D270N、R273A、D286A、D288A、N384A、D461A、D461R、K463A、K463E、W520A、およびL543A。好ましい態様において、TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、L543Aが含まれる。別の好ましい態様において、TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、D286AおよびD288A変異が含まれる。
本明細書において上記で記述された変異のいずれも、システインプロテアーゼドメインにおける変異と組み合わせることができる。本発明において、その変異体C.ディフィシル毒素には、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較してシステインプロテアーゼドメイン中に少なくとも1個の変異が含まれる。好ましくは、その変異はその毒素のシステインプロテアーゼ活性を対応する野生型C.ディフィシル毒素のシステインプロテアーゼ活性と比較して低下させる、または抑止する。
変異を起こすことができるTcdAのシステインプロテアーゼドメイン中の典型的なアミノ酸残基には、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、SEQ ID NO:1の番号付けに従って、以下の少なくとも1個またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:S543、D589、H655、およびC700。TcdAのグルコシルトランスフェラーゼドメインにおける典型的な変異には、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、以下の少なくとも1種類またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:S543A、D589A、D589N、H655A、C700A。好ましい態様において、TcdAのシステインプロテアーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、C700A変異が含まれる。
変異を起こすことができるTcdBのシステインプロテアーゼドメイン中の典型的なアミノ酸残基には、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、SEQ ID NO:2の番号付けに従って、以下の少なくとも1個またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:G544、D587、H653、およびC698。TcdBのグルコシルトランスフェラーゼドメインにおける典型的な変異には、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、以下の少なくとも1種類またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる:G544A、D587A、D587N、H653A、C698A。好ましい態様において、TcdBのシステインプロテアーゼドメインには、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、C698A変異が含まれる。変異を起こすことができるTcdBのシステインプロテアーゼドメイン中の追加のアミノ酸残基には、野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、K600および/またはR751が含まれる。典型的な変異には、K600Eおよび/またはR751Eが含まれる。
従って、本発明の変異体C.ディフィシル毒素には、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較して変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる。
典型的な変異体C.ディフィシルTcdAには、対応する野生型C.ディフィシル毒素Aと比較して285位および287位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:29が含まれるグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに158位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:32を含むシステインプロテアーゼドメインが含まれる。例えば、そのような変異体C.ディフィシルTcdAにはSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで最初のメチオニンは場合により存在しない。別の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素AにはSEQ ID NO:84で示されるアミノ酸配列が含まれる。
変異体C.ディフィシル毒素Aのさらなる例にはSEQ ID NO:7で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはSEQ ID NO:1と比較してD269A、R272A、D285A、D287A、E460A、R462A、およびC700A変異を有し、ここで最初のメチオニンは場合により存在しない。別の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素Aには、SEQ ID NO:83で示されるアミノ酸配列が含まれる。
別の典型的な変異体TcdAにはSEQ ID NO:34が含まれ、ここで101、269、272、285、287、460、462、541、542、543、589、655、および700位の残基はあらゆるアミノ酸であってよい。
一部の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素は対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較して低下した、または抑止された自己タンパク質分解性プロセシングを示す。例えば、変異体C.ディフィシルTcdAには、対応する野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、以下の残基:S541、L542および/またはS543の1個における変異またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれていてよい。好ましくは、その変異体C.ディフィシルTcdAには、対応する野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、以下の変異:S541A、L542G、およびS543Aの少なくとも1種類またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる。
別の典型的な変異体C.ディフィシルTcdAには、対応する野生型C.ディフィシルTcdAと比較して、S541A、L542、S543およびC700変異が含まれる。
典型的な変異体C.ディフィシルTcdBには、対応する野生型C.ディフィシル毒素Bと比較して286位および288位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:31を含むグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに155位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:33を含むシステインプロテアーゼドメインが含まれる。例えば、そのような変異体C.ディフィシルTcdBにはSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで最初のメチオニンは場合により存在しない。別の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素AにはSEQ ID NO:86で示されるアミノ酸配列が含まれる。
変異体C.ディフィシル毒素Bのさらなる例にはSEQ ID NO:8で示されるアミノ酸配列が含まれ、それはSEQ ID NO:2、SEQ ID NO:8と比較してD270A、R273A、D286A、D288A、D461A、K463A、およびC698A変異を有し、ここで最初のメチオニンは場合により存在しない。別の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素Aには、SEQ ID NO:85で示されるアミノ酸配列が含まれる。
別の典型的な変異体TcdBにはSEQ ID NO:35が含まれ、ここで101、269、272、285、287、460、462、541、542、543、589、655、および700位の残基はあらゆるアミノ酸であってよい。
別の例として、変異体C.ディフィシルTcdBには、対応する野生型C.ディフィシルTcdBと比較して543および/または544位における変異が含まれていてよい。好ましくは、その変異体C.ディフィシルTcdBには、対応する野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、L543および/またはG544変異が含まれる。より好ましくは、その変異体C.ディフィシルTcdBには、対応する野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、L543Aおよび/またはG544A変異が含まれる。
別の典型的な変異体C.ディフィシルTcdBには、対応する野生型C.ディフィシルTcdBと比較してL543G、G544AおよびC698変異が含まれる。
1側面において、本発明は、SEQ ID NO:2の番号付けに従うアミノ酸残基1〜1500からのいずれかの位置において変異を有し、典型的な変異体C.ディフィシル毒素Bを定める、単離されたポリペプチドに関する。例えば、1態様において、その単離されたポリペプチドは、SEQ ID NO:2のアミノ酸残基830〜990に変異を含む。変異に関する典型的な位置には、SEQ ID NO:2の番号付けに従う970位および976位が含まれる。好ましくは、その残基830〜990の変異は置換である。1態様において、その変異は非保存的置換であり、ここでAsp(D)および/またはGlu(E)アミノ酸残基が例えばリシン(K)、アルギニン(R)、およびヒスチジン(H)のような酸性化の際に中和されないアミノ酸残基により置き換えられている。典型的な変異にはSEQ ID NO:2のE970K、E970R、E970H、E976K、E976R、E976Hが含まれ、変異体C.ディフィシル毒素Bが定められる。
別の側面において、本発明は、SEQ ID NO:1の番号付けに従うアミノ酸残基1〜1500からのいずれかの位置において変異を有し、典型的な変異体C.ディフィシル毒素Aを定める、単離されたポリペプチドに関する。例えば、1態様において、その単離されたポリペプチドは、SEQ ID NO:1のアミノ酸残基832〜992に変異を含む。変異に関する典型的な位置には、SEQ ID NO:1の番号付けに従う972および978位が含まれる。好ましくは、その残基832〜992の変異は置換である。1態様において、その変異は非保存的置換であり、ここでAsp(D)および/またはGlu(E)アミノ酸残基が例えばリシン(K)、アルギニン(R)、およびヒスチジン(H)のような酸性化の際に中和されないアミノ酸残基により置き換えられている。典型的な変異にはSEQ ID NO:1のD972K、D972R、D972H、D978K、D978R、D978Hが含まれ、変異体C.ディフィシル毒素Aが定められる。
本発明のポリペプチドには、一部の場合において宿主細胞に媒介されるプロセスの結果として最初のメチオニン残基が含まれていてよい。例えば組み換え生成手順において用いられる宿主細胞および/またはその宿主細胞の発酵もしくは増殖条件に依存して、翻訳開始コドンによりコードされるN末端のメチオニンは細胞中で翻訳後にポリペプチドから除去され得る、またはそのN末端のメチオニンはその単離されたポリペプチドにおいて存在するままであり得ることが当該技術において知られている。
従って、1側面において、本発明はSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。1態様において、SEQ ID NO:4の最初のメチオニンは存在しない。1側面において、本発明はSEQ ID NO:84で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、それは最初のメチオニンの非存在を除いてSEQ ID NO:4と同一である。
別の側面において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。1態様において、SEQ ID NO:6の最初のメチオニンは存在しない。1側面において、本発明はSEQ ID NO:86で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、それは最初のメチオニンの非存在を除いてSEQ ID NO:6と同一である。
さらなる側面において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:7で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。1態様において、本発明はSEQ ID NO:83で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドに関し、それは最初のメチオニンの非存在を除いてSEQ ID NO:7と同一である。さらに別の側面において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:8で示されるアミノ酸配列が含まれ、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。1態様において、その単離されたポリペプチドにはSEQ ID NO:85で示されるアミノ酸配列が含まれ、それは最初のメチオニンの非存在を除いてSEQ ID NO:8と同一である。
1側面において、本発明はSEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物に関し、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。別の側面において、本発明はSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物に関し、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。さらなる側面において、本発明はSEQ ID NO:7が含まれる免疫原性組成物に関し、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。さらに別の側面において、本発明はSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に関し、ここで(1位における)最初のメチオニンは場合により存在しない。
別の側面において、本発明はSEQ ID NO:83が含まれる免疫原性組成物に関する。1側面において、本発明はSEQ ID NO:84が含まれる免疫原性組成物に関する。1側面において、本発明はSEQ ID NO:85が含まれる免疫原性組成物に関する。別の側面において、本発明はSEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物に関する。
哺乳類における免疫応答の生成に加えて、本明細書で記述される免疫原性組成物はまた、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較して低減した細胞毒性を有する。好ましくは、その免疫原性組成物は安全であり、且つ哺乳類における投与に関してそれぞれの野生型毒素の細胞毒性と比較して最小限(例えば約6〜8log10の低減)の細胞毒性を有する〜細胞毒性を有しない。
本明細書で用いられる際、細胞毒性という用語は当該技術において理解されている用語であり、アポトーシス性の細胞死および/または細胞の1種類以上の通常の生化学的または生物学的機能がその細胞毒性薬剤の非存在を除いて同一の条件下の同一の細胞と比較して異常に弱められている(compromised)状態を指す。毒性は、例えば細胞において、または哺乳類において、50%の細胞死を誘導するのに必要な薬剤の量(すなわちそれぞれEC50またはED50)として、または当該技術で既知の他の方法により定量化することができる。
細胞毒性を示すためのアッセイは当該技術において既知であり、例えば細胞円形化アッセイ(cell rounding assays)である(例えばKuehne et al. Nature. 2010 Oct 7;467(7316):711-3を参照)。TcdAおよびTcdBの作用は細胞の円形化(例えば形態の喪失)および死を引き起こし、そのような現象は光学顕微鏡により見ることができる。例えば図9を参照。
当該技術で既知の追加の典型的な細胞毒性アッセイには、(Busch et al., J Biol Chem. 1998 Jul 31;273(31):19566-72において記述されているような)[14C]グルコースで標識されたRasの蛍光体画像化に関するグルコシル化アッセイ、および好ましくは下記の実施例において記述されるインビトロ細胞毒性アッセイが含まれ、ここでEC50は細胞、好ましくはヒト二倍体線維芽細胞(例えばIMR90細胞(ATCC CCL−186(商標)))においてその毒素の非存在下で同一の条件下で同一の細胞と比較して少なくとも約50%の細胞変性作用(CPE)を示す免疫原性組成物の濃度を指してよい。そのインビトロ細胞毒性アッセイは、細胞、好ましくはヒト二倍体線維芽細胞(例えばIMR90細胞(ATCC CCL−186(商標)))においてその毒素の非存在下で同一の条件下で同一の細胞と比較して野生型C.ディフィシル毒素に誘導される細胞変性作用(CPE)の少なくとも約50%を阻害する組成物の濃度を評価するために用いられてもよい。追加の典型的な細胞毒性アッセイには、Doern et al., J Clin Microbiol. 1992 Aug;30(8):2042-6において記述されている細胞毒性アッセイが含まれる。細胞毒性は、毒素で処理した細胞においてATPレベルを測定することにより決定することもできる。例えば、ルシフェラーゼに基づく基質、例えばCELLTITERGLO(登録商標)(Promega)を用いることができ、それは相対光単位(RLU)として測定される発光を放射する。そのようなアッセイにおいて、細胞生存度はその細胞中のATPの量またはRLU値に正比例し得る。
1態様において、その免疫原性組成物の細胞毒性は、対応する野生型C.ディフィシル毒素と比較して少なくとも約1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000倍、14000倍、15000倍、またはより多く低減されている。例えば表20を参照。
別の態様において、その免疫原性組成物の細胞毒性は、対応する野生型毒素と同一条件下で比較して少なくとも約2−log10、より好ましくは約3−log10、そして最も好ましくは約4−log10以上低減されている。例えば、変異体C.ディフィシルTcdBは、標準的な細胞変性作用アッセイ(CPE)で測定した際に、少なくとも約10−12g/mlのEC50値を有し得る典型的な野生型C.ディフィシルTcdBと比較して、約10−9g/mlのEC50値を有し得る。例えば下記の実施例の節中の表7A、7B、8Aおよび8Bを参照。
さらに別の態様において、その変異体C.ディフィシル毒素の細胞毒性は、例えばインビトロ細胞毒性アッセイ、例えば本明細書で記述されるインビトロ細胞毒性アッセイにより測定した際に、少なくとも約50μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、300μg/ml、400μg/ml、500μg/ml、600μg/ml、700μg/ml、800μg/ml、900μg/ml、1000μg/ml、またはより大きいEC50を有する。従って、好ましい態様において、その免疫原性組成物および変異体毒素は哺乳類への投与に関して生物学的に安全である。
機序または理論により束縛されるわけではないが、野生型TcdAと比較してD285およびD287変異を有するTcdA、ならびに野生型TcdBと比較してD286およびD288変異を有するTcdBはグルコシルトランスフェラーゼ活性において欠陥があり、従って細胞変性作用の誘導において欠陥があると予想された。加えて、DHCモチーフ中に変異を有する毒素は自己触媒的プロセシングにおいて欠陥があり、従って細胞毒性作用を一切有しないと予想された。
しかし、本発明者らは、驚くべきことに、数ある中でも、SEQ ID NO:4を有する典型的な変異体TcdAおよびSEQ ID NO:6を有する典型的な変異体TcdBは、機能不全のグルコシルトランスフェラーゼ活性および機能不全のシステインプロテアーゼ活性を示すにも関わらず、(野生型C.ディフィシル630毒素から著しく低減してはいたが)意外にも細胞毒性を示すことを発見した。機序または理論により束縛されるわけではないが、その変異体毒素は新規の機序により細胞毒性をもたしていると信じられる。それでもなお、SEQ ID NO:4を有する典型的な変異体TcdAおよびSEQ ID NO:6を有する典型的な変異体TcdBは、驚くほど免疫原性であった。下記の実施例を参照。
野生型毒素の化学的架橋はその毒素の不活性化に失敗する可能性を有するが、本発明者らはさらに、変異体毒素の少なくとも1個のアミノ酸において化学的に架橋することはその変異体毒素の細胞毒性を化学的架橋を欠く同一の変異体毒素と比較して、そして対応する野生型毒素と比較してさらに低減することを発見した。好ましくは、その変異体毒素はその化学的架橋剤との接触の前に精製される。
さらに、化学的架橋剤が有用なエピトープを変化させる可能性にも関わらず、本発明者らは驚くべきことに、化学的に架橋された少なくとも1個のアミノ酸を有する遺伝学的に改変された変異体C.ディフィシル毒素は結果として多数の中和抗体またはその結合断片を引き出す免疫原性組成物をもたらすことを発見した。従って、中和抗体分子と関係するエピトープは意外にも以下の化学的架橋を保持していた。
架橋(本明細書において“化学的不活性化”または“不活性化”とも呼ばれる)は、2個以上の分子を共有結合により化学的に連結するプロセスである。用語“架橋試薬”、“架橋剤”、および“クロスリンカー”は、ペプチド、ポリペプチド、および/またはタンパク質上の特定の官能基(第1級アミン類、スルヒドリル類(sulhydryls)、カルボキシル類、カルボニル類等)と反応する、および/またはそれに化学的に付着することができる分子を指す。1態様において、その分子はペプチド、ポリペプチド、および/またはタンパク質上の特定の官能基(第1級アミン類、スルヒドリル類(sulhydryls)、カルボキシル類、カルボニル類等)と反応する、および/またはそれに化学的に付着することができる2個以上の反応性末端を含有していてよい。好ましくは、その化学的架橋剤は水溶性である。別の好ましい態様において、その化学的架橋剤はヘテロ二官能性クロスリンカーである。別の態様において、その化学的架橋剤は二官能性クロスリンカーではない。化学的架橋剤は当該技術で既知である。
好ましい態様において、その架橋剤はゼロ長(zero−length)架橋剤である。“ゼロ長”クロスリンカーは、2個の分子の官能基の間の直接の架橋を媒介または生成するであろう架橋剤を指す。例えば、2個のポリペプチドの架橋において、ゼロ長クロスリンカーは結果として外来の要素を組み込むことなく橋、または1つのポリペプチドのアミノ酸側鎖からのカルボキシル基および別のポリペプチドのアミノ基の間の架橋の形成をもたらすであろう。ゼロ長架橋剤は、例えばヒドロキシルおよびカルボキシル部分の間のエステル結合の形成、および/またはカルボキシルおよび第1級アミノ部分の間のアミド結合の形成を触媒することができる。
典型的な適切な化学的架橋剤には、ホルムアルデヒド;ホルマリン;アセトアルデヒド;プロピオンアルデヒド;1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド(EDC)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリニル−(4−エチル)カルボジイミド メト−p−トルエンスルホネート(CMC)、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、およびN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、およびそれらの誘導体が含まれる、水溶性カルボジイミド類(RN=C=NR’);ならびにN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS);フェニルグリオキサール;および/またはUDP−ジアルデヒドが含まれる。
好ましくは、その架橋剤はEDCである。変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドがEDCにより(例えばそのポリペプチドをEDCと接触させることにより)化学的に修飾される場合、1態様において、そのポリペプチドには(a)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(b)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(c)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基およびそのポリペプチドのN末端のアミノ基の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(d)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(e)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(f)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(g)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基および第2の単離されたポリペプチドのN末端のアミノ基の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、そのポリペプチドには(h)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。例えば、図24および図25を参照。
“第2の単離されたポリペプチド”は、EDCとの反応の間に存在するあらゆる単離されたポリペプチドを指す。1態様において、第2の単離されたポリペプチドは、第1の単離されたポリペプチドと同一の配列を有する変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドである。別の態様において、第2の単離されたポリペプチドは、第1の単離されたポリペプチドと異なる配列を有する変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドである。
1態様において、そのポリペプチドには(a)〜(d)の修飾から選択される少なくとも2個の修飾が含まれる。典型的な態様において、そのポリペプチドには(a)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋ならびに(b)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。さらなる態様において、そのポリペプチドには(a)〜(d)の修飾から選択される少なくとも3個の修飾が含まれる。さらに別の態様において、そのポリペプチドには(a)、(b)、(c)、および(d)の修飾が含まれる。
1より多くの変異体ポリペプチドがEDCによる化学修飾の間に存在する場合、1態様において、その結果として生じる組成物には(a)〜(h)の修飾のいずれかの少なくとも1個が含まれる。1態様において、その組成物には(a)〜(h)の修飾から選択される少なくとも2個の修飾が含まれる。さらなる態様において、その組成物には(a)〜(h)の修飾から選択される少なくとも3個の修飾が含まれる。さらに別の態様において、その組成物には(a)〜(h)の修飾から選択される少なくとも4個の修飾が含まれる。別の態様において、その組成物には(a)〜(h)の修飾のそれぞれの少なくとも1個が含まれる。
典型的な態様において、その結果として生じる組成物には(a)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびに(b)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。1態様において、その組成物にはさらに(c)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基およびそのポリペプチドのN末端のアミノ基の間の少なくとも1個の架橋;ならびに(d)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。
別の典型的な態様において、その結果として生じる組成物には(e)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;(f)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;(g)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基および第2の単離されたポリペプチドのN末端のアミノ基の間の少なくとも1個の架橋;ならびに(h)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。
さらなる典型的な態様において、その結果として生じる組成物には(a)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;(b)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびそのポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;(e)そのポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびに(f)そのポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖および第2の単離されたポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋が含まれる。
好ましい態様において、その化学的架橋剤にはホルムアルデヒドが含まれ、より好ましくはリシンの非存在下でホルムアルデヒドが含まれる薬剤が含まれる。グリシンまたは他の適切な第1級アミンを有する化合物を、架橋反応における失活剤(quencher)として用いることができる。従って、別の好ましい態様において、その化学的薬剤にはホルムアルデヒドおよびグリシンの使用が含まれる。
さらに別の好ましい態様において、その化学的架橋剤にはEDCおよびNHSが含まれる。当該技術で既知であるように、NHSをEDCのカップリングプロトコル中に含めることができる。しかし、本発明者らは、驚くべきことに、NHSはその変異体C.ディフィシル毒素の、対応する野生型毒素と比較した場合の、遺伝学的に変異させた毒素と比較した場合の、そしてEDCにより化学的に架橋されている遺伝学的に変異させた毒素と比較した場合の細胞毒性のさらなる低下を促進することができることを発見した。例えば実施例22を参照。従って、機序または理論により束縛されるわけではないが、(例えば変異体毒素ポリペプチド、EDC、およびNHSの反応の結果として生じる)そのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分を有する変異体毒素ポリペプチドは、例えばベータ−アラニン部分が存在しないC.ディフィシル毒素(野生型または変異体)と比較して、その変異体毒素の細胞毒性のさらなる低下を促進し得る。
EDCおよび/またはNHSの使用には、グリシンまたは他の適切な第1級アミンを有する化合物の失活剤としての使用も含まれてよい。例えばグリシンメチルエステルおよびアラニンのような、第1級アミンを有するあらゆる化合物を失活剤として用いることができる。好ましい態様において、その失活剤化合物は非重合体性親水性第1級アミンである。非重合体性親水性第1級アミンの例には、例えばアミノ糖類、アミノアルコール類、およびアミノポリオール類が含まれる。非重合体性親水性第1級アミンの具体的な例には、グリシン、エタノールアミン、グルカミン、アミン官能性を持たせた(amine functionalized)ポリエチレングリコール、およびアミン官能性を持たせたエチレングリコールオリゴマー類が含まれる。
1側面において、本発明は、EDCおよび非重合体性親水性第1級アミン、好ましくはグリシンにより化学修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖を有する変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドに関する。(例えばEDC、NHSで処理し、グリシンで失活させた(quenched)三重変異体毒素の反応の)結果として生じるグリシン付加物は、対応する野生型毒素と比較してその変異体毒素の細胞毒性の低下を促進し得る。
1態様において、変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドがEDCおよびグリシンにより化学修飾される場合、そのポリペプチドには、そのポリペプチドがEDCにより修飾される際の少なくとも1個の修飾(例えば上記で記述された(a)〜(h)の修飾のいずれかの少なくとも1個)、ならびに以下の典型的な修飾の少なくとも1個が含まれる:(i)そのポリペプチドのC末端のカルボキシル基に連結されたグリシン部分;(j)そのポリペプチドの少なくとも1個のアスパラギン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分;および(k)そのポリペプチドの少なくとも1個のグルタミン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分。例えば、図24および図25を参照。
1態様において、変異体C.ディフィシルTcdAの少なくとも1個のアミノ酸は化学的に架橋されており、および/または変異体C.ディフィシルTcdBの少なくとも1個のアミノ酸は化学的に架橋されている。別の態様において、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、および/またはSEQ ID NO:8の少なくとも1個のアミノ酸は化学的に架橋されている。例えば、その少なくとも1個のアミノ酸は、カルボジイミドが含まれる薬剤、例えばEDCにより化学的に架橋することができる。カルボジイミド類は、(例えばアスパラギン酸および/またはグルタミン酸の側鎖からの)遊離のカルボキシルおよび(例えばリシン残基の側鎖中の)アミノ基の間で共有結合を形成して安定なアミド結合を形成することができる。
別の例として、その少なくとも1個のアミノ酸は、NHSが含まれる薬剤により化学的に架橋することができる。NHSエステルで活性化されたクロスリンカーは、(例えばそれぞれのポリペプチド鎖のN末端の、および/またはリシン残基の側鎖中の)第1級アミンと反応してアミド結合を生じることができる。
別の態様において、その少なくとも1個のアミノ酸は、EDCおよびNHSが含まれる薬剤により化学的に架橋することができる。例えば、1態様において、本発明はSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドに関し、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドにはEDCおよびNHSにより化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖が含まれる。別の態様において、本発明はSEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドに関し、ここで1位のメチオニン残基は場合により存在せず、ここでそのポリペプチドにはEDCおよびNHSにより化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖が含まれる。さらに別の態様において、本発明は、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:86、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:85、SEQ ID NO:7、またはSEQ ID NO:8で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドに関する。そのポリペプチドは、そのポリペプチドをEDCおよびNHSと接触させることにより修飾される。例えば図24および図25を参照。
変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドがEDCおよびNHSにより(例えば接触により)化学的に修飾される場合、1態様において、そのポリペプチドにはそのポリペプチドがEDCにより修飾される際の少なくとも1個の修飾(例えば上記で記述された(a)〜(h)の修飾のいずれかの少なくとも1個)、および(l)そのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分が含まれる。
別の側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドに関し、ここでそのポリペプチドにはEDC、NHS、および非重合体性親水性第1級アミン、好ましくはグリシンにより化学修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖が含まれる。1態様において、そのポリペプチドにはそのポリペプチドがEDCにより修飾される際の少なくとも1個の修飾(例えば上記で記述された(a)〜(h)の修飾のいずれかの少なくとも1個)、そのポリペプチドがグリシンにより修飾される際の少なくとも1個の修飾(例えば上記で記述された(i)〜(k)の修飾のいずれかの少なくとも1個)、および(l)そのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分が含まれる。例えば、図24および図25を参照。
1側面において、本発明は変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドに関し、ここでそのポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖はベータ−アラニン部分に連結されている。1態様において、そのポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖はアスパラギン酸残基の側鎖に、および/またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されている。そのポリペプチドの“第2の”リシン残基には、ベータ−アラニン部分に連結されていないそのポリペプチドのリシン残基が含まれる。その第2のリシン残基が連結されているアスパラギン酸の側鎖および/またはグルタミン酸の側鎖は、そのポリペプチドのアスパラギン酸の側鎖および/またはグルタミン酸の側鎖であって分子内架橋を形成していてよく、または第2のポリペプチドのアスパラギン酸の側鎖および/またはグルタミン酸の側鎖であって分子間架橋を形成していてよい。別の態様において、そのポリペプチドの少なくとも1個のアスパラギン酸残基の側鎖および/または少なくとも1個のグルタミン酸残基の側鎖はグリシン部分に連結されている。そのグリシン部分に連結されているアスパラギン酸残基および/またはグルタミン酸残基は、リシン残基には連結されていない。
