RU2672053C2 - Способ гликоконъюгации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способам получения гликоконъюгатов, пригодных для использования в медицине. Предложены способы получения гликоконъюгата с молекулярной массой от 1000 до 20000 кДа, содержащего бактериальный капсульный полисахарид, конъюгированный с белком-носителем, где указанный полисахарид ковалентно присоединен к указанному белку-носителю, включающий стадии: а) приведения бактериального капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S. pneumoniae и выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипа 3 (пневмококкового серотипа 3), Pn-серотипа 10А, Pn-серотипа 12F и Pn-серотипа 33F, во взаимодействие со стабильным нитроксил-радикальным соединением и 0,1-10 молярными эквивалентами окислителя для селективного окисления первичных гидроксильных групп с получением активированного сахарида, содержащего альдегидные группы; б) приведения указанного активированного бактериального капсульного полисахарида во взаимодействие с аминогруппами указанного белка-носителя, выбранного из столбнячного, дифтерийного, коклюшного токсина, токсина Pseudomonas, Е. coli, Staphylococcus, Streptococcus или CRM197, при соотношении сахарид: белок-носитель (масс/масс.) от 0,2 до 4 в условиях восстановительного аминирования, причем после конъюгации непровзаимодействовавшие альдегидные группы превращают обратно в первичные спирты и проводят очистку указанного гликоконъюгата. Также предложен гликоконъюгат, полученный указанными способами из капсульного полисахарида Pn-серотипа 12F, композиции, содержащие указанный гликоконъюгат, и способ предупреждения, лечения или облегчения бактериальной инфекции, вызываемой серотипом 12F S. pneumoniae, способ индуцирования защитного иммунного ответа против инфекции S. Pneumoniae путем введения субъекту указанной композиции. Предложены новые эффективные способы получения гликоконъюгатов, новые гликоконъюгаты и композиции на их основе, эффективные для лечения инфекций, вызванных S. pneumoniae. 7 н. и 51 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл., 8 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В целом, настоящее изобретение относится к способам получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем посредством применения TEMPO/NCS в качестве окисляющего агента, к иммуногенным композициям, содержащим такие гликоконъюгаты, и к способам применения таких гликоконъюгатов и иммуногенных композиций. Настоящее изобретение также относится к способам получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем, посредством применения стабильных нитроксильных или нитроксидных радикалов, таких как пиперидин-N-окси- или пирролидин-N-окси-соединения, в присутствии окислителя для селективного окисления первичных гидроксилов указанного сахарида, к иммуногенным композициям, содержащим такие гликоконъюгаты, и к способам применения таких гликоконъюгатов и иммуногенных композиций.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Полисахаридно-белковые конъюгатные вакцины изготавливают с использованием полисахаридов, обычно из поверхностной оболочки бактерий, связанных с белками-носителями. Химическое связывание полисахарида и белка-носителя индуцирует иммунный ответ против бактерий, на поверхности которых представлен полисахарид, присутствующий в вакцине, предупреждая таким образом заболевание. Соответственно, вакцинация с использованием полисахаридов патогенных бактерий является потенциальным способом стимуляции иммунитета хозяина. Поверхностные полисахариды бактерий сильно различаются даже в пределах одного вида бактерий. Например, у Streptococcus pneumoniae (основная причина менингита, пневмонии и тяжелого инвазивного заболевания у новорожденных и детей раннего возраста во всем мире) существует более 90 различных серотипов, что обусловлено вариабельностью полисахаридной оболочки бактерий. Поэтому полисахаридные вакцины часто состоят из группы полисахаридов для усиления защиты.

Несмотря на то, что полисахариды иммуногенны сами по себе, для улучшения иммуногенности применяют конъюгацию полисахаридов с белками-носителями. Белок-носитель может представлять собой родственный белковый антиген из целевого патогена, стимулирующий специфичный иммунный ответ на данный патоген, или белок, обладающий общей иммуногенностью, используемый в большей степени как адъювант или стимулятор иммунного ответа в целом.

Мультивалентные пневмококковые полисахаридно-белковые конъюгатные вакцины проходили лицензирование в течение многих лет и доказали свою ценность в предупреждении пневмококкового заболевания у новорожденных и недавно были рекомендованы для взрослых.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ получения гликоконъюгата, содержащего сахарид, конъюгированный с белком-носителем, включающий стадии: (а) приведения сахарида во взаимодействие с 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) и N-хлорсукцинимидом (NCS) в водном растворителе с получением активированного сахарида; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу. В другом аспекте степень окисления активированного сахарида находится в диапазоне от 1 до 50, от 1 до 40, от 1 до 30, от 1 до 20, от 1 до 10, от 1 до 5, от 3 до 40, от 3 до 30, от 3 до 20, от 3 до 10, от 4 до 40, от 4 до 30, от 4 до 20, от 4 до 10, от 5 до 30, от 5 до 25, от 5 до 20, от 5 до 10, от 6 до 50, от 6 до 40, от 6 до 30, от 6 до 20, от 6 до 15, от 6 до 14, от 6 до 13, от 6 до 12, от 6 до 11, от 6 до 10, от 7 до 40, от 7 до 30, от 7 до 20, от 7 до 15, от 7 до 14, от 7 до 13, от 7 до 12, от 7 до 11, от 7 до 10, от 8 до 40, от 8 до 30, от 8 до 20, от 8 до 15, от 8 до 14, от 8 до 13, от 8 до 13, от 8 до 12, от 8 до 11, от 8 до 10, от 9 до 40, от 9 до 30, от 9 до 20, от 9 до 15, от 10 до 40, от 10 до 30, от 10 до 20 или от 10 до 15. В другом аспекте степень окисления активированного сахарида составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 или 40.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ получения гликоконъюгата, содержащего сахарид, конъюгированный с белком-носителем, включающий стадии: (а) приведения сахарида во взаимодействие со стабильным нитроксил- или нитроксид-радикальным соединением, таким как пиперидин-N-окси- или пирролидин-N-окси-соединения, в присутствии окислителя для селективного окисления первичных гидроксилов указанного сахарида с получением активированного сахарида, содержащего альдегидные группы; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу.

В указанном взаимодействии фактическим окислителем в каталитическом цикле является N-оксоаммониевая соль. Предпочтительно, стабильные нитроксил- или нитроксид-радикальные соединения обладают способностью селективно окислять первичные спирты до альдегидов в присутствии окислителя без сверхокисления до карбоновых кислот.

В одном аспекте стадию (а) приведения во взаимодействие осуществляют в водном растворителе. В другом аспекте стадию (а) приведения во взаимодействие осуществляют в апротонном растворителе. В одном аспекте стадию (а) осуществляют в DMSO (диметилсульфоксид), диметилацетамиде (DMA), сульфолане, N-метил-2-пирролидоне (NMP), гексаметилфосфорамиде (НМРА) или в DMF (диметилформамидном) растворителе.

В одном аспекте непровзаимодействовавшие альдегидные группы превращают обратно в первичные спирты на стадии блокирования с использованием боргидрида после конъюгации с белком-носителем, минимизируя таким образом модификацию сахаридных эпитопов на стадиях модификации, включающих окисление с последующей конъюгацией.

В одном аспекте указанные стабильные нитроксил- или нитроксид-радикальные соединения представляют собой пиперидин-N-окси- или пирролидин-N-окси-соединения. Предпочтительно, указанные соединения обладают способностью селективно окислять первичные спирты в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без воздействия на вторичные гидроксильные группы. Более предпочтительно, указанные соединения обладают способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без сверхокисления до карбоксильных групп.

В одном аспекте указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение имеет группировку TEMPO или PROXYL (2,2,5,5-тетраметил-1-пирролидинилокси). Предпочтительно, указанное соединение обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без воздействия на вторичные гидроксильные группы. Более предпочтительно, указанное соединение обладает способностью селективно окислять первичные спирты в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без сверхокисления до карбоксильных групп.

В одном аспекте указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой TEMPO или его производное. В одном аспекте указанное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из TEMPO, 2,2,6,6-тетраметил-4-(метилсульфонилокси)-1-пиперидиноокси, 4-фосфоноокси-ТЕМРО, 4-оксо-ТЕМРО, 4-метокси-ТЕМРО, 4-изотиоцианато-ТЕМРО, свободного радикала 4-(2-йодацетамидо)-ТЕМРО, 4-гидрокси-ТЕМРО, 4-циано-ТЕМРО, 4-карбокси-ТЕМРО, 4-(2-бромацетамидо)-ТЕМРО, 4-амино-ТЕМРО, 4-ацетамидо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила. Предпочтительно, указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой TEMPO.

В другом аспекте указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из 3β-DOXYL-5α-холестана (3β-4,4-диметил-3-оксазолинилокси-5α-холестана), 5-DOXYL-стеариновой кислоты, 16-DOXYL-стеариновой кислоты, метил-5-DOXYL-стеарата, 3-(аминометил)-PROXYL, 3-карбамоил-PROXYL, 3-карбамоил-2,2,5,5-тетраметил-3-пирролин-1-оксила, 3-карбокси-PROXYL, 3-циано-PROXYL.

В одном аспекте указанный окислитель представляет собой молекулу, несущую группировку N-галоген. Предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии нитроксил-радикального соединения.

В одном аспекте указанный окислитель выбран из группы, состоящей из N-хлорсукцинимида, N-бромсукцинимида, N-йодсукцинимида, дихлоризоциануровой кислоты, 1,3,5-трихлор-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дибромизоциануровой кислоты, 1,3,5-трибром-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дийодизоциануровой кислоты, 1,3,5-трийод-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона.

Предпочтительно, указанный окислитель представляет собой N-хлорсукцинимид.

В одном аспекте степень окисления активированного сахарида находится в диапазоне от 1 до 50, от 1 до 40, от 1 до 30, от 1 до 20, от 1 до 10, от 1 до 5, от 3 до 40, от 3 до 30, от 3 до 20, от 3 до 10, от 4 до 40, от 4 до 30, от 4 до 20, от 4 до 10, от 5 до 30, от 5 до 25, от 5 до 20, от 5 до 10, от 6 до 50, от 6 до 40, от 6 до 30, от 6 до 20, от 6 до 15, от 6 до 14, от 6 до 13, от 6 до 12, от 6 до 11, от 6 до 10, от 7 до 40, от 7 до 30, от 7 до 20, от 7 до 15, от 7 до 14, от 7 до 13, от 7 до 12, от 7 до 11, от 7 до 10, от 8 до 40, от 8 до 30, от 8 до 20, от 8 до 15, от 8 до 14, от 8 до 13, от 8 до 13, от 8 до 12, от 8 до 11, от 8 до 10, от 9 до 40, от 9 до 30, от 9 до 20, от 9 до 15, от 10 до 40, от 10 до 30, от 10 до 20 или от 10 до 15. В другом аспекте степень окисления активированного сахарида составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 или 40.

В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с 0,1-10 молярными эквивалентами окислителя. Предпочтительно, сахарид приводят во взаимодействие с 0,2-5; 0,5-2,5 или 0,5-1,5 молярными эквивалентами окислителя. В одном аспекте полисахарид приводят во взаимодействие с примерно 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4; 4,2; 4,4; 4,6; 4,8 или 5 молярными эквивалентами окислителя.

В одном аспекте стабильное нитроксил- или нитроксид-радикальное соединение присутствует в каталитическом количестве. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с менее чем примерно 0,3 молярными эквивалентами стабильного нитроксил- или нитроксид-радикального соединения. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с менее чем примерно 0,005 молярными эквивалентами стабильного нитроксил- или нитроксид-радикального соединения. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с примерно 0,005; 0,01; 0,05 или 0,1 молярными эквивалентами стабильного нитроксил- или нитроксид-радикального соединения.

В другом аспекте сахарид представляет собой бактериальный капсульный полисахарид. В другом аспекте сахарид представляет собой олиго- или полисахарид синтетического происхождения. В одном аспекте капсульный полисахарид имеет происхождение из S.pneumoniae (Pn). В другом аспекте капсульный полисахарид выбран из капсульных полисахаридов Pn-серотипа 10А (пневмококкового серотипа 10А), Pn-серотипа 12F и Pn-серотипа 33F. Например, в одном аспекте капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид Pn-серотипа 12F.

В другом аспекте капсульный полисахарид имеет происхождение из N.meningitidis. В одном аспекте капсульный полисахарид выбран из капсульных полисахаридов менингококков (Mn)-серотипов А, С, W135 и Y.

В другом аспекте капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид менингококков (Mn)-серотипа X.

В другом аспекте капсульный полисахарид имеет происхождение из Streptococcus группы В (GBS). В одном аспекте капсульный полисахарид выбран из серотипов GBS Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII и VIII.

В одном аспекте согласно настоящему изобретению предложены любые из способов, раскрытых здесь, где белок-носитель представляет собой столбнячный, дифтерийный, коклюшный токсин, токсин Pseudomonas, Е.coli, Staphylococcus или Streptococcus. В одном аспекте белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ, как описано здесь, где перед стадией (а) сахарид гидролизуют до молекулярной массы в диапазоне от 100 до 400 кДа. Например, в одном аспекте молекулярная масса находится в диапазоне от 100 до 350 кДа, от 100 до 300 кДа, от 100 до 250 кДа, от 100 до 200 кДа, от 100 до 150 кДа, от 200 до 400 кДа, от 200 до 350 кДа, от 200 до 300 кДа, от 200 до 250 кДа, от 300 до 400 кДа или от 300 до 350 кДа.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложены любые из способов, предложенных здесь, дополнительно включающие стадию очистки активированного полисахарида перед стадией (б). В другом аспекте способы дополнительно включают стадию добавления восстановителя после стадии (б). В одном аспекте восстановитель представляет собой NaCNBH₃. В другом аспекте способы дополнительно включают стадию добавления NaBH₄ после добавления NaCNBH₃. В другом аспекте способ дополнительно включает стадию очистки после добавления NaBH₄.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен гликоконъюгат, полученный или получаемый любым из способов, раскрытых здесь. Например, в одном аспекте согласно настоящему изобретению предложен гликоконъюгат, содержащий сахарид, конъюгированный с белком-носителем, полученный или получаемый способом, включающим стадии: (а) приведение сахарида во взаимодействие с 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) и N-хлорсукцинимидом (NCS) в водном растворителе с получением активированного сахарида; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу. В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен гликоконъюгат, содержащий сахарид, конъюгированный с белком-носителем, полученный или получаемый способом, включающим стадии: (а) приведения сахарида во взаимодействие со стабильным нитроксил- или нитроксид-радикальным соединением и окислителем с получением активированного сахарида, содержащего альдегидные группы; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу. Стабильные нитроксил-радикальные соединения и окислитель могут быть такими, как определено на страницах 2-4 выше.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая любой из гликоконъюгатов, раскрытых здесь, и фармацевтически приемлемый эксципиент, носитель или разбавитель. В другом аспекте иммуногенная композиция содержит дополнительный антиген. В другом аспекте дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S.pneumoniae. Например, в одном аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипов 1, 3, 4, 5, 6А, 6В, 7F, 8, 9V, 11А, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F и 23F. В другом аспекте дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из N.meningitidis. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов серотипов А, С, W135 и Y. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида из капсульных полисахаридов серотипа X. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из Streptococcus группы В (GBS). В одном аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из серотипов GBS Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII и VIII.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложена любая из иммуногенных композиций, раскрытых здесь, дополнительно содержащая адъювант. В одном аспекте адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия. В другом аспекте адъювант на основе алюминия выбран из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ предупреждения, лечения или облегчения бактериальной инфекции, заболевания или состояния у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества любой из иммуногенных композиций, раскрытых здесь. В одном аспекте инфекция, заболевание или состояние ассоциированы с бактериями S.pneumoniae. В другом аспекте инфекция, заболевание или состояние ассоциированы с бактериями N.meningitidis.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ индуцирования защитного иммунного ответа у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества любой из иммуногенных композиций, раскрытых здесь.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая Pn-серотип 12F, конъюгированный с белком-носителем, где конъюгат является стабильным. Например, в одном аспекте согласно настоящему изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая Pn-серотип 12F, конъюгированный с белком-носителем, где количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F в композиции составляет менее 35% после 120 суток от ее изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F составляет менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 120 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 90 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 60 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 30 суток от изготовления. В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложена композиция, содержащая Pn-серотип 3, 10А или 33F, конъюгированный с белком-носителем, где количество свободного полисахарида Pn-серотипа 3, 10А или 33F, соответственно, в композиции составляет менее 35% после 120 суток от ее изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 3, 10А или 33F составляет менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 120 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 3, 10А или 33F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 90 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 3, 10А или 33F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 60 суток от изготовления. В другом аспекте количество свободного полисахарида Pn-серотипа 3, 10А или 33F составляет менее 35%, менее 30%, менее 28%, менее 27%, менее 26% или менее 25% после 30 суток от изготовления. В одном аспекте количество свободного полисахарида, как обсуждено выше, измерено при 25°С. В одном аспекте белок-носитель в композициях, раскрытых выше, представляет собой столбнячный, дифтерийный, коклюшный токсин, токсин Pseudomonas, Е.coli, Staphylococcus или Streptococcus. В другом аспекте белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

