包含嵌合的ospa分子的组合物及其使用方法

包含嵌合的ospa分子的组合物及其使用方法
【专利说明】包含嵌合的OSPA分子的组合物及其使用方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年7月27日提交的美国临时申请第61/676, 668号的优先权权 益，其全文以引用的方式并入本文中。 发明领域
[0003] 本发明总体上涉及嵌合的OspA多肽、编码所述多肽的核酸、包含这些分子的组合 物、及其使用方法。
[0004] 发明背景
[0005] 莱姆病（Lymedisease)是一种由广义伯氏疏螺旋体（Borreliaburgdorferi sensulato(s. 1.))引起的蜱传疾病。该疾病的典型特征是在蜱咬部位发生出扩散的红 色皮瘆，随后可能出现全身并发症，包括脑膜炎、心脏炎或关节炎。莱姆病的几乎所有病 例都是由以下三个基因种之一所引起：阿氏疏螺旋体（Borreliaafzelii)、伽氏疏螺旋体 (Borreliag&rinii) #ロイ日 (Borre1burgdorterisensustricto(,s. s.))。在欧洲，发现了感染人类的所有这三个物种。然而，在北美仅发现了单一物种：狭义 伯氏疏螺旋体。伯氏疏螺旋体是疏螺旋体属（Borrelia)的螺旋体类的革兰氏阴性细菌的 ー种。针对莱姆病的抗生素治疗通常是有效的，但ー些患者患有涉及关节或神经系统的慢 性致残形式的疾病，所述疾病甚至在肠胃外的抗生素疗法之后得不到实质性改善，由此凸 显了高危人群对于疫苗的需求。
[0006] 外表面蛋白A(OspA)是一种31kDa抗原，由存在于硬蜱属蜱虫（Ixodesticks) 的中肠中的广义伯氏疏螺旋体物种来表达。已证实OspA在预防北美的莱姆病中是有效的 (Steere等人，N.Engl.J.Med. 339:209-15, 1998;Sigal等人，N.Engl.J.Med. 339:216-22， 1998 ;N.Engl.J.Med. 339:571,1998中的勘误表）。经过完全加工的OspA的氨基末端是 用三个脂肪酰基链进行翻译后修饰的半胱氨酸残基，这三个脂肪酰基链将蛋白锚定到细 菌膜的外表面上（Bouchon等人，Anal.Biochem. 246:52-61，1997)。据报道OspA的脂质 化可稳定分子（Luft，个人通信）并且在不存在强效佐剂的情况下对保护作用来说是至关 重要的（Erdile等人，Infect.Immun. 61:81-90,1993)。缺少氨基末端脂质膜销的可溶重 组形式的蛋白被与凝集型小鼠单克隆抗体的Fab片段一起共结晶以确定OspA的结构，该 结构被显示包含后接单ーa螺旋的21个反平行|3链（Li等人，Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A. 94:3584-9,1997)。
[0007] 基于OspA的单价疫苗（LYMErix?)在美国有售，用于预防莱姆病。然而，在欧 洲，横跨三个基因种的OspA序列的异质性妨碍了基于来自单ー菌株的OspA的疫苗的广泛 保护作用（Gern等人，Vaccinel5:1551-7,1997)。在欧洲分离物中已经识别出七个主要的 OspA血清型（指定为血清型 1 至 7，Wilske等人，J.Clin.Microbiol. 31:340-50,1993)。 OspA血清型与物种相关联；血清型1对应于狭义伯氏疏螺旋体，血清型2对应于阿氏疏螺 旋体及血清型3至7对应于伽氏疏螺旋体。
[0008] 通过用OspA免疫获得的保护性免疫是少有的，因为宿主的免疫反应与病原体之 间的相互作用不会发生在宿主体内，而是发生在蜱虫载体的中肠中。就莱姆病而论，蜱虫充 当莱姆病从动物传播到人类的载体（vector或carrier)。在受感染的蜱虫的进食期间获得 的OspA特异性抗体防止广义伯氏疏螺旋体传播到被免疫的哺乳动物宿主（deSilva等人， J.Exp.Med. 183:271-5,1996)。保护作用是抗体介导的并且主要通过杀菌性抗体而受到影 响，尽管阻碍螺旋体附接至蜱虫肠道上皮组织的内衬上的受体的抗体也可能是有效的（Pal 等人，J.Immunol. 166:7398-403, 2001)。
[0009] 有效OspA疫苗的合理开发需要鉴定保护性表位，如由保护性单克隆抗体LA-2限 定的表位（Golde等人，Infect.Immun. 65:882-9,1997)。X射线晶体学和NMR分析已被用来 鉴定OspA中的免疫学上重要的高变域并且已将LA-2表位定位到氨基酸203-257 (Ding等 人，J.Mol.Biol. 302:1153-64,2000;Luft等人JInfectDis. 185(增刊I) :S46-51，2002)。
[0010] 本领域中存在开发OspA疫苗的需要，所述OspA疫苗能够提供针对在美国、欧洲以 及其它地方存在的疏螺旋体属的多个物种的广泛保护。以下公开描述了这种疫苗的细节。
[0011] 发明概述
[0012] 本发明解决了本领域中与莱姆病或莱姆疏螺旋体病的预防和治疗相关的ー个或 多个需求。