化学的に架橋された変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドのさらに別の例として、少なくとも1個のアミノ酸をホルムアルデヒドが含まれる薬剤により化学的に架橋することができる。ホルムアルデヒドはN末端のアミノ酸残基のアミノ基ならびにアルギニン、システイン、ヒスチジン、およびリシンの側鎖と反応することができる。ホルムアルデヒドおよびグリシンはシッフ塩基付加物を形成することができ、それは第1級N末端アミノ基、アルギニン、およびチロシン残基、ならびにより低い程度でアスパラギン、グルタミン、ヒスチジン、およびトリプトファン残基に付着することができる。
化学的架橋剤は、その処理された毒素が、例えばインビトロ細胞毒性アッセイにより、または動物毒性により測定した際に同一の条件下で未処理の毒素よりも低い毒性(例えば約100%、99%、95%、90%、80%、75%、60%、50%、25%、または10%低い毒性)を有する場合、毒素の細胞毒性を低減すると言われる。
好ましくは、その化学的架橋剤は、その変異体C.ディフィシル毒素の細胞毒性を、同一の条件下であるがその化学的架橋剤の非存在下でのその変異体毒素と比較して、少なくとも約2−log10の低減、より好ましくは約3−log10の低減、そして最も好ましくは約4−log10以上低減する。野生型毒素と比較した場合、その化学的架橋剤は好ましくはその変異体毒素の細胞毒性を少なくとも約5−log10の低減、約6−log10の低減、約7−log10の低減、約8−log10の低減、またはより大きく低減する。
別の好ましい態様において、その化学的に不活性化された変異体C.ディフィシル毒素は、例えばインビトロ細胞毒性アッセイ、例えば本明細書で記述されるインビトロ細胞毒性アッセイにより測定した際に、少なくとも約50μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、300μg/ml、400μg/ml、500μg/ml、600μg/ml、700μg/ml、800μg/ml、900μg/ml、1000μg/ml以上のEC50値、またはより大きいEC50値を示す。
その変異体毒素を化学的架橋剤と接触させるための反応条件は当業者の専門知識の範囲内であり、その条件は用いられる薬剤に応じて異なってよい。しかし、本発明者らは、驚くべきことに、変異体C.ディフィシル毒素ポリペプチドを化学的架橋剤と接触させ、一方でその変異体毒素の機能性エピトープを維持し、且つ細胞毒性を対応する野生型毒素と比較して低下させるための最適な反応条件を発見した。
好ましくは、その反応条件は変異体毒素を架橋剤と接触させるために選択され、ここでその変異体毒素は約0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0mg/mlの最小濃度〜約3.0、2.5、2.0、1.5、または1.25mg/mlの最大濃度を有する。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせてその反応に関する変異体毒素の適切な濃度の範囲を定めることができる。最も好ましくは、その変異体毒素はその反応に関して約1.0〜1.25mg/mlの濃度を有する。
1態様において、その反応において用いられる薬剤は、約1mM、2mM、3mM、4mM、5mM、10mM、15mM、20mM、30mM、40mM、または50mMの最小濃度および約100mM、90mM、80mM、70mM、60mM、または50mMの最大濃度を有する。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせてその反応に関する化学薬剤の適切な濃度の範囲を定めることができる。
その薬剤にホルムアルデヒドが含まれる好ましい態様において、用いられる濃度は好ましくは約2mM〜80mMのあらゆる濃度、最も好ましくは約40mMである。その薬剤にEDCが含まれる別の好ましい態様において、用いられる濃度は好ましくは約1.3mM〜約13mM、より好ましくは約2mM〜3mMのあらゆる濃度、最も好ましくは約2.6mMである。
その変異体毒素をその化学的架橋剤と接触させる典型的な反応時間には、約0.5、1、2、3、4、5、6、12、24、36、48、または60時間の最小値、および約14日間、12日間、10日間、7日間、5日間、3日間、2日間、1日間、または12時間の最大値が含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な反応時間の範囲を定めることができる。
好ましい態様において、その変異体毒素をその化学的架橋剤と接触させる工程は、その変異体C.ディフィシル毒素の細胞毒性を、適切なヒト細胞、例えばIMR−90細胞において、標準的なインビトロ細胞毒性アッセイにおいて、その架橋剤の非存在下での同一の変異体毒素と比較して、少なくとも約1000μg/mlのEC50値まで低減するのに十分な期間の間行われる。より好ましくは、その反応工程は、その変異体毒素の細胞毒性を適切なヒト細胞において少なくとも約1000μg/mlのEC50値まで低減するのに十分な期間の少なくとも2倍の長さ、最も好ましくは少なくとも3倍以上の長さの時間の間行われる。1態様において、その反応時間は約168時間(または7日間)を超えない。
例えば、その薬剤にホルムアルデヒドが含まれる1態様において、その変異体毒素をその薬剤と好ましくは約12時間接触させ、それはその変異体C.ディフィシル毒素の細胞毒性を、適切なヒト細胞、例えばIMR−90細胞において、標準的なインビトロ細胞毒性アッセイにおいて、その架橋剤の非存在下での同一の変異体毒素と比較して、少なくとも約1000μg/mlのEC50値まで低減するのに十分である典型的な期間であることが示された。より好ましい態様において、その反応は約48時間実施され、それはその反応に関する十分な期間の少なくとも約3倍の長さである。そのような態様において、その反応時間は好ましくは約72時間より長くない。
その薬剤にEDCが含まれる別の態様において、その変異体毒素をその薬剤と好ましくは約0.5時間、より好ましくは少なくとも約1時間、または最も好ましくは約2時間接触させる。そのような態様において、その反応時間は好ましくは約6時間より長くない。
その変異体毒素をその化学的架橋剤と接触させる典型的なpHには、約pH5.5、6.0、6.5、7.0、または7.5の最小値、および約pH8.5、8.0、7.5、7.0、または6.5の最大値が含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切なpHの範囲を定めることができる。好ましくは、その反応はpH6.5〜7.5で、好ましくはpH7.0で行われる。
その変異体毒素をその化学的架橋剤と接触させる典型的な温度には、約2℃、4℃、10℃、20℃、25℃、または37℃の最小温度、および約40℃、37℃、30℃、27℃、25℃、または20℃の最大温度が含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な反応温度を定めることができる。好ましくは、その反応は約20℃〜30℃で、最も好ましくは約25℃で行われる。
上記で記述された免疫原性組成物には、1種類の変異体C.ディフィシル毒素(AまたはB)が含まれていてよい。従って、その免疫原性組成物は、製剤またはキット中で別個のバイアル(例えば変異体C.ディフィシル毒素Aが含まれる組成物に関する別個のバイアルおよび変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれる組成物に関する別個のバイアル)を占めることができる。その免疫原性組成物は、同時、順次、または別々の使用を意図されていてよい。
別の態様において、上記で記述される免疫原性組成物には変異体C.ディフィシル毒素(AおよびB)の両方が含まれていてよい。記述された変異体C.ディフィシル毒素Aおよび変異体C.ディフィシル毒素Bのあらゆる組み合わせを、免疫原性組成物に関して組み合わせてよい。従って、その免疫原性組成物は、単一のバイアル(例えば変異体C.ディフィシルTcdAが含まれる組成物および変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる組成物の両方を含有する単一のバイアル)中で組み合わせることができる。好ましくは、その免疫原性組成物には変異体C.ディフィシルTcdAおよび変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる。
例えば、1態様において、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6が含まれ、ここでSEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸は化学的に架橋されている。別の態様において、その免疫原性組成物には、SEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7が含まれる変異体C.ディフィシル毒素A、およびSEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8を含む変異体C.ディフィシル毒素Bが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシル毒素のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸は化学的に架橋されている。
別の態様において、その免疫原性組成物には、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:84、およびSEQ ID NO:83から選択されるあらゆる配列、ならびにSEQ ID NO:6、SEQ ID NO:86、およびSEQ ID NO:85から選択されるあらゆる配列が含まれる。別の態様において、その免疫原性組成物には、SEQ ID NO:84およびSEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物が含まれる。別の態様において、その免疫原性組成物には、SEQ ID NO:83およびSEQ ID NO:85が含まれる免疫原性組成物が含まれる。別の態様において、その免疫原性組成物には、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:86、およびSEQ ID NO:85が含まれる。
本発明の組成物、例えば変異体毒素Aおよび/または変異体毒素Bが含まれる免疫原性組成物のいずれも、療法的作用に関して異なる比率または量で組み合わせることができることが理解されている。例えば、その変異体C.ディフィシルTcdAおよび変異体C.ディフィシルTcdBは、免疫原性組成物中に0.1:10〜10:0.1、A:Bの範囲の比率で存在することができる。別の態様において、例えば、その変異体C.ディフィシルTcdBおよび変異体C.ディフィシルTcdAは、免疫原性組成物中に0.1:10〜10:0.1、B:Aの範囲の比率で存在することができる。1つの好ましい態様において、その比率は、その組成物に変異体TcdAの総量よりも大きな変異体TcdBの総量が含まれるような比率である。
1側面において、免疫原性組成物は中和抗体またはその結合断片に結合することができる。好ましくは、その中和抗体またはその結合断片は本明細書において下記で記述される中和抗体またはその結合断片である。1つの典型的な態様において、免疫原性組成物は抗毒素A抗体またはその結合断片に結合することができ、ここでその抗毒素A抗体またはその結合断片にはSEQ ID NO:36のアミノ酸配列を有する可変軽鎖およびSEQ ID NO:37のアミノ酸配列を有する可変重鎖が含まれる。例えば、その免疫原性組成物には変異体C.ディフィシルTcdA、SEQ ID NO:4、またはSEQ ID NO:7が含まれていてよい。別の例として、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:84またはSEQ ID NO:83が含まれていてよい。
別の典型的な態様において、免疫原性組成物は抗毒素B抗体またはその結合断片に結合することができ、ここでその抗毒素B抗体またはその結合断片にはB8−26の可変軽鎖およびB8−26の可変重鎖が含まれる。例えば、その免疫原性組成物には変異体C.ディフィシルTcdB、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:8が含まれていてよい。別の例として、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:86またはSEQ ID NO:85が含まれていてよい。
組み換え細胞
別の側面において、本発明は、組み換え細胞またはその子孫に関する。1態様において、その細胞またはその子孫には変異体C.ディフィシルTcdAおよび/または変異体C.ディフィシルTcdBをコードするポリヌクレオチドが含まれる。
別の態様において、その組み換え細胞またはその子孫には、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際に、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、またはSEQ ID NO:8のいずれかに対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有するポリペプチドをコードする核酸配列が含まれる。
別の態様において、その組み換え細胞またはその子孫には、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際に、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:86、SEQ ID NO:83、またはSEQ ID NO:85のいずれかに対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有するポリペプチドをコードする核酸配列が含まれる。
追加の態様において、その組み換え細胞またはその子孫には、例えばGAPまたはBESTFITプログラムにより初期設定のギャップウェイトを用いて最適に整列させた際に、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:45、SEQ ID NO:46、またはSEQ ID NO:47のいずれかに対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%の同一性を有する核酸配列が含まれる。
その組み換え細胞は、本発明のポリペプチドの組み換え生成において有用なあらゆる細胞、例えば原核細胞または真核細胞に由来してよい。好ましくは、その組み換え細胞は、約5000、6000、好ましくは約7000、そしてより好ましくは約8000ヌクレオチド以上より大きい異種核酸配列を発現するのに適したあらゆる細胞に由来する。その原核宿主細胞は、あらゆるグラム陰性またはグラム陽性細菌であってよい。典型的な態様において、その原核宿主細胞は毒素および/または芽胞をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている。
グラム陰性細菌には、カンピロバクター、大腸菌、フラボバクテリウム、フゾバクテリウム、ヘリコバクター、イリオバクター(Ilyobacter)、ナイセリア(Neisseria)、シュードモナス、サルモネラ、およびウレアプラズマ(Ureaplasma)が含まれるが、それらに限定されない。例えば、その組み換え細胞は、参照により本明細書に援用される米国特許出願公開第2010013762号、段落[0201]〜[0230]において記述されているようなシュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens)細胞に由来してよい。
グラム陽性細菌には、バシラス、クロストリジウム、エンテロコッカス、ゲオバシラス(Geobacillus)、ラクトバシラス(Lactobacillus)、ラクトコッカス(Lactococcus)、オセアノバシラス(Oceanobacillus)、スタフィロコッカス、ストレプトコッカス、およびストレプトマイセスが含まれるが、それらに限定されない。好ましくは、その細胞はC.ディフィシル細胞に由来する。
本発明者らは、C.ディフィシル毒素をコードする内在性のポリヌクレオチドを欠いている野生型C.ディフィシルの株を同定した。その内在性の毒素Aおよび毒素B遺伝子を欠いている株には以下の株が含まれ、それはアメリカ培養細胞系統保存機関(ATCC)(バージニア州マナサス)を通して入手可能である:C.ディフィシル1351(ATCC 43593(商標))、C.ディフィシル3232(ATCC BAA−1801(商標))、C.ディフィシル7322(ATCC 43601(商標))、C.ディフィシル5036(ATCC 43603(商標))、C.ディフィシル4811(ATCC 43602(商標))、およびC.ディフィシルVPI 11186(ATCC 700057(商標))。
従って、1態様において、その組み換えC.ディフィシル細胞は本明細書で記述される株に由来する。好ましくは、その組み換えC.ディフィシル細胞またはその子孫は、C.ディフィシル1351、C.ディフィシル5036、およびC.ディフィシルVPI 11186からなる群に由来する。より好ましくは、その組み換えC.ディフィシル細胞またはその子孫は、C.ディフィシルVPI 11186細胞に由来する。
好ましい態様において、その組み換えC.ディフィシル細胞またはその子孫の芽胞形成遺伝子は不活性化されている。芽胞は感染性、高度に耐性である可能性があり、C.ディフィシルのその宿主の外部の好気性環境における存続を促進する可能性がある。芽胞は抗微生物療法の間のC.ディフィシルの宿主内部での生存にも寄与する可能性がある。従って、芽胞形成遺伝子を欠くC.ディフィシル細胞は、哺乳類への投与のための安全な免疫原性組成物を生産するために有用である。加えて、そのような細胞の使用は、製造の間の安全性、例えばその施設、将来の製品、およびスタッフを保護するための安全性を促進する。
標的化された不活性化のための芽胞形成遺伝子の例には、inter alia、spo0A、spoIIE、σ、σ、およびσが含まれる。好ましくは、spo0A遺伝子が不活性化される。
C.ディフィシルの芽胞形成遺伝子を不活性化する方法は、当該技術で既知である。例えば、芽胞形成遺伝子は、選択可能なマーカー、例えば抗生物質耐性マーカーの標的化された挿入により不活性化することができる。例えば、Heap et al., J Microbiol Methods. 2010 Jan;80(1):49-55; Heap et al., J. Microbiol. Methods, 2007 Sept; 70(3):452-464;およびUnderwood et al., J Bacteriol. 2009 Dec;191(23):7296-305を参照。例えば、参照により33〜66ページから本明細書にそのまま援用される、“DNA Molecules and Methods”と題されたMintonらの国際公開第2007/148091号、または対応する米国公開US 20110124109 A1、段落[00137]〜[0227]も参照。
変異体C.ディフィシル毒素を生成する方法
1側面において、本発明は、変異体C.ディフィシル毒素を生成する方法に関する。1態様において、その方法には上記で記述されたいずれかの組み換え細胞またはその子孫をポリペプチドを発現するための適切な条件下で培養することが含まれる。
別の態様において、その方法には組み換え細胞またはその子孫を変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドを発現するための適切な条件下で培養することが含まれ、ここでその細胞には変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドが含まれ、ここでその変異体には対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素と比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる。1態様において、その細胞は毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている。
さらなる態様において、その方法には組み換えC.ディフィシル細胞またはその子孫を変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドを発現するための適切な条件下で培養することが含まれ、ここでその細胞には変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドが含まれ、且つその細胞はC.ディフィシル毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている。
別の側面において、本発明は、変異体C.ディフィシル毒素を生成する方法に関する。その方法には以下の工程が含まれる:(a)C.ディフィシル細胞を組み換え大腸菌細胞と接触させ、ここでそのC.ディフィシル細胞はC.ディフィシル毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いており、その大腸菌細胞には変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドが含まれ;(b)そのC.ディフィシル細胞および大腸菌細胞を、そのポリヌクレオチドを大腸菌細胞からC.ディフィシル細胞に移すための適切な条件下で培養し;(c)その変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドを含むC.ディフィシル細胞を選択し;(d)工程(c)のC.ディフィシル細胞をそのポリヌクレオチドを発現するための適切な条件下で培養し;そして(e)その変異体C.ディフィシル毒素を単離する。
本発明の方法において、その組み換え大腸菌細胞には本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素をコードする異種ポリヌクレオチドが含まれる。そのポリヌクレオチドはDNAまたはRNAであってよい。1つの典型的な態様において、その変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドは、大腸菌のコドン使用頻度に関してコドン最適化されている。ポリヌクレオチドをコドン最適化するための方法は当該技術において既知である。
1態様において、そのポリヌクレオチドには上記で記述したような変異体C.ディフィシルTcdAをコードするポリヌクレオチドに少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一である核酸配列が含まれる。変異体C.ディフィシル毒素Aをコードする典型的なポリヌクレオチドには、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:44、およびSEQ ID NO:45が含まれる。
別の態様において、そのポリヌクレオチドには上記で記述したような変異体C.ディフィシルTcdBをコードするポリヌクレオチドに少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一である核酸配列が含まれる。変異体C.ディフィシル毒素Bをコードする典型的なポリヌクレオチドには、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:46、およびSEQ ID NO:47が含まれる。別の態様において、そのポリヌクレオチドはSEQ ID NO:83、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:85、またはSEQ ID NO:86をコードしている。
1態様において、その異種ポリヌクレオチドが含まれる大腸菌細胞はその変異体C.ディフィシル毒素をコードする異種ポリヌクレオチドの安定な宿主となる(stably hosts)大腸菌細胞である。典型的な大腸菌細胞には、MAX Efficiency(登録商標)Stbl2(商標)大腸菌コンピテント細胞(Invitrogen、カリフォルニア州カールスバッド)、One Shot(登録商標)Stbl3(商標)化学的コンピテント大腸菌(Invitrogen、カリフォルニア州カールスバッド)、ElectroMAX(商標)Stbl4(商標)大腸菌コンピテント細胞(Invitrogen)、および大腸菌CA434からなる群から選択される細胞が含まれる。好ましい態様において、その大腸菌クローニング宿主細胞はDH5αではない。より好ましくは、その大腸菌クローニング宿主細胞はMAX Efficiency(登録商標)Stbl2(商標)大腸菌コンピテント細胞である。
本発明の方法にはさらに、C.ディフィシル細胞および大腸菌細胞をそのポリヌクレオチドを大腸菌細胞からC.ディフィシル細胞に移すための適切な条件下で培養し、結果として組み換えC.ディフィシル細胞をもたらす工程が含まれる。好ましい態様において、その培養条件は、そのポリヌクレオチドをその大腸菌細胞(供与細胞)からC.ディフィシル細胞(受容細胞)中に移し、結果として遺伝的に安定な継承(inheritance)をもたらすのに適している。
最も好ましくは、その培養条件は当該技術で既知である細菌の接合に適している。“接合”は、ポリヌクレオチドの(例えば細菌プラスミドからの)一方向性の移動が1つの細菌細胞(すなわち“供与者”)から別の細菌細胞(すなわち“受容者”)に対して起こる、ポリヌクレオチドの移動の特定のプロセスを指す。接合プロセスには供与細胞の受容細胞に対する接触が含まれる。好ましくは、供与大腸菌細胞は大腸菌CA434細胞である。
大腸菌細胞からC.ディフィシル細胞へのポリヌクレオチドの移動のための典型的な適切な(接合)条件には、C.ディフィシルのブレインハートインフュージョンブロス(BHI;Oxoid)またはシェドラー嫌気ブロス(Schaedlers anaerobic broth)(SAB;Oxoid)中での増殖液体培養が含まれる。別の態様において、固体C.ディフィシル培養物を新鮮な血液寒天(FBA)またはBHI寒天上で増殖させることができる。好ましくは、C.ディフィシルを嫌気性環境(例えば、80% N、10% CO、および10% H[体積/体積])中で37℃で増殖させる。1態様において、その適切な条件には、大腸菌をルリア−ベルターニ(LB)ブロス上で、またはLB寒天上で37℃で好気的に増殖させることが含まれる。C.ディフィシルへの接合性移動に関して、典型的な適切な条件には、大腸菌をFBA上で嫌気的に増殖させることが含まれる。抗生物質が当該技術で既知であるように液体および固体培地中に含まれていてよい。そのような抗生物質の例には、サイクロセリン(250μg/ml)、セフォキシチン(8μg/ml)、クロラムフェニコール(12.5μg/ml)、チアンフェニコール(15μg/ml)、およびエリスロマイシン(5μg/ml)が含まれる。
本発明の方法にはさらに、結果として得られた変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドが含まれる組み換えC.ディフィシル細胞を選択する工程が含まれる。典型的な態様において、その組み換えC.ディフィシル細胞は、その変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドの組み換え大腸菌細胞からの接合を介した受容者である。
本発明の方法には、その組み換え細胞またはその子孫を、その変異体C.ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドを発現し、結果として変異体C.ディフィシル毒素の産生をもたらすための適切な条件下で培養する工程が含まれる。組み換え細胞がそのポリヌクレオチドを発現するための適切な条件には、C.ディフィシル細胞を増殖させるのに適した培養条件が含まれ、それは当該技術で既知である。例えば、適切な条件には、そのC.ディフィシル形質転換体をブレインハートインフュージョンブロス(BHI;Oxoid)またはシェドラー嫌気ブロス(SAB;Oxoid)中で培養することが含まれてよい。別の態様において、固体C.ディフィシル培養物をFBAまたはBHI寒天上で増殖させることができる。好ましくは、そのC.ディフィシルを嫌気性環境(例えば、80% N、10% CO、および10% H[体積/体積])中で37℃で増殖させる。
1態様において、本発明の方法には、結果として生じる変異体C.ディフィシル毒素を単離する工程が含まれる。タンパク質をC.ディフィシルから単離する方法は、当該技術で既知である。
別の態様において、その方法には、結果として生じる変異体C.ディフィシル毒素を精製する工程が含まれる。ポリペプチドを精製する方法、例えばクロマトグラフィーは、当該技術で既知である。
典型的な態様において、その方法にはさらにその単離された変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素を上記で記述した化学的架橋剤と接触させる工程が含まれる。好ましくは、その薬剤にはホルムアルデヒド、エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、またはEDCおよびNHSの組み合わせが含まれる。典型的な反応条件は、上記で、および下記の実施例の節で記述されている。
別の側面において、本発明は、あらゆる方法により、好ましくは上記で記述される方法のいずれかにより生成された、本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素が含まれる免疫原性組成物に関する。
抗体
驚くべきことに、上記で記述された本発明の免疫原性組成物はインビボで新規の抗体を引き出し、これはその免疫原性組成物にはそれぞれの野生型C.ディフィシル毒素の保存された天然の構造(例えば保存された抗原エピトープ)が含まれることおよびその免疫原性組成物にはエピトープが含まれることを示唆している。C.ディフィシルの1つの株からの毒素に対して産生された抗体は、C.ディフィシルの別の株により産生された対応する毒素に結合することができる可能性がある。すなわち、その抗体およびその結合断片は“交差反応性”である可能性があり、それは多数のC.ディフィシル株から産生された毒素上の類似の抗原部位と反応する能力を指す。交差反応性には、抗体の、その産生を刺激しなかった抗原と反応または結合する能力、すなわち、抗原および異なるが類似の抗原に対して生成された抗体の間の反応も含まれる。
1側面において、本発明者らは、驚くべきことに、複数のC.ディフィシル毒素に対して中和作用を有するモノクローナル抗体およびその同じものを生成する方法を発見した。本発明の抗体は、インビトロでC.ディフィシル毒素の細胞毒性を中和することができ、哺乳類細胞へのC.ディフィシル毒素の結合を阻害することができ、および/またはインビボでC.ディフィシル毒素の腸管毒性を中和することができる。本発明は、前記のもののいずれかをコードする核酸配列が含まれる単離されたポリペプチドにも関する。加えて、本発明は、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、哺乳類においてC.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるための前記の組成物のいずれかの使用、ならびに前記の組成物を調製するための方法に関する。
本発明者らはさらに、その中和モノクローナル抗体の少なくとも2種類の組み合わせはTcdAまたはTcdBのそれぞれの中和において意外にも相乗作用を示すことができることを発見した。抗毒素抗体またはその結合断片は、C.ディフィシル感染症の抑制において有用であり得る。
“抗体”は、少なくとも1または2個の重(H)鎖可変領域(本明細書においてVHと略される)、および少なくとも1または2個の軽(L)鎖可変領域(本明細書においてVLと略される)が含まれるタンパク質である。そのVHおよびVL領域は、さらに“相補性決定領域”(“CDR”)と呼ばれる超可変性の領域へと細分することができ、“フレームワーク領域”(FR)と呼ばれるより保存されている領域がその間に挟まっている。フレームワーク領域およびCDRの範囲は正確に定義されている(Kabat, E. A., et al. Sequences of Proteins of Immunological Interest , 第5版, U.S. Department of Health and Human Services, NIH Publication No. 91-3242, 1991、およびChothia, C. et al., J. Mol. Biol. 196:901-917, 1987を参照)。用語“抗体”にはIgA、IgG、IgE、IgD、IgM型(ならびにその亜型)の完全な免疫グロブリンが含まれ、ここでその免疫グロブリンの軽鎖はカッパまたはラムダ型であってよい。
その抗体分子は完全長(例えばIgG1またはIgG4抗体)であることができる。その抗体は、以下のアイソタイプ:IgG(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、IgM、IgA1、IgA2、IgD、またはIgEが含まれる様々なアイソタイプの抗体であることができる。1つの好ましい態様において、その抗体はIgGアイソタイプ、例えばIgG1である。別の好ましい態様において、その抗体はIgE抗体である。
別の態様において、その抗体分子には“抗原結合断片”または“結合断片”が含まれ、本明細書で用いられる際、それはC.ディフィシルの毒素(例えば毒素A)に特異的に結合する抗体の部分を指す。その結合断片は、例えば、1個以上の免疫グロブリン鎖が完全長ではないが毒素に特異的に結合する分子である。
抗体の“結合断片”という用語の範囲内に含まれる結合部分の例には、(i)VL、VH、CLおよびCH1ドメインからなる一価の断片であるFab断片;(ii)ヒンジ領域においてジスルフィド結合により連結された2個のFab断片を含む二価の断片であるF(ab’)断片;(iii)VHおよびCH1ドメインからなるFd断片;(iv)抗体の単一の腕のVLおよびVHドメインからなるFv断片、(v)VHドメインからなるdAb断片(Ward et al., Nature 341:544-546, 1989);ならびに(vi)特異的に結合するために十分な枠組みを有する単離された相補性決定領域(CDR)、例えば可変領域の抗原結合部分が含まれる。
軽鎖可変領域の結合断片および重鎖可変領域の結合断片、例えばFv断片の2個のドメインであるVLおよびVHは、組み換え的方法を用いて、それらが単一のタンパク質鎖として作られることを可能にする合成リンカーにより連結することができ、ここでそのVLおよびVH領域は対になって一価の分子を形成する(単鎖Fv(scFv)として知られる;例えばBird et al. (1988) Science 242:423-426;およびHuston et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883を参照)。そのような単鎖抗体も、抗体の“結合断片”という用語の範囲内に含まれる。これらの抗体部分は当該技術で既知の技法を用いて得られ、その部分は完全な抗体と同じ方法で有用性に関してスクリーニングされる。
本明細書で用いられる際、特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド上のエピトープに“特異的に結合する”、またはそれに“特異的である”抗体は、その特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド上のエピトープに、いずれの他のポリペプチドまたはポリペプチドエピトープにも実質的に結合することなく結合する抗体である。例えば、標的に“特異的に結合する”生体分子(例えばタンパク質、核酸、抗体等)に言及する際、その生体分子は、指定された条件(例えば抗体の場合は免疫アッセイ条件)下で測定した際に、その標的が含まれる不均質な分子の集団中でその標的分子に結合し、且つ他の分子には有意な量では結合しない。その抗体およびその標的の間の結合反応は、不均質な分子の集団中のその標的の存在の決定的なものである。例えば、“特異的結合”または“特異的に結合する”は、C.ディフィシルの野生型および/または変異体毒素に対して非特異的抗原に関するその親和性よりも少なくとも2倍大きい親和性で結合する抗体またはその結合断片の能力を指す。
典型的な態様において、その抗体はキメラ抗体である。キメラ抗体は、当該技術で既知の組み換えDNA技法により生成することができる。例えば、マウス(または他の種の)モノクローナル抗体分子のFc定常領域をコードする遺伝子を制限酵素で消化してそのマウスのFcをコードする領域を除去し、ヒトのFc定常領域をコードする遺伝子の均等な部分で置き換えることができる。キメラ抗体は組み換えDNA技法により作成することもでき、ここでマウスの可変領域をコードするDNAをヒトの定常領域をコードするDNAにライゲーションすることができる。
別の典型的な態様において、その抗体またはその結合断片は、当該技術で既知の方法によりヒト化される。例えば、一度マウスの抗体を得たら、その抗体のCDRをヒトのCDRの少なくとも一部で置き換えることができる。ヒト化抗体は、抗原結合に直接関わっていないマウスのFv可変領域の配列をヒトのFv可変領域からの均等な配列で置き換えることにより生成することもできる。ヒト化抗体を生成するための一般的な方法は当該技術で既知である。
例えば、C.ディフィシルTcdAまたはC.ディフィシルTcdBに対して向けられたモノクローナル抗体は、標準的な技法、例えばハイブリドーマ技法により生成することもできる(例えばKohler and Milstein, 1975, Nature, 256: 495-497を参照)。簡潔には、不死の細胞株をC.ディフィシルTcdA、C.ディフィシルTcdB、または本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素で免疫した哺乳類からのリンパ球と融合させ、結果として得られたハイブリドーマ細胞の培養上清をスクリーニングして、C.ディフィシルTcdAまたはC.ディフィシルTcdBに結合するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを同定する。典型的には、その不死の細胞株は、そのリンパ球と同じ哺乳類種に由来する。本発明のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞は、そのハイブリドーマの培養上清をELISAのようなアッセイを用いてC.ディフィシルTcdAまたはC.ディフィシルTcdBに結合する抗体に関してスクリーニングするこにより検出される。ヒトのハイブリドーマを類似の方法で調製することができる。
免疫処置および選択による抗体の生成に対する代替手段として、本発明の抗体は、C.ディフィシルTcdA、C.ディフィシルTcdB、または本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素を用いて組み換え組み合わせ(combinatorial)免疫グロブリンライブラリーをスクリーニングすることにより同定することもできる。その組み換え抗体ライブラリーは、例えばscFvライブラリーまたはFabライブラリーであってよい。さらに、本明細書で記述される本発明の抗体を競合結合試験において用いて追加の抗TcdAまたは抗TcdB抗体およびその結合断片を同定することができる。例えば、追加の抗TcdAまたは抗TcdB抗体およびその結合断片は、ヒト抗体ライブラリーをスクリーニングして競合結合アッセイにおいて本明細書で記述される本発明の抗体と競合するそのライブラリー内の分子を同定することにより同定することができる。
加えて、本発明に含まれる抗体には、当該技術で既知のファージディスプレイ法を用いることにより生成することができる組み換え抗体が含まれる。ファージディスプレイ法では、ファージを用いてレパートリーまたは抗体ライブラリー(例えばヒトまたはマウス)から発現される抗原結合ドメインを提示することができる。本明細書で記述される免疫原(例えば変異体C.ディフィシル毒素)に結合する抗原結合ドメインを発現するファージを、例えば標識された抗原を用いて選択または同定することができる。