Согласно настоящему изобретению также предложена иммуногенная композиция, содержащая любой из таких гликоконъюгатов, раскрытых выше, и фармацевтически приемлемый эксципиент, носитель или разбавитель. В другом аспекте такие иммуногенные композиции содержат дополнительный антиген. Например, в одном аспекте дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S.pneumoniae. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипов 1, 3, 4, 5, 6А, 6В, 7F, 8, 9V, 11А, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F и 23F. В еще одном аспекте дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из N.meningitidis. В еще одном аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов серотипов А, С, W135 и Y. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида из капсульных полисахаридов серотипа X. В другом аспекте дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида Streptococcus группы В (GBS). В одном аспекте капсульный полисахарид выбран из серотипов GBS Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII и VIII.

В еще одном аспекте такие иммуногенные композиции дополнительно содержат адъювант. Например, в одном аспекте адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия. В другом аспекте адъювант на основе алюминия выбран из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг. 1 показана структура капсульного полисахарида Pn-серотипа 12F.

На Фиг. 2 показана зависимость N-хлорсукцинимида в реакции окисления Tempo/NCS от степени окисления (DO).

На Фиг. 3 показана структура капсульного полисахарида Pn-серотипа 10А.

На Фиг. 4 показана структура капсульного полисахарида Pn-серотипа 33F.

На Фиг. 5 показана структура капсульного полисахарида Pn-серотипа 3.

На Фиг. 6 показан предполагаемый механизм окисления/конъюгации Pn-серотипа 12F с использованием TEMPO/NCS.

На Фиг. 7 показано сравнение стабильности конъюгатов Pn-серотипа 12F, полученных с применением перйодатного окисления и TEMPO/NCS-окисления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение может быть понятнее со ссылкой на следующее подробное описание различных воплощений изобретения и включенные сюда примеры. Если не определено иное, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют то же значение, в котором их обычно понимает специалист в области, к которой относится данное изобретение. Несмотря на то, что в практическом применении или испытании настоящего изобретения могут быть применены любые материалы и методы, сходные с описанными здесь или эквивалентные им, здесь описаны определенные предпочтительные материалы и методы. В описании воплощений и в формуле изобретения будет использована определенная терминология в соответствии с определениями, изложенными ниже.

Если не указано иное, при использовании здесь формы единственного числа включают множественное число. Таким образом, например, ссылки на "способ/метод" включают один или более чем один способ/метод и/или стадии описанного здесь типа, и/или которые станут очевидны специалисту в данной области по прочтении данного описания.

При использовании здесь термин "примерно" означает в пределах статистически значимого диапазона величины, такого как заявленный диапазон концентраций, период времени, молекулярная масса, температура или рН. Такой диапазон может быть в пределах одного порядка, типично в пределах 20%, более типично в пределах 10%, еще более типично в пределах 5% или в пределах 1% заданной величины или диапазона. Иногда такой диапазон может быть в пределах экспериментальной ошибки типичной для стандартных методов, применяемых для измерения и/или определения заданной величины или диапазона. Допустимая вариация, охватываемая термином "примерно", будет зависеть от конкретной исследуемой системы и может быть легко определена специалистом в данной области. Если где-либо в данной заявке указан диапазон, то каждое целое число в пределах диапазона также подразумевается как воплощение изобретения.

Следует отметить, что в данном описании такие термины, как "содержит", "содержащийся", "содержащий" и тому подобные могут иметь значение, определенное для них в патентном законодательстве США; например, они могут означать "включает", "включенный", "включающий" и тому подобное. Такие термины относятся к включению определенных ингредиентов или набора ингредиентов без исключения каких-либо других ингредиентов. Такие термины, как "состоящий по существу из" и "состоит по существу из" имеют значение, определенное для них в патентном законодательстве США, например, они допускают включение дополнительных ингредиентов или стадий, не преуменьшающих новые или основные характеристики изобретения, то есть они исключают дополнительные неуказанные ингредиенты или стадии, преуменьшающие новые или основные характеристики изобретения. Термины "состоит из" и "состоящий из" имеют значение, определенное для них в патентном законодательстве США; то есть эти термины являются закрытыми. Соответственно, эти термины относятся к включению определенного ингредиента или набора ингредиентов и исключению всех других ингредиентов.

При использовании здесь термин "сахарид" может быть использован для обозначения полисахарида, олигосахарида или моносахарида.

При использовании здесь термин "степень окисления" применительно к сахариду относится к соотношению молей повторяющейся сахаридной единицы к молю альдегида. Степень окисления сахарида может быть определена с применением рутинных методов, известных специалистам в данной области.

При использовании здесь термин "конъюгаты" или "гликоконъюгаты" относится к сахариду, ковалентно конъюгированному с белком-носителем. Гликоконъюгаты по изобретению и содержащие их иммуногенные композиции могут содержать некоторое количество свободного сахарида.

При использовании здесь термин "свободный сахарид" обозначает сахарид, не являющийся ковалентно конъюгированным с белком-носителем, но, тем не менее, присутствующий в гликоконъюгатной композиции. Свободный сахарид может быть нековалентно ассоциирован с (то есть нековалентно связан с, адсорбирован на или заключен в или с) гликоконъюгатом "конъюгированный сахарид - белок-носитель". Термины "свободный полисахарид" и "свободный капсульный полисахарид" могут быть использованы здесь для передачи того же значения применительно к гликоконъюгатам, где сахарид представляет собой полисахарид или капсульный полисахарид, соответственно.

При использовании здесь "конъюгировать", "конъюгированный" и "конъюгация" относятся к способу, посредством которого сахарид, например бактериальный капсульный полисахарид, ковалентно присоединяют к молекуле-носителю или белку-носителю. Конъюгация может быть проведена способами, описанными ниже, или другими способами, известными в данной области. Конъюгация повышает иммуногенность бактериального капсульного полисахарида.

Термин "субъект" относится к млекопитающему, включая человека, или к птице, рыбе, рептилии, амфибии или любому другому животному. Термин "субъект" также включает домашних и лабораторных животных. Неограничивающие примеры домашних и лабораторных животных включают собак, кошек, свиней, кроликов, крыс, мышей, песчанок, хомяков, морских свинок, хорьков, обезьян, птиц, змей, ящериц, рыб, черепах и лягушек. Термин "субъект" также включает сельскохозяйственных животных. Неограничивающие примеры сельскохозяйственных животных включают альпаку, бизона, верблюда, крупный рогатый скот, оленей, свиней, лошадей, лам, мулов, ослов, овец, коз, кроликов, северных оленей, яков, цыплят, гусей и индеек.

Гликоконъюгаты

Настоящее изобретение относится к способам получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем, в частности посредством использования стабильного нитроксил- или нитроксид-радикального соединения для селективного окисления первичных спиртов сахарида до альдегидов, также с использованием окислителя. В одном аспекте указанные стабильные нитроксил-радикальные соединения представляют собой пиперидин-N-окси- или пирролидин-N-окси-соединения. Предпочтительно, указанные соединения обладают способностью селективно окислять первичный спирт до альдегидов в присутствии окислителя без сверхокисления до карбоновых кислот и без воздействия на вторичные гидроксильные группы. В одном аспекте указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой молекулу, несущую группировку TEMPO или PROXYL (2,2,5,5-тетраметил-1-пирролидинилокси). Предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без воздействия на вторичные гидроксильные группы. Более предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без сверхокисления до карбоксильных групп. В одном аспекте указанное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из TEMPO, 2,2,6,6-тетраметил-4-(метилсульфонилокси)-1-пиперидиноокси, 4-фосфоноокси-ТЕМРО, 4-оксо-ТЕМРО, 4-метокси-ТЕМРО, 4-изотиоцианато-ТЕМРО, свободного радикала 4-(2-йодацетамидо)-ТЕМРО, 4-гидрокси-ТЕМРО, 4-циано-ТЕМРО, 4-карбокси-ТЕМРО, 4-(2-бромацетамидо)-ТЕМРО, 4-амино-ТЕМРО, 4-ацетамидо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила. Предпочтительно, указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой TEMPO. В другом аспекте указанное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из 3β-DOXYL-5α-холестана, 5-DOXYL-стеариновой кислоты, 16-DOXYL-стеариновой кислоты, метил-5-DOXYL-стеарата, 3-(аминометил)-PROXYL, 3-карбамоил-PROXYL, 3-карбамоил-2,2,5,5-тетраметил-3-пирролин-1-оксила, 3-карбокси-PROXYL, 3-циано-PROXYL. В одном аспекте окислитель представляет собой молекулу, несущую группировку N-галоген. Предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии нитроксил-радикального соединения. В одном аспекте указанный окислитель выбран из группы, состоящей из N-хлорсукцинимида, N-бромсукцинимида, N-йодсукцинимида, дихлоризоциануровой кислоты, 1,3,5-трихлор-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дибромизоциануровой кислоты, 1,3,5-трибром-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дийодизоциануровой кислоты, 1,3,5-трийод-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона. Предпочтительно, указанный окислитель представляет собой N-хлорсукцинимид.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способам получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем, в частности посредством использования свободного радикала 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилоки (TEMPO) для окисления первичных спиртов сахарида до альдегидов с использованием N-хлорсукцинимида (NCS) в качестве соокислителя.

В гликоконъюгатах по изобретению сахарид выбран из группы, состоящей из полисахарида, олигосахарида и моносахарида, а белок-носитель выбран из любого подходящего носителя, как описано здесь далее или известно специалистам в данной области. В некоторых воплощениях сахарид представляет собой полисахарид, в частности бактериальный капсульный полисахарид, такой как серотип Streptococcus pneumoniae 10А (Pn-серотип 10A), Pn-серотип 12F или Pn-серотип 33F. В некоторых таких воплощениях белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

Капсульные полисахариды могут быть получены стандартными методиками, известными специалистам в данной области. Например, могут быть получены капсульные полисахариды от множества серотипов, таких как 1, 3, 4, 5, 6А, 6В, 7F, 8, 9V, 10А, 11A, 12F, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F, 23F и 33F Streptococcus pneumoniae. Эти пневмококковые конъюгаты получают отдельными способами и включают в одну композицию. Например, в одном воплощении каждый полисахаридный пневмококковый серотип выращивают в соевой среде. Отдельные полисахариды затем очищают центрифугированием, преципитацией, ультрафильтрацией и хроматографией на колонках. Очищенные полисахариды химически активируют с получением сахаридов (то есть активированных сахаридов), способных взаимодействовать с белком-носителем. После активации каждый капсульный полисахарид по отдельности конъюгируют с белком-носителем с образованием гликоконъюгата. В одном воплощении каждый капсульный полисахарид конъюгируют с одним и тем же белком-носителем. Химическая активация полисахаридов и последующая конъюгация с белком-носителем могут быть проведены обычными способами. См., например, патенты США №№4673574, 4902506, 7709001 и 7955605.

В одном воплощении гликоконъюгат по изобретению имеет молекулярную массу от примерно 50 кДа до примерно 20000 кДа. В другом воплощении гликоконъюгат имеет молекулярную массу от примерно 200 кДа до примерно 10000 кДа. В другом воплощении гликоконъюгат имеет молекулярную массу от примерно 500 кДа до примерно 5000 кДа. В одном воплощении гликоконъюгат имеет молекулярную массу от примерно 1000 кДа до примерно 3000 кДа. В других воплощениях гликоконъюгат имеет молекулярную массу от примерно 600 кДа до примерно 2800 кДа; от примерно 700 кДа до примерно 2700 кДа; от примерно 1000 кДа до примерно 2000 кДа; от примерно 1800 кДа до примерно 2500 кДа; от примерно 1100 кДа до примерно 2200 кДа; от примерно 1900 кДа до примерно 2700 кДа; от примерно 1200 кДа до примерно 2400 кДа; от примерно 1700 кДа до примерно 2600 кДа; от примерно 1300 кДа до примерно 2600 кДа; от примерно 1600 кДа до примерно 3000 кДа. Любое целое число в пределах любого из указанных выше диапазонов подразумевается как воплощение изобретения.

Новые признаки гликоконъюгатов по изобретению включают профили молекулярной массы сахаридов и получаемых конъюгатов, соотношение конъюгированных лизинов к белку-носителю и число лизинов, ковалентно связанных с полисахаридом, число ковалентных связей между белком-носителем и сахаридом как функцию повторяющихся единиц сахарида и относительное количество свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида.

В другом воплощении полисахарид представляет собой капсульный полисахарид, имеющий происхождение из Neisseria meningitidis. В некоторых таких воплощениях капсульный полисахарид выбран из группы, состоящей из капсульных полисахаридов N.meningitidis серотипов А, В, С, W135, X и Y. В одном таком воплощении капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид серотипа С. В другом таком воплощении капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид серотипа W135. В другом таком воплощении капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид серотипа Y.

В некоторых воплощениях гликоконъюгат по изобретению содержит бактериальный капсульный полисахарид, имеющий молекулярную массу от 10 кДа до 2000 кДа или от 50 кДа до 1000 кДа. В некоторых таких воплощениях капсульный полисахарид имеет происхождение из S.pneumoniae или N.meningitidis. В некоторых таких воплощениях капсульный полисахарид имеет происхождение из S.pneumoniae и выбран из группы, состоящей из капсульных полисахаридов серотипов 1, 3, 4, 5, 6А, 6В, 7F, 8, 9V, 10А, 11А, 12F, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F, 23F и 33F. В некоторых таких воплощениях капсульный полисахарид имеет происхождение из N.meningitidis и выбран из группы, состоящей из капсульных полисахаридов серотипов А, В, С, W135, X и Y.

