KR20150124973A - 무세포 백일해 백신 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보르데텔라 페르투시스(Bordetella pertussis) 항원인 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(filamentous hemagglutinin, FHA) 및 핌브리아(fimbriae) 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(pertactin, PRN)을 포함하는 무세포 백일해(aP) 백신 조성물에 관한 것으로, 여기서 FIM은 사람 투여용량 당 12 내지 100 ㎍의 양으로 존재한다.

Description

무세포 백일해 백신{ACELLULAR PERTUSSIS VACCINE}
본 발명은 건강 관리 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 무세포 백일해 백신 분야에 관한 것이다.
보르데텔라 페르투시스(Bordetella pertussis)는 백일해(whooping cough)의 원인 인자이다. 1940년대에 전-세포(whole-cell) 보르데텔라 페르투시스(wP) 사백신의 도입은 유아 및 영아에게서 백일해로 인한 질병이환 및 사망을 감소시키는데에 성공적이었다[문헌: http://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pinkbook/downloads/pert.pdf; Bisgard, K.M. http://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pertussisguide/downloads/chapter1.pdf. 2000; Edwards, K.M. & Decker, M.D. Pertussis vaccines. In Vaccines (Eds. Plotkin, S.A., Orenstein, W.A. & Offit, P.A.) Elsevier Health Sciences, 2008. 467-517; 본 텍스트북은 이후 "Vaccines, Plotkin 2008"로서 지칭함]. 그럼에도 불구하고, 세계적으로, 백일해(pertussis)는 유아에 있어서 중요한 문제로 남아있다. WHO로부터의 추산치는 2008년에 약 1천6백만건의 백일해가 발생했고, 약 195,000명의 유아가 이 질환으로 사망했음을 시사한다.
1990년대 이후, wP 백신은 대부분의 고-소득 국가 및 더욱 최근에는 중등-소득 국가 일부에서도 무세포 백일해(aP) 백신으로 대체되었다. 무세포 백일해 백신은 wP 백신에 비해, 열(≥38℃)에 대한 고위험성, 주사 부위에서의 반응성원성(reactogenicity) 및, 더 적은 정도이긴 하지만, 경련 및 저장성-저반응성 에피소드와 관련된, 상대적으로 더 적은 부작용을 유발한다[문헌: Zhang, Cochrane Database Syst Rev 2011].
aP 백신이 도입된 지 10년 내지 20년 후에, 청소년 및 성인에 있어서 백일해 신고 증가가 미국, 영국, 호주, 노르웨이 및 네덜란드를 포함하는 몇몇 국가들에 의해 보고되었다. 가능한 설명은 향상된 진단 및 감시, 백신에 대한 순환 보르데텔라 페르투시스의 적응 및/또는 aP 백신과 관련한 면역성 약화의 증가를 포함한다[문헌: Tanaka, Jama 2003, 290: 2968-2975; Satoh, Comp Immunol Microbiol Infect Dis 2010, 33: e81-88; Zepp, Lancet Infect Dis 2011; De Greeff, PLoS One 2010, : e14183; Tan, Pediatr Infect Dis J 2005, 24(5 Suppl): S10-18].
현재, 허가된 모든 aP 백신은 최소 하나, 그러나 대개는 다수의, 최대 5종까지의 (해독된) 보르데텔라 페르투시스 독성(virulence) 인자들로 구성된다. 모든 aP 백신은 백일해 톡소이드(PT)를 함유한다. 다중성분 aP 백신은 적어도 PT 및 보르데텔라 페르투시스 표면 부착분자인 사상 혈구응집소(FHA)를 포함한다. 결합가 증가와 함께, 추가로 하나 이상의 부착분자인 퍼탁틴(PRN) 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM2 및 FIM3, 동시에 본원에서 FIM 또는 FIM2/3로서 언급됨)이 존재한다[문헌: Edwards, In: Vaccines, Plotkin, 2008. 467-517].
WO 96/34883은 사람 투여용량 당 1 내지 10 ㎍의 FIM 투여량을 기술하면서, 예시화된 aP 백신에서는 사람 투여용량 당 10 ㎍ 및 5 ㎍의 투여량을 가지는 반면, 사람 투여용량 당 단지 5 ㎍의 투여량만이 실제로 시험되었고, 시험된 백신은 효능적인 것으로 여겨졌다.
일반적으로 aP5 백신(5종의 성분 PT, FHA, PRN, FIM2/3를 갖는 무세포 백일해 백신; DTaP5는 파상풍 톡소이드 및 디프테리아 톡소이드를 추가로 포함하는 aP5 백신임)은 현재 이용가능한 가장 효과적인 aP 백신으로 여겨지고 있다. 상용적으로 이용가능한 등록된 aP5 백신에 존재하는 aP 성분의 개별적인 양은 (사람 투여용량 당 마이크로그램 단위로): PT의 경우 2.5 내지 20, FHA의 경우 5 내지 20, PRN의 경우 3 및 FIM의 경우 5이다.
1990년대 중반에 유럽에서 수행된 몇몇의 무세포 백일해 백신 효능 임상시험에서, aP 백신의 개별 성분에 대한 보호의 면역 상관관계를 결정하기 위한 노력이 행해졌다. 스웨덴의 DTaP5(PT+FHA+PRN+FIM2/3) 임상시험으로부터의 데이터를 사용하여, PRN, FIM2 및 PT에 대한, 그러나 FHA에 대해선 그렇지 않은, 임상학적 보호 및 IgG 항체의 사전-노출 혈청에서의 존재 사이에 통계적으로 유의미한 상관관계가 입증되었다[문헌: Storsaeter, Vaccine 1998, 16: 1907-1916]. FIM3는 DTaP5내에서 비보호성 성분인 것으로 보인다[문헌: Poolman, Expert Reviews Vaccines 2007, 6: 47-56].
독일에서의 백신 임상시험에서 피검자로부터 수집된 혈청은 PT, FHA, PRN 및 FIM2에 대한 특정 수준의 항체가 보호와 상관관계에 있다는 추정이 가능하게 했으며, 이는 단지 PRN 및 PT에 대한 항체만이 보호와 유의미하게 관련되었음을 보여주었다[문헌: Stehr, 1998, Pediatrics 101: 1-11; Cherry, 1998, Vaccine 16: 1901-1906]. 추가적으로, 전임상 연구들은, PRN의 첨가가 뮤린 비내 감염 모델에서 PT 및 FHA를 함유한 백신에 의해 부여된 보호 수준을 향상시킴과[문헌: Guiso, 1999, Vaccine 17: 2366-2376; DeNoel, 2005, Vaccine 23: 5333-5341] PRN에 대한 항체가 보르데텔라 페르투시스의 옵소닌식세포작용(opsonophagocytosis)을 위해 결정적이었음[문헌: Hellwig, 2003, JID 188: 738-742]을 보여주었다. 동시에, 이들 데이터는 PT 및 PRN이 현재의 무세포 백일해 백신에 있어서 주요한 보호 항원임을 가르킨다.
유망한 aP 백신 효능 임상시험 중 일부로서, PT, FHA, PRN 및 FIM2/3에 대한 보호 IgG는, 18개월의 기간에 걸쳐 참가자로부터 수득된 연속적인 혈청 샘플에서 측정되었다. 18개월에 걸쳐, PT에 대한 IgG에서의 감쇠 백분율이 가장 강했고(기하 평균 IgG 역가에서 73% 감소) PRN, FHA 및 FIM에 대한 항체들에서의 감소 백분율보다 현저하게 높았다. 대조적으로, PRN에 대한 IgG 항체는 감쇠율이 가장 낮았다(기하 평균 IgG 역가에서 56% 감소)[문헌: Le, 2004, JID, 190: 535-544].
1) PT 및 PRN이 aP 백신에 있어서 주요한 보호 항원이고 2) PT에 대한 항체들이 PRN에 대한 항체들보다 현저하게 더 높은 감쇠율을 갖는다는 이러한 두 가지 관찰들의 조합은, 항-PRN 항체들이 보르데텔라 페르투시스 감염에 대해 aP-매개된 장기간 보호를 제공하는 데에 핵심적임을 강조하는 것이다.
그러나, PRN을 발현하지 않는 보르데텔라 페르투시스 균주의 출현이 전세계, 예를 들어 프랑스, 일본, 네덜란드, 미국, 핀란드, 노르웨이 및 스웨덴에서 지난 수년동안 관찰되었다[문헌: Bouchez, 2009, Vaccine 27: 6034-41; Hegerle, 2012, Clin . Microbiol. Infect. 18: E340-346; Otsuka, 2012, PloS One 7: e31985; Advani, 2013, J. Clin . Micro 51: 422-428]. 미국에서의 최근 연구는 2011년 내지 2012년동안 필라델피아에서 입원된 어린이로부터의 검체로부터 배양된 보르데텔라 페르투시스의 12개 단리물 중 11개가 실제로 PRN-음성이었다[문헌: Queenan, 2013, N Engl J Med . 368: 583-4]. 이 균주의 적응이 일차적으로 백신-유래된 것인지는 현재 알려지지 않았다. 이들 PRN-음성 균주들이, 특히 항-PT 역가가 감소할 때, 백신 유도된 면역성을 모면할 수 있고, 이것이 보르데텔라 페르투시스 질환에서 관찰된 증가에 기여했을 것이라는 가능성은 있다.
따라서 현재 허가되어 시판되는 aP 백신들은 특히 새로이 출현하는 PRN- 음성 균주에 대한 불충분한 효능을 나타낸다. 특히 이러한 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주에 대해 향상된 효능을 갖는 추가의 aP 백신이 여전히 필요하다.
발명의 요약
놀랍게도 본 발명자들은 고용량의 FIM2/3를 포함하는 aP 백신이 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주에 대한 현저하게 향상된 보호를 보임을 발견하였다. 본 발명은 보르데텔라 페르투시스 항원인 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(FHA) 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(PRN)을 포함하는 무세포 백일해(aP) 백신 조성물을 제공하며, 여기서 FIM은 사람 투여용량 당 12 내지 100 ㎍의 양으로 존재한다.
특정 구현예에서, FIM은 사람 투여용량 당 15 내지 80, 15 내지 60, 20 내지 60 ㎍, 또는 12 내지 50, 15 내지 50, 20 내지 50, 20 내지 30, 20 내지 25 ㎍, 또는 12 내지 30 ㎍, 또는 12 내지 25 ㎍, 또는 약 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 또는 25 ㎍의 양으로 존재한다.
바람직한 구현예에서, 본 발명의 aP 백신은 퍼탁틴(PRN)을 포함한다.
