与金黄色葡萄球菌疾病期间抵消凝固酶活性的抗体相关的组合物和方法
【专利说明】与金黄色葡萄球菌疾病期间抵消凝固酶活性的抗体相关的 组合物和方法
[0001] 本发明是在政府支持下依据国立卫生研究院（National Institutes of Health) 授予的AI092711、AI052474和AI52767以及提供给MM.的HD009007培训经费完成的。 D.M.M.和O.S.对来自国立过敏与传染病研究所（NIAID)的生物防御和新兴传染病财团基 地的区域V "大湖"区域杰出中心的支持（国立卫生研究院资助的1-U54-AI-057153)和其 内部的成员资格以及由国立卫生研究院授予的1-U54-AI-057153表示感谢。政府具有本发 明的一定权利。
[0002] 本申请要求2012年4月26日提交的美国临时专利申请序列号61/638797的优先 权，其通过引用其以其全文并入本文。 I.发明领域
[0003] 本发明一般涉及免疫学、微生物学和病理学。更具体地，其涉及与细菌蛋白的抗体 和用于引发这类抗体的细菌肽有关的方法和组合物。蛋白质包括凝固酶（Coa)。 N.【背景技术】
[0004] 北美医院正在经历金黄色葡萄球菌的流行病。这种生物引起从轻微的皮肤感染到 危及生命的败血症、心内膜炎和肺炎的广泛疾病[2]。金黄色葡萄球菌天生具有广泛的毒力 因子，使其有很多疾病临床表现。区别金黄色葡萄球菌与较小致病性的葡萄球菌物种的界 定特征之一是其使抗凝的血液凝固的能力[48、75]。这一特点起因于两种蛋白质，即凝结 酶（Coa)和血管假性血友病因子结合蛋白（vWbp)。Coa和vWbp结合至宿主凝血酶原并诱 导宿主凝血酶原的构象变化，这模仿从酶原到活化的凝血酶的过渡，使得复合物将纤维蛋 白原裂解成纤维蛋白[66、67、71、72、133、146、188]。纤维蛋白形成血凝块的网状网络。
[0005] Coa和vWbp在金黄色葡萄球菌感染的致病机制中发挥着重要的作用[212]。coa 和vwb双突变体的感染导致鼠败血症模型中延迟的死亡且几乎消除了葡萄球菌形成脓肿 的能力（Cheng等2010)。对抗Coa和vWbp的体液免疫应答提供了对抗葡萄球菌感染的保 护（Cheng等2010)。利用直接凝血酶抑制剂对凝血酶的药物抑制抵消Coa和vWbp的活性 并提供对葡萄球菌败血症的预防性保护[20、177、213]。
[0006] 金黄色葡萄球菌能在干燥表面上存活，从而增加传播的机会。任何金黄色葡萄球 菌感染都可引起葡萄球菌烫伤皮肤综合症，一种对外毒素进入到血液中的皮肤反应。金黄 色葡萄球菌也会导致会威胁生命的被称为脓血症的一种败血症。耐甲氧西林金黄色葡萄球 菌（MRSA)已成为医院获得性感染的主要原因。
[0007] 金黄色葡萄球菌感染通常是用抗生素处理，其中青霉素是选用药物，而万古霉素 用于甲氧西林耐药分离株。对抗生素呈现出广谱耐药性的葡萄球菌菌株比例已经增加，这 对有效的抗菌治疗构成威胁。此外，最近出现的万古霉素耐药性金黄色葡萄球菌菌株引起 了对其没有有效疗法的MRSA菌株开始出现并传播的担忧。
[0008] 在葡萄球菌感染中抗生素的替代方法一直是在被动免疫治疗中使用对抗葡萄 球菌抗原的抗体。这种被动免疫治疗的实例涉及多克隆抗血清的施用（W000/15238、 W000/12132)以及利用抗脂磷壁酸的单克隆抗体的治疗（W098/57994)。
[0009] 靶向对抗金黄色葡萄球菌或对抗它产生的外蛋白的第一代疫苗已经取得了有限 的成功（Lee，1996)，但仍然需要开发用于处理葡萄球菌感染的其他治疗组合物。
【发明内容】
[0010] 在美国，金黄色葡萄球菌是引起菌血症和医院获得性感染最常见的原因。目前没 有FDA批准的预防葡萄球菌疾病的疫苗。
[0011] 在一些实施方案中，提供抑制、减轻和/或预防葡萄球菌感染的抗体组合物。
[0012] 一些实施方案涉及在确定患有或有风险患有葡萄球菌感染的患者中抑制葡萄球 菌感染的方法，其包括向患者施用有效量的特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽1-2结构域 的Coa结合多肽。在一些实施方案中，该方法还包括施用有效量的两种或更多种Coa结合 多肽。在一些实施方案中，该方法还包括向患者施用抗生素或葡萄球菌疫苗组合物。在其 他实施方案中，还提供用于处理患有或者确定患有葡萄球菌感染的患者的方法。在进一步 的实施方案中，还提供用于预防葡萄球菌感染的方法。
[0013] 在一些方面，Coa结合多肽特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽的结构域1。在其他 方面，Coa结合多肽特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽的结构域2。在进一步的实施方案 中，Coa结合多肽特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽的结构域1和结构域2二者上的区域。
