NO337730B1

NO337730B1 - Immunogen sammensetning, vaksine inneholdende denne samt anvendelse og fremgangsmåte for fremstilling.

Info

Publication number: NO337730B1
Application number: NO20031184A
Authority: NO
Inventors: Craig Antony Joseph Laferriere; Jan Poolman
Original assignee: Glaxosmithkline Biologicals Sa
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2016-06-13
Also published as: CN101502648A; WO2002022167A3; ES2551097T3; NO20031183D0; JP2004508416A; EP2314313B1; CY1111915T1; PL209247B1; MXPA03002264A; CN1694723A; EP2305297A1; CA2421998A1; CA2422002A1; NZ524286A; US20080081050A1; US20110008419A1; PL210198B1; EP2314313A1; KR101268790B1; PT1317279E

Description

Den foreliggende oppfinnelsen er relatert til bakterielle polysakkarid-antigenvaksiner, deres fremstilling og anvendelse av slike polysakkarider i medisiner.

Nærmere bestemt er den foreliggende oppfinnelsen relatert til immunogen sammensetning som omfatter et pneumokokk polysakkarid-antigen, vanligvis et pneumokokk polysakkarid konjugert antigen, formulert med et proteinantigen fra Streptococcus pneumoniae og eventuelt et Thl-induserende adjuvant.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Streptococcus pneumoniae er en grampositiv bakterie ansvarlig for betraktelig morbiditet og dødelighet (spesielt hos de yngre og eldre) som forårsaker invasive sykdommer slik som pneumoni, bakteriemi og meningitt, og sykdommer assosiert med kolonisering, slik som akutt otitis media. Graden av pneumokokkpneumoni i USA for personer over 60 år er estimert til å være 3 til 8 per 100000.120% av tilfellene fører dette til bakteriemi og andre manifestasjoner slik som meningitt, med en dødelighetsrate nær 30% selv med antibiotika-behandling.

Pneumokokker er innkapslet med et kjemisk forbundet polysakkarid som konfererer serotype-spesifisitet. Det er 90 kjente serotyper av pneumokokker, og kapselen er i prin-sippet virulensdeterminant for pneumokokker, ettersom kapselen ikke bare beskytter den indre overflaten av bakterien fra komplement, men er i seg selv dårlig immunogen. Polysakkarider er T-uavhengige antigener og kan ikke bli prosessert eller presentert på MHC-molekyler for å interagere med T-celler. De kan imidlertid stimulere immunsystemet gjennom en alternativ mekanisme som involverer kryssbinding av overfalteresep-torer på B-celler.

Det ble vist i flere eksperimenter at beskyttelse mot invasive pneumokokksykdommer er sterkest korrelert med antistoff spesifikt for kapselen, og beskyttelsen er serotype-spesifikk.

Polysakkarid-antigenbaserte vaksiner er velkjent innen fagområdet. Fire som har blitt lisensiert for human anvendelse inkluderer Vi-polysakkaridet fra Salmonella typhi, PRP-polysakkaridet fra Haemophilus influenzae, den tetravalente meningokokkvaksi-nen som består av serotyper A, C, W135 og Y, og den 23-valente pneumokokkvaksinen som består av polysakkaridene som korresponderer til serotyper 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11 A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19A, 19F, 20, 22F, 23F og 33 (som gjør rede for minst 90% av termokokk-blodisolater).

De tre sistnevnte vaksinene gir beskyttelse mot bakterier som fører til respiratoriske infeksjoner som resulterer i alvorlig morbiditet og dødelighet hos spedbarn, disse vaksinene har enda ikke blitt lisensiert for anvendelse hos barn yngre enn 2 år, fordi de er utilstrekkelig immunogene i denne aldersgruppen [Peltola m.fl. (984), N. Engl. J. Med. 310: 1561- 1566]. Streptococcuspenumoniae er den mest alminnelige årsaken til invasiv bakteriell sykdom og Otitis media hos spedbarn og yngre barn. Likeså oppnår eldre personer dårlige responser til pneumokokkvaksiner [Roghmann m.fl. (1987), J. Gerontol. 42: 265-270], herav den økende forekomsten av bakteriell pneumoni i denne populasjonen [Verghese og Berk, (1983) Medicine (Baltimore) 62: 271-285].

Strategier som har blitt designet for å overvinne denne mangelen på immunogenisitet hos spedbarn inkluderer forbindelsen av polysakkaridet til store immunogene proteiner, som tilveiebringer tilskuer T-cellehjelp og som induserer immunologisk hukommelse mot polysakkarid-antigenet som det er konjugert til. Pneumokokk-glykoprotein-konju-gatvaksiner blir nå evaluert for sikkerhet, immunogenisitet og effektivitet i ulike alders-grupper.

Den 23-valente ukonjugerte pneumokokkvaksinen har vist en bred variasjon i klinisk effektivitet, fra 0% til 81% (Fedson m.fl., (1949) Arch Intern Med. 154: 2531-2535). Effektiviteten viser seg å være relatert til risikogruppen som blir immunisert, slik som de eldre, Hodgkins sykdom, splenektomi, sigdcellesykdom og agammaglobulinemier (Fine m.fl., (1994) Arch Intern Med. 154: 2666-2677), og også til sykdomsmanifestasjonen. Den 23-valente vaksinen demonstrerer ikke beskyttelse mot pneumokokkpneumoni (hos bestemte høyrisikogrupper slik som de eldre) og Otitis media-sykdommer.

Ogunniyi D. et al., Infection and Immunity, vol. 68, no.5, 2000, s. 3028-3033 beskriver vaksinepotensialet til en kombinasjon av tre pneumokokk virulensproteiner som ble evaluert i en musemodell ved bruk av høye doser av Streptococcus pneumoniae.

WO 0037105 A2 gjør kjent en vaksinesammensetning inneholdende et polypeptid med minst en konservert histidintriade residie (HxxHxH) og minst et heliks-dannende polypeptid fra Streptococcuspneumoniae. Polypeptidene kan være bl. a. aminosyresekvensen 1-819 av Sekvens ID nr. 4 og aminosyresekvensen 1-460 av Sekvens ID nr. 6. Vaksinesammensetningene kan brukes til å forebygge S. pneumoniae infeksjon.

WO 9006951 A1D3 beskriver ikke-toksiske mutanter av pneumolysin til bruk i vaksiner. Mutantene har aminosyresubstitusjoner som reduserer Fc bindingsaktiviteten, noe som resulterer i redusert betennelsesreaksjon ved administrering av vaksinen. Mutantene av pneumolysin fremkaller en immunrespons i dyr som er reaktive overfor vill-type pneumolysin.

Det er derfor et behov for forbedrede pneumokokk-vaksinesammensetninger, spesielt noen som vil være mer effektive i forebyggingen eller forbedringen av pneumokokksykdom (spesielt pneumoni) hos de eldre og hos yngre barn.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en slik forbedret vaksine.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse omfatter immunogen sammensetning, kjennetegnet ved at den omfatter minst ett Streptococcus pneumoniae polysakkaridantigen og minst ett Streptococcus pneumoniae proteinantigen valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD og PhtB, eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav.

Videre omfatter foreliggende oppfinnelse en vaksine, kjennetegnet ved at den omfatter den immunogene sammensetningen ifølge kravoppfinnelsen.

Omfattet av oppfinnelsen er også anvendelse av et pneumokokk-polysakkaridantigen i kombinasjon med et Streptococcus pneumoniae antigen valgt fra gruppen bestående av PhtA, PhtD og PhtB, og eventuelt et TH1 induserende middel, for fremstilling av et medikament for forebyggelse eller behandling av pneumoni i pasienter over 55 år.

Videre omfatter oppfinnelsen anvendelse av et pneumokokk-polysakkaridantigen i kombinasjon med et Streptococcus/?«ew/wo«z'ae-proteinantigen valgt fra gruppen som består av PhtA, PhtD og PhtB, og eventuelt et TH1 induserende adjuvans, ved fremstillingen av et medikament for forebyggelse eller behandlingen av otitis media hos spedbarn eller smårollinger.

Foreliggende oppfinnelse omfatter også en fremgangsmåte for å lage en immunogen sammensetning ifølge hvilket som helst av de ovennevnte krav, kjennetegnet ved at den omfatter trinnene av: å velge ut ett eller flere pneumokokk-polysakkaridantigen(er);

å velge ut ett eller flere pneumokokk-proteinantigen(er) fra gruppen som består av PhtA, PhtD og PhtB, og

å blande nevnte polysakkarid- og proteinantigener med et egnet hjelpestoff.

Videre er det beskrevet en vaksinesammensetning som omfatter minst ett Streptococcus pneumoniae polysakkarid-antigen (fortrinnsvis konjugert til en proteinbærer) og et Streptococcus pneumoniae proteinantigen valgt fra gruppen som består av: Polyhistidintriadefamilie (Pht; for eksempel PhtA, PhtB, PhtD eller PhtE), Lyt-familie (for eksempel LytA, LytB eller LytC), SpsA, Spl28, Spl30, Spl25, SplOl og Spl33, eller avkortet eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav, eventuelt med en Thl-adjuvant (en adjuvant som induserer en dominerende Thl-immunrespons). Fortrinnsvis er både et pneumokokkprotein og en Thl-adjuvant inkludert. Fordelaktige sammensetninger som omfatter kombinasjoner av de ovenfor nevnte pneumokokkproteinene ifølge oppfinnelsen med hverandre og med andre pneumokokkproteiner er også beskrevet. Sammensetningene er spesielt egnet for behandling av pneumoni hos eldre.