특정 구현예에서, PT는 유전학적으로 해독된다.
특정 구현예에서, 본 발명의 조성물은 보르데텔라 페르투시스 이외의 하나 이상의 병원균으로부터의 항원을 추가로 포함한다.
이 중 특정 구현예에서, 조성물은 하기 중 하나 이상을 포함한다: a) 파상풍 톡소이드; b) 디프테리아 톡소이드; c) b형 헤모필러스 인플루엔자(Haemophilus influenzae type-b, Hib) 올리고당 또는 다당류 컨쥬게이트; d) B형 간염 바이러스 표면 항원(HBSAg); 및 e) 불활화(inactivated) 폴리오 바이러스(IPV). 특정 구현예에서, 본 발명의 조성물은 본 발명에 따른 무세포 백일해 백신 조성물, 파상풍 톡소이드 및 디프테리아 톡소이드를 포함한다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 애쥬번트를 추가로 포함한다. 특정 구현예에서, 애쥬번트는 알루미늄 염, 예컨대 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 히드록시드, 또는 알루미늄 포스페이트 및 알루미늄 히드록시드 둘 모두를 포함한다.
또한, 본 발명은 피검자에게 본 발명에 따른 조성물을 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스에 대해 피검자에게서 면역 반응을 유도하거나 피검자를 예방접종하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 피검자에게 본 발명에 따른 조성물을 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스의 PRN-음성 균주에 감염됨으로써 유발되는 백일해(whooping cough)로부터 피검자를 보호하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 피검자에게 조성물을 투여함으로써 보르데텔라 페르투시스에 대해 피검자에게서 면역 반응을 유도하는데 사용하거나, 피검자를 예방접종하기 위한 본 발명에 따른 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 피검자에게 조성물을 투여함으로써 보르데텔라 페르투시스에 대해 피검자에게서 면역 반응을 유도하기 위한 약제의 제조, 또는 피검자를 예방접종하기 위한 본 발명에 따른 조성물을 제공한다. 특정 구현예에서, 보르데텔라 페르투시스에 대해 면역 반응이 요망되는 보르데텔라 페르투시스는 PRN-음성 균주를 포함한다.
또한, 본 발명은 하기의 보르데텔라 페르투시스 항원: 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(FHA) 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(PRN)을 피검자에게 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스, 선택적으로 보르데텔라 페르투시스의 PRN-음성 균주에 대해 사람 피검자를 예방접종하는 방법을 제공하며, 여기서 FIM은 12 내지 100 ㎍의 양으로 투여된다.
도 1. DTaP5 백신(aP5) 또는 aP5 + FIM으로 예방접종된 마우스에서 비내 시험감염 후 0일, 2일, 5일 및 8일에 폐 당 보르데텔라 페르투시스의 평균 log10 CFU. 마우스를 4주령 및 7주령에 예방접종하고 보르데텔라 페르투시스의 상이한 균주들로 9주에 비내로 시험감염시켰다: WHO 18323(도 1A), 임상학적 PRN-음성 단리물 PRN-STOP(도 1B) 및 임상학적 PRN-음성 단리물 PRN-IS(도 1C).
* p<0.05 윌콕손 정확 검정(Wilcoxon Exact Test)을 사용한, 각 특정 시점에 aP5 및 aP5 + FIM으로 예방접종 후 평균 log10 CFU 카운트 비교
# p<0.01 공분산 분석(Analysis of Covariance)을 사용하여 aP5 및 aP5 + FIM으로 예방접종 후, 0일부터 8일까지의 log10 CFU 반응-시간 프로필 비교
도 2. 4주령 및 7주령에 증가하는 양의 FIM을 첨가하면서 1/10 사람 투여용량으로 aP2 백신을 사용하여 예방접종한 후 9주에 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주 I195로 시험감염된 마우스의 폐로부터의 평균 Log10 CFU 카운트. 상세 내용은 실시예 2를 참조하라.
도 3. 4주령 및 7주령에 5 ㎍ FIM을 첨가하거나 첨가하지 않고 1/10 사람 투여용량의 aP5 백신으로 예방접종 후 9주에 4종의 보르데텔라 페르투시스 균주로 추가접종한 지 5일 후에 마우스의 폐로부터의 평균 Log10 CFU 계수치. 상세사항은 실시예 3을 참고하라.
본 발명은 해독된 보르데텔라 페르투시스 독성 인자, 특히 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(FHA) 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(PRN)을 포함하는 조성물에 관한 것으로, 여기서 FIM은 사람 투여용량 당 12 내지 100 ㎍의 양으로 존재한다. 이러한 조성물은 무세포 백일해(aP) 백신으로서 사용될 수 있고, 본원에서, 현재 이용가능한 동종최고인 aP5 백신보다 놀랍게도 더 효능적인 것으로 입증되었다.
특히, FIM 성분에 대해 이전에 기술되고 권장된 투여량에 비해 증가된 용량의 FIM은, 시판된 aP5 백신 및 시판된 다른 aP 백신들과 비교할 때, 새로이 출현한 보르데텔라 페르투시스의 PRN-음성 균주에 대해 향상된 백신 효능을 초래하였다. 이는, 선행 기술이 권장된 5 ㎍를 초과하여 사람 투여용량 당 FIM의 양을 증가시키는 것에 대해 어떠한 제안도 제공하지 않았고, 선행 기술은 실제적으로 상기 성분의 양을 증가시키는 것이 향상된 효능을 초래하지 않는다는 제안을 제공하기 때문에, 매우 놀라운 것이다.
백신에서 FIM의 증가된 투여량의 효과는 예를 들어 사람 및 동물 모델에서 조사되어 왔다. 17개월 내지 19개월된 영아에서, 10 ㎍의 PT, 5 ㎍의 FHA, 3 ㎍의 PRN 및 5 ㎍의 FIM2/3 또는 이들 항원 모두의 2배의 양을 갖는 2종의 5-성분 aP 백신들 사이에 부정적 반응의 빈도, 항체 역가 또는 후-면역화 평균 역가 상승 배수에 있어서 어떠한 차이도 존재하지 않는 것으로 나타났었다[문헌: Halperin, Arch Pedi Adol Med 1994, 148: 1220-1224].
동물 모델에서, 상이한 양의 FIM이 함유된 3종의 백일해 백신으로 마우스를 예방접종하였을 때, 체중, 비장 중량, 말초 백혈구 카운트 및 폐로부터 보르데텔라 페르투시스의 제거에 있어서 어떠한 차이도 없는 것으로 발견되었다[문헌: Morokuma, Devel Biol Stand 1991, 73: 223-232].
또 다른 연구는, 고용량(20 ㎍) 또는 저용량(4 ㎍)의 재조합 FIM2 또는 FIM3를 접종한 마우스들 사이에 IgG 항체 수준에 있어서 어떠한 차이도 없었음을 보여주었다. 비내 시험감염 후 7일에, 대조군 마우스, FIM2로 예방접종된 마우스 또는 FIM3로 예방접종된 마우스의 폐에서의 박테리아 로드에 있어서 어떠한 차이도 없었다[문헌: Xu, BMC Microbiology 2009, 9:274-281].
따라서, 마우스 비인두 시험감염 모델에서 고용량의 FIM을 사용한 예방접종의 증가된 효능에 대한 본 발명자들의 발견은 매우 놀라운 것이다.
따라서, 통상적 양을 초과하여, aP 백신에서 FIM의 양을 증가시키는 것이 새로이 출현한 PRN-음성 돌연변이 균주에 대해 향상된 효능을 초래할 것이라는, 선행기술에서의 어떠한 암시 또는 제안은 없다.
본원에 사용되는 "사람 투여용량"(때때로 "단일 사람 투여용량"으로 지칭함)은 단일 투여에서 사람에게 투여되는 백신의 양을 의미한다. 전형적으로, 이 양은 0.1 내지 2 ml, 예컨대, 0.2 내지 1 ml, 전형적으로 0.5 ml의 부피로 존재한다. 따라서, 기재된 양은, 예를 들어 0.5 ml 벌크 백신 당 마이크로그램의 농도로 존재할 수 있다. 따라서, 특정 구현예에서, (단일) 사람 투여용량은 0.5 ml과 같다.
시판되거나 시판되어 온 몇몇 aP 백신의 성분들은, 본원에 참조로 통합된 문헌[Vaccines. 5th edition. S. Plotkin, W. Orenstein, P. Offit, 2008]의 표 21-3 및 21-4, 문헌["Pertussis vaccines", K.M. Edwards & M.D. Decker. p. 467-517]의 섹션 2, 제21장에 기술되어 있다. 본 발명의 aP 백신 조성물은 PT, FHA 및 FIM2/3, 및 바람직하게는 PRN을 포함한다. 이들 성분은 여러 시판된 aP 백신에서 표준 성분들이며, 상이한 제조사들로부터 입수가능하고(예컨대, 문헌[Vaccines, Plotkin 2008]의 제21장의 표 21-3 참조), 예를 들어, 리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크(List Biological Laboratories, Inc)(캘리포니아 캠벨 소재)로부터 상용적으로 입수가능하다. 본 발명의 조성물은 해독화된 백일해 톡신(또한, 백일해 톡소이드(PT)로서 공지됨)를 포함한다. PT는 화학적으로 또는 유전학적으로 해독화될 수 있다. 화학적 해독화는 예를 들어 다양한 전통적인 화학적 해독화 방법 중 어느 하나, 예컨대 포름알데히드, 과산화수소, 테트라니트로메탄 또는 글루타르알데히드로의 처리에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 해독화는 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 17쪽 및 실시예 3에 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, PT는 유전학적으로 해독화된다. 이는 백일해 톡신 유전자내에 돌연변이를 만들어 백일해 톡신의 촉매적 서브유닛 S1의 효소적 활성을 불활성화시킴으로써 수행될 수 있으며, 예컨대 US 7,144,576, US 7,666,436 및 US 7,427,404에 기술되어 있다. 백일해 톡신을 해독화하기 위한 특히 장점적인 돌연변이는 예컨대 본원에 참조로 통합된 US 7,427,404에서 제공된다. 특히 장점적인 구현예는 S1 서브유닛 내에 백일해 홀로톡신(holotoxin) 아미노산 서열에서 아미노산 잔기 Glu129가 Gly로 치환되고(E12G) Arg9가 Lys으로 치환된(R9K) 백일해 톡신이다[문헌: US patent 7,427,404; Buasri, BMC Microbiology 2012, 12: 61]. 이러한 유전학적으로 해독화된 PT(E129G, R9K)는 또한 이 PT의 향상된 생산을 보이는 유전학적으로 조작된 균주로부터 편리하게 단리될 수 있다[문헌: Buasri, 2012, 상동]. 유전학적으로 해독화된 돌연변이를 사용하는 장점은, 해독화, PT 항원의 에피토프의 향상된 보존 및 이에 따른 상기 항원에 대한 더욱 우수한 면역 반응을 위해, 유해한 화학물질을 전혀 사용할 필요가 없거나 보다 적게 사용한다는 것이고/것이거나 더 낮은 양의 항원을 백신에 사용할 수 있다는 것이다. 다른 구현예에서, PT는 화학적으로 해독화된다. 화학적으로 또는 유전학적으로 해독화된 PT는 aP 백신에 널리 사용된다(예컨대, 문헌[Vaccines, Plotkin 2008]의 제21장의 표 21-3 참조). PT는 예를 들어 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 16쪽 및 실시예 2에 기술된 바와 같이 수득되고 정제될 수 있다. PT는 또한, 각각이 본원에 참조로 통합된, 예컨대 US5085862, WO96/34623, US4705868, EP0336736, WO9115505, EP0306318, EP0322533, EP0396964, EP0275689, WO91/12020, EP0427462, WO9819702 및 US4784589에 기술된 바와 같은 방법들을 사용하여 수득될 수 있다.