特定のアミノ酸が置換されている、欠失している、または付加されている抗体およびその結合断片も、本発明の範囲内である。特に、好ましい抗体はフレームワーク領域中に、例えば抗原への結合を向上させるようなアミノ酸置換を有する。例えば、その免疫グロブリン鎖の選択された少数の受容者のフレームワーク残基を対応する供与者のアミノ酸で置き換えることができる。その置換の好ましい位置には、CDRに隣接する、またはCDRと相互作用することができるアミノ酸残基が含まれる。供与者からのアミノ酸の選択に関する基準が米国特許第5,585,089号(例えば段12〜16)において記述されている。その受容者のフレームワークは、成熟したヒト抗体のフレームワーク配列またはコンセンサス配列であることができる。
本明細書で用いられる際、“中和抗体またはその結合断片”は、哺乳類において、および/または細胞培養において、病原体(例えばC.ディフィシルTcdAまたはTcdB)に結合してその病原体の感染性および/または活性をその中和抗体またはその結合断片の非存在下での同一の条件下でのその病原体と比較して低減する(例えば細胞毒性を低減する)それぞれの抗体またはその結合断片を指す。1態様において、その中和抗体またはその結合断片は、その中和抗体またはその結合断片の非存在下での同一の条件下でのその病原体の生物学的活性と比較して、その病原体の生物学的活性の少なくとも約70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、またはより多くを中和することができる。
本明細書で用いられる際、用語“抗毒素抗体またはその結合断片”は、それぞれのC.ディフィシル毒素(例えばC.ディフィシル毒素Aまたは毒素B)に結合する抗体またはその結合断片を指す。例えば、抗毒素A抗体またはその結合断片は、TcdAに結合する抗体またはその結合断片を指す。
本明細書で記述される抗体またはその結合断片は、例えばマウス、ヒト、ウサギ、およびヤギが含まれる、野生型および/またはトランスジェニックのあらゆる動物において産生させることができる。
上記で記述される免疫原性組成物が、以前に例えばワクチン接種のために集団に投与されている免疫原性組成物である場合、その対象において生じた抗体応答を、同じ株からの、およびその抗体の産生を刺激しなかった株からの毒素を中和するために用いることができる。例えば、免疫原性組成物により生成される630株および様々な野生型C.ディフィシル株からの毒素の間の交差反応性に関する試験を示す実施例37を参照。
1側面において、本発明は、C.ディフィシルTcdAに特異的な抗体またはその結合断片に関する。TcdAに特異的に結合するモノクローナル抗体には、A65−33;A60−22;A80−29および/または、好ましくはA3−25が含まれる。
1側面において、本発明は、あらゆる野生型C.ディフィシル株、例えば上記で記述された野生型C.ディフィシル株からのTcdAに、例えばSEQ ID NO:1に特異的な抗体またはその結合断片に関する。別の側面において、本発明は、上記で記述された免疫原性組成物に特異的な抗体またはその結合断片に関する。例えば、1態様において、その抗体またはその結合断片は、SEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7が含まれる免疫原性組成物に特異的である。別の態様において、その抗体またはその結合断片はSEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7が含まれる免疫原性組成物に特異的であり、ここでSEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7の少なくとも1個のアミノ酸はホルムアルデヒド、EDC、NHS、またはEDCおよびNHSの組み合わせにより架橋されている。別の態様において、その抗体またはその結合断片は、SEQ ID NO:84またはSEQ ID NO:83が含まれる免疫原性組成物に特異的である。
A65−33;A60−22;A80−29および/または、好ましくはA3−25の可変重鎖および軽鎖領域に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%同一である可変重鎖および可変軽鎖領域を有する抗体またはその結合断片も、TcdAに結合することができる。
1態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:37で示されるようなA3−25の可変重鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域が含まれる。
別の態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:36で示されるようなA3−25の可変軽鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
さらに別の側面において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:37で示される可変重鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域、およびSEQ ID NO:36で示される可変軽鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
別の態様において、A65−33;A60−22;A80−29および/または、好ましくはA3−25の可変重鎖および/または可変軽鎖の相補性決定領域(CDR)を有する抗体またはその結合断片は、TcdAにも結合することができる。A3−25の可変重鎖領域のCDRを下記の表4において示す。
A3−25の可変軽鎖領域のCDRを下記の表5において示す。
1態様において、その抗体またはその結合断片には、SEQ ID NO:41(CDR H1)、42(CDR H2)および43(CDR H3)で示されるような重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列、および/またはSEQ ID NO:38(CDR L1)、39(CDR L2)および40(CDR L3)で示されるような軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる。
1つの典型的な態様において、C.ディフィシル毒素Aに特異的な抗体またはその結合断片は、TcdAのN末端領域内のエピトープ、例えばSEQ ID NO:1の番号付けに従うTcdAのアミノ酸1〜1256のエピトープに特異的に結合する。
好ましい態様において、C.ディフィシル毒素Aに特異的な抗体またはその結合断片は、毒素AのC末端領域内のエピトープ、例えばSEQ ID NO:1の番号付けに従うTcdAのアミノ酸1832〜2710のエピトープに特異的に結合する。例にはA3−25;A65−33;A60−22;A80−29が含まれる。
さらに別の態様において、C.ディフィシル毒素Aに特異的な抗体またはその結合断片はC.ディフィシル毒素Aの“移行”領域内のエピトープ、例えば好ましくはSEQ ID NO:1の番号付けに従うTcdAの残基956〜1128が含まれるエピトープ、例えばSEQ ID NO:1の番号付けに従うTcdAのアミノ酸659〜1832のエピトープに特異的に結合する。
別の側面において、本発明は、C.ディフィシルTcdBに特異的な抗体またはその結合断片に関する。例えば、その抗体またはその結合断片は、あらゆる野生型C.ディフィシル株、例えば上記で記述された野生型C.ディフィシル株からのTcdBに、例えばSEQ ID NO:2に特異的であってよい。別の側面において、本発明は、上記で記述された免疫原性組成物に特異的な抗体またはその結合断片に関する。例えば、1態様において、その抗体またはその結合断片は、SEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に特異的である。
別の態様において、その抗体またはその結合断片はSEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に特異的であり、ここでSEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8の少なくとも1個のアミノ酸はホルムアルデヒド、EDC、NHS、またはEDCおよびNHSの組み合わせにより架橋されている。別の態様において、その抗体またはその結合断片は、SEQ ID NO:86またはSEQ ID NO:85が含まれる免疫原性組成物に特異的である。
TcdBに特異的に結合するモノクローナル抗体には、本明細書で記述されるB2−31;B5−40、B70−2;B6−30;B9−30;B59−3;B60−2;B56−6;および/または、好ましくはB8−26クローンにより産生される抗体が含まれる。
TcdBにも結合することができる抗体またはその結合断片には、B2−31;B5−40、B70−2;B6−30;B9−30;B59−3;B60−2;B56−6、好ましくはB8−26、B59−3、および/またはB9−30の可変重および軽鎖領域に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%同一である可変重鎖および可変軽鎖領域を有する抗体またはその結合断片が含まれる。
1態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:49で示されるようなA3−25の可変重鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域が含まれる。
1態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:60で示されるようなA3−25の可変重鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域が含まれる。
1態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:71で示されるようなA3−25の可変重鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域が含まれる。
別の態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:55で示されるようなA3−25の可変軽鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
別の態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:66で示されるようなA3−25の可変軽鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
別の態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、SEQ ID NO:77で示されるようなA3−25の可変軽鎖領域のアミノ酸配列に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B8−26 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:49において示されている。表25−a参照。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B8−26 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:55において示されている。表25−b参照。
1態様において、その抗体またはその結合断片には、SEQ ID NO:51(CDR H1)、52(CDR H2)および53(CDR H3)において示されるような重鎖CDRのアミノ酸配列および/またはSEQ ID NO:57(CDR L1)、58(CDR L2)および59(CDR L3)において示されるような軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B59−3 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:60において示されている。表26−a参照。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B59−3 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:66において示されている。表26−b参照。
1態様において、その抗体またはその結合断片には、SEQ ID NO:62(CDR H1)、63(CDR H2)および64(CDR H3)において示されるような重鎖CDRのアミノ酸配列および/またはSEQ ID NO:68(CDR L1)、69(CDR L2)および70(CDR L3)において示されるような軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B9−30 mAb)の可変重鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:71において示されている。表27−a参照。
C.ディフィシルTcdBの中和抗体(B9−30 mAb)の可変軽鎖に関するアミノ酸配列がSEQ ID NO:77において示されている。表27−b参照。
1態様において、その抗体またはその結合断片には、SEQ ID NO:73(CDR H1)、74(CDR H2)および75(CDR H3)において示されるような重鎖CDRのアミノ酸配列および/またはSEQ ID NO:79(CDR L1)、80(CDR L2)および81(CDR L3)において示されるような軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる。
1側面において、本発明は、あらゆるC.ディフィシル株、例えば上記で記述されたC.ディフィシル株からの野生型C.ディフィシルTcdBに、例えばSEQ ID NO:2に特異的な抗体またはその結合断片に関する。別の側面において、本発明は、上記で記述された免疫原性組成物に特異的な抗体またはその結合断片に関する。例えば、1態様において、その抗体またはその結合断片は、SEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に特異的である。別の態様において、その抗体またはその結合断片はSEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物に特異的であり、ここでSEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8の少なくとも1個のアミノ酸はホルムアルデヒド、EDC、NHS、またはEDCおよびNHSの組み合わせにより架橋されている。
B2−31;B5−40、B70−2;B6−30;B9−30;B59−3;B60−2;B56−6;および/または、好ましくはB8−26の可変重および軽鎖領域に対して少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、好ましくは約98%、より好ましくは約99%、または最も好ましくは約100%同一である可変重鎖および可変軽鎖領域を有する抗体またはその結合断片も、TcdBに結合することができる。
1態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、B8−26の可変重鎖領域のアミノ酸配列(SEQ ID NO:49)に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域が含まれる。
別の態様において、その抗体またはその抗原結合断片には、B8−26の可変軽鎖領域のアミノ酸配列(SEQ ID NO:55)に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
さらに別の側面において、その抗体またはその抗原結合断片には、B8−26の可変重鎖領域のアミノ酸配列(SEQ ID NO:49)に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変重鎖領域およびB8−26の可変軽鎖領域のアミノ酸配列(SEQ ID NO:55)に対して少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列が含まれる可変軽鎖領域が含まれる。
別の態様において、B2−31;B5−40、B70−2;B6−30;B9−30;B59−3;B60−2;B56−6;および/または、好ましくはB8−26の可変重鎖および/または可変軽鎖のCDRを有する抗体またはその結合断片も、TcdBに結合することができる。
1態様において、その抗体またはその結合断片には、B8−26の重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列および/またはB8−26の軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる。
好ましい態様において、C.ディフィシル毒素Bに特異的な抗体またはその結合断片は、毒素BのN末端領域内のエピトープ、例えばSEQ ID NO:2の番号付けに従うTcdBのアミノ酸1〜1256のエピトープに特異的に結合する。例にはB2−31;B5−40;B8−26;B70−2;B6−30;およびB9−30が含まれる。
典型的な態様において、C.ディフィシル毒素Bに特異的な抗体またはその結合断片は、毒素BのC末端領域内のエピトープ、例えばSEQ ID NO:2の番号付けに従うTcdBのアミノ酸1832〜2710のエピトープに特異的に結合する。
さらに別の態様において、C.ディフィシル毒素Bに特異的な抗体またはその結合断片はC.ディフィシル毒素Bの“移行”領域内のエピトープ、例えば好ましくはSEQ ID NO:2の番号付けに従うTcdBの残基956〜1128が含まれるエピトープ、例えばTcdBのアミノ酸659〜1832のエピトープに特異的に結合する。例にはB59−3;B60−2;およびB56−6が含まれる。
抗体の組み合わせ
その抗毒素抗体またはその結合断片は、他の抗C.ディフィシル毒素抗体(例えば他のモノクローナル抗体、ポリクローナルガンマグロブリン)またはその結合断片との組み合わせで投与することができる。用いることができる組み合わせには、抗毒素A抗体またはその結合断片および抗毒素B抗体またはその結合断片が含まれる。
別の態様において、組み合わせには抗毒素A抗体またはその結合断片および別の抗毒素A抗体またはその結合断片が含まれる。好ましくは、その組み合わせには中和性抗毒素Aモノクローナル抗体またはその結合断片および別の中和性抗毒素Aモノクローナル抗体またはその結合断片が含まれる。驚くべきことに、本発明者らは、そのような組み合わせは結果として毒素Aの細胞毒性の中和において相乗作用をもたらすことを発見した。例えば、その組み合わせには、以下の中和性抗毒素Aモノクローナル抗体:A3−25;A65−33;A60−22;およびA80−29の少なくとも2種類の組み合わせが含まれる。より好ましくは、その組み合わせにはA3−25抗体ならびに以下の中和性抗毒素Aモノクローナル抗体:A65−33;A60−22;およびA80−29の少なくとも1種類が含まれる。最も好ましくは、その組み合わせには4種類の抗体:A3−25;A65−33;A60−22;およびA80−29の全てが含まれる。
さらなる態様において、組み合わせには抗毒素B抗体またはその結合断片および別の抗毒素B抗体またはその結合断片が含まれる。好ましくは、その組み合わせには中和性抗毒素Bモノクローナル抗体またはその結合断片および別の中和性抗毒素Bモノクローナル抗体またはその結合断片が含まれる。驚くべきことに、本発明者らは、そのような組み合わせは結果として毒素Bの細胞毒性の中和において相乗作用をもたらすことを発見した。より好ましくは、その組み合わせには以下の中和性抗毒素Bモノクローナル抗体:B8−26;B9−30およびB59−3の少なくとも2種類の組み合わせが含まれる。最も好ましくは、その組み合わせには3種類の抗体:B8−26;B9−30およびB59−3の全てが含まれる。
さらに別の態様において、組み合わせには抗毒素B抗体またはその結合断片および別の抗毒素B抗体またはその結合断片が含まれる。前に述べたように、本発明者らは、中和性モノクローナル抗体の少なくとも2種類の組み合わせは意外にも毒素Aおよび毒素Bのそれぞれの中和において相乗作用を示し得ることを発見した。
別の態様において、本発明の薬剤は混合物として配合することができ、またはそれにより結果として抗毒素Aおよび抗毒素B結合特性の両方を有する共有結合的に連結された抗体(または共有結合的に連結された抗体断片)がもたらされる当該技術で認識されている技法を用いて化学的もしくは遺伝学的に連結することができる。その組み合わせ配合は、その薬剤の単独または別の薬剤との組み合わせでの親和性、結合活性、または生物学的有効性のような1個以上のパラメーターの決定により導かれてよい。
そのような併用療法は、好ましくは、例えばC.ディフィシル関連疾患または障害の抑制、(例えば再発の)予防、および/または処置におけるそれらの療法的活性において相加的および/または相乗的である。そのような併用療法を施すことは、所望の作用を達成するために必要なその療法剤(例えば抗体もしくは抗体断片の混合物、または架橋された、もしくは遺伝学的に融合した二重特異性抗体もしくは抗体断片)の投与量を減少させることができる。
本発明の組成物、例えば抗毒素Aおよび/または抗毒素B抗体またはそれらの結合断片のいずれも、療法的作用に関して異なる比率または量で組み合わせることができることが理解されている。例えば、その抗毒素Aおよび抗毒素B抗体またはそれらのそれぞれの結合断片は、組成物中に0.1:10〜10:0.1、A:Bの範囲の比率で存在することができる。別の態様において、その抗毒素Aおよび抗毒素B抗体またはそれらのそれぞれの結合断片は、組成物中に0.1:10〜10:0.1、B:Aの範囲の比率で存在することができる。
別の側面において、本発明は、C.ディフィシルTcdAに対する中和抗体を生成する方法に関する。その方法には、上記で記述したような免疫原性組成物を哺乳類に投与し、その哺乳類から抗体を回収することが含まれる。好ましい態様において、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:4を有する変異体C.ディフィシルTcdAが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシルTcdAの少なくとも1個のアミノ酸は、好ましくはホルムアルデヒドまたは1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより化学的に架橋されている。生成することができるTcdAに対する典型的な中和抗体には、A65−33;A60−22;A80−29および/またはA3−25が含まれる。
さらに別の側面において、本発明は、C.ディフィシルTcdBに対する中和抗体を生成する方法に関する。その方法には、上記で記述したような免疫原性組成物を哺乳類に投与し、その哺乳類から抗体を回収することが含まれる。好ましい態様において、その免疫原性組成物にはSEQ ID NO:6を有する変異体C.ディフィシルTcdBが含まれ、ここでその変異体C.ディフィシルTcdBの少なくとも1個のアミノ酸は、好ましくはホルムアルデヒドまたは1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより化学的に架橋されている。生成することができるTcdBに対する典型的な中和抗体には、B2−31;B5−40、B70−2;B6−30;B9−30;B59−3;B60−2;B56−6;および/またはB8−26が含まれる。
配合物
(例えば本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素、免疫原性組成物、抗体および/またはその抗体結合断片が含まれる組成物のような)本発明の組成物は、様々な形態であってよい。これらには、例えば半固体および固体剤形、坐剤、液体形態、例えば液体溶液(例えば注射可能な溶液および不融性の(infusible)溶液)、分散液または懸濁液、リポソーム類、および/または例えば凍結乾燥された(lyophilized)粉末の形態、凍結乾燥された(freeze−dried)形態、噴霧乾燥された形態、および/または発泡乾燥された(foam−dried)形態のような乾燥した形態が含まれる。座剤に関して、結合剤およびキャリヤーには例えばポリアルキレングリコール類またはトリグリセリド類が含まれ、そのような座剤は本発明の組成物を含有する混合物から形成することができる。典型的な態様において、その組成物は注射前の液体のビヒクル中での溶解または懸濁に適した形態である。別の典型的な態様において、その組成物はリポソームまたは微粒子、例えばポリラクチド、ポリグリコライド(polyglycolide)、またはコポリマー中で乳化または封入されている(encapsulated)。
好ましい態様において、その組成物は凍結乾燥されており、使用前にその場で再構成される。
1側面において、本発明は、薬学的に許容可能なキャリヤーと一緒に配合された、(例えば本明細書で記述される変異体C.ディフィシル毒素、免疫原性組成物、抗体および/またはその抗体結合断片が含まれる組成物のような)本明細書で記述される組成物のいずれかが含まれる医薬組成物に関する。“薬学的に許容可能なキャリヤー”には、生理的に適切であるあらゆる溶媒、分散媒、安定剤、希釈剤、および/または緩衝剤が含まれる。
典型的な安定剤には、炭水化物、例えばソルビトール、マンニトール、デンプン、デキストラン、スクロース、トレハロース、ラクトース、および/またはグルコース;不活性なタンパク質、例えばアルブミンおよび/またはカゼイン;および/または他の大きなゆっくりと代謝される高分子、例えば多糖類、例えばキトサン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸およびコポリマー(例えばラテックスで官能性を持たせたSEPHAROSE(商標)アガロース、アガロース、セルロース等)、アミノ酸、重合体性アミノ酸、アミノ酸コポリマー、ならびに脂質凝集体(例えば油滴またはリポソーム)が含まれる。加えて、これらのキャリヤーは免疫刺激剤(すなわちアジュバント)として機能することができる。
好ましくは、その組成物にはトレハロースが含まれる。トレハロースの好ましい量(重量%)には、約1%、2%、3%、または4%の最小値から約10%、9%、8%、7%、6%、または5%の最大値までが含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その組成物には、例えば0.5mLの用量あたり約3%〜6%のトレハロース、最も好ましくは4.5%のトレハロースが含まれる。
適切な希釈剤の例には、蒸留水、生理食塩水、生理的リン酸緩衝生理食塩水、グリセロール、アルコール(例えばエタノール)、リンガー溶液、デキストロース溶液、ハンクス平衡塩類溶液、および/または凍結乾燥賦形剤が含まれる。
典型的な緩衝剤には、リン酸塩(例えばリン酸カリウム、リン酸ナトリウム);酢酸塩(例えば酢酸ナトリウム);コハク酸塩(例えばコハク酸ナトリウム);グリシン;ヒスチジン;炭酸塩、トリス(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン)、および/または重炭酸塩(例えば重炭酸アンモニウム)緩衝剤が含まれる。好ましくは、その組成物にはトリス緩衝剤が含まれる。トリス緩衝剤の好ましい量には、約1mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM、10mMの最小値から約100mM、50mM、20mM,19mM、18mM、17mM、16mM、15mM、14mM、13mM、12mM、または11mMの最大値までが含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その組成物には、例えば0.5mLの用量あたり約8mM〜12mMのトリス緩衝剤、最も好ましくは10mMのトリス緩衝剤が含まれる。
別の好ましい態様において、その組成物にはヒスチジン緩衝剤が含まれる。ヒスチジン緩衝剤の好ましい量には、約1mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM、10mMの最小値から約100mM、50mM、20mM,19mM、18mM、17mM、16mM、15mM、14mM、13mM、12mM、または11mMの最大値までが含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その組成物には、例えば0.5mLの用量あたり約8mM〜12mMのヒスチジン緩衝剤、最も好ましくは10mMのヒスチジン緩衝剤が含まれる。
別の好ましい態様において、その組成物にはリン酸緩衝剤が含まれる。リン酸緩衝剤の好ましい量には、約1mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM、10mMの最小値から約100mM、50mM、20mM,19mM、18mM、17mM、16mM、15mM、14mM、13mM、12mM、または11mMの最大値までが含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その組成物には、例えば0.5mLの用量あたり約8mM〜12mMのリン酸緩衝剤、最も好ましくは10mMのリン酸緩衝剤が含まれる。
その緩衝剤のpHは一般に、選択される有効物質を安定化するように選択されると考えられ、当業者はそれを既知の方法により確かめることができる。好ましくは、その緩衝剤のpHは生理的pHの範囲内であろう。従って、好ましいpHの範囲は約3から約8まで、より好ましくは約6.0から約8.0まで;さらにもっと好ましくは約6.5から約7.5まで;そして最も好ましくは約7.0〜約7.2である。
一部の態様において、その医薬組成物には界面活性剤が含まれていてよい。それが両性、非イオン性、陽イオン性または陰イオン性であれ、あらゆる界面活性剤が適切である。典型的な界面活性剤には、ポリオキシエチレンソルビタンエステル類界面活性剤(例えばTWEEN(登録商標))、例えばポリソルベート20および/またはポリソルベート80;ラウリル、セチル、ステアリルおよびオレイルアルコール類に由来するポリオキシエチレン脂肪エーテル類(Brij界面活性剤として知られる)、例えばトリエチレングリコールモノラウリルエーテル(Brij30);トリトンX 100、またはt−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール;ならびにソルビタンエステル類(一般にSPAN類として知られる)、例えばソルビタントリオレエート(Span85)およびソルビタンモノラウレート、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。好ましい界面活性剤にはポリソルベート80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート)が含まれる。
ポリソルベート80の好ましい量(重量%)には、約0.001%、0.005%、または0.01%の最小値から約0.010%、0.015%、0.025%、または1.0%の最大値までが含まれる。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その組成物には約0.005%〜0.0015%のポリソルベート80、最も好ましくは0.01%のポリソルベート80が含まれる。
典型的な態様において、その免疫原性組成物にはトレハロースおよびホスフェート80が含まれる。別の典型的な態様において、その免疫原性組成物にはトリス緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。別の典型的な態様において、その免疫原性組成物にはヒスチジン緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。さらに別の典型的な態様において、その免疫原性組成物にはリン酸緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。
1つの典型的な態様において、その免疫原性組成物にはトレハロース、トリス緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。別の典型的な態様において、その免疫原性組成物にはトレハロース、ヒスチジン緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。さらに別の典型的な態様において、その免疫原性組成物にはトレハロース、リン酸緩衝剤およびポリソルベート80が含まれる。
本明細書で記述される組成物には、さらに石油、動物、植物、または合成由来の構成要素、例えば落花生油、大豆油、および/または鉱油が含まれていてよい。例には、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールのようなグリコール類が含まれる。
一部の態様において、その医薬組成物にはさらにホルムアルデヒドが含まれる。例えば、好ましい態様において、さらにホルムアルデヒドが含まれる医薬組成物は免疫原性組成物を有し、ここでその免疫原性組成物の変異体C.ディフィシル毒素はホルムアルデヒドが含まれる化学的架橋剤と接触させてある。その医薬組成物中に存在するホルムアルデヒドの量は、約0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.010%、0.013%、または0.015%の最小値から約0.020%、0.019%、0.018%、0.017%、0.016%、0.015%、0.014%、0.013%、0.012%、0.011%または0.010%の最大値まで様々であってよい。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。1態様において、その医薬組成物には約0.010%ホルムアルデヒドが含まれる。
一部の代わりの態様において、本明細書で記述される医薬組成物にはホルムアルデヒドが含まれない。例えば、好ましい態様において、ホルムアルデヒドが含まれない医薬組成物は免疫原性組成物を有し、ここでその変異体C.ディフィシル毒素の少なくとも1個のアミノ酸はEDCが含まれる薬剤により化学的に架橋されている。より好ましくは、そのような態様において、その変異体C.ディフィシル毒素はホルムアルデヒドが含まれる化学的架橋剤と接触させていない。別の典型的な態様において、凍結乾燥された形態である医薬組成物にはホルムアルデヒドは含まれない。
別の態様において、本明細書で記述される組成物には下記で記述されるようなアジュバントが含まれていてよい。好ましいアジュバントは、免疫原への内因性免疫応答を、その免疫応答の質的形態に影響を及ぼし得るその免疫原における立体構造変化を引き起こすことなく増強する。
典型的なアジュバントには、3−O−脱アシル化モノホスホリルリピドA(MPL(商標))(GB 2220211(GSK)参照);水酸化アルミニウムゲル、例えばAlhydrogel(商標)(Brenntag Biosector、デンマーク);アルミニウム塩類(例えば水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウム)が含まれ、それは免疫刺激剤、例えばMPLまたは3−DMP、QS−21、重合体性または単量体性アミノ酸、例えばポリグルタミン酸またはポリリシンと共に、またはそれらなしで用いることができる。
さらに別の典型的なアジュバントは、免疫刺激性オリゴヌクレオチド、例えばCpGオリゴヌクレオチド(例えば国際公開第1998/040100号、国際公開第2010/067262号を参照)、またはサポニンおよび免疫刺激性オリゴヌクレオチド、例えばCpGオリゴヌクレオチド(例えば国際公開第00/062800号を参照)である。好ましい態様において、そのアジュバントはCpGオリゴヌクレオチド、最も好ましくはCpGオリゴデオキシヌクレオチド(CpG ODN)である。好ましいCpG ODNは、B細胞を優先的に活性化するBクラスのCpG ODNである。本発明の側面において、そのCpG ODNは核酸配列5’ TT 3’(SEQ ID NO: 48)を有し、ここではホスホロチオエート結合を示す。この配列のCpG ODNはCpG 24555として知られており、それは国際公開第2010/067262号において記述されている。好ましい態様において、CpG 24555は水酸化アルミニウム塩、例えばAlhydrogelと一緒に用いられる。
さらなるクラスの典型的なアジュバントには、サポニンアジュバント類、例えばStimulon(商標)(QS−21、それはトリテルペングリコシドまたはサポニンである;Aquila、マサチューセッツ州フレーミングハム)またはそれから生成される粒子、例えばISCOM類(免疫刺激複合体)およびISCOMATRIX(登録商標)アジュバントが含まれる。従って、本発明の組成物は、ISCOM類、CTBを含有するISCOMS、リポソームの形態で送達されてよく、またはアクリレート類もしくはポリ(DL−ラクチド−コ−グリコシド)のような化合物中に封入されて吸着に適した大きさのマイクロスフィアを形成していてよい。典型的には、用語“ISCOM”は、グリコシド類、例えばトリテルペノイドサポニン類(特にQuil A)、および疎水性領域を含有する抗原の間で形成された免疫原性複合体を指す。好ましい態様において、そのアジュバントはISCOMATRIXアジュバントである。
他の典型的なアジュバントには、RC−529、GM−CSFおよび完全フロイントアジュバント(CFA)および不完全フロイントアジュバント(IFA)が含まれる。
さらに別のクラスの典型的なアジュバントは、N−グリコシルアミド類、N−グリコシル尿素類およびN−グリコシルカルバメート類が含まれる糖脂質類似体であり、そのそれぞれが糖残基においてアミノ酸で置換されている。
場合により、その医薬組成物には2種類以上の異なるアジュバントが含まれる。アジュバントの好ましい組み合わせには、例えば以下のアジュバントの少なくとも2種類が含まれるアジュバントのあらゆる組み合わせが含まれる:ミョウバン、MPL、QS−21、ISCOMATRIX、CpG、およびAlhydrogel。典型的なアジュバントの組み合わせには、CpGおよびAlhydrogelの組み合わせが含まれる。
あるいは、1態様において、その組成物はその哺乳類にアジュバントの非存在下で投与される。
本明細書で記述される組成物は、予防および/または療法的適用に関して、例えば非経口、局所、静脈内、粘膜、経口、皮下、動脈内、頭蓋内、髄腔内、腹腔内、鼻腔内、筋内、皮内、注入、直腸、および/または経皮経路のようなあらゆる投与経路により投与することができる。好ましい態様において、その組成物の投与経路は非経口投与であり、より好ましくは筋内投与である。典型的な筋内投与は腕または脚の筋肉において実施される。
本明細書で記述される組成物は、C.ディフィシル感染症の予防および/または処置において少なくとも部分的に有効である療法との組み合わせで投与することができる。例えば、本発明の組成物は、生物療法;生菌療法;便移植(stool implants);免疫療法(例えば静脈内免疫グロブリン);および/またはC.ディフィシル関連疾患(CDAD)の抗生物質処置に関するケアの受け入れられている標準、例えばメトロニダゾールおよびバンコマイシンの前に、それらと同時に、またはそれらの後に投与することができる。
毒素Aおよび毒素Bに関する本発明の組成物は、その哺乳類にあらゆる組み合わせで投与することができる。例えば、変異体C.ディフィシルTcdAが含まれる免疫原性組成物は、その哺乳類に、変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる免疫原性組成物の投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。逆に、変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる免疫原性組成物は、その哺乳類に、変異体C.ディフィシルTcdAが含まれる免疫原性組成物の投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。
別の態様において、抗毒素A抗体またはその結合断片が含まれる組成物は、その哺乳類に、抗毒素B抗体またはその結合断片が含まれる組成物の投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。逆に、抗毒素B抗体またはその結合断片が含まれる組成物は、その哺乳類に、抗毒素A抗体またはその結合断片が含まれる組成物の投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。
