KR20170137867A - 보르데텔라 퍼투시스 면역원성 백신 조성물 - Google Patents

보르데텔라 퍼투시스 면역원성 백신 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)를 치료 및 예방하기 위한 조성물, 백신, 수단 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 비-필수 백신 성분의 제거, 비-변성된 유전자 수준에서 무독화된 돌연변이의 사용 및 병독성 인자의 추가를 포함하는 3단계 접근법에 관한 것이다.

Description

보르데텔라 퍼투시스 면역원성 백신 조성물
관련 출원에 대한 언급
본 출원은 2015년 4월 16일자 미국 가출원 번호 62/148,529에 대해 우선권을 주장하며, 이 문헌의 내용은 원용에 의해 구체적이고 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 기술 분야
본 출원은 보르데텔라 퍼투시스 (Bordetella pertussis)를 치료 및 예방하기 위한 조성물, 백신, 수단 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 비-필수 백신 성분은 제거하고, 비-변성된, 유전자 수준에서 무독화된 돌연변이 (nondenatured, genetically detoxified mutant)를 사용하며, 병독성 인자 (virulence factor)를 추가하는, 3단계 접근 방식에 관한 것이다.
1940년대 후반에 전-세포 (whole-cell) 백일해 (wP) 백신의 출현으로 백일해 발병률과 감염으로 인한 사망율이 모두 급격하게 줄어들었다. 그러나, 백신의 성공은 안전성 문제에 대한 우려로 인해 약화되었다. 그래서, 1990년대 후반에는 다수 선진국에서는 무세포성 백일해 (aP: acellular pertussis) 백신으로 대체되었다. 그 이후로, 백일해 병례가 증가하여, 비약적인 유행 순환 (epidemic cycle)이 재개되었다. 2012년에는, 백일해 48,277건과 사망 18건이 질병관리예방센터 (CDC)에 보고되었는데, 이는 백일해가 미국에서 60년만에 가장 큰 부담이 되고 있다는 것을 의미하며, 다른 국가들에서도 유사 현상들이 발생했다 (2-4). 그러나, 현대 백일해 역학은 백신 이전 시대의 역학을 재연하지 않는다. 현재 이 질병은 영유아 및 청소년 (9-19세)에서 보다 빈번하게 발생하며, 놀랍게도, 이들 청소년은 대개 현행 권고에 따라 충분히 백신 접종을 받았지만, 백일해에 걸렸다 (5, 6). 공교롭게도, aP 백신으로 이행되는 과도기에 출생해 백신 접종받은 청소년들을 대상으로 백일해 발병율을 분석한 연구들에서, aP 백신만 접종받은 청소년들이 wP 백신을 단 한번 접종받은 청소년과 비교해 감염율이 현저하게 높은 것으로 나타났다 (7). 이 그룹에서 감염 증가를 억제하기 위해, 관리 기관에서는 좀더 초기에 부스터 (booster)를 투여할 것을 촉구하였다 (8). aP 백신의 부스팅 투여로 인한 이점은, 백일해 재발이 단순히 면역 약화에 의한 것인지 또는 aP 백신에 의해 유발되는 면역 반응이 WP 백신 또는 천연 감염에 의한 면역 반응과 기본적으로 다른 특성을 가지기 때문인지를 모르기 때문에, 불확실하다.
청소년과 또한 성인에서 질병 발생율 증가는, 면역화되지 않았거나 또는 불완전 면역화된 영유아로 전파시킬 위험이 있기 때문에, 특히 우려된다 (9). 이런 문제와 맞물려, 대부분 진단이 행해지는 시점까지 항생제 치료 효과는 최소한이며, 중증 환자가 기계적 인공 호흡 (mechanical ventilation)과 같은 호흡 곤란에 대한 표준 요법에 무반응성일 수 있다 (10). 이러한 백일해 재-출현은 세계적인 공중 보건 문제로서 많은 도전을 제기한다. 예를 들어, 허용가능한 안전성 프로파일을 가지고 있으며, 장기간 지속적인 면역을 제공해주며, 감염 부담을 낮추어주고, 전염을 방지하는, 백신이 요구된다. 또한, 취약 집단에서 이환율과 사망율을 낮추는 치료제와 치료 전략이 요구된다 (11). 명확하게, 개선된 백일해 백신이 강력하게 요구된다.
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본 발명은 현 전략 및 계획과 관련된 문제점과 단점을 해결하여, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis ) 및 관련 유기체에 의한 감염을 치료 및 예방하기 위한 새로운 수단, 조성물 및 방법을 제시한다.
본 발명의 일 구현예는 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소 (PT: pertussis toxin); 유전자 수준에서 무독화된 백일해 아데닐레이트 사이클라제 독소 (ACT: adenylate cyclase toxin); 담체 단백질 또는 펩타이드에 접합되는, 하나 이상의 내독소 항원 결정기 (antigenic determinant)를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 리포올리고사카라이드로부터 유래되는 면역원성 올리고당 또는 이의 단편; 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대해 방어적인 세포성 반응을 유도하기 위한 TLR 작용제를 포함하는, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 면역원성 백신 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 조성물은 포유류에 제공되면, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 항-독소 중화 항체가 생산되고; 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 직접 살세균 항체가 생산되고; 백일해 독소-특이적인 Th1/Th17 세포 반응이 발휘되며; 호중구의 동원을 허용하는, IFN-δ 및 IL-17 사이토카인이 생산되며; 백신 수여체에서 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 비인두 콜로니화 (nasopharyngeal colonization) 및 보균화 (carriage)가 감소된다. 바람직하게는, 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소는 E. coli에서 생산된다. 또한, 바람직하게는, 백일해 독소를 유전자 수준에서 무독화한 돌연변이는 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에서 생산된다. 바람직하게는, 유전자 수준에서 무독화된 AC 독소는 서열번호 1의 1차 아미노산 서열을 가진다. 바람직하게는, 본 발명의 백신은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 anti-PT 및 anti-ACT 중화 및 살세균성 항체의 생산을 유도한다.