화학적으로 또는 유전학적으로 해독화된 PT는 다양한 상용 원천으로부터 이용가능하다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 내 PT의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 2 내지 50 ㎍, 5 내지 40 ㎍, 10 내지 30 ㎍ 또는 20 내지 25 ㎍이다.
특정 구현예에서 본 발명에 따른 조성물은 퍼탁틴(PRN), 보르데텔라 페르투시스의 69 kD 외막 단백질(따라서, 때때로 69K 항원으로도 지칭함)을 포함한다. 예를 들어, PRN은, 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 18쪽 내지 19쪽 및 실시예 2에 기술된 바와 같이 수득되고 정제될 수 있다. 또한, PRN은 예를 들어, 모두 본원에 참조로 통합된 EP0162639, EP0484621, US6444211, US5276142, US5101014, EP0336736, WO96/34623, WO90/16651 및 WO90/56076에 기술된 바와 같이 수득될 수도 있다. 또한, PRN은 예를 들어, 문헌[Buasri, 2012, 상동]에 기술된 바와 같은, 고수준의 PRN을 발현하도록 유전학적으로 조작된 보르데텔라 페르투시스 균주로부터 편리하게 단리될 수도 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신에서 PRN의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 0.5 내지 100 ㎍, 1 내지 50 ㎍, 2 내지 20 ㎍, 3 내지 30 ㎍, 5 내지 20 ㎍ 또는 6 내지 10 ㎍이다[예컨대, EP 0928198을 참조하라].
본 발명에 따른 조성물은, 보르데텔라 페르투시스가 호흡기의 숙주 섬모성 상피 세포에 부착하는 데에 중요하고, 시판되는 다가 aP 백신들의 확립된 성분인, 보르데텔라 페르투시스의 주요 230-kDa 부착분자인 사상 혈구응집소(FHA)를 포함한다. 예를 들어, FHA는, 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 17쪽 내지 18쪽 및 실시예 2에 기술된 바와 같이 수득되고 정제될 수 있다. 또한, FHA는 예를 들어, 모두 본원에 참조로 통합된 WO9013313, EP0484621, WO9634623, EP0336736, WO9115505, US4784589 및 WO9004641에 기술된 바와 같이 수득될 수도 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신에서 FHA의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 2 내지 50 ㎍, 5 내지 40 ㎍, 10 내지 30 ㎍ 또는 20 내지 25 ㎍이다.
본 발명에 따른 조성물은 핌브리아 2 및 3 또는 응집원 2 및 3 또는 Agg 2 및 3으로도 지칭되는, 핌브리아 응집원 2 및 3을 포함한다(본원에서는 FIM2 및 FIM3으로, 또는 "FIM" 또는 "FIM2/3"으로 지칭되며, 이는 혼합물로서 FIM2 및 FIM3의 조합물임). 전형적으로, 본 발명에 따른 조성물에서, FIM2 대 FIM3의 중량비는 약 1:3 내지 약 3:1, 예컨대, 약 1:1 내지 약 3:1, 예컨대 약 1.5:1 내지 약 2:1이다. FIM의 제조는, 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 12쪽 내지 13쪽 및 실시예 2에 상세히 기술되어 있다. 또한, FIM은 예를 들어, 모두 본원에 참조로 통합된 WO9634623, US4784589, US6475754, EP0555894, WO9858668 및 WO0207764에 기술된 바와 같이 수득될 수도 있다.
본 발명에 따른 백신에서 FIM의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 12 내지 100 ㎍이다. 특정 구현예에서, 이 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 12 내지 50 ㎍ 또는 12 내지 30 ㎍이다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, FIM의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 적어도 15 ㎍이다. 특정 구현예에서, 이 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 15 내지 100 ㎍, 15 내지 80 ㎍, 15 내지 60 ㎍, 15 내지 50 ㎍, 15 내지 30 ㎍ 또는 15 내지 25 ㎍이다. 본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서, FIM의 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 적어도 20 ㎍이다. 특정 구현예에서, 이 양은 사람 투여용량(전형적으로 0.5 ml) 당 20 내지 100 ㎍, 20 내지 80 ㎍, 20 내지 60 ㎍, 20 내지 50 ㎍, 20 내지 30 ㎍, 20 내지 25 ㎍ 또는 25 내지 50 ㎍이다.
FIM은 보르데텔라 페르투시스로부터 단리될 수 있거나, 재조합적으로 생산될 수 있거나, 예를 들어 리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크(캘리포니아 캠벨 소재, California; http://www.listlabs.com, 온라인 카탈로그에서 상품 # 186)로부터 상용적으로 이용가능하다.
바람직한 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 사람 투여용량 당(또는 0.5 ml 벌크 백신 당): 10 내지 25 ㎍ PT, 10 내지 25 ㎍ FHA, 3 내지 8 ㎍ PRN 및 12 내지 50 ㎍ FIM을 포함한다. 바람직한 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 사람 투여용량 당(또는 0.5 ml 벌크 백신 당): 20 내지 25 ㎍ PT, 20 내지 25 ㎍ FHA, 3 내지 8 ㎍ PRN 및 12 내지 50 ㎍ FIM을 포함한다. 바람직한 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 사람 투여용량 당(또는 0.5 ml 벌크 백신 당): 20 내지 25 ㎍ PT, 20 내지 25 ㎍ FHA, 3 내지 8 ㎍ PRN 및 12 내지 25 ㎍ FIM을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명은 사람 투여용량 당(또는 0.5 ml 벌크 백신 당): 약 20 ㎍ PT, 약 20 ㎍ FHA, 약 3 ㎍ PRN 및 약 15 내지 20 ㎍ FIM을 포함하는 백신을 제공한다.
본 발명에 따른 백신을 제조하는 하나의 간단한 방법은 상용적으로 이용가능한 aP5 백신에 상용적으로 이용가능한 FIM을 첨가하는 것이다. 본 발명의 백신은 또한 PT 와 FHA를 포함하지만 FIM은 포함하지 않는 상용적으로 이용가능한 aP 백신(aP2)에, 또는 PT, FHA 및 PRN을 포함하지만 FIM은 포함하지 않는 상용적으로 이용가능한 aP 백신(aP3)에 FIM을 첨가함으로써 간단히 제조될 수 있다. 특정 구현예에서, FIM은, 다른 성분들에 첨가하기 전에, 요망되는 경우 애쥬번트에, 예컨대 알루미늄 히드록시드 및/또는 알루미늄 포스페이트에 우선 흡착될 수도 있다. 다른 구현예에서, FIM은 애쥬번트에 사전에 흡착되지 않은 상태로 다른 성분들에 첨가된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 수치 값에 대한 용어 "약(about)"은 값 ± 10%를 의미한다.
특정 구현예에서, 본 발명의 조성물은 또한, 예컨대 조합 백신을 수득하기 위해 비-백일해 단백질 성분을 포함할 수도 있다[문헌: Decker, M.D., Edwards, K.M. & Bogaerts, H.H. Combination vaccines. In Vaccines (Eds. Plotkin, S., Orenstein, W.A. & Offit, P.A.) Elsevier Health Sciences, 2008. 1069-1101]. 따라서, 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 보르데텔라 페르투시스 이외의 하나 이상의 병원균으로부터 유래된 항원들을 추가로 포함할 수도 있다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 하기 중 하나 이상을 포함한다: 파상풍 톡소이드(TT), 디프테리아 톡소이드(DT), b형 헤모필러스 인플루엔자 올리고당 또는 다당류 컨쥬게이트(Hib), B형 간염 바이러스 표면 항원(HBsAg), 불활화 폴리오 바이러스(IPV).
이러한 비-백일해 성분들을 갖는 aP의 조합 백신은 공지되어 널리 사용되고 있다. 조합 백신의 제조는, 예를 들어 모두 참조로 통합된 WO2010/046935, US6013264, WO2007/054820, WO98/000167 및 EP1946769에 기술되어 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 aP5(또는 aP4: PT, FHA, FIM2/3)는 조성물 내에 DT 및 TT를 추가로 포함하며, 따라서 본 발명에 따른 DTaP5(또는 DTaP4) 백신을 제공한다. DTaP5 백신은 디프테리아, 파상풍 및 백일해를 예방하기 위해 널리 사용된다. 본 발명에 따른 백신은 이전에 기술된 DTaP5 백신보다 더 높은 양의 FIM을 가지며, 통상적인 DTaP5 백신보다 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주에 대해 더욱 효능적이다.
DT를 단리하여 정제하고 해독화하는 하나의 방법은 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 33쪽 내지 34쪽에 기술되어 있다. 또한, DT는 예를 들어, 모두 본원에 참조로 통합된 US4709017, US5843711, US5601827, US5917017 및 WO96/34623에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다.
TT를 단리하여 정제하고 해독화하는 하나의 방법은 본원에 참조로 통합된 WO 96/34883의 34쪽 내지 36쪽에 기술되어 있다. 또한, TT는 예를 들어, 모두 본원에 참조로 통합된 EP0209281, EP0478602 및 WO96/34623에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다.