さらなる態様において、本発明の組成物は、その哺乳類に、薬学的に許容可能なキャリヤーの投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。例えば、アジュバントは変異体C.ディフィシル毒素が含まれる組成物の投与の前に、それと同時に、またはその後に投与することができる。従って、本発明の組成物および薬学的に許容可能なキャリヤーは同じバイアル中に包装することができ、またはそれらを別々のバイアル中に包装して使用前に混合することができる。その組成物は、1回量投与および/または多数回用量投与(multiple dose administration)のために配合することができる。
哺乳類においてC.ディフィシル感染を防御および/または処置する方法
1側面において、本発明は、哺乳類においてC.ディフィシル毒素に対する免疫応答を誘導する方法に関する。その方法には、有効量の本明細書で記述される組成物をその哺乳類に投与することが含まれる。例えば、その方法には、その哺乳類においてそれぞれのC.ディフィシル毒素に対する免疫応答を生じさせるために有効な量を投与することが含まれてよい。
典型的な態様において、本発明は、哺乳類においてC.ディフィシルTcdAに対する免疫応答を誘導する方法に関する。その方法には、有効量の変異体C.ディフィシルTcdAが含まれる免疫原性組成物をその哺乳類に投与することが含まれる。別の典型的な態様において、本発明は、哺乳類においてC.ディフィシルTcdBに対する免疫応答を誘導する方法に関する。その方法には、有効量の変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる免疫原性組成物をその哺乳類に投与することが含まれる。
さらなる態様において、その方法には、有効量の変異体C.ディフィシルTcdAが含まれる免疫原性組成物および有効量の変異体C.ディフィシルTcdBが含まれる免疫原性組成物をその哺乳類に投与することが含まれる。追加の側面において、本明細書で記述される組成物は、哺乳類において、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるために用いることができる。その方法には、有効量のその組成物をその哺乳類に投与することが含まれる。
感染の重症度に基づいて、C.ディフィシル感染により引き起こされる3種類の臨床症候群が認められている。最も重度の形態は偽膜性大腸炎(PMC)であり、それは大量の下痢、腹痛、疾患の全身的徴候、および結腸の特徴的な内視鏡的外観を特徴とする。
抗生物質関連大腸炎(AAC)も大量の下痢、腹痛および圧痛、全身的徴候(例えば発熱)、ならびに白血球増加を特徴とする。AACにおける腸管損傷はPMCにおける腸管損傷よりも重症度が低く、PMCにおける結腸の特徴的な内視鏡的外観は存在せず、死亡率は低い。
最後に、抗生物質関連下痢(AAD、それはC.ディフィシル関連下痢(CDAD)としても知られている)は比較的軽度な症候群であり、軽度〜中程度の下痢を特徴とし、(例えば腹痛および圧痛を特徴とするような)大きな腸の炎症および感染の全身的徴候(例えば発熱)の両方を欠いている。
これらの3種類の別個の症候群は、典型的には順に増大する頻度で起こる。すなわち、PMCは典型的にはAACより低い頻度で起こり、AADは典型的にはC.ディフィシル疾患の最も頻繁な臨床像である。
C.ディフィシル感染症の頻繁な厄介な問題は疾患の再発または再燃であり、それはC.ディフィシル疾患から回復した全ての患者の20%に至るまでにおいて起こる。再燃は臨床的にAAD、AAC、またはPMCとみなすことができる。一度再燃した患者は、再度再燃する可能性がより高い。
本明細書で用いられる際、C.ディフィシル感染症の状態には、例えば軽度、軽度〜中程度、中程度、および重度のC.ディフィシル感染症が含まれる。C.ディフィシル感染症の状態は、その感染症の症状の存在および/または重症度に依存して変動してよい。
C.ディフィシル感染症の症状には、例えば下痢;大腸炎;痙攣、発熱、便中の白血球、および大腸生検における炎症を伴う大腸炎;偽膜性大腸炎;低アルブミン血症;全身水腫;白血球増加;敗血症;腹痛;無症候性保菌;および/または合併症およびその感染症の発現の間に存在する中間的な病理学的表現型、ならびにそれらの組み合わせ等のような、生理的、生化学的、組織学的および/または行動学的症状が含まれ得る。従って、例えば、有効量の本明細書で記述される組成物の投与は、例えば、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、下痢;腹痛、痙攣、発熱、大腸生検における炎症、低アルブミン血症、全身水腫、白血球増加、敗血症、および/または無症候性保菌等を処置する、予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせることができる。
C.ディフィシル感染症の危険因子には、例えば以下の危険因子が含まれ得る:現在または近い将来の抗微生物薬(例えば正常な結腸微生物叢の崩壊を引き起こす抗生物質、例えばクリンダマイシン、セファロスポリン類、メトロニダゾール、バンコマイシン、フルオロキノロン類(レボフロキサシン、モキシフロキサシン、ガチフロキサシン、およびシプロフロキサシンが含まれる)、リネゾリド等が含まれる、嫌気性細菌に対する抗細菌スペクトルおよび/または活性を有するあらゆる抗微生物剤が含まれる)の使用;現在または近い将来の処方されたメトロニダゾールまたはバンコマイシンの退薬:現在または近い将来の健康管理施設(例えば病院、長期療養施設等)および健康管理従事者への入院(admission);現在または近い将来のプロトンポンプ阻害剤、H2拮抗薬、および/またはメトトレキセート、またはそれらの組み合わせによる処置;現在の胃腸疾患、例えば炎症性腸疾患、またはその危険性;その哺乳類に対する過去、現在または近い将来の胃腸手術または胃腸手技;過去または現在のC.ディフィシル感染症および/またはCDADの再発、例えばC.ディフィシル感染症および/またはCDADを一度または一度より多く有したことがある患者;ならびに少なくとも約65歳以上の年齢のヒト。
本明細書で記述される方法において、その哺乳類は例えばマウス、ハムスター、霊長類、およびヒトのようなあらゆる哺乳類であってよい。好ましい態様において、その哺乳類はヒトである。本発明によれば、そのヒトにはC.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を示したことがある人;現在C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を示している人;ならびにC.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症の危険にさらされている人が含まれてよい。
C.ディフィシル感染の症状を示したことがある人の例には、上記で記述した症状を示したことがある、または示している人;C.ディフィシル感染症および/またはC.ディフィシル関連疾患(CDAD)を有したことがある、または有している人;ならびにC.ディフィシル感染症および/またはCDADの再発を有する人が含まれる。
C.ディフィシル感染の危険にさらされている患者の例には、以下の人が含まれる:計画された抗微生物薬の使用の危険にさらされている、または現在それを経験している人;処方されたメトロニダゾールまたはバンコマイシンの退薬の危険にさらされている、または現在それを経験している人;計画された健康管理施設(例えば病院、長期療養施設等)および健康管理従事者への入院の危険にさらされている、または現在それを経験している人;および/または計画されたプロトンポンプ阻害剤、H2拮抗薬、および/またはメトトレキセート、またはそれらの組み合わせによる処置の危険にさらされている、または現在それを受けている人;胃腸疾患、例えば炎症性腸疾患を有したことがある、または経験している人;胃腸手術または胃腸手技を受けたことがある、または受けている人;ならびにC.ディフィシル感染症および/またはCDADの再発を有したことがある、または有している人、例えばC.ディフィシル感染症および/またはCDADを一度、または一度より多く有したことがある患者;約65歳以上である人。そのような危険にさらされている患者は現在C.ディフィシル感染症の症状を示している可能性があり、または示していない可能性もある。
無症候性の患者において、予防および/または処置はあらゆる年齢において(例えば約10、20、または30歳において)開始することができる。しかし、1態様において、患者が少なくとも約45、55、65、75、または85歳に達するまでは処置を開始する必要はない。例えば、本明細書で記述される組成物は、50〜85歳の無症候性のヒトに投与されてよい。
1態様において、哺乳類においてC.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせる方法には、有効量の本明細書で記述される組成物をそれを必要とする哺乳類、C.ディフィシル感染症の危険にさらされている哺乳類、および/またはC.ディフィシル感染症にかかりやすい哺乳類に投与することが含まれる。有効量には、例えば、哺乳類において、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるのに十分な量が含まれる。有効量の本明細書で記述される組成物の投与は、例えば下痢;腹痛、痙攣、発熱、大腸生検における炎症、低アルブミン血症、全身水腫、白血球増加、敗血症、および/または無症候性保菌等を予防する、それらの危険性を低下させる、それらの重症度を低下させる、それらの発生率を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせることができる。好ましい態様において、その方法には有効量の本明細書で記述される免疫原性組成物をそれを必要とする哺乳類、C.ディフィシル感染症の危険にさらされている哺乳類、および/またはC.ディフィシル感染症にかかりやすい哺乳類に投与することが含まれる。
追加の態様において、哺乳類においてC.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、それらの重症度を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせる方法には、有効量の本明細書で記述される組成物をC.ディフィシル感染症の疑いがある、または現在それを患っている哺乳類に投与することが含まれる。有効量には、例えば、哺乳類において、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、C.ディフィシル感染症、C.ディフィシル関連疾患、症候群、病気、症状、および/またはそれらの合併症を処置する、それらの重症度を低下させる、および/またはそれらの発症を遅らせるのに十分な量が含まれる。
有効量のその組成物の投与は、その対象においてC.ディフィシル感染の少なくとも1種類の徴候または症状、例えば下記で記述される徴候または症状を改善することができる。有効量の本明細書で記述される組成物の投与は、例えば、その組成物を投与されなかった哺乳類と比較して、下痢の重症度を低下させる、および/または発生率を低下させる;腹痛、痙攣、発熱、大腸生検における炎症、低アルブミン血症、全身水腫、白血球増加、敗血症、および/または無症候性保菌等の重症度を低下させる、および/または発生率を低下させることができる。場合により、感染症の症状、徴候、および/または危険因子の存在は、処置を開始する前に決定される。好ましい態様において、その方法には有効量の本明細書で記述される抗体および/またはその結合断片をC.ディフィシル感染症の疑いがある、または現在それを患っている哺乳類に投与することが含まれる。
従って、その組成物の有効量は、本発明の方法において所望の作用(例えば予防的および/または療法的作用)を達成するのに十分な量を指す。例えば、投与に関する免疫原の量は、注射あたり約1μg、5μg、25μg、50μg、75μg、100μg、200μg、500μg、または1mgの最小値から約2mg、1mg、500μg、200μgの最大値まで様々であってよい。あらゆる最小値をあらゆる最大値と組み合わせて適切な範囲を定めることができる。典型的には、免疫原あたり約10、20、50または100μgがそれぞれのヒトへの注射に関して用いられる。
対象に投与される本発明の組成物の量は、その感染症のタイプおよび重症度に、および/またはその人の特徴、例えば全身の健康状態、年齢、性別、体重および薬物への耐性に依存してよい。それは疾患の程度、重症度、およびタイプにも依存してよい。有効量はまた、投与経路、標的部位、その患者の生理状態、その患者の年齢、その患者がヒトか動物か、施された他の療法、および処置が予防的か療法的かのような要因に応じて異なってよい。当業者は、これらおよび他の要因に応じて適切な量を決定することができるであろう。
有効量には、本明細書における方法での使用に関して1回有効用量(one effective dose)または(例えば2、3、4回用量、またはより多くの用量のような)多数回有効用量(multiple effective doses)が含まれてよい。有効投与量は、安全性および有効性を最適化するように用量設定される必要がある可能性がある。
予防的および/または療法的使用を成し遂げるために適切な投与の量および頻度の組み合わせは、予防的に、または療法的に有効な計画と定義される。予防および/または療法計画において、その組成物は典型的には十分な免疫応答が達成されるまで1回より多くの投与量で投与される。典型的には、その免疫応答を監視し、その免疫応答が衰え始めたら反復投与量を与える。
その組成物は、ある期間にわたって多数回の投与量で投与することができる。処置は、その療法剤(例えば変異体C.ディフィシル毒素が含まれる免疫原性組成物)に対する抗体または活性化されたT細胞もしくはB細胞応答をアッセイすることにより時間にわたって監視することができる。その応答が減少した場合、それは追加免疫投与量が必要であることを示している。
実施例1:毒素陰性C.ディフィシル株の同定
毒素(AおよびB)遺伝子および毒素発現を欠くC.ディフィシル株を同定するため、13のC.ディフィシル株を試験した。13のC.ディフィシル株の培養液を、毒素Aに関するELISAにより試験した。7つの株は毒素Aを発現していた:C.ディフィシル14797−2、C.ディフィシル630、C.ディフィシルBDMS、C.ディフィシルW1194、C.ディフィシル870、C.ディフィシル1253、およびC.ディフィシル2149。図3参照。
6つの株は毒素Aを発現しておらず、病原性遺伝子座全体を欠いていた:C.ディフィシル1351(ATCC 43593(商標))、C.ディフィシル3232(ATCC BAA−1801(商標))、C.ディフィシル7322(ATCC 43601(商標))、C.ディフィシル5036(ATCC 43603(商標))、C.ディフィシル4811(4 ATCC 3602(商標))、およびC.ディフィシルVPI 11186(ATCC 700057(商標))。VPI 11186を、接合によるプラスミドDNAの取り込みに対するその有効性に基づいて選択した。
その同じ13の株を、その病原性遺伝子座(PaLoc; Braun et al., Gene. 1996 Nov 28;181(1-2):29-38.)の外側のプライマーを用いる多重PCRアッセイで試験した。そのPCRの結果は、ELISAによる6つの毒素A陰性株からのDNAはPaLocからのいずれの遺伝子(tcdA〜tcdE)も増幅しないことを示した。PaLocに隣接する配列(cdd3およびcdu2)は存在していた(データは示していない)。
実施例2:C.ディフィシルVPI 11186における芽胞形成経路の不活性化
C.ディフィシル産生株(production strain)の芽胞形成機能のノックアウトは、安全な製造環境における大規模発酵を容易にする。非芽胞形成性C.ディフィシル株を作り出すためにClosTronシステムを用いた。Heap et al., J Microbiol Methods. 2009 Jul;78(1):79-85を参照。ClosTronシステムは、部位特異的な挿入によるspo0A1クロストリジウム遺伝子の不活性化のためにグループIIイントロンを用いて標的化された遺伝子不活性化を可能にする。その毒素マイナス産生株VPI 11186に対してそのClosTron技術による芽胞形成不活性化を施した。エリスロマイシン耐性変異体を選択し、挿入カセットの存在をPCRにより確かめた(示していない)。2個の独立したクローンが芽胞を形成できないことを確かめた。
実施例3:細胞毒性機能を不活性化するための毒素AおよびB遺伝子の遺伝子改変
株630Δのゲノム配列に基づく完全長変異体毒素AおよびBのオープンリーディングフレーム(ORF)を、Blue Heron Biotechでのカスタム合成のために設計した。例えばSEQ ID NO:9〜14を参照。細胞毒性の原因であるグルコシルトランスフェラーゼ活性に関する活性部位を、2個の対立遺伝子置換:毒素Aに関してD285A/D287A(SEQ ID NO:3参照)、および毒素Bに関してD286A/D288A(SEQ ID NO:5参照)により変化させた。2つのヌクレオチドを、それぞれのアスパラギン酸(D)コドンにおいて変異させてアラニン(A)に関するコドンを作り出した。例えばSEQ ID NO:9〜14を参照。加えて、システイン残基を欠く変異体毒素を発現する一対のベクターを、Blue Heron Biotechでのカスタム合成後に構築した。変異体毒素Aからの7個のシステイン残基および変異体毒素Bからの9個のシステイン残基をアラニンで置き換えた。その置換には、AおよびB毒素の自己触媒的プロテアーゼの触媒的システインが含まれる。また、ベクター構築に関して用いられる制限酵素部位を削除するために必要である場合、サイレント変異を導入した。
実施例4:pMTL84121fdx発現ベクター
C.ディフィシル変異体毒素抗原発現のために用いられたプラスミドシャトルベクターは、Minton研究室により開発されたpMTL8000シリーズモジュラーシステムから選択された(Heap et al., J Microbiol Methods. 2009 Jul;78(1):79-85を参照)。選択されたベクターpMTL84121fdxは、C.ディフィシルプラスミドpCD6 Gram+レプリコン、catP(クロラムフェニコール/チアンフェニコール)選択用マーカー、p15a Gram−レプリコンおよびtra機能、ならびにC.スポロゲネス(C.sporogenes)フェレドキシンプロモーター(fdx)および遠位の(distal)マルチクローニングサイト(MCS)を含有する。実験によるデータは、低コピー数のp15aレプリコンは代替案であるColE1よりも大腸菌中での大きな安定性を与えることを示唆した。fdxプロモーターは、それがCATレポーターコンストラクト(例えばtcdA、tcdB;または異種のtetRまたはxylR)を用いた実験において試験された他のプロモーターよりも高い発現をもたらしたために選択された(データは示していない)。
実施例5:改変された毒素ORFのpMTL84121fdx中へのクローニング
株630Δのゲノム配列に基づく完全長変異体毒素AおよびBのオープンリーディングフレーム(ORF)を、pMTL84121fdxベクターのマルチクローニングNdeIおよびBglII部位を用いて、標準的な分子生物学の技法を用いてサブクローニングした。クローニングを容易にするため、そのORFに開始コドンを含有する近位のNdeI部位およびその停止コドンのすぐ下流のBglII部位を隣接させた。
実施例6:三重変異体を作り出すためのTcdAの部位特異的変異誘発
自己触媒的プロテアーゼドメインの触媒的システイン残基を、SEQ ID NO:3および5、すなわち“二重変異体”のそれぞれにおいて置換した(すなわち、TcdAに関してC700AおよびTcdBに関してC698A)。変異体毒素Aの変異誘発に関して、TcdA D285A/D287A発現プラスミドからの2.48kbのNdeI−HindIII断片をpUC19(同じもので切断した)中にサブクローニングし、この鋳型に対して部位特異的変異誘発を実施した。一度その新しい対立遺伝子をDNA配列分析により確認し、その改変されたNdeI−HindIII断片を発現ベクターpMTL84121fdx中に再導入して“三重変異体”、すなわちSEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6を作り出した。
実施例7:三重変異体を作り出すためのTcdBの部位特異的変異誘発
変異体毒素Bの変異誘発のため、変異体毒素Bプラスミドからの3.29kbのNdeI−EcoNI断片を改変して再導入した。EcoNI部位は入手可能なクローニングベクター中に存在しないため、わずかに大きい3.5kbのNdeI−EcoRV断片をpUC19(NdeI−SmaIにより調製された)中にサブクローニングした。変異誘発後、その改変された内部の3.3kbのNdeI−EcoNI断片を切り出し、それを用いて対応する変異体毒素B発現ベクターpMTL84121fdxの断片を置き換えた。この方向の(directional)計画のクローニング効率は極めて低いことが分かったため、1.5kbのDraIIIの置き換えを含む、C698A対立遺伝子を導入するための代替計画を並行して試みた。両方の計画が独立して所望の組み換え体をもたらした。
実施例8:部位特異的変異誘発による追加の変異体毒素変種の作製
少なくとも12の異なるC.ディフィシル変異体毒素変種を構築した。対立遺伝子置換をN末端の変異体毒素遺伝子断片中に部位特異的変異誘発(Quickchange(登録商標)キット)により導入した。生物学的活性において野生型C.ディフィシル株から精製された天然の毒素に対して定量的に均等なタンパク質を生成するこのプラスミドに基づく系の能力を評価するための参照対照としての組み換え毒素も設計した。この場合、本来のグルコシルトランスフェラーゼの置換を元に戻すように対立遺伝子置換を導入した。加えて、一対のシステインを含まない変異体毒素ベクターを、Blue Heron Biotechでのカスタム合成後に構築した。
その12の毒素の変種には、(1)D285A/D287A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素A(SEQ ID NO:3);(2)D286A/D288A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素B(SEQ ID NO:5);(3)D285A/D287A、C700A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素A(SEQ ID NO:4);(4)D286A/D288A、C698A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素B(SEQ ID NO:6);(5)SEQ ID NO:1を有する組み換え毒素A;(6)SEQ ID NO:2を有する組み換え毒素B;(7)C700A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素A;(8)C698A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素B;(9)C700A、C597S、C1169S、C1407S、C1623S、C2023S、およびC2236S変異を有する変異体C.ディフィシル毒素A;(10)C698A、C395S、C595S、C824S、C870S、C1167S、C1625S、C1687S、およびC2232S変異を有する変異体C.ディフィシル毒素B;(11)D285A、D287A、C700A、D269A、R272A、E460A、およびR462A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素A(SEQ ID NO:7);ならびに(12)D270A、R273A、D286A、D288A、D461A、K463A、およびC698A変異を有する変異体C.ディフィシル毒素B(SEQ ID NO:8)が含まれる。
実施例9:形質転換体の安定性
一般的に用いられるDH5α大腸菌研究室株を用いると、再編成されたプラスミドが得られた。対照的に、Invitrogen Stbl2(商標)大腸菌宿主を用いた形質転換は、LBクロラムフェニコール(25μg/ml)プレート上での30℃における3日間の増殖の後、増殖の遅い完全長変異体毒素組み換え体をもたらした。関連するStbl3(商標)およびStbl4(商標)大腸菌株を用いるとより低いクローニング効率が得られたが、これらの系統はプラスミドの維持に関して安定であることが分かった。続いて形質転換体を寒天において、または液体培養中で、クロラムフェニコール選択下で30℃において増殖させた。(Millerの)LB培地は動物由来物質を含まないトリプトン−大豆に基づく培地と比較して形質転換体の回収率および増殖を向上させることも分かった。
実施例10:C.ディフィシルの野生型または遺伝子変異体毒素遺伝子をコードするpMTL84121fdxによる形質転換
C.ディフィシルの大腸菌接合伝達による形質転換を、本質的にHeap et al., Journal of Microbiological Methods, 2009. 78(1): p. 79-85において記述されているように行った。大腸菌宿主CA434を、野生型または様々な変異体毒素遺伝子をコードするpMTL84121fdxを用いて形質転換した。大腸菌宿主CA434は、発現プラスミドをC.ディフィシル産生株VPI 11186 spo0A1中に移動させるための中間体である。CA434は大腸菌HB101の派生株である。この株はTra+ Mob+ R702接合性プラスミドを有し、それはKm、Tc、Su、Sm/Spe、およびHg(Tn1831による)に対する耐性を与える。化学的コンピテントまたはエレクトロコンピテント細胞CA434細胞を調製し、発現ベクター形質転換体をMillerのLB CAMプレート上で30℃において選択した。3日後に見えてくる増殖の遅いコロニーを選んで3mL LBクロラムフェニコール培養において対数期中期まで増殖させた(30℃において約24時間、225rpm、オービタルシェーカー)。壊れた線毛を避けるために大腸菌培養物を低速(5,000g)遠心分離により回収し、細胞のペレットを1mL PBS中で大孔径のホールピペットを用いて穏やかに再懸濁した。細胞を低速遠心分離により濃縮した。逆さにしてPBSの大部分を除去し、排水した(drained)ペレットを嫌気室中に移して0.2mLのC.ディフィシル培養物と共に再懸濁し、BHIS寒天プレート上にスポットし、8時間または一夜増殖させた。変異体毒素A形質転換体の場合、一夜の接合でよりよい結果が達成された。細胞のパッチを0.5mLのPBS中にかき集め、0.1mLを大腸菌供与細胞を殺すために15μg/mLチアンフェニコール(クロラムフェニコールのより強力な類似体)およびD−サイクロセリン/セホキシチンを補ったBHIS選択培地上に蒔いた。16〜24時間後に見えてきた形質転換体を、新しい(補助物質を加えた)BHISプレート上に再度画線することにより純化し、その後の培養物を組み換え毒素または変異体毒素の発現に関して試験した。優れた発現を示しているクローンからグリセロールパーマネント(Glycerol permanents)およびシードストック(seed stocks)を調製した。また、2mLの培養液からプラスミドのミニプレップを、細胞をリゾチームにより前処理する(必須ではない)改変されたQiagenキットの手順を用いて調製した。そのC.ディフィシルミニプレップDNAを、クローンの完全性を確かめるためのPCR配列決定のための鋳型として用いた。あるいは、プラスミドミニプレップDNAを大腸菌Stbl2(商標)形質転換体から調製し、配列決定した。
実施例11:毒素AおよびBの三重変異体(それぞれSEQ ID NO:4および6)および七重B変異体(SEQ ID NO:8)のC.ディフィシル発現分析
形質転換体を2mL培養(型にはまった分析のため)で、または通気穴に蓋をしたフラスコ中(時間経過実験のため)でのどちらかで増殖させた。試料(2mL)を短時間遠心分離(10,000rpm、30秒間)して細胞を濃縮し:上清をデカントして10倍濃縮し(Amicon−ultra 30k);ペレットを排水して−80℃で凍結させた。細胞のペレットを氷上で解かし、1mLの溶解緩衝液(トリス−HCl pH7.5;1mM EDTA、15%グリセロール)中で再懸濁し、超音波処理(微小チップを用いた1×20秒のバースト(burst))した。その溶解物を4℃で遠心分離し、上清を5倍濃縮した。上清および溶解物の試料を試料緩衝液と合わせて熱処理(10分間、80℃)した後、2通りの(duplicate)3〜8%トリス−酢酸SDS−PAGEゲル(Invitrogen)上に装填した(loading)。1枚のゲルをクーマシーで染色し、2枚目のゲルをウェスタン分析のためにエレクトロブロットした。毒素A特異的および毒素B特異的ウサギ抗血清(Fitgerald;Biodesign)を用いて変異体毒素AおよびBの変種を検出した。七重変異体毒素B(SEQ ID NO:8)の発現も、ウェスタンブロットハイブリダイゼーションにより確認した。
実施例12:変異体毒素のグルコシルトランスフェラーゼ活性の抑止
遺伝子二重変異体(DM)毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:3および5)および三重変異体(TM)毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)は、UDP−14C−グルコース[30μM]、50mM HEPES、pH7.2、100mM KCl、4mM MgCl、2mM MnCl、1mM DTT、および0.1μg/μL BSAの存在下でのインビトログルコシル化アッセイにおいて、14C−グルコースを10μgのRhoA、Rac1およびCdc42 GTPアーゼに移さなかった。しかし、野生型AおよびB毒素対照(それぞれSEQ ID NO:1および2を有する)は、それぞれ10および1ngの低い用量(およびより低い用量、データは示していない)において(図4Aおよび4B)、100μgの変異体毒素の存在下においてさえも(図4B)、14C−グルコースをGTPアーゼに効率的に移し、これはそれぞれの野生型毒素と比較して少なくとも100,000倍の低減を示している。類似の結果がCdc42 GTPアーゼに関して検出された(データは示していない)。
具体的には、図4Bにおいて、野生型毒素Aおよび毒素B(1ng)または三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素B(100μg)をUDP−14C−グルコースの存在下でRhoA GTPアーゼと共に30℃で2時間保温した。説明したように、1ngの野生型TcdAおよびTcdBは14C−グルコースをRhoAに移したが、100μgの三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素Bは移さなかった。1ngの野生型TcdAまたはTcdBをそれぞれ100μgの三重変異体毒素Aまたは三重変異体毒素Bによる反応中に添加した場合、RhoAのグルコシル化が検出され、これはグルコシル化阻害剤がないことを示している。グルコシル化活性に関する検出の感度は、100μgの変異体毒素のバックグラウンド中の1ngの野生型毒素(1:100,000の比率)であることが確かめられた。その結果は、三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素B中のグルコシルトランスフェラーゼの活性部位における変異があらゆる測定可能なグルコシルトランスフェラーゼ活性を低減した(それぞれの野生型毒素の活性と比較して100,000倍低い活性よりも低い)ことを示している。グルコシル化されたGTPアーゼのTCA沈殿によりグルコシルトランスフェラーゼ活性を定量化するための類似のアッセイも開発した。
実施例13:自己触媒的システインプロテアーゼ活性の抑止
自己触媒的切断の機能は、三重遺伝子変異体AおよびB(TM)(それぞれSEQ ID NO:4および6)において、そのシステインプロテアーゼ切断部位を変異させた場合、抑止された。図5において図説されているように、野生型(wt)毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:3および5)はイノシトール−6−リン酸の存在下で切断される。二重変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:3および5)も、野生型に関する切断と同様に、イノシトール−6−リン酸の存在下で切断される(データは示していない)。毒素A(SEQ ID NO:3)は308kDaから245および60kDaの2個の断片へと切断される。毒素B(SEQ ID NO:5)は270kDaから207および63kDaの2個の断片へと切断される。三重変異体毒素AおよびB(TM)(それぞれSEQ ID NO:4および6)は、イノシトール−6−リン酸の存在下においてさえも、それぞれ308および207kDaにおいて影響を受けないままである。図5参照。従って、そのシステインプロテアーゼ活性は遺伝子改変により不活性化された。
より具体的には、図5において、1μgの三重変異体Aおよび三重変異体Bを、List Biologicalsからの野生型TcdAおよびTcdBと並行して室温(21±5℃)で90分間保温した。その切断反応は、20μLの量で、トリス−HCl、pH7.5、2mM DTT中で、イノシトール−6−リン酸(TcdAに関して10mMおよびTcdBに関して0.1mM)の存在下または非存在下で実施された。次いで全反応量を3〜8%SDS/PAGE上に装填し;タンパク質のバンドを銀染色により可視化した。説明したように、wtTcdAおよびTcdBはイノシトール−6−リン酸の存在下で切断されてそれぞれ245kDおよび60kDならびに207kDおよび63kDの2個のタンパク質のバンドになった。三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素Bは切断されず、従って三重変異体毒素AにおけるC700A変異および三重変異体毒素BにおけるC698A変異は切断を妨げることが確認された。
実施例14:三重変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の残存する細胞毒性
その遺伝子変異体毒素を、ヒト二倍体肺線維芽細胞株であるIMR90細胞におけるインビトロ細胞毒性アッセイによりそれらの細胞毒性に関して評価した。これらの細胞は毒素AおよびBの両方に対して感受性である。代わりの好ましい態様として、ミドリザル(Cercopithecus aethiops)からのベロ正常腎臓細胞を、それらは毒素AおよびBに対する適度な感受性を有することが観察されたため、その細胞毒性アッセイにおいて用いることができる。好ましくは、HT−29ヒト結腸直腸腺癌細胞は、それらはその毒素に対してベロおよびIMR90細胞株と比較して著しく減少した感受性を示したため、その細胞毒性アッセイにおいて用いられない。例えば下記の表6を参照。
系列希釈した遺伝子変異体毒素またはwt毒素の試料を、96ウェル組織培養プレート中で増殖した細胞単層に添加した。37℃で72時間保温した後、そのプレートを、相対発光単位(RLU)として表される発光を生じる、ルシフェラーゼに基づくCellTiterGlo(登録商標)試薬(Promega、ウィスコンシン州マディソン)の添加により細胞のATPレベルを測定することにより、代謝的に活性な細胞に関して評価した。高いRLUはその細胞が生存可能であることを示し、低いRLUはその細胞が代謝的に活性ではなく瀕死であることを示す。EC50として表される細胞毒性のレベルは、細胞培養対照におけるレベルと比較してRLUにおける50%の低減を引き出すwt毒素または遺伝子変異体毒素の量として定義される(このアッセイの詳細を下記で提供する)。図6、表7A、および表8Aにおいて示されるように、TcdAおよびTcdBのEC50値はそれぞれ約0.92ng/mLおよび0.009ng/mLであった。三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素BのEC50値はそれぞれ約8600ng/mLおよび74ng/mLであった。wt毒素と比較した細胞毒性におけるおおよそ10,000倍の低減にも関わらず、両方の遺伝子変異体毒素はなお細胞毒性の低い残存レベルを示した。この残存する細胞毒性は中和性抗毒素モノクローナル抗体により遮断することができ、これは、それはその三重変異体毒素に特異的であるがそのwt毒素の既知の酵素活性(グルコシル化または自己タンパク質分解)にはおそらく関連していないことを示している。
両方のwt毒素は強力なインビトロでの細胞毒性を示し、少量のその毒素は哺乳類細胞に対して例えば細胞の円形化(細胞変性作用またはCPE)および(ATPレベルにより測定されるような)代謝活性の欠如のような様々な作用を引き起こすのに十分である。従って、その変異体毒素原薬(drug substances)中に残存する細胞毒性が残っていないことを確かめるために、2種類のインビトロアッセイ(CPEまたは細胞円形化アッセイおよびATPアッセイ)が開発された。その結果はEC50として表され、それは1)その細胞の50%のCPEの発現、または2)相対光単位として測定されるようなATPレベルにおける50%の低減を引き起こす毒素または変異体毒素の量である。
CPEアッセイにおいて、試料または原薬を系列希釈し、IMR90細胞と共に保温し、それを可能性のある細胞変性作用に関して観察する。そのCPEアッセイは、0(正常な細胞)〜4(約100%の細胞が円形化している)の尺度上で採点され、2の点数(約50%の細胞が円形化している)がその試験試料のEC50値として定義される。この方法は1000μg/mLの濃度での変異体毒素原薬の試験のために用いられ、それはこのアッセイにおいてマトリックス干渉(matrix interference)なしで試験することができる最大許容可能濃度である。従って、検出可能な細胞毒性がない場合はEC50>1000μg/mLとして報告される。
ATPアッセイはATPから生成される発光シグナルの量の測定に基づき、それは代謝的に活性な細胞の数に比例する。このアッセイにおいてアッセイ干渉なしで試験することができる最大許容可能濃度は、約200μg/mLである。従って、このアッセイにおいて検出可能な細胞毒性がない場合はEC50>200μg/mLとして報告される。
異なる濃度の変異体毒素AおよびBを、毒素対照と並行して細胞に添加した。そのアッセイのエンドポイントは、CellTiter−Glo(登録商標)(Promega)を用いる細胞ATPレベルにより決定される細胞生存度であった。発光の程度はATPレベルまたは生存可能な細胞の数に比例している。
野生型(wt)毒素Aのインビトロ細胞毒性(EC50)は920pg/mLであり、毒素Bに関しては9pg/mLであった。変異体毒素A(SEQ ID NO:4)のインビトロ細胞毒性(EC50)は8600ng/mLであり、変異体毒素B(SEQ ID NO:6)に関しては74ng/mLであった。これらの値はそれぞれ9348および8222倍の低減を表しているが、両方の変異体毒素において残存する細胞毒性が検出された。
言い換えると、三重変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の細胞毒性はIMR−90細胞におけるインビトロ細胞毒性アッセイにおいてwt毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:1および2)と比較して著しく低減した。図6において図説されるように、両方の三重変異体毒素はwt毒素と比較して細胞毒性における著しい低減(10倍)を示したが、両方の三重変異体毒素のより高い濃度において残存する細胞毒性が観察された。
さらに、それぞれの三重変異体毒素の残存する細胞毒性は、その毒素に特異的な抗体により完全に中和することができた(例えば、野生型毒素の毒性と比較して、毒性における少なくとも6〜8log10の低減)。下記の実施例16を参照。
細胞培養アッセイは、細胞毒性の検出に関してインビボの動物モデルよりも高感度である。マウス致死負荷モデルにおいて腹腔内または静脈内経路のどちらかにより送達された際、wtTcdAはマウスあたり約50ngのLD50を有し、一方でwtTcdBはより強力でマウスあたり約5ngのLD50を有する。対照的に、上記で記述された細胞培養に基づくインビトロアッセイは、wtTcdAに関してウェルあたり100pgおよびwtTcdBに関してウェルあたり2pgのEC50値を有する。