[0013] 本发明包括一种分离的核酸分子，其包含选自由SEQIDN0:1、3以及5所不序列 组成的组的核苷酸序列。在ー些方面，本发明包括一种分离的核酸分子，其由选自由SEQID N0:l、3以及5所示序列组成的组的核苷酸序列组成。在其它方面，本发明包括一种分离 的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：(a)与包含SEQIDN0:1、SEQID N0:3或SEQIDN0:5所示核苷酸序列的核酸分子具有至少90%、91%、92%、93%、94%、 95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性的核苷酸序列；和〇3)与（ &)互补的核苷酸序 列。在另外的方面，本发明包括一种分离的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷酸 序列：（a)编码多肽的核苷酸序列，所述多肽与包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQID 吣:6所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98% 或99%的序列同一 ,性；和（b)与（a)互补的核苷酸序列。在又ー些方面，本发明包括ー种分 离的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：(a)编码包含SEQIDN0:2、SEQ IDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个保 守氨基酸的取代；（b)编码包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序 列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个保守氨基酸的插入；（c)编码包含SEQID N0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1 至25个保守氨基酸的内部缺失；（d)编码包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6 所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个氨基酸的C末端和/或N末 端截短；（e)编码包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽 的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个氨基酸的修饰，所述修饰选自氨基酸取代、氨基酸插 入、氨基酸缺失、C末端截短或N末端截短；以及（f)与（a)至（e)中任何一个互补的核苷 酸序列。
[0014] 本发明包括一种分离的核酸分子，其包含选自由SEQIDN0:7、9以及11所不序列 组成的组的核苷酸序列。在ー些方面，本发明包括一种分离的核酸分子，其由选自由SEQID N0:7、9以及11所示序列组成的组的核苷酸序列组成。在其它方面，本发明包括一种分离 的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：(a)与包含SEQIDN0:7、SEQID勵:9或5￡〇10勵：11所示核苷酸序列的核酸分子具有至少90%、91%、92%、93%、94%、 95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性的核苷酸序列；和〇3)与（ &)互补的核苷酸序 列。在另外的方面，本发明包括一种分离的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷 酸序列：（a)编码多肽的核苷酸序列，所述多肽与包含SEQIDN0:8、SEQIDNO: 10或SEQ IDN0:12所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、 98%或99%的序列同一 ,性；和（b)与（a)互补的核苷酸序列。在又ー些方面，本发明包括一 种分离的核酸分子，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：(a)编码包含SEQIDN0:8、 SEQIDNO: 10或SEQIDNO: 12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至 25个保守氨基酸的取代；（b)编码包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示 氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个保守氨基酸的插入；（c)编码包 含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所 述多肽具有1至25个保守氨基酸的内部缺失；⑷编码包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10 或SEQIDN0:12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个氨基酸的C 末端和/或N末端截短；（e)编码包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示 氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25个氨基酸的修饰，所述修饰选自氨 基酸取代、氨基酸插入、氨基酸缺失、C末端截短或N末端截短；以及（f)与（a)至（e)中任 何一个互补的核苷酸序列。
[0015]本发明包括载体、宿主细胞以及通过培养本文论述的宿主细胞来产生多肽的方 法。在ー些方面，本发明包括包含本文描述的任何核酸分子的载体。在其它方面，本发明包 括包含此类载体的宿主细胞。在ー些方面，宿主细胞是真核细胞。在其它方面，宿主细胞是 原核细胞。在各个方面，产生多肽的方法包括在适于表达多肽的条件下培养本文描述的宿 主细胞，并且任选地使多肽与培养物分离。在各个方面，本发明包括组合物，所述组合物包 含这些嵌合核酸分子中的任ー种或包含此类核酸分子的任何载体和一种或多种药学可接 受的载体。