Hib 올리고당 또는 다당류 컨쥬게이트는, 예를 들어 모두 본원에 참조로 통합된 WO2007/054820, WO2004/110480, US6333036, WO2010/046935, US4372945, US4474757, WO95/08348, WO2010/046935, US4673574, EP0161188, EP0208375 및 EP0477508에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다. Hib 항원은, 예를 들어 DT, TT, 또는 코리네박테리움 디프테리아(Corynebacterium diphtheriae) C7(b197)로부터 단리된 디프테리아 톡신의 비독성 변이체인 CRM197과 같은 담체 단백질에 대한 Hib의 캡슐형 다당류, 또는 다당류의 컨쥬게이트 또는 이의 유래된 올리고당일 수 있다.
HBsAg는, 예를 들어 모두 참조로 통합된 EP0226846, EP0299108, US6013264, WO2007/054820, WO2010/046935 및 WO9324148에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다.
IPV는 폴리오바이러스의 한 가지 타입(타입 1, 2 또는 3)을 함유하는 1가, 또는 (폴리오바이러스의 두 가지 타입, 예컨대 타입 1 및 2, 1 및 3 또는 2 및 3을 함유하는) 2가, 또는 (폴리오바이러스의 3가지 타입, 즉 타입 1, 2 및 3을 함유하는) 3가일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 IPV는 불활화 폴리오바이러스 타입 1, 2 및 3을 함유한다. 예를 들어, IPV는, 본원에 참조로 통합된 US 4525349 및 WO2011/006823에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다.
이들 비-백일해 성분은 다양한 제조사로부터 입수될 수 있다. 예들은 문헌["Vaccines." 5th edition. S. Plotkin, W. Orenstein, P. Offit, 2008, Section 2, Chapter 38 ("Combination vaccines", M.D. Decker, K.M. Edwards, H.H. Bogaerts, p 1069-1101)]에 기술되어 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 기술된 구현예들 중 어느 하나에 따른 백일해 성분을 포함하는 조성물(aP5 또는 aP4 백신)(즉, 사람 투여용량 당 12 내지 100 ㎍ FIM 및 PT, FHA 및 선택적으로 PRN을 포함하는; 이하에서는 "본 발명에 따른 aP", 또는 줄여서 "aP5*"로 칭함), 및 DT를 포함한다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP 및 TT를 포함한다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP 및 IPV를 포함한다(본원에서 "aP5*-IPV"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT 및 TT를 포함한다(본원에서 "DTaP5*"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT 및 Hib를 포함한다(본원에서 "DTaP5*-Hib"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT 및 IPV를 포함한다(본원에서 "DTaP5*-IPV"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT 및 HBSAg를 포함한다(본원에서 "DTaP5*-HepB"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT, Hib 및 HBSAg를 포함한다(본원에서 "DTaP5*-Hib-HepB"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT, Hib 및 IPV를 포함한다(본원에서, "DTaP5*-Hib-IPV"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT, HBSAg 및 IPV를 포함한다(본원에서, "DTaP5*-HepB-IPV"로 칭함).
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 aP, DT, TT, Hib, HBSAg 및 IPV를 포함한다(본원에서, "DTaP5*-Hib-HepB-IPV"로 칭함).
추가의 비-백일해 성분, 예컨대 조합 백신에서 aP와 때때로 조합되는 성분, 예를 들어 메닌고코쿠스 및/또는 뉴모코쿠스로부터의 항원이 선택적으로 첨가될 수 있다.
조합 백신에 대해, 비-백일해 성분의 양은 달라질 수 있다. 일반적으로, 개별 또는 조합 백신에 전형적으로 존재하는 것과 같이 이들 성분의 양은 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 다양한 성분 및 조합 백신에 대해서는, 예를 들어 문헌["Vaccines." 5th edition. S. Plotkin, W. Orenstein, P. Offit, 2008, Section 2]을 참고하라; 특히, 제38장은 상기 언급된 성분들과 함께 aP 백신을 포함하는 조합백신을 기술하고[문헌: Decker, pp 1069-1101]; 제10장은 DT를 기술하고[문헌: Vitek, pp 139-156]; 제31장은 TT를 기술하고[문헌: Wassilak, pp 805-840]; 제25장은 IPV 백신을 기술하고[문헌: Plotkin, pp 605-630]; 제11장은 Hib 백신을 기술하고[문헌: Chandran, pp 157-176]; 제13장은 B형 간염 백신(HBsAg에 기초함)을 기술하며[문헌: Mast, pp 205-242], 모두는 참조로 통합된다. 투여용량 당 항원의 적정량(본원에서 본 발명자들은 마이크로그램 기준으로 제공하지만, 이는 또한 보통 IU 또는 Lf(응집 단위)로 DT 및 TT의 양을 표현한다. 예컨대, 문헌[Decker, In: Vaccines, pp 1069-1101, 상동]을 참조하라)의 비제한적 예는, 예를 들면 밀리리터 당 1 내지 100 ㎍, 예컨대 2 내지 40 ㎍, 예컨대 6 내지 25 ㎍, 예컨대 15 내지 25 ㎍ DT; 1 내지 50 ㎍, 예컨대 2 내지 20 ㎍, 예컨대 5 내지 10 ㎍ TT; 1 내지 100 ㎍, 예컨대 3 내지 40 ㎍의 HBsAg 단백질; 0.1 내지 100 ㎍, 예컨대 0.2 내지 50 ㎍, 예컨대 1 내지 25 ㎍, 예컨대 2 내지 10 ㎍의, 담체 단백질과 컨쥬게이션된 형태로 Hib 캡슐형 다당류 또는 이의 올리고당일 것이며; 야생형-유래 IPV-함유 산물(wt-IPV)은 일반적으로 폴리오바이러스 타입 1, 2 및 3 각각에 대해 투여용량 당 40-8-32 D-Ag 단위를 함유하도록 제형화된다. 그러나, 이들 양은 또한 달라질 수 있는데, 예를 들어 IPV 타입 1의 경우 10-20 D-Ag 단위와 같은 더 낮은 양이 또한 사용될 수 있고, IPV 타입 2 및 3에 대한 양은 또한 달라질 수 있다(예컨대, EP 2066344를 참조하라). 또한 양은 의도된 용도에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어 추가접종 백신은 특정 구현예에서 1차 접종(priming) 백신보다 더 적은 단위의 특정 성분을 함유할 수도 있다.
본 발명에 따른 조성물에서 단백질 성분은 적격 피검자에게 투여시 면역 반응을 유도하고자 의도된 것이다. 단백질 또는 이의 돌연변이, 예컨대 톡소이드가 본원에 언급된 어디든지, 단백질의 일부가 또한 면역 반응을 유도하는 것에 대해 사용될 수 있고 동등하거나 일부 경우에는 바람직한 특성을 가질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 추가로, 단백질은 (추가적인) 돌연변이, 예컨대 결실, 삽입, 치환 등을 함유할 수 있다. 따라서, 기재된 단백질 성분의 면역원성 단편 및 변이체는 본원에 기재된 단백질의 의미내에 포함된다.
본 발명에 따른 조성물은 무세포 백일해 백신으로서, 또는 조합 백신의 성분으로서 사용될 수 있으며, 상기 조성물은 적격 피검자에게 투여시 조성물내의 하나 이상의 성분에 대한 면역 반응을 생성시킨다. 면역 반응은 세포성 및/또는 체액성 반응을 포함할 수 있다. 이러한 면역 반응은 바람직하게는 병원균의 감염에 대한 또는 질환에 대한 보호를 부여하거나 각각의 성분이 유래된(즉, 바람직하게는 보르데텔라 페르투시스에 대한, 및 더욱 바람직하게는 이의 PRN-음성 돌연변이에 대한 임의의 경우에서) 병원균에 의해 야기된 증상의 중증도를 적어도 감소시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 적합하게는 백신으로서 칭할 수 있다. 백신의 투여용량은 피검자에게 단일 투여시 투여되는 양이다. 피검자는 적합하게는 동물 또는 사람일 수 있고, 바람직한 특정 구현예에서, 피검자는 사람이다. 많은 백신들이 적합하게, 그리고 실제로 바람직하게도, 개체에서 부스팅(boosting) 효과를 얻기 위해 충분한 시간 간격, 예컨대, 투여 사이에 적어도 4주, 수년 내지 최대 20년까지의 동일 개체에게 1회를 초과하여 투여된다. 다중 면역화는 통상 나이브(naive) 영아에게 투여된다. 본 발명에 따른 조성물은 또한 1회 초과, 예컨대 비제한적 구현예에서 적어도 4주 간격, 예를 들어 각 투여 사이에 1개월 또는 2개월의 시간 간격으로 2회 또는 3회 이상 투여될 수 있다. 하나의 비제한적 예는 EPI 스케쥴에 따라 생후 6주, 10주 및 14주에 투여하는 것이다. 또 다른 요법은 생후 2개월, 4개월, 6개월에서 투여될 것이다. 특정 구현예에서, 추가 예방접종은 예컨대, 청소년기 동안에 10 내지 20년 후에 주어진다. 추가의 10년마다의 추가 예방접종이 주어질 수 있다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 aP는 생후 첫 해에 2회 또는 3회 투여되며, 추가의 추가접종은 생후 2년째에 투여되고, 추가의 추가접종은 4세 내지 5세에 투여되고, 그 이후 청소면 추가접종은 대략적으로 20세에 투여된다. 또한 Td(청소년에게 주어지는 TT-DT 함유 백신) 추가접종이 후속하여, 즉 매 10년마다 권장될 수 있고 Td를 Tdap로 대체하며, 여기서 무세포 백일해 성분은 본 발명에 따른 aP이다. 그러나, 상이한 국가기관에 의한, 시판된 aP 백신들의 면역화 스케쥴(요법)의 광범한 다양성으로부터 자명한 바와 같이, 본 발명에 따른 aP 백신의 예방접종 계획(scheme)이 적절히 달라질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다(예컨대, 문헌["Vaccines." 5th edition. S. Plotkin, W. Orenstein, P. Offit, 2008]에서 표 21-5, 문헌["Pertussis vaccines", K.M. Edwards & M.D. Decker. p. 467-517]에서 섹션2, 제21장).
본 발명에 따른 조성물은 또한, wP 또는 본 발명의 백신과는 상이한 조성물의 aP를 포함하는 상이한 조성물의 wP 또는 aP 백신 또는 조합 백신인 다른 백신들에 의해 사전에 예방접종된 집단에 대한 추가접종 백신으로서 적절히 사용될 수도 있다. 이러한 추가접종은 예를 들어 십년이 넘는 동안에 보르데텔라 페르투시스에 대해 예방접종 받은 적이 없는 성인 또는 노인의 예방접종을 위해 사용될 수도 있다. 예컨대, 5년, 10년 또는 15년마다 약 1회 이러한 추가 예방접종을 반복하는 것이 유용할 수 있다. 또한, 이전의 TdaP 이력과 관계없이 매 임신시마다 임신부에게 파상풍 톡소이드, 감소된 디프테리아 톡소이드 및 무세포 백일해 백신(TdaP)를 투여하는 것이 권장되고 있다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 aP는 영아, 유아, 청소년, 성인, 노인 또는 임신부에게 예컨대 aP로서 또는 TdaP로서 투여된다.