[0014] 一些实施方案涉及特异性地结合至由SEQ ID NOs: 1-8中任一序列编码的多肽中 的表位的Coa结合多肽。在一些方面，Coa结合多肽特异性地结合至由SEQ ID NO: 1-8中 任一序列编码的多肽的氨基酸1-149、150-282或1-282中的表位。在一些方面，表位包括 至少或者具有至多来自本文提供的序列中的任一个或由来自本文提供的序列中的任一个 编码的 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、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、 56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、 81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100 个或者更多个连续 氨基酸（或者其中可导出的任意范围）。
[0015] 在具体的实施方案中，Coa结合多肽与OT5. 4或者7H4. 25单克隆抗体竞争结合葡 萄球菌Coa多肽。在进一步的实施方案中，单克隆抗体是4H9. 20、4B10. 44、3B3. 14、2A3. 1、 2H10. 12、6D1. 22、6C4. 15、6C10. 19、8C2. 9 或 4F1. 7。在一些实施方案中，Coa 结合多肽对葡 萄球菌Coa多肽具有通过ELISA测量的约0. 5至ZOnM' I. 0至IOnIT1或I. 0至6. (MT1的 缔合常数。在一些实施方案中，Coa结合多肽对葡萄球菌Coa结构域1-2具有通过ELISA测 量的约0. 5至20ΠΜ-1或I. 0至IOnM -1的缔合常数。
[0016] Coa结合多肽可以是特异性地结合来自葡萄球菌属细菌的Coa蛋白的任意多肽。 在一些实施方案中，Coa结合多肽是经纯化的单克隆抗体或经纯化的多克隆抗体。多肽可 以是例如为单结构域抗体、人源化抗体或者嵌合抗体的抗体。在一些实施方案中，可以给患 者施用两种或更多种Coa结合多肽（例如，两种或更多种经纯化的单克隆抗体或经纯化的 多克隆抗体）。在一些方面，Coa结合多肽是重组的。在其他实施方案中，可以对多肽进行 化学修饰，例如添加一个或更多个化学修饰或者基团。
[0017] 提供其中Coa结合多肽包含来自特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽结构域1-2的 抗体的一个或更多个CDR结构域的实施方案。在具体的实施方式中，Coa结合多肽包含来 自OT5. 4和7H4. 25单克隆抗体的VH结构域或VL结构域中的一、二、三、四、五、六或更多个 ⑶R结构域。在一些方面，Coa结合多肽包含来自OT5. 4或7H4. 25单克隆抗体的VH结构域 或VL结构域中的六个⑶R结构域。在一些实施方案中，Coa结合多肽包含与OT5. 4或7H4. 2 5单克隆抗体的VH结构域或VL结构域至少或者至多70%、75%、80%、85%、90%、95%或 者99%-致的序列。提供了以下实施方案：其中Coa结合多肽包含来自OT5. 4或7H4. 25单 克隆抗体的VH结构域和/或OT5. 4或7H4. 25单克隆抗体的VL结构域。在进一步的实施 方案中，单克隆抗体是 4H9. 20、4B10. 44、3B3. 14、2A3. 1、2H10. 12、6D1. 22、6C4. 15、6C10. 19、 8C2. 9 或者 4F1. 7。
[0018] 在一些实施方案中，Coa结合多肽包含来自特异性地结合至葡萄球菌Coa多肽的 结构域1-2的Coa结合多肽的一个或者更多个CDR结构域和选自免疫球蛋白、纤连蛋白或 者金黄色葡萄球菌蛋白Z的多肽的支架区。
[0019] Coa结合多肽可以有效地偶联至第二Coa结合多肽。在一些方面，第一和第二Coa 结合蛋白有效地重组偶联。在其他方面，第一和第二Coa结合蛋白有效地化学偶联。
[0020] 提供其中Coa结合多肽以约、至少约、或至多约0· lmg/kg到5mg/kg、lmg/kg到 5mg/kg、0. lmg/kg到lmg/kg或者2mg/kg到5mg/kg(或者其中可导出的任意范围）的剂量 施用的实施方案。
[0021] 实施方案还提供了一种经纯化的多肽，其包含来自特异性地结合至葡萄球菌Coa 多肽结构域1-2的抗体的一个或更多个Coa结合蛋白CDR结构域。在一些实施方案中， Coa 结合多肽与单克隆抗体 4H9. 20、4B10. 44、3B3. 14、4F1. 7、6C4. 15、8C2. 9、2A3. 1、5C3. 2、 2H10. 12、6D1. 22、6C10. 19、?5. 4或7H4. 25竞争对葡萄球菌Coa多肽的结合。在一些方面， Coa结合多肽对葡萄球菌Coa多肽具有通过ELISA测量的约0.1 niT1至20ηΜ _\0. δηΜ4至 IOnM'或I. (MT1至KMT1的缔合常数。多肽可以包含例如单结构域抗体Coa结合多肽、人 源化抗体或者嵌合抗体。