実施例15:遺伝子七重変異体毒素B(SEQ ID NO:8)の残存する細胞毒性
図7で図説されるように、EC50値は三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)(20.78ng/mL)および七重変異体毒素B(SEQ ID NO:8)(35.9ng/mL)変異体に関して類似しており、これはそのグルコシルトランスフェラーゼ活性部位およびGTPアーゼ基質結合部位をさらに改変するための4個の追加の変異はその遺伝子変異体毒素の細胞毒性をそれ以上低減しなかったことを示している。そのEC50値は、二重変異体毒素B(SEQ ID NO:5)に関しても三重および七重変異体毒素に関するEC50値と類似していた(データは示していない)。この観察は、その変異体毒素の細胞毒性に関する機序は驚くべきことにグルコシルトランスフェラーゼおよび基質認識機序と無関係であることを示唆している。
実施例16:三重変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の残存する細胞毒性
その残存する細胞毒性の性質をさらに評価するため、その変異体毒素(SEQ ID NO:4および6)をそれらのそれぞれの中和抗体と混合して保温した後、その混合物をIMR90細胞の単層に添加した。
その結果(図8)は、変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の残存する細胞毒性は変異体毒素A(上のパネル、図8)および変異体毒素B(下のパネル、図8)に特異的な中和抗体を用いて完全に抑止され得ることを示した。増大する濃度の変異体毒素A(上のパネル)およびB(下のパネル)を、ウサギ抗毒素ポリクローナル(pAb、1:10希釈)またはマウスモノクローナル抗体(3.0mg IgG/mLを含有するストックから1:50希釈)と共に保温した後、IMR90細胞に添加した。IMR90細胞との37℃における72時間の処理(保温)後、CellTiter−Glo(登録商標)基質を添加し、相対光単位(RLU)を分光光度計においてATPレベルを測定するための発光プログラムを用いて測定した。ATPレベルがより低いほど、毒性がより高い。対照にはそれらの対応するEC50値の4倍で添加されたTcdAおよびTcdBが含まれていた。
公開された報告は、その毒素のグルコシルトランスフェラーゼまたは自己触媒的プロテアーゼドメインにおける変異は結果としてその毒性の完全な不活性化をもたらすことを示唆している。しかし、我々のデータはこれらの公開された報告とは一致せず、これは公開された報告における粗製の培養物の溶解物に対して我々の研究で試験された高度に精製された変異体毒素の増大した濃度;12時間未満でなされた観察に対して変異体毒素で処理した細胞の細胞円形化が観察された時点の増大(例えば24時間、48時間、72時間、または96時間);公開された報告で開示された細胞毒性アッセイにおけるHT−29ヒト結腸直腸腺癌細胞に対して、本細胞毒性アッセイにおける毒素に対して著しく高い感受性を示す細胞株の使用;および/またはその変異体毒素の残存する毒性を駆動している可能性のあるグルコシル化以外の未知の活性もしくはプロセスに起因する可能性がある。
実施例17:遺伝子変異体毒素の細胞毒性の新規の機序
遺伝子変異体毒素の残存する細胞毒性の機序を調べるため、IMR−90細胞をwt毒素B(SEQ ID NO:2)または遺伝子変異体毒素B(SEQ ID NO:6)で処理し、Rac1 GTPアーゼのグルコシル化を処理の時間で試験した。試料を24時間から96時間までにおいて収集し、細胞抽出物を調製した。グルコシル化されたRac1をグルコシル化されていないRac1から、Rac1に対する2種類の抗体を用いたウェスタンブロットにより識別する。一方の抗体はRac1の両方の形態を認識し(23A8)、他方(102)はグルコシル化されていないRac1のみを認識する。図22で図説されるように、毒素Bに関して、総Rac1レベルは時間が経過しても変化しないままであり、Rac1の大部分はグルコシル化されていた。一方で遺伝子変異体毒素B(SEQ ID NO:6)を用いた処理は結果として総Rac1の有意な低減をもたらしたが、そのRac1は全ての時点においてグルコシル化されていなかった。これは、Rac1レベルは遺伝子変異体毒素を用いた処理により負の影響を受けるが、wt毒素によっては影響を受けないことを示している。図22で図説されるように、アクチンのレベルは示した時点において毒素および遺伝子変異体毒素Bで処理した細胞において類似しており、モック処理した細胞と類似していた。これは、その遺伝子変異体毒素は野生型毒素に駆動されるグルコシル化経路とは異なる機序により細胞毒性を発揮することを示した。
実施例18:遺伝子変異体毒素の化学的処理
細胞毒性活性において4logの低減を示した遺伝学的に改変された変異体毒素は好ましいが、細胞毒性におけるさらなる低減(2〜4log)が考えられた。2つの化学的不活性化計画が評価されてきた。
第1の方法は、その変異体毒素を不活性化するためにホルムアルデヒドおよびグリシンを用いる。ホルムアルデヒドでの不活性化は、ホルムアルデヒドおよびそのタンパク質上の第1級アミンの間でシッフ塩基(イミン)を形成することにより起こる。次いでそのシッフ塩基はいくつかのアミノ酸残基(Arg、His、Trp、Tyr、Gln、Asn)と反応して分子内架橋または分子間架橋のどちらかを形成することができる。この架橋はそのタンパク質の構造を固定させてそれを不活性にする。加えて、ホルムアルデヒドはグリシンと反応してシッフ塩基を形成することができる。次いでそのグリシルシッフ塩基はアミノ酸残基と反応して分子間タンパク質−グリシン架橋を形成することができる。ホルムアルデヒドは、その遺伝子変異体毒素の細胞毒性活性を検出可能な限界より下まで低減した(細胞毒性における低減は、三重変異体B(SEQ ID NO:6)に関して8log10より大きく、三重変異体A(SEQ ID NO:4)に関して6log10より大きい)。しかし、そのホルムアルデヒドで不活性化された(FI)三重変異体毒素を25℃で保温した際に、時間の経過に伴い復帰が観察された。その細胞毒性の復帰は、低量のホルムアルデヒド(0.01〜0.02%)をFI−三重変異体毒素の保管溶液中に添加することにより防ぐことができる。実施例23参照。
別の方法は、不活性化された変異体毒素を生成するために1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)/N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)処理を用いる。この方法において、EDC/NHSはタンパク質上のカルボキシル基と反応して活性化されたエステルを形成する。次いでその活性化されたエステルはそのタンパク質上の第1級アミンと反応して安定なアミド結合を形成することができる。ホルムアルデヒド反応と同様に、この反応は結果として分子内および分子間架橋をもたらす。EDC/NHSを用いた処理により形成されたアミド結合は、ホルマリン不活性化により形成された不安定なイミン結合よりも安定であり、不可逆的である。活性化されたエステルのそのポリペプチド上の第1級アミンとの反応により形成される架橋に加えて、グリシンおよびベータ−アラニン付加物の両方が形成され得る。機序または理論により束縛されるわけではないが、グリシンが未反応の活性化されたエステルを失活させるために添加される際、グリシン付加物が生成される。グリシンのアミンがそのポリペプチド上の活性化されたエステルと反応して安定なアミド結合を形成する。機序または理論により束縛されるわけではないが、ベータ−アラニン付加物は活性化されたベータ−アラニンのそのポリペプチド上の第1級アミンとの反応により形成される。この反応は、結果として安定なアミド結合をもたらす。活性化されたベータ−アラニンは、3モルのNHSの1モルのEDCとの反応により生成される。
細胞毒性活性の遺伝学的に改変された変異体毒素と比較して2〜4log(天然の毒素と比較して6〜8log)の低減を達成するため、その化学的に不活性化された変異体毒素は1000μg/mL以上のEC50値を有するべきである。細胞毒性活性における低減に加えて、ドットブロット分析により決定されるような重要なエピトープを保持することは好都合であろう。現在までに、細胞毒性の低減およびエピトープ認識基準の両方を満たすいくつかの反応条件が同定されている。数バッチの不活性化された変異体毒素が動物試験のために調製されており、少数の代表的なバッチからの分析データを表7Aおよび7B、表8Aおよび8Bにおいて示す。
実施例19:精製
発酵の終了時に、発酵槽を冷却する。細胞のスラリーを連続遠心分離により回収し、適切な緩衝液中で再懸濁する。細胞懸濁液の溶解は高圧ホモジナイゼーションにより達成される。変異体毒素Aに関して、そのホモジネートを凝集させ(flocculated)、その凝集した溶液に対して連続遠心分離を行う。この溶液を濾過し、次いで下流の処理のために移す。変異体毒素Bに関して、そのホモジネートを連続遠心分離により透明にし、次いで下流の処理のために移す。
変異体毒素A(SEQ ID NO:4)を2つのクロマトグラフィー工程を用いて精製し、続いて最終緩衝液交換を行う。その透明になった溶解液を疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)カラム上に装填し、結合した変異体毒素をクエン酸ナトリウム勾配を用いて溶離する。次いでそのHICカラムからの生成物のプールを陽イオン交換(CEX)カラム上にロードし、結合した変異体毒素Aを塩化ナトリウム勾配を用いて溶離する。精製された変異体毒素Aを含有するCEXのプールを、透析濾過により最終緩衝液中に交換する(exchanged into)。その精製された変異体毒素Aを、透析濾過により最終原薬中間緩衝液中に交換する。透析濾過の後、保持液(retentate)を0.2ミクロンフィルターを通して濾過した後、化学的に不活性化して最終的な原薬とする。そのタンパク質濃度は1〜3mg/mLを目標とする。
変異体毒素B(SEQ ID NO:6)を2つのクロマトグラフィー工程を用いて精製し、続いて最終緩衝液交換を行う。その透明になった溶解液を陰イオン交換(AEX)カラム上に装填し、結合した変異体毒素を塩化ナトリウム勾配を用いて溶離する。AEXカラムからの生成物のプールにクエン酸ナトリウムを添加し、疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)カラム上に装填する。結合した変異体毒素をクエン酸ナトリウム勾配を用いて溶離する。精製された変異体毒素ポリペプチド(SEQ ID NO:6)を含有するHICのプールを、透析濾過により最終緩衝液中に交換する。その精製された変異体毒素Bを、透析濾過により最終原薬中間緩衝液中に交換する。透析濾過の後、保持液を0.2ミクロンフィルターを通して濾過した後、化学的に不活性化して最終的な原薬とする。そのタンパク質濃度は1〜3mg/mLを目標とする。
実施例20:ホルムアルデヒド/グリシン不活性化
精製後、その遺伝子変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)を40mM(1.2mg/ml)のホルムアルデヒドを用いて25℃で48時間不活性化する。その不活性化は、40mM(3mg/ml)グリシンを含有する10mMホスフェート、150mM塩化ナトリウム緩衝液中でpH7.0±0.5で実施される。その不活性化の期間は、IMR90細胞でのEC50における1000ug/mLより大きい濃度までの低減に必要な期間の3倍を超えるように設定される。48時間後、その生物学的活性は天然の毒素と比較して7〜8log10低減される。48時間の保温の後、その不活性化された変異体毒素を透析濾過により最終原薬緩衝液中に交換する。例えば、100kD再生セルロースアセテート限外濾過カセットを用いて、その不活性化された毒素を1〜2mg/mLまで濃縮し、緩衝液交換する。
実施例21:N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(EDC)/N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)不活性化
精製後、その遺伝子変異体毒素(SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6)を、1mgの精製された遺伝子変異体毒素AおよびB(それぞれおおよそ2.6mMおよび4.4mM)あたり0.5mgのEDCおよび0.5mgのNHSを用いて25℃で2時間不活性化する。その反応を100mMの終濃度までのグリシンの添加により停止し、反応物を25℃でさらに2時間保温する。その不活性化は、10mMホスフェート、150mM塩化ナトリウム緩衝液中でpH7.0±0.5で実施される。その不活性化の期間は、IMR90細胞でのEC50における1000ug/mLより大きい濃度までの低減に必要な期間の3倍を超えるように設定される。2時間後、その生物学的活性は天然の毒素と比較して7〜8log10低減される。4時間の保温の後、その不活性化された変異体毒素を透析濾過により最終原薬緩衝液中に交換する。例えば、100kD再生セルロースアセテート限外濾過カセットを用いて、その不活性化された毒素を1〜2mg/mLまで濃縮し、緩衝液交換する。
別途記載しない限り、以下の用語は、実施例の節において用いられる際、実施例21における本記述に従って生成された組成物を指す:“EDC/NHSで処理された三重変異体”;“EDCで不活性化された変異体毒素”;“変異体毒素[A/B]原薬”;“EI−変異体毒素”;“EDC/NHS−三重変異体毒素”。例えば、以下の用語は同義である:“EDC/NHSで処理された三重変異体毒素A”;“EDCで不活性化された変異体毒素A”;“変異体毒素A原薬”;“EI−変異体毒素A”;“EDC/NHS−三重変異体毒素A”。別の例として、以下の用語は同義である:“EDC/NHSで処理された三重変異体毒素B”;“EDCで不活性化された変異体毒素B”;“変異体毒素B原薬”;“EI−変異体毒素B”;“EDC/NHS−三重変異体毒素B”。
変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬は、それぞれバッチプロセスを用いて製造され、それには以下の工程が含まれる:(1)それぞれの遺伝子三重変異体毒素ポリペプチドをコードするプラスミドを含有する毒素陰性C.ディフィシル株(VPI 11186)の(大豆加水分解物、酵母抽出物HT YEST(商標)412(Sheffield Bioscience)、グルコース、およびチアンフェニコール中での)発酵、(2)その遺伝子変異体毒素(“原薬中間体”)の、無細胞溶解物からの、イオン交換および疎水性相互作用クロマトグラフィー手順を用いた、少なくとも95%より大きい純度までの精製、(3)EDC/NHSを用いた処理、続いてグリシンを用いた失活/キャッピングによる化学的不活性化、ならびに(4)最終緩衝液マトリックス中への交換。
実施例22:不活性化および配合の条件を支持する研究
遺伝子変異体毒素の化学的不活性化を最適化するため、統計学的実験計画(DOE)を実施した。DOEにおいて調べられた要素には、温度、ホルムアルデヒド/グリシンの濃度、EDC/NHSの濃度および時間が含まれていた(表9および10)。生物学的活性の喪失を監視するため、IMR90細胞におけるEC50値を決定した。加えて、処理後の様々な時点におけるIMR−90細胞の細胞形態も観察した。処理後72時間における形態を示す図9を参照。タンパク質構造への作用を決定するため、その毒素の異なるドメインに対して産生させたモノクローナル抗体の一団(panel)を用いるドットブロット分析を用いてエピトープ認識を監視した。
C.ディフィシル変異体毒素のホルムアルデヒド/グリシン不活性化において、最終的な反応条件は、細胞毒性活性における所望のレベルの低減(7〜8log10)が達成される一方でエピトープ認識を最大化するように選択された。上記の実施例20を参照。
C.ディフィシル変異体毒素のEDC/NHS不活性化において、最終的な反応条件は、細胞毒性活性における所望のレベルの低減(7〜8log10)が達成される一方でエピトープ認識を最大化するように選択された。上記の実施例21を参照。
代わりの態様において、そのEDC−NHS反応はアラニンの添加により停止され、それはその反応を十分に停止する。アラニンの使用は結果として、その反応をグリシンにより停止した場合の修飾に類似した変異体毒素タンパク質上の修飾をもたらし得る。例えば、アラニンを添加することによる停止は、結果としてその変異体毒素のグルタミン酸および/またはアスパラギン酸残基の側鎖上のアラニン部分をもたらす可能性がある。別の代わりの態様において、そのEDC−NHS反応はグリシンメチルエステルの添加により停止され、それはその反応を十分に停止する。
最適な条件下での化学的に不活性な三重変異体C.ディフィシル毒素Aおよび毒素Bの生成は、結果として残存する細胞毒性の検出不能なレベル(>1000μg/mL−CPEアッセイにより試験される最も高い濃度)までのさらなる低減をもたらしたが、毒素特異的中和抗体へのそれらの反応性により測定されるように、抗原性を維持している。表28において示される結果は、wt毒素からEDC/NHSで処理された三重変異体毒素まで通した細胞毒性における段階的な低減を実証している。免疫蛍光標識は三重変異体毒素(SEQ ID NO:4および6)および変異体毒素原薬がIMR−90細胞に対する比較可能な結合を示すことを確証し、これはその細胞毒性の喪失がその細胞への低減した結合によるものではなかったことを示唆している(データは示していない)。変異体毒素A原薬と比較して、変異体毒素B原薬は細胞毒性においてより高い倍率の低減を達成し、それは観察されたTcdAと比較したTcdBの約600倍高い作用強度と一致している。
EDCのみにより、またはEDCおよびスルホ−NHSにより修飾された変異体毒素Bに関する細胞毒性アッセイの結果も評価した。表29参照。
条件:三重変異体毒素B(“TM TcdB”)(SEQ ID NO:6)を、変異体毒素B:EDC:スルホ−NHS=1:0.5:0.94の重量比で修飾した。この比率は、実施例21で記述されたような標準的なEDC/NHS反応とモル的に均等である(スルホ−NHSのより高いMWに関して補正した)。スルホ−NHSの作用を決定するため、そのスルホ−NHSの比率を標準的な比率の0.5倍から2倍まで変動させた。1×PBS pH7.0中で25℃において2通りの反応を実施し、EDC溶液の添加により開始した。2時間後、反応を1MグリシンpH7.0(終濃度0.1M)の添加により停止し、さらに2時間保温した。停止した反応物を脱塩し、変異体毒素B原薬(“TM TcdB−EDC”)をVivaspin 20装置を用いて濃縮し、無菌のバイアル中に濾過滅菌し、それを用いて細胞毒性アッセイにおける評価を行った。
同じモル比において、スルホ−NHSはEC50をNHSに関する>1000ug/mLと比較して約250ug/mLまで低減した。2倍のモル比においてさえも、スルホ−NHSは細胞毒性の低下においてNHSほど有効ではないようであった。表30参照。
修飾の数およびタイプを決定するため、EDC/NHSおよびEDC/スルホ−NHSで不活性化された三重変異体毒素B試料の両方に対してペプチドマッピングを実施した。両方の試料において類似の量のグリシン付加物、架橋およびデヒドロアラニン修飾が観察された。しかし、スルホ−NHS試料ではベータ−アラニンは観察されなかった。
野生型毒素B(SEQ ID NO:2)を、標準的なプロトコル(実施例21参照)を用いて不活性化し;毒素B:EDC:NHS 1:0.5:0.5、1×PBS pH7.0中で25℃において2時間、次いで1Mグリシン(終濃度0.1M)により停止し、さらに2時間保温した。その試料を脱塩し、濃縮し、それを用いて細胞毒性アッセイを行った。この試料に関するEC50は244ng/mL未満であった。
実施例23:復帰試験
ホルムアルデヒド/グリシンまたはEDC/NHSで不活性化されたC.ディフィシル変異体毒素のどちらかに関して復帰が起こるかどうかを決定するため、不活性化された変異体毒素の試料(1mg/mL)を25℃で5〜6週間保温した。分割量(Aliquots)を毎週取り出し、IMR90細胞におけるEC50値を決定した。1つのホルムアルデヒド/グリシンで不活性化された試料はホルムアルデヒドを含有せず、1つの試料は0.01%ホルムアルデヒドを含有していた。EC50をCPEアッセイにより測定した。
25℃において、残留するホルムアルデヒドの非存在下では、部分的な復帰が観察される(表11)。5週間後、その細胞毒性活性はおおよそ3倍まで増大した。その細胞毒性活性は増大したが、5週間後、なお天然の毒素と比較して7log10の低減があった。復帰はホルマリンを0.010%の濃度で含ませることにより完全に防がれた。EDC/NHSで不活性化された試料では復帰は観察されなかった。EDC/NHSで処理された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)およびEDC/NHSで処理された三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)の両方の4つのロット全てに関して、その6週間の保温全体を通してEC50値は>1000μg/mLの出発レベルに留まっていた。対照的に、FIで処理された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)およびFIで処理された三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)のEC50値は安定せず、許容できないほど低いEC50値まで低下し、これは細胞毒性における増大または不活性化の復帰を示している。表11参照。
細胞毒性を検出不能なレベル(CPEアッセイにより測定した際に>1000μg/mL)まで安定して低減することに加えて、EDC/NHSを用いて不活性化された変異体毒素は毒素中和性mAbの標的である重要なエピトープを保持していた。表31参照。FI変異体毒素は同じ抗原決定基の喪失を示した。
実施例24:前臨床免疫原性試験
重要な前臨床目標には、C.ディフィシル変異体毒素AおよびBが含まれる組成物を小動物および非ヒト霊長類(NHP)において試験することが含まれる。マウスおよびハムスターを、とりわけそのC.ディフィシル組成物がその変異体毒素AおよびBに対する中和抗体を引き出すことができるかどうかを決定するために免疫した。その抗原を、マウス、ハムスター、およびカニクイザル・マカクにおける一連の免疫処置の後、血清中和抗体応答の誘導に関して試験した。遺伝子変異体毒素および/または化学的に不活性化された変異体毒素を、中性緩衝液、リン酸アルミニウム緩衝液、または一部の態様においてISCOMATRIXをアジュバントとして含有する緩衝液中で配合した。中和抗体応答は一般に、それぞれの追加免疫または最終投与の約2〜4週間後に試験された。
その毒素中和アッセイは抗血清のC.ディフィシルTcdAまたはTcdBにより媒介される細胞毒性作用を中和する能力を実証し、従って試料中に存在する抗体の機能活性を測定することができる。毒素中和アッセイを、TcdAおよびTcdBの両方に感受性であるヒト肺線維芽細胞株のIMR−90に対して実施した。簡潔には、96ウェルマイクロタイタープレートに、毒素に媒介される細胞毒性の標的の役目を果たすIMR−90細胞を蒔いた。それぞれの試験血清試料を、TcdAおよびTcdBを中和する能力に関して別々に分析した。試験抗血清の適切な系列希釈物を一定濃度のTcdAまたはTcdBと混合し、加湿した恒温器(37℃/5%CO)中で37℃において90分間保温してその毒素の中和を起こさせた。品質管理のため、全てのプレートには既知の力価の抗毒素抗体が含まれる参照標準および対照が含まれていた。90分後、その毒素−抗血清混合物をIMR−90細胞の単層に添加し、そのプレートをさらに72時間保温した。続いて、代謝的に活性な細胞中に存在するアデノシン三リン酸(ATP)レベルを決定するためにCellTiter−Glo(登録商標)基質をそのアッセイプレートに添加し、それを相対光単位(RLU)として測定した。大きいATPレベルは高い細胞生存度を示し、レベルはその試料中に存在する抗体によるその毒素の中和の量に正比例する。前臨床データに関して、そのRLUデータをその試験抗血清試料の希釈値に対してプロットして4パラメーターロジスティック(4−PL)回帰反応当てはめ曲線を生成した。その中和力価を、細胞毒性における50%の低減を示す試料希釈値として表した。
実施例25:マウス免疫原性試験:muC.difficile2010−06
この試験の目的は、それぞれが異なる方法により化学的に不活性化された変異体C.ディフィシル毒素B(SEQ ID NO:6)の2種類の形態の免疫原性を評価することであった。この試験において、未処理の変異体毒素B(SEQ ID NO:6)(遺伝学的に不活性化されているが化学的に不活性化されていない)を、アジュバントと共に、またはアジュバントなしで、対照として用いた。
10匹のマウスの群を、10μgの表12に従う免疫原を用いて筋内に免疫した。
結果:そのマウスにおいて、そのワクチン候補のそれぞれの投与後に有害事象はなかった。図10で図説されるように、それぞれの群中のマウスはそれぞれの変異体毒素の3回目の投与の後に著しい強い抗毒素B中和抗体を発現した。
12週目の力価に基づいて、マウスにおいてEDCで不活性化された変異体毒素B(群2)およびホルマリンで不活性化された変異体毒素(群1)は強力な中和応答を生じさせたようである。
化学的不活性化の非存在下では、その遺伝子変異体毒素B(SEQ ID NO:6)は2回の投与後に中和応答を生じさせ(群3〜4、8週目)、それは3回目の投与後にブーストされた(群3〜4、12週目)。
実施例26:マウス免疫原性試験:muC.difficile2010−07:
この試験の目的は、化学的に不活性化されたC.ディフィシル変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の、単独または組み合わせのどちらかでの免疫原性を評価することであった。全ての群に関して、免疫原はリン酸アルミニウムをアジュバントとして用いて配合された。
5匹のマウスの群を、10μgの表13に従う免疫原を用いて筋内に免疫した。
結果:そのマウスにおいて、そのワクチン候補のそれぞれの投与後に有害事象はなかった。図11で図説されるように、化学的に不活性化された遺伝子変異体毒素の2回の投与後に、抗毒素A中和抗体(群3〜5)は3〜4log10の力価までブーストされ、一方で抗毒素B中和抗体(群1〜2、5)は低〜検出不能のままであり、それは上記で記述されたマウス試験からのデータ(図10)と一致している。抗毒素B中和抗体は群1、2、および5において3回目の投与後に2〜3log10までブーストされ(12週目の力価)、4回目の投与の2週間後にそれらのピークに達した(14週目の力価)。群3〜5における抗毒素A中和抗体の力価は3回目(12週目の力価)および4回目の免疫処置(14週目の力価)後にわずかに増大した。
実施例27:ハムスター免疫原性試験:hamC.difficile2010−02:
この試験の目的は、C.ディフィシル三重変異体および化学的に不活性化された変異体毒素AおよびBの免疫原性および保護能力をシリアンゴールデンハムスターモデルにおいて評価することであった。シリアンゴールデンハムスターモデルは、ヒトのCDADを模擬実験するための最高の利用可能な負荷モデルである。マウス試験muC.difficile2010−07において用いられたバッチと同じバッチの変異体毒素AおよびBを、この試験において用いた。対照として、1つの群にアルミニウム含有アジュバントなしで変異体毒素を与えた。
5匹のシリアンゴールデンハムスターの群を、10μgの表14に従う免疫原を用いて筋内に免疫した。
結果:その変異体毒素による免疫処置後に有害事象は観察されなかった。図12で図説されるように、変異体毒素の1回投与後、抗毒素A中和応答はホルマリンで不活性化された変異体毒素(群1〜2)に関して2〜3log10であり、EDCで不活性化された変異体毒素(群3)に関して3〜4log10であった。2回目の投与後、3つの群全てにおいて抗毒素A抗体がブーストされた。3つの群全てにおいて抗毒素A抗体は3回目の投与後には増大したように見えなかった。類似の結果が4回目の免疫処置後に観察され、ここで力価における増大はアルミニウムアジュバントを含有しないホルマリンで不活性化された群(群2)において観察された。
抗毒素B中和応答は、1回投与後はホルマリンで不活性化された変異体毒素の群(群1〜2)では検出不能であり、EDCで不活性化された変異体毒素(群3)に関しては2log10をちょうど超えていた。2回目の投与後、2個のホルマリンで不活性化された群(群1〜2)における抗毒素B中和抗体力価は3〜4log10まで増大し、一方でEDCで不活性化された群(群3)における抗毒素B中和抗体力価は4〜5log10まで増大した。3つの群全てに関して、3回目および/または4回目の投与後に抗毒素B中和抗体力価における増大が観察され、全ての群が16週目(最後の投与後)にピーク力価に達した。図12参照。
図13において、化学的に不活性化された遺伝子変異体毒素に対する中和抗体応答のレベル(図12)を、List Biological Laboratories,Inc.(カリフォルニア州キャンベル)(本明細書において“List Bio”または“List Biologicals”とも呼ばれる)のトキソイド(すなわち、List Biological Laboratoriesから購入したトキソイドを野生型毒素のホルマリン不活性化により調製した;ハムスター負荷モデルを確立するために用いられた対照試薬)により引き出された中和抗体応答のレベルと比較した。
本明細書で用いられる際、図および表中の“FI”は、別途記載しない限りその毒素の25℃において2日間のホルマリン/グリシン処理を指す。本明細書で用いられる際、図および表中の“EI”は、別途記載しない限り30℃において4時間のEDC/NHS処理を指す。図13において、5匹のハムスター動物をそれぞれの変異体毒素組成物で処置し、一方で11匹のハムスター動物をList Biologicalから購入したトキソイドで処置した。
図13におけるデータは、表14に従って投与されたハムスターにおいて、EDCで不活性化された変異体毒素が含まれる免疫原性組成物により誘導された、2回投与後の毒素A(図13A)および毒素B(図13B)に対するそれぞれの中和抗体力価は、List Biologicalのトキソイドにより引き出されたそれぞれの中和抗体力価よりも高いことを示している。
実施例28:ハムスター免疫原性試験:C.difficile ham2010−02(続き)
変異体毒素の保護的有効性を評価するため、免疫したハムスターに、免疫しなかった動物の1つの対照群と共に、まず正常な腸内細菌叢を崩壊させるためにクリンダマイシン抗生物質の経口用量(30mg/kg)を与えた。5日後、そのハムスターに野生型C.ディフィシルの芽胞(630株、動物あたり100cfu)の経口用量で負荷を与えた。動物を負荷後11日間毎日CDADの徴候に関して監視し、それはハムスターでは濡れた尻尾(wet tail)として知られている。いくつかの異なるパラメーターを臨床的に採点するシステムを用いて、重症のCDADを有すると決定された動物を安楽死させた。そのパラメーターには、刺激後の活動性、脱水症状、排泄物、温度、および体重等が含まれており、それらは当該技術で既知である。
11日目において、その試験を終了し、全ての生存している動物を安楽死させた。図14は、免疫しなかった対照と比較した、3つの免疫した群(群1〜3、表14に従う)のそれぞれに関する生存曲線を示す。見て分かるように、免疫しなかった動物は全て重症のCDADを発現し、負荷後1〜3日目に安楽死を必要とした(0%生存)。ホルマリンで不活性化された変異体毒素を投与された両方の群は60%生存曲線を有し、動物は3日目(群1)または4日目(群2)まで安楽死を必要としなかった。EDCで不活性化された変異体毒素を投与された群は80%生存曲線を有し、(5匹中の)1匹の動物が7日目に安楽死を必要とした。従って、そのハムスターはC.ディフィシルの芽胞による致死的負荷から保護された。
実施例29:ハムスター免疫原性試験:hamC.difficile2010−03:遺伝子的および化学的に不活性化されたC.ディフィシル変異体毒素の免疫原性
この試験の目的は、アジュバントを加えないC.ディフィシル三重変異体および化学的に不活性化された変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)の免疫原性をシリアンゴールデンハムスターモデルにおいて評価することであった。マウス試験muC.difficile2010−07において用いられたバッチと同じバッチの変異体毒素AおよびB(それぞれSEQ ID NO:4および6)を、この試験において用いた。対照として、1つの群(群1)にリン酸緩衝生理食塩水をプラセボとして与えた。
5または10匹のシリアンゴールデンハムスターの群を、表15に従う免疫原を用いて免疫した。動物は3回の投与を受けた。加えて、動物は2週ごとに投与された。
結果:図15参照。プラセボ対照群では抗毒素AまたはB抗体は観察されなかった。1回投与後、抗毒素A中和抗体がホルマリンで不活性化された群(群2)および遺伝子変異体毒素群(群4)に関して2〜3log10で、EDCで不活性化された群(群3)に関して3〜4log10で観察された。抗毒素A中和抗体は、これらの群(2〜4)のそれぞれにおいて関連する変異体毒素による2回目の免疫処置後に増大した(図15における2週目の力価を3週目の力価と比較)。変異体毒素の3回目の投与(4週目に与えられた)後、群2〜4における抗毒素A中和抗体力価はそれらの4週目の力価と比較して増大した。
抗毒素B中和抗体は2回目の投与後に検出可能であり、ここでホルマリンで不活性化された(群2)およびEDCで不活性化された(群3)抗毒素B中和抗体は3〜4log10まで増大し、遺伝子三重変異体(群4)に関して2〜3log10まで増大した。3回目の免疫処置(4週目)後、その抗毒素B中和抗体力価はホルマリンで不活性化された変異体毒素(群2)および遺伝子変異体毒素(群4)に関して3〜4log10、EDCで不活性化された変異体毒素(群3)に関して4〜5log10までブーストされた。
抗毒素Aおよび抗毒素B中和抗体の両方に関して、ピーク力価は全てのワクチン接種された群(群2〜4)に関して6週目(3回目の投与後)に観察された。
Alhydrogel/CpGまたはISCOMATRIXで抗原性補強した免疫原性組成物の評価
Alhydrogel、ISCOMATRIX、またはAlhydrogel/CpG24555(Alh/CpG)と共に配合された化学的に不活性化された変異体毒素が含まれる免疫原性組成物で免疫されたハムスターは、強い中和性抗毒素抗血清を発現した。ピークの抗毒素Aおよび抗毒素B応答は、Alh/CpGまたはISCOMATRIX中で配合された変異体毒素で免疫された群において、Alhydrogelのみと共に配合されたワクチンと比較した場合に2〜3倍高く、統計的に有意であった。50%中和力価を示す表32を参照。ハムスター(n=10/群)を、0、2、および4週目に、100μgのAlhydrogel、または200μgのCpG24555+100μgのAlhydrogel、または10UのISCOMATRIXと共に配合された各10μgの変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬を用いてIMで免疫した。それぞれの時点において血清を収集し、機能的抗毒素活性に関して毒素中和アッセイで分析した。幾何平均力価を表32において提供する。アスタリスク()は、Alhydrogel群における力価と比較した場合の統計的有意性(p<0.05)を示す。
これらのアジュバントと共に配合された変異体毒素原薬が含まれる免疫原性組成物の保護的有効性を試験した。ハムスターを免疫し、経口クリンダマイシン(30mg/kg)を5週目に与え、上記で記述された方法に従って負荷を与えた。免疫されないハムスターの1つの群(n=5)が対照として含まれた。Alh/CpGまたはISCOMATRIXのどちらかで抗原性補強された変異体毒素原薬で免疫されたハムスター(100%生存)において、Alhydrogelのみ(70%生存)と比較して増大した有効性が観察された。従って、そのハムスターはC.ディフィシルの芽胞による致死的負荷から保護された。
実施例30:カニクイザル・マカクにおけるクロストリジウム・ディフィシルワクチン接種
この試験の目的は、低および高用量のEDCで不活性化された、およびホルマリンで不活性化されたC.ディフィシル変異体毒素のカニクイザル・マカクにおける免疫原性を試験することであった。抗原性補強されない対照の役目を果たす1つの群(群5)を除いて、全ての変異体毒素をアジュバントとしてのISCOMATRIX(登録商標)中で配合した。
結果:図16は、0、2、3、4、6、8、および12週目におけるこれらの動物における抗毒素中和抗体応答を示す。抗毒素A力価は5つの群全てに関して1回投与後に2〜3log10であった(2週目の力価)。これらの力価は、それぞれの群に関してそれぞれのそれに続く投与の後にブーストされた。これらの動物において、3および4週目の間に力価の低下はなかった。全ての群に関して、ピーク力価は4〜5log10であった。全ての時点において、ISCOMATRIXアジュバントなしの群(群5)は最も低い力価を有し、これは免疫応答のブーストにおけるISCOMATRIXの有用性を示している。アジュバントなしの対照群(群5)は12週目にピーク力価に達し、高用量のEDCで不活性化された変異体毒素で免疫された群(群4)も同様であり;全ての他の群は最後の投与の2週間後である6週目にピーク力価に達した。全ての群における力価は2回目の投与後にブーストされた(3週目の時点)。抗毒素A応答と同様に、抗毒素B応答は3週目から4週目までで低下しなかった。3回目の投与後(6週目の時点)、全ての群における抗毒素B中和抗体力価は、低用量のホルマリンで不活性化された群(群1)および高用量のEDCで不活性化された群(群4)(その両方がちょうど4log10より大きい力価を有していた)を除き、3〜4log10であった。ピーク力価は、8週目にピーク力価を有していた低用量のEDCで不活性化された群(群3)を除き、全ての群に関して12週目に観察された。全ての群が4log10より大きいピーク力価を有していた。
実施例31:モノクローナル抗体の生成
毒素AおよびBは多くの構造的相同性を共有しているが、その抗体の中和活性は毒素特異的であることが分かった。この発明において、個々の毒素に特異的であり、様々なエピトープおよび機能ドメインに向けられ、そして天然の毒素に対して高い親和性および強力な中和活性を有するいくつかの抗体が同定された。毒素AおよびB mAbを生成するため、商業的に入手可能なホルマリンで不活性化された(FI)変異体毒素またはその触媒部位中に特異的な変異を導入することにより非毒性にされた組み換えホロ変異体毒素(SEQ ID NO:4および6)のどちらかで免疫されたマウスからそれぞれ抗体を単離した。その抗体のエピトープマッピングは、毒素Aに対するmAbの大部分(52種類の内の49種類)はその毒素の非触媒性C末端ドメインに向けられていることを示した。
毒素Bに対するモノクローナル抗体は、そのタンパク質の3個のドメインを標的としていた。合計17種類の毒素B特異的mAbの内で、6種類はN末端(例えば630のような野生型C.ディフィシルのTcdBのアミノ酸1〜543)に、6種類はC末端(例えば630のような野生型C.ディフィシルのTcdBのアミノ酸1834〜2366)に、そして5種類は中央の移行ドメイン(例えば630のような野生型C.ディフィシルのTcdBのアミノ酸799〜1833)に特異的であった。従って、変異体C.ディフィシル毒素(例えばSEQ ID NO:4および6)を免疫抗原として用いるアプローチは、その変異体毒素の抗原構造に悪影響を及ぼす傾向があるホルマリン不活性化プロセスと比較して、全てではないとしてもほとんどの抗原エピトープを提示する重要な利点を与える。
実施例32:SEQ ID NO:36のアミノ酸配列を有する可変軽鎖およびSEQ ID NO:37のアミノ酸配列を有する可変重鎖が含まれる毒素A mAb A3−25の特性付け。
mAb A3−25は、この抗体は一般的に利用可能なIgG、IgMおよびIgAに関するアイソタイプ判別キットを用いてその免疫グロブリン(Ig)アイソタイプを明らかにする全ての試みを拒絶したため、特に興味深かった。Ig H鎖特異的抗血清を用いたウェスタンブロットによるさらなる分析は、A3−25がIgEアイソタイプのものであることを示し、これはmAb生成において稀な出来事であった。これはA3−25のハイブリドーマ細胞から単離されたmRNAのヌクレオチド配列決定によりさらに確証された。A3−25のHおよびL鎖の可変領域のヌクレオチド配列から推定されたアミノ酸配列が図17において示されている。