본 발명의 다른 구현예는 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소 (PT); 유전자 수준에서 무독화된 백일해 아데닐레이트 사이클라제 독소 (ACT); 담체 단백질 또는 펩타이드에 접합되는, 하나 이상의 내독소 항원 결정기를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 리포올리고사카라이드로부터 유래되는 면역원성 올리고당 또는 그 단편; 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis )에 대해 방어적인 세포성 반응을 유도하기 위한 TLR 작용제를 포함하는, 올리고당 접합체 (oligosaccharide conjugate)에 관한 것이다. 바람직하게는, 올리고당은 도 2에 도시된 식 1, 식 2 또는 식 3의 올리고당을 하나 이상 포함한다. 또한, 바람직하게는, 식 3의 5당류는 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis ) LOS의 합성 또는 탈아민화 생성물이다. 바람직하게는, 올리고당은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS-유래 올리고당 (OS) 또는 그 단편; 및 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 유래 무독화된 독소 (dPT)를 포함하며, 올리고당은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS-유래 올리고당 (OS) 또는 그 단편과, 백일해 유래 무독화된 독소 (dACT)를 포함한다. 바람직하게는, TLR 작용제는 TLR-2, TLR-4 또는 TLR-8이다.
본 발명의 다른 구현예는 청구항 1항에 따른 백신으로 포유류를 면역화하여 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 의해 유발되는 질병을 예방하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 구현예는 청구항 1항에 따른 백신으로 포유류를 면역화하여 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 비인두 콜로니화 및 보균화를 낮추는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예들과 이점들은 후술한 상세한 설명에서 일부 언급되며, 적어도 이러한 설명으로부터 명확해지거나 또는 본 발명을 실시함으로써 알게 될 수 있다.
도 1은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 무독화된 아데닐레이트 사이클라제 독소의 아미노산 서열 (서열번호 1)을 도시한 것이다.
도 2는 보르데텔라 브론셉티카 (B. bronseptica) LOS의 십이당류 코어 구조 (식 1); 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 균주 186의 LOS의 탈아민화에 의해 수득되는 오당류 합텐의 구조 (식 2); 및 스페이서와 말단 알데하이드가 구비된 합성 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 에피토프 말단의 LOS 삼당류의 구조 (식 3)를 도시한 것이다.
청소년과 또한 성인에서 증가된 질병의 발생률은 위험한 수준이다. 이 문제와 더불어, 대부분 진단이 행해지는 시점까지 항생제 치료 효과는 최소한이며, 중증 환자가 호흡 곤란에 대한 표준 요법에 무반응성일 수 있다. 이러한 백일해 재-출현은 전세계적인 공중 보건 문제로서 많은 도전을 제기한다. 허용가능한 안전성 프로파일을 가지고 있으며, 장기간 지속되는 면역을 제공해주며, 감염 부담을 낮추어주고, 전염을 방지하는, 백신이 요구된다.
백일해 백신 치료제는 3단계 방식으로 개발할 수 있다는 것을 놀랍게도 알게 되었다. 단계 1은 비-필수 백신 성분을 제거하는 것이다. 단계 2는, 화학적으로 변형된 PTx 보다 낮은 (1/5) 용량에서도 더 우수한 면역원인 것으로 입증된, 비-변성된 유전자 수준에서 무독화된 돌연변이를 이용함으로써 필수 성분 PTx를 개량하는 것이다 (12, 13). 단계 3은 아데닐레이트 사이클라제 독소 및 리포올리고사카라이드 접합체와 같은 병독성 인자를 추가하여, 면역 반응을 넓히는 것이다 (21, 22). 3번째 단계는 다음을 제공한다: (i) 항-단백질 항체 (antiprotein antibody), 백신 지속 기간 및 질병-유발성 IgG 항-단백질이 약화되어, 최고치가 2-5y에 약 10배 떨어지고 (14-17); (ii) 청소년과 성인은, 역반응으로 인해 세포성 백일해 백신으로 면역화되지 않고, 다수가 비-면역인 상태로 남게 되며 (18); (iii) 앨리슨바이스에 따르면: "성인을 대상으로 한 무-세포성 백일해 백신의 부스터 면역화가 살세균 활성을 예비-면역화 수준 이상으로 높인다는 것은 확인되지 않았다. 살세균성 면역 반응을 촉진하는 것이 백일해 백신의 효능을 향상시킬 수 있다" (19); 그리고 (iv) 백일해 백신의 일차적인 작용이 식균 세포 상의 PT에 대한 불활성화 작용을 차단하는 혈청 IgG 항-독소 면역이므로, 이로써 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 식균이 가능해지며, 즉, 무-세포성 또는 전세포 백신에 의해 생성되는 항체는 병원체를 직접 죽이지 않는다. 또한, 기침을 완화함으로써 결과적으로 감수성 집단에서 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 전염을 줄여주는, 백일해 백신의 "집단 (herd)" 면역 효과도 있다. 디프테리아 톡소이드를 이용한 광범위 면역화에 의해 유발되는 효과와 유사하게, 이러한 간접적인 항-독소 효과는 양쪽 백신에 대한 개체별 불완전한 면역성 (약 71%)의 이유가 된다. 그람 음성 병원체의 표면 다당류에 대한 백신-유발성 IgG 항체는 살세균 효과와 면역을 유도하므로, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 리포폴리사카라이드 (LOS)가 살균성 면역 반응을 형성하고 세균 보균성을 낮추어 질병 발병을 줄이는데 보다 효과적일 수 있는 가능성있는 백신 성분이 될 수 있다 (20). 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 내독소에는 전형적인 O-항원이 결핍되어 있으며, 즉 리포폴리사카라이드를 구성한다. 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS는, 단일한 올리고당 유닛인, 지질 A, 코어 올리고당 및 말단 삼당류로 구성된다 (52, 53). 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis ) 균주들 중에서, 말단 삼당류가 없는 LOS를 가진 저 병독성의 균주도 존재한다.