В одном воплощении согласно изобретению предложен гликоконъюгат, содержащий капсульный полисахарид, ковалентно конъюгированный с белком-носителем, имеющий один или более из следующих признаков: полисахарид имеет молекулярную массу от 50 кДа до 1000 кДа; гликоконъюгат имеет молекулярную массу от 1000 кДа до 3000 кДа; и конъюгат содержит менее чем примерно 45% свободного полисахарида относительно общего количества полисахарида. В некоторых воплощениях полисахарид имеет молекулярную массу от 10 кДа до 2000 кДа. В некоторых воплощениях гликоконъюгат имеет молекулярную массу от 50 кДа до 20000 кДа. В других воплощениях гликоконъюгат имеет молекулярную массу от 200 кДа до 10000 кДа. В других воплощениях конъюгат содержит менее чем примерно 30%, 20%, 15%, 10% или 5% свободного полисахарида относительно общего количества полисахарида. Количество свободного полисахарида может быть измерено как функция времени, например через 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 120 суток или еще позднее после получения конъюгата.

Число лизиновых остатков в белке-носителе, конъюгированном с сахаридом, может быть охарактеризовано как диапазон конъюгированных лизинов, который может быть выражен как молярное соотношение. Например, в иммуногенной композиции, где от 4 до 15 лизиновых остатков CRM₁₉₇ ковалентно связаны с сахаридом, молярное соотношение конъюгированных лизинов к CRM₁₉₇ в гликоконъюгате составляет от примерно 10:1 до примерно 40:1. В иммуногенной композиции, где от 2 до 20 лизиновых остатков CRM₁₉₇ ковалентно связаны с сахаридом, молярное соотношение конъюгированных лизинов к CRM₁₉₇ в гликоконъюгате составляет от примерно 5:1 до примерно 50:1.

В одном воплощении молярное соотношение конъюгированных лизинов к белку-носителю составляет от примерно 10:1 до примерно 25:1. В некоторых таких воплощениях белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

В одном воплощении соотношение сахарид: белок-носитель (масс./масс.) составляет от 0,2 до 4. В другом воплощении соотношение сахарид: белок-носитель (масс./масс.) составляет от 1,1 до 1,7. В некоторых воплощениях сахарид представляет собой бактериальный капсульный полисахарид и соотношение сахарид: белок-носитель (масс./масс.) составляет от 0,2 до 4. В других воплощениях сахарид представляет собой бактериальный капсульный полисахарид и соотношение сахарид: белок-носитель (масс./масс.) составляет от 1,1 до 1,7. В некоторых таких воплощениях белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

Еще одним параметром, характеризующим гликоконъюгаты по изобретению, является частота присоединения сахаридной цепи к лизину на белке-носителе. Например, в одном воплощении на каждые 100 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида присутствует по меньшей мере одна ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом. В одном воплощении на каждые 50 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида присутствует по меньшей мере одна ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом. В одном воплощении на каждые 25 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида присутствует по меньшей мере одна ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 4 повторяющиеся сахаридные единицы полисахарида. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 10 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 15 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

В частых воплощениях белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇, и ковалентная связь между CRM₁₉₇ и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 4, 10, 15 или 25 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида. В некоторых таких воплощениях полисахарид представляет собой бактериальный капсульный полисахарид, например капсульный полисахарид, имеющий происхождение из бактерий S.pneumoniae или N.meningitidis.

В других воплощениях конъюгат содержит по меньшей мере одну ковалентную связь между белком-носителем и сахаридом на каждые 5-10 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 2-7 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 3-8 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 4-9 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 6-11 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 7-12 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 8-13 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 9-14 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-15 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 2-6 повторяющихся сахаридных единиц, на каждые 3-7 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 4-8 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 6-10 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 7-11 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 8-12 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 9-13 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-14 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-20 повторяющихся сахаридных единиц или на каждые 4-25 повторяющихся сахаридных единиц.

В другом воплощении связь между белком-носителем и сахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

В одном воплощении гликоконъюгат по изобретению содержит по меньшей мере одну ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом на каждые 25 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 4 повторяющиеся сахаридные единицы полисахарида. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 10 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида. В другом воплощении ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 15 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

В одном воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 45% свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида. В другом воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 30% свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида. В другом воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 20% свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида. В другом воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 10% свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида. В другом воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 5% свободного сахарида по сравнению с общим количеством сахарида.

В другом воплощении гликоконъюгат содержит менее чем примерно 20 моль-% остатков белка-носителя по сравнению с общим количеством гликоконъюгата.

В другом аспекте согласно изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая гликоконъюгат по изобретению и по меньшей мере один из адъюванта, разбавителя или носителя.

В одном воплощении согласно изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая гликоконъюгат по изобретению и по меньшей мере один из адъюванта, разбавителя или носителя, где гликоконъюгат содержит бактериальный капсульный полисахарид, ковалентно конъюгированный с белком-носителем. В некоторых таких воплощениях капсульный полисахарид имеет происхождение из S.pneumoniae или N.meningitidis.

В некоторых воплощениях иммуногенная композиция содержит адъювант. В некоторых таких воплощениях адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия, выбранный из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия. В одном воплощении иммуногенная композиция содержит адъювант фосфат алюминия.

В некоторых воплощениях гликоконъюгаты или иммуногенные композиции по изобретению могут быть использованы для получения антител, являющихся функциональными, как измерено по уничтожению бактерий в модели эффективности на животных или посредством опсонофагоцитарного киллинг-анализа.

В одном воплощении согласно изобретению предложен способ индуцирования иммунного ответа у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции по изобретению, как описано здесь. В другом аспекте согласно изобретению предложен способ индуцирования иммунного ответа против патогенной бактерии у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции, как описано здесь. В другом аспекте согласно изобретению предложен способ предупреждения или облегчения заболевания или состояния, вызываемого патогенной бактерией, у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции, как описано здесь. В другом аспекте согласно изобретению предложен способ уменьшения тяжести по меньшей мере одного симптома заболевания или состояния, вызванного инфекцией, обусловленной патогенной бактерией, у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции, как описано здесь. В некоторых воплощениях патогенная бактерия представляет собой S.pneumoniae или N.meningitidis.

Кроме того, согласно настоящему изобретению предложены способы индуцирования иммунного ответа против бактерий S.pneumoniae или N.meningitidis, способы предупреждения заболевания, вызываемого бактериями S.pneumoniae или N.meningitidis, и способы уменьшения тяжести по меньшей мере одного симптома заболевания, вызванного инфекцией, обусловленной бактериями S.pneumoniae или N.meningitidis.

Сахариды

Сахариды включают полисахариды, олигосахариды и моносахариды. В некоторых воплощениях сахарид представляет собой полисахарид, в частности бактериальный капсульный полисахарид.

Молекулярная масса капсульного полисахарида важна для его использования в иммуногенных композициях. Высокомолекулярные капсульные полисахариды способны индуцировать определенные гуморальные иммунные ответы благодаря высокой валентности эпитопов, присутствующих на антигенной поверхности. Для применения в конъюгатах, композициях и способах по настоящему изобретению предполагают выделение и очистку высокомолекулярных капсульных полисахаридов.

В одном воплощении капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 10 кДа до 2000 кДа. В одном воплощении капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 50 кДа до 1000 кДа. В другом воплощении капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 50 кДа до 300 кДа. В другом воплощении капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 70 кДа до 300 кДа. В другом воплощении капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 90 кДа до 250 кДа; от 90 кДа до 150 кДа; от 90 кДа до 120 кДа; от 80 кДа до 120 кДа; от 70 кДа до 100 кДа; от 70 кДа до 110 кДа; от 70 кДа до 120 кДа; от 70 кДа до 130 кДа; от 70 кДа до 140 кДа; от 70 кДа до 150 кДа; от 70 кДа до 160 кДа; от 80 кДа до 110 кДа; от 80 кДа до 120 кДа; от 80 кДа до 130 кДа; от 80 кДа до 140 кДа; от 80 кДа до 150 кДа; от 80 кДа до 160 кДа; от 90 кДа до 110 кДа; от 90 кДа до 120 кДа; от 90 кДа до 130 кДа; от 90 кДа до 140 кДа; от 90 кДа до 150 кДа; от 90 кДа до 160 кДа; от 100 кДа до 120 кДа; от 100 кДа до 130 кДа; от 100 кДа до 140 кДа; от 100 кДа до 150 кДа; от 100 кДа до 160 кДа; и в сходных желаемых диапазонах молекулярной массы. Любое целое число в пределах любого из указанных выше диапазонов подразумевается как воплощение изобретения.

Капсульный полисахарид S.pneumoniae серотипа 12F (Pn-серотипа 12F) имеет структуру, показанную на Фиг. 1. Капсульный полисахарид S.pneumoniae серотипа 10A (Pn-серотипа 10A) имеет структуру, показанную на Фиг. 3. Капсульный полисахарид S.pneumoniae серотипа 33F (Pn-серотипа 33F) имеет структуру, показанную на Фиг. 4. Капсульный полисахарид S.pneumoniae серотипа 3 (Pn-серотипа 3) имеет структуру, показанную на Фиг. 5.

В некоторых воплощениях капсульные полисахариды, гликоконъюгаты или иммуногенные композиции по изобретению используют для получения антител, являющихся функциональными, как измерено по уничтожению бактерий в модели эффективности на животных или посредством опсонофагоцитарного киллинг-анализа, демонстрирующего уничтожение бактерий антителами. Капсульные полисахариды могут быть получены непосредственно из бактерий с применением методик выделения, известных специалисту в данной области. См., например, Fournier et al. (1984), supra; Fournier et al. (1987) Ann. Inst. Pasteur/Microbiol. 138: 561-567; публикацию заявки на патент США №2007/0141077; и публикацию международной заявки на патент №WO 00/56357; каждая из которых включена сюда посредством ссылки, как если бы они были изложены полностью. Кроме того, они могут быть получены с применением протоколов синтеза. Более того, капсульный полисахарид может быть получен рекомбинантно с применением генно-инженерных методик, также известных специалисту в данной области (см. Sau et al. (1997) Microbiology 143: 2395-2405; и патент США №6027925; каждая из которых включена сюда посредством ссылки, как если бы они были изложены полностью). Для получения соответствующих полисахаридов могут быть использованы штаммы S.pneumoniae или N.menigitidis, полученные из известных коллекций культур или клинических образцов.

Белки-носители

Другим компонентом гликоконъюгата по изобретению является белок-носитель, с которым конъюгирован сахарид. Термин "белок-носитель", или "белковый носитель", или "носитель" относится к любой белковой молекуле, с которой может быть конъюгирован антиген (такой как капсульный полисахарид), против которого желателен иммунный ответ.

Конъюгация с носителем может повышать иммуногенность антигена. Белковые носители для антигенов могут представлять собой токсины, анатоксины или любой мутантный перекрестно-реагирующий материал (CRM) столбнячного, дифтерийного, коклюшного токсина, токсина Pseudomonas, Е.coli, Staphylococcus и Streptococcus. В одном воплощении носитель представляет собой дифтерийный анатоксин CRM₁₉₇, имеющий происхождение из С.diphtheriae штамма С7 (β197), продуцирующего CRM₁₉₇. Этот штамм имеет регистрационный номер в АТСС 53281. Способ получения CRM₁₉₇ описан в патенте США №5614382, включенном сюда посредством ссылки, как если бы он был изложен полностью. Альтернативно, может быть использован фрагмент или эпитоп белка-носителя или другого иммуногенного белка. Например, гаптенный эпитоп можно сочетать с Т-клеточным эпитопом бактериального токсина, анатоксина или CRM. Другие подходящие белки-носители включают инактивированные бактериальные токсины, такие как холерный анатоксин (например, как описано в международной заявке на патент №W0 2004/083251), LT Е.coli, ST Е.coli и экзотоксин A Pseudomonas aeruginosa. Также могут быть использованы белки наружной мембраны бактерий, такие как наружный мембранный комплекс с (ОМРС), порины, трансферрин, связывающие белки, пневмолизин, пневмококковый поверхностный белок A (PspA), пневмококковый адгезионный белок (PsaA) или белок D Haemophilus influenzae. В качестве белков-носителей могут также быть использованы другие белки, такие как овальбумин, гемоцианин лимфы улитки (KLH), бычий сывороточный альбумин (BSA) или очищенное белковое производное туберкулина (PPD).

Как обсуждено здесь выше, число лизиновых остатков в белке-носителе, конъюгируемых с сахаридом, может быть охарактеризовано как диапазон конъюгируемых лизинов. Например, в представленной иммуногенной композиции ковалентно связанными с сахаридом могут быть 1-15 лизиновых остатков CRM₁₉₇ из 39. Другой способ выражения этого параметра состоит в том, что с сахаридом ковалентно связаны от примерно 2,5% до примерно 40% лизинов CRM₁₉₇. Например, в представленной иммуногенной композиции ковалентно связанными с сахаридом могут быть 1-20 лизиновых остатков CRM₁₉₇ из 39. Другой способ выражения этого параметра состоит в том, что с сахаридом ковалентно связаны от примерно 2,5% до примерно 50% лизинов CRM₁₉₇.

Способы получения гликоконъюгатов

Для получения гликоконъюгата полисахарид должен сначала быть активирован (то есть химически модифицирован) перед тем как он сможет быть химически связан с носителем, таким как белок. Перед стадией активации сахариды могут быть гидролизованы или механически доводены до требуемого размера посредством гомогенизации под давлением с получением подходящей молекулярной массы (например от 50 кДа до 500 кДа) для активации и последующей конъюгации. Частичное окисление углеводов в полисахаридах может быть эффективно использовано для образования альдегидных групп, которые затем сочетают с аминогруппами, такими как лизиновые остатки белков-носителей, с получением иммуногенных конъюгатов. Важно, что способ, применяемый для конъюгации полисахарида с белком-носителем, приводит к образованию стабильной ковалентной связи, и условия реакции являются достаточно мягкими для сохранения структурной целостности отдельных компонентов. Способы, обычно применяемые для активации и сочетания полисахаридов с белками-носителями, включают восстановительное аминирование (RAC), цианилирование и использование карбодиимида. Восстановительное аминирование обычно включает использование перйодата натрия или калия или перйодной кислоты для селективного окисления вицинальных групп -ОН с образованием активных альдегидных групп. Цианилирование применяют для случайного превращения групп -ОН в активные группы -CN. Карбодиимид используют для активации карбоксильных групп заменой групп -ОН карбодиимидом.

Восстановительное аминирование (RAC) является одним из наиболее распространенных способов, применяемых для сочетания полисахаридов с белками, поскольку взаимодействие полученной карбонильной группы полисахарида и аминогруппы белка-носителя может приводить к образованию соответствующего основания Шиффа, которое может затем быть селективно восстановлено в присутствии цианборгидрида натрия (NaCNBH₃) с образованием очень стабильной насыщенной углерод-азотной связи. Кроме того, восстановительное аминирование может быть проведено в водном растворе в условиях, являющихся достаточно мягкими для сохранения структурной целостности сахаридного и белкового компонентов. После конъюгации непровзаимодействовавшие альдегиды могут быть блокированы посредством восстановления боргидридом натрия (NaBH₄). Конъюгат может затем быть очищен (например ультрафильтрацией/диафильтрацией) с получением конечного нерасфасованного гликоконъюгата в забуференном сукцинатом физиологическом растворе.