본 발명에 따른 조성물은 약제학적 조성물이다. 이러한 조성물은 본 발명에 따른 조성물 및 전형적으로 약제학적으로 허용되는 담체 및 부형제를 포함한다. 본 맥락에서, 용어 "약제학적으로 허용되는"은 담체 또는 부형제가, 활용되는 투여량 및 농도에서, 투여받은 피검자에게서 원치않거나 해로운 효과를 유발시키지 않을 것임을 의미한다. 이러한 약제학적으로 허용되는 담체 및 부형제는 당분야에 널리 공지되어 있다[문헌: Remington. The Science and Practise of Pharmacy, Mack Publishing Company 1990; Frokjaer, S. & Hovgaard, L. Pharmaceutical Formulation Development of Peptides and Proteins, 2000; Handbook of Pharmaceutical Excipients, Pharmaceutical Press 2000]. 조성물은 바람직하게는 멸균 용액으로서 제형화되고 투여된다. 멸균 용액은 멸균 여과에 의해 또는 당분야에 그 자체로 공지된 다른 방법들에 의해 제조된다. 그런 다음 용액은 약제학적 투여 용기내로 동결건조되거나 충진된다. 용액의 pH는 일반적으로 pH 3.0 내지 pH 9.5, 예컨대 pH 5.0 내지 pH 7.5의 범위이다. 조성물의 성분은 전형적으로 적합한 약제학적으로 허용되는 완충액을 갖는 용액 중에 있으며, 용액은 또한 염을 함유할 수도 있다. 특정 구현예에서, 계면활성제가 존재한다. 특정 구현예에서, 백신은 주사가능한 제제내로 제형화될 수도 있다. 이들 제형은 유효량의 단백질 성분을 함유하며, 멸균 액체 용액, 액체 현탁액 또는 동결건조된 버전이고 선택적으로 안정화제 또는 부형제를 함유한다. aP 백신 또는 조합 백신의 저장을 위해 그리고 약제학적 투여를 위해 적합한 제형의 몇몇 예는 공지되어 있다(예컨대, 문헌["Vaccines." 5th edition. S. Plotkin, et al, 상동]에서 표 21-3 및 21-4). 적합한 희석제의 예는 PBS 또는 염수이다. 보존제가 선택적으로 존재할 수도 있는데, 그 예는 페녹시에탄올, 티메로살 또는 파라벤이다. 보존제가 존재하는 경우, 바람직하게는 낮은 수준으로 존재한다. 조합 백신이 IPV를 포함하는 경우에는, 바람직하게는 티메로살의 사용을 피하는데, 이는 티메로살이 IPV 성분의 효능 상실을 유발할 수도 있기 때문이다(예컨대, 문헌[Sawyer LA, 1994, Vaccine 12　: 851-856; EP 2066344]을 참조하라). 미량의 구성성분으로서 선택적으로 존재할 수도 있는 추가 성분은 폴리소르베이트-80, 젤라틴, 및 화학적 톡소이드화(toxoidation)로부터의 잔여물(예를 들어, PT가 화학적으로 톡소이드화되는 경우), 예컨대 글루타르알데히드, 포름알데히드이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 백신은 2℃ 내지 8℃ 사이에 보관된다.
특정 구현예에서, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 애쥬번트를 추가로 포함한다. 애쥬번트는 적용된 항원성 결정인자에 대한 면역 반응을 더욱 증가시키는 것으로 당분야에 공지되어 있다(애쥬번트에 관한 리뷰에 대해서는 예컨대 문헌[Montomoli, 2011, Expert Rev Vaccines 10: 1053-1061]을 참조하라). 적합한 애쥬번트의 예에는 알루미늄 염, 예를 들어 알루미늄 히드록시드 및/또는 알루미늄 포스페이트; MF59와 같은 스쿠알렌-물 에멀젼을 포함하는 오일-에멀젼 조성물(또는 수중유 조성물)(예컨대, WO 90/14837을 참조하라); 예를 들어, QS21 및 면역자극 복합체(Immunostimulating Complex)(ISCOMS)와 같은 사포닌 제형(예컨대, US 5,057,540; WO 90/03184, WO 96/11711, WO 2004/004762, WO 2005/002620를 참조하라); 예컨대, TLR 아고니스트가 흡착될 수 있는 알루미늄 염, 예컨대 알루미늄 히드록시드와의 조합으로, 톨-유사 수용체(TLR) 아고니스트, 예컨대 TLR7 아고니스트(예컨대, WO 2012/117377에서 예를 들어 15쪽 내지 18쪽을 참조하라); 박테리아 또는 미생물 유도체(이의 예는 모노포스포릴 지질 A(MPL), 3-O-디아실레이티드 MPL(3dMPL), CpG-모티프 함유 올리고뉴클레오티드, ADP-리보실레이팅 박테리아 톡신 또는 이의 돌연변이, 예컨대 E. coli 열 불안정성 엔테로톡신 LT, 콜레라 톡신 CT 등이 포함된다. 예를 들어, PT 및 파상풍 톡소이드도 또한 이들 자신의 애쥬번트 성질을 갖는다. 특정 구현예에서, 본 발명의 조성물은 예컨대, 알루미늄 히드록시드, 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 칼륨 포스페이트 또는 이들의 조합 형태로 투여용량 당 0.05 내지 5 mg, 예컨대 0.075 내지 1.0 mg의 알루미늄 함량의 농도로 애쥬번트로서 알루미늄을 포함한다.
다른 구현예에서, 본 발명에 사용되는 조성물은 추가의 애쥬번트를 포함하지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 백신 조성물은 애쥬번트를 포함한다. 바람직한 특정 구현예에서, 애쥬번트는 알루미늄 염, 예컨대 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 히드록시드 또는 이들의 조합이다. 바람직하게는, aP 항원들 중 하나, 그 이상 또는 전부가 알루미늄 염 상에 흡착된다. 또한 다른 항원들도 알루미늄 염 상에 흡착될 수 있다. 특정 구현예에서, aP 항원들(존재한다면 PT, FHA, FIM, PRN) 중 하나, 그 이상 또는 전부가 알루미늄 히드록시드 상에 흡착된다. 특정 구현예에서, aP 항원들(존재한다면 PT, FHA, FIM, PRN) 중 하나, 그 이상 또는 전부가 알루미늄 포스페이트 상에 흡착된다. 알루미늄 염을 갖는 aP 백신 및 aP 조합 백신의 제형은 예를 들어 문헌[Deno
Figure pct00001
l, 2002, Vaccine 20: 2551-2555]에 기술되어 있다. 전형적으로, 개별 성분들은 알루미늄 염에 개별적으로 흡착되며, 그 이후로 성분들은 백신 제형을 형성하기 위해 혼합된다. 이것은 또한 특정 성분들이 제1 알루미늄 염(예컨대, Al(PO)4) 상에 흡착되는 한편, 다른 성분들은 제2 알루미늄 염(예컨대, Al(OH)3) 상에 흡착되는 백신을 제조할 수 있도록 한다. 또한 조합 백신의 다른 성분들이 알루미늄 염 상에 흡착될 수도 있는데, 예를 들면 DT 및 TT는 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트, 또는 이들의 조합물 상에 흡착될 수 있다. DT 및 TT 성분들은 aP 성분들과 같이 동일물에 또는 상이한 알루미늄 염에 흡착될 수도 있다. 결합가가 증가된 조합 백신의 추가 성분들도 알루미늄 염 상에 흡착될 수 있는데, 예를 들면 HBsAg, Hib 및/또는 IPV는 알루미늄 염 상에 흡착될 수 있거나 흡착되지 않을 수 없다. 조합 백신이 HBsAg를 포함하는 바람직한 특정 구현예에서, HBsAg는 알루미늄 포스페이트 상에 흡착된다(예컨대, WO 93/24148을 참조하라). 만약 Hib가 조합 백신에 포함되고 하나 이상의 DT, TT 또는 aP와 같은 특정한 다른 성분들이 알루미늄 히드록시드 상에 흡착되는 경우, 예를 들어 알루미늄 포스페이트 상에 Hib를 흡착시킴으로써, 또는 알루미늄 애쥬번트 상에 흡착되지 않은 Hib를 사용하고, Hib를 동시에(즉, 투여 직전에) 첨가하여 이를 조합함으로써, 또는 WO 99/48525에 상세히 기술된 바와 같이, 알루미늄 히드록시드 애쥬번트가 사전-포화되는 방식으로 알루미늄 히드록시드 애쥬번트 상에 흡착된 다른 성분들과 혼합함으로써 간섭 위험성(Hib 성분의 효능 감소)은 감소될 수 있다. 따라서, 당업자는 적절한 방식으로 본 발명에 따른 조합 백신을 제형화하는 다양한 방법을 알고 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 PT, FHA, FIM2/3, 및 알루미늄 히드록시드, 및 선택적으로 PRN을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 PT, FHA, FIM2/3, 및 알루미늄 포스페이트, 및 선택적으로 PRN을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 PT, FHA, FIM2/3, 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트, 및 선택적으로 PRN을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*, 및 알루미늄 히드록시드를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*, 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*, 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 aP5*-IPV, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-IPV, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-Hib, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-HepB, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-Hib-HepB, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-Hib-IPV, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-HepB-IPV, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 백신 조성물은 DTaP5*-Hib-HepB-IPV, 및 알루미늄 히드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 히드록시드 및 알루미늄 포스페이트를 포함한다.
본 발명에 따른 조성물의 투여는 투여의 표준 경로를 이용하여 수행될 수 있다. 비제한적인 구현예에는 주사, 예컨대 피내, 근내, 경피, 비내 등에 의한 것과 같은 비경구 투여가 포함된다. 일 구현예에서, 백신은 넙적다리내로 또는 삼각근내로 근내 주사에 의해 투여된다. 당업자는, 백신내 적어도 하나의 항원에 대한 면역 반응을 유도하기 위해, 본 발명에 따른 백신을 투여하는 다양한 가능성에 대해 알고 있다. 일반적으로, 백일해 백신의 표준 투여용량은 전외측 대퇴부 또는, 필요한 경우, 삼각근에 근내적으로 주어지는 0.5 mL이다. 그러나, 1회 투여 동안 환자에게 제공되는 조성물내 성분들의 양은 숙련된 의사에게 공지되어 있는 바와 같이 달라질 수 있다. 또한, 사용된다면, 애쥬번트가 전달 시스템에 채용될 수 있다.