Pneumokokk-polysakkaridvaksiner (konjugerte eller ikke) er muligens ikke i stand til å beskytte mot pneumoni i den eldre populasjonen hvor forekomsten av denne sykdom-men er veldig høy. Nøkkelbeskyttelsesmekanismen mot pneumokokker er opsonophagocytose (en humoral B-celle / nøytrofil formidlet hendelse forårsaket av produksjonen av antistoffer mot pneumokokk-polysakkaridet, bakterien blir eventuelt fagocytert) imidlertid er deler av de involverte opsoniske mekanismene svekket hos de eldre, dvs. superoksidproduksjon av PMN (polymorfonukleære celler), annen reaktiv oksygenartproduksjon, mobilisering av PMN, apoptose av PMN, deformasjon av PMN. Antistoffresponser kan også være svekket hos de eldre.

Motstridende til det normalt aksepterte dogmet, kan normale nivåer av anti-kapsulære polysakkaridantistoffer ikke være effektive i fullstendig fjerning av bakterier, ettersom pneumokokker kan invadere vertsceller for å unngå denne grenen av immunsystemet.

Overraskende har de foreliggende oppfinnerne funnet at ved samtidig stimulering av den celleformidlede grenen av immunsystemet (for eksempel T-celleformidlet immuni tet) i tillegg til den humorale grenen av immunsystemet (B-celleformidlet), kan en synergi (eller samarbeid) oppstå som er i stand til å forsterke fjerningen av pneumokokker fra verten. Dette er en oppdagelse som vil hjelpe forebyggingen (eller behandlingen) av pneumokokkinfeksjon generelt, men vil være spesielt viktig for forebyggingen (eller behandlingen) av pneumoni hos de eldre hvor polysakkaridbaserte vaksiner ikke viser effektivitet.

Uten ønske om å være bundet til noen teori har de foreliggende oppfinnerne funnet at begge grener av immunsystemet kan virke synergistisk på denne måten om et pneumokokk-polysakkarid (fortrinnsvis konjugert til en proteinbærer) er administrert med et pneumokokkprotein valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33 (proteiner som kan bli prosessert og presentert i konteksten av klasse II og MHC klasse I på overflaten av infiserte pattedyrceller). Selv om ett eller flere av disse pneumokokkproteinene kan utløse celle-formidlet immunitet av seg selv har oppfinnerne også funnet at tilstedeværelsen av et Thl-induserende adjuvant i vaksineformuleringen hjelper denne grenen av immunsystemet, og forsterker overraskende ytterligere synergien mellom begge grenene av immunsystemet.

BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en forbedret vaksine spesielt for forebyggingen eller forbedringen av pneumokokkinfeksjon hos de eldre (og/eller spedbarn og smårollinger).

I konteksten av oppfinnelsen er en pasient betraktet som eldre om de er 55 år eller mer, vanligvis over 60 og mer generelt over 65 år.

På denne måten er det i én utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebragt en vaksinesammensetning, egnet for anvendelse hos eldre (og/eller spedbarn og smårollinger) som omfatter minst ett Streptococcus pneumoniae polysakkarid-antigen og minst ett Streptococcus pneumoniae proteinantigen(er) valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB,. Vaksinen kan eventuelt omfatte et Thl-adjuvant.

I en annen foretrukket utførelsesform tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en vaksine (egnet for forebyggingen av pneumoni hos eldre) som omfatter minst ett (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 eller 10) Streptococcus pneumoniae polysakkarid-antigen(er) og minst ett Streptococcus pneumoniae proteinantigen valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, og fortrinnsvis et Thl-adjuvant.

Det er regnet med at en slik vaksine vil også være nyttig i behandlingen av pneumokokkinfeksjon (for eksempel Otitis media) i andre høye risikogrupper av befolkningen, slik som hos spedbarn eller smårollinger.

Streptococcus pneumoniae Polysakkarid - antisener ifølge oppfinnelsen

Vanligvis vil Streptococcus pneumoniae- vaksinea av den foreliggende oppfinnelsen omfatte polysakkarid-antigener (fortrinnsvis konjugert til et bærerprotein), hvor polysakkaridene er utledet fra minst fire serotyper av pneumokokker. Fortrinnsvis inkluderer de fire serotypene 6B, 14, 19F og 23F. Mer foretrukket er minst syv serotyper inkludert i sammensetningen, for eksempel dem utledet fra serotyper 4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F og 23F. Enda mer foretrukket er minst elleve serotyper inkludert i sammensetningen, for eksempel kan sammensetningen inkludere kapsulær-polysakkarider utledet fra serotyper 1, 3, 4, 5, 6B, 7F, 9FV, 14, 18C, 19F og 23F (fortrinnsvis konjugert til et bærerprotein). Det er videre mulig å inkludere minst tretten polysakkarid-antigener (fortrinnsvis konjugert til et bærerprotein), selv om ytterligere polysakkarid-antigener, for eksempel 23-valent (slik som serotyper 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19A, 19F, 20, 22F, 23F og 33F) også er tatt i betraktning.

For vaksinasjon av eldre (for eksempel for forebygging av pneumoni) er det fordelaktig å inkludere serotyper 8 og 12F (og aller helst også 15 og 22) til den 11-valente antigene sammensetningen beskrevet ovenfor for å danne en 15-valent vaksine, mens for spedbarn eller smårollinger (hvor Otitis media er av større bekymring) er serotyper 6A og 19A fordelaktig inkludert for å danne en 13-valent vaksine.

Selv om de ovenfor nevnte polysakkaridene kan benyttes i deres fullengde, native form, bør det forstås at størrelsesreduserte polysakkarider også kan benyttes som fortsatt er immunogene (se for eksempel EP 497524 og 497525).

For forebyggingen/forbedringen av pneumoni i den eldre (+55 år) befolkningen og Otitis media hos spedbarn (opptil 18 måneder) og smårollinger (vanligvis 18 år til 5 år) er det en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen å kombinere et multivalent Streptococcus pneumoniae polysakkarid som her beskrevet med et Streptococcus pneumoniae protein valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB.

Nevnte protein kan også velges fra PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Sp 125, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33, eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav. En kombinasjon av pneumokokkproteiner kan også fordelaktig benyttes som beskrevet nedenfor.

Pneumokokkproteiner ifølge oppfinnelsen

For formålet av denne oppfinnelsen er "immunologisk funksjonell ekvivalent" definert som et peptid av protein som omfatter minst én beskyttende epitop fra proteinene ifølge oppfinnelsen. Slike epitoper er karakteristisk overflateeksponerte, sterkt konserverte, og kan frembringe en baktericidal antistoffrespons i en vert eller hindre toksiske effekter. Fortrinnsvis har den funksjonelle ekvivalenten minst 15 og fortrinnsvis minst 30 eller flere tilstøtende aminosyrer fra proteinet ifølge oppfinnelsen. Mest foretrukket kan fragmenter, delesjoner av proteinet, slik som transmembran-delesjonvarianter derav (dvs. anvendelsen av det ekstracellulære domenet av proteinene), fusjoner, kjemisk eller genetisk detoksifiserte derivater og lignende benyttes med det forbehold at de er i stand til å reise hovedsakelig den samme immunresponsen som det naturlige proteinet. Posisjo-nen av potensielle B-celle-epitoper i en proteinsekvens kan enkelt bestemmes ved å identifisere peptider som er både overflateeksponerte og antigene ved å benytte en kombinasjon av to fremgangsmåter: 2D-strukturberegning og antigen-indeksberegning. 2D-strukturberegningen kan gjøres ved å benyttes PSIPRED-programmet (fra David Jones, Brunei Bioinformatics Group, Dept. Biological Sciences, Brunei University, Uxbridge UB8 3PH, Stor-Britannia). Antigenindeksen kan kalkuleres på basis av fremgangsmåten beskrevet av Jameson og Wolf (CABIOS 4: 181 - 186 [1988]).

Proteinene ifølge oppfinnelsen er de etterfølgende proteinene, hvor alle er eksponert på den ytre overflaten av pneumokokken (i stand til å bli gjenkjent av vertens immunsy-stem i løpet av minst en del av livssyklusen til pneumokokken), eller er proteiner som er utskilt eller frigjort fra pneumokokken.

Streptococcus pneumoniae- pTotemet ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av: et protein fra polyhistidintriade-familien (Pht). Det er imidlertid mulig å velge et protein fra Lyt-familien, et cholinbindende protein, proteiner som har et LPXTG-motiv (hvor X er hvilken som helst aminosyre, proteiner som har et type II-signalsekvensmotiv av LXXC (hvor X er hvilken som helst aminosyre), og proteiner som har et type I-signalsekvensmotiv. Foretrukne eksempler innenfor disse kategorier

(eller motiver) er de følgende proteinene (eller avkortet eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav): Pht (polyhistidintriade) -familien som omfatter proteiner PhtA, PhtB, PhtD og PhtE.

Familien erkarakterisert veden lipidasjonssekvens, to domener separert av en prolinrik region og flere histidin-triader, muligens involvert i metall- eller nukleosidbinding eller enzymatisk aktivitet, (3-5) coiled-coil-regioner, en konservert N-terminal ende og en he-terogen C-terminal ende. Det er tilstede i alle stammer av pneumokokker testet. Homo-loge proteiner er også funnet i andre streptokokker og Neisseria. Foretrukne medlem-mer av familien omfatter PhtA, PhtB og PhtD. Aller helst omfatter den PhtA eller PhtD. Der er imidlertid forstått at betegnelsene PhtA, -B, -D og -E referer til proteiner som har sekvenser angitt i henvisningene nedenfor så vel som naturlig forekommende (og menneskelagede) varianter derav som har en sekvenshomologi som er minst 90% identisk til de henviste proteinene. Fortrinnsvis er det minst 95% identisk og mest foretrukket er det 97% identisk.