Тем не менее, в зависимости от конкретного полисахарида, применение обычных способов, указанных выше, не всегда обеспечивает адекватные результаты. Например, прямое окисление полисахаридов перйодатом натрия может приводить к расщеплению каркаса полисахарида.

Например, было отмечено, что для конъюгатов, полученных с применением стандартных условий перйодатного окисления (с последующим восстановительным аминированием) репрезентативные партии продемонстрировали увеличение количества свободного полисахарида и уменьшение молекулярной массы при температурах 25°С и выше. Согласно настоящему изобретению предложены данные о том, что применение способа окисления на основе N-оксоаммониевой соли приводит к повышению стабильности конъюгатов ряда полисахаридов S.pneumoniae, особенно серотипа 12F. В частности, как показано более подробно в Примерах 1-7, свободный радикал 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) был использован в комбинации с N-хлорсукцинимидом (NCS) для эффективного окисления первичных гидроксильных групп серотипов 12F, 10А, 3 и 33F с целью повышения стабильности полученных конъюгатов. Несмотря на то, что селективное окисление первичных спиртов до альдегидов с использованием TEMPO/NCS было показано в контексте органических химических реакций с использованием малых молекул в органических растворителях (см., например, Einhorn et al., J. Org. Chem. 61, pp. 7452-7454 (1996)), согласно настоящему изобретению предложены новые данные о том, что TEMPO/NCS может быть использован в качестве окисляющего агента для селективного окисления сложных полисахаридов в водном растворе с целью получения стабильных полисахаридно-белковых конъюгатов.

Соответственно, в одном воплощении согласно настоящему изобретению предложены способы получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем, включающие стадии: (а) приведения сахарида во взаимодействие со стабильным нитроксил-радикальным соединением и окислителем с получением активированного сахарида; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу.

В одном аспекте непровзаимодействовавшие альдегидные группы превращают обратно в первичные спирты на стадии блокирования с использованием боргидрида после конъюгации с белком-носителем, минимизируя таким образом модификацию сахаридных эпитопов на стадиях модификации, включающих окисление с последующей конъюгацией.

В одном аспекте стадию (а) приведения во взаимодействие осуществляют в водном растворителе. В другом аспекте стадию (а) приведения во взаимодействие осуществляют в апротонном растворителе. В одном аспекте стадию (а) осуществляют в DMSO (диметилсульфоксид), диметилацетамиде (DMA), сульфолане, N-метил-2-пирролидоне (NMP), гексаметилфосфорамиде (НМРА) или в DMF (диметилформамидном) растворителе.

В одном аспекте указанные стабильные нитроксил-радикальные соединения представляют собой пиперидин-N-окси- или пирролидин-N-окси-соединения. Предпочтительно, указанные соединения обладают способностью селективно окислять первичные спирты в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без воздействия на вторичные гидроксильные группы. Более предпочтительно, указанные соединения обладают способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без сверхокисления до карбоксильных групп. В одном воплощении указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой молекулу, несущую группировку TEMPO или PROXYL (2,2,5,5-тетраметил-1-пирролидинилокси). Предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без воздействия на вторичные гидроксильные группы. Более предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичные спирты в присутствии окислителя с образованием альдегидных групп без сверхокисления до карбоксильных групп. В одном аспекте указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой TEMPO или его производное В одном воплощении указанное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из TEMPO, 2,2,6,6-тетраметил-4-(метилсульфонилокси)-1-пиперидиноокси, 4-фосфоноокси-ТЕМРО, 4-оксо-ТЕМРО, 4-метокси-ТЕМРО, 4-изотиоцианато-ТЕМРО, свободного радикала 4-(2-йодацетамидо)-ТЕМРО, 4-гидрокси-ТЕМРО, 4-циано-ТЕМРО, 4-карбокси-ТЕМРО, 4-(2-бромацетамидо)-ТЕМРО, 4-амино-ТЕМРО, 4-ацетамидо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила. Предпочтительно, указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение представляет собой TEMPO. В другом воплощении указанное нитроксил-радикальное соединение выбрано из группы, состоящей из 3β-DOXYL-5α-холестана, 5-DOXYL-стеариновой кислоты, 16-DOXYL-стеариновой кислоты, метил-5-DOXYL-стеарата, 3-(аминометил)-PROXYL, 3-карбамоил-PROXYL, 3-карбамоил-2,2,5,5-тетраметил-3-пирролин-1-оксила, 3-карбокси-PROXYL, 3-циано-PROXYL. В одном воплощении указанный окислитель представляет собой молекулу, несущую группировку N-галоген. Предпочтительно, указанная молекула обладает способностью селективно окислять первичный спирт в присутствии нитроксил-радикального соединения. В одном воплощении указанный окислитель выбран из группы, состоящей из N-хлорсукцинимида, N-бромсукцинимида, N-йодсукцинимида, дихлоризоциануровой кислоты, 1,3,5-трихлор-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дибромизоциануровой кислоты, 1,3,5-трибром-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона, дийодизоциануровой кислоты, 1,3,5-трийод-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона. Предпочтительно, указанный окислитель представляет собой N-хлорсукцинимид.

В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с 0,1-10 молярными эквивалентами окислителя. Предпочтительно, сахарид приводят во взаимодействие с 0,2-5, 0,5-2,5 или 0,5-1,5 молярными эквивалентами окислителя. В одном аспекте полисахарид приводят во взаимодействие с примерно 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8, 2, 2,2, 2,4, 2,6, 2,8, 3, 3,2, 3,4, 3,6, 3,8, 4, 4,2, 4,4, 4,6, 4,8 или 5 молярными эквивалентами окислителя.

В одном аспекте стабильное нитроксил-радикальное соединение присутствует в каталитическом количестве. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с менее чем примерно 0,3 молярными эквивалентами стабильного нитроксил-радикального соединения. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с менее чем примерно 0,005 молярными эквивалентами стабильного нитроксил-радикального соединения. В одном аспекте сахарид приводят во взаимодействие с примерно 0,005; 0,01; 0,05 или 0,1 молярными эквивалентами стабильного нитроксил-радикального соединения.

В одном воплощении согласно настоящему изобретению предложены способы получения гликоконъюгатов, содержащих сахарид, конъюгированный с белком-носителем, включающий стадии: (а) приведения сахарида во взаимодействие с 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) и N-хлорсукцинимидом (NCS) в водном растворителе с получением активированного сахарида; и (б) приведения активированного сахарида во взаимодействие с белком-носителем, содержащим одну или более чем одну аминогруппу.

В других воплощениях способ дополнительно включает стадию очистки гликоконъюгата, например, посредством диафильтрации.

В каждом случае сахарид выбран из группы, состоящей из полисахарида, олигосахарида и моносахарида.

В каждом случае указанный сахарид может быть очищен из ферментационной среды или получен синтетически.

В частых воплощениях белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇. В одном воплощении бактериальный капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид, имеющий происхождение из S.pneumoniae. В другом предпочтительном воплощении бактериальный капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид, имеющий происхождение из N.meningitidis.

В одном воплощении способ получения гликоконъюгата по изобретению включает стадию выделения конъюгата "сахарид - белок-носитель" после его получения. В частых воплощениях гликоконъюгат выделяют ультрафильтрацией.

В одном воплощении белок-носитель, используемый в способе получения конъюгата "выделенный капсульный полисахарид S.pneumoniae - белок-носитель" содержит CRM₁₉₇. В одном воплощении белок-носитель, используемый в способе получения конъюгата "выделенный капсульный полисахарид N.meningitidis-белок-носитель", содержит CRM₁₉₇.

В одном воплощении CRM₁₉₇ приводят во взаимодействие с активированным полисахаридом в массовом соотношении примерно 1:1.

В одном воплощении способ получения конъюгата "выделенный капсульный полисахарид S.pneumoniae - белок-носитель" включает стадию блокирования реакционной смеси конъюгата "полисахарид - белок-носитель" для удаления непровзаимодействовавших активационных групп.

В одном воплощении CRM₁₉₇ в способе получения конъюгата "капсульный полисахарид - CRM₁₉₇" добавляют при массовом соотношении "CRM₁₉₇: молекула капсульного полисахарида" примерно 0,4:1. В других воплощениях массовое соотношение "CRM₁₉₇: капсульный полисахарид" составляет 0,5:1, примерно 0,6:1, примерно 0,7:1, примерно 0,8:1, примерно 0,9:1, примерно 1:1, примерно 1,1:1, примерно 1,2:1, примерно 1,3:1, примерно 1,4:1 или примерно 1,5:1.

В одном воплощении сахарид, используемый в способе получения гликоконъюгата по изобретению, имеет молекулярную массу от примерно 10 кДа до примерно 2000 кДа. В других воплощениях молекулярная масса составляет от примерно 50 кДа до примерно 1000 кДа, от примерно 50 кДа до примерно 20000 кДа, от примерно 200 кДа до примерно 10000 кДа, от примерно 1000 кДа до примерно 3000 кДа.

В другом аспекте согласно изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая гликоконъюгат, полученный любым из способов, описанных здесь.

В другом аспекте согласно изобретению предложена иммуногенная композиция, содержащая гликоконъюгат, получаемый любым из способов, описанных здесь.

Иммуногенные композиции

Термин "иммуногенная композиция" относится к любой фармацевтической композиции, содержащей антиген, например микроорганизм или его компонент, которая может быть использована для вызова иммунного ответа у субъекта.

При использовании здесь "иммуногенный" обозначает способность антигена (или эпитопа антигена), такого как бактериальный капсульный полисахарид, гликоконъюгата или иммуногенной композиции, содержащей антиген, вызывать гуморальный и/или клеточный иммунный ответ у хозяина, такого как млекопитающее.

Соответственно, при использовании здесь "гликоконъюгат" или "конъюгат" обозначает любой гликоконъюгат, содержащий антиген или антигенную детерминанту (то есть эпитоп) бактериального капсульного полисахарида, конъюгированные с молекулой-носителем, который может быть использован для вызова иммунного ответа.

Гликоконъюгат может быть использован для сенсибилизации хозяина презентацией антигена в ассоциации с молекулами МНС на клеточной поверхности. Кроме того, возможно образование антиген-специфичных Т-клеток или антител для обеспечения будущей защиты иммунизированного хозяина. Таким образом, гликоконъюгаты могут защищать хозяина от одного или более чем одного симптома, ассоциированного с инфекцией бактериями, или могут защищать хозяина от летального исхода, обусловленного инфекцией бактериями, ассоциированными с капсульным полисахаридом. Гликоконъюгаты могут также быть использованы для получения поликлональных и моноклональных антител, которые могут быть использованы для придания субъекту пассивного иммунитета. Гликоконъюгаты могут также быть использованы для получения антител, являющихся функциональными, как измерено по уничтожению бактерий в модели эффективности на животных или посредством опсонофагоцитарного киллинг-анализа.

"Антитело" представляет собой молекулу иммуноглобулина, способную связываться с мишенью, такой как углевод, полинуклеотид, липид, полипептид и так далее, через по меньшей мере один сайт распознавания антигена, расположенный в вариабельной области молекулы иммуноглобулина. Подразумевают, что при использовании здесь, если контекстом не указано иное, данный термин охватывает не только интактные поликлональные или моноклональные антитела, но также конструированные антитела (например химерные, гуманизированные и/или дериватизированные для изменения эффекторных функций, стабильности и других биологических активностей) и их фрагменты (такие как Fab, Fab', F(ab')2, Fv), одноцепочечные (ScFv) и однодоменные антитела, включая антитела акул и представителей семейства Верблюдовых, и слитые белки, содержащие участок антитела, мультивалентные антитела, мультиспецифичные антитела (например биспецифичные антитела при условии, что они демонстрируют желаемую биологическую активность) и фрагменты антител, как описано здесь, и любую другую модифицированную конфигурацию молекулы иммуноглобулина, содержащую сайт распознавания антигена. Антитело включает антитело любого класса, такого как IgG, IgA или IgM (или их подкласс), и антитело не обязательно представляет собой антитело какого-либо определенного класса. Различные классы могут быть присвоены иммуноглобулинам в зависимости от аминокислотной последовательности константного домена тяжелой цепи антитела. Существует пять основных классов иммуноглобулинов: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM, и некоторые из них могут быть разделены далее на подклассы (изотипы), например IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 и IgA2 у людей. Константные домены тяжелых цепей, соответствующие различным классам иммуноглобулинов, названы альфа, дельта, эпсилон, гамма и мю, соответственно. Субъединичные структуры и трехмерные конфигурации различных классов иммуноглобулинов хорошо известны.

"Фрагменты антител" содержат только участок интактного антитела, где участок предпочтительно сохраняет по меньшей мере одну, предпочтительно большую часть или все функции, обычно ассоциированные с этим участком, когда он присутствует в интактном антителе.

Термин "антиген" обычно относится к биологической молекуле, обычно белку, пептиду, полисахариду или конъюгату, в иммуногенной композиции или к иммуногенному веществу, способному стимулировать образование антител и/или Т-клеточные ответы у животного, включая композиции проникающие в организм животного в результате инъекции или всасывания. Может быть получен иммунный ответ на полноразмерную молекулу или на различные участки молекулы (например эпитоп или гаптен). Этот термин может быть использован для обозначения отдельной молекулы или однородной или неоднородной совокупности антигенных молекул. Антиген распознают антитела, Т-клеточные рецепторы или другие элементы специфичного гуморального и/или клеточного иммунитета. "Антиген" также включает все родственные антигенные эпитопы. Эпитопы заданного антигена могут быть определены с применением любого количества методик картирования эпитопов, хорошо известных в данной области. См., например, Epitope Mapping Protocols in Methods in Molecular Biology, Vol. 66 (Glenn E. Morris, Ed., 1996) Humana Press, Totowa, N.J. Например, линейные эпитопы могут быть определены одновременным синтезом большого числа пептидов, соответствующих участкам белковой молекулы, на твердых подложках и приведением пептидов во взаимодействие с антителами, когда пептиды еще соединены с подложками. Такие методики известны в данной области и описаны, например, в патенте США №4708871; Geysen et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3998-4002; Geysen et al. (1986) Molec. Immunol. 23: 709-715; каждая из которых включена сюда посредством ссылки, как если бы они были изложены полностью. Сходным образом, конформационные эпитопы могут быть идентифицированы определением пространственной конформации аминокислот, например рентгеновской кристаллографией и 2-мерным ядерным магнитным резонансом. См., например, Epitope Mapping Protocols, выше.

Кроме того, для задач настоящего изобретения "антиген" может также быть использован для обозначения белка, содержащего модификации, такие как делеции, присоединения и замены (обычно консервативные, но они могут быть неконсервативными), нативной последовательности, при условии, что белок сохраняет способность вызывать иммунный ответ. Эти модификации могут быть преднамеренными, например в результате сайт-направленного мутагенеза, в результате определенных методик синтеза или в результате генно-инженерного способа, или могут быть случайными, например в результате мутаций у хозяев, продуцирующих антигены. Кроме того, антиген может иметь происхождение, может быть получен или выделен из микроба, например бактерии, или может представлять собой целый организм. Сходным образом, определение также включает олигонуклеотид или полинуклеотид, экспрессирующий антиген, как при иммунизации нуклеиновыми кислотами. Также включены синтетические антигены, например полиэпитопы, фланкирующие эпитопы и другие рекомбинантные антигены или антигены синтетического происхождения (Bergmann et al. (1993) Eur. J. Immunol. 23: 2777 2781; Bergmann et al. (1996) J. Immunol. 157: 3242-3249; Suhrbier (1997) Immunol. Cell Biol. 75: 402 408; Gardner et al. (1998) 12th World AIDS Conference, Geneva, Switzerland, Jun. 28 to Jul. 3, 1998).