[0022] 在一些实施方案中，多肽是重组的。在一些方面，重组多肽包含来自4H9. 20、 4B10. 44、3B3. 14、4F1. 7、8C2. 9、2A3. 1、5C3. 2、2H10. 12、6D1. 22、6C4. 15、6C10. 19、5D5. 4 或 7H4. 25单克隆抗体的VH或VL结构域的一个或更多个⑶R结构域的至少90 %、95%或 者99%。在一些实施方案中，重组多肽包括来自4H9. 20、4B10. 44、3B3. 14、4F1.7、8C2. 9、 2A3. 1、5C3. 2、2Η10· 12、6D1. 22、6C4. 15、6C10. 19、5D5. 4 和 / 或 7Η4· 25 单克隆抗体的 VH 或 VL结构域的二、三、四、五、六个或者更多个⑶R结构域。
[0023] 在一些实施方案中，重组多肽包含i)来自4Η9. 20的可变轻链的⑶R1、⑶R2、和/ 或⑶R3 ;和/或ii)来自4H9. 20的可变重链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3。在一些实施方式 中，重组多肽包括i)来自OT5. 4的可变轻链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3;和/或ii)来自 OT5. 4的可变重链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自 4B10. 44的可变轻链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自4B10. 44的可变重链的 ⑶R1XDR2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自3B3. 14的可变轻链的 ⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自3B3. 14的可变重链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3。 在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自7H4. 25的可变轻链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3 ; 和/或ii)来自7H4. 25的可变重链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多 肽包括i)来自2A3. 1的可变轻链区的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自2A3. 1的 可变重链区的⑶R1XDR2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自2H10. 12 的可变轻链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自2H10. 12的可变重链的⑶R1XDR2、 和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自6D1.22的可变轻链的⑶R1XDR2、 和/或⑶R3 ;和/或ii)来自6D1. 22的可变重链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3。在一些实施 方式中，重组多肽包括i)来自6C4. 15的可变轻链的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3 ;和/或ii) 来自6C4. 15的可变重链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i) 来自6C10. 19的可变轻链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自6C10. 19的可变重链 的⑶R1、⑶R2、和/或⑶R3。在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自8C2. 9的可变轻链 的⑶R1XDR2、和/或⑶R3 ;和/或ii)来自8C2. 9的可变重链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3。 在一些实施方式中，重组多肽包括i)来自4F1.7的可变轻链的⑶R1XDR2、和/或⑶R3 ;和 /或ii)来自4F1.7的可变重链的CDR1、⑶R2、和/或⑶R3。在表5中可以找到关于这些 ⑶R结构域的序列。
[0024] 在一些实施方案中，提供一种经纯化的多肽，其包含来自特异性地结合至葡萄球 菌Coa多肽结构域1-2的抗体的一个或更多个Coa结合多肽CDR结构域。如上所述，多肽 可以包含来自Coa抗体的轻链和/或重链可变区的1、2、3、4