보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)는 몇가지 독소를 분비하는데, 그 중 하나인 아데닐레이트 사이클라제 독소 (ACT)는 감염된 이후에만 나타난다. 백일해 박테리아가 기관지 세포에 부착하면, 박테리아의 유전자가 스위치 온 되며, 그 결과 면역 시스템에 대한 장애 구역 (force-field)처럼 작용하는 ACT 독소가 생성된다. ACT는 면역 시스템이 박테리아를 인지하지 못하게 정지시키고, 면역 시스템이 속았다는 사실을 각성할 때까지 약 2주간의 어드밴티지를 박테리아에게 제공해준다. 백일해 자연 면역에서, ACT 또는 아데닐레이트 사이클라제 독소가 초기 면역 반응의 토대를 형성한다. 이러한 최일선 면역 반응이 제1 라운드 백일해 박테리아를 박멸하는데 결정적일 뿐만 아니라 이후 보강되었을 때 박테리아를 제거하는데 중요하다. 백신 접종 여부에 상관없이, 감염된 개체에서는 박테리아가 순환되는 시기에는 계속해서 콜로니화가 진행된다. 차이점은 백신 접종받은 개체는 콜로니화 상태를 더 장기간 유지하여, 백일해가 전염되는 방식인 기침을 어느 정도 발생시킬 가능성이 더 높다는 것이다. 자연 면역에서는 신체가 ACT에 매우 강하게 반응하지만, 백신 접종받은 개체는, 오리지날 항원성 sin (33)과 백신내 ACT 무-함유로 인해, 이에 반응하도록 전형 프로그래밍되어 있지 않다. 아직까지 이 항원을 백신에 포함시키지 않기 때문에, 백신은 이 독소에 대한 항체를 부스팅하지 않는다. 자연 회복기 혈청은 ACT 항체의 함량이 DTaP 수여체 보다 17배 이상 높고, 백일해 감염 후 측정하였을 때에는 DTP 백신을 접종한 경우 보다 9배 이상 높다 (23). 보르데텔라 퍼투시스 아데닐레이트 사이클라제-헤몰리신 (AC-Hly: adenylate cyclase-hemolysin)은 타겟 세포에 직접 침투하여 세포내 cAMP를 증가시킴으로써 정상적인 기능을 손상시킨다. 정제된 보르데텔라 퍼투시스 AC-Hly 또는 AC (AC-Hly의 단편으로서, 아데닐레이트 사이클라제 활성만 남아있고 시험관내 독성 활성은 없음)를 이용해 능동 면역화 (active immunization)는 마우스를 보르데텔라 퍼투시스의 코내 감염으로부터 보호한다 (50). AC-Hly 또는 AC를 이용한 면역화는 마우스 호흡기에서 박테리아 콜로니화 기간을 크게 단축시킨다. 또한, 보르데텔라 파라퍼투시스 AC-Hly 또는 AC는 보르데텔라 파라투시스의 콜로니화에 대한 방어 항원이고; 이의 방어 활성은 전-세포 백신의 활성과 동일하다 (50). 뮤라인 모델에서, AC-Hly는 보르데텔라 발병에 중요한 역할을 담당할 수 있다. 이 인자가 인간 질병에서 비슷한 역할을 한다면, 방어 항원으로서의 이의 사용은 질병 발병 뿐만 아니라 박테리아 보균을 제한함으로써 무증상성 인간 보균자를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 과제는 보다 효과적인 보르데텔라 퍼투시스 백신 제형에 ACT를 첨가하는 것이다.
백신 보강제가 개발되었지만, 안전성에 대한 근본적인 우려로 영유아 챌린징 (challenging)에 사용하도록 예정된 3세대 백일해 백신에 도입될 예정이다. 그럼에도 불구하고, 청소년과 성인용 백일해 백신에 대한 보강제, 항원 전달 시스템 및 투여 경로는 조사가 필요하다.
또한, 본 발명은, 면역 반응을 Th1/Th17 세포 반응 쪽으로 기울게 하는 보강제를 함유한 백신으로 청소년 및 성인을 면역화하는 방법을 포함한다. 무-세포성 백일해 백신 (aP)은 알럼 (alum)에 흡착된 개개 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 항원들로 구성되며, 강력한 항체, Th2 및 Th17 반응을 촉진하지만, Th1 세포에 의해 매개되는 세포 면역을 유도하는데에는 거의 효과가 없다. 이와는 대조적으로, 내인성 Toll 유사 수용체 (TLR) 작용제를 포함하는 전-세포성 백일해 백신은 Th1 뿐만 아니라 Th17 반응도 유도하다. 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 유래의 새로운 TLR2-활성화 지단백질이 동정 및 규명되었다 (24). 이들 단백질은 그람 음성 박테리아에 고유한 특징적인 N-말단 신호 펩타이드를 포함하고 있으며, 본 발명자들은, 이들 지단백질들 중 하나인 BP1569가 뮤라인 수지상 세포, 대식세포 및 인간 단핵구 세포를 TLR2를 통해 활성화한다는 것을, 입증하였다. 강력한 면역자극 특성 및 보강제 특성을 가진 대응되는 합성 리포펩타이드 LP1569 역시 실험용 Pa를 이용해 마우스에서 유도된 Th1, Th17 및 IgG2a 항체 반응을 강화할 수 있었으며, 알럼을 이용해 제형화된 등가의 백신 보다 우수한 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 감염 방어력을 부여하였다 (24).
어린이를 대상으로 한 T 세포 반응을 분석한 결과, Pa는 Th2-타입 반응을 촉진하는 반면, Pw는 Th1 세포를 선호적으로 유도하는 것으로, 입증되었다 (25, 26). 또한, 항체 반응이 현저하게 약화되었을 때, 마우스에서 wP에 의해 유도된 우수한 장기간의 방어가 강력한 Th1 반응 유도와 관련있다는 것 역시 보고되었다 (27). 최근 들어, Th17 세포는 또한 자연 감염에 의해 유도되는 예방 또는 wP를 이용한 면역화에 의해 유도되는 예방에도 역할을 하는 것으로, 보고되었다 (28-31).