"Защитный" иммунный ответ относится к способности иммуногенной композиции вызывать гуморальный и/или клеточный иммунный ответ, обеспечивающий защиту субъекта от инфекции. Обеспечиваемая защита не обязательно является абсолютной, то есть полное предупреждение или ликвидация инфекции не обязательны при наличии статистически значимого улучшения по сравнению с контрольной популяцией субъектов, например инфицированными животными, которым не вводили вакцину или иммуногенную композицию. Защита может быть ограничена уменьшением тяжести или быстроты появления симптомов инфекции. Обычно "защитный иммунный ответ" будет включать индуцирование повышения уровней антител, специфичных в отношении определенного антигена, по меньшей мере у 50% субъектов, включая некоторый уровень измеримых функциональных гуморальных ответов на каждый антиген. В определенных ситуациях "защитный иммунный ответ" может включать индуцирование двукратного повышения уровней антител или четырехкратного повышения уровней антител, специфичных в отношении определенного антигена, по меньшей мере у 50% субъектов, включая некоторый уровень измеримых функциональных гуморальных ответов на каждый антиген. В определенных воплощениях опсонизирующие антитела коррелируют с защитным иммунным ответом. Таким образом, защитный иммунный ответ можно анализировать, измеряя процентное уменьшение числа бактерий в опсонофагоцитарном анализе, например в анализах, описанных ниже. Предпочтительно, уменьшение числа бактерий составляет по меньшей мере 10%, 25%, 50%, 65%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% или более. "Иммуногенное количество" определенного конъюгата в композиции обычно определяют по общему количеству полисахарида, конъюгированного и неконъюгированного, для данного конъюгата. Например, конъюгат капсульного полисахарида с 20% свободного полисахарида будет иметь в 100 мкг дозе примерно 80 мкг конъюгированного полисахарида и примерно 20 мкг неконъюгированного полисахарида. При расчете дозы конъюгата долю белка в конъюгате обычно не учитывают. Обычно каждая доза будет содержать от 0,1 до 100 мкг полисахарида, в частности от 0,1 до 10 мкг и конкретнее от 1 до 10 мкг.

Согласно одному воплощению изобретения предложена иммуногенная композиция, содержащая любой из гликоконъюгатов, содержащих капсульный полисахарид S.pneumoniae, конъюгированный с белком-носителем, описанных выше.

Иммуногенные композиции по настоящему изобретению могут быть использованы для защиты или лечения человека, восприимчивого к бактериальной инфекции, например, вызываемой бактериями S.pneumoniae или бактериями N.meningitidis, посредством введения иммуногенных композиций системным способом, через кожу или слизистые оболочки или могут быть использованы для получения препарата поликлональных или моноклональных антител, который может быть использован для придания пассивного иммунитета другому субъекту. Эти введения могут включать инъекцию внутримышечным, внутрибрюшинным, внутрикожным или подкожным способом введения или введение через слизистые оболочки ротовой полости/желудочно-кишечного тракта, дыхательной или мочеполовой системы. Иммуногенные композиции могут также быть использованы для получения антител, являющихся функциональными, как измерено по уничтожению бактерий в модели эффективности на животных или посредством опсонофагоцитарного киллинг-анализа.

Оптимальные количества компонентов для конкретной иммуногенной композиции могут быть определены стандартными исследованиями, включающими наблюдение соответствующих иммунных ответов у субъектов. После начальной вакцинации субъекты могут получать одну или несколько вторичных иммунизаций через адекватные промежутки.

В одном воплощении иммуногенные композиции по изобретению дополнительно содержат по меньшей мере одно из адъюванта, буфера, криопротектора, соли, двухвалентного катиона, неионного детергента, ингибитора свободнорадикального окисления, разбавителя или носителя. В одном воплощении адъювант в иммуногенной композиции по изобретению представляет собой адъювант на основе алюминия. В одном воплощении адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия, выбранный из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия. В одном воплощении адъювант представляет собой фосфат алюминия.

Адъювант представляет собой вещество, усиливающее иммунный ответ при введении совместно с иммуногеном или антигеном. Показано, что ряд цитокинов или лимфокинов, включая, без ограничения, интерлейкины 1-α, 1-β, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12 (см., например, патент США №5723127), 13, 14, 15, 16, 17 и 18 (и их мутантные формы), интерфероны-α, β и γ; гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF) (см., например, патент США №5078996 и регистрационный номер в АТСС 39900), макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF) и факторы некроза опухоли α и β, обладают иммуномодулирующей активностью и, соответственно, могут быть использованы таким же образом, как адъюванты, или сходным образом. Другие адъюванты, применимые в иммуногенных композициях, описанных здесь, включают хемокины, включая без ограничения МСР-1, MIP-1α, MIP-1β и RANTES; молекулы адгезии, такие как селектин, например L-селектин, Р-селектин и Е-селектин; муциноподобные молекулы, например CD34, GlyCAM-1 и MadCAM-1; представителей семейства интегринов, таких как LFA-1, VLA-1, Мас-1 и р150.95; представителей суперсемейства иммуноглобулинов, таких как РЕСАМ, ICAM, например ICAM-1, ICAM-2 и ICAM-3, CD2 и LFA-3; костимулирующие молекулы, такие как В7-1, В7-2, CD40 и CD40L; факторы роста, включая фактор роста сосудов, фактор роста нервов, фактор роста фибробластов, эпидермальный фактор роста, PDGF, BL-1 и фактор роста эндотелия сосудов; рецепторные молекулы, включая Fas, рецептор TNF, Flt, Аро-1, р55, WSL-1, DR3, TRAMP, Аро-3, AIR, LARD, NGRF, DR4, DR5, KILLER, TRAIL-R2, TRICK2 и DR6; и каспазы, включая ICE.

Подходящие адъюванты, используемые для усиления иммунного ответа, могут дополнительно включать без ограничения MPL™ (3-О-деацилированный монофосфориллипид A, Corixa; Hamilton, МТ), описанный в патенте США №4912094. Для использования в качестве адъювантов также подходят синтетические аналоги липида А или аминоалкилглюкозаминфосфатные соединения (AGP) или их производные или аналоги, доступные от Corixa, и соединения, описанные в патенте США №6113918. Одним из таких AGP является 2-[(R)-3-тетрадеканоилокситетрадеканоиламино]этил-2-дезокси-4-O-фосфоно-3-O-[(R)-3-тетрадеканоилокситетрадеканоил]-2-[(R)-3-тетрадеканоилокситетрадеканоиламино]-b-D-глюкопиранозид, также известный как 529 (ранее известный как RC529). Этот адъювант 529 изготавливают в водной форме (AF) или в форме стабильной эмульсии (SE).

Другие адъюванты включают мурамилпептиды, такие как N-ацетилмурамил-L-треонил-D-изоглутамид (thr-MDP), N-ацетилнормурамил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)этиламин (МТР-РЕ); эмульсии типа "масло в воде", такие как MF59 (патент США №6299884) (содержащий 5% сквалена, 0,5% полисорбата 80 и 0,5% Span 85 (возможно содержащий различные количества МТР-РЕ), изготовленный в форме субмикронных частиц с использованием микрофлюидизатора, такого как микрофлюидизатор Model 110Y (Microfluidics, Newton, MA)) и SAF (содержащий 10% сквалена, 0,4% полисорбата 80, 5% плюроникового блок-полимера L121 и thr-MDP, микрофлюидизированный с получением субмикронной эмульсии или перемешанный на вихревой мешалке с получением эмульсии с более крупными частицами); неполный адъювант Фрейнда (IFA); соли алюминия (квасцы), такие как гидроксид алюминия, фосфат алюминия, сульфат алюминия; Amphigen; Avridine; L121/сквален; D-лактид-полилакатид/гликозид; плюрониковые полиолы; убитые Bordetella; сапонины, такие как STIMULON™ QS-21 (Antigenics, Framingham, MA.), описанный в патенте США №5057540, ISCOMATRIX™ (CSL Limited, Parkville, Australia), описанный в патенте США №5254339, и иммуностимулирующие комплексы (ISCOMS); Mycobacterium tuberculosis; бактериальные липополисахариды; синтетические полинуклеотиды, такие как олигонуклеотиды, содержащие CpG-мотив (например, патент США №6207646); IC-31 (Intercell AG, Vienna, Austria), описанный в Европейских патентах №№1296713 и 1326634; коклюшный токсин (РТ) или его мутант, холерный токсин или его мутант (например, патенты США №№7285281, 7332174, 7361355 и 7384640); или термолабильный токсин (LT) Е.coli или его мутант, в частности LT-K63, LT-R72 (например, патенты США №№6149919, 7115730 и 7291588).

Возможно, иммуногенная композиция может содержать фармацевтически приемлемый носитель. Фармацевтически приемлемые носители включают носители, утвержденные регуляторным органом федерального правительства, правительства штата или другим регуляторным органом или указанные в фармакопее США или другой общепринятой фармакопее для применения у животных, включая людей, а также млекопитающих, не являющихся людьми. Термин носитель может быть использован для обозначения разбавителя, адъюванта, эксципиента или наполнителя, с которым вводят фармацевтическую композицию. В качестве жидких носителей, в частности для растворов для инъекций, могут быть использованы вода, солевые растворы и водные растворы декстрозы и глицерина. Примеры подходящих фармацевтических носителей описаны в Е.W. Martin "Remington's Pharmaceutical Sciences". Композиция должна соответствовать способу введения.

Иммуногенные композиции по настоящему изобретению могут дополнительно содержать один или более чем один дополнительный иммуномодулятор, представляющий собой агент, возбуждающий или изменяющий иммунную систему, приводя к повышающей регуляции или понижающей регуляции гуморального и/или клеточного иммунитета. В одном воплощении обеспечивают повышающую регуляцию гуморального и/или клеточного звена иммунной системы.

Примеры определенных иммуномодуляторов включают, например, среди прочего, адъювант, или цитокин, или ISCOMATRIX™ (CSL Limited; Parkville, Australia), описанный в патенте США №5254339. Неограничивающие примеры адъювантов, которые могут быть использованы в иммуногенной композиции по настоящему изобретению, включают адъювантную систему RIBI (Ribi Inc.; Hamilton, МТ), квасцы, минеральные гели, такие как гель гидроксида алюминия, эмульсии типа "масло в воде", эмульсии типа "вода в масле", такие как, например, полный и неполный адъюванты Фрейнда, блок-сополимер (CytRx; Atlanta, GA), QS-21 (Cambridge Biotech Inc.; Cambridge, MA), SAF-M (Chiron; Emeryville, CA), адъювант AMPHIGEN™, сапонин, Quil А или другую сапониновую фракцию, монофосфориллипид А и липид-аминный адъювант авридин (N,N-диоктадецил-N',N'-бис(2-гидроксиэтил)-1,3-диаминопропан, N,N-диоктадецил-N',N'-бис(2-гидроксиэтил)пропандиамин). Неограничивающие примеры эмульсий типа "масло в воде", применимых в иммуногенной композиции по изобретению, включают модифицированные композиции SEAM62 and SEAM 1/2. Модифицированная SEAM62 представляет собой эмульсию типа "масло в воде", содержащую 5% (об./об.) сквалена (Sigma), 1% (об./об.) детергента SPAN™ 85 (ICI Surfactants), 0,7% (об./об.) детергента полисорбата 80 (ICI Surfactants), 2,5% (об./об.) этанола, 200 мкг/мл Quil А, 100 мкг/мл холестерина и 0,5% (об./об.) лецитина. Модифицированная SEAM 1/2 представляет собой эмульсию типа "масло в воде", содержащую 5% (об./об.) сквалена, 1% (об./об.) детергента SPAN™ 85, 0,7% (об./об.) детергента полисорбата 80, 2,5% (об./об.) этанола, 100 мкг/мл Quil А и 50 мкг/мл холестерина. Другие иммуномодуляторы, которые могут быть включены в иммуногенную композицию, включают, например, один или более чем один интерлейкин, интерферон или другие известные цитокины и хемокины. В одном воплощении адъювант может представлять собой производное циклодекстрина или полианионный полимер, такой как описанные в патентах США №№6165995 и 6610310, соответственно. Следует понимать, что используемый иммуномодулятор и/или адъювант будет зависеть от субъекта, которому будут вводить иммуногенную композицию, способа введения и количества проводимых введений.

Иммуногенные композиции по изобретению могут дополнительно содержать один или более чем один консервант в дополнение к множеству конъюгатов "капсульный полисахарид - белок". Согласно требованиям FDA, биологические продукты в многодозовых флаконах (множество доз) должны содержать консервант, лишь за редкими исключениями. Вакцинные продукты, содержащие консерванты, включают вакцины, содержащие хлорид бензетония (сибирская язва), 2-феноксиэтанол (DTaP, НерА, Lyme, Polio (парентеральная)), фенол (Pneumo, Typhoid (парентеральная), Vaccinia) и тимерозал (DTaP, DT, Td, HepB, Hib, Influenza, JE, Mening, Pneumo, Rabies). Консерванты, утвержденные для применения в лекарственных средствах для инъекций, включают, например, хлорбутанол, м-крезол, метилпарабен, пропилпарабен, 2-феноксиэтанол, хлорид бензетония, хлорид бензалкония, бензойную кислоту, бензиловый спирт, фенол, тимерозал и нитрат фенилртути.

Упаковка и лекарственные формы

Композиции по изобретению могут дополнительно содержать одно или более чем одно из буфера, соли, двухвалентного катиона, неионного детергента, криопротектора, такого как сахар, и антиоксиданта, такого как акцептор свободных радикалов или хелатирующий агент, или любую комбинацию нескольких из них. От выбора любого компонента, например хелатора, может зависеть желательность или нежелательность другого компонента (например акцептора). Конечная композиция, изготовленная для введения, должна быть стерильна и/или свободна от пирогенов. Специалист в данной области может эмпирически определить, какие комбинации этих и других компонентов будут оптимальны для включения в иммуногенные композиции по изобретению, содержащие консервант, в зависимости от множества факторов, таких как конкретные необходимые условия хранения и введения.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит один или более чем один физиологически приемлемый буфер, выбранный из Tris (триметамина), фосфата, ацетата, бората, цитрата, глицина, гистидина и сукцината, но не ограничиваясь ими. В определенных воплощениях композиция забуферена в пределах диапазона рН от примерно 6,0 до примерно 9,0, предпочтительно от примерно 6,4 до примерно 7,4.