백일해에 대한 예방접종을 위해 단일 조성물을 갖는 것이 바람직함에도 불구하고, 당업자는 본원에 기술된 바와 같이 본 발명의 효과가 또한 12 내지 100 ㎍의 사람 투여용량으로 aP 백신의 성분들, 즉 PT, FHA, FIM, 및 선택적으로 PRN으로 예방접종함으로써 달성될 수 있음을 알 것이며, 여기서 성분들은 필수적으로 모두가 동일 조성물내에 존재하는 것이 아니며, 예컨대 여기서 FIM(의 일부)은 별도의 조성물내에 존재한다. 예를 들어, 상용적으로 이용가능한 aP 백신(사람 투여용량 당 0 내지 5 ㎍의 용량으로 FIM을 갖는)은, 예컨대 PT, FHA, 선택적으로 5 ㎍ 용량의 FIM, 및 선택적으로 PRN을 포함하는 제1 aP 백신을 주사하고 12 내지 100 ㎍, 예컨대 15 내지 80 ㎍, 20 내지 60 ㎍, 20 내지 50 ㎍ 또는 20 내지 25 ㎍ FIM의 총 투여량을 보충하기 위한 FIM(의 나머지)을 포함하는 별도의 조성물을 주사함으로써 12 내지 100 ㎍, 예컨대 15 내지 80 ㎍, 20 내지 60 ㎍, 20 내지 50 ㎍ 또는 20 내지 25 ㎍ FIM의 투여된 총 용량에 대한 별도 성분으로서 FIM의 공동-투여에 의해 보완될 수 있다. 이러한 구현예에서, 공동-투여는 개별 조성물들이 투여들간에 한 시간내에, 바람직하게는 수 분내에 투여(예컨대, 주사)됨을 의미하며, 바람직하게는 그들은 본질적으로 동시에(예컨대, 공동-주사에 의해 또는 연속 주사에 의해) 투여된다. 대안적으로는, (조성물 즉 본 발명에 따른 조성물을 갖는) 단회 주사로 충분하도록, 화합물들이 투여 직전에 혼합될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 또한 다음의 보르데텔라 페르투시스 항원들을 피검자에게 투여하는 단계를 포함하는, 보르데텔라 페르투시스, 선택적으로 보르데텔라 페르투시스의 PRN-음성 균주에 대해 사람 피검자를 예방접종하는 방법을 제공한다: 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(FHA), 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(PRN), 여기서 FIM은 12 내지 100 ㎍의 양으로 투여된다. 바람직한 구현예에서, 이것은 본 발명에 따른 단일 조성물을 투여함으로써 수행된다.
본 발명은 하기 실시예에서 추가로 설명된다. 실시예들은 어떤 방식으로든 본 발명을 제한하지 않는다. 실시예는 단지 본 발명을 명확히 하기 위해 제공된다.
실시예
실시예 1. aP5 백신내의 고용량 FIM은 PRN -음성 보르데텔라 페르투시스 에 대한 보호를 향상시킨다
방법:
aP 백신의 임상 효능과 상호관련된, 유효 마우스 보르데텔라 페르투시스 폐 시험감염 모델(문헌[Guiso, 1999, Vaccine 17; 2366-2376; Denoel, 2005, Vaccine 23:5333-5341; Godfroid, 2004, Int . J. Med . Microbiol . 294; 269-276])을 이용하여, 2 ㎍의 정제된 FIM2/3 항원(리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크)의 첨가 또는 미첨가하에 사람 투여용량의 4분의 1로 허가된 5-성분 무세포 백일해 백신(ADACELTM, 사노피 파스퇴르(Sanofi Pasteur); 본 실시예에서 추가로 aP5로도 칭함)의 효능을 시험하였다. ADACELTM의 각각의 0.5 mL 용량은 5 Lf 파상풍 톡소이드, 2 Lf 디프테리아 톡소이드 및 5종의 무세포 백일해 항원들(2.5 ㎍ 해독화된 백일해 톡신, 5 ㎍ 사상 혈구응집소, 3 ㎍ 퍼탁틴 및 5 ㎍ 핌브리아 2형 및 3형)을 함유한다. 간단히 말해서, 암컷 Balb/c 마우스를 사람 투여용량의 1/4로 4주령 및 7주령에 FIM2/3 항원의 존재 또는 부재하에 aP5를 사용하여 피하적으로 예방접종하였다. 그러므로, 동물들은 사람에 있어서의 각각 5 ㎍ 및 13 ㎍과 동등한 1.25 ㎍의 FIM2/3(aP5 군) 또는 3.25 ㎍의 FIM2/3(aP5+FIM 군)를 받았다. 9주령에, 마우스를 약 106 cfu의 보르데텔라 페르투시스 WHO 18323(퍼탁틴 양성 균주), 퍼탁틴-음성 균주 PRN-STOP 및 퍼탁틴-음성 균주 PRN-IS로 비내적으로 시험감염시켰다[문헌: Queenan, 2013, N Engl J Med . 368: 583-4]. 시험감염(n=5/군)후 2시간, 2일, 5일 및 8일에, 폐 균질액의 연속 희석물을 플래이팅한 후에 보르데-쟝그(Bordet-Gengou) 아가 플레이트상에 성장된 보르데텔라 페르투시스 콜리니를 계수함으로써 폐 간극(lung clearance)을 결정하였다.
결과:
FIM2/3 항원의 첨가 또는 미첨가하에 aP5로 예방접종한 후의 치료 반응-시계열 프로파일을 도 1에 도시하였다. aP5 또는 aP5 + FIM으로 예방접종된 마우스들 사이에 5일 및 8일에 평균 log10 CFU 카운트 간의 통계학적으로 유의미한 차이에 대해 시험하기 위해, 윌콕슨 정확 검정(Wilcoxon Exact Test)을 사용하였다. 추가로, 치료 반응 시계열(0일 내지 8일까지) 프로파일 데이터를 공분산 분석에 의해 모델링하였다[문헌: Milliken GA et al. Analysis of Covariance, Dept of Statistics, Kansas State University, 1989.; SAS Institute Inc., SAS/STAT User's Guide, Version 6, Fourth Edition, Volume 2. Cary, NC: SAS Institute Inc., 1989].
보르데텔라 페르투시스 WHO18323 균주(PRN 양성 균주, 도 1A)에 대해, 일측(one-sided) 윌콕슨의 정확 비모수 검정을 사용한, 5일에 log10 CFU 카운트에서의 차이 비교는 aP5 + FIM을 사용한 예방접종 후에 평균 log10 CFU 카운트가 aP5 단독으로 예방접종한 후의 것보다 현저히 더 낮음(p<0.05)을 보여주었다. 샘플 치료 반응-시간 프로파일 데이터의 모델링은 기울기에 대한 기간으로서 일(day) 및 이차 곡률(quadratic curvature)에 대한 기간으로서 일*일(day*day)을 사용한 공분산 분석에 의한 조정으로부터, 0일 내지 8일까지의 치료 반응에서 통계학적으로 유의미한 어떠한 차이도 보여주지 않았다.
보르데텔라 페르투시스 PRN-STOP 균주(도 1B)를 사용한 시험감염 후에, 일측 윌콕슨의 정확 비모수 검정을 사용한, 5일에 log10 CFU 카운트에서의 차이 비교는 aP5 + FIM을 사용한 예방접종 후에 평균 log10 CFU 카운트가 aP5 단독으로 예방접종한 후의 것보다 현저히 더 낮음(p<0.02)을 보여주었다. 샘플 치료 반응-시간 프로파일 데이터의 모델링은 공분산 분석 모델에 의한 조정으로부터, 0일 내지 8일까지의 치료 반응에서 통계학적으로 유의미한 어떠한 차이도 보여주지 않았다.
보르데텔라 페르투시스 PRN-IS 균주(도 1C)에 대해, 일측 윌콕슨의 정확 비모수 검정을 사용한, 5일에 log10 CFU 카운트에서의 차이 비교는 백신 치료 사이에 유의미한 어떠한 차이도 나타내지 않았다. 윌콕슨의 정확 비모수 검정을 사용하여, 8일에, aP5 단독으로 예방접종한 후의 평균 log10 CFU 카운트와 비교하여 aP5 + FIM으로 예방접종한 후의 평균 log10 CFU 카운트가 더 낮은 추세가 있었다(P<0.08). 윌콕슨 정확 검정의 점근 아날로그는 8일에 유의미한 백신 차이를 보여주었다(p<0.03). 샘플 치료 반응-시간 프로파일 데이터의 모델링은 기울기에 대한 기간으로서 일 및 이차 곡률에 대한 기간으로서 일*일*trt를 사용한 공분산 분석에 의한 조정으로부터, 0일 내지 8일까지의 치료 반응에서의 차이를 시사하였다.
치료 효과에서의 차이에 대해 시험하기 위해, 0일 내지 8일까지의 치료 프로파일들 사이의 선형 대조는 aP5 + FIM으로 예방접종한 후의 평균 log10 CFU 카운트가 aP5 단독으로 예방접종한 후에 측정된 것보다 현저히 낮았음을(p<0.01) 나타냈다.
요약하면, 이들 결과는 Adacel 백신의 사람 투여용량의 1/4에 2 ㎍의 FIM2/3의 첨가가 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 단리물에 대한 마우스 비인두 시험감염 모델에서의 이 백신의 효능을 현저히 증가시킴을 보여준다. 이러한 발견은, 백일해 백신내 FIM의 양을 증가시키는 것이 이의 효능을 증가시킬 것이라는 어떠한 이전의 제안도 없었기 때문에 놀라운 것이다. 이러한 결과는 PRN-음성 균주가 현재 출현하고 있고 전세계적으로 질환을 유발하고 있다는 맥락에 특이적으로 관련있다.