유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소 (dPT)를 입수할 수 있으며, 백신 개발에 적합한 백일해 독소의 돌연변이를 입수할 수 있다 (43,44a, 44b). dPT-유도성 Th17 증폭 (expansion)은 PI3K 경로에 의해 조절되는 카운터 (counter)이다. 이러한 특성과 이미 백일해에서 백신 Ag로서 인간에서 사용 중에 있기 때문에, dPT는 Th1/Th17에 의해 숙주 면역을 매개하는 감염성 질환에 대한 백신에서 면역 보호 반응을 해 조성하기 위한 유효한 후보 보강제로서 제공될 수 있다 (45). 예를 들어, 백일해 독소 돌연변이, 이러한 돌연변이를 생산할 수 있는 보르데텔라 균주 및 항-백일해 백신 개발에서의 이의 용도는 미국 특허 7,666,436에 언급되어 있다. 면역학적으로 활성형이지만 독성은 약화되거나 또는 없는 백일해 독소 (PT) 돌연변이들이 개시되어 있으며, 이는 서브유닛 S1 아미노산 서열 중 아미노산 잔기 Glu129, Asp11, Trp26, Arg9, Phe50, Asp1, Arg13, Tyr130, Gly86, Ile88, Tyr89, Tyr8, Gly44, Thr53 및 Gly80 중 1개 이상이 결손되어 있고, 천연 아미노산 그룹에서 선택되는 다른 아미노산 잔기로 치환된 특징을 가진다.
PT 돌연변이를 공급 및 분비할 수 있는 보르데텔라 균주와, 이를 수득하기 위한 수단 및 방법 역시 개시되어 있다. 보르데텔라 균주 및 이로부터 생산되는 PT 돌연변이는 유효한 세포성 및 무-세포성 항-백일해 백신을 제조하는데 특히 적합하다.
아데닐레이트 사이클라제 독소는 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)(및 매우 가까운 보르데텔라에 속하는 다른 종)에 의해 분비되는 또 다른 중요한 병독성 인자이다. 이것은 면역원성 단백질이며, 방어적인 면역 반응을 형성할 수 있지만, 무-세포성 백일해 백신의 성분으로 포함된 바 없다. ACT는 대략 400개의 아미노산으로 된 아미노 말단의 아데닐레이트 사이클라제 (AC) 도메인과, E. coli와 유의한 상동성을 가진 대략 1300개의 아미노산으로 된 포어를 형성하는 RTX (repeat in toxin) 헤몰라이신 도메인으로 구성된다. ACT는 CyaBDE 단백질에 의해 형성되는 타입 I 분비 '채널-터널' 기전을 통해 보르데텔라 퍼투시스에서 분비된 다음, 헤몰라이신 도메인내 특정 라이신 잔기 2개가 CyaC 아실트랜스퍼라제에 의해 매개되는 지방 아실화에 의해 변형된다 (35). 마우스 모델 연구를 통해, ACT가 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 감염에 중요한 병독성 인자라는 것이 확립되었다 (36-38). AC 촉매 활성이 파괴된 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis )의 점 돌연변이는 야생형 박테리아와 비교해 갓 태어난 마우스 새끼에서의 병원성이 1000배 이상 낮았으며, 즉 이는 백일해 병독성에 AC 독소가 중요하다는 것을 직접적으로 입증해준다. 마찬가지로, HLY가 결핍된 보르데텔라 퍼투시스의 인-프래임 결손 돌연변이 (in-frame deletion mutant) 역시 동일하게 비-병원성이며, 이는 HLY 도메인이 세포내로의 AC 독소 유입에 중요한 역할을 한다는 사실을 뒷받침해준다. 아울러, 점 돌연변이로부터 만들어진 유전자 불활성화된 AC 독소는 천연 독소와 항원 측면에서는 비슷하다. 이 균주는 백일해 성분 백신을 개발하는데 유용할 수 있다 (37). PT 및 ACT 결함 돌연변이 (deficient mutant)를 사용하여, 감염 부위로 제시되었을 때, 먼저 PT가 작용하여 호중구의 유입을 저해하고, ACT가 나중에 작용하여 호중구를 마비시키는 것으로, 제시되어 있다 (39). 아데닐레이트 사이클라제 독소의 중화 항체는 인간 호중구에 의한 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis )의 식세포 작용을 촉진한다 (40). AC-Hly 또는 AC를 이용한 면역화를 통해 폐의 콜로니화를 방어할 수 있으며, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 뿐만 아니라 인간에 대한 또 다른 보르데텔라 병원체의 무증상성 보균을 줄일 수 있다. 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 유래의 아데닐레이트 사이클라제 (AC) 독소는, 4개의 기본 도메인, 즉, 촉매 도메인, 소수성 도메인, 글리신/아스파르테이트 풍부 반복 도메인 및 분비 신호 도메인으로 구성된, 177-kDa의 RTX (repeats-in-toxin) 계열의 단백질이다 (41). 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 AC 독소는 E. coli에서 유전자 수준에서 무독화된 재조합 형태로서 생산할 수 있다. 이러한 재조합 독소는 특히 E. coli 균주 BL (Novagen, Madison, WI)에서 pTRACG 플라스미드의 유도체인 발현 벡터를 사용하여 생산할 수 있다 (42).
바람직한 구현예에서, 백일해 백신 제형은 유전자 수준에서 무독화된 재조합 백일해 독소 (rPT)를 포함한다. 모든 aP 백신에 존재하는 주요 병독성 인자인 PT의 제조시, 표면 에피토프의 최대 80%를 제거하는, 생산 중에 적용되는 화학적인 (구체적으로 포름알데하이드) 무독화 공정으로 인해, 잘못된 방향으로 진행될 수 있다. 화학적 무독화는 PT의 면역원성을 떨어뜨리고, 오리지날 항원 sin (antigenic sin)을 유도할 수 있으며, 즉, PT 백신 에피토프에 대한 면역 기억을 이용해 향후 투여/노출시 야생형 균주에 효과가 없는 항체가 생성되게 할 수 있다 (32-34).
다른 바람직한 구현예는 dPT 외에도, 무독화된 아데닐레이트 사이클라제 독소 (dACT)를 포함하는 백신에 관한 것이다. PT는 접종 후 처음 24-48시간 동안 감염 부위로의 호중구의 유입을 지연시킴으로써 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis ) 감염에 있어 중요한 초기 역할을 수행하며, 이후 ACT가 박테리아와 이들 세포와의 상호작용 후 동원된 호중구의 중독 (intoxication)에 중요한 역할을 담당한다. ACT는, 호중구 상에 존재하는 CD11b/CD18 인테그린 수용체에 결합한 후, 효과적으로 세포로 들어가며, 호중구 활동에 부정적인 영향을 작용하는 것으로 알려져 있으며, 관련성이 높은 병원체 보르데텔라 브론키셉티카 (Bordetella bronchiseptica)에 대한 연구를 통해, 감염을 촉진하는데 있어 ACT의 주요 타겟 세포로서 호중구가 동정되었다. 즉, 이들 독소는, 호흡기의 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis )의 감염 최적화 및 콜로니화에 필연적인, 호중구 동원 및 활성에 원-투 펀치를 제공할 수 있다.