В определенных воплощениях может быть желательным скорректировать рН иммуногенной композиции по изобретению. рН композиции по изобретению может быть скорректирован с применением стандартных методик, известных в данной области. рН композиции может быть скорректирован, чтобы составлять от 3,0 до 8,0. В определенных воплощениях рН композиции может составлять или может быть скорректирован, чтобы составлять от 3,0 до 6,0, от 4,0 до 6,0 или от 5,0 до 8,0. В других воплощениях рН композиции может составлять или может быть скорректирован, чтобы составлять примерно 3,0, примерно 3,5, примерно 4,0, примерно 4,5, примерно 5,0, примерно 5,5, примерно 5,8, примерно 6,0, примерно 6,5, примерно 7,0, примерно 7,5 или примерно 8,0. В определенных воплощениях рН может входить или может быть скорректирован, чтобы находиться в диапазоне от 4,5 до 7,5 или от 4,5 до 6,5, от 5,0 до 5,4, от 5,4 до 5,5, от 5,5 до 5,6, от 5,6 до 5,7, от 5,7 до 5,8, от 5,8 до 5,9, от 5,9 до 6,0, от 6,0 до 6,1, от 6,1 до 6,2, от 6,2 до 6,3, от 6,3 до 6,5, от 6,5 до 7,0, от 7,0 до 7,5 или от 7,5 до 8,0. В определенном воплощении рН композиции составляет примерно 5,8.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит один или более чем один двухвалентный катион, включая, без ограничения, MgCl₂, CaCl₂ и MnCl₂, в концентрации, находящейся в диапазоне от примерно 0,1 мМ до примерно 10 мМ, предпочтительно примерно 5 мМ.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит одну или более чем одну соль, включая, без ограничения, хлорид натрия, хлорид калия, сульфат натрия и сульфат калия, присутствующую в ионной силе, физиологически приемлемой для субъекта при парентеральном введении, и включенную в конечной концентрации для получения выбранной ионной силы или осмолярности в конечном растворе. Конечную ионную силу и осмоляльность композиции будут определять множество компонентов (например ионы буферного соединения (соединений) и других небуферных солей). Предпочтительная соль, NaCl, присутствует в диапазоне вплоть до примерно 250 мМ, при этом концентрации соли выбирают в соответствии с другими компонентами (например сахарами) таким образом, чтобы конечная общая осмолярность композиции была совместима с парентеральным введением (например внутримышечной или подкожной инъекцией) и способствовала долгосрочной стабильности иммуногенных компонентов иммуногенной композиции в различных температурных диапазонах. Свободные от соли композиции будут совместимы с большими диапазонами одного или более чем одного выбранного криопротектора, сохраняя желаемые уровни конечной осмолярности.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит один или более чем один криопротектор, выбранный, без ограничения, из дисахаридов (например лактозы, мальтозы, сахарозы или трегалозы) и полигидроксиуглеводородов (например дульцита, глицерина, маннита и сорбита).

В определенных воплощениях осмолярность композиции находится в диапазоне от примерно 200 мОсм/л до примерно 800 мОсм/л, предпочтительно от примерно 250 мОсм/л до примерно 500 мОсм/л или от примерно 300 мОсм/л до примерно 400 мОсм/л. Свободная от соли композиция может содержать, например, от примерно 5% до примерно 25% сахарозы и предпочтительно от примерно 7% до примерно 15% или от примерно 10% до примерно 12% сахарозы. Альтернативно, свободная от соли композиция может содержать, например, от примерно 3% до примерно 12% сорбита и предпочтительно от примерно 4% до примерно 7% или от примерно 5% до примерно 6% сорбита. При добавлении соли, такой как хлорид натрия, эффективный диапазон сахарозы или сорбита соответствующим образом уменьшается. Эти и другие такие соображения осмоляльности и осмолярности входят в компетенцию специалиста в данной области.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит один или более чем один ингибитор свободнорадикального окисления и/или хелатирующий агент. В данной области известно множество акцепторов свободных радикалов и хелаторов, применимых в композициях и способах применения, описанных здесь. Примеры включают, без ограничения, этанол, EDTA, комбинацию EDTA/этанол, триэтаноламин, маннит, гистидин, глицерин, цитрат натрия, инозитгексафосфат, триполифосфат, аскорбиновую кислоту/аскорбат, янтарную кислоту/сукцинат, яблочную кислоту/малеат, десферал, EDDHA и DTPA и различные комбинации двух или более из указанного выше. В определенных воплощениях возможно добавление по меньшей мере одного невосстанавливающего акцептора свободных радикалов в концентрации, эффективно повышающей долгосрочную стабильность композиции. Также возможно добавление ингибиторов свободнорадикального окисления/хелаторов в различных комбинациях, таких как акцептор и двухвалентный катион. Необходимость добавления акцептора будет зависеть от выбора хелатора.

В определенных воплощениях композиция по изобретению, совместимая с парентеральным введением, содержит одно или более чем одно неионное поверхностно-активное вещество, включая, без ограничения, полиоксиэтиленсорбитановые эфиры жирных кислот, полисорбат-80 (TWEEN™ 80), полисорбат-60 (TWEEN™ 60), полисорбат-40 (TWEEN™ 40) и полисорбат-20 (TWEEN™ 20), полиоксиэтиленалкиловые эфиры, включая, без ограничения, Brij 58, Brij 35, а также другие, такие как TRITON™ Х-100; TRITON™ Х-114, NP40 (нонилфеноксиполиэтоксиэтанол), SPAN™ 85 и серию неионных поверхностно-активных веществ PLURONIC™ (например PLURONIC™ 121), при этом предпочтительными компонентами являются полисорбат-80 в концентрации от примерно 0,001% до примерно 2% (предпочтительно до примерно 0,25%) или полисорбат-40 в концентрации от примерно 0,001% до примерно 1% (предпочтительно до примерно 0,5%).

В определенных воплощениях композиция по изобретению содержит один или более чем один дополнительный стабилизирующий агент, подходящий для парентерального введения, например восстановитель, содержащий по меньшей мере одну тиоловую (-SH) группу (например цистеин, N-ацетилцистеин, восстановленный глутатион, тиогликолят натрия, тиосульфат, монотиоглицерин или их смеси). Альтернативно или возможно, иммуногенные композиции по изобретению, содержащие консервант, могут быть дополнительно стабилизированы удалением кислорода из контейнеров для хранения и защитой композиции от света (например, с использованием контейнеров из темного стекла).

Иммуногенные композиции по изобретению, содержащие консервант, могут содержать один или более чем один фармацевтически приемлемый носитель или эксципиент, включая любой эксципиент, не вызывающий сам по себе иммунного ответа. Подходящие эксципиенты включают, без ограничения, макромолекулы, такие как белки, сахариды, полимолочные кислоты, полигликолевые кислоты, полимерные аминокислоты, сополимеры аминокислот, сахарозу (Paoletti et al, 2001, Vaccine, 19: 2118), трегалозу, лактозу и липидные агрегаты (такие как масляные капли или липосомы). Такие носители хорошо известны специалистам в данной области. Фармацевтически приемлемые эксципиенты обсуждены, например, в Gennaro, 2000, Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20^th edition, ISBN: 0683306472.

Композиции по изобретению могут быть лиофилизированы или представлены в жидкой форме, то есть как растворы или суспензии. Предпочтительно, жидкие композиции могут быть введены непосредственно из их упакованной формы и, таким образом, идеальны для инъекций без необходимости разведения в водной среде, что необходимо в случае лиофилизированных композиций по изобретению.

Прямая доставка иммуногенных композиций по настоящему изобретению субъекту может быть проведена парентеральным введением (внутримышечно, внутрибрюшинно, внутрикожно, подкожно, внутривенно или в интерстициальное пространство ткани); или ректальным, пероральным, вагинальным, местным, чрескожным, интраназальным, глазным, ушным, легочным или другим введением через слизистые оболочки. В предпочтительном воплощении парентеральное введение представляет собой введение внутримышечной инъекцией, например в бедро или плечо субъекта. Инъекция может представлять собой инъекцию через иглу (например иглу для подкожных инъекций), но, альтернативно, может быть применена безыгольная инъекция. Типичная внутримышечная доза составляет 0,5 мл. Композиции по изобретению могут быть изготовлены в различных формах, например для инъекций в форме жидких растворов или суспензий. В определенных воплощениях композиция может быть изготовлена в форме порошка или спрея для легочного введения, например, в ингаляторе. В других воплощениях композиция может быть изготовлена в форме суппозитория или пессария или для назального, ушного или глазного введения, например, в форме спрея, капель, геля или порошка. Оптимальные количества компонентов для конкретной иммуногенной композиции могут быть определены стандартными исследованиями, включающими наблюдение соответствующих иммунных ответов у субъектов. После начальной вакцинации субъекты могут получать одну или несколько вторичных иммунизаций через адекватные промежутки.

Иммуногенные композиции по изобретению могут быть упакованы в форму на одну дозу или несколько доз (например 2 дозы, 4 дозы или более). Для форм на несколько доз флаконы обычно, но не обязательно, предпочтительны по сравнению с предварительно заполненными шприцами. Подходящие форматы на несколько доз включают, без ограничения: 2-10 доз на контейнер, 0,1-2 мл на дозу. В определенных воплощениях доза оставляет 0,5 мл. См., например, международную заявку на патент WO 2007/127668, включенную сюда посредством ссылки.

Композиции могут быть представлены во флаконах или других подходящих контейнерах для хранения или могут быть представлены в предварительно заполненных устройствах для доставки, например однокомпонентных или многокомпонентных шприцах, которые можно поставлять с иглами или без них. Шприц обычно, но не обязательно, содержит одну дозу иммуногенной композиции по изобретению, содержащей консервант, хотя также предполагают предварительно заполненные шприцы на несколько доз. Сходным образом, флакон может содержать одну дозу, но может альтернативно содержать несколько доз.

Эффективные объемы доз могут быть определены обычными способами, но типичная доза композиции для инъекций имеет объем 0,5 мл. В определенных воплощениях доза изготовлена для введения субъекту-человеку. В определенных воплощениях доза изготовлена для введения субъекту-человеку, являющемуся взрослым, подростком, ребенком или младенцем (то есть в возрасте не более одного года), и в предпочтительных воплощениях может быть введена инъекцией.

Жидкие иммуногенные композиции по изобретению также подходят для восстановления других иммуногенных композиций, представленных в лиофилизированной форме. Там, где иммуногенная композиция предназначена для использования для такого разведения непосредственно перед введением, согласно изобретению предложен набор с двумя или более флаконами, двумя или более заполненными шприцами, готовыми для введения, или с одним или более чем одним из каждого из них, при этом содержимое шприца используют для восстановления содержимого флакона перед инъекцией или наоборот.

Альтернативно, иммуногенные композиции по настоящему изобретению могут быть лиофилизированы и восстановлены, например, с применением множества способов лиофильной сушки, хорошо известных в данной области, с получением сухих частиц правильной формы (например сферических), таких как микропеллеты или микросферы, характеристики которых, такие как средний диаметр, можно выбирать и контролировать, изменяя конкретные способы, применяемые для их получения. Иммуногенные композиции могут дополнительно содержать адъювант, который может, возможно, быть получен или представлен в отдельных сухих частицах правильной формы (например сферических), таких как микропеллеты или микросферы. В таких воплощениях согласно настоящему изобретению также предложен набор иммуногенной композиции, содержащий первый компонент, включающий стабилизированную сухую иммуногенную композицию, возможно, дополнительно содержащую один или более чем один консервант по изобретению, и второй компонент, содержащий стерильный водный раствор для восстановления первого компонента. В определенных воплощениях водный раствор содержит один или более чем один консервант и, возможно, может содержать по меньшей мере один адъювант (см., например, WO 2009/109550 (включенную сюда посредством ссылки)).

В еще одном воплощении контейнер в формате на несколько доз выбран из одного или более из группы, состоящей из, без ограничения, обычной лабораторной посуды, колб, лабораторных стаканов, мерных цилиндров, ферментеров, биореакторов, труб, трубок, мягких контейнеров, банок, флаконов, устройств для закрытия флаконов (например резиновых пробок, винтовых крышек), ампул, шприцев, двухкамерных или многокамерных шприцев, пробок для шприцев, шприцевых поршней, резиновых пробок, пластиковых пробок, стеклянных пробок, картриджей, одноразовых ручек и тому подобного. Контейнер по настоящему изобретению не ограничен материалом, из которого он изготовлен, и включает такие материалы, как стекло, металлы (например сталь, нержавеющая сталь, алюминий и так далее) и полимеры (например термопластики, эластомеры, термопластики-эластомеры). В определенном воплощении контейнер данного формата представляет собой стеклянный флакон Schott Туре 1 объемом 5 мл с бутиловой пробкой. Специалисту в данной области будет ясно, что формат, изложенный выше, никоим образом не является исчерпывающим перечнем, представляя собой лишь руководство для специалиста относительно множества форматов, доступных для настоящего изобретения. Дополнительные форматы, предполагаемые для использования в настоящем изобретении, могут быть обнаружены в опубликованных каталогах от поставщиков и производителей лабораторного оборудования, таких как United States Plastic Corp. (Lima, OH), VWR.

Способы индуцирования иммунного ответа и защиты от инфекции

Настоящее изобретение также включает способы применения иммуногенных композиций, описанных здесь. Например, согласно одному воплощению изобретения предложен способ индуцирования иммунного ответа против патогенных бактерий, например S.pneumoniae, включающий введение субъекту иммуногенного количества любой из иммуногенных композиций, описанных здесь, содержащих бактериальный антиген, такой как бактериальный капсульный полисахарид, имеющий происхождение из патогенных бактерий. Согласно одному воплощению изобретения предложен способ защиты субъекта от инфекции, вызываемой S.pneumoniae, или способ предупреждения инфекции, вызываемой S.pneumoniae, или способ уменьшения тяжести или задержки появления по меньшей мере одного симптома, ассоциированного с инфекцией, вызываемой S.pneumoniae, включающие введение субъекту иммуногенного количества любой из иммуногенных композиций, описанных здесь, содержащих бактериальный антиген, такой как бактериальный капсульный полисахарид, имеющий происхождение из S.pneumoniae. Согласно одному воплощению изобретения предложен способ лечения или предупреждения стрептококковой инфекции, заболевания или состояния, ассоциированного с Streptococcus sp., у субъекта, включающий стадию введения субъекту терапевтически или профилактически эффективного количества иммуногенной композиции, описанной здесь. В некоторых воплощениях способ лечения или предупреждения стрептококковой инфекции, заболевания или состояния, включает лечение человека, ветеринарное лечение, лечение животного или сельскохозяйственное лечение. Согласно другому воплощению предложен способ лечения или предупреждения стрептококковой инфекции, заболевания или состояния, ассоциированного с Streptococcus sp., у субъекта, включающий получение препарата поликлональных или моноклональных антител с использованием иммуногенной композиции, описанной здесь, и применение указанного препарата антител для придания субъекту пассивного иммунитета. Согласно одному воплощению изобретения предложен способ предупреждения стрептококковой инфекции у субъекта, проходящего хирургическую процедуру, включающий стадию введения субъекту профилактически эффективного количества иммуногенной композиции, описанной здесь, перед хирургической процедурой.

