包含合成佐剂的疫苗组合物的制作方法
【专利摘要】本发明基于以基本上均一形态提供的合成吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)的有益免疫学佐剂特性的发现，公开了用于诱导或增强免疫反应的包括疫苗和药物组合物在内的组合物和方法。化学定义的合成GLA提供了包含天然产物佐剂、不同批次之间一致的疫苗组分，没有污染物或活性的波动。也提供了疫苗和药物组合物，其包括GLA以及抗原、钟样受体(TLR)激动剂、辅佐剂和诸如药物载体的载体中的一种或多种。
【专利说明】包含合成佐剂的疫苗组合物
[0001]政府权益声明
[0002]本发明的完成部分依赖于国立卫生研究院授予的A1-25038基金的政府资助。政府享有该发明的某些权利。
[0003]发明背景[0004] 发明领域
[0005] 本发明涉及药物和疫苗组合物领域。更具体地，本文描述的实施方案涉及药物和疫苗组合物，以及相关的预防和治疗方法，其中所述组合物包括吡喃葡萄糖脂佐剂(glucopyranosyl lipid adjuvant, GLA)。
[0006]相关领域描述
[0007]高级生物体的免疫系统被表征为区分外源物质(或“非己”物质)和亲近的或“自身”组分，这使得外源物质引发免疫反应而“自身”组分被忽略或耐受。免疫反应传统上被表征为体液反应或细胞介导的反应，其中在体液反应中由称为衆细胞的分化的B淋巴细胞产生抗原特异性抗体，在细胞介导的反应中不同类型的T淋巴细胞作用通过多种机制清除抗原。例如，能识别特异性抗原的CD4+辅助T细胞可以通过释放诸如细胞因子的可溶性的介质募集免疫系统的其它细胞来作出反应以参与免疫反应。同样，也能识别特异性抗原的CD8+细胞毒T细胞可以通过结合到携带抗原的细胞或颗粒并破坏或损伤所述细胞或颗粒来作出反应。通常为诱导宿主理想的免疫反应，提供根据多种不同制剂的某些疫苗，这在免疫学领域是已知的。
[0008]通过给予宿主疫苗来引发特异性免疫反应的几种策略包括用诸如病毒、细菌或某些真核病原体的热灭活的或者活的减毒的传染性病原体进行免疫；用能够指导遗传物质表达的无毒力转染原进行免疫，其中所述遗传物质编码免疫反应所针对的一种或多种抗原；以及用包含来自特定病原体的分离的免疫原(诸如蛋白)的亚单位疫苗进行免疫，以产生针对所述病原体的免疫。(参见，例如，Liu, 1998Nature Medicine4 (5suppl.):515.)对于某些抗原，可有一种或多种类型的理想免疫，这些方法中没有一种对所述免疫特别有效，包括疫苗的开发，所述疫苗在免疫学上保护宿主抗人免疫缺陷病毒或其它传染性病原体、癌症、自体免疫疾病或其它临床病症中是有效的。
[0009]长期认为肠细菌脂多糖(LPS)是免疫系统的有效刺激物，尽管它在佐剂中的使用已经由于其毒性效应被缩减。LPS的无毒衍生物，单磷酰脂质A (MPL)已被Ribi等(1986, Immunology and lmmunopharmacology of Bacterial Endotoxins (细菌内毒素的免疫学和免疫药物学)，Plenum Publ.Corp.，NY, p407_419)描述，所述单磷酰脂质A是通过从葡糖胺的还原端移除核心糖基团和磷酸产生的。
[0010]MPL的另一种去毒形式是从二糖骨架的3-位去除酰基链后得到，其被称为3-0-脱酰基单磷酰脂质A(3D-MPL)。它可以通过GB2122204B中教导的方法来纯化和制备，GB2122204B参考文献也公开了双磷酰脂质A和其3-0-脱酰基变体的制备。例如，已经以具有直径小于0.2 μ m的小粒度的乳剂的形式制备了 3D-MPL，且其制备方法在W094/21292中被公开。包含单磷脂酰脂质A和表面活性剂的水制剂已在W09843670A2中被描述。[0011]可以从细菌来源中纯化和加工欲被配制在佐剂组合物中的细菌脂多糖来源的佐剂，或可选择地，它们可以是合成的。例如，在Ribi等，1986(上述)中描述了纯化的单磷酰脂质A，在GB2220211和U.S.Pat.N0.4，912，094中描述了衍生自沙门氏菌属(Salmonellasp.)的3-0-脱酰基单磷酰脂质A或3-0-脱酰基双磷酰脂质A。3D-MPL和β (1-6) 二糖葡糖胺以及其它纯化的和合成的脂多糖已被描述(W098/01139;U.S.Pat.N0.6，005, 099和EP0729473B1, Hilgers et al., 1986Int.Arch.Allergy Tmmunol., 79(4):392-6;Hilgerset at.，1987，Immunology, 60(1) ; 141-6;和 EP0549074B1)。3D-MPL 和来自智利皂荚树(Quillaja Saponaria Molina)树皮的皂苷佐剂的组合物在EP0761231B中被描述。W095/17210公开了佐剂乳化系统，其基于与免疫刺激物QS21配制的鲨烯、α -生育酚和聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(TWEEN?-80)，任选地包括3D-MPL。尽管这种组合物易得到，但使用来自天然产物的佐剂伴随着高生产成本、批次之间的不一致、大规模生产的困难，以及杂质在任何给定的制剂的组合构成中存在的不确定性。
[0012]很明显，对改良的疫苗存在需要，特别是对有益地包含高纯度、化学定义的佐剂组分的疫苗存在需要，所述疫苗显示了不同批次之间的一致性，可以被以工业规模有效制备而不引入不必要的或结构不确定的污染物。本发明提供了用于这种疫苗的组合物和方法，并提供了其它相关的优势。