다른 구현예에서, 본 발명은, 살균성 면역 반응을 형성하는데 유효한 살세균 항체를 생산하고 박테리아 보균을 줄여, 질병의 발병을 낮추기 위해, 리포올리고사카라이드 접합체를 포함한다. 다른 바람직한 구현예에서, 백신은, 담체 단백질 또는 펩타이드가 접합되는, 하나 이상의 내독소 항원 결정기를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 리포올리고사카라이드 내독소로부터 유래되는 코어 올리고당을 포함한다.
다른 구현예에서, 본 발명은, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 방어적인 세포 면역을 매개하기 위해 Th1/Th17 세포 반응 쪽으로 면역 반응을 향하도록, 보강제로서 Toll-유사 수용체 (TLR), 바람직하게는 TLR4 또는 TLR2 작용제를 포함하는, 백일해 백신 제형을 제공한다. 증거들은, 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소 (dPT)-유도성 Th17 증폭 (expansion)이 PI3K 경로에 의해 조절되는 카운터라는 것을 제시해준다. 백일해에서 백신 Ag로서 인간용으로 이미 사용되고 있다는 점과 그 특성으로 인해, dPT는 Th1/Th17이 숙주 면역을 매개하는 감염성 질환들에 대한 백신에서 면역 방어 반응을 조성하기 위한 유효한 후보 보강제로 제공될 수 있다 (45).
아래 실시예들은 본 발명의 구현예들을 예시하지만, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
실시예 1 cyaA 돌연변이 구축
cyaA 돌연변이 구축은 pUC19에 서브클로닝하여 E. coli에서 발현시킨 cyaA의 2.7-kilobase (kb) BamHI-EcoRI 단편으로 수행하였다 (47). pUC4-KIXX (Pharmacia)로부터 유래된 1.6-kb BamHI 카나마이신-내성 카세트를 cyaA의 BclI 사이트에 삽입하여, 특이적으로 돌연변이시킬 cyaA의 2 영역 사이에 대략 등거리의 위치에 선택 마커를 가진 돌연변이 cyaA 단편을 구축하였다. 기공지된 바와 같이 (47), cyaA의 58번에 위치한 라이신을 메티오닌으로 치환하여 올리고뉴클레오티드-특이적인 돌연변이를 유도함으로써, AC-점 돌연변이 균주 A2-6을 구축하는데 사용할 돌연변이 cyaA 단편을 제조하였다. cyaA의 1047-base-pair pflMI 단편을 적출 및 재-연결하여, cyaA 독소에서 469-817 아미노산이 없는 HLY-결손 돌연변이 균주 32-5를 구축하는데 사용할 돌연변이 cyaA 단편을 제조하였다. 그런 후, 돌연변이 cyaA 단편들 모두 pUC19에서 적출하여, cyaA 바로 상류에 부가적인 2-kb BamHI 단편을 가진 재조합 pSS1129 벡터에 적절한 방향으로 삽입하였다. Stibitz et al.의 방법 (48)에 따라, 이들 재조합 pSS1129 벡터를 접합 전달 (conjugative transfer) 및 선별함으로써, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 돌연변이 균주를 제조하였다. AC- 또는 HLY-돌연변이 cyaA 유전자의 대립유전자 교환 (allelic exchange)을 2 단계 공정으로 달성하여, 유전자 재조합이 cyaA 외에서는 발생하지 않게 하였다. 먼저, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 카나마이신 내성 삽입 돌연변이를 상동 재조합에 의해 삽입하여, 염색체 cyaA를 선별가능한 표현형으로 표시하고, 이로써 AC- 및 HLY-균주를 구축하였다 (S7c2). 제2 사이클에서는, 표시된 염색체 유전자를 AC 점 돌연변이 또는 HLY-결손 돌연변이로 치환하고; 적정 부위의 재조합을 표현형 분석 및 서든 (49) 또는 면역 블롯 분석에 의해 검증하였다. 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 무독화된 CyaA 변이체의 아미노산 서열은 도 1에 나타낸다.
실시예 2 올리고당 접합체 제조
보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 내독소와 보르데텔라 브론키셉티카 (B. bronchiseptica)의 올리고당 접합체는 백일해 백신에 첨가시 살세균 항체를 유도하며, 이 접합체는 제조 및 표준화하기 용이하며; 재조합 백일해 톡소이드에 첨가하였을 때 항세균 및 항독소 면역을 유도할 수 있다 (20, 46). 내독소 코어 올리고당은, 부가적인 성분 O-SP를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) Tohama I 및 Tax 113의 구조와 유사한, 보르데텔라 브론키셉티카 RB50 LPS 코어 OS 구조로부터 수득할 수 있다. 자체 O-SP가 없는 보르데텔라 브론키셉티카 RB50의 십이당류 코어 (도 2A)는 Bio-Gel P-4 컬럼에서 쉽게 분리시켜, 활성화한 다음 담체 단백질에 접합시킬 수 있다. 또한, 보르데텔라 브론키셉티카는, 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 보다 배양하기 쉽기 때문에, 내독소 코어 올리고당을 수득하기에 적절한 생산 균주이다.
실시예 3 오당류 제조
접합체의 오당류 부분은 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 186의 LOS로부터 단리된 단편으로, 말단 3당류, 헵토스 및 안하이드로만노스를 포함한다. 오당류--TTd 접합체는 면역형광 분석 (FACS)에서 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 결합할 수 있는 항체를 유도할 수 있다. 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) 균주 186으로 유래된 리포올리고사카라이드의 말단 오당류는, 핫 페놀워터 (hot phenolwater) 방법에 의해 박테리아 세포를 추출한 다음 이를 울트라원심분리에 의해 정제한 후 제조할 수 있다 (51). 오당류는 아질산 처리에 의해 LOS로부터 선택적으로 절단할 수 있다. 간략하게는, 리포올리고사카라이드 (50mg)를 물, 5% 아질산나트륨 및 30% 아세트산 (1:1:1, vol/vol/vol)을 포함하는 갓 제조한 용액 (180 ml)에 현탁하여 25℃에서 4시간 동안 인큐베이션한 다음, 울트라원심분리를 수행하였다 (200,000g, 2 h). 현탁액을 냉동-건조하고, 생성물을 Bio-Gel P-2 (Bio-Rad)으로 정제하여, 도 2에 도시한 구조 (식 2)의 오당류 10 ml을 수득하였으며, 이를 MALDI-TOF MS 및 NMR 분광측정으로 분석하였다.