"Иммунный ответ" на антиген или иммуногенную композицию представляет собой развитие у субъекта гуморального и/или клеточного иммунного ответа на молекулы, присутствующие в интересующем антигене или вакцинной композиции. Для задач настоящего изобретения "гуморальный иммунный ответ" представляет собой иммунный ответ, опосредованный антителами, и включает индуцирование и образование антител, распознающих и связывающихся с некоторой афиинностью с антигеном иммуногенной композиции по изобретению, в то время как "клеточный иммунный ответ" представляет собой иммунный ответ, опосредованный Т-клетками и/или другими лейкоцитами. "Клеточный иммунный ответ" обусловлен представлением антигенных эпитопов в связи с молекулами главного комплекса гистосовместимости (МНС) I класса или II класса, CD1 или другими неклассическими МНС-подобными молекулами. Это приводит к активации антиген-специфичных CD4+ Т-клеток-хелперов или CD8+ цитотоксических Т-лимфоцитов ("CTL"). CTL обладают специфичностью в отношении пептидных антигенов, представленных в связи с белками, кодируемыми классическими или неклассическими МНС и экспрессированными на поверхности клеток. CTL способствуют индуцированию и стимуляции внутриклеточного разрушения внутриклеточных микробов или лизиса клеток, инфицированных такими микробами. Другой аспект клеточного иммунитета включает антиген-специфичный ответ Т-клеток-хелперов. Т-клетки-хелперы действуют, способствуя стимуляции функционирования и фокусировке активности неспецифических клеток-эффекторов, демонстрирующих пептидные или другие антигены в связи с классическими или неклассическими молекулами МНС на их поверхности. "Клеточный иммунный ответ" также относится к образованию цитокинов, хемокинов и других таких молекул, образуемых активированными Т-клетками и/или другими лейкоцитами, включая имеющие происхождение из CD4+ и CD8+ Т-клеток. Способность определенного антигена или композиции стимулировать клеточный иммунный ответ может быть определена рядом анализов, таких как анализы пролиферации лимфоцитов (активации лимфоцитов), анализы CTL-цитотоксических клеток, анализ на предмет Т-лимфоцитов, специфичных в отношении антигена, у сенсибилизированного субъекта или измерение образования цитокинов Т-клетками в ответ на повторную стимуляцию антигеном. Такие анализы хорошо известны в данной области. См., например, Erickson et al. (1993) J. Immunol. 151: 4189-4199; и Doe et al. (1994) Eur. J. Immunol. 24: 2369-2376.

При использовании здесь "лечение" (включая его варианты, например "лечить" или "получающий лечение") означает любое одно или более чем одно из следующего: (1) предупреждение инфекции или повторной инфекции, как в случае традиционной вакцины; (2) уменьшение тяжести или устранение симптомов; и (3) существенное или полное устранение рассматриваемого патогена или расстройства. Таким образом, лечение можно проводить профилактически (до инфицирования) или терапевтически (после инфицирования). В настоящем изобретении предпочтительно профилактическое лечение. Согласно определенному воплощению настоящего изобретения предложены композиции и способы, обеспечивающие лечение, включая профилактическую и/или терапевтическую иммунизацию, животного-хозяина от микробной инфекции (например бактерии, такой как Streptococcus). Способы по настоящему изобретению полезны для придания субъекту профилактического и/или терапевтического иммунитета. Способы по настоящему изобретению могут также быть применены у субъектов для биомедицинских исследований.

При использовании здесь "млекопитающее" означает человека или животное, не являющееся человеком. Конкретнее, млекопитающее относится к любому животному, классифицируемому как млекопитающее, включая людей, домашних и сельскохозяйственных животных и лабораторных, зоопарковых, спортивных животных и домашних животных-компаньонов, таких как домашние питомцы и другие одомашненные животные, включая, без ограничения, крупный рогатый скот, овец, хорьков, свиней, лошадей, кроликов, коз, собак, кошек и тому подобных. Предпочтительными животными-компаньонами являются собаки и кошки. Предпочтительно, млекопитающее представляет собой человека.

"Иммуногенное количество" и "иммунологически эффективное количество", используемые здесь взаимозаменяемо, относятся к количеству антигена или иммуногенной композиции, достаточному для вызова клеточного (Т-клеточного) и/или гуморального (В-клеточного) ответа, как измерено стандартными анализами, известными специалисту в данной области.

Количество определенного конъюгата в композиции обычно рассчитывают по общему количеству полисахарида, конъюгированного и неконъюгированного, для данного конъюгата. Например, конъюгат с 20% свободного полисахарида будет иметь в дозе 100 мкг полисахарида примерно 80 мкг конъюгированного полисахарида и примерно 20 мкг неконъюгированного полисахарида. При расчете дозы конъюгата долю белка в конъюгате обычно не учитывают. Количество конъюгата может варьировать в зависимости от серотипа стрептококков. Обычно каждая доза будет содержать от 0,1 до 100 мкг полисахарида, в частности от 0,1 до 10 мкг и конкретнее от 1 до 10 мкг."Иммуногенные количества" различных полисахаридных компонентов в иммуногенной композиции могут различаться, и каждый из них может содержать 1 мкг, 2 мкг, 3 мкг, 4 мкг, 5 мкг, 6 мкг, 7 мкг, 8 мкг, 9 мкг, 10 мкг, 15 мкг, 20 мкг, 30 мкг, 40 мкг, 50 мкг, 60 мкг, 70 мкг, 80 мкг, 90 мкг или примерно 100 мкг любого конкретного полисахаридного антигена.

"Инвазивное заболевание", вызываемое S.pneumoniae, представляет собой выделение бактерий из обычно стерильного места при наличии клинических признаков/симптомов, ассоциированных с заболеванием. Обычно стерильные места в организме включают кровь, CSF, плевральную жидкость, перикардиальную жидкость, перитонеальную жидкость,

суставную/синовиальную жидкость, кость, места внутри организма (лимфатические узлы, головной мозг, сердце, печень, селезенку, стекловидное тело, почки, поджелудочную железу, яичники) или другие обычно стерильные места. Клинические состояния, характеризующие инвазивные заболевания, включают бактериемию, пневмонию, флегмону, остеомиелит, эндокардит, септический шок и другие.

Эффективность антигена в качестве иммуногена может быть измерена анализами пролиферации, цитолитическими анализами, такими как анализ высвобождения хрома, с измерением способности Т-клеток лизировать их специфичные клетки-мишени или определением уровней активности В-клеток посредством измерения уровней циркулирующих антител, специфичных в отношении антигена, в сыворотке. Иммунный ответ может также быть выявлен измерением сывороточных уровней антиген-специфичного антитела, индуцированного после введения антигена, и, конкретнее, измерением способности индуцированных таким образом антител усиливать опсонофагоцитарную способность определенных лейкоцитов, как описано здесь. Уровень защиты, обеспечиваемой иммунным ответом, может быть измерен введением иммунизированному хозяину введенного ранее антигена. Например, если антиген, к которому желателен иммунный ответ, представляет собой бактерию, уровень защиты, индуцированной иммуногенным количеством антигена, измеряют, определяя процент выживания или процент смертности после введения животным бактериальных клеток. В одном воплощении степень защиты может быть измерена оценкой по меньшей мере одного симптома, ассоциированного с бактериальной инфекцией, например лихорадки, ассоциированной с инфекцией. Количество каждого из антигенов в многоантигенной или многокомпонентной вакцине или иммуногенных композициях будет варьировать в зависимости от каждого из других компонентов и может быть определено способами, известными специалисту в данной области. Такие способы будут включать способы измерения иммуногенности и/или эффективности in vivo. В определенных воплощениях термин "примерно" означает в пределах 20%, предпочтительно в пределах 10% и более предпочтительно в пределах 5% указанного значения или диапазона.

Согласно изобретению также предложены антитела и композиции антител, специфично и селективно связывающихся с капсульными полисахаридами или гликоконъюгатами по настоящему изобретению. В некоторых воплощениях образование антител происходит при введении субъекту капсульных полисахаридов или гликоконъюгатов по настоящему изобретению. В некоторых воплощениях согласно изобретению предложены очищенные или выделенные антитела, направленные против одного или более чем одного из капсульных полисахаридов или гликоконъюгатов по настоящему изобретению. В некоторых воплощениях антитела по настоящему изобретению являются функциональными, как измерено по уничтожению бактерий в модели эффективности на животных или посредством опсонофагоцитарного киллинг-анализа. В некоторых воплощениях антитела по изобретению придают субъекту пассивный иммунитет. Согласно настоящему изобретению также предложены полинуклеотидные молекулы, кодирующие антитело или фрагмент антитела по изобретению, и клетка, клеточная линия (такая как гибридомные клетки или другие конструированные клеточные линии для рекомбинантного получения антител) или трансгенное животное, продуцирующее антитело или композицию антител по изобретению с применением методик, хорошо известных специалистам в данной области.

Антитела или композиции антител по изобретению могут быть использованы в способе лечения или предупреждения стрептококковой инфекции, заболевания или состояния, ассоциированного с Streptococcus sp., у субъекта, включающем получение препарата поликлональных или моноклональных антител и применение указанного антитела или композиции антител для придания субъекту пассивного иммунитета. Антитела по изобретению могут также быть полезны для диагностических способов, например, при выявлении присутствия или количественном определении уровней капсульного полисахарида или его гликоконъюгата.

Последующие примеры приведены в качестве иллюстрации и не являются ограничивающими. Аббревиатуры: "MW" означает молекулярную массу; "WFI" означает воду для инъекций; "TEMPO" означает свободный радикал 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси; "NCS" означает N-хлорсукцинимид.

ПРИМЕРЫ

Пример 1: Конъюгация Pn-серотипа 12F с использованием TEMPO/NCS

С целью улучшения стабильности гликоконъюгатов "серотип 12F - CRM₁₉₇" исследовали альтернативные химические способы с использованием свободного радикала 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) и N-хлорсукцинимида (NCS) в качестве соокислителя для окисления первичных спиртов до альдегидных групп.GC/MS-анализ продемонстрировал, что сайты окисления отличались от окисления, опосредованного перйодатом. В случае окисления TEMPO-NCS происходило окисление α-D-Glcp и 2-Glcp, в то время как основным сайтом окисления при использовании перйодата был α-D-Galp (см. Фиг. 1). Как описано более подробно здесь, TEMPO использовали в каталитических количествах (0,1 молярного эквивалента или менее) и желаемую степень окисления (DO) получали, меняя используемое количество NCS. Затем синтезировали и описывали несколько конъюгатов. В целом, получение гликоконъюгатов серотипа 12F проводили в несколько фаз, как указано ниже:

1) гидролиз полисахарида серотипа 12 до молекулярной массы от 50 до 500 кДа;

2) активация полисахарида серотипа 12F с использованием TEMPO/NCS;

3) очистка активированного полисахарида;

4) конъюгация активированного серотипа 12F с белком CRM₁₉₇;

5) очистка конъюгатов "серотип 12F - CRM".

Пример 2: Гидролиз и окисление серотипа 12F

Гидролиз полисахаридов обычно проводили в кислых условиях с нагреванием для получения средней молекулярной массы в желаемом диапазоне от 100 до 350 кДа. Типичный эксперимент описан ниже.

Гидролиз

Раствор полисахарида серотипа 12F вносили в реакционный сосуд с рубашкой. К нему добавляли необходимый объем 0,30 М уксусной кислоты и воды для инъекций (WFI) для поддержания концентрации уксусной кислоты -0,1 М. рН раствора корректировали до 3,2±0,3 с использованием 1 н. NaOH или ледяной уксусной кислоты. Температуру реакционной смеси повышали до 70±5°С. Реакционную смесь перемешивали при 70±5°С в течение 90-120 минут. Реакционную смесь охлаждали до 23±2°С и нейтрализовали (рН 7,0) добавлением 1 М раствора NaOH. Гидролизованный полисахарид очищали ультрацентрифугированием/диафильтрацией против WFI с использованием мембран 30K MWCO. Раствор фильтровали через 0,22 мкм фильтр и хранили при 2-8°С до окисления. Молекулярную массу гидролизованного полисахарида анализировали посредством SEC-MALLS для подтверждения того, что молекулярная масса соответствовала целевому диапазону от 100 до 350 кДа.

Частичное окисление

В одном эксперименте полисахарид серотипа 12F механически доводили до требуемого размера гомогенизацией под давлением с использованием микрофлюидизатора для уменьшения молекулярной массы до примерно 100-500 кДа. Доведенный до требуемого размера полисахарид вносили в реакционный сосуд в концентрации 4,0 мг/мл и смешивали с бикарбонатным/карбонатным буфером (буфером с 0,5 М NaHCO₃/0,05 М Na₂CO₃, рН 8,6) в соотношении 1:1, об./об. К перемешанной смеси добавляли 0,1 или менее моль-эквивалента TEMPO. Реакцию начинали, добавляя 0,6-1,0 моль-эквивалента NCS. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов, после чего активированный полисахарид очищали диафильтрацией с использованием WFI и ультрафильтрационной мембраны 30K. Очищенный полисахарид собирали и степень окисления (DO) определяли количественным определением альдегида (с применением анализа с гидразоном 3-метил-2-бензотиазолинона (МВТН)) и полисахарида (с применением анализа с антроном).

В другом эксперименте полисахарид серотипа 12F гидролизовали для уменьшения молекулярной массы до молекулярной массы приблизительно 100-500 кДа. Полисахарид серотипа 12F вносили в реакционный сосуд и смешивали с буфером с 0,5 М NaHCO₃/0,05 М Na₂CO₃, рН 8,6, в соотношении 1:1, об./об. К перемешанной смеси добавляли 0,6-1,0 молярных эквивалента NCS, растворенного в WFI. Активацию начинали добавлением примерно 0,1 молярного эквивалента TEMPO, растворенного в WFI. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов, после чего активированный полисахарид очищали диафильтрацией с использованием WFI и ультрафильтрационной мембраны 30K. Очищенный активированный полисахарид фильтровали через 0,2 мкм фильтр и хранили при 4°С до использования.

Окисление, опосредованное TEMPO/NCS, также успешно проводили в буферах с фосфатом натрия при рН 6,5, 7,0, 7,5 и 8,0. В некоторых активационных экспериментах использовали первичный спирт, такой как н-пропанол, для нейтрализации реагентов во избежание сверхокисления сахаридов. В другой серии экспериментов химически гидролизованный полисахарид подвергали окислению непосредственно, без стадии очистки ультрафильтрацией/диафильтрацией.

Пример 3: Конъюгация окисленного полисахарида серотипа 12F

В одном эксперименте очищенный окисленный полисахарид серотипа 12F вносили в реакционный сосуд с последующим добавлением 0,5 М буфера с фосфатом натрия (рН 6,5) до конечной концентрации буфера 0,1 М. К этому раствору добавляли предварительно лиофилизированный CRM₁₉₇ и тщательно перемешивали для получения однородного раствора. рН корректировали до 6,8 с использованием разведенной HCl или 1 н. раствора NaOH. После этого добавляли 1,5 молярных эквивалента NaCNBH₃. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при комнатной температуре (23°С) и в течение 2,5 суток при 37°С. Затем реакционную смесь разводили 1Х 0,9%-м физиологическим раствором и непровзаимодействовавшие альдегидные группы блокировали с использованием 2 молярных эквивалентов боргидрида натрия. Продолжительность реакции блокирования составляла 3 часа.

В другом эксперименте очищенный активированный серотип 12F вносили в реакционный сосуд с последующим добавлением 0,5 М буфера с фосфатом натрия (рН 6,5) до конечной концентрации буфера 0,1 М. К этому раствору добавляли предварительно лиофилизированный CRM₁₉₇ и тщательно перемешивали для получения однородного раствора. рН корректировали до 6,8 с использованием разведенной HCl или 1 н. раствора NaOH. После этого добавляли 3 молярных эквивалента NaCNBH₃. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 23°С и в течение 48 часов при 37°С. Затем реакционную смесь разводили 1Х 0,9%-м физиологическим раствором с перемешиванием и непровзаимодействовавшие альдегидные группы блокировали с использованием 1 молярного эквивалента боргидрида натрия NaBH₄. Продолжительность реакции блокирования составляла 3 часа.