Med hensyn på Pht-proteinene er PhtA angitt i WO 98/18930, og er også referert til som Sp36. Som bemerket ovenfor er det et protein fra polyhistidintriade-familien og har type JJ-signalmotiv av LXXC.

PhtD er angitt i WO 00/37105, og er også referert til som Sp036D. Som bemerket ovenfor er det også et protein fra polyhistidintriade-familien og har type JJ LXXC-signalmotiv.

PhtB er angitt i WO 00/37105, og er også referert til som Sp036B. Et annet medlem av PhtB-familien er det C3-degraderende polypeptidet, som angitt i WO 00/17370. Dette proteinet er også fra polyhistidintriade-familien og har type JJ LXXC-signalmotivet. En foretrukket immunologisk funksjonell ekvivalent er proteinet Sp42 angitt i WO 98/18930. Et avkortet PhtB (omtrentlig 79 kD) er angitt i WO 99/15675 som også er betraktet som et medlem av PhtX-familien.

PhtE er angitt i WO 00/30299 og er også referert til som BVH-3.

SpsA er et cholin-bindende protein (Cbp) angitt i WO 98/39450.

Lyt-familien er membranassosierte proteiner assosiert med cellelysis. Det N-terminale domenet omfatter cholin-bindingsdomene(r), imidlertid har Lyt-familien ikke alle egen- skapene funnet hos cholin-bindingproteinfamilien (Cbp) bemerket ovenfor og for den foreliggende oppfinnelsen er Lyt-familien dermed betraktet som forskjellig fra Cbp-familien. I motsetning til Cbp-familien innehodler det C-terminale domenet det kataly-tiske domenet til Lyt-proteinfamilien. Familien omfatter LytA, -B og -C. Med hensyn på Lyt-familien er LytA angitt i Ronda m.fl., Eur. J. Biochem, 164: 621-624 (1987). LytB er angitt i WO 98/18930 og er også referert til som Sp46. LytC er også angitt i WO 98/18930 og er også referert til som Sp91. Et foretrukket medlem av denne familien er LytC.

Det er videre mulig å anvende avkortede proteiner av Lyt-familie, hvor "Lyt" er definert ovenfor og "avkortede" refererer til proteiner som mangler 50% eller mer av den cholinbindende regionen. Fortrinnsvis mangler slike proteiner hele den cholin-bindende regionen.

Spl25 er et eksempel på et pneumokokk-overflateprotein med celleveggs-forankrings-motivet av LPXTG (hvor X en hvilken som helst aminosyre). Ethvert protein innenfor denne klassen av pneumokokk-overflateprotein med dette motivet kan være nyttig innenfor konteksten av denne oppfinnelsen. Spl25 selv er angitt i WO 98/18930 og er også kjent som ZmpB - en sink-metalloproteinase.

SplOl er angitt i WO 98/06734 (hvor det har referansen # y85993). Det erkarakterisertved en type I-signalsekvens.

Spl33 er angitt i WO 98/06734 (hvor det har referansen # y85992). Det er ogsåkarakterisert veden type I-signalsekvens.

Spl28 og Spl30 er angitt WO 00/76540.

Proteinene benyttet i den foreliggende oppfinnelsen er fortrinnsvis valgt fra gruppen PhtD og PhtA, eller en kombinasjon av begge disse proteinene.

Fordelaktig kombinasjon av ett eller flere pneumokokkproteiner av oppfinnelsen med andre pneumokokkproteiner

I vaksinen ifølge oppfinnelsen kan hvert av proteinene ifølge oppfinnelsen nevnt ovenfor (fortrinnsvis den ene eller begge av PhtD og PhtA) kombineres med pneumokokkproteinet pneumolysin (også referert til som Ply; fortrinnsvis detoksifisert ved kjemisk behandling eller mutasjon) [WO 96/05859, WO 90/06951, WO 99/03884]. Videre er det mulig å kombinere med PsaA og transmembran-delesjonvarianter derav (Berry & Paton, Infect Immun Des. 1996; 64 (12): 5255-62); PspA og transmembran-delesjonvarianter derav (US 5804193, WO 92/14488, WO 99/53940), PspC og transmembran-delesjonvarianter derav (WO 97/09994, WO 99/53940), et medlem av den cholin-bindende protein (Cbp) - familien [for eksempel CbpA og transmembran-delesjonvarianter derav (WO 97/41151; WO 99/51266], glyceraldehyd-3-fosfat - de-hydrogenase (Infect. Immun. 1996 64: 3544), HSP70 (WO 96/40928), PcpA (Sanchez-Beato m.fl. FEMSMicrobiol Lett 1998, 164: 207-14), M-lignende protein (SB patent-søknad nr. EP 0837130), og adhesin 18627 (SB patentsøknad nr. EP 0834568). Den foreliggende oppfinnelsen inkluderer også immunologiske funksjonelle ekvivalenter eller avkortinger av slike proteiner (som definert ovenfor).

Angående den cholin-bindende proteinfamilien, ble medlemmene av denne familien opprinnelig identifisert som pneumokokkproteiner som kunne renses ved cholin-affini-tetskromatografi. Alle de cholin-bindende proteinene er ikke-kovalent bundet til fosfo-rylcholin-halvdeler av cellevegg teikoiunsyre og membranassosiert lipoteikoinsyre. Strukturelt har de flere regioner felles over hele familien, selv om den eksakte naturen til disse proteinene (aminosyresekvens, lengde osv.) kan variere. Generelt omfatter cholin-bindende proteiner en N-terminal region (N), konserverte repeterte regioner (RI og/eller R2), en prolinrik region (P) og en konservert cholin-bindende region (C), som består av multiple repetisjoner som omfatter omtrentlig en halvdel av proteinet. Som benyttet i denne søknaden er betegnelsen "Cholin-bindende proteinfamilie (Cbp)" valgt fra gruppen som består av cholin-bindende proteiner som identifisert i WO 97/41151, PbcA, SpsA, PspC, CbpA, CbpD og CbpG. CbpA er angitt i WO 97/41151. CbpD og CbpG er angitt i WO 00/29434. PspC er angitt i WO 97/09994. PbcA er angitt i WO 98/21337. Fortrinnsvis er de cholin-bindende proteinene valgt fra gruppen som består av CbpA, PbcA, SpsA og PspC.

Hvis et Cbp er det ytterligere proteinet benyttet, kan det være avkortet Cbp hvor "Cbp" er definert ovenfor og "avkortet" refererer til proteiner som mangler 50% eller mer av den cholin-bindende regionen (C). Fortrinnsvis mangler slike proteiner hele den cholin-bindende regionen. Mer foretrukket mangler et slikt protein (i) den cholin-bindende regionen og (ii) også en del av den N-terminale halvdelen av proteinet, fremdeles behol-des minst én repetert region (RI eller R2). Aller helst har det avkortede proteinet 2 repeterte regioner (RI og R2). Eksempler på slike foretrukne utførelsesformer er NRlxR2 og RlxR2 som illustrert i WO 99/51266 eller WO 99/51188, imidlertid er også andre cholin-bindende proteiner som mangler en lignende cholin-bindende region også betraktet innenfor omfanget av denne oppfinnelsen.

Cbp avkortet-Lyt avkortede kimære proteiner (eller fusjoner) kan også benyttes i vaksinen. Fortrinnsvis omfatter dette NRlxR2 (eller RlxR2) av Cbp og den C-terminale regionen (Cterm, dvs. som mangler de cholin-bindende domenene) av Lyt (for eksempel LytCCterm eller Sp91 Cterm). Mer foretrukket er Cbp valgt fra gruppen som består av CbpA, PbcA, SpsA og PspC. Aller helst er det CbpA. Fortrinnsvis er Lyt LytC (også referert til som Sp91).

Et avkortet PspA eller PsaA som mangler det cholin-bindende domenet (C) og er uttrykt som et fusjonsprotein med Lyt kan også benyttes. Fortrinnsvis er Lyt LytC.

Foretrukne kombinasjoner av pneumokokkproteiner for formålet av denne oppfinnelsen

Fortrinnsvis er kombinasjonen av proteiner valgt fra 2 eller flere (3 eller 4) ulike kategorier slik som proteiner som har et type II-signalsekvensmotiv av LXXC (hvor X er en hvilken som helst aminosyre, for eksempel polyhistidintriadefamilien (Pht)), cholin-bindende proteiner (Cbp), proteiner som har et type I-signalsekvensmotiv (f. eks. SplOl), proteiner som har et LPXTG-motiv (hvor X er en hvilken som helst aminosyre, for eksempel Spl28, Spl30), toksiner (for eksempel Ply), osv. Mulige eksempler innenfor disse kategoriene (eller motivene) er proteinene nevnt ovenfor, eller immunologiske funksjonelle ekvivalenter derav. Toksin + Pht, toksin + Cbp, Pht + Cbp og toksin + Pht + Cbp er foretrukne kategorikombinasjoner.

Mulige fordelaktige kombinasjoner inkluderer, men er ikke begrenset til PhtD + NRlxR2, PhtD + NRlxR2-Sp91 Cterm kimære eller fusjonsproteiner, PhtD + Ply, PhtD + Spl28, PhtD + PsaA, PhtD + PspA, PhtA + NRlxR2, PhtA + NRlxR2-Sp91 Cterm kimære eller fusjonsproteiner, PhtA + Ply, PhtA + Spl28, PhtA + PsaA, PhtA + PspA, NRlxR2 + LytC, NRlxR2 + PspA, NRlxR2 + PsaA, NRlxR2 + Spl28, RlxR2 + LytC, RlxR2 + PspA, RlxR2 + PsaA, RlxR2 + Spl28, RlxR2 + PhtD, RlxR2 + PhtA. Fortrinnsvis er NRlxR2 (eller RlxR2) fra CbpA eller PspC. Mer foretrukket er den fra CbpA.