[0016]本发明包括组合物，所述组合物包含本文论述的核酸分子中的任ー种或本文论述 的载体（vector)中的任一种以及药学可接受的载体（carrier)。在ー些方面，本发明包括 组合物，所述组合物包含本文论述的核酸分子中的至少两种和药学可接受的载体，其中所 述核酸分子具有不同的核苷酸序列。在具体方面，本发明包括组合物，所述组合物包含SEQ IDN0:1、3以及5所示核苷酸序列的组合。
[0017]本发明包括一种分离的多肽，其包含选自由SEQIDN0:2、4以及6所示序列组成 的组的氨基酸序列。在ー些方面，本发明包括一种分离的多肽，其由选自由SEQIDN0:2、4 以及6所示序列组成的组的氨基酸序列组成。在其它方面，本发明包括一种分离的多肽，其 包含具有至少200个氨基酸残基的氨基酸序列，所述多肽与包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4 或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、 97%、98%或99%的序列同一性。在另外的方面，本发明包括一种分离的多肽，其包含选自 由SEQIDN0:8、10以及12所示序列组成的组的氨基酸序列。在又ー些方面，本发明包括 一种分离的多肽，其由选自由SEQIDN0:8、10以及12所示序列组成的组的氨基酸序列组 成。在ー些方面，本发明包括一种分离的多肽，其包含具有至少200个氨基酸残基的氨基酸 序列，所述多肽与包含SEQIDN0:8、SEQIDNO: 10或SEQIDNO: 12所示氨基酸序列的多 肽具有至少 90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性。
[0018] 本发明包括组合物，所述组合物包含本文论述的多肽中的任一种和药学可接受的 载体。在ー些方面，本发明包括组合物，所述组合物包含本文论述的多肽中的至少两种和药 学可接受的载体，其中所述多肽具有不同的氨基酸序列。在具体方面，本发明包括组合物， 所述组合物包含多肽的组合，所述多肽包含SEQIDN0:2、4以及6所示氨基酸序列。
[0019] 本发明包括免疫原性组合物。在ー些方面，本发明的免疫原性组合物包含本文 论述的组合物中的任一种和药学可接受的载体。在各个方面，所述免疫原性组合物具有 诱导产生特异地结合外表面蛋白A(OspA)蛋白的抗体的性质。在某些方面，所述免疫原 性组合物具有诱导产生特异地结合疏螺旋体属的抗体的性质。在特定方面，所述免疫原 性组合物具有诱导产生中和疏螺旋体属的抗体的性质。在某些方面，疏螺旋体属是广义 伯氏疏螺旋体。在特定方面，疏螺旋体是阿氏疏螺旋体、伽氏疏螺旋体、巴伐利亚疏螺旋 体（Borreliabavariensis)或狭义伯氏疏螺旋体。在另外的方面，疏螺旋体是日本疏 螺旋体（Borreliajaponica)、安德森疏螺旋体（Borreliaandersonii)、比塞蒂疏螺旋 体（Borreliabissettii)、中原疏螺旋体（Borreliasinica)、土德疏螺旋体（Borrelia turdi)、塔卢基疏螺旋体（Borreliatanukii)、法雷斯疏螺旋体（Borreliavalaisiana)、 鲁氏疏螺旋体（Borrelialusitaniae)、斯氏疏螺旋体（Borreliaspielmanii)、宫本疏螺 旋体（Borreliamiyamotoi)或孤星疏螺旋体（BorreliaIonestar)。在一些方面，抗体是 由动物产生。在另外的方面，所述动物是哺乳动物。在又ー些方面，所述哺乳动物是人类。
[0020] 本发明包括疫苗组合物。在ー些方面，本发明的疫苗组合物包含本文论述的任 何免疫原性组合物和药学可接受的载体。在各个方面，本发明包括联合疫苗。在某些方 面，本发明的联合疫苗包含与至少ー种第二疫苗组合物联合的本文论述的任何疫苗组合 物。在ー些方面，第二疫苗组合物预防蜱传疾病。在各个方面，所述蜱传疾病是落基山斑 疼热（RockyMountainSpottedFever)、巴贝斯虫病（Babesiosis)、回归热（Relapsing Fever)、科罗拉多蜱热（Coloradotickfever)、人单核细胞埃立克体病（Humanmonocytic ehrlichiosis(HME))、人粒细胞埃立克体病（Humangranulocyticehrlichiosis(HGE))、 南方蜱叮咬相关的皮疼疾病（SouthernTick-AssociatedRashIllness(STARI))、兔热 病（Tularemia)、蜱廉痪（Tickparalysis)、波瓦桑脑炎（Powassanencephalitis)、昆 士兰热（Qfever)、克里米亚刚果出血热（Crimean-Congohemorrhagicfever)、胞裂虫 病（Cytauxzoonosis)、南欧斑疫热（boutonneusefever)或蜱传播的脑炎（tick-borne encephalitis)。在其它方面，所述第二疫苗组合物是选自由以下组成的组的疫苗：蜱传播 的脑炎疫苗、日本脑炎疫苗以及落基山斑瘆热疫苗。在各个方面，所述第二疫苗组合物具 有与针对疏螺旋体感染或莱姆病的免疫相容的季节性免疫程序（seasonalimmunization schedule)〇
[0021] 本发明包括用于诱导受试者的免疫反应的方法。在各个方面，此类方法包括向受 试者施用有效诱导免疫反应的量的本文论述的免疫原性组合物或疫苗组合物中的任ー种 的步骤。在某些方面，免疫反应包括产生抗OspA抗体。本发明包括特异地结合本文描述的 任何多肽的抗体或其片段。
[0022] 本发明包括用于预防或治疗受试者的疏螺旋体感染或莱姆病的方法。在各个方 面，此类方法包括向受试者施用有效预防或治疗疏螺旋体感染或莱姆病的量的本文论述的 疫苗组合物中的任ー种或本文论述的联合疫苗中的任ー种的步骤。在其它方面，此类方法 包括向受试者施用有效预防或治疗疏螺旋体感染或莱姆病的量的本文论述的抗体中的任 ー种的步骤。在某些方面，此类方法包括向受