В другом эксперименте очищенный активированный серотип 12F вносили в реакционный сосуд и смешивали с раствором CRM₁₉₇. Смесь лиофилизировали и полученный порошок растворяли в 0,1 М буфере с фосфатом натрия (рН 6,8) до конечной концентрации сахарида 5 мг/мл. По необходимости рН корректировали до 6,8 с использованием разведенной HCl или 1 н. раствора NaOH. После этого добавляли 3 молярных эквивалента NaCNBH₃. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 23°С и в течение 48 часов при 37°С. Затем реакционную смесь разводили 1Х 0,9%-м физиологическим раствором и непровзаимодействовавшие альдегидные группы блокировали с использованием 1 молярного эквивалента боргидрида натрия NaBH₄. Продолжительность реакции блокирования составляла 3 часа.

Пример 4: Очистка конъюгатов

Блокированную реакционную смесь фильтровали через 5 мкм фильтр и затем очищали с использованием ультрафильтрационных мембран 100K MWCO. Сначала проводили диафильтрацию конъюгата с использованием 10 мМ сукцината/0,9%-го физиологического раствора, буфера с рН 6,0. Затем очищенный конъюгат фильтровали через 0,45/0,22 мкм фильтры с получением нерасфасованного конъюгата.

Пример 5: Степень окисления

Система TEMPO/NCS обеспечивала успешное окисление первичных спиртов полисахарида серотипа 12F. Гидролизованные полисахариды серотипа 12F окисляли до различных уровней степени окисления (DO), корректируя количество соокислителя NCS. Эффект различных количеств NCS на DO с использованием различных партий и молекулярных масс полисахарида показан на Фиг. 2. Для получения целевой степени окисления обычно использовали 0,5-2,5 молярных эквивалента NCS. Обычно реакцию окисления завершают через 2 часа, поскольку после 2 часов не наблюдают существенных изменений DO.

С использованием полисахарида, окисленного TEMPO/NCS, были получены и описаны несколько конъюгатов серотипа 12F. Результаты представлены в Таблице 1. Несколько репрезентативных конъюгатов были также успешно получены с использованием других пневмококковых серотипов, активированных системой TEMPO/NCS. Способ получения конъюгатов для других пневмококковых серотипов был таким же, как способ, применяемый для серотипа 12F. Результаты представлены в Таблицах 2-4.

Пример 6: Иммуногенность конъюгатов "Pn-серотип 12F - CRM₁₉₇" при применении способа окисления TEMPO/NCS

Титры опсонофагоцитарной активности (ОРА) для конъюгатов "серотип 12F - CRM₁₉₇" У мышей определяли на мышах в стандартных условиях. ОРА-титры (средний геометрический титр (GMT) с 95%-м доверительным интервалом (CI)) через четыре и семь недель показаны в Таблице 5, демонстрируя, что конъюгат "серотип 12F - CRM₁₉₇" (партия 12F-97 В, см. также данные по описанию этого конъюгата в Таблице 1) повышал ОРА-титры в модели иммуногенности на мышах. Конъюгат, полученный с использованием TEMPO-NCS, был более иммуногенным, чем контрольный конъюгат (171 В), полученный перйодатным окислением.

Пример 7: Предполагаемый механизм для конъюгата Pn-серотипа 12F с использованием нитроксильного радикала в присутствии окислителя, такого как TEMPO/NCS

Предполагаемый механизм окисления/конъюгации Pn-серотипа 12F показан на Фиг. 6. Первичные гидроксильные группы полисахарида окисляются каталитическими количествами нитроксильного радикала, такого как TEMPO, с окислителем, таким как NCS, в качестве стехиометрического окислителя. Фактическим окислителем в каталитическом цикле является N-оксоаммониевая соль. Окисление С-6 первичных гидроксильных групп приводит к образованию альдегидных групп, которые затем приводят во взаимодействие с первичными аминогруппами лизина белка-носителя (CRM₁₉₇) с получением гликоконъюгата.

Пример 8: Сравнение стабильности

Сравнение стабильности (при 25°С) конъюгатов, полученных перйодатным окислением и окислением TEMPO/NCS (см. Фиг. 7), продемонстрировало, что конъюгаты, полученные окислением полисахаридов Pn-12F, были относительно более стабильными. Как показано на Фиг. 7, для гликоконъюгата, полученного перйодатным окислением полисахарида Pn-12F, наблюдали увеличение количества свободного сахарида с течением времени при 25°С. В отличие от этого, гликоконъюгат, полученный с применением TEMPO/NCS-окисления полисахарида Pn-12F, в сходных условиях продемонстрировал отсутствие существенных изменений количества свободного сахарида.

Claims (64)

1. Способ получения гликоконъюгата с молекулярной массой от 1000 до 20000 кДа, содержащего бактериальный капсульный полисахарид, конъюгированный с белком-носителем, где указанный полисахарид ковалентно присоединен к указанному белку-носителю,

включающий стадии:

а) приведения бактериального капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S. pneumoniae и выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипа 3 (пневмококкового серотипа 3), Pn-серотипа 10А, Pn-серотипа 12F и Pn-серотипа 33F, во взаимодействие со стабильным нитроксил-радикальным соединением, выбранным из 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) или его производного, выбранного из 2,2,6,6-тетраметил-4-(метилсульфонилокси)-1-пиперидиноокси, 4-фосфоноокси-ТЕМРО, 4-оксо-ТЕМРО, 4-метокси-ТЕМРО, 4-изотиоцианато-ТЕМРО, свободного радикала 4-(2-йодацетамидо)-ТЕМРО, 4-гидрокси-ТЕМРО, 4-циано-ТЕМРО, 4-карбокси-ТЕМРО, 4-(2-бромацетамидо)-ТЕМРО, 4-амино-ТЕМРО и 4-ацетамидо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила, и с 0,1-10 молярными эквивалентами окислителя, выбранного из N-хлорсукцинимида, N-бромсукцинимида и N-йодсукцинимида, для селективного окисления первичных гидроксильных групп с получением активированного сахарида, содержащего альдегидные группы;

б) приведения указанного активированного бактериального капсульного полисахарида во взаимодействие с аминогруппами указанного белка-носителя, выбранного из столбнячного, дифтерийного, коклюшного токсина, токсина Pseudomonas, Е. coli, Staphylococcus или Streptococcus или CRM197, при соотношении сахарид: белок-носитель (мас./мас.) от 0,2 до 4 в условиях восстановительного аминирования, причем после конъюгации непровзаимодействовавшие альдегидные группы превращают обратно в первичные спирты и проводят очистку указанного гликоконъюгата.

2. Способ по п. 1, где указанный окислитель представляет собой N-хлорсукцинимид.

3. Способ по п. 1, где сахарид приводят во взаимодействие с 0,5-1,5 молярными эквивалентами окислителя.

4. Способ по любому из пп. 1-3, где указанное стабильное нитроксил-радикальное соединение присутствует в каталитическом количестве.

5. Способ по любому из пп. 1-3, где сахарид приводят во взаимодействие с менее чем примерно 0,3 молярными эквивалентами стабильного нитроксил-радикального соединения.

6. Способ получения гликоконъюгата с молекулярной массой от 1000 до 20000 кДа, содержащего бактериальный капсульный полисахарид, конъюгированный с белком-носителем, где указанный полисахарид ковалентно присоединен к указанному белку-носителю,

включающий стадии:

а) приведения бактериального капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S. pneumoniae и выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипа 3, Pn-серотипа 10А, Pn-серотипа 12F и Pn-серотипа 33F, во взаимодействие с 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) и N-хлорсукцинимидом (NCS) с получением активированного сахарида, содержащего альдегидные группы;

б) приведения указанного активированного бактериального капсульного полисахарида во взаимодействие с аминогруппами указанного белка-носителя, выбранного из столбнячного, дифтерийного, коклюшного токсина, токсина Pseudomonas, Е. coli, Staphylococcus или Streptococcus или CRM₁₉₇, при соотношении сахарид: белок-носитель (мас./мас.) от 0,2 до 4 в условиях восстановительного аминирования, причем после конъюгации непровзаимодействовавшие альдегидные группы превращают обратно в первичные спирты и проводят очистку указанного гликоконъюгата.

7. Способ по п. 1 или 6, где степень окисления активированного сахарида находится в диапазоне от 6 до 14.

8. Способ по п. 1 или 6, где капсульный полисахарид представляет собой капсульный полисахарид Pn-серотипа 12F.

9. Способ по п. 1 или 6, где перед стадией (а) сахарид доводят до требуемого размера.

10. Способ по п. 9, где сахарид гидролизуют или механически доводят до требуемого размера.

11. Способ по п. 9, где сахарид гидролизуют или механически доводят до требуемого размера посредством гомогенизации под давлением с получением молекулярной массы от 50 до 500 кДа.

12. Способ по п. 1 или 6, где перед стадией (а) сахарид гидролизуют до молекулярной массы в диапазоне от 100 до 400 кДа.

13. Способ по п. 12, где сахарид гидролизуют до молекулярной массы в диапазоне от 150 до 350 кДа.

14. Способ по п. 1 или 6, дополнительно включающий стадию очистки активированного полисахарида перед стадией (б).

15. Способ по п. 1 или 6, дополнительно включающий стадию добавления восстановителя после стадии (б).

16. Способ по п. 15, где восстановитель представляет собой NaCNBH₃.

17. Способ по п. 16, дополнительно включающий стадию добавления NaBH₄ после добавления NaCNBH₃.

18. Способ по п. 17, дополнительно включающий стадию очистки после добавления NaBH₄.

19. Гликоконъюгат, полученный способом по любому из пп. 1-18, в котором на стадии а) используют бактериальный капсульный полисахарид Pn-серотипа 12F.

20. Гликоконъюгат по п. 19, имеющий молекулярную массу от примерно 1000 кДа до примерно 5000 кДа.

21. Гликоконъюгат по п. 19, где бактериальный капсульный полисахарид имеет молекулярную массу от 50 до 1000 кДа.

22. Гликоконъюгат по п. 19, где белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

23. Гликоконъюгат по п. 19, где соотношение сахарид:белок-носитель (мас./мас.) составляет от 1,1 до 1,7.

24. Гликоконъюгат по п. 19, где на каждые 100 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида присутствует по меньшей мере одна ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом.

25. Гликоконъюгат по п. 24, где ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 4 повторяющиеся сахаридные единицы полисахарида.

26. Гликоконъюгат по п. 24, где ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 10 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

27. Гликоконъюгат по п. 24, где ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 15 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

28. Гликоконъюгат по п. 24, где ковалентная связь между белком-носителем и полисахаридом встречается по меньшей мере один раз на каждые 20 повторяющихся сахаридных единиц полисахарида.

29. Гликоконъюгат по п. 24, содержащий по меньшей мере одну ковалентную связь между белком-носителем и сахаридом на каждые 5-10 повторяющихся сахаридных единиц.

30. Гликоконъюгат по п. 24, содержащий по меньшей мере одну ковалентную связь между белком-носителем и сахаридом на каждые 2-7 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 3-8 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 4-9 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 6-11 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 7-12 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 8-13 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 9-14 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-15 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 2-6 повторяющихся сахаридных единиц, на каждые 3-7 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 4-8 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 6-10 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 7-11 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 8-12 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 9-13 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-14 повторяющихся сахаридных единиц; на каждые 10-20 повторяющихся сахаридных единиц или на каждые 4-25 повторяющихся сахаридных единиц.

31. Иммуногенная композиция для индуцирования защитного иммунного ответа против инфекции S. pneumoniae, вызываемой серотипом 12F, содержащая гликоконъюгат по любому из пп. 19-30 и фармацевтически приемлемый эксципиент, носитель или разбавитель.

32. Иммуногенная композиция по п. 31, дополнительно содержащая дополнительный антиген.

33. Иммуногенная композиция по п. 32, где дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S. pneumoniae.

34. Иммуногенная композиция по п. 33, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипов 1, 4, 5, 6А, 6 В, 7F, 8, 9V, 11А, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F и 23F.

35. Иммуногенная композиция по п. 32, где дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из N. meningitidis.

36. Иммуногенная композиция по п. 35, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов серотипов А, С, W135 и Y.

37. Иммуногенная композиция по п. 32, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из Streptococcus группы В (GBS).

38. Иммуногенная композиция по п. 37, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из серотипов GBS Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII и VIII.

39. Иммуногенная композиция по п. 31, дополнительно содержащая адъювант.

40. Иммуногенная композиция по п. 39, где адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия.

41. Иммуногенная композиция по п. 40, где адъювант на основе алюминия выбран из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия.

42. Иммуногенная композиция для индуцирования защитного иммунного ответа против инфекции S. pneumoniae, вызываемой серотипом 12F, содержащая иммунологически эффективное количество бактериального капсульного полисахарида Pn-серотипа 12F, конъюгированного с белком-носителем способом по любому из пп. 1-18, и фармацевтически приемлемый эксципиент, носитель или разбавитель, где количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F в композиции составляет менее 35% после 120 суток от ее изготовления.

43. Иммуногенная композиция по п. 42, где количество свободного полисахарида Pn-серотипа 12F составляет менее 30% после 120 суток от ее изготовления.

44. Иммуногенная композиция по п. 42, где белок-носитель представляет собой столбнячный, дифтерийный, коклюшный токсин, токсин Pseudomonas, Е. coli, Staphylococcus или Streptococcus.

45. Иммуногенная композиция по п. 42, где белок-носитель представляет собой CRM₁₉₇.

46. Иммуногенная композиция по п. 42, дополнительно содержащая дополнительный антиген.

47. Иммуногенная композиция по п. 46, где дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из S. pneumoniae.

48. Иммуногенная композиция по п. 47, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов Pn-серотипов 1, 4, 5, 6А, 6В, 7F, 8, 9V, 11А, 14, 15В, 18С, 19А, 19F, 22F и 23F.

49. Иммуногенная композиция по п. 48, где дополнительный антиген содержит белковый антиген или гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из N meningitidis.

50. Иммуногенная композиция по п. 49, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из капсульных полисахаридов серотипов А, С, W135 и Y.

51. Иммуногенная композиция по п. 49, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида серотипа X.

52. Иммуногенная композиция по п. 46, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, имеющего происхождение из Streptococcus группы В (GBS).

53. Иммуногенная композиция по п. 52, где дополнительный антиген содержит гликоконъюгат капсульного полисахарида, выбранного из серотипов GBS Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII и VIII.

54. Иммуногенная композиция по п. 42, дополнительно содержащая адъювант.

55. Иммуногенная композиция по п. 54, где адъювант представляет собой адъювант на основе алюминия.

56. Иммуногенная композиция по п. 55, где адъювант на основе алюминия выбран из группы, состоящей из фосфата алюминия, сульфата алюминия и гидроксида алюминия.

57. Способ предупреждения, лечения или облегчения бактериальной инфекции, вызываемой серотипом 12F S. pneumoniae, у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции по любому из пп. 31-56.

58. Способ индуцирования защитного иммунного ответа против инфекции S. pneumoniae, вызываемой серотипом 12F, у субъекта, включающий введение субъекту иммунологически эффективного количества иммуногенной композиции по любому из пп. 31-56.

Images