En mulig kombinasjon av pneumokokkproteiner omfatter Ply (eller en avkortet eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav) + PhtD (eller en avkortet eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav) + NRlxR2 (eller RlxR2). Fortrinnsvis er NRlxR2 (eller RlxR2) fra CbpA eller PspC. Mer foretrukket er den fra CbpA.

Uten ønske om å bli bundet til noen teori, kan pneumokokkproteinet (eller kombinasjoner beskrevet ovenfor) ifølge oppfinnelsen innenfor sammensetningen hjelpe til å indusere en T-celleformidlet respons mot pneumokokksykdom - spesielt krevd for beskyttelse mot pneumoni - som samarbeider med den humorale grenen av immunsystemet for å inhibere invasjon ved pneumokokker, og til å stimulere opsonophagocytose. En ytterligere fordel ved å inkludere proteinantigenet er presentasjonen av ytterligere antigener for opsonophagocytose-prosessen.

Det er beskrevet en Streptococcus pneumoniae- vaksine som omfatter en pneumokokk polysakkaridkonjugert vaksine som omfatter polysakkarid-antigener utledet fra minst 4 serotyper, fortrinnsvis minst 7 serotyper, aller helst minst 11 serotyper, og minst 1, men fortrinnsvis 2, 3 eller 4 Streptococcus penumoniae- protemer valgt fra gruppen som består av PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33 (eller en pneumokokkprotein-kombinasjon som beskrevet ovenfor). Fortrinnsvis er ett av proteinene PhtA (eller en immunologisk funksjonell ekvivalent derav). Aller helst er ett av proteinene PhtD (eller en immunologisk funksjonell ekvivalent derav).

Som nevnt ovenfor er et problem assosiert med polysakkarid-fremgangsmåten for vaksinasjon det faktum at polysakkarider per se er dårlige immunogener. For å overvinne dette kan polysakkaridene bli konjugert til proteinbærere, som tilveiebringer tilskuer T-cellehjelp. Det er derfor foretrukket at polysakkaridene benyttet i oppfinnelsen er forbundet til en slik proteinbærer. Eksempler på slike bærere som nå er alminnelig benyttet for produksjonen av polysakkarid-immunogener inkluderer difteri og tetanus-toksoidene (henholdsvis DT, DT CRM197 og TT), Keyhole Limpet Haemocyanin (KLH), OMPC fra N. meningitidis, og det rensede proteinet utledet fra tuberkulin (PPD).

En foretrukket bærer for de pneumokokk-polysakkaridbaserte immunogene sammensetningene (eller vaksinene) er protein D fra Haemophilus influenzae (EP 594610-B), eller fragmenter derav. Fragmenter egnet for anvendelse inkluderer fragmenter som inkluderer T-hjelpeepitoper. Nærmere bestemt vil et protein D-fragment fortrinnsvis inneholde den N-terminale 1/3 av proteinet. En protein D-bærer er overraskende nyttig som en bærer i vaksiner hvor multiple pneumokokk-polysakkaridantigener er konjugert. Epitop-undertrykkelse vil sannsynligvis forekomme om den samme bæreren er benyttet for hvert polysakkarid. Overraskende har de foreliggende oppfinnerne funnet at protein D er spesielt egnet for å minimalisere slike epitop-undertrykkende effekter i kombinasjonsvaksiner. Ett eller flere pneumokokk-polysakkarider i en kombinasjon kan bli fordelaktig konjugert til protein D, og fortrinnsvis er alle antigener konjugert til protein D i en slik kombinasjonsvaksine.

En ytterligere foretrukket bærer for pneumokokk-polysakkaridet er pneumokokk-proteinet i seg selv (som definert ovenfor i avsnitt "Pneumokokk-proteiner ifølge oppfinnelsen").

Polysakkaridet kan være forbundet til bærerproteinet ved en hvilken som helst kjent fremgangsmåte (for eksempel av Likhite, US-pa tent 4,372,945 og av Armor m.fl., US-patent 4,474,757). Fortrinnsvis er CDAP-konjugering utført (WO 95/08348).

Fortrinnsvis er protein:polysakkarid (vekt:vekt) -forholdet av konjugatene 0,3:1 til 1:1, mer foretrukket 0,6:1 til 0,8:1, og aller helst omkring 0,7:1.

Vaksinene ifølge den foreliggende oppfinnelsen er fortrinnsvis adjuvanterte. Egnede adjuvanter inkluderer et aluminiumsalt slik som aluminiumhydroksidgele (alum) eller aluminiumfosfat, men kan også være et salt av kalsium, magnesium, jern eller sink eller kan være en uløselig suspensjon av acylert tyrosin, eller asylerte sukkere, kationiske eller anioniske derivatiserte polysakkarider, eller polyfosfazener.

Det er foretrukket at adjuvanten blir valgt til å være en foretrukken induser av en Thl-type av respons for å hjelpe den celleformidlede grenen av immunresponsen.

Thl - adjuvanter ifølse oppfinnelsen

Høye nivåer av Thl-type cytokiner har en viss tendens til å favorisere induksjonen av celleformidlede immunresponser til et gitt antigen, mens høye nivåer av Th2-type cytokiner har en viss tendens til å favorisere induksjonen av humorale immunresponser til antigenet.

Det er viktig å huske at forskjellen på Thl - og Th2-type immunrespons ikke er absolutt. I virkeligheten vil et individ støtte en immunrespons som er beskrevet som å være hovedsakelig Thl eller hovedsakelig Th2. Imidlertid er det ofte passende å betrakte fa-miliene av cytokiner på vilkår av det beskrevet i murine CD4 +ve T-cellekloner av Mosmann og Coffman (Mosmann, T.R. og Coffman, R.L. (1989) TH1 og TH2 cells: different patterns of lymphikine secretion lead to different functional properties. Annual Review of Immunology, 7, s. 145-173). Tradisjonelt er Thl-type responser assosiert med produksjonen av INF-y- og IL-2-cytokinene ved T-lymfocytter. Andre cytokiner som ofte er direkte assosiert med induksjonen av Thl-type immunresponser, er ikke produsert av T-celler, slik som IL-12.1 motsetning er Th2-type responser assosiert med utskillelsen av IL-4, IL-5, IL-6, IL-10. Egnede adjuvantsystemer som fremmer en over-veiende Thl-respons inkluderer: Monofosforyllipid A eller et derivat derav, spesielt 3-de-O-acylert monofosforyllipid A (3D-MPL) (for prepareringen av denne, se GB 2220211 A); og en kombinasjon av monofosforyllipid A, fortrinnsvis 3-de-O-acylert monofosforyllipid A, sammen med enten et aluminiumsalt (for eksempel aluminiumfosfat eller aluminiumhydroksid) eller en olje-i-vannemulsjon. I slike kombinasjoner er antigen og 3D-MPL holdt i de samme partikulære strukturene som tillater mer effektiv avlevering av antigene og immunostimulerende signaler. Studier har vist at 3D-MPL er i stand til å ytterligere forsterke immunogenisiteten av et alum-adsorbert antigen [Thoelen m.fl., Vaccine (1998) 16:708-14; EP 689454-B1].

Et forsterket system involverer kombinasjonen av et monofosforyllipid A og et saponin-derivat, spesielt kombinasjonen av QS21 og 3D-MPL som angitt i WO 94/00153, eller en mindre reaktogen sammensetning hvor QS21 er undertrykt med kolesterol som angitt i WO 96/33739.

En spesielt potent adjuvantformulering som involverer QS21, 3D-MPL og tocopherol i en olje-i-vannemulsjon er beskrevet i WO 95/17210, og er en foretrukket formulering.

Fortrinnsvis omfatter vaksinen i tillegg et saponin, mer foretrukket QS21. Formulerin-gen kan også omfatte olje-i-vannemulsjon og tocopherol (WO 95/17210).

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for å produsere en vaksineformulering som omfatter å blande et protein ifølge den foreliggende oppfinnelsen sammen med et farmasøytisk akseptabelt bindemiddel, slik som 3D-MPL.

Umetylerte CpG-inneholdende oligonukleotider (WO 96/02555) er også preferensielle induserere av en Thl -respons og er egnet for anvendelse i den foreliggende oppfinnelsen.

Spesielt foretrukne sammensetninger av oppfinnelsen omfatter ett eller flere konjugerte pneumokokk-polysakkarider, ett eller flere pneumokokkproteiner av oppfinnelsen og et Thl-adjuvant. Uten ønske om å være bundet til noen teori, kan induksjonen av en celle-formidlet respons via et pneumokokkprotein (som beskrevet ovenfor) og samarbeide mellom begge grenene av immunsystemet bli hjulpet ved å benytte et slikt Thl-adjuvant, som generelt resulterer i en spesielt effektiv vaksine mot pneumokokksykdom, og aller viktigst mot pneumokokkpneumoni hos eldre.

I et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et immunogen eller en vaksine som her beskrevet for anvendelse i medisin.

Fremgangsmåte for å forebygge eller forbedre pneumoni hos et eldre menneske (+55 år) er beskrevet, som omfatter å administrere en sikker og effektiv mengde av en vaksine, som beskrevet her, som omfatter et Streptococcus /?«ew/wo«zae-polysakkaridantigen og et pneumokokkprotein valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, Lytb, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33, og eventuelt et Thl-adjuvant, til nevnte eldre pasient.

