治疗金黄色葡萄球菌相关疾病的方法
【专利说明】治疗金黄色葡萄球菌相关疾病的方法 发明背景 发明领域
[0001] 本发明提供了使用抗金黄色葡萄球菌a -毒素（抗AT)抗体预防和/或治疗金黄 色葡萄球菌相关菌血症和脓毒症的方法，以及预防和/或治疗免疫功能不全患者的金黄色 葡萄球菌相关肺炎的方法。
【背景技术】
[0002] 金黄色葡萄球菌（S. aureus)是引起全世界死亡率和发病率的主导原因，引起从轻 度皮肤和软组织感染到如心内膜炎、骨髓炎及坏死性肺炎等严重侵袭性疾病的一系列不同 的感染（洛维FD (Lowy FD)，《新英格兰医学杂志》（N Engl J Med)，339 (8) :520-32 (1998); 凯尔文（Klevens)等人，《美国医学会杂志》（JAM) 298 (15) :1763-71 (2007))。金黄色葡萄 球菌通常被分类为甲氧西林抗性（MRSA)或甲氧西林敏感性（MSSA)的。若干报导已经显示， 金黄色葡萄球菌感染会引起严重结果，不管耐药性状况如何（佛勒（Fowler)等人，《内科学 文献》（Arch Intern Med. ) 163(17) :2066-72 (2003);德卡拉克（de Kraker)等人，《科学公 共图书馆-医学》（PLoS Med.)十月；8(10):e100 1104(2011))。
[0003] 抗生素是治疗金黄色葡萄球菌疾病的医疗标准。尽管引入了针对金黄色葡 萄球菌的新抗生素，但新耐药机制的出现需要新的方法来预防或治疗金黄色葡萄球 菌疾病。在抗生素时代之前，向感染患者被动给予免疫血清在临床上被用于治疗细 菌感染（科勒（Keller)和斯蒂姆（Stiehm)，《临床微生物学评论》（Clin Microbiol Rev) 13(4) :602-14(2000))。当今，使用类似的方法来治疗一些毒素介导的细菌疾病（例如 肉毒中毒、白喉、破伤风）（科勒和斯蒂姆，《临床微生物学评论》13 (4) : 602-14 (2000);艾侬 (Arnon)等人，《新英格兰医学杂志》（N. Engl. J. Med. )354:462-471 (2006))。已经通过比较 AT表达缺陷型金黄色葡萄球菌菌株与同基因的野生型亲本菌株显示，金黄色葡萄球菌a 毒素（AT)是若干金黄色葡萄球菌疾病模型（例如皮肤坏死、肺炎、脓毒症、心内膜炎及乳腺 炎）中的关键毒力决定因素（在众多其他细胞外因素之中）（布拉穆雷（Bramley)等人， 《感染与免疫》（Infect Immun. )57(8) :2489-94(1989);拜耳（Bayer)等人，《感染与免疫》 65:4652-4660(1997);科诺德（Kernodle)等人，《感染与免疫》65:179-184 (1997);布贝克 瓦登伯格（Bubeck Wardenburg)等人，《感染与免疫》75(2) :1040-4(2007);布贝克瓦登伯 格等人，《实验医学杂志》（J Exp Med. )205(2) :287-94 (2008);小林（Kobayashi)等人，《传 染病杂志》（J Infect Dis. )204(6) :937-41 (2011))。
[0004] AT是90%的金黄色葡萄球菌菌株产生的溶细胞性33kDa成孔毒素，并且被视为 主要毒力因素。它是以单体形式分泌并且结合靶细胞膜上的特异性受体ADAM-10 (维尔 克（Wilke)和布贝克瓦登伯格，《美国国家科学院院刊》（PNAS) 107 (30) :13473-8(2010); 坏岛（Inoshima)等人，《自然?医学》（NatMed) 17 (10) :1310-4 (2011))。AT低聚合成七聚 体前体孔并且进行构象变化，从而引起跨膜桶蛋白形成，并且随后引起细胞溶解（巴 卡迪（Bhakdi)和特拉努姆-延森（Tranum-Jensen)，1991 ;宋（Song)等人，1996)。