실시예 4 면역원성 올리고당-단백질 접합체 제조
생체내에서 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS와 상호작용하는 삼당류에 대한 항체를 증가시켜 응집 반응 (agglutination), 식세포 작용 및 세균 사멸을 촉진할 뿐만 아니라 LOS의 내독소 활성을 중화하기 위해, 스페이서 링커와 말단 알데하이드 또는 그외 적절한 관능기가 구비된, 도 2에 도시된 구조 (식 3)의 합성 삼당류 (말단 삼당류 잔기 A, D, E)를 접합체 면역원으로 제조하였다.
면역원성 올리고당-단백질 접합체를 제조하기 위해, 십이당류 (도 2) 또는 오당류 또는 말단 삼당류 (도 2) 각각 또는 어느 하나를, 환원성 말단 KDO 잔기의 직접 커플링에 의해 커플링하거나, 또는 환원성 아민화 (링커 사용 또는 사용 안함) 및 담체 단백질의 1차 아미노 기와의 축합에 의해 오당류의 2,5 안하이드로만노스를 커플링한다. 다른 예로, 본 발명의 면역원성 접합체는 카르보디이미드를 처리하여 담체 단백질의 1차 아미노기와 쉽게 축합하는 카르복실레이트 중간산물을 제조함으로써, 올리고당의 직접 커플링을 통해 제조할 수도 있다. 바람직한 담체 단백질로는 CRM, 파상풍 톡소이드, 디프테리아 톡소이드, 콜레아 독소 서브유닛 B, 네이세리아 메닌기티디스 (Neisseria meningitidis) 외막 단백질, 뉴몰리소이드 (pneumolysoid), B 그룹의 스트렙토코커스 유래의 C-β 단백질, B 그룹의 스트렙토코커스로부터 유래되는 non-IgA 결합성 C-β 단백질, 슈도모나스 에어루지노사 (Pseudomonas aeruginosa) 톡소이드, 백일해 톡소이드, 라이신 또는 시스테인 잔기를 함유한 합성 단백질 등이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 담체 단백질은 천연 단백질, 화학 변형 단백질, 무독화된 단백질 또는 재조합 단백질일 수 있다. 본 발명에 따라 제조되는 접합체 분자들은, 단백질 구성원이, 단량제, 이량체, 삼량체 및 보다 고도로 가교된 분자일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예들과 용도는 당해 기술 분야의 당업자라면 본원에 기술된 본 발명의 설명 및 실시를 고려해 자명할 것이다. 모든 공개문헌과 모든 미국/외국 특허와 특허 출원을 비롯해, 본원에 인용된 모든 참조문헌들은 원용에 의해 구체적이고 전체적으로 본 명세서에 포함된다. 본원에 사용되는 용어 "포함하는"은 "구성되는" 및 "필수적으로 구성되는"이라는 용어들을 포괄하는 것으로 의도된다. 또한, 용어 "포함하는", "비롯하여" 및 "함유하는"은 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서와 예들은 첨부된 청구항에 의해 정해지는 본 발명의 진정한 범위 및 사상내에서 단지 예로 간주된다.
SEQUENCE LISTING <110> IVENTPRISE LLC <120> BORDETELLA PERTUSSIS IMMUNOGENIC VACCINE COMPOSITIONS <130> 3036.010.PCT <140> PCT/US2016/028093 <141> 2016-04-18 <150> 62/148,529 <151> 2015-04-16 <160> 1 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1357 <212> PRT <213> Bordetella pertussis <400> 1 Met Gln Gln Ser His Gln Ala Gly Tyr Ala Asn Ala Ala Asp Arg Glu 1 5 10 15 Ser Gly Ile Pro Ala Ala Val Leu Asp Gly Ile Lys Ala Val Ala Lys 20 25 30 Glu Lys Asn Ala Thr Leu Met Phe Arg Leu Val Asn Pro His Ser Thr 35 40 45 Ser Leu Ile Ala Glu Gly Val Ala Thr Met Gly Leu Gly Val His Ala 50 55 60 Lys Ser Ser Asp Trp Gly Leu Gln Ala Gly Tyr Ile Pro Val Asn Pro 65 70 75 80 Asn Leu Ser Lys Leu Phe Gly Arg Ala Pro Glu Val Ile Ala Arg Ala 85 90 95 Asp Asn Asp Val Asn Ser Ser Leu Ala His Gly His Thr Ala Val Asp 100 105 110 Leu Thr Leu Ser Lys Glu Arg Leu Asp Tyr Leu Arg Gln Ala Gly Leu 115 120 125 Val Thr Gly Met Ala Asp Gly Val Val Ala Ser Asn His Ala Gly Tyr 130 135 140 Glu Gln Phe Glu Phe Arg Val Lys Glu Thr Ser Asp Gly Arg Tyr Ala 145 150 155 160 Val Gln Tyr Arg Arg Lys Gly Gly Asp Asp Phe Glu Ala Val Lys Val 165 170 175 Ile Gly Asn Ala Ala Gly Ile Pro Leu Thr Ala Asp Ile Asp Met Phe 180 185 190 Ala Ile Met Pro His Leu Ser Asn Phe Arg Asp Ser Ala Arg Ser Ser 195 200 205 Val Thr Ser Gly Asp Ser Val Thr Asp Tyr Leu Ala Arg Thr Arg Arg 210 215 220 Ala Ala Ser Glu Ala Thr Gly Gly Leu Asp Arg Glu Arg Ile Asp Leu 225 230 235 240 Leu Trp Lys Ile Ala Arg Ala Gly Ala Arg Ser Ala Val Gly Thr Glu 245 250 255 Ala Arg Arg Gln Phe Arg Tyr Asp Gly Asp Met Asn Ile Gly Val Ile 260 265 270 Thr Asp Phe Glu Leu Glu Val Arg Asn Ala Leu Asn Arg Arg Ala His 275 280 285 Ala Val Gly Ala Gln Asp Val Val Gln His Gly Thr Glu Gln Asn Asn 290 295 300 Pro Phe Pro Glu Ala Asp Glu Lys Ile Phe Val Val Ser Ala Thr Gly 305 310 315 320 Glu Ser Gln Met Leu Thr Arg Gly Gln Leu Lys Glu Tyr Ile Gly Gln 325 330 335 Gln Arg Gly Glu Gly Tyr Val Phe Tyr Glu Asn Arg Ala Tyr Gly Val 340 345 350 Ala Gly Lys Ser Leu Phe Asp Asp Gly Leu Gly Ala Ala Pro Gly Val 355 360 365 Pro Ser Gly Arg Ser Lys Phe Ser Pro Asp Val Leu Glu Thr Val Pro 370 375 380 Ala Ser Pro Gly Leu Arg Arg Pro Ser Leu Gly Ala Val Glu Arg Gln 385 390 395 400 Asp Ser Gly Tyr Asp Ser Leu Asp Gly Val Gly Ser Arg Ser Phe