[0013]发明简述
[0014]本发明在其几个实施方案中涉及组合物和方法，所述组合物和方法有利地使用了合成吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)作为佐剂和疫苗组分。依照本文描述的本发明的一个实施方案，提供了包含抗原和吡喃葡萄糖脂佐剂 (GLA)的疫苗组合物。
[0015]在另一个实施方案中，提供了包含(a)抗原、吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)和钟样受体(toll-like receptor, TLR)激动剂的疫苗组合物,其中在某些另外的实施方案中，所述TLR激动剂选自脂多糖、肽聚糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫(Leishmania)同源体以及至少一种丙肝抗原。在另一个实施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)和选自皂苷和皂苷类似物的至少一种辅佐剂的疫苗组合物。在另一个实施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)和载体的疫苗组合物，所述载体包含油和ISCOMATRIX?的至少一种。在另一个实施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)以及下述的一种或多种的疫苗组合物:(i)至少一种辅佐剂，(?)至少一种TLR激动剂，(iii)至少一种咪唑并喹啉(imidazoquinoline)免疫反应调节剂，以及(iv)至少一种双茎环免疫调节剂(dSLIM)。在某些另外的实施方案中，(i)所述辅佐剂当存在时选自明矾、植物碱和去垢剂，其中所述植物碱选自番茄素，且所述去垢剂选自阜苷、聚山梨醇酯80、司盘85(Span85)和硬脂酰酪氨酸(Stearyl tyrosine) ； (ii) PJf述TLR激动剂当存在时选自脂多糖、肽聚糖、聚1: C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫同源体以及至少一种丙肝抗原；以及(iii)所述咪唑并喹啉免疫反应调节剂当存在时选自雷西莫特(resiquimod) (R848)、咪喹莫特(imiquimod)和噶德莫特(gardiquimod)。在另一个实施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)、以及辅佐剂和药学上可接受载体中至少一种的疫苗组合物，其中:所述辅佐剂选自细胞因子、去垢剂和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，且所述药学上可接受的载体包含选自如下的载体:磷酸1丐、水包油型乳剂、油包水型乳剂、脂质体、新体(novasome)、非离子表面活性剂囊泡(noisome)和微粒。在特别的实施方案中，其中使用了脂质体或类似的载体，GLA位于脂质体的层状结构，或被包裹。在另一个特别的实施方案中，其中使用了微粒，所述微粒是基于或包含聚合物脂肪脂质(fat lipids)的一种。
[0016]在某些另外的实施方案中，细胞因子选自GM-CSF、IL-2、IL-7、IL-12、TNF-α和IFN-Y，嵌段聚合物或生物可降解聚合物选自普流罗尼克L121 (Pluronic L121)、CRL1005、PLGA、PLA、PLG和聚1: C，去垢剂选自皂苷、聚山梨醇酯80、司盘85和硬脂酰酪氨酸。
[0017]在另一个实施方案中，提供了包含至一种重组表达构建体和吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)的疫苗组合物，所述构建体包含可操作连接于编码抗原的核酸序列的启动子。在一个实施方案中，所述重组表达构建体存在于病毒载体，该构建体在某些另外实施方案中存在于选自腺病毒、腺相关病毒、疱疹病毒、慢病毒、痘病毒和逆转录酶病毒的病毒中。
[0018]依照上述所有实施方案中的某些，GLA没有3’ -脱-O-酰化。依照上述所有实施方案中的某些，GLA包含(i)双葡糖胺骨架，其具有通过非还原末端葡糖胺的I位氨基己醣和还原末端葡糖胺的6位氨基己醣之间的醚键连接于非还原末端葡糖胺的还原末端葡糖胺；(?)连接于非还原末端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基团；以及(iii)至多6个的脂酰链，其中一个脂酰链通过酯键连接于还原末端葡糖胺的3羟基，其中一个脂酰链通过酰胺键连接于非还原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链，以及其中一个脂酰链通过酯键连接于非还原末端葡糖胺的3-羟基并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链。
[0019]依照包括TLR激动剂的上述所有实施方案中的某些，TLR激动剂能够通过与选自TLR-2、TLR-3、TLR-4、TLR-5、TLR-6、TLR-7、TLR-8 和 TLR-9 中的至少一种 TLR 相互作用来递送生物信号。在某些另外的实施方案中，所述TLR激动剂选自脂多糖、肽聚糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫同源体以及至少一种丙肝抗原。在特别的实施方案中，其中使用了 TLR-7和/或TLR-8激动剂，TLR-7和/或TLR-8激动剂被诱陷于囊泡中。