Videre er det beskrevet en fremgangsmåte for å forebygge eller forbedre otitis media hos spedbarn (opptil 18 måneder) eller smårollinger (vanligvis 18 måneder til 5 år), som omfatter å administrere en sikker og effektiv mengde av en vaksine som omfatter et Streptococcus /?«ew/wo«z'ae-polysakkaridantigen og et Streptococcus pneumonia-proteinantigen valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33, og eventuelt et Thl-adjuvant, til nevnte spedbarn eller smårolling.

Fortrinnsvis er polysakkaridantigenet tilstede som et polysakkarid-proteinkonjugat i fremgangsmåtene av oppfinnelsen som beskrevet ovenfor.

Vaksinepreparater ifølge oppfinnelsen

Vaksinepreparatene ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan benyttes for å beskytte eller behandle et pattedyr mottakelig for infeksjon ved hjelp av administrering av nevnte vaksine via systemisk eller mukosal rute. Disse administreringene kan inkludere injeksjon via de intramuskulære, intraperitoneale, intradermale eller subkutan rutene; eller via mukosal administrering til de orale/alimentære, respiratoriske, urogenitale syste-mene. Intranasal administrering av vaksiner for behandlingen av pneumoni eller otitis media er foretrukket (ettersom nasofaryngeal frakt av pneumokokker kan bli mer effek-tivt forebygget, og således svekker infeksjon på det tidligste trinnet). Selv om vaksinen ifølge oppfinnelsen kan administreres som en enkel dose, kan komponentene av denne også ko-administreres sammen på samme tidspunkt eller på ulike tidspunkt (for eksempel kan pneumokokk-polysakkarider administreres separat på samme tidspunkt eller 1 - 2 uker etter administreringen av den bakterielle proteinkomponenten av vaksinen for optimal samordning av immunresponsene med hensyn til hverandre). For ko-administrering kan det optimale Thl-adjuvantet være tilstede i en hvilken som helst av alle de ulike administreringene, imidlertid er det foretrukket om det er tilstede i kombinasjon med den bakterielle proteinkomponenten av vaksinen. I tillegg til en enkel rute for administrering kan to ulike ruter for administrering benyttes. For eksempel kan hvilke som helst virale antigener administreres JD (intradermalt), mens bakterielle proteiner kan administreres IM (intramuskulært) eller IN (intranasalt). Polysakkarider kan administreres IM (eller JD) og bakterielle proteiner kan administreres IN (eller JD). I tillegg kan vaksinene ifølge oppfinnelsen administreres IM for forberedende doser og IN for påfyl-lingsdoser.

Mengden av konjugatantigen i hver vaksinedose er valgt som en mengde som induserer en immunbeskyttende respons uten signifikante motsatte bivirkninger i typiske vaksiner. En slik mengde vil variere avhengig av hvilket spesifikt immunogen som er benyttet og hvordan det er presentert. Generelt er det forventet at hver dose vil omfatte 0,1 - 100 ug av polysakkarid, fortrinnsvis 0,1-50 ug, fortrinnsvis 0,1 - 10 ug, hvor 1 til 5 ug er det mest foretrukne området.

Innholdet av proteinantigener i vaksinen vil vanligvis være i området 1-100 (ag, fortrinnsvis 5 —50 ug, mest typisk i området 5-25 ug.

Optimale mengder av komponenter for en bestemt vaksine kan fastslås ved standard studier som involverer observasjon av hensiktsmessige immunresponser hos individer. Etter en inital vaksinasjon kan individer motta én eller flere påfyllingsimmuniseringer med passende mellomrom.

Vaksinepreparering er generelt beskrevet i Vaccine Design ("The subunit and adjuvant approach" (red. Powell M.F. & Newman M.J.) (1995) Plenum Press New York). Inn-kapsling i liposomer er beskrevet av Fullerton, US-patent 4,235,877.

Selv om vaksinene ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan administreres på hvilken som helst måte, danner administrering av de beskrevne vaksinene til huden (ID) én utfø-relsesform. Hud hos mennesker omfatter en ytre "hornaktig" overhud kalt stratum corneum, som ligger over epidermis. Under dette epidermis er et lag kalt dermis, som videre overdekker det subkutane vevet. Forskere har vist at injeksjon av en vaksine til huden, og nærmere bestemt til dermis, stimulerer en immunrespons som også assosieres med et antall av ytterligere fordeler. Intradermal vaksinasjon med vaksinene beskrevet her danner et foretrukket moment av den foreliggende oppfinnelsen.

Den konvensjonelle teknikken for intradermal injeksjon, "mantoux-prosedyren" omfatter trinnene av å rense huden og så strekke den med én hånd, og med slipeflaten av en smal, justert nål (26 - 31 justert) som vender oppover, stikkes nålen inn med en vinkel på omkring 10-15°. Med én gang slipeflaten av nålen er stukket inn, blir løpet på sprøyten senket og ytterligere innført, mens det gis et lett trykk for å elevere det under huden. Væsken blir så injisert veldig sakte for derved å danne en boble eller ujevnhet på hudoverflaten, etterfulgt av sakte tilbaketrekking av nålen.

I den senere tid har anordninger som er spesifikt designet for å administrere væskeagens til eller gjennom huden, blitt beskrevet, for eksempel anordningene beskrevet i WO 99/34850 og EP 1092444, også stråleinjeksjonsanordningene beskrevet for eksempel i WO 01/13977; US 5,480,381, US 5,599,302, US 5,334,144, US 5,993,412, US 5,649,912, US 5,569,189, US 5,704,911, US 5,383,851, US 5,893,397, US 5,466,220, US 5,339,163, US 5,312,335, US 5,503,627, US 5,064,413, US 5,520,639, US 4,596,556, US 4,790,824, US 4,941,880, US 4,940,460, WO 97/37705 og WO 97/13537. Alternative fremgangsmåter for intradermal administrering av vaksinepreparatene kan inkludere konvensjonelle sprøyter og nåler, eller anordninger designet for ballistisk avlevering av vaksiner i fast form (WO 99/27961), eller transdermale lapper (WO 97/48440; WO 98/28037); eller påført til overflaten av huden (transdermal eller transkutan avlevering WO 98/20734; WO 98/28037).

Når vaksinene av den foreliggende oppfinnelsen skal administreres til huden, eller mer spesifikt til dermis, er vaksinen i et lite væskevolum, spesielt et volum på mellom omkring 0,05 ml og 0,2 ml.

Innholdet av antigener i hud eller intradermale vaksiner av den foreliggende oppfinnelsen kan være lignende konvensjonelle doser som funnet i intramuskulære vaksiner (se ovenfor). Imidlertid er det et kjennetegn ved hud- eller intradermale vaksiner at formu leringene kan være "lav dose". Følgelig er proteinantigenene i "lav dose"-vaksiner fortrinnsvis til stede i så lite som 0,1 til 10 ug, fortrinnsvis 0,1 til 5 ug per dose; og polysakkarid (fortrinnsvis konjugert) -antigener kan være tilstede i området på 0,01 - 1 ug, og fortrinnsvis mellom 0,01 til 0,5 ug av polysakkarid per dose.

Som benyttet her betyr betegnelsen "intradermal avlevering" avlevering av vaksinen til regionen av dermis i huden. Imidlertid vil vaksinen ikke nødvendigvis bli lokalisert eks-klusivt til dermis. Dermis er laget i huden lokalisert mellom omkring 1,0 og omkring 2,0 mm fra overflaten i human hud, men det er en viss mengde av variasjon mellom individer og i ulike deler av kroppen. Generelt kan det forventes å nå dermis ved å gå 1,5 mm under overflaten av huden. Dermis er lokalisert mellom stratum corneum og epidermis ved overflaten og det subkutane laget under. Avhengig av måten for avlevering, kan vaksinen til slutt bli lokalisert utelukkende eller først og fremst innenfor dermis, eller den kan til slutt bli distribuert innenfor epidermis og dermis.

Det er også mulig med kombinasjonsvaksiner som tilveiebringer beskyttelse mot et utvalg av ulike patogener. Mange pediatriske vaksiner blir nå gitt som en kombinasjonsvaksine for å redusere antallet av injeksjoner et barn må motta. Derved kan for pediatriske vaksiner andre antigener fra andre patogener bli formulert med vaksinene ifølge oppfinnelsen. For eksempel kan vaksinene ifølge oppfinnelsen for-muleres med (eller administreres separat, men på samme tidspunkt) den velkjente trivalente kombinasjonsvaksinen som omfatter Diphteria toxoid (DT), tetanus toxoid (TT) og pertussis-komponenter [vanligvis detoksifisert Pertussis toxoid (PT) og filamentøst haemagglutinin (FHA) med eventuelt pertactin (PRN) og/eller agglutinin 1+2], for eksempel den markedsførte vaksinen INFANRTX-DTPa™

(SmithKlineBeecham Biologicals) som inneholder DT-, TT-, PT-, FHA- og PRN-antigener eller med en hel celle pertussis-komponent som f.eks. markedsført av SmithKlinebeecham Biologicals s.a. som Tritanrix™. Kombinasjonsvaksinen kan også omfatte annet antigen slik som hepatitt B overflateantigen (HBsAg), poliovirusantigener (for eksempel inaktivert, trivalent poliovirus - IPV), Moraxella catarrhalis ytre membranproteiner, ikke-klassifiserte Haemophilus influenzae-<p>rotemer, N. meningitidis B ytre membranproteiner.