Ser 405 410 415 Leu Gly Glu Val Ser Asp Met Ala Ala Val Glu Ala Ala Glu Leu Glu 420 425 430 Met Thr Arg Gln Val Leu His Ala Gly Ala Arg Gln Asp Asp Ala Glu 435 440 445 Pro Gly Val Ser Gly Ala Ser Ala His Trp Gly Gln Arg Ala Leu Gln 450 455 460 Gly Ala Gln Ala Val Val Leu Asp Val Ala Ala Gly Gly Ile Asp Ile 465 470 475 480 Ala Ser Arg Lys Gly Glu Arg Pro Ala Leu Thr Phe Ile Thr Pro Leu 485 490 495 Ala Ala Pro Gly Glu Glu Gln Arg Arg Arg Thr Lys Thr Gly Lys Ser 500 505 510 Glu Phe Thr Thr Phe Val Glu Ile Val Gly Lys Gln Asp Arg Trp Arg 515 520 525 Ile Arg Asp Gly Ala Ala Asp Thr Thr Ile Asp Leu Ala Lys Val Val 530 535 540 Ser Gln Leu Val Asp Ala Asn Gly Val Leu Lys His Ser Ile Lys Leu 545 550 555 560 Asp Val Ile Gly Gly Asp Gly Asp Asp Val Val Leu Ala Asn Ala Ser 565 570 575 Arg Ile His Tyr Asp Gly Gly Ala Gly Thr Asn Thr Val Ser Tyr Ala 580 585 590 Ala Leu Gly Arg Gln Asp Ser Ile Thr Val Ser Ala Asp Gly Glu Arg 595 600 605 Phe Asn Val Arg Lys Gln Leu Asn Asn Ala Asn Val Tyr Arg Glu Gly 610 615 620 Val Ala Thr Gln Thr Thr Ala Tyr Gly Lys Arg Thr Glu Asn Val Gln 625 630 635 640 Tyr Arg His Val Glu Leu Ala Arg Val Gly Gln Leu Val Glu Val Asp 645 650 655 Thr Leu Glu His Val Gln His Ile Ile Gly Gly Ala Gly Asn Asp Ser 660 665 670 Ile Thr Gly Asn Ala His Asp Asn Phe Leu Ala Gly Gly Ser Gly Asp 675 680 685 Asp Arg Leu Asp Gly Gly Ala Gly Asn Asp Thr Leu Val Gly Gly Glu 690 695 700 Gly Gln Asn Thr Val Ile Gly Gly Ala Gly Asp Asp Val Phe Leu Gln 705 710 715 720 Asp Leu Gly Val Trp Ser Asn Gln Leu Asp Gly Gly Ala Gly Val Asp 725 730 735 Thr Val Lys Tyr Asn Val His Gln Pro Ser Glu Glu Arg Leu Glu Arg 740 745 750 Met Gly Asp Thr Gly Ile His Ala Asp Leu Gln Lys Gly Thr Val Glu 755 760 765 Lys Trp Pro Ala Leu Asn Leu Phe Ser Val Asp His Val Lys Asn Ile 770 775 780 Glu Asn Leu His Gly Ser Arg Leu Asn Asp Arg Ile Ala Gly Asp Asp 785 790 795 800 Gln Asp Asn Glu Leu Trp Gly His Asp Gly Asn Asp Thr Ile Arg Gly 805 810 815 Arg Gly Gly Asp Asp Ile Leu Arg Gly Gly Leu Gly Leu Asp Thr Leu 820 825 830 Tyr Gly Glu Asp Gly Asn Asp Ile Phe Leu Gln Asp Asp Glu Thr Val 835 840 845 Ser Asp Asp Ile Asp Gly Gly Ala Gly Leu Asp Thr Val Asp Tyr Ser 850 855 860 Ala Met Ile His Pro Gly Arg Ile Val Ala Pro His Glu Tyr Gly Phe 865 870 875 880 Gly Ile Glu Ala Asp Leu Ser Arg Glu Trp Val Arg Lys Ala Ser Ala 885 890 895 Leu Gly Val Asp Tyr Tyr Asp Asn Val Arg Asn Val Glu Asn Val Ile 900 905 910 Gly Thr Ser Met Lys Asp Val Leu Ile Gly Asp Ala Lys Ala Asn Thr 915 920 925 Leu Met Gly Gln Gly Gly Asp Asp Thr Val Arg Gly Gly Asp Gly Asp 930 935 940 Asp Leu Leu Phe Gly Gly Asp Gly Asn Asp Met Leu Tyr Gly Asp Ala 945 950 955 960 Gly Asn Asp Thr Leu Tyr Gly Gly Leu Gly Asp Asp Thr Leu Glu Gly 965 970 975 Gly Ala Gly Asn Asp Trp Phe Gly Gln Thr Gln Ala Arg Glu His Asp 980 985 990 Val Leu Arg Gly Gly Asp Gly Val Asp Thr Val Asp Tyr Ser Gln Thr 995 1000 1005 Gly Ala His Ala Gly Ile Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Gly Ile 1010 1015 1020 Leu Ala Asp Leu Gly Ala Gly Arg Val Asp Lys Leu Gly Glu Ala 1025 1030 1035 Gly Ser Ser Ala Tyr Asp Thr Val Ser Gly Ile Glu Asn Val Val 1040 1045 1050 Gly Thr Glu Leu Ala Asp Arg Ile Thr Gly Asp Ala Gln Ala Asn 1055 1060 1065 Val Leu Arg Gly Ala Gly Gly Ala Asp Val Leu Ala Gly Gly Glu 1070 1075 1080 Gly Asp Asp Val Leu Leu Gly Gly Asp Gly Asp Asp Gln Leu Ser 1085 1090 1095 Gly Asp Ala Gly Arg Asp Arg Leu Tyr Gly Glu Ala Gly Asp Asp 1100 1105 1110 Trp Phe Phe Gln Asp Ala Ala Asn Ala Gly Asn Leu Leu Asp Gly 1115 1120 1125 Gly Asp Gly Arg Asp Thr Val Asp Phe Ser Gly Pro Gly Arg Gly 1130 1135 1140 Leu Asp Ala Gly Ala Lys Gly Val Phe Leu Ser Leu Gly Lys Gly 1145 1150 1155 Phe Ala Ser Leu Met Asp Glu Pro Glu Thr Ser Asn Val Leu Arg 1160 1165 1170 