[0020]依照上述所有实施方案中的某些，GLA具有下式:
[0021]
【权利要求】
1.疫苗组合物，其包含: (a)抗原；和 (b)吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)。
2.如权力要求I所述的疫苗组合物，其还包含选自下述的至少一种另外组分: (a)钟样受体(TLR)激动剂； (b)皂苷或皂苷模拟物； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一种的载体； (d)咪唑并喹啉免疫反应调节剂； (e)双茎环免疫调节剂(dSUM)； (f)辅佐剂；以及 (g)药学上可接受的载体。
3.如权利要求2所述的疫苗组合物，其中: (i)所述辅佐剂，当存在时，选自明矾、植物碱和去垢剂，其中所述植物碱选自番茄素，且所述去垢剂选自皂苷、聚山梨醇酯80、司盘85和硬脂酰酪氨酸； (?)所述TLR激动剂，当存在时，选自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫同源体以及至少一种丙型肝炎抗原； (iii)所述咪唑并喹啉免疫反应调节剂，当存在时，选自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述辅佐剂，当存在时，选自细胞因子、去垢剂和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (v)所述药学上可接受的载体，当存在时，包含选自磷酸钙、水包油型乳剂、油包水型乳剂、脂质体和微粒的载体。
4.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述GLA没有被3’-脱-O-酰化。
5.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述GLA是3-酰基单磷酸脂质A的衍生物，其中2-氨基位置包含单酰基链。
6.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述GLA包含: (i)双葡糖胺骨架，其具有通过非还原末端葡糖胺的I位氨基己醣和还原末端葡糖胺的6位氨基己醣之间的醚键连接于非还原末端葡糖胺的还原末端葡糖胺； (?)连接于非还原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基团；以及 (iii)至多6个脂酰链； 其中一个脂酰链通过酯键连接于还原末端葡糖胺的3-羟基， 其中一个脂酰链通过酰胺键连接于非还原末端葡糖胺的2-氨基并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链， 以及其中一个脂酰链通过酯键连接于非还原末端葡糖胺的3-羟基并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链。
7.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述GLA具有下式:
8.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述抗原包含至少一种多肽抗原或至少一种重组表达构建体，所述重组表达构建体包含可操作连接于编码至少一种多肽抗原的核酸序列的启动子。
9.如权利要求1所述的疫苗组合物，其中所述抗原来自(i)与传染性疾病相关的至少一种传染性病原体，(ii)与癌症相关的至少一种抗原决定部位、生物分子、细胞或组织，或(iii)与自身免疫疾病相关的至少一种抗原决定部位、生物分子、细胞或组织，或者与其在免疫学上交叉反应。
10.引发或增强个体体内期望的抗原特异性免疫反应的方法，所述方法包括给予个体包含(a)抗原和(b)吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)的组合物，其中所述抗原来自⑴与传染性疾病相关的至少一种传染性病原体，(?)与癌症相关的至少一种抗原决定部位、生物分子、细胞或组织，或(iii)与自身免疫疾病相关的至少一种抗原决定部位、生物分子、细胞或组织，或者与其在免疫学上交叉反应，并由此引发或增强个体体内期望的抗原特异性免疫反应。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述组合物还包含选自下述的至少一种另外组分: (a)钟样受体(TLR)激动剂； (b)皂苷或皂苷模拟物； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一种的载体； (d)咪唑并喹啉免疫反应调节剂； (e)双茎环免疫调节剂(dSUM)； (f)辅佐剂；以及 (g)药学上可接受的载体。