Eksempler på foretrukne Moraxella catarr/ia/zs-proteinantigener som kan inkluderes i en kombinasjonsvaksine (spesielt for forebyggingen av otitis media) er: OMP106 [WO 97/41731 (Antex) og WO 96/34960 (PMC)]; OMP21; LbpA og/eller LbpB [WO 98/55606 (PMC)]; TbpA og/eller TbpB [WO 97/13785 og WO 97/32980 (PMC)]; CopB [HelminenME, m.fl., (1993) Infect Immun. 61: 2003-2010]; UspAl og/eller UspA2 [WO 93/03761 (University of Texas)]; OmpCD; HasR (PCT/EP 99/038249; PilQ (PCT/EP 99/03823); OMP85 (PCT/EP 00/01468); lipo06 (GB 9917977.2); lipolO (GB 9918208.1); lipoll (GB 9918302.2); lipol8 (GB 9918038.2); P6 (PCT/EP 99/03038); D15 (PCT/EP 99/03822); OmplAl (PCT/EP 99/06781); Hly3 (PCT/EP 99/03257); og OmpE. Eksempler på ikke-klassifiserbare Haemophilus influenzae- antigener som kan inkluderes i en kombinasjonsvaksine (spesielt for forebyggingen av otitis media) inkluderer: Fimbrin protein [(US 5766608 - Ohio State Research Foundation)] og fusjoner som omfatter peptider derifra [for eksempel LBl(f) peptidfusjoner; US 5843464 (OSU) eller WO 99/64067]; TbpA og/eller TbpB; Hia; Hsf; Hin47; Hif; Hmwl; Hmw2; Hmw3; Hmw4; Hap; D15 (WO 94/12641); protein D (EP 594610), P2; og P5 (WO 94/26304).

Andre kombinasjoner som er mulig er pneumokokk PS og proteinet ifølge oppfinnelsen i kombinasjon med virale antigener, for eksempel fra influensa (svekket, kløyvet, eller subenhet [for eksempel overflate-glykoproteiner neuraminidase (NA) og haemagglutinin (HA). Se for eksempel Chaloupka I. m.fl., Eur. Journal Clin. Microbiol. Infect. Dis. 1996, 15: 121-127], RSV (for eksempel F- og G-antigener eller F/G-fusjoner, se for eksempel Schmidt A.C. m.fl., J. Virol, mai 2001, s. 4594 - 4603), PIV3 (for eksempel HN- og F-proteiner, se Schmidt m.fl., supra), Varicella (for eksempel svekkede, glykoproteiner I-V, osv.), og hvilket som helst (eller alle) komponent(er) av MMR (meslin-ger, kusma, røde hunder).

En mulig pediatrisk kombinasjonsvaksine overveid av den foreliggende oppfinnelsen for global behandling eller forebygging av otitis media omfatter: ett eller flere Streptococcus/>e/n//wo«/'ae-polysakkaridantigen(er) (fortrinnsvis konjugert til protein D), ett eller flere pneumokokkproteiner valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33 (eller en immunologisk funksjonell ekvivalent derav), og ett eller flere overflateeksponerte antigen fra Moraxella catarrhalis og/eller ikke-klassifiserbar Haemophilus influenzae. Protein D kan fordelaktig benyttes som en proteinbærer for pneumokokk-polysakkaridene for å overvinne epitop-undertrykkelsesproblemer (som nevnt ovenfor), og fordi den i seg selv er et immunogen i stand til å produsere B-celleformidlet beskyttelse mot ikke-klassifiserbar H. influenzae (ntHi). Moraxella catarrhalis eller ikke-klassifiserbare Haemophilus influenzae- antigenene kan inkluderes i vaksinen i en sub-enhetform, eller kan tilsettes som antigener presentert på overflaten av ytre membranvesikler (bobler) laget fra bakteriene.

Fortrinnsvis er antigensammensetningene (og vaksinene) her tidligere beskrevet lyofilisert inntil de skal benyttes. Ved dette tidspunktet er de umiddelbart rekondisjonert med fortynningsmiddel. Helst er de lyofilisert under tilstedeværelse av 3D-MPL, og er umiddelbart før bruk rekondisjonert med saltoppløsning. Alternativt kan proteinet og polysakkaridet lagres separat i et vaksinasjonskit (hvor den ene eller begge av komponentene er lyofilisert), komponentene blir rekondisjonert og enten blandet før anvendelse eller administrert separat til pasienten. Et Thl-adjuvant (fortrinnsvis 3D-MPL) kan presenteres med den ene eller begge komponentene.

Lyofiliseringen av vaksiner er velkjent innen fagområdet. Vanligvis er væskevaksinen frysetørket under tilstedeværelse av et anti-klumpemiddel som for eksempel sukkere, slik som sukkrose eller laktose (tilstede ved en initiell konsentrasjon på 10 - 200 mg/ml). Lyfofiliseringen foregår vanligvis over en serie av trinn, for eksempel en syklus som starter ved -69°C, gradvis justering til -24°C i løpet av 3 timer, så opprettholdes denne temperaturen i 18 timer, så gradvis justering til -16°C i løpet av 1 time, så opprettholdes denne temperaturen i 6 timer, så gradvis justering til +34°C i løpet av 3 timer, og til slutt opprettholdes denne temperaturen i 9 timer.

Lyofilisering av sammensetningene resulterer i en mer stabil sammensetning (for eksempel hindrer det nedbrytning av polysakkarid-antigenene). Prosessen er også overraskende ansvarlig for en høyere antistofftiter mot pneumokokk-sakkaridene. Dette har blitt vist å være spesielt signifikant for PS 6B-konjugater. Et annet aspekt av oppfinnelsen er derved en lyofilisert antigensammensetning som omfatter et PS 6B-konjugat adjuvantert med 3D-MPL (fortrinnsvis fri for aluminiumbaserte adjuvanter) og et pneumokokkprotein valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD, PhtB, PhtE, SpsA, LytB, LytC, LytA, Spl25, SplOl, Spl28, Spl30 og Spl33.

EKSEMPLER

Eksemplene illustrerer, men begrenser ikke oppfinnelsen. Eksempel 1

S. pneumoniae kapsulærtpolysakkarid:

Den 11-valente kandidatvaksinen inkluderer de kapsulære polysakkarid-serotypene 1,3, 4, 5, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F og 23F som ble laget hovedsakelig som beskrevet i EP 72513. Hvert polysakkarid aktiveres og derivatiseres ved å benytte CDAP-kjemi (WO 95/08348) og konjugert til proteinbæreren. Alle polysakkaridene er konjugert i sin na turlige form, med unntak av serotypen 3 (som ble størrelsesredusert for å minske dens viskositet).

Proteinbærer.

Proteinbæreren valgt er det rekombinante proteinet D (PD) fra ikke-klassifiserbar Haemophilus influenzae, uttrykt i E. coli.

EKSPRESJON AV PROTEIN D

Haemophilus influenzae protein D

Genetisk konstruksjon for protein D-ekspresjon

Utgangsmaterialer

Protein D- kodende DNA

Protein D er sterkt konservert blant H. influenzae av alle serotyper og ikke-klassifiserbare stammer. Vektoren pHIC348 som inneholder DNA-sekvensen som koder for hele protein D-genet har blitt ervervet fra Dr. A. Forsgren, Avdeling for medisinsk mikrobio-logi, Universitetet i Lund, Malmø Sykehus, Malmø, Sverige. DNA-sekvensen for protein D er publisert av Janson m.fl. (1991) Infect. Immun. 59: 119-125.

Ekspresjonsvektoren pMGl

Ekspresjonsvektoren pMGl utledes fra pBR322 (Gross m.fl., 1985), der bakteriofag X-deriverte kontrollelementer for transkripsjon og translasjon av fremmede, innsatte gener ble introdusert (Shatzman m.fl., 1983). I tillegg ble Ampicillin-resistensgenet byttet ut med Kanamycin-resistensgenet.

E. coli- s tammen AR58

E. co//'-stammen AR58 ble generert ved transduksjon av N99 med en Pl fag-beholdning tidligere dyrket på et SA500-derivat (galE::TN10, lambdaKil cI857 AH1). N99 og SA500 er E. coli K12-stammer utledet fra Dr. Martin Rosenbergs laboratorium ved National Institute of Health.

Ekspresjonsvektoren pMGl

For produksjonen av protein D har DNA som koder for proteinet blitt klonet inn i ekspresjonsvektoren pMGl. Dette plasmidet benytter signaler fra lambdafag-DNA for å drive transkripsjonen og translasjonen av innsatte, fremmede gener. Vektoren inneholder promoteren PL, operatoren OL og to utnyttelsesseter (NutL og NutR) for å minske transkripsjonelle polaritetseffekter når N-protein er tilveiebragt (Gross m.fl., 1985). Vektorer som inneholder PL-promoteren blir introdusert i en E. coli lysogen vert for å stabilisere plasmid-DNA. Lysogene vertsstammer inneholder replikasjonsdefekt lambdafag-DNA integrert i genomet (Shatzman m.fl., 1983). Det kromosomale lambdafag-DNA styrer syntesen av cl-repressorproteinet som binder seg til OL-repressoren hos vektoren og hindrer binding av RNA-polymerase til PL-promoteren og derved transkripsjon av det innsatte genet, cl-genet hos ekspresjonsstammen AR58 inneholder en temperatursensitiv mutant slik at PL-styrt transkripsjon kan reguleres ved temperatur-endring, dvs. en økning i dyrkningstemperatur inaktiverer repressoren og syntese av det fremmede proteinet blir satt i gang. Dette ekspresjonssystemet tillater kontrollert syntese av fremmede proteiner, spesielt av dem som kan være toksiske for cellen (Shimataka og Rosenberg, 1981).