A3−25 mAbをC.ディフィシル感染および疾患に関する動物モデルにおいてさらに評価するため、公開された方法に従うそのεH鎖の可変領域のマウスγ重鎖上への分子移植(molecular grafting)により、そのIgアイソタイプをマウスIgG1に変更した。
実施例33:毒素特異的抗体の中和能力およびエピトープマッピング
さらに、機能性/中和抗体を同定する試みにおいて、全てのモノクローナル抗体を、標準的な細胞変性作用(CPE)アッセイにおいて、または細胞生存度の指標としてのATPの測定に基づくよりストリンジェント且つ定量的なアッセイにおいて、野生型毒素を中和する能力に関して評価した。
合計52種類の毒素A特異的抗体の内で、4種類のmAb(A3−25、A65−33、A60−22およびA80−29)(表17および図18)は様々なレベルの中和活性を示した。その抗体のエピトープをマッピングするため、BiaCore競合結合アッセイおよび血球凝集阻止(HI)アッセイを実施した。結果は、これらの抗体は毒素Aタンパク質の異なるエピトープを標的としている可能性があることを示した(表17)。そのタンパク質上の結合部位の位置をさらに同定するため、その抗体を既知の配列の毒素断片を用いるウェスタンブロットまたはドットブロットアッセイにおいて個々に評価した。4種類の中和性mAbは全てその毒素のC末端領域に向けられていることが分かった。
合計17種類の毒素B特異的抗体から、9種類が中和性であることが分かった。9種類の中和性mAbの内で、それらの6種類はN末端に、その他の3種類はB毒素の移行ドメインに向けられていた(表18)。BiaCore競合結合アッセイに基づいて、その9種類の中和性モノクローナル抗体抗体を、図19で示されるように4つのエピトープ群に分類した。
実施例34:著しく高められた中和活性を有する新規の毒素A抗体の組み合わせの同定:
4種類の毒素A mAb(A3−25、A65−33、A60−22およびA80−29)は、個々にATPに基づく中和アッセイにおいて試験した際、毒素Aの不完全または部分的な中和を示した。mAb A3−25は最も強力な抗体であり、その他の3種類は中和性がより低く、A80−29はバックグラウンドよりかろうじて上であった(図18)。しかし、A3−25をその他の3種類のmAbのいずれか1種類と組み合わせた場合、図20A〜Cにおいて示されるように、3つの組み合わせ全てにおいて中和における相乗作用が観察され、それは個々の抗体の中和の総和よりもはるかに大きかった。加えて、3つの組み合わせは全て、通常抗毒素Aポリクローナル抗体を用いて観察される完全な中和能力を示した。
実施例35:著しく高められた中和活性を示す新規の毒素B抗体の組み合わせの同定:
我々は、BiaCore分析により同定された異なるエピトープ群からの毒素B mAbによる相乗的中和も観察した。群1の最も優勢なmAbである毒素B mAb B8−26を、群3からの多数のmAbと組み合わせた。その組み合わせを毒素B特異的中和アッセイにおいて評価し、その結果を図21および表19において示す。
B8−26をエピトープ群3のmAbと組み合わせた場合、相乗的中和作用が観察されたが、他のmAbでは一切観察されなかった(データは示していない)。
実施例36:安全且つ有効な変異体毒素組成物に関するmAbによるインビトロスクリーニング:
遺伝子工学により生成されたC.ディフィシルの遺伝子変異体毒素AおよびB(例えばSEQ ID NO:4および6)は、インビトロ細胞毒性アッセイを用いて残存する細胞毒性を示した。我々はそれぞれの変異体毒素C.ディフィシル毒素に関して細胞毒性における約4logの低減を達成した(表20)が、例えばホルマリン処理によるその変異体毒素のさらなる化学的不活性化が好ましかった。しかし、化学的不活性処理は過酷である可能性があり、これらの毒素または変異体毒素の重要な抗原エピトープに悪影響を及ぼす可能性がある。
バイオプロセスの最適化のため、三重変異体TcdAおよびB(1mg/mL)のホルマリンおよびEDC/NHS処理を用いた化学的不活性化に関して統計学的実験計画(DOE)を実施した。三重変異体TcdAのホルマリン不活性化を最適化するため、我々はホルマリン/グリシンの濃度(20〜40mM)、pH(6.5〜7.5)、および温度(25〜40℃)を変動させた。三重変異体TcdBに関して、我々はホルマリン/グリシン濃度を2から80mMまで変動させ、温度およびpHはそれぞれ25℃および7.0であった。全てのホルマリン処理に関する保温時間は24時間であった。ホルマリン不活性化に関して、表21および23中の“40/40”はその反応において用いられたホルマリンおよびグリシンの濃度を表す。EDC/NHS処理に関して、我々はEDC/NHSの濃度を0.25から2.5mg/三重変異体TcdAのmgまで、および0.125から2.5mg/三重変異体TcdBのmgまで変動させ、25℃で4時間保温した。反応の終了時に、全ての試料を10mMホスフェート、pH7.0中で脱塩した。精製後、処理されたTcdを残存する細胞毒性に関して、そしてドットブロット分析によりエピトープのmAb認識に関して分析した。目標は、中和性mAbの一団により認識されるエピトープに負の影響を及ぼすことなく(++++または+++)細胞毒性を所望のレベル(EC50>1000μg/mL)まで低減する処理条件を同定することであった。その処理条件(表21〜24中でチェックマーク“u”を付けてある)は、少なくとも4種類の中和性mAbに対する反応性を保持する一方で細胞毒性においてそれぞれの野生型毒素の細胞毒性と比較して6〜8log10の低減を示す、潜在的に安全且つ有効な免疫原性組成物をもたらした。選ばれた結果を表21〜24において説明する。三重変異体毒素に対する処理条件の変動からの追加のデータおよびインビトロ細胞毒性および毒性中和アッセイからのデータを、表33および表34において示す。例えば、その変異体毒素の好ましい架橋処理条件に関するさらなる詳細を提供する上記の実施例20および21も参照。
表33において参照された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)の試料に関する化学架橋反応条件
試料1〜4をEDC/NHSにより修飾した。条件:30℃、20mM MES/150mM NaCl pH6.5。反応をEDCの添加により開始した。2時間の反応後、試料A、B、およびCに1Mグリシンを50mMのグリシンの終濃度まで添加した。試料Dにはグリシンを添加しなかった。その反応は、下記で示されるように異なる変異体毒素A(SEQ ID NO:4):EDC:NHSの重量比を有するように設定された。
1 L44166−157A 1:0.25:0.25 w:w:w
2 L44166−157B 1:1.25:1.25
3 L44166−157C 1:2.5:2.5
4 L44166−157D 1:2.5:2.5
試料5 L44905−160A 80mM HCHO、80mMグリシン、80mM NaPO4 pH7、1mg/mL変異体毒素A(SEQ ID NO:4)タンパク質、25℃において48時間の反応。
試料6 L44166−166 変異体毒素A(SEQ ID NO:4)の25℃における20mM MES/150mM NaCl pH6.5中でのEDC/NHS修飾。変異体毒素A(SEQ ID NO:4):EDC:NHS=1:0.5:0.5。反応をEDCの添加により開始した。2時間の反応後、1Mグリシンを0.1Mのグリシンの終濃度まで添加し、さらに2時間保温した。この時間の後、反応緩衝液をSephadex G25上で1×PBSに交換した。
試料7 L44905−170A 80mM HCHO、80mMグリシン、80mM NaPO pH7、1mg/mL変異体毒素A(SEQ ID NO:4)タンパク質、35℃において48時間の反応。このホルマリン反応は、抗原結合が重度に減少するであろうような過度の架橋を生成することに向けられた。
試料8 L44897−61 32mM HCHO/80mMグリシン、25℃において72時間の反応。
試料9 L44897−63 80mM HCHO/80mMグリシン、25℃において72時間の反応。
以下の反応は全て24時間の反応時間を有していた。
試料10 L44897−72 チューブ番号1 25℃、80mM NaPi pH6.5、20mM HCHO/20mMグリシン
試料11 L44897−72 チューブ番号2 25℃、80mM NaPi pH6.5、40mM HCHO/40mMグリシン
試料12 L44897−72 チューブ番号3 32.5℃、80mM NaPi pH7.0、30mM HCHO/30mMグリシン
試料13 L44897−72 チューブ番号4 32.5℃、80mM NaPi pH7.0、30mM HCHO/30mMグリシン
試料14 L44897−72 チューブ番号5 32.5℃、80mM NaPi pH7.0、30mM HCHO/30mMグリシン
試料15 L44897−75 チューブ番号6 25℃、80mM NaPi pH7.5、20mM HCHO/20mMグリシン
試料16 L44897−75 チューブ番号7 25℃、80mM NaPi pH7.5、40mM HCHO/40mMグリシン
試料17 L44897−75 チューブ番号8 40℃、80mM NaPi pH6.5、20mM HCHO/20mMグリシン
試料18 L44897−75 チューブ番号9 40℃、80mM NaPi pH6.5、40mM HCHO/40mMグリシン
試料19 L44897−75 チューブ番号10 40℃、80mM NaPi pH7.5、20mM HCHO/20mMグリシン
試料20 L44897−75 チューブ番号11 40℃、80mM NaPi pH7.5、40mM HCHO/40mMグリシン
以下の8個の試料は、78mM HCHOおよび76mMグリシンを含有する80mM NaPi pH7.0中で25℃において示された時間の間反応させた。
試料21 L44897−101(前修飾(pre−modification))TxA対照、時間ゼロ、対照試料、修飾されていない、またはHCHO/グリシンに曝露していない
試料22 L44897−101、2時間
試料23 L44897−101、4時間
試料24 L44897−101、6時間
試料25 L44897 102、24時間
試料26 L44897−103、51時間
試料27 L44897−104、74時間
試料28 L44897−105、120時間
試料29(L44980−004)は、EDC/NHS修飾された変異体毒素A(SEQ ID NO:4)(三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)−EDC)であった。反応条件は25℃であり、緩衝液は20mM MES/150mM NaCl pH6.6であった。三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4):EDC:NHS=1:0.5:0.5 w:w:w。反応をEDCの添加により開始した。2時間の反応後、グリシンを0.1Mの終濃度まで添加し、25Cでさらに2時間反応させた。反応をSephadex G25上での脱塩により終了させた。
以下の12個の試料および2個の対照は復帰実験であり、ここで試料を25℃および37℃で保温した。
反応1=25℃、80mM NaPi pH7.0、40mM HCHOのみ(グリシンなし)、24時間の反応。
反応2=25℃、80mM NaPi pH7.0、40mM HCHO/40mM グリシン、24時間の反応
試料 反応
30 反応番号1 0週目、25℃
31 反応番号1 1週目、25℃
32 反応番号1 2週目、25℃
33 反応番号1 3週目、25℃
34 反応番号1 4週目、25℃
35 反応番号1 3週目、37℃
36 反応番号2 0週目、25℃
37 反応番号2 1週目、25℃
38 反応番号2 2週目、25℃
39 反応番号2 3週目、25℃
40 反応番号2 4週目、25℃
41 反応番号2 3週目、37℃
42 TxA 対照 3週目、25℃
43 TxA 対照 3週目、37℃
次の4個の試料は、80mM NaPi pH7.0、40mM HCHO/40mMグリシン中での25℃における示された時間の間の反応により生成された。
44 L44897−116−6 29.5時間
45 L44897−116−7 57.5時間
46 L44897−116 −8 79.5時間
47 L44897−116−9 123.5時間
試料48 L44897−139 25℃、80mM NaPi pH7.0、40mM HCHO/40mMグリシンにおける48時間の反応。
試料49 L44166−204 変異体毒素A(SEQ ID NO:4)のEDC/NHS修飾。25C、緩衝液1×PBS pH7.0。変異体毒素A(SEQ ID NO:4):EDC:NHS=1:0.5:0.5 w:w:w。EDC/NHSとの2時間の反応、次いで1Mグリシンを0.1Mの終濃度まで添加し、さらに2時間反応。緩衝液をSephadex G25上で20mM L−ヒスチジン/100mM NaCl pH6.5に交換した。
表34において参照された変異体毒素Bの試料に関する化学架橋反応条件
三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)を化学的に架橋し、以下の反応条件に従って試験した。L44905−86試料を、3種類のホルマリン反応のバリエーションおよび2種類の保温温度を含む実験において試験した。合計18個の試料に関して、それぞれの日に6個の試料を得た。リスト中の最初の試料は未処理の対照である(それにより合計19個の試料となる)。その未処理の対照には、未処理の三重変異体毒素Bポリペプチド(SEQ ID NO:6)が含まれていた。
反応1(“Rxn1”)=80mM HCHO、80mMグリシン、80mM NaPO4 pH7、1mg/mL三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)タンパク質
反応2(“Rxn2”)=80mM HCHO、グリシンなし、80mM NaPO4 pH7、1mg/mL三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)タンパク質
反応3(“Rxn3”)=80mM HCHO、グリシンなし、80mM NaPO4 pH7、1mg/mL三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)タンパク質+シアノボロヒドリドキャッピング。
シアノボロヒドリドキャッピングは、80mM CNBrHの脱塩された最終反応物への添加および36℃で24時間の保温を含んでいた。
試料L34346−30Aに関して、1グラムの三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)あたり0.5gのEDCおよびNHS、20mM MES、150mM NaCl、pH6.5中で30℃において4時間。
試料L34346−30Bに関して、1グラムの三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)あたり0.5gのEDCおよびNHS、20mM MES、150mM NaCl、pH6.5中で30℃において2時間、続いてグリシンの添加(g/Lの終濃度)および30℃においてさらに2時間の保温。L34346−30AおよびL34346−30Bに関する2つの反応の間の唯一の違いは、反応L34346−30Bへのグリシンの添加である。
実施例37:免疫原性組成物により誘導される抗体は、様々なC.ディフィシル株からの毒素を中和することができる。
その変異体毒素原薬が含まれる免疫原性組成物により誘導された抗体が広いスペクトルの多様な毒素配列を中和することができるかどうかを評価するため、多様なリボタイプおよび毒素タイプを代表する株を配列決定して、変異体毒素原薬と比較した様々な株の間の遺伝的多様性の程度を確認した。次いで、様々な株からの分泌された毒素を含有する培養上清を、免疫されたハムスターからの血清を用いたインビトロ中和アッセイにおいて試験し、その免疫原性組成物の適用範囲(coverage)を決定し、その免疫原性組成物の循環している臨床株からの多様な毒素に対して保護する能力を決定した。
HT−29細胞(結腸癌細胞株)およびIMR−90細胞の両方を用いて、CDC株から発現された毒素の中和を試験した。HT−29細胞はTcdAに対してより感受性であり;これらの細胞における精製されたTcdAのEC50は、TcdBに関する3.3ng/mLと比較して100pg/mLである。一方で、IMR−90細胞はTcdBに対してより感受性であり;これらの細胞における精製されたTcdBのEC50は、TcdAに関する0.92〜1.5ng/mLと比較して9〜30pg/mLの範囲である。これらの細胞株におけるTcdAおよびTcdB両方に関するそのアッセイの特異性を、ポリクローナルおよびモノクローナル毒素特異的抗体両方を用いることにより確かめた。アッセイの標準化のため、24種類のCDC分離株の培養濾液をそれらのそれぞれのEC50値の4倍の濃度で試験した。その株の3種類は、その中和アッセイでの試験に関して低すぎる毒素レベルを有していた。
米国およびカナダにおけるC.ディフィシルの循環している株の95%より大きい割合を含む多様なアイソタイプ/毒素タイプを代表する24種類の株を、CDCから得た。これらの分離株の中には、リボタイプ027、001および078を代表する株、米国、カナダおよび英国におけるCDADの3種類の流行株があった。株2004013および2004118はリボタイプ027を代表し;株2004111はリボタイプ001を代表し、株2005088、2005325および2007816はリボタイプ078を代表していた。疾患を引き起こす臨床分離株および630株の間の遺伝的多様性の程度を確認するため、これらの臨床株からの毒素遺伝子(tcdAおよびtcdB)を完全に配列決定した。表35参照。その毒素のアミノ酸配列を、Megalign(商標)プログラム(DNASTAR(登録商標)Lasergene(登録商標))中のClustalWを用いて整列させ、配列の同一性に関して分析した。tcdAに関して、ゲノムアラインメント分析は、その臨床分離株の全ておよび株630が全体で約98〜100%のアミノ酸配列の同一性を共有していることを示した。tcdA遺伝子のC末端部分はわずかにより大きく分岐していた。同じ分析をtcdB遺伝子に関して実施し、それはより大きな配列の分岐を示した。特に、株2007838/NAP7/126および2007858/NAP1/unk5はN末端(97〜100%)およびC末端ドメイン(88〜100%;データは示していない)において630株からの最も大きな分岐パターンを示した。
ハムスター血清プール(HS)を、変異体TcdA(SEQ ID NO:4)および変異体TcdB(SEQ ID NO:6)が含まれる免疫原で免疫されたシリアンゴールデンハムスターから収集し、ここでその変異体毒素は例えば上記で記述された実施例29、表15に従ってEDCにより不活性化され、リン酸アルミニウムと共に配合された。表35における結果は、少なくともそれぞれの培養上清からの毒素Bがインビトロ中和アッセイにおいてその免疫されたハムスターからの血清により中和されたことを示している。
図23は、IMR−90細胞における様々なC.ディフィシル株からの毒素調製物を用いた中和アッセイの結果を示す。そのデータは、ハムスター抗血清中のTcdB中和抗体が、高病毒性株およびTcdA陰性、TcdB陽性株を含め、試験した21種類の分離株全てからの毒素を中和することができたことを示している。C.ディフィシルの少なくとも16種類の異なる株をCDC(ジョージア州アトランタ)(前述)から得て、当該技術において既知であるような、および上記で記述したような適切な条件の下で、C.ディフィシル培地中で培養した。分泌された毒素を含有する培養上清を分析してそれらのIMR−90単層に対する細胞毒性(EC50)を決定し、続いてリン酸アルミニウムと共に配合された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬で免疫されたハムスターからの様々な希釈度の血清を用いて、そのEC50の4倍での標準的なインビトロ中和アッセイで試験した。それぞれの株の培養上清から得られた粗製の毒素および精製された毒素(List Biologicalsから得た市販の毒素)(それぞれの上清から精製されたものではない)を、上記で記述されたインビトロ細胞毒性アッセイを用いて、IMR−90細胞に対する細胞毒性に関して試験した。
図23A〜Kにおいて、そのグラフはインビトロ細胞毒性試験(前述)からの結果を示し、ここでATPレベル(RLU)を以下:C.ディフィシル培養液およびハムスター血清のプール(■);粗製の毒素およびハムスター血清のプール(●);精製された毒素およびハムスター血清のプール(▲);粗製の毒素(▼)、対照;ならびに精製された毒素(◆)、対照の増大する濃度に対してプロットした。それぞれの株からの毒素はその細胞に4×EC50値で添加された。
図23A〜Kで示されるように、記述された免疫原を与えられたハムスターは、驚くべきことに、少なくとも以下の16種類の異なるC.ディフィシルのCDC株からの毒素に対してそれぞれの毒素のみの対照と比較して中和活性を示す中和抗体を発現した:2007886(図23A);2006017(図23B);2007070(図23C);2007302(図23D);2007838(図23E);2007886(図23F);2009292(図23G);2004013(図23H);2009141(図23I);2005022(図23J);2006376(図23K)。それからの毒素が試験され、それがリン酸アルミニウム中で配合された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬が含まれる免疫原性組成物により中和された追加のC.ディフィシル株に関して、表35も参照。
別の試験において、(CDCから、および英国のLeeds病院から得た)様々なC.ディフィシル株からの分泌された毒素を含有する培養上清を、Alhydrogelと共に配合された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬を投与されたハムスターからの血清を用いたインビトロ中和アッセイにおいて試験した。実験設計に関して表36を参照。その結果を表37および表38において示す。
実施例38:EDC/NHS三重変異体毒素のペプチドマッピング
EDC/NHSで不活性化された三重変異体毒素を特性付けるため、EDC/NHSで処理された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)の4ロットおよびEDC/NHSで処理された三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)の4ロットに対してペプチドマッピング実験を実施した。その変異体毒素をトリプシンで消化した後、結果として生じたペプチド断片を逆相HPLCを用いて分離した。質量スペクトル分析を用いて、その不活性化プロセスの結果として起こった修飾を同定した。変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬両方に関して、理論上のトリプシン消化ペプチド(tryptic peptides)の95%より多くが同定された。架橋およびグリシン付加物(グリシンはキャッピング剤として用いられた)が同定された。変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬両方において、ベータ−アラニン付加物も観察された。機序または理論により束縛されるわけではないが、そのベータ−アラニン付加物は3モルのNHSの1モルのEDCとの反応の結果であるようであり、それはNHSで活性化されたベータ−アラニンを形成する。次いでこの分子はリシン基と反応してベータ−アラニン付加物(+70Da)を形成することができる。EDC/NHSで処理された三重変異体毒素Bの試料において、低レベル(0.07モル/モルタンパク質)のデヒドロアラニン(−34Da)も観察された。デヒドロアラニンはシステイン残基の脱スルホン化の結果である。同じタイプおよび程度の修飾がそれぞれの変異体毒素の4つのバッチ全てにおいて観察され、これはそのプロセスが一貫した生成物を生成することを示している。(95%より大きい配列包括度での)ペプチドマッピングは、その修飾が存在することを確証している。その修飾の要約を表39において示す。図24〜25も参照。加えて、その三重変異体毒素A原薬の、および三重変異体毒素B原薬の大きさおよび電荷の不均一性は、化学的不活性化の非存在下でのそれぞれの三重変異体毒素Aおよび三重変異体毒素Bの大きさおよび電荷の不均一性と比較して増大していた。結果として、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)および陰イオン交換クロマトグラフィー(AEX)のプロフィールは比較的広いピークを有していた(データは示していない)。
実施例39:製剤の製造
C.ディフィシル免疫原性組成物(製剤)は、2種類の有効な医薬成分(変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬)を含有する。典型的な製剤は、変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬のそれぞれが含まれる、10mMトリス緩衝液 pH7.4、4.5%(w/w)トレハロース二水和物、および0.01%(w/v)ポリソルベート80を含有する凍結乾燥された配合物である。その免疫原性組成物は、その凍結乾燥されたワクチンを希釈剤を用いて、またはAlhydrogelを含有する希釈剤を用いてのどちらかで再懸濁することにより、注射用に調製される。プラセボには注射用の滅菌通常生理食塩水溶液(0.9%塩化ナトリウム)が含まれるであろう。
緩衝液の調製
注射用水(WFI)を調剤容器に入れる。混合しながら賦形剤を添加して溶液になるまで溶解させる。そのpHを測定する。必要であれば、pHをHClを用いて7.4±0.1に調節する。その溶液をWFIにより最終重量まで希釈し、次いで0.22μm Millipore Express SHC XL150フィルターを用いて濾過する。濾過前の(pre−filtration)生物負荷低減試料を濾過の前に得る。その濾過された緩衝液を、モル浸透圧濃度およびpHに関して試料採取する。
配合物の調製
解凍した変異体毒素原薬を、以下の操作の順序で予め計算した量に基づいて配合容器中にプールする:0.6mg/mLを達成するための目標希釈緩衝液量の50%をまずその容器に入れ、続いて変異体毒素A原薬を添加し、100rpmで5分間混合する。次いで変異体毒素B原薬をその容器に添加し、その溶液を0.6mg/mLの希釈点までさらに希釈し、次いで100rpmでさらに5分間混合する。試料を取り出し、総変異体毒素濃度に関して試験する。その溶液をプロセス中の変異体毒素濃度の値に基づいて100パーセントの量まで希釈し、次いで100rpmで15分間混合する。配合された製剤を、濾過前の(pre−filtration)pHおよび生物負荷に関して試料採取する。次いで配合された製剤を一夜貯蔵に関してMillipore Express SHC XL150を用いて濾過し、または濾過滅菌のために充填ラインへと運ぶ。
その配合されたバルクを充填エリアへと運び、生物負荷に関して試料採取し、次いで2個の直列のMillipore Express SHC XL150フィルターで濾過滅菌する。その配合されたバルクを、発熱物質を除去されたガラスバイアル中に、0.73mLの目標充填量で充填する。その充填されたバイアルに部分的に栓をして、次いで凍結乾燥機中に装填する。凍結乾燥サイクルを表41で示したように実施する。サイクルの完了時に、凍結乾燥チャンバーに窒素を0.8atmまで戻し充填し(back−filled)、次いで栓を完全に締める(seated)。チャンバーから取り出し、そのバイアルにフリップオフ式の封を用いて蓋をする。
製剤の安定性のデータを表42において要約する。そのデータは、その製剤が2〜8℃で少なくとも3ヶ月間または25℃もしくは40℃で少なくとも1ヶ月間の貯蔵の間、物理的および化学的に安定であることを示唆している。両方の貯蔵条件下で、試験した最近の時点まで、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により検出される不純物のレベルは変化せず、インビトロ抗原性における変化もなかった。
実施例40;ワクチン希釈剤
生理食塩水に関して、再構成の際の等張溶液を確実にするため、60mM NaClがアジュバントを一切含まない凍結乾燥された製剤に関する希釈剤として用いられる。
Alhydrogel:Alhydrogel“85”2%(Brenntag)は、水酸化アルミニウムの八面体結晶シートからなる商業的に入手可能な適正製造基準(GMP)グレードの製品である。典型的なAlhydrogel希釈剤配合物を、表43において示す。その典型的な配合は、上記で記述された製剤との組み合わせで用いることができる。
Alhydrogelアジュバントを用いた試験は、pH6.0から7.5までにおいて、変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬の1mg Al/mL Alhydrogelへの100%の結合を示す。両方の原薬の最大結合は、試験した最も高いタンパク質濃度(それぞれ300μg/mL)において見られた。
タンパク質のAlhydrogelへの結合を、200μg/mLのそれぞれの原薬および0.25から1.5mg/mLまでの範囲のAlhydrogelを含有する凍結乾燥された製剤配合物によっても試験した。その製剤を様々な濃度のAlhydrogelを含有する希釈剤を用いて再構成し、結合したそれぞれの変異体毒素のパーセントを測定した。Alhydrogelの全ての試験した濃度は、その抗原の100%の結合を示した。
変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬(それぞれ200μg/mL)の目標用量におけるタンパク質のAlhydrogelへの結合速度論も評価した。その結果は、その変異体毒素原薬の100%が24時間のRTでの時間経過全体を通してAlhydrogelに結合していたことを示している。
CpG 24555およびAlhydrogel:CpG 24555は、配列5−TCG TCG TTTTTC GGT GCT TTT−3(SEQ ID NO:48)を有する合成21塩基長オリゴデオキシヌクレオチド(ODN)である。CpG 24555およびAlhydrogel希釈剤の組み合わせに関する典型的な配合を表44において示す。その典型的な配合は、上記で記述された製剤との組み合わせで用いることができる。
ISCOMATRIX(登録商標):ISCOMATRIX(登録商標)アジュバントは、当該技術で既知のサポニンに基づくアジュバントである。ISCOMATRIX(登録商標)アジュバント配合物に関する典型的な配合を表45において示す。その典型的な配合は、上記で記述された製剤との組み合わせで用いることができる。
実施例41:NHPモデルにおけるAlhydrogelで抗原性補強した変異体毒素原薬組成物の免疫原性および前臨床概念実証
NHP、特にカニクイザル・マカクにおけるAlhydrogelで抗原性補強した変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬組成物の免疫原性を評価した。2週間間隔(0、2、4週目)で投与あたり10μgのそれぞれの変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬組成物(Alhydrogelと共に配合)で免疫されたNHPは、強い中和抗毒素応答を発現した。表46参照。抗毒素Aおよび抗毒素B中和応答の両方が3回目の免疫処置後に保護範囲に達し、少なくとも33週目(試験した最後の時点)を通して保護範囲内またはその上に留まっていた。
カニクイザル・マカク(n=8)を、0、2および4週目において、250μgのAlhydrogel中で配合されたそれぞれ10μgの変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬でIMで免疫した。それぞれの時点において血清を収集し、機能的抗毒素活性に関して毒素中和アッセイにおいて分析した。GMTを表46において提供する。その表で提供されている保護力価範囲は中和抗体力価範囲を表しており、それはMerckモノクローナル抗体療法試験におけるC.ディフィシル感染の再発における有意な低減と相関している。
Merck mAb療法試験からのヒト保護抗体力価の、NHPにおけるPfizerのワクチン候補により誘導された力価に対する相関
Merck/Medarex mAbによる第2相有効性試験(Lowy et al., N Engl J Med. 2010 Jan 21;362(3):197-205)は、血清中の中和性抗毒素mAbのレベルおよびCDADの再発の予防の間の相関を実証しているようである。その毒素特異的mAbのヒトへの投与の後、ヒトの受容者における10〜100μg/mLの範囲の血清抗体レベルは再発に対して保護するようである(CDADの再発における70%の低減)。
変異体毒素原薬が含まれる免疫原性組成物を、その免疫原性組成物がヒトにおいて潜在的に有効な中和抗体応答を誘導することができるかどうかを評価するため、Merck/Medarex第2相試験からの公開されたデータをNHPモデルにおいてその免疫原性組成物により誘導された抗体のレベルと比較することにより試験した。これは、Merck/Medarex mAbの以前に公開された特徴を利用して再発の徴候を示さない対象から得られた血清中のこれらのmAbの範囲(10〜100μg/mL)を50%中和力価に変換し、これらの力価(“保護力価範囲”)を本明細書で記述される前臨床モデルにおいて観察された力価と比較することにより成し遂げられた。表46で示されるように、Alhydrogelで抗原性補強された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬が含まれる免疫原性組成物はNHPにおいて免疫応答を生じさせ、それは3回目の投与後に“保護範囲”に達し、33週目を通してこの範囲内またはその上に留まっていた。NHPにおいて本発明のC.ディフィシル免疫原性組成物により誘導された毒素中和抗体のレベルは、CDADの再発から保護されたようであったMerck/Medarex試験の対象における血清抗体レベルに匹敵する。
実施例42:ISCOMATRIXまたはAlhydrogel/CpG 24555(Alh/CpG)で抗原性補強された変異体毒素原薬組成物のNHPモデルにおける免疫原性
NHPにおいて、ISCOMATRIXおよびAlh/CpGは両方とも、Alhydrogelのみと共に投与されたワクチンと比較した場合に、抗毒素AおよびBの中和力価を統計的に有意に高めた(表47)。バックグラウンドより上の抗毒素応答は、Alh/CpGまたはISCOMATRIXのどちらかと共に投与されたワクチンにより、Alhydrogelのみ(4〜6週目)と比較してより早い時点で誘発され(2〜4週目)、それはヒトにおけるCDADの再発からの保護に対して重要な作用を有する可能性がある。Alhydrogelと比較して、Alh/CpGにより、またはISCOMATRIXにより抗原性補強された免疫原性組成物は保護範囲(実施例41も参照)に達する抗毒素中和力価をより迅速に生成し、それはこの範囲内またはこの範囲より上に33週目を通して留まっている。
表47において示されるように、カニクイザル・マカクを、0、2、および4週目において、250μgのAlhydrogel(n=8)、または500μMのCpG+250μgのAlhydrogel(n=10)、または45UのISCOMATRIX(n=10)中で配合されたそれぞれ10μgの変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬で、IMで免疫した。それぞれの時点において血清を収集し、機能的抗毒素活性に関して上記で記述された毒素中和アッセイで分析した。GMTを表中に列挙する。アスタリスク()は、Alhydrogel群における力価と比較した場合の統計的有意性(p<0.05)を示す。保護力価範囲は、Merck/Medarex mAb療法試験に従うC.ディフィシル感染の再発における有意な低減と相関する中和抗体力価範囲を表す。
NHPにおいて生成された中和抗毒素抗体力価に対する、ISCOMATRIXまたはAlh/CpGアジュバントの存在下で投与された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬の用量も評価した。1つの試験において、NHPにISCOMATRIX中で配合された低(10μg)または高(100μg)用量のそれぞれの変異体毒素原薬を投与した。応答を免疫処置後のそれぞれの時点において比較した。表48で示されるように、抗毒素中和力価は両方の処置群において強かった。抗毒素A力価はほとんどの時点において低用量群および高用量群の間でほぼ同等であり、一方で抗毒素B力価に関しては高用量群においてより高い傾向があった。
表48で示されるように、カニクイザル・マカク(n=5)を、0、2、および4週目において、45UのISCOMATRIXと共に配合されたそれぞれ10μgまたは100μgの変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬で、IMで免疫した。それぞれの時点において血清を収集し、機能的抗毒素活性に関して毒素中和アッセイで分析した。GMTを表中に列挙する。保護力価範囲は、Merck/Medarex mAb療法試験でのC.ディフィシル感染の再発における有意な低減と相関する中和抗体力価範囲を表す。
抗毒素B応答の速度論を高めるための試みにおいて、NHPを、ISCOMATRIXまたはAlh/CpGアジュバントの存在下で増大する容量の変異体毒素B原薬(10、50、または100μg)と混合した一定用量の変異体毒素A原薬(10μg)で免疫した。アジュバントに関わらず、より高い用量の変異体毒素B原薬(50または100μgのどちらか)を与えられた群に関して、10μg用量の変異体毒素B薬物と比較してより高い抗毒素B中和応答を誘導する傾向があった(表50、統計的に有意な増大を示すため、の印を付けた)。この傾向は、最後の免疫処置後のほとんどの時点において観察された。しかし、いくつかの場合において、抗毒素A中和応答は変異体毒素Bの量が増大した際に統計的に有意な減少を示した(表49において^の印を付けた)。
表49および表50で示されるように、NHP(群あたり10匹)を、0、2、および4週目において、ISCOMATRIX(投与あたり45U)と共に、またはAlh/CpG(投与あたり250μg/500μg)と共に配合された異なる比率の変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬(10μgの変異体毒素A原薬に加えて10、50、または100μgいずれかの変異体毒素B原薬;表49および表50においてそれぞれ10A:10B、10A:50Bおよび10A:100Bと表されている)で、IMで免疫した。表49は抗毒素A力価を示す。表50は抗毒素B力価を示す。GMTを表中に列挙する。保護力価範囲は、Merck mAb療法試験でのC.ディフィシル感染の再発における有意な低減と相関する中和抗体力価範囲を表す。記号^は、中和力価における10A:10B群と比較した統計的に有意な減少(p<0.05)を表す。アスタリスクの記号は、中和力価における10A:10B群と比較した統計的に有意な増大(p<0.05)を表す。
実施例43:カニクイザルにおける免疫原性組成物による4週間の回復期間を有する5週反復投与IM毒性試験