실시예 2. 마우스 시험감염 모델에서 FIM의 첨가후 증가된 백신 효능은 용량 의존적이다
방법:
증가된 용량의 FIM이 증가된 백신 효능과 상호관련되어 있는 지를 조사하기 위해(이는 효과가 FIM-특이적임을 시사할 것이다), 상기 기술한 바와 같이 유효 마우스 보르데텔라 페르투시스 폐 시험감염 모델을 사용하였다. FIM2/3(리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크; 또한 FIM으로도 칭하는 재료)의 첨가 또는 미첨가하에 사람 투여용량의 1/10로 허가된 2-성분 aP 백신(PENTAVAC®, 사노피 파스퇴르 MSD; 이하 aP2로 칭하는 백신)을 사용하여 동물을 예방접종하였다. PENTAVAC®의 각 사람 0.5 mL 투여용량은 다음을 함유한다: (적어도) 40 IU 파상풍 톡소이드(TT); (적어도) 30 IU 디프테리아 톡소이드(DT); 불활화 폴리오바이러스(IPV) 타입 1, 2 및 3 각각의 40, 8 및 32 D-항원 유닛; TT에 컨쥬게이션된 10 ㎍ B형 헤모필러스 인플루엔자 다당류(Hib-TT); 및 2종의 무세포 백일해 항원(25 ㎍ 해독된 파상풍 톡신(PT) 및 25 ㎍ 사상 혈구응집소(FHA)). 사람 투여용량 당 각각 5, 10, 15, 20, 25 또는 50 ㎍ FIM에 상응하는, 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 또는 5.0 ㎍ 양의 FIM을 알루미늄 히드록시드에 흡착시키고 허가된 aP2 백신으로 (개별 주사로서) 공동-투여하였다(따라서 본 발명에 따른 FIM의 높은 투여용량을 갖는 aP 백신을 모방함). 9주령에, 마우스에 약 106 cfu의 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주(I195)를 사용하여 비내적으로 시험감염시켰다. 2시간(n=5/군) 및 5일(n=10/군)에 폐 균질액의 연속 희석물을 플래이팅한 후에 보르데-쟝그 아가 플레이트 상에 성장된 보르데텔라 페르투시스 콜로니를 계수함으로써 폐 간극을 결정하였다.
결과:
예방접종된 마우스의 폐로부터 배양된 보르데텔라 페르투시스 콜로니의 수에서의 용량-의존적 감소가 FIM의 증가하는 양과 함께 관찰되었다. 유사하게, 예방접종된 마우스의 폐로부터 배양된 보르데텔라 페르투시스 콜로니의 수에서의 용량-의존적 감소는 증가하는 양의 FIM 및 1/25 희석물로 예방접종된 마우스에서 관찰되었다. 도 2는 보르데텔라 페르투시스 균주 I195를 시험감염시킨 지 5일 후, 증가하는 양의 FIM의 존재하에 1/10 사람 투여용량의 aP2를 사용하여 예방접종된 마우스의 폐로부터 수득된 log10 CFU 카운트를 보여준다. 표 1은 평균 Log10 CFU 카운트, 및 FIM의 존재 또는 부재하에 1/10 사람 투여용량으로 aP2로 예방접종한 후의 평균 log10 CFU 카운트를 비교하는 만-휘트니(Mann-Whitney(GraphPad Prism))를 사용하여 계산된 p-값을 보여준다. 1/10 사람 투여용량의 aP2에 2 ㎍ 이상의 FIM을 첨가한 후에(등가의 사람 투여용량은 20 ㎍임), 백신 효능이 현저히 증가하였다.
결론:
백신 효능에 대한 증가된 FIM 투여용량의 용량 의존적 효과는, 이 효과가 FIM에 대해 특이적임을 입증한다. 추가로, 고용량의 FIM을 포함하는 백신은 현재 상용적으로 이용가능한 aP5 백신들에 존재하는 FIM의 최대량(사람 투여용량 당 5 ㎍)을 함유하는 백신보다 더욱 효능적이다. 이것은, 사람 투여용량 당 10 ㎍ 초과로 aP 백신내 FIM의 용량 증가가 효능을 향상시켰음을 보여준 실시예 1에서의 발견과 일맥상통하는 것이며, 게다가 다른 aP 백신 및 추가적인 PRN-음성 백일해 균주에 대한 발견을 확장한 것이다.
실시예 3. FIM을 첨가한 aP5 백신의 증가된 효능이 다수의 보르데텔라 페르투시스 균주들에 대해 관찰되었다
방법:
상기 기술한 바와 같이 유효 마우스 보르데텔라 페르투시스 폐 시험감염 모델을 사용하여 증가된 용량의 FIM이 다양한 보르데텔라 페르투시스 균주들에 대한 백신 효능을 향상시키는 지를 조사하였다. 사람 투여용량 당 50 ㎍에 상응하는 5 ㎍의 FIM(리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크)의 (알루미늄 히드록시드에 흡착후 개별 주사로서) 첨가 또는 미첨가하에, 1/10 사람 투여용량의 ADACEL®(사노피 파스퇴르, 사람 투여용량 당 2.5 ㎍ PT, 5 ㎍ FHA, 3 ㎍ PRN 및 5 ㎍ FIM2/3 함유, 또한 실시예 1을 참조하라; 본원에서 aP5라 칭함) 또는 BOOSTRIX®(글락소스미스클라인 바이올로지칼즈(GlaxoSmithKline Biologicals); 사람 투여용량 당 5 Lf의 파상풍 톡소이드, 2.5 Lf의 디프테리아 톡소이드, 8 ㎍ PT, 8 ㎍ FHA 및 2.5 ㎍ PRN 함유; 본원에서 aP3라 칭함)를 사용하였다. 4주령 및 7주령에 예방접종된 동물에게 하기 중 하나의 보르데텔라 페르투시스를 사용하여 9주령에 시험감염시켰다: WHO 18323(PRN-양성), 24422(PRN-음성), 24421(PRN-음성) 또는 I195(PRN-음성). 2시간(n=5/군) 및 5일(n=10/군)에, 폐 균질액의 연속 희석물을 플래이팅한 후에 보르데-쟝그 아가 플레이트상에 성장된 보르데텔라 페르투시스 콜로니를 계수함으로써 폐 간극을 결정하였다.
결과:
1/10 사람 투여용량의 aP5에 5 ㎍의 FIM의 첨가는 모든 보르데텔라 페르투시스 균주들에 대해 백신 효능을 향상시켰는데, 시험된 백일해 균주 중 3 균주에 대해 통계학적 유의성에 도달하였다(WHO 18323(p=0.04), PRN-24421(p=0.03) 및 PRN-I195(p=0.001))(도 3, 표 2).
이 실험은 또한 aP3(1/10 사람 투여용량)을 사용하여 수행되었다. 시험감염 균주 중 3종의 균주(WHO 18323, 24422 및 24421)에 대해, FIM이 부재하는 경우의 이 특정한 aP3를 사용한 이들 시험감염 균주에 대해 관찰된 이미 높은 효능에 의해 가능하게는 부분적으로 설명될 수 있음에도 불구하고, FIM의 첨가후 감소는 이 aP3 백신(BOOSTRIX®)를 사용한 경우엔 관찰되지 않았다. 그러나 보르데텔라 페르투시스 균주 I195를 사용하여 시험감염시키는 경우 이 aP3에 FIM을 첨가하면 log10 CFU 카운트에서 현저한 감소가 관찰되었다.
종합적으로, 이들 데이터는 고용량의 FIM을 갖는 백신이 다양한 백일해 균주들에 대해 향상된 효능을 가질 것임을 가리킨다.
결론:
보르데텔라 페르투시스 균주의 패널에 대해 상업적으로 이용가능한 aP5 백신과 조합하여 고수준의 FIM을 사용한 면역화후에 관찰된 증가된 효능은 높은 FIM 용량의 효익이 또한 다양한 백일해 균주들에 대해서도 관찰됨을 가리킨다. 따라서 본 발명에 따른 고용량의 FIM을 포함하는 백신은 백일해 질환의 비율을 감소시키는 데에 기여할 것이다.
실시예 4. 현재 상업적으로 이용가능한 다양한 aP 백신들에 대한 FIM의 첨가에 따른 증가된 효능
방법:
상기 기술된 바와 같이 유효 마우스 보르데텔라 페르투시스 폐 간극 모델을, 증가된 용량의 FIM(리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크)이 ADACEL®(사노피 파스퇴르; 사람 투여용량 당 aP 성분으로서 2.5 ㎍ PT, 5 ㎍ FHA, 3 ㎍ PRN 및 5 ㎍ FIM 2+3 함유), PENTAVAC®(사노피 파스퇴르 MSD; 사람 투여용량 당 aP 성분으로서 25 ㎍ PT 및 25 ㎍ FHA 함유) 또는 BOOSTRIX®(사람 투여용량 당 aP 성분으로서 8 ㎍ PT, 8 ㎍ FHA 및 2.5 ㎍ PRN 함유)의 백신 효능을 향상시키는 지를 조사하기 위해 사용하였다.
상용 백신에 5 ㎍ FIM(사람 투여용량 당 첨가된 50 ㎍ FIM에 상응함)의 첨가 또는 미첨가하에 마우스를 4주령 및 7주령에 1/10 사람 투여용량으로 예방접종하고, 9주령에 보르데텔라 페르투시스 퍼탁틴-음성 균주 I195를 사용하여 시험감염시키고, 시험감염(n=10/군) 5일후에 보르데-쟝그 아가 플레이트상에 성장된 보르데텔라 페르투시스 콜로니를 계수함으로써 폐 간극을 결정하였다.
결과:
3종의 백신 모두에 대해, FIM의 첨가는 상용 백신 단독으로 예방접종한 후의 평균 Log10 CFU 카운트와 비교하여 현저히 더 낮은 평균 Log10 CFU 카운트를 초래하였다(표 3).
결론:
3종의 백신 모두의 백신 효능은 FIM의 첨가후에 현저히 향상되었다. 이는 FIM의 효과가 상이한 양의 백일해 항원들 및 상이한 양의 FIM을 함유한 다양한 상용 aP 백신들에 대해 일반화될 수 있음을 시사한다. 이미 FIM을 포함한 백신(ADACEL®)의 효능 또는 FIM을 포함하지 않은 백신(PENTAVAC® 또는 BOOSTRIX®)의 효능이 향상되었으며, 이는 FIM의 존재가 백신 효능에 기여하는 것뿐만 아니라 FIM의 용량이 중요함을 보여준다.