12.如权利要求11所述的方法，其中: (i)所述辅佐剂，当存在时，选自明矾、植物碱和去垢剂，其中所述植物碱选自番茄素，且所述去垢剂选自皂苷、聚山梨醇酯80、司盘85和硬脂酰酪氨酸， (?)所述TLR激动剂，当存在时，选自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫同源体以及至少一种丙肝抗原，以及(iii)所述咪唑并喹啉免疫反应调节剂，当存在时，选自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述辅佐剂，当存在时，选自细胞因子、去垢剂和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (V)所述药学上可接受的载体，当存在时，包含选自磷酸钙、水包油型乳剂、油包水型乳剂、脂质体和微粒的载体。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述GLA没有被3’-脱-O-酰化。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述GLA是3-酰基单磷酸脂质A的衍生物，其中2-氨基位置包含一个酰基链。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述GLA包含: (i)双葡糖胺骨架，其具有通过非还原末端葡糖胺的I位氨基己醣和还原末端葡糖胺的6位氨基己醣之间的醚键连接于非还原末端葡糖胺的还原末端葡糖胺； (?)连接于非还原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基团；以及 (iii)至多6个的脂酰链； 其中一个脂酰链通过酯键连接于还原末端葡糖胺的3羟基， 其中一个脂酰链通过酰胺键连接于非还原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链，· 以及其中一个脂酰链通过·酯键连接于非还原末端葡糖胺的3-羟基并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链。
16.如权利要求10所述的方法，其中所述GLA具有下式:
17.如权利要求10所述的方法，其中所述抗原包含至少一种多肽抗原或至少一种重组表达构建体，所述重组表达构建体包含可操作连接于编码多肽抗原的核酸序列的启动子。
18.如权利要求10所述的方法，其中所述抗原来自(i)与传染性疾病相关的至少一种传染性病原体，(ii)与癌症相关的至少一个抗原决定部位、生物分子、细胞或组织或(iii)与自身免疫疾病相关的至少一个抗原决定部位、生物分子、细胞或组织，或者与其在免疫学上交叉反应。
19.诱导或增强免疫反应的药物组合物，其包含: (a)吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA);以及 (b)药学上可接受的载体或赋形剂。
20.如权利要求19所述的药物组合物，其中所述组合物还包含选自下述的至少一种另外组分: (a)钟样受体(TLR)激动剂； (b)皂苷； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一种的载体； (d)咪唑并喹啉免疫反应调节剂； (e)双茎环免疫调节剂(dSUM)； (f)辅佐剂；以及 (g)药学上可接受的载体。
21.如权利要求20所述的药物组合物，其中: (i)所述辅佐剂，当存在时，选自明矾、植物碱和去垢剂，其中所述植物碱选自番茄素，且所述去垢剂选自皂苷、聚山梨醇酯80、司盘85和硬脂酰酪氨酸， (?)所述TLR激动剂，当存在时，选自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖体延长和起始因子4a(LeIF)的利什曼虫同源体以及至少一种丙肝抗原，以及 (iii)所述咪唑并喹啉免疫反应调节剂，当存在时，选自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述辅佐剂，当存在时，选自细胞因子、去垢剂和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (v)所述药学上可接受的载体，当存在时，包含选自磷酸钙、水包油型乳剂、油包水型乳剂、脂质体和微粒的载体。
22.如权利要求19所述的药物组合物，其中所述GLA包含: (i)双葡糖胺骨架，其具有通过非还原末端葡糖胺的I位氨基己醣和还原末端葡糖胺的6位氨基己醣之间的醚键连接于非还原末端葡糖胺的还原末端葡糖胺； (?)连接于非还原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基团；以及 (iii)至多6个的脂酰链； 其中一个脂酰链通过酯键连接于还原末端葡糖胺的3羟基， 其中一个脂酰链通过酰胺键连接于非还原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链， 以及其中一个脂酰链通过酯键连接于非还原末端葡糖胺的3-羟基并包含通过酯键与多于12个碳原子的烷酰基链连接的十四酰链。
23.如权利要求19所述的药物组合物，其中所述GLA具有下式:
24.刺激个体非特异性免疫反应的方法，其包括权利要求19的药物组合物的给药。
25.试剂盒，其包含:(a)包含吡喃葡萄糖脂佐剂(GLA)和药学上可接受的载体或赋形剂的组合物；以及(b)第二容器内的抗原，其中所述免疫组合物不与所述抗原接触。
【文档编号】A61P37/04GK103705919SQ201310404297
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2007年9月26日 优先权日:2006年9月26日
【发明者】史蒂文·G·里德, 达瑞克·卡特 申请人:传染性疾病研究院