カニクイザルにおけるPF−06425095(水酸化アルミニウムおよびCpG 24555アジュバントとの組み合わせでの三重変異体毒素A原薬および三重変異体毒素B原薬が含まれる免疫原性組成物)を用いた5週IM反復投与毒性試験を、水酸化アルミニウムおよびCpG 24555アジュバントとの組み合わせでのC.ディフィシル三重変異体毒素A原薬および三重変異体毒素B原薬(PF−06425095)の可能性のある毒性および免疫原性を評価するために実施した。0.2または0.4mg/投与でのPF−06425095、三重変異体毒素A原薬および三重変異体毒素B原薬(それぞれ低および高用量の免疫原性組成物群)、水酸化アルミニウムとして0.5mgのアルミニウム、および1mgのCpG 24555ならびにアジュバントの組み合わせのみ(水酸化アルミニウム+CpG 24555;PF−06376915)をカニクイザル(6匹/性別/群)にIMで予備刺激投与(prime dose)として投与し、続いて3回の追加免疫投与を行った(1、8、22、および36日目)。別個の群の動物(6匹/性別)に、おおよそ7.0のpHの0.9%等張生理食塩水を与えた。その免疫原性組成物のビヒクルは、pH7.4の10mMトリス緩衝液、4.5%トレハロース二水和物、および0.1%ポリソルベート80で構成されていた。アジュバント対照のビヒクルは、60nM NaClを含むpH6.5の10mMヒスチジン緩衝液で構成されていた。総投与量は注射あたり0.5mLであった。全ての用量は左および/または右四頭筋(quardriceps muscle)中に投与された。選択された動物は、その試験の投与期の間に観察されるあらゆる作用の可逆性を評価するため、4週間の投与なしの観察期間を経た。
この試験において、不都合な所見はなかった。PF−06425095は十分に耐容され、全身毒性の証拠なしで局所的な炎症反応のみをもたらした。投与期の間、4および38日目においてフィブリノーゲン(23.1%〜2.3倍)、ならびに4(2.1倍〜27.5倍)および38(2.3倍〜101.5倍)日目においてC反応性タンパク質、ならびに36および/または38日目においてグロブリン(11.1%〜24.1%)における事前調査からの用量依存性の増大が免疫原性組成物で処置された群において見られ、それは抗原性補強された免疫原性組成物の投与に対する予想された炎症反応と一致していた。
4日目に気付かれたフィブリノーゲンおよびC反応性タンパク質における増大は、高用量免疫原性組成物群においてのみ、フィブリノーゲン(25.6%〜65.5%)およびC反応性タンパク質(4.5倍および5.6倍)における増大により、8日目までに部分的に回復した。インターロイキン(IL)−6における増大は、低および高用量免疫原性組成物群において、1日目、3時間目(8.3倍〜127.2倍の個々の値、1日目、0時間目、用量応答)および36日目、3時間目(9.4倍〜39.5倍の個々の値、36日目、0時間目)において観察された。他のサイトカイン類(IL−10、IL−12、インターフェロン誘導性タンパク質(IP−10)および腫瘍壊死因子α(TNF−α)では変化は観察されなかった。これらの急性期タンパク質およびサイトカインにおける増大は、外来抗原の投与に対する予想された正常な生理的応答の一部であった。これらの臨床病理パラメーターにおけるPF−06425095に関連する、またはアジュバントに関連する変化は、回復期には存在しなかった(サイトカイン類は回復期の間は評価されなかった)。加えて、注射部位において局在性の変化が存在し、それはアジュバント対照群ならびに低および高用量免疫原性組成物群において類似の発生率および重症度であり;従ってそれらはPF−06425095に直接関連していなかった。投与期の間、その変化にはマクロファージの浸潤による筋線維の分離を特徴とする最小限〜中程度の慢性活動性炎症が含まれ、それはしばしば好塩基性粒状物質(アルミニウム含有アジュバントと解釈される)、リンパ球、形質細胞、好中球、好酸球、壊死性残屑、および浮腫を含有していた。その好塩基性粒状物質は、これらの慢性活動性炎症の病巣内で細胞外にも存在していた。回復期の終了時に、最小限〜中程度の慢性炎症および単核細胞の浸潤、ならびに最小限の線維化が存在していた。これらの注射部位の所見は、そのアジュバントに対する局所的な炎症反応を表す。他の顕微鏡的変化には、腸骨(流入領域)リンパ節における最小限〜中程度の増大したリンパ系細胞充実度および脾臓中の胚中心における最小限の増大した細胞充実度が含まれ、それはアジュバント対照群ならびに低および高用量免疫原性組成物群において投与期の間に気付かれた。回復期の終了時に、これらの顕微鏡的所見はより低い重症度であった。これらの作用は抗原刺激に対する免疫応答を表しており、アジュバントまたはPF−06425095に対する薬理学的応答であった。抗DNA抗体における試験物に関連する増大はなかった。
不都合な所見の非存在に基づいて、この試験における最大無毒性量(NOAEL)は、4回の投与に関して2回の0.5mLの注射として投与された高用量免疫原性組成物群(0.4mgのPF−06425095としての三重変異体毒素A原薬および三重変異体毒素B原薬/投与)である。
実施例44:ハムスターに受動的に移された血清陽性NHPの有効性
5匹のシリアンゴールデンハムスターの群に、正常な腸内細菌叢を崩壊させるためにクリンダマイシン抗生物質の経口用量(30mg/kg)を投与した。5日後、そのハムスターに野生型C.ディフィシルの芽胞(630株、動物あたり100cfu)の経口用量で負荷を与え、表51に従うNHP血清を腹腔内(IP)投与した。機序または理論により束縛されるわけではないが、その芽胞による負荷後の疾患症状は典型的には負荷の約30〜48時間後に開始を示す。
そのハムスターに投与されたNHP血清は、ISCOMATRIXと共に配合された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬(10:10、10:50、および10:100 A:Bの比率)による3回の免疫処置後に最も高い力価を示しているNHP血清試料(抗毒素A血清および抗毒素B血清)からプールされた(実施例42、表49、および表50を参照)。そのNHP血清は、実施例42において記述されたように、5、6、および8週目の時点(免疫処置は0、2、および4週目に行われた)から収集された。結果を下記の表52〜54において示す。記号“+”は、不応答動物である3番の動物を含まない幾何平均(GM)を()中に示す。“TB”は最後の採血を表し、その日にその動物を安楽死させ、それは全ての動物に関して同じではない。
別の試験において、シリアンゴールデンハムスターに正常な腸内細菌叢を崩壊させるためにクリンダマイシン抗生物質の経口用量(30mg/kg)を投与した。5日後、そのハムスターに野生型C.ディフィシルの芽胞(630株、動物あたり100cfu)の経口用量で負荷を与え、表55に従うNHP血清を腹腔内(IP)投与した。機序または理論により束縛されるわけではないが、その芽胞による負荷後の疾患症状は典型的には負荷の約30〜48時間後に開始を示す。
そのハムスターに投与されたNHP血清は、AlhydrogelおよびCpG 24555と共に配合された変異体毒素A原薬および変異体毒素B原薬(10:10、10:50、および10:100 A:Bの比率)による3回の免疫処置後にNHPから収集された試料からプールされた(実施例42、表49、および表50を参照)。そのNHP血清は、実施例42において記述されたように、5、6、8、および12週目の時点(NHPは0、2、および4週目に免疫された)から収集された。結果を下記の表56〜59において示す。ハムスターからの血清を阻止濃度(IC50)の値を決定するためにさらに調べ、それは上記で記述された毒素中和アッセイを用いて決定された。ハムスターにおいて本発明のC.ディフィシル免疫原性組成物により誘導された毒素中和抗体のレベルは、CDADの再発から保護されたようであったMerck/Medarex試験の対象における血清抗体レベルに匹敵する。
実施例45:変異体毒素原薬の特性付け
三重変異体毒素Aの一次構造をSEQ ID NO:4において示す。SEQ ID NO:4の1位におけるNH末端Met残基はSEQ ID NO:12の開始コドンに由来し、単離されたタンパク質には存在しない(例えばSEQ ID NO:84を参照)。従って、実施例12〜実施例45において、“SEQ ID NO:4”は最初の(1位の)メチオニンが存在しないSEQ ID NO:4を指す。精製された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)(原薬中間体−ロットL44993−132)およびEDC/NHS処理された三重変異体毒素A(SEQ ID NO:4)(“変異体毒素A原薬”−ロットL44898−012)は両方ともSLISKEELIKLAYSI(SEQ ID NO:4の2〜16位)で開始する単一のNH末端配列を示した。
三重変異体毒素Bの一次構造をSEQ ID NO:6において示す。SEQ ID NO:6の1位におけるNH末端Met残基は開始コドンに由来し、単離されたタンパク質には存在しない(例えばSEQ ID NO:86を参照)。従って、実施例12〜実施例45において、“SEQ ID NO:6”は最初の(1位の)メチオニンが存在しないSEQ ID NO:6を指す。精製された三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)(原薬中間体−ロット010)およびEDC/NHS処理された三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)(“変異体毒素B原薬”−ロットL44906−153)は両方ともSLVNRKQLEKMANVR(SEQ ID NO:6の2〜16位)で開始する単一のNH末端配列を示した。
円二色性(CD)分光法を用いて、三重変異体A(SEQ ID NO:4)および変異体毒素A原薬の二次および三次構造を評価した。CD分光法を用いて、三重変異体B(SEQ ID NO:6)および変異体毒素B原薬の二次および三次構造も評価した。CD分光法を用いて、pHの構造に対する可能性のある作用も評価した。EDC処理の三重変異体毒素Aへの作用を、変異体毒素A原薬に関して得られたCDデータを三重変異体毒素Aに関して得られたデータと比較することにより分析した。EDC処理の三重変異体毒素B(SEQ ID NO:6)への作用を、変異体毒素B原薬に関して得られたCDデータを三重変異体毒素Bに関して得られたデータと比較することにより分析した。
変異体毒素A原薬の遠紫外CDデータを様々なpHにおいて得た。pH5.0〜7.0で記録されたスペクトルはその二次構造中のαヘリックスの高い割合を示しており、これはそのタンパク質のポリペプチド主鎖がαヘリックスに支配される十分に定められた(well−defined)立体構造をとっていることを示唆している。
変異体毒素A原薬の近紫外CDスペクトルも得た。260〜300nmの強い負の楕円率は、芳香族側鎖が唯一の固定した環境中にあること、すなわち変異体毒素A原薬が三次構造を有していることを示すものである。実際、個々の芳香族側鎖のタイプに起因する特徴的な特徴をそのスペクトル内で識別することができる:約290nmにおける肩および約283nmにおける最も大きな負のピークは規則正しいトリプトファン側鎖による偏光の吸収によるものであり、276nmにおける負のピークはチロシン側鎖からのものであり、262および268nmにおける小さい肩は三次接触に参加しているフェニルアラニン残基を示している。遠および近紫外の結果は、変異体毒素A原薬が生理的pHにおいてコンパクトに折りたたまれた構造を保持している証拠を提供する。pH5.0〜7.0において観察されたほぼ同一の遠および近紫外CDスペクトルは、このpH範囲内では検出可能な構造変化は起こっていないことを示している。CDデータはpH3.0および4.0では収集することができず、これはそのタンパク質がこれらのpH点では不溶性であったためである。変異体毒素A原薬の遠および近紫外CDスペクトルの三重変異体毒素Aの遠および近紫外CDスペクトルとの比較において、両方のタンパク質のスペクトルは試験した実験条件の全ての下で本質的に同一であり、これはEDC処理が三重変異体毒素Aの二次および三次構造に検出可能な作用を有しなかったことを示している。この発見は、それぞれストークス半径および沈降/摩擦係数において検出可能な変化を示さないゲル濾過および分析用超遠心法の結果と一致している。
変異体毒素A原薬(ならびに三重変異体毒素A)は25個のトリプトファン残基を含有し、それは一次配列全体にわたって分布しており、便利な内在性蛍光プローブの役目を果たすことができる。温度の関数としての変異体毒素A原薬の300〜400nmの蛍光発光スペクトルを得た。6.8℃において、変異体毒素A原薬は280nmでの励起の際に特徴的なトリプトファン蛍光発光スペクトルを示す。蛍光発光最大値は約335nmにおいて観察され、これはトリプトファン残基が極性の水性環境ではなくタンパク質内部に典型的な非極性の環境中にあることを示している。その蛍光発光スペクトルの結果は、この報告で提供されるCD実験の結果と合わせて、変異体毒素A原薬がコンパクトに折りたたまれた構造を保持していることを確証している。
外来のプローブである8−アニリノ−1−ナフタレンスルホン酸(8−anilino−1−naphtalene sulfonic acid)(ANS)の蛍光を用いて、pHにおける変化の際の変異体毒素A原薬および三重変異体毒素Aにおける可能性のある立体構造変化を特性付けた。その結果から分かるように、変異体毒素A原薬または三重変異体毒素AのどちらをpH7.0においてそのプローブで滴定した(titrated)際にもANS蛍光強度における増大は本質的に存在せず、これはこれらの条件下ではそのタンパク質上に疎水性表面は露出していないことを示唆している。pHを2.6に変えることは、プローブの濃度における増大の際のANS蛍光量子収率における、蛍光量子収率が見かけ上の飽和に達するまでの劇的な増大をもたらす。このANS蛍光量子収率における増大は、低いpH(2.6)において、変異体毒素A原薬および三重変異体毒素Aの両方が疎水性表面を露出させるpHに誘導される立体構造変化を起こすことを示している。そのような立体構造変化は、三重変異体毒素AのEDCに誘導される修飾および不活性化は変異体毒素A原薬(DS)の立体構造の柔軟性を制限しなかったことを示している。
EDC処理の三重変異体毒素Aの水力学的特性への作用を、G4000 SWXLカラム上でのサイズ排除クロマトグラフィーを用いて評価した。変異体毒素A原薬および三重変異体毒素Aを、pH7.0、6.0、および5.0で平衡化したG4000 SWXLカラム上に注入した。そのデータは、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて変異体毒素A原薬および三重変異体毒素Aのストークス半径における違いを検出することができなかったことを示している。従って、EDC処理は三重変異体毒素Aの水力学的特性およびそれに対応して全体的な分子の形状に劇的には影響を及ぼさなかった。
三重変異体毒素Aおよび変異体毒素A原薬のさらなる分析を、多角度レーザー光散乱(MALLS)技法を用いて実施した。三重変異体毒素AのEDCによる処理は、結果として様々な多量体および単量体の種からなる不均質な混合物の生成をもたらした。そのような不均質性は、そのタンパク質のカルボキシルおよび第1級アミンの間の多数のEDCに誘導される分子間および分子内共有結合の導入を反映している。
得られたデータは、三重変異体毒素Aおよび変異体毒素A原薬(EDCで処理された三重変異体毒素A)の物理的および化学的特徴を提供し、それらの一次、二次、および三次構造の重要な特徴を記述している。生成されたデータは、三重変異体毒素AのEDCによる処理は結果としてそのポリペプチド鎖の共有結合性修飾をもたらしたが、そのタンパク質の二次および三次構造には影響を及ぼさなかったことを実証している。EDCによる処理は分子内および分子間架橋をもたらす。変異体毒素A原薬(ならびに三重変異体毒素A)に関して得られた生化学的および生物物理学的パラメーターを表60において提供する。
変異体毒素B原薬の遠紫外CDデータを様々なpHにおいて得た。pH5.0〜7.0で記録されたスペクトルはその二次構造中のαヘリックスの高い割合を示しており、これはそのタンパク質のポリペプチド主鎖がαヘリックスに支配される十分に定められた(well−defined)立体構造をとっていることを示唆している。
変異体毒素B原薬の近紫外CDスペクトルも得た。260〜300nmの強い負の楕円率は、芳香族側鎖が唯一の固定した環境中にあること、すなわち変異体毒素B原薬が三次構造を有していることを示すものである。実際、個々の芳香族側鎖のタイプに起因する特徴的な特徴をそのスペクトル内で識別することができる:約290nmにおける肩および約283nmにおける最も大きな負のピークは規則正しいトリプトファン側鎖による偏光の吸収によるものであり、276nmにおける負のピークはチロシン側鎖からのものであり、262および268nmにおける小さい肩は三次接触に参加しているフェニルアラニン残基を示している。遠および近紫外CDスペクトルは、変異体毒素B原薬が生理的pHにおいてコンパクトに折りたたまれた構造を保持している証拠を提供する。pH5.0〜7.0において観察された非常に類似した遠および近紫外CDスペクトルは、このpH範囲内では検出可能な二次または三次の構造変化は起こっていないことを示している。CDデータはpH3.0および4.0では収集することができず、これはそのタンパク質がこれらのpH点では不溶性であったためである。
変異体毒素B原薬の遠および近紫外CDスペクトルの三重変異体毒素Bの遠および近紫外CDスペクトルとの比較において、両方のタンパク質のスペクトルはpH5.0〜7.0において非常に類似しており、これはEDC処理がそのタンパク質の二次および三次構造に検出可能な作用を有しなかったことを示している。
三重変異体毒素Bは16個のトリプトファン残基を含有し、それは一次配列全体にわたって分布しており、便利な内在性蛍光プローブの役目を果たすことができる。温度の関数としての変異体毒素B原薬の300〜400nmの蛍光発光スペクトルを得た。7℃において、変異体毒素B原薬は280nmでの励起の際に特徴的なトリプトファン蛍光発光スペクトルを示す。蛍光発光最大値は約335nmにおいて観察され、これはトリプトファン残基が極性の水性環境ではなくタンパク質内部に典型的な非極性の環境中にあることを示している。この結果は、CD実験の結果(上記参照)と合わせて、変異体毒素B原薬がコンパクトに折りたたまれた構造を保持していることを確証している。
外来のプローブである8−アニリノ−1−ナフタレンスルホン酸(8−anilino−1−naphtalene sulfonic acid)(ANS)の蛍光を用いて、pHにおける変化の際の変異体毒素B原薬および三重変異体毒素Bにおける可能性のある立体構造変化を特性付けた。その結果から分かるように、変異体毒素B原薬または三重変異体毒素BのどちらをpH7.0においてそのプローブで滴定した(titrated)際にもANS蛍光強度における増大は本質的に存在せず、これはこれらの条件下ではそのタンパク質上に疎水性表面は露出していないことを示唆している。pHを2.6に変えることは、変異体毒素B原薬の存在下でのプローブの濃度における増大の際のANS蛍光量子収率における、蛍光量子収率が見かけ上の飽和に達するまでの劇的な増大をもたらす。このANS蛍光量子収率における増大は、低いpH(2.6)において、変異体毒素B原薬が疎水性表面を露出させるpHに誘導される立体構造変化を起こすことを示している。そのような立体構造変化は、三重変異体毒素BのEDCに誘導される修飾および不活性化は変異体毒素B原薬(DS)の立体構造の柔軟性を制限しなかったことを示している。
EDC処理の三重変異体毒素Bの水力学的特性への作用を、G4000 SWXLカラム上でのサイズ排除クロマトグラフィーを用いて評価した。変異体毒素B原薬および三重変異体毒素Bを、pH7.0、6.0、5.0で平衡化したG4000 SWXLカラム上に注入した。そのデータは、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて変異体毒素B原薬および三重変異体毒素Bのストークス半径における違いを検出することができなかったことを示しており、従って、EDC処理はそのタンパク質の水力学的特性およびそれに対応して全体的な分子の形状に劇的には影響を及ぼさなかった。
三重変異体毒素Bおよび変異体毒素B原薬のさらなる分析を、多角度レーザー光散乱(MALLS)技法を用いて実施した。三重変異体毒素BのEDCによる処理は、結果として様々な多量体および単量体の種からなるより不均質な混合物の生成をもたらした。そのような不均質性は、そのタンパク質のカルボキシルおよび第1級アミンの間の多数のEDCに誘導される分子間および分子内共有結合の導入を反映している。
得られたデータは、三重変異体毒素Bおよび変異体毒素B原薬(EDCで処理された三重変異体毒素B)の物理的および化学的特徴を提供し、それらの一次、二次、および三次構造の重要な特徴を記述している。生成されたデータは、三重変異体毒素BのEDCによる処理は結果としてそのポリペプチド鎖の共有結合性修飾をもたらしたが、そのタンパク質の二次および三次構造には影響を及ぼさなかったことを実証している。EDCによる処理は分子内および分子間架橋をもたらす。変異体毒素B原薬(ならびに三重変異体毒素B)に関して得られた主要な生化学的および生物物理学的パラメーターを表61において提供する。
本発明の側面
以下の条項は、本発明の追加の態様を記述する:
C1. SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドであって、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、且つ該ポリペプチドに1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖が含まれる、前記単離されたポリペプチド。
C2. SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドであって、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、且つ該ポリペプチドに1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾されたアミノ酸側鎖が含まれる、前記単離されたポリペプチド。
C3. ポリペプチドのアスパラギン酸残基の少なくとも1個の側鎖またはポリペプチドのグルタミン酸残基の少なくとも1個の側鎖がグリシンにより化学的に修飾されている、条項C1またはC2に記載の単離されたポリペプチド。
C4. ポリペプチドに以下:
a)ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖およびポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびに
b)ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖およびポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋
が含まれる、条項C1〜C3のいずれかに記載の単離されたポリペプチド。
C5. ポリペプチドに該ポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分が含まれる、条項C1〜C4のいずれかに記載の単離されたポリペプチド。
C6. ポリペプチドに該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖に、または該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分が含まれる、条項C4に記載の単離されたポリペプチド。
C7. SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドであって、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、且つ該ポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に連結されている、前記単離されたポリペプチド。
C8. SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列が含まれる単離されたポリペプチドであって、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、且つ該ポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に連結されている、前記単離されたポリペプチド。
C9. ポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖がアスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されている、条項C7またはC8に記載の単離されたポリペプチド。
C10. ポリペプチドのアスパラギン酸の側鎖またはグルタミン酸の側鎖がグリシン部分に連結されている、条項C7〜C9のいずれかに記載の単離されたポリペプチド。
C11. ポリペプチドが少なくとも約100μg/mlのEC50を有する、条項C1〜C10のいずれかに記載の単離されたポリペプチド。
C12. 1位のメチオニン残基が場合により存在しない、SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド、および1位のメチオニン残基が場合により存在しない、SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドが含まれる免疫原性組成物であって、該ポリペプチドが1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)により化学的に修飾された少なくとも1個のアミノ酸側鎖を有する、前記免疫原性組成物。
C13. ポリペプチドに以下:
a)該ポリペプチドのリシン残基の側鎖に連結された少なくとも1個のベータ−アラニン部分;
b)該ポリペプチドのリシン残基の側鎖およびアスパラギン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;ならびに
c)該ポリペプチドのリシン残基の側鎖およびグルタミン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋
のいずれかの少なくとも1が含まれる、条項C12に記載の免疫原性組成物。
C14. ポリペプチドが少なくとも約100μg/mlのEC50を有する、条項C12に記載の免疫原性組成物。
C15. 1位のメチオニン残基が場合により存在しない、SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチド、および1位のメチオニン残基が場合により存在しない、SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドが含まれる免疫原性組成物であって、且つ
a)SEQ ID NO:4の少なくとも1個のリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に連結されており、且つ
b)SEQ ID NO:6の少なくとも1個のリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に連結されている、
前記免疫原性組成物。
C16. SEQ ID NO:4の第2のリシン残基の側鎖がアスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されており、且つSEQ ID NO:6の第2のリシン残基がアスパラギン酸残基の側鎖に、またはグルタミン酸残基の側鎖に連結されている、条項C15に記載の免疫原性組成物。
C17. SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖またはグルタミン酸残基の側鎖がグリシン部分に連結されており、1位のメチオニン残基が場合により存在しない、条項C12〜C16のいずれかに記載の免疫原性組成物。
C18. SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖またはグルタミン酸残基の側鎖がグリシン部分に連結されており、1位のメチオニン残基が場合により存在しない、条項C12〜C16のいずれかに記載の免疫原性組成物。
C19. ポリペプチドが少なくとも約100μg/mlのEC50を有する、条項C12〜C18のいずれかに記載の免疫原性組成物。
C20. SEQ ID NO:84で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドおよびSEQ ID NO:86で示されるアミノ酸配列を有する単離されたポリペプチドが含まれる免疫原性組成物であって、それぞれのポリペプチドに以下:
a)該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖および該ポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;
b)該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖および該ポリペプチドのリシン酸残基の側鎖の間の少なくとも1個の架橋;
c)該ポリペプチドの少なくとも1個のリシン残基の側鎖に連結されたベータ−アラニン部分;ならびに
d)該ポリペプチドの少なくとも1個のアスパラギン酸残基の側鎖に、または該ポリペプチドの少なくとも1個のグルタミン酸残基の側鎖に連結されたグリシン部分
が含まれる、前記免疫原性組成物。
C21. 対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素Aと比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメイン、および少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる、変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Aが含まれる免疫原性組成物。
C22. 変異が非保存的アミノ酸置換である、条項C21に記載の組成物。
C23. 置換にアラニン置換が含まれる、条項C22に記載の組成物。
C24. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:1に対して少なくとも95%の同一性を有する配列が含まれる、条項C21〜C23のいずれかに記載の組成物。
C25. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:1に対して少なくとも98%の同一性を有する配列が含まれる、条項C24に記載の組成物。
C26. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:1が含まれる、条項C25に記載の組成物。
C27. グルコシルトランスフェラーゼドメインに少なくとも2個の変異が含まれる、条項C21〜C26のいずれかに記載の組成物。
C28. 少なくとも2個の変異がSEQ ID NO:1の番号付けに従うアミノ酸位置101、269、272、285、287、269、272、460、462、541、または542に存在する、条項C27に記載の組成物。
C29. グルコシルトランスフェラーゼドメインにSEQ ID NO:29が含まれる、条項C21〜C26のいずれかに記載の組成物。
C30. グルコシルトランスフェラーゼドメインにSEQ ID NO:29のアミノ酸位置101、269、272、285、287、269、272、460、462、541、または542、またはそれらのあらゆる組み合わせに存在する少なくとも2個の非保存的変異が含まれる、条項C29に記載の組成物。
C31. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:1の番号付けに従う700、589、655、543位、またはそれらのあらゆる組み合わせに存在する変異が含まれる、条項C21〜C26のいずれかに記載の組成物。
C32. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:32が含まれる、条項C21〜C26のいずれかに記載の組成物。
C33. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:32の1、47、113、158、またはそれらのあらゆる組み合わせに存在する非保存的変異が含まれる、条項C32に記載の組成物。
C34. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:4が含まれる、条項C21に記載の組成物。
C35. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:84が含まれる、条項C21に記載の組成物。
C36. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:7が含まれる、条項C21に記載の組成物。
C37. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素AにSEQ ID NO:83が含まれる、条項C21に記載の組成物。
C38. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Aの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、条項C21〜C33のいずれかに記載の組成物。
C39. アミノ酸がホルムアルデヒドにより化学的に架橋されている、条項C38に記載の組成物。
C40. アミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより化学的に架橋されている、条項C38に記載の組成物。
C41. アミノ酸がN−ヒドロキシスクシンイミドにより化学的に架橋されている、条項C38またはC40に記載の組成物。
C42. 組成物が抗毒素A中和抗体またはその結合断片により認識される、条項C21〜C41のいずれかに記載の組成物。
C43. 対応する野生型のクロストリジウム・ディフィシル毒素Aと比較して285位および287位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:29が含まれるグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに158位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:32が含まれるシステインプロテアーゼドメインが含まれる変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Aが含まれる免疫原性組成物であって、該変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Aの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C44. SEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7が含まれる免疫原性組成物であって、SEQ ID NO:4またはSEQ ID NO:7の少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C45. 少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている、条項C43またはC44に記載の組成物。
C46. 少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより架橋されている、条項C43またはC44に記載の組成物。
C47. 少なくとも1個のアミノ酸がN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、条項C43、C44、またはC46に記載の組成物。
C48. 組成物が抗毒素A中和抗体またはその結合断片により認識される、条項C43またはC44に記載の組成物。
C49. SEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物。
C50. SEQ ID NO:84が含まれる免疫原性組成物。
C51. SEQ ID NO:7が含まれる免疫原性組成物。
C52. SEQ ID NO:83が含まれる免疫原性組成物。
C53. 少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、条項C49〜C52のいずれかに記載の組成物。
C54. 組成物が対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素Aと比較して減少した細胞毒性を示す、条項C21〜C51のいずれかに記載の組成物。
C55. SEQ ID NO:84が含まれる単離されたポリペプチド。
C56. SEQ ID NO:86が含まれる単離されたポリペプチド。
C57. SEQ ID NO:83が含まれる単離されたポリペプチド。
C58. SEQ ID NO:85が含まれる単離されたポリペプチド。
C59. 対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素Bと比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物。
C60. 変異が非保存的アミノ酸置換である、条項C59に記載の組成物。
C61. 置換にアラニン置換が含まれる、条項C60に記載の組成物。
C62. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:2に対して少なくとも95%の同一性を有する配列が含まれる、条項C59〜C61のいずれかに記載の組成物。
C63. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:2に対して少なくとも98%の同一性を有する配列が含まれる、条項C62に記載の組成物。
C64. 野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:2が含まれる、条項C63に記載の組成物。
C65. グルコシルトランスフェラーゼドメインに少なくとも2個の変異が含まれる、条項C59〜C64のいずれかに記載の組成物。
C66. 少なくとも2個の変異がSEQ ID NO:2の番号付けに従うアミノ酸位置102、286、288、270、273、384、461、463、520、または543に存在する、条項C65に記載の組成物。
C67. グルコシルトランスフェラーゼドメインにSEQ ID NO:31が含まれる、条項C59〜C64のいずれかに記載の組成物。
C68. グルコシルトランスフェラーゼドメインにSEQ ID NO:31のアミノ酸位置102、286、288、270、273、384、461、463、520、または543に存在する少なくとも2個の非保存的変異が含まれる、条項C67に記載の組成物。
C69. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:2の番号付けに従う698、653、587、544位、またはそれらのあらゆる組み合わせに存在する変異が含まれる、条項C59〜C64のいずれかに記載の組成物。
C70. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:33が含まれる、条項C59〜C64のいずれかに記載の組成物。
C71. システインプロテアーゼドメインにSEQ ID NO:33の1、44、110、155位、またはそれらのあらゆる組み合わせに存在する非保存的変異が含まれる、条項C70に記載の組成物。
C72. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:6が含まれる、条項C59に記載の組成物。
C73. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:86が含まれる、条項C59に記載の組成物。
C74. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:8が含まれる、条項C59に記載の組成物。
C75. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素BにSEQ ID NO:85が含まれる、条項C59に記載の組成物。
C76. 変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Bの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、条項C59〜C71のいずれかに記載の組成物。
C77. アミノ酸がホルムアルデヒドにより化学的に架橋されている、条項C76に記載の組成物。