血 小板以及上皮、内皮和免疫细胞（例如淋巴细胞和巨噬细胞）易受AT溶解影响，表明该 毒素对组织损害和免疫逃避具有直接影响（巴卡迪和特拉努姆-延森，《微生物学评论》 (Microbiol Rev. )55(4) :733-51 (1991);拉吉尔（Ragle)和布贝克瓦登伯格，《感染与免 疫》77 (7) :2712-8 (2009);特卡奇克（Tkaczyk)等人，《临床免疫学与疫苗》（Clin Vaccine Immunol) 19(3) :377-85(2012))。还已经证实，AT在亚溶解浓度下发挥重要的细胞毒性作 用（格里明格尔（Grimminger)等人，《免疫学杂志》（J Immunol.) I59⑷：I9O9-I6 (I"7); 维尔克和布贝克瓦登伯格，《美国国家科学院院刊》107 (30) : 13473-8 (2010);坏岛等人，《自 然?医学》17(10) :1310-4(2011))。AT在巨噬细胞膜上结合并进行低聚合使NLRP3炎性体 活化，由此连同其他葡萄球菌病原体相关分子模式（PAMP) -起诱导IL-I 0分泌并促进细 胞死亡（克拉文（Craven)等人，《公共科学图书馆?综合》（PLoS OneM(IO) (2009);科拜 耳（Kebaier)等人，《传染病杂志》（J Infect Dis) 205 (5) :807-17(2012))。促炎性细胞因 子表达（例如IL-I 0)增加是急性肺损伤的标志（古德曼（Goodman)等人，《细胞因子与生 长因子评论》（Cytokine Growth Factor Rev) 14 (6) :523-35 (2003)) 〇
[0005] AT在亚溶解浓度下还使ADAM-10介导的存在于细胞-细胞粘附接触中的E-钙 粘素的蛋白水解活化，导致上皮完整性的破坏并且促成肺炎以及皮肤和软组织感染中所 见的上皮损害（坏岛等人，《自然?医学》17(10) : 1310-4(2011);马瑞斯基（Maretzky)等 人，《美国国家科学院院刊》102(26) :9182-7(2005);坏岛等人，《皮肤病学研宄杂志》（J Invest Dermatol. ) 132(5) :1513-6 (2012))。AT通过直接和间接活性发挥其细胞毒性作 用，从而建立有助于细菌生长和侵袭性疾病的环境。因此，AT的靶向抑制可以预防或限制 金黄色葡萄球菌相关疾病。这一假说得到了其他研宄的支持，这些研宄证实，在鼠类感染 模型中，在针对AT进行主动或被动免疫之后金黄色葡萄球菌疾病的严重程度降低（门择 斯（Menzies)和科诺德，《感染与免疫》64(5) :1839-41 (1996);布贝克瓦登伯格等人，《实验 医学杂志》（J Exp Med. )205(2) :287-94(2008);拉吉尔和布贝克瓦登伯格，《感染与免疫》 77(7):2712-8(2009);肯尼迪（Kennedy)等人，《传染病杂志》202 (7) :1050-8 (2010);特卡 奇克等人，《临床免疫学与疫苗》19 (3) : 377-85 (2012))。
[0006] 具有Fc变体区域的抗AT抗体和其亲本抗体LClO是人类高亲和力抗AT mAb (先前 披露于美国临时申请号61/440, 581和国际申请号PCT/US2012/024201(以WO 2012/109205 公布）中，各案的内容通过引用结合于此）以及特卡奇克等人，《临床免疫学与疫苗》 19(3) :377(2012)中。
[0007] 菌血症和脓毒性休克造成了大部分的金黄色葡萄球菌侵袭性疾病（凯尔文等人， 《美国医学会杂志》（JAMA) 298 (15) :1763-71 (2007))。已提出AT在金黄色葡萄球菌脓毒症 期间是重要的毒力因素，并且在脓毒症期间引起内皮损害（鲍尔斯（Powers)等人，《传染病 杂志》206 (3) : 352-6 (2012))。AT与其受体在内皮细胞上相互作用，从而通过引导细胞溶解 或活化ADAM-10介导的内皮紧密连接的蛋白水解来允许毒素介导血管损害（同上）。两种 机制都将增加血管渗透性（细菌性脓毒症的标志）。