E. coli- stammen AR58

Den AR58 lysogene E. co//'-stammen benyttet for produksjonen av protein D-bæreren er et derivat av den standard NTH E. coli K12-stammen N99 (F" su"galK2, lacZ" thr"). Den inneholder en defekt lysogen lambdafag (galE::TN10, lambdaKil" cI857 AH1). Kil" fenotypen hindrer avstengningen av hver makromolekylær syntese. cI857-mutasjonen overdrar en temperatursensitiv lesjon til cl-repressoren. AHl-delesjonen fjerner lambdafag høyre operonet og vertens bio, uvr3- og chlA-loki. AR58-stammen ble generert ved transduksjon av N99 med en Pl-fag beholdning tidligere dyrket på et SA500-derivat (galE::TN10, lambdaKil" cI857 AH1). Introduksjonen av det defekte lysogenet til N99 ble utvalgt med tetracyclin i kraft av tilstedeværelsen av et TNlO-transposon som koder for tetracyclinresistens i det nærliggende galE-genet.

Konstruksjon av vektor pMGMDPPrD

pMG-1-vektoren som inneholder genet som koder for det ikke-strukturelle Sl-proteinet av influensavirus (pMGNSI) ble benyttet for å konstruere pMGMDPPrD. Protein D-genet ble amplifisert ved PCR fra pHIC348-vektoren (Janson m.fl. 1991) med PCR-pri-mere som inneholder Ncol og Xbal restriksjonsseter ved henholdsvis 5'- og 3'-ender. NcoI/Xbal-fragmentet ble så introdusert i pMGNSI mellom Ncol og Xbal som derved dannet et fusjonsprotein som inneholder de N-terminale 81 aminosyrene av NS 1-proteinet fulgt av PD-proteinet. Denne vektoren ble merket pMGNSlPrD.

Basert på konstruksjonen beskrevet ovenfor ble den siste konstruksjonen for protein D-ekspresjon generert. Et BamHI/BamHI-fragment ble fjernet fra pMGNSlPrD. Denne DNA-hydrolysen fjerner den NS 1-kodende regionen, med unntak av de tre første N-terminale residuene. Ved religering av vektoren har et gen som koder for et fusjonsprotein med den følgende N-terminalesyresekvensen blitt generert: -—MDP S SHS SNMANT-—

NS1 Protein D

Protein D inneholder ikke et lederpeptid eller det N-terminale cysteinet som lipidkjeder normalt er festet til. Proteinet er derfor verken utskilt til periplasma eller lipidert og for-blir i cytoplasma i en løselig form.

Den siste konstruksjonen pMG-MDPPrD ble introdusert i AR58 vertsstammen ved varmesjokk ved 37°C. Bakterier som inneholdt plasmid ble utvalgt under tilstedeværelsen av kanamycin. Tilstedeværelse av protein D kodende DNA-innskudd ble demon-strert ved fordøying av isolert plasmid-DNA med utvalgte endonukleaser. Den rekombinante E. co//'-stammen er referert til som ECD4.

Ekspresjon av protein D er under kontrollen av lambda PL-promoteren/OL-operatoren. Vertsstammen av AR58 inneholder et temperatur-sensitivt cl-gen i genomet som blok-kerer ekspresjon fra lambda Pl ved lav temperatur ved binding til Ol. Med én gang temperaturen er høynet, blir cl frigjort fra Ol og protein D er uttrykt. Ved slutten av fer-menteringen blir cellene konsentrert og fryst.

Ekstraksjonen fra høstede celler og rensingen av protein D ble utført som følger. Den fryste cellekulturpelleten blir tint og resuspendert i en løsning som ødelegger cellen (sitratbuffer pH 6,0) til en slutt-OD65o= 60. Suspensjonen blir passert to ganger gjennom en høytrykks-homogenisator ved P = 1000 bar. Cellekulturhomogenatet blir gjort klart ved sentrifugering og celledebriser blir fjernet ved filtrering. I det første rensetrinnet blir filterlysatet anbragt på en kation-utvekslingskromatografikolonne (SP sefarose rask strømning). PD binder til gelmatriksen ved ionisk interaksjon og blir eluert ved et stegs økning på ionisk styrke av elueringsbufferen.

I et andre rensetrinn blir urenheter holdt tilbake på en anionisk utvekslinsmatriks (Q sefarose rask strømning). PD binder seg ikke til gelen og kan samles i strømmen gjennom.

I begge kolonnekromatografitrinnene er fraksjonoppsamling monitorert ved OD. Strøm-men gjennom den anioniske utvekslingskolonnekromatografien som inneholder det rensede protein D blir konsentrert ved ultrafiltrering.

Protein D som inneholder ultrafiltreringsretentat blir til slutt passert gjennom en 0,2 um membran.

Kjemi:

Aktiverings- og koblingskjemi:

Aktiverings- og koblingsforholdene blir spesifisert for hvert polysakkarid. Disse er gitt i tabell 1. Naturlig polysakkarid (med unntak av PS 3) ble oppløst i NaCl 2M eller i vann for injeksjon. Den optimale polysakkaridkonsentrasjonen ble evaluert for alle serotypene.

Fra en 100 mg/ml stamløsning i acetonitril ble CD AP (CD AP/PS-forhold 0,75 mg/mg PS) tilsatt til polysakkaridløsningen. 1,5 minutter senere ble 0,2 M trietylamin tilsatt for å oppnå den spesifikke aktiverings-pH. Aktiveringen av polysakkaridet ble utført ved dette pH-nivået i løpet av 2 minutter ved 25°C. Protein D (mengden avhenger av det ini-tielle PS/PD-forholdet) ble tilsatt til det aktiverte polysakkaridet og koblingsreaksjonen ble utført ved det spesifikke pH-nivået i 1 time. Reaksjonen ble så undertrykt med glycin i 30 minutter ved 25°C og over natten ved 4°C.

Konjugatene ble renset ved gelfiltrering ved å benytte en Sephacryl 500HR gelfiltreringskolonne ekvilibrert med 0,2 M NaCl.

Karbohydrat- og proteininnholdet av de eluerte fraksjonene ble bestemt. Konjugatene ble samlet og sterilfiltrert på en 0,22 um steriliseringsmembran. PS/proteinforholdene i konjugatpreparatene ble bestemt.

Karakterisering:

Hvert konjugat blekarakterisertog imøtekom spesifikasjonene beskrevet i tabell 2. Polysakkaridinnholdet (ug/ml) ble målt ved Resorcinol-testen og proteininnholdet (ug/ml) ved Lowry-testen. Slutt PS/PD-forholdet (vekt/vekt) er bestemt ved forholdet av konsentrasjonene.

Rest- DMAP- innhold ( ng/ figPS) :

Aktiveringen av polysakkaridet med CD AP introduserer en cyanatgruppe i polysakkaridet og DMAP (4-diemtylaminopyridin) blir frigjort. Rest-DMAP-innholdet ble bestemt ved en spesifikk test utviklet ved SB.

Fritt polysakkaridinnhold (%):

Det frie polysakkaridinnholdet hos konjugater holdt ved 4°C eller lagret 7 dager ved 37°C ble bestemt på supernatanten oppnådd etter inkubering med a-PD antistoffer og mettet ammoniumsulfat, etterfulgt av en sentrifugering.

En a-PS/a-PS ELISA ble benyttet for kvantifiseringen av fritt polysakkarid i supernatanten. Fraværet av konjugat ble også kontrollert med en oc-PD/oc-PS ELISA. Reduksjon av mengden av fritt polysakkarid resulterte i en forbedret konjugert vaksine.

Antigenisitet:

Antigenisiteten på de samme konjugatene ble analysert i en sandwich-type ELISA hvor opptak og deteksjonen av antistoffer var henholdsvis a-PS og a-PD.

Fritt proteininnhold (%):

Nivået av "fri" rest protein D ble bestemt ved å benytte en fremgangsmåte med SDS-behandling av prøven. Konjugatet ble varmet opp 10 minutter ved 100°C under tilstedeværelse av 0,1% SDS og injisert på en SEC-HPLC-gelfiltreringskolonne (TSK 3000-PWXL). Ettersom protein D er dimert, er det en risiko for å overestimere nivået av "fritt" protein D ved å dissosiere strukturen med SDS.

Molekylær størrelse (KaV):

Den molekylære størrelsen ble utført på en SEC-HPLC-gelfiltreringskolonne (TSK 5000-PWXL).

Stabilitet:

Stabiliteten ble målt på en HPLC-SEC-gelfiltreringskolonne (TSK 6000-PWXL) for konjugatene holdt ved 4°C og lagret i 7 dager ved 37°C.

Den 11-valente karakteriseringen er gitt i tabell 2.

Proteinkonjugatene kan bli adsorbert på aluminiumfosfat og samlet for å danne sluttvak-sinen.

Konklusjon:

Immunogene konjugater har blitt produsert som siden har vist seg å være komponenter av en lovende vaksine. De optimaliserte CDAp-forholdene for det beste kvalitet-slutt-konjugerte pneumokokk-polysakkaridproduktet ble oppdaget for hver av de 11 valen-sene.