C78. アミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより化学的に架橋されている、条項C76に記載の組成物。
C79. 少なくとも1個のアミノ酸がN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、条項C76またはC78に記載の組成物。
C80. 組成物が抗毒素B中和抗体またはその結合断片により認識される、条項C59〜C79のいずれかに記載の組成物。
C81. 対応する野生型のクロストリジウム・ディフィシル毒素Bと比較して286位および288位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:31が含まれるグルコシルトランスフェラーゼドメインならびに155位においてアミノ酸置換を有するSEQ ID NO:33が含まれるシステインプロテアーゼドメインが含まれる変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Bが含まれる免疫原性組成物であって、該変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素Bの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C82. SEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物であって、SEQ ID NO:6またはSEQ ID NO:8の少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C83. 少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている、条項C81またはC82に記載の組成物。
C84. 少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより架橋されている、条項C81またはC82に記載の組成物。
C85. 少なくとも1個のアミノ酸がN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、条項C81、C82、またはC84に記載の組成物。
C86. 組成物が抗毒素B中和抗体またはその結合断片により認識される、条項C81またはC82に記載の組成物。
C87. SEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物。
C88. SEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物。
C89. SEQ ID NO:8が含まれる免疫原性組成物。
C90. SEQ ID NO:85が含まれる免疫原性組成物。
C91. 組成物が対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素Bと比較して減少した細胞毒性を示す、条項C59〜C89のいずれかに記載の組成物。
C92. SEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物およびSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物であって、SEQ ID NO:4および6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C93. SEQ ID NO:84が含まれる免疫原性組成物およびSEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物であって、SEQ ID NO:84および86のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が化学的に架橋されている、前記免疫原性組成物。
C94. 少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている、条項C92またはC93に記載の組成物。
C95. 少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドにより架橋されている、条項C92またはC93に記載の組成物。
C96. 少なくとも1個のアミノ酸がN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、条項C92、C93、またはC95に記載の組成物。
C97. SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:45、SEQ ID NO:46、またはSEQ ID NO:47が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C98. SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、またはSEQ ID NO:8をコードする核酸配列が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C99. SEQ ID NO:84をコードする核酸配列が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C100. SEQ ID NO:86をコードする核酸配列が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C101. SEQ ID NO:83をコードする核酸配列が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C102. SEQ ID NO:85をコードする核酸配列が含まれる、組み換え細胞またはその子孫。
C103. 前記の細胞がグラム陽性細菌細胞に由来する、条項C97またはC98に記載の組み換え細胞。
C104. 細胞がクロストリジウム・ディフィシル細胞に由来する、条項C97、C98、またはC99に記載の組み換え細胞。
C105. 細胞が毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている、条項C97〜C104のいずれかに記載の組み換え細胞。
C106. 細胞がクロストリジウム・ディフィシル1351、クロストリジウム・ディフィシル3232、クロストリジウム・ディフィシル7322、クロストリジウム・ディフィシル5036、クロストリジウム・ディフィシル4811、およびクロストリジウム・ディフィシルVPI 11186からなる群から選択されるクロストリジウム・ディフィシル細胞に由来する、条項C104またはC105のいずれかに記載の細胞。
C107. 細胞がクロストリジウム・ディフィシルVPI 11186細胞である、条項C106に記載の細胞。
C108. クロストリジウム・ディフィシル細胞の芽胞形成遺伝子が不活性化されている、条項C106またはC107に記載の細胞。
C109. 芽胞形成遺伝子にspo0A遺伝子またはspoIIE遺伝子が含まれる、条項C108に記載の細胞。
C110. 組み換え細胞またはその子孫を変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドを発現するための適切な条件下で培養することが含まれる、変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素を生成する方法であって、該細胞に該変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素をコードするポリヌクレオチドが含まれ、且つ該変異体に対応する野生型クロストリジウム・ディフィシル毒素と比較して少なくとも1個の変異を有するグルコシルトランスフェラーゼドメインおよび少なくとも1個の変異を有するシステインプロテアーゼドメインが含まれる、前記方法。
C111. 細胞が毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている、条項C110に記載の方法。
C112. 組み換え細胞またはその子孫に条項C97〜C111のいずれかに記載の細胞が含まれる、条項C110に記載の方法。
C113. さらに変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素を単離することが含まれる、条項C110に記載の方法。
C114. さらに単離された変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素をホルムアルデヒドと接触させることが含まれる、条項C113に記載の方法。
C115. 接触が最大で14日間行われる、条項C114に記載の方法。
C116. 接触が最大で48時間行われる、条項C115に記載の方法。
C117. 接触が約25℃で行われる、条項C114に記載の方法。
C118. さらに単離された変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素をエチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドと接触させることが含まれる、条項C113に記載の方法。
C119. 接触が最大で24時間行われる、条項C118に記載の方法。
C120. 接触が最大で4時間行われる、条項C120に記載の方法。
C121. 接触が約25℃で行われる、条項C118に記載の方法。
C122. さらに単離された変異体クロストリジウム・ディフィシル毒素をN−ヒドロキシスクシンイミドと接触させることが含まれる、条項C118に記載の方法。
C123. 条項C110〜C122のいずれかに記載の方法により生成された免疫原性組成物。
C124. 免疫原性組成物を哺乳類に投与することおよび該哺乳類から抗体を回収することが含まれる、クロストリジウム・ディフィシル毒素Aに対する中和抗体を生成する方法であって、前記の免疫原性組成物にSEQ ID NO:4が含まれ、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、SEQ ID NO:4の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C125. 免疫原性組成物を哺乳類に投与することおよび該哺乳類から抗体を回収することが含まれる、クロストリジウム・ディフィシル毒素Aに対する中和抗体を生成する方法であって、前記の免疫原性組成物にSEQ ID NO:84が含まれ、SEQ ID NO:84の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C126. 免疫原性組成物を哺乳類に投与することおよび該哺乳類から抗体を回収することが含まれる、クロストリジウム・ディフィシル毒素Bに対する中和抗体を生成する方法であって、前記の免疫原性組成物にSEQ ID NO:6が含まれ、1位のメチオニン残基が場合により存在せず、SEQ ID NO:6の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C127. 免疫原性組成物を哺乳類に投与することおよび該哺乳類から抗体を回収することが含まれる、クロストリジウム・ディフィシル毒素Aに対する中和抗体を生成する方法であって、前記の免疫原性組成物にSEQ ID NO:86が含まれ、SEQ ID NO:86の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C128. 免疫原性組成物に特異的な抗体またはその抗体結合断片であって、前記の免疫原性組成物に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4または1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:7が含まれる、前記抗体またはその抗体結合断片。
C129. 条項C128に記載の抗体またはその抗体結合断片であって、1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4または1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:7の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記抗体またはその抗体結合断片。
C130. SEQ ID NO:41(CDR H1)、SEQ ID NO:42(CDR H2)およびSEQ ID NO:43(CDR H3)で示される重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列、ならびにSEQ ID NO:38(CDR L1)、SEQ ID NO:39(CDR L2)およびSEQ ID NO:40(CDR L3)で示される軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる、抗体またはその抗体結合断片。
C131. 抗体またはその抗体結合断片にSEQ ID NO:37で示されるアミノ酸配列が含まれる重鎖およびSEQ ID NO:36で示されるアミノ酸配列が含まれる軽鎖が含まれる、条項C128、C129、またはC130に記載の抗体またはその抗体結合断片。
C132. 条項C128〜C131のいずれかに記載のいずれかから選択される2以上の抗体またはその抗体結合断片の組み合わせが含まれる組成物。
C133. 免疫原性組成物に特異的な抗体またはその抗体結合断片であって、前記の免疫原性組成物に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6または1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:8が含まれる、前記抗体またはその抗体結合断片。
C134. 条項C123に記載の抗体またはその抗体結合断片であって、1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6または1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:8の少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記抗体またはその抗体結合断片。
C135. SEQ ID NO:51(CDR H1)、SEQ ID NO:52(CDR H2)およびSEQ ID NO:53(CDR H3)において示される重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列、ならびにSEQ ID NO:57(CDR L1)、SEQ ID NO:58(CDR L2)およびSEQ ID NO:59(CDR L3)において示される軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる、抗体またはその抗体結合断片。
C136. SEQ ID NO:61(CDR H1)、SEQ ID NO:62(CDR H2)およびSEQ ID NO:63(CDR H3)において示される重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列、ならびにSEQ ID NO:68(CDR L1)、SEQ ID NO:69(CDR L2)およびSEQ ID NO:70(CDR L3)において示される軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる、抗体またはその抗体結合断片。
C137. SEQ ID NO:73(CDR H1)、SEQ ID NO:74(CDR H2)およびSEQ ID NO:75(CDR H3)において示される重鎖相補性決定領域(CDR)のアミノ酸配列、ならびにSEQ ID NO:79(CDR L1)、SEQ ID NO:80(CDR L2)およびSEQ ID NO:81(CDR L3)において示される軽鎖CDRのアミノ酸配列が含まれる、抗体またはその抗体結合断片。
C138. 条項C133〜C137のいずれかから選択される2以上の抗体またはその抗体結合断片の組み合わせが含まれる組成物。
C139. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシル感染症を処置する方法であって、該哺乳類に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物および1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:4および6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている、前記方法。
C140. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシル感染症を処置する方法であって、該哺乳類に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物および1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C141. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシル感染症を処置する方法であって、該哺乳類にSEQ ID NO:84が含まれる免疫原性組成物およびSEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:84およびSEQ ID NO:86のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、前記方法。
C142. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシルに対する免疫応答を誘導する方法であって、該哺乳類に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物および1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸がホルムアルデヒドにより架橋されている、前記方法。
C143. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシルに対する免疫応答を誘導する方法であって、該哺乳類に1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4が含まれる免疫原性組成物および1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:6のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド、または1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドの組み合わせにより架橋されている、前記方法。
C144. 哺乳類においてクロストリジウム・ディフィシルに対する免疫応答を誘導する方法であって、該哺乳類にSEQ ID NO:84が含まれる免疫原性組成物およびSEQ ID NO:86が含まれる免疫原性組成物を投与することが含まれ、SEQ ID NO:84およびSEQ ID NO:86のそれぞれの少なくとも1個のアミノ酸が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミドにより架橋されている、前記方法。
C145. 哺乳類がそれを必要とする哺乳類である、条項C139〜C144のいずれかに記載の方法。
C146. 哺乳類が再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症を有する、条項C139〜C144のいずれかに記載の方法。
C147. 組成物が非経口投与される、条項C139〜C144のいずれかに記載の方法。
C148. 組成物にさらにアジュバントが含まれる、条項C139〜C144のいずれかに記載の方法。
C149. アジュバントにアルミニウムが含まれる、条項C148に記載の方法。
C150. アジュバントに水酸化アルミニウムゲルおよびCpGオリゴヌクレオチドが含まれる、条項C148に記載の方法。
C151. アジュバントにISCOMATRIX(登録商標)が含まれる、条項C148に記載の方法。

Claims (96)

  1. 1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋している、前記単離されたポリペプチド。
  2. ポリペプチドが、該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖に、または該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖に架橋されたグリシン部分をさらに含む、請求項1に記載の単離されたポリペプチド。
  3. ポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基と該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項1に記載の単離されたポリペプチド。
  4. ポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基と該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項1に記載の単離されたポリペプチド。
  5. ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも100μg/mlのEC50を有する、請求項1に記載の単離されたポリペプチド。
  6. ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも1000μg/mlのEC50を有する、請求項5に記載の単離されたポリペプチド。
  7. 1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を有する第1の単離されたポリペプチドを含む免疫原性組成物であって、ここで第1の単離されたポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋している、免疫原性組成物。
  8. SEQ ID NO:6で示されるアミノ酸配列を有する第2の単離されたポリペプチドをさらに含む請求項7に記載の免疫原性組成物であって、SEQ ID NO:6の1位のメチオニン残基が場合により存在せず、ここで第2の単離されたポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋している、免疫原性組成物。
  9. 第1のポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖とアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  10. 第2のポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖とアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項8に記載の免疫原性組成物。
  11. 第1のポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖とグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  12. 第2のポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖とグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項8に記載の免疫原性組成物。
  13. 第1のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋をさらに含む、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  14. 第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋をさらに含む、請求項8に記載の免疫原性組成物。
  15. 第1のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋をさらに含む、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  16. 第2のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋をさらに含む、請求項8に記載の免疫原性組成物。
  17. 各ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも1000μg/mlのEC50を有する、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  18. アジュバントをさらに含む、請求項7に記載の免疫原性組成物。
  19. 1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4を含むポリペプチドを発現する、組み換え細胞またはその子孫。
  20. ポリペプチドがSEQ ID NO:4を含む、請求項19に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  21. SEQ ID NO:12を含む、核酸配列を含む、請求項19に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  22. SEQ ID NO:45を含む、核酸配列を含む、請求項21に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  23. 前記の細胞がグラム陽性細菌細胞に由来する、請求項19に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  24. 細胞がクロストリジウム・ディフィシル細胞である、請求項19に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  25. 不活性化されている芽胞形成遺伝子をさらに含む、請求項24に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  26. 細胞がクロストリジウム・ディフィシル毒素をコードする内在性ポリヌクレオチドを欠いている、請求項24に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  27. 細胞がクロストリジウム・ディフィシル1351(ATCC 43593(商標))、C.ディフィシル3232(ATCC BAA−1801(商標))、C.ディフィシル7322(ATCC 43601(商標))、C.ディフィシル5036(ATCC 43603(商標))、C.ディフィシル4811(ATCC 43602(商標))、およびC.ディフィシルVPI 11186(ATCC 700057(商標))からなる群に由来する、請求項24に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  28. 細胞がクロストリジウム・ディフィシルVPI 11186細胞(ATCC 700057(商標))である、請求項24に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  29. さらに追加の組み換えヌクレオチド配列を含む、請求項19に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  30. 組み換えヌクレオチド配列が変異クロストリジウム・ディフィシル毒素をコードする、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  31. 組み換えヌクレオチド配列が変異クロストリジウム・ディフィシル毒素Aをコードする、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  32. 組み換えヌクレオチド配列が変異クロストリジウム・ディフィシル毒素Bをコードする、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  33. 組み換えヌクレオチド配列が、1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6を含むポリペプチドをコードする、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  34. ポリペプチドがSEQ ID NO:6を含む、請求項33に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  35. 組み換えヌクレオチド配列がSEQ ID NO:82を含むポリペプチドをコードする、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  36. 組み換えヌクレオチド配列がSEQ ID NO:14を含む、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  37. 組み換えヌクレオチド配列がSEQ ID NO:47を含む、請求項29に記載の組み換え細胞またはその子孫。
  38. 1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4を含むポリペプチドを含む組成物。
  39. ポリペプチドがSEQ ID NO:4を含む、請求項38に記載の組成物。
  40. Tris緩衝剤をさらに含み、ポリペプチドが該ポリペプチドのリシン残基の側鎖が架橋しているベータ−アラニン部分をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  41. ポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖と該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項40に記載の組成物。
  42. ポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基と該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項40に記載の組成物。
  43. ポリペプチドが、該ポリペプチドのリシン残基の側鎖と該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  44. ポリペプチドが、該ポリペプチドのリシン残基と該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  45. ポリペプチドが、該ポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖に架橋したグリシン部分をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  46. ポリペプチドが、該ポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖に架橋したグリシン部分をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  47. 1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6を含む第2のポリペプチドをさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  48. 第2のポリペプチドがSEQ ID NO:6を含む、請求項47に記載の組成物。
  49. Tris緩衝剤をさらに含み、第2のポリペプチドが該第2のポリペプチドのリシン残基の側鎖に架橋しているベータ−アラニン部分をさらに含む、請求項47に記載の組成物。
  50. 第2のポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖と該第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項49に記載の組成物。
  51. 第2のポリペプチドが、該ポリペプチドの第2のリシン残基と該第2のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項49に記載の組成物。
  52. 第2のポリペプチドが、該ポリペプチドのリシン残基の側鎖と該第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項47に記載の組成物。
  53. 第2のポリペプチドが、該ポリペプチドのリシン残基と該第2のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖との架橋をさらに含む、請求項47に記載の組成物。
  54. 第2のポリペプチドが、該第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖に架橋したグリシン部分をさらに含む、請求項47に記載の組成物。
  55. 第2のポリペプチドが、該第2のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖に架橋したグリシン部分をさらに含む、請求項47に記載の組成物。
  56. 各ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも100μg/mlのEC50を有する、請求項47に記載の組成物。
  57. 各ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも1000μg/mlのEC50を有する、請求項47に記載の組成物。
  58. 緩衝剤をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  59. 安定化剤をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  60. トレハロース二水和物をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  61. 界面活性剤をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  62. ポリソルベート80をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  63. 組成物が凍結乾燥されている、請求項38に記載の組成物。
  64. 組成物が免疫原性である、請求項38に記載の組成物。
  65. ホルムアルデヒドを含まない、請求項38に記載の組成物。
  66. アジュバントをさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  67. アジュバントを含まない、請求項38に記載の組成物。
  68. 塩化ナトリウムをさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  69. 水をさらに含む、請求項38に記載の組成物。
  70. Tris緩衝剤、トレハロース二水和物、ポリソルベート80、1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:4を含む第1のポリペプチド、および1位のメチオニン残基が場合により存在しないSEQ ID NO:6を含む第2のポリペプチドを含む組成物であって、ここで第1のポリペプチドと第2のポリペプチドがさらにそれぞれのポリペプチドのリシン残基の側鎖に架橋したベータ−アラニン部分を含み、ここで第1のポリペプチドと第2のポリペプチドがさらにそれぞれのポリペプチドの第2のリシン残基の側鎖に架橋したグリシン部分を含む、組成物。
  71. 各ポリペプチドが、インビトロ細胞毒性アッセイによる測定で、少なくとも1000μg/mlのEC50を有する、請求項70に記載の組成物。
  72. 凍結乾燥されている、請求項70に記載の組成物。
  73. 免疫原性である、請求項70に記載の組成物。
  74. ホルムアルデヒドを含まない、請求項70に記載の組成物。
  75. アジュバントをさらに含む、請求項70に記載の組成物。
  76. アジュバントを含まない、請求項70に記載の組成物。
  77. (a)SEQ ID NO:4に示されるアミノ酸配列を含み、ここでSEQ ID NO:4の1位のメチオニン残基が存在せず、ここで第1のポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋しており、ここで第1のポリペプチドは、第1のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋、および第1のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋をさらにふくむ、第1のポリペプチド;
    (b)SEQ ID NO:6に示されるアミノ酸配列を含み、ここでSEQ ID NO:6の1位のメチオニン残基が存在せず、ここで第2のポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋しており、ここで第2のポリペプチドは、第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋および第2のポリペプチドのグルタミン酸残基の側鎖とグリシン部分との架橋とをふくむ、第2のポリペプチド;
    を含む組成物。
  78. 第2のポリペプチドがデヒドロアラニン部分をさらに含む、請求項77に記載の組成物。
  79. 免疫原性である、請求項77に記載の組成物。
  80. 免疫学的に有効な量の第1のポリペプチドおよび免疫学的に有効な量の第2のポリペプチドを含む、請求項77に記載の組成物。
  81. 凍結乾燥されている、請求項77に記載の組成物。
  82. アジュバントをさらに含む、請求項77に記載の組成物。
  83. 水酸化アルミニウムをさらに含む、請求項77に記載の組成物。
  84. さらにアジュバントを含まない、請求項77に記載の組成物。
  85. トレハロースをさらに含む、請求項77に記載の組成物。
  86. ポリソルベート80をさらに含む、請求項77に記載の組成物。
  87. (a)SEQ ID NO:4に示されるアミノ酸配列を含み、ここでSEQ ID NO:4の1位のメチオニン残基が存在せず、ここで第1のポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋しており、ここで第1のポリペプチドの第2のリシン残基が第1のポリペプチドのアスパラギン酸残基またはグルタミン酸残基に架橋している、第1のポリペプチド;および
    (b)SEQ ID NO:6に示されるアミノ酸配列を含み、ここでSEQ ID NO:6の1位のメチオニン残基が存在せず、ここで第2のポリペプチドのリシン残基の側鎖がベータ−アラニン部分に架橋しており、ここで第2のポリペプチドの第2のリシン残基が第2のポリペプチドのアスパラギン酸残基またはグルタミン酸残基に架橋している、第2のポリペプチド;
    を含む組成物。
  88. 第2のポリペプチドがデヒドロアラニン部分をさらに含む、請求項87に記載の組成物。
  89. 免疫原性である、請求項87に記載の組成物。
  90. 免疫学的に有効な量の第1のポリペプチドおよび免疫学的に有効な量の第2のポリペプチドを含む、請求項87に記載の組成物。
  91. 凍結乾燥されている、請求項87に記載の組成物。
  92. アジュバントをさらに含む、請求項87に記載の組成物。
  93. 水酸化アルミニウムをさらに含む、請求項87に記載の組成物。
  94. さらにアジュバントを含まない、請求項87に記載の組成物。
  95. トレハロースをさらに含む、請求項87に記載の組成物。
  96. ポリソルベート80をさらに含む、請求項87に記載の組成物。
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