[0008] 尽管如美国临时申请号61/440, 581和国际申请号PCT/US 2012/024201中所描 述，已显示用抗AT单克隆抗体进行被动免疫使得鼠类葡萄球菌肺炎模型的存活率显著增 加，但尚不了解抗AT抗体在增加患有金黄色葡萄球菌相关疾病的免疫功能不全哺乳动物 的存活率方面是否有效。这是了解作为免疫功能不全的个体，特别是患有嗜中性粒细胞减 少症的那些有增加的金黄色葡萄球菌感染风险的关键部分（安德鲁斯（Andrews)和沙利 文（Sullivan)，《临床微生物学评论》（Clin Microbiol Rev) 16 (4) :597-621 (2003);鲍马 (Bouma)等人，《英国血液学杂志》（Br J Br Haematol. ) 151 (4) :312-26(2010))。
[0009] 本发明首次提供了抗AT抗体在预防脓毒症和免疫功能不全性肺炎方面有效的例 证。 发明概述
[0010] 在此提供了用于预防或降低哺乳动物受试者的金黄色葡萄球菌相关脓毒症的严 重程度的方法，这些方法包括向该受试者给予有效量的分离的抗金黄色葡萄球菌a毒素 (抗AT)抗体或其抗原结合片段。还提供了降低哺乳动物受试者的血流或心脏中的金黄色 葡萄球菌细菌负荷的方法，这些方法包括向该受试者给予有效量的分离的抗金黄色葡萄球 菌a毒素（抗AT)抗体或其抗原结合片段。还提供了减少哺乳动物受试者体内的金黄色 葡萄球菌细菌凝集和/或血栓栓塞病变形成的方法，这些方法包括向该受试者给予有效量 的分离的抗金黄色葡萄球菌a毒素（抗AT)抗体或其抗原结合片段。还提供了预防或降 低免疫功能不全的哺乳动物受试者的金黄色葡萄球菌相关肺炎的严重程度的方法，这些方 法包括向该受试者给予有效量的分离的抗金黄色葡萄球菌a毒素（抗AT)抗体或其抗原 结合片段。
[0011] 在此所描述的不同方法中，该受试者的血流或心脏中的金黄色葡萄球菌细菌负荷 适当地降低，并且在另外的实施例中，该受试者体内金黄色葡萄球菌细菌凝集和/或血栓 栓塞病变形成减少。
[0012] 在此所描述的不同方法中的哺乳动物受试者宜为人类。
[0013] 在不同方法中，该分离的抗AT抗体或其抗原结合片段是选自下组，该组由以下各 项组成：Fv、Fab、Fab'及F(ab'）2。在其他实施例中，该抗体是全长抗体。在又另外的实施 例中，该抗体包含Fc变体区域。
[0014] 在此所描述的不同方法的实施例中，该分离的抗体或其抗原结合片段免疫特异性 地结合到金黄色葡萄球菌《毒素多肽并且包括： (a) 包含SEQ ID NO: 7、10、13或69的氨基酸序列的VH CDRl ; (b) 包含SEQ ID勵:8、11、14、17、70或75的氨基酸序列的￥11〇)1?2; (c) 包含 SEQ ID 吣:9、12、15、18、16、65、66、67、71、72、76或78的氨基酸序列的￥11 CDR3 ; ⑷包含SEQ ID NO: 1或4的的氨基酸序列VL CDRl ; (e) 包含SEQ ID NO: 2、5、73或77的氨基酸序列的VL CDR2;以及 (f) 包含SEQ ID N0:3、6、64、68或74的氨基酸序列的VL CDR3。
[0015] 在多个实施例中，用于在此所描述的不同方法中的VH⑶RUVH⑶R2、VH⑶R3、VL CDRUVL CDR2 以及 VL CDR3 对应于 SEQ ID N0:7、8、9、l、2 及 3;SEQ ID N0:10、ll、12、l、2 及 3;SEQ ID N0:13、14、15、4、5及 6;SEQ ID N0:7、17、18、l、2及 3;SEQ ID N0:7、8、16、l、2 及 64;SEQ ID N0:7、8、65、l、2 及 64;SEQ ID N0:7、8、66、l、2 及 64;SEQ ID N0:7、8、67、l、 2 及 68;SEQ ID N0:7、8、67、l、2 及 64;SEQ ID N0:7、8、78、l、2 及 64;SEQ ID N0:7、8、65、 1、2 及 68;SEQ ID N0:69、70、71、1、2&68;SEQIDN0:7、8、72、1、73&74;SEQIDN0:69、 75、71、1、2及68;SEQ ID N0:69、75、76、l、2及68;SEQ ID N0:69、75、76、l、77及74;SEQ ID N0:69、70、71、l、77及74的氨基酸序列