Asn Ile Glu Asn Ala Val Gly Ser Ala Arg Asp Asp Val Leu Ile 1175 1180 1185 Gly Asp Ala Gly Ala Asn Val Leu Asn Gly Leu Ala Gly Asn Asp 1190 1195 1200 Val Leu Ser Gly Gly Ala Gly Asp Asp Val Leu Leu Gly Asp Glu 1205 1210 1215 Gly Ser Asp Leu Leu Ser Gly Asp Ala Gly Asn Asp Asp Leu Phe 1220 1225 1230 Gly Gly Gln Gly Asp Asp Thr Tyr Leu Phe Gly Val Gly Tyr Gly 1235 1240 1245 His Asp Thr Ile Tyr Glu Ser Gly Gly Gly His Asp Thr Ile Arg 1250 1255 1260 Ile Asn Ala Gly Ala Asp Gln Leu Trp Phe Ala Arg Gln Gly Asn 1265 1270 1275 Asp Leu Glu Ile Arg Ile Leu Gly Thr Asp Asp Ala Leu Thr Val 1280 1285 1290 His Asp Trp Tyr Arg Asp Ala Asp His Arg Val Glu Ile Ile His 1295 1300 1305 Ala Ala Asn Gln Ala Val Asp Gln Ala Gly Ile Glu Lys Leu Val 1310 1315 1320 Glu Ala Met Ala Gln Tyr Pro Asp Pro Gly Ala Ala Ala Ala Ala 1325 1330 1335 Pro Pro Ala Ala Arg Val Pro Asp Thr Leu Met Gln Ser Leu Ala 1340 1345 1350 Val Asn Trp Arg 1355

Claims (13)

  1. 보르데텔라 퍼투시스에 대한 면역원성 백신 조성물 (immunogenic Bordetella pertussis vaccine composition)로서,
    유전자 수준에서 무독화된 (genetically detoxified) 백일해 독소 (PT: pertussis toxin); 유전자 수준에서 무독화된 백일해 아데닐레이트 사이클라제 독소 (ACT: adenylate cyclase toxin); 담체 단백질 또는 펩타이드에 접합되는, 하나 이상의 내독소 항원성 결정기를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 리포폴리사카라이드로부터 유래되는, 면역원성 올리고당 또는 그 단편; 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대해 방어적인 세포-매개 반응을 유도하기 위한 TLR 작용제를 포함하며,
    상기 조성물이 포유류에 제공되었을 때,
    보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 항-독소 중화 항체가 생성되고;
    보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 직접적인 살세균 항체가 생성되고;
    백일해 독소-특이적인 Th1/Th17 세포 반응이 유도되고;
    호중구의 동원을 허용하는, IFN-δ 및 IL-17 사이토카인이 생산되고; 및
    백신 수여체에서 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 비인두 콜로니화 (nasopharyngeal colonization) 및 보균화 (carriage)가 감소되는, 백신 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소가 E. coli에서 생산되는, 백신 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소의 돌연변이가 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에서 생산되는, 백신 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전자 수준에서 무독화된 AC 독소가 서열번호 1의 일차 아미노산 서열을 가지는, 백신 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대한 항-PT 및 항-ACT 중화성 및 살세균성 항체의 생산을 유도하는, 백신 조성물.
  6. 올리고당 접합체 (oligosaccharide conjugate)로서,
    유전자 수준에서 무독화된 백일해 독소 (PT); 유전자 수준에서 무독화된 백일해 아데닐레이트 사이클라제 독소 (ACT); 담체 단백질 또는 펩타이드에 접합되는, 하나 이상의 내독소 항원성 결정기를 가진 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 리포폴리사카라이드로부터 유래되는, 면역원성 올리고당 또는 그 단편; 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 대해 방어적인 세포-매개 반응을 유도하기 위한 TLR 작용제를 포함하는 올리고당 접합체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 올리고당이 도 2에 도시된 식 1, 식 2 또는 식 3으로 표시되는 올리고당을 하나 이상 포함하는, 올리고당 접합체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 식 3의 오당류 (pentasaccharide)가 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)의 합성 LOS이거나 또는 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS의 탈아민화 생성물인, 올리고당 접합체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 올리고당이 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS-유래의 올리고당 (OS) 또는 이의 단편 및 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)로부터 유래되는 무독화된 독소 (dPT)를 포함하는, 올리고당 접합체.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 올리고당이 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis) LOS-유래의 올리고당 (OS) 또는 이의 단편 및 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)로부터 유래되는 무독화된 독소 (dACT)를 포함하는, 올리고당 접합체.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 TLR 작용제가 TLR-2, TLR-4 또는 TLR-8인, 올리고당 접합체.
  12. 포유류를 제1항에 따른 백신으로 면역화하여 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 의해 유발되는 질환을 예방하는 방법.
  13. 포유류를 제1항에 따른 백신으로 면역화하여 보르데텔라 퍼투시스 (B. pertussis)에 의한 비인두 콜로니화 및 보균화를 낮추는 방법.
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