실시예 5. 광범한 백일해 균주들에 대해 고용량의 FIM을 사용한 예방접종후에 증가된 항-FIM 항체 기능성
백일해 성분들에 대한 항체들의 기능 활성은, 특히, 각각 톡신 중화 및 박테리아 응집과 같은 기능 활성을 갖는 항체들을 유도하는 것으로 알려진 PT 및 FIM을 함유하는 새로운 제형을 평가하는 경우, 고려할 추가적인 중요 파라미터로서 확인되었다. 전세포(whole-cell) 보르데텔라 페르투시스 응집 항체를 측정하기 위한 검정법은 확립되어 있다. 백일해 백신의 보호 효능과 직접적으로 상호관련된 것으로 발견된 기능적 임계값은 없지만, 그럼에도 불구하고 이들은 안전하고 효과적일 것으로 증명된 백신 제형과 새로운 백신 제형의 종합적 비교 중 일부로서 결정하기 위한 중요한 면역 파라미터이다(문헌[WHO draft Recommendations for aP vaccines, WHO/BS/2011.2158, section C.2.1.2] 참조). 따라서, FIM 함유 aP 백신에 대한 이러한 검정법의 관련성을 고려해 볼 때, 본 발명자들은 여러 보르데텔라 페르투시스 균주들에 대해 본 발명의 백신들을 추가로 시험하기 위해 응집 검정법을 사용하였다.
방법:
4주령 및 7주령에, FIM(리스트 바이올로지칼 레보레토리즈, 인크)의 첨가 또는 미첨가하에 1/10 사람 투여용량의 PENTAVAC®(사노피 파스퇴르 MSD; 사람 투여용량 당 25 ㎍ PT 및 25 ㎍ FHA를 aP 항원으로서 함유; 본원에서 aP2로 지칭함)을 사용하여 예방접종된 마우스로부터 혈청을 수집하였다. 사람 투여용량 당 각각 5 ㎍ 또는 20 ㎍ FIM과 상응하는 0.5 ㎍ 또는 2.0 ㎍ 양의 FIM을 알루미늄 히드록시드에 흡착시키고 상용적으로 이용가능한 aP2 백신과 함께 (개별 주사로서) 공동-투여하였다. 9주에, 투여군 당 5마리 동물을 희생시키고 말단 출혈로부터 단리된 혈청을 항-FIM(기능성) 항체 수준의 조사를 위해 푸울링(pooling)시켰다. FIM에 대한 기능성 항체 반응을 평가하기 위해, 응집 검정법을 수행하였다. 본 검정법에서, 시험 혈청 내의 기능성 항체의 존재는, 보르데텔라 페르투시스와 혼합하는 경우 항원/항체 복합체의 형성을 초래한다. 양성 응집은, 항원/항체 복합체의 존재로 인한, 웰내에서의 불투명한 용액의 존재로서 정의된다. 음성 응집은 웰의 바닥에 정의된 박테리아 침전물로서 관찰된다. 간단히 말해서, 50 ㎕의 시험 혈청을 PBS 중에 연속적으로 희석하여 OD600이 1.0인 50 ㎕의 보르데텔라 페르투시스 현탁액과 혼합하였다. 이 혼합물을 밤새 인큐베이션시키고 다음 날 박테리아 침전물의 존재 또는 부재를, 반전 거울(inverted mirror)을 사용하여 결정하였다. 응집 역가는 완전 응집을 초래하는 가장 높은 희석도로서 정의된다.
마우스의 예방접종에 의해 유도된 항-FIM 항체가 보르데텔라 페르투시스 균주의 패널에 대해 기능성인 지를 조사하기 위해, 혈청이 10종의 상이한 FIM 발현 보르데텔라 페르투시스 균주들을 응집시키는 능력을 가졌는 지 여부를 시험하였다. 30종의 최근의 임상적인 보르데텔라 페르투시스 단리물(친절하게도, 필라델피아에 소재한 성 크리스토퍼 어린이 병원(St. Christopher's Hospital for Children)의 알란 에반젤리스타 박사(Dr. Alan Evangelista)가 제공함)의 패널 중 24종의 단리물은 양성 대조군인 상용 항-FIM 모노클로널 항체(06/128, NIBSC, UK)와의 명확한 응집 판독결과를 보여주었으며, 이는 이들 균주가 FIM 항원을 발현함을 확인시켜 주는 것이다. 이러한 24종 균주들의 패널로부터, 5종의 PRN-음성 균주 및 5종의 PRN-양성 균주를 마우스 혈청 시험을 위해 선택하였다.
결과:
FIM의 존재하에서의 예방접종은 기능성 항체 역가를 유도하였다. 10종의 모든 보르데텔라 페르투시스 균주들에 대해 FIM의 존재하에 예방접종된 마우스 중 6종의 모든 마우스 혈청 푸울(pool)에서 양성 응집이 관찰되었다. 예방접종되지 않은 대조군 및 1/10 사람 투여용량으로 aP2를 단독으로(FIM을 포함하지 않음) 받은 군은 어떠한 응집도 보여주지 않았다(표 4). 고용량의 FIM이 유효 마우스 보르데텔라 페르투시스 폐 시험감염 모델에서 저용량의 FIM보다 더 효능적인 것으로 나타나기는 했지만(실시예 2), 명확한 FIM 용량-반응 상관관계는 없었으며(다른 FIM에 대해서는 자료 제시 안함), 이는 응집에서의 작은 차이를 탐지하기에 충분히 민감하지는 않은 이러한 WHO 표준화 검정법의 한계에 기인하는 것 같다.
결론:
FIM의 존재하에 상용 백신을 사용한 예방접종은 폭넓은 패널의 보르데텔라 페르투시스 균주, PRN-음성 또는 PRN-양성 균주에 대해 기능성 항체의 유도를 초래한다. 이러한 발견은 고용량의 FIM을 포함하는 백신이 넓은 범위의 보르데텔라 페르투시스 균주들에 의해 유발되는 백일해 질환을 감소시키는 데에 효과적일 것임을 시사한다.
[표 1] aP2 백신에 증가 용량의 FIM을 첨가하는 것의 보호에 대한 효과
Figure pct00002
표 1: 4주령 및 7주령에, FIM의 첨가하에 1/10 사람 투여용량으로 aP2를 사용한 예방접종 대 1/10 사람 투여용량으로 aP2를 단독으로 사용한 예방접종 후에 9주에 PRN-음성 보르데텔라 페르투시스 균주 I195를 사용하여 시험감염된 마우스의 폐로부터의 평균 Log10 CFU 카운트들에서의 차이를 비교하는 만-휘트니(Mann-Whitney)를 사용하여 결정된 것으로의 P-값. 상세 내용은 실시예 2를 참조하라.
[표 2] 상이한 균주들에 대한 보호를 위한 aP5 백신에 FIM을 첨가하는 것의 효과
Figure pct00003
표 2: 4주령 및 7주령에 FIM의 첨가 또는 미첨가하에 1/10 사람 투여용량으로 aP5를 사용한 예방접종 후에 9주에 4종의 상이한 보르데텔라 페르투시스 균주를 사용하여 시험감염시킨 지 5일 후에 마우스의 폐로부터의 평균 Log10 CFU 카운트. P-값은 만-휘트니를 사용하여 결정하였다. 상세 내용은 실시예 3을 참조하라.
[표 3] 상이한 상용 aP 백신에 FIM의 첨가 효과
Figure pct00004
표 3: 4주령 및 7주령에 FIM의 첨가 또는 미첨가하에 1/10 사람 투여용량으로 3종의 상이한 허가된 aP 백신을 사용한 예방접종 후에 9주에 보르데텔라 페르투시스 균주 I195를 사용하여 시험감염시킨 지 5일 후에, 마우스의 폐로부터의 평균 Log10 CFU 카운트. P-값은 만-휘트니를 사용하여 결정하였다. 상세 내용은 실시예 4를 참조하라.
[표 4] aP2 백신에 FIM의 첨가에 의한 다양한 균주들에 대한 항체의 기능 활성
Figure pct00005
표 4: FIM의 첨가 또는 미첨가하에 aP2의 1/10 사람 투여용량을 사용하여 4주령 및 7주령에 예방접종된, 군 당 5마리 마우스로부터 수집된 혈청 푸울에서 결정된 바와 같이 보르데텔라 페르투시스 균주의 패널에 대한 항-FIM 항체 수준 및 응집 역가. 상세 내용은 실시예 5를 참조하라.
<: 검출 한계 미만(LLOD)

Claims (15)

  1. 보르데텔라 페르투시스(Bordetella pertussis) 항원인 백일해(pertussis) 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(filamentous hemagglutinin, FHA) 및 핌브리아(fimbriae) 2형 및 3형(FIM)을 포함하는 무세포 백일해(aP) 백신 조성물로서, FIM이 사람 투여용량 당 12 내지 100 ㎍의 양으로 존재하는 aP 백신 조성물.
  2. 제1항에 있어서, FIM이 사람 투여용량 당 15 내지 60 ㎍의 양으로 존재하는 aP 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, FIM이 사람 투여용량 당 20 내지 60 ㎍의 양으로 존재하는 aP 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, FIM이 사람 투여용량 당 20 내지 50 ㎍의 양으로 존재하는 aP 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, FIM이 사람 투여용량 당 20 내지 25 ㎍의 양으로 존재하는 aP 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 퍼탁틴(pertactin, PRN)을 추가로 포함하는 aP 백신 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, PT가 유전학적으로 해독되는(detoxified) aP 백신 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 보르데텔라 페르투시스 이외의 하나 이상의 병원균으로부터의 항원을 추가로 포함하는 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 파상풍 톡소이드 및 디프테리아 톡소이드를 포함하는 조성물.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, a) 헤모필러스 인플루엔자(Heamophilus influenzae)(Hib) 올리고당 또는 다당류 컨쥬게이트; b) B형 간염 바이러스 표면 항원(HBsAg); 및 c) 불활화(inactivated) 폴리오 바이러스(IPV) 중 하나 이상을 포함하는 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 애쥬번트를 추가로 포함하는 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 애쥬번트가 알루미늄 히드록시드, 알루미늄 포스페이트 또는 이들의 조합물을 포함하는 조성물.
  13. 피검자에게 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스에 대해 피검자를 예방접종하는 방법.
  14. 피검자에게 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스 중 PRN-음성 균주에 감염됨으로써 야기되는 백일해(whooping cough)로부터 피검자를 보호하는 방법.
  15. 피검자에게 다음의 보르데텔라 페르투시스 항원: 백일해 톡소이드(PT), 사상 혈구응집소(FHA) 및 핌브리아 2형 및 3형(FIM), 및 선택적으로 퍼탁틴(PRN)을 투여하는 단계를 포함하여, 보르데텔라 페르투시스, 선택적으로 보르데텔라 페르투시스 중 PRN-음성 균주에 대해 사람 피검자를 예방접종하는 방법으로서, 여기서, FIM은 12 내지 100 ㎍의 양으로 투여되는 방법.
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