Eksempel 2 - Fordelaktig innvirkning av tilsetningen av ett eller flere av pneumokokkproteinene iflølge oppfinnelsen ± 3D-MPL på beskyttelsesefTektiviteten av PD-konjugert 11-valent polysakkaridvaksine mot pneumokokk-lungekolonisasjon hos mus

Immunlogiske «read- outs»

ELISA- dosering av pneumokokkprotein- spesifikt serum IgG

Maxisorp Nunc immunoplater ble belagt i 2 timer ved 37°C med 100 ul/brønn av 2 ug/ml protein fortynnet i PBS. Platene ble vasket 3 ganger med NaCl 0,9% Tween-20 0,05% buffer. Så ble 2-ganger fortynninger i serie (i PBS/Tween-20 0,05%, 100 ul per brønn) av en anti-protein serumreferanse tilsatt som en standardkurve (som starter ved 670 ng/ml IgG) og serumprøver (som starter med en 1/10-fortynning) blir inkubert i 30 minutter ved 20°C under agitasjon. Etter vasking som tidligere beskrevet, blir peroksi-dase-konjugert geit anti-mus IgG (Jackson) fortynnet 5000x i PBS/Tween-20 0,05% inkubert (100 ul/brønn) i 30 minutter ved 20°C under agitasjon. Etter vasking blir platene inkubert i 15 minutter ved romtemperatur med 100 ul/brønn av avsløringsbuffer (OPDA 0,4 mg/ml og H2O20,05% i 100 mM pH 4,5 sitratbuffer). Avsløring blir stoppet ved å tilsette 50 ul/brønn HCL IN. Optiske tettheter blir lest ved 490 og 620 nm ved å benytte Emax immunoleser (Molecular Devices). Antistofftitere blir kalkulert ved den 4-para-meter matematiske fremgangsmåten ved å benytte SoftMaxPro-programvare.

Opsonophagocytosetest

Formålet med denne testen er å reproserbart måle opsonoserings-kapasiteten av testse-rumprøvene mot Streptococcus pneumoniae serotyper 1, 3, 4, 5, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F og 23F ved å benytte en fremgangsmåte tilpasset fra den publiserte standardiserte fremgangsmåten fra CDC (Steiner m.fl., Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology4: 415. 1997).

Denne testen reproduserer in vitro hva som foregår in vivo som den primære mekanismen for å eliminere invaderende Streptococcus pneumoniae eller pneumokokker. Det er opsonisering av pneumokokkene etterfulgt av fagocytose og så drap. "Fagocytose" er prosessen hvor cellene sluker materialet og lukker det innenfor en vakuole (fagosom) i cytoplasmaet. Pneumokokkene blir drept når de blir fagocytert av friske fagocytter hos pattedyr. "Opsonisering" er prosessen hvor fagocytose er fremmet ved avsettelsen av opsoniner, for eksempel antistoff og komplement, på antistoffet.

Det har blitt rapportert tallrike opsonofagocytiske tester i litteraturen. Den standardiserte fremgangsmåten fra CDC ble testet i en multi-lab-setting (Steiner m.fl., ICAAC, 16-20 sept. 2000, Toronto). Denne sistnevnte testen ble adaptert ved SB siden den tilveie-bragte en basis for sammenligning til andre laboratorier, den benytter reagenser og kon-troller som er generelt tilgjengelige, og den uttrykte resultatene som titeren (fortynning) av serum i stand til å fremme drap av 50% av levedyktige pneumokokker, en enhet som er alminnelig benyttet for denne typen av test. Det ble absolutt vist at den adapterte testen kunne generere resultater som korresponderte ganske godt med fire andre laboratorier (Steiner m.fl., ICAAC, 16-20 sept. 2000, Toronto).

De fagocyterte cellene benyttet i testen er HL60-cellelinjen, som stammer fra et individ med promyelocytisk leukemi og ble etablert som en kontinuerlig cellelinje av Collins m.fl. i 1977 (Nature 270: 347-9). Denne cellelinjen består av udifferensierte hematopoetiske celler, det betyr 85% blastceller og promyelocyter, 60% myelocyter og 9% differensierte celler. Polare forbindelser kan indusere differensieringen av cellene til minst to differensierte trinn. N,N-dimetylformamid induserer granulocytisk differensiering som gir polymorfonukleær-lignende celler (44% myelocyter og metamyelocyter og 53% forenede og segmenterte PMN).

I versjon A2 av testen er serumet som skal testes varme-inaktivert og 8 todoblede seriefortynninger som starter med % er laget i 96-brønners mikroplater i HBSS-medium som inneholder 0,3% BSA. Sluttvolumet av fortynnet serum i hver brønn er 25 ul.

Fire volumer av HL60-celler ved 10 celler/ml (5 eller 6 dager etter differensiering med dimetylformamid), 2 volumer av S. pneumoniae- bakterier (ved den passende fortynnin-gen) og 1 volum av baby-kanin komplement blir blandet rett før anvendelse, og 25 ul av blandingen blir tilsatt til hver brønn av 96-brønners platen, som inneholder de fortyn-nede serumene. For serotyper 1 og 6B er mengden av komplement økt til 12,5% slutt-konsentrasjon, som gir versjon A3 av testen.

Etter 2 timers inkubering ved 37°C under orbital risting, blir platen satt på is for å stoppe opsonofagocytose-reaksj onen.

Et estimat blir gjort for de koloniformende enhetene (CFU) i hver brønn ved inkubering over natten ved 37°C. Den "opsoniske titeren" (OT) er definert som den resiproke for-tynningen av serum i stand til å redusere ved minst 50% antallet av S. pneumoniae- bakterier i brønnen (dvs. 50% drap). Prosent drap er kalkulert ved den følgende formelen:

Pneumokokk intranasal utfordring i OFl- mus

Syv uker gamle OFl-hunnmus blir intranasalt inokulert under anestesi med 5.IO<5>CFU av muse-adaptert S. pneumoniae- serotype 2, 4 eller 6B. Lunger blir fjernet 6 uker etter utfordring og homogenisert (Ultramax, 24000 rpm, 4°C) i Todd Hewith Broth (THB, Gibco) medium. 10-doblede seriefortynninger av lungehomogenater blir platet over natten ved 37°C på petriskåler som inneholder gjærekstrakt-supplert THB-agar. Pneumokokk-lungeinfeksj on blir bestemt som antallet av CFU/mus, uttrykt som logaritmisk veid gjennomsnitt. Deteksjonsgrense er 2,14 log CFU/mus.

Eksempel 2A - 3D- MPL adjuvanteffektpå anti- protein immunrespons

I det foreliggende eksemplet kan vi evaluere innvirkningen av 3D-MPL adjuvantering på immunresponsen til proteinet ifølge oppfinnelsen.

Grupper på 10 6-uker gamle Balb/c-hunnmus blir intramuskulært immunisert på dagene 0, 14 og 21 med 1 ug protein i enten A: A1P04 100 ug; eller B: A1P04 100 ug + 5 ug 3D-mpl (3 de-O-acylert monofosforyl lipid A, levert av Ribi Immunochem). ELISA IgG blir målt i post-UI serum.

Beste immunresponser kan for hvilket som helst antigen vises å bli indusert i dyr vaksinert med 3D-MPL-supplerte formuleringer.

Eksempel 2B Fordelaktig innvirkning på tilsetningen av et protein ifølge oppfinnelsen ± 3D- MPL adjuvant på beskyttelseseffektiviteten av PD- konjugert 11- valent polysakkaridvaksine mot pneumokokk lungekolonisasjon i OFl- mus intranasalt utfordret med serotype 2, 4 eller 6B.

I det foreliggende eksemplet kan vi evaluere den profylaktiske effekten av en vaksine som inneholder det 11-valente polysakkarid-protein D-konjugatet, et protein ifølge oppfinnelsen og A1P04 + 3D-MPL adjuvanter, sammenlignet med den klassiske A1P04-adsorberte 11-valente polysakkarid-protein D-konjugatformuleringen.

Grupper på 12 4-uker gamle OFl-hunnmus blir immunisert subkutant på dagene 0 og 14 med formuleringene som inneholder A: 50 ug A1P04; B: 0,1 ug PS/serotype av PD-konjugert 11-valent polysakkaridvaksine + 50 ug A1P04; eller C: 0,1 ug PS/serotype av PD-konjugert 11-valent polysakkaridvaksine + 10 ug protein av oppfinnelsen + 50 ug A1P04 + 5 ug 3D-MPL (levert av Ribi Immunochem). Utfordring blir gjort på dag 21 som beskrevet ovenfor.

Som det kan bli vist ved denne fremgangsmåten, er en signifikant beskyttelse konferert ved den 11-valente polysakkarid-konjugatvaksinen supplert med proteinet ifølge oppfinnelsen og adjuvantert med A1P04 + MPL. Derimot er ingen signifikant beskyttelse observert hos dyr immunisert med den 11-valente polysakkarid konjugat/AlP04-formuleringen. Dette resultatet kan bevise at tilsettingen av proteinet ifølge oppfinnelsen og 3D-MPL-adjuvant forsterker effektiviteten av den 11-valente polysakkarid-konjugatvaksinen mot pneumoni.

Eksempel 2C immunkorrelåtene av beskyttelsen vist i eksempel 2B

For å fastsette immunkorrelatene av beskyttelse konferert i eksempel 2B, ved den 11-valente polysakkarid-konjugatvaksinen supplert med et protein ifølge oppfinnelsen og 3D-MPL, kan pre-utfordringsserologiske antistoffresponser til polysakkarid 2, 4 eller 6B og proteinet ifølge oppfinnelsen måles som beskrevet ovenfor.

Antistofftitere blir så sammenlignet med bakteriekoloniantall målt i lunger hos de korre-sponderende dyrene samlet 6 timer etter utfordring. R er kalkulert på Log/Log-lineær regresjon.

Kalkulert R kan vise fraværet av korrelasjon mellom humorale immunresponser og beskyttelse for begge antigener. Anti-6B (eller 2 eller 4) antistofftitere er ikke signifikant forskjellige i gruppene immunisert med den 11-valente konjugatvaksinen eller med den samme vaksinen supplert med proteinet ifølge oppfinnelsen og 3D-MPL. Derfor er be-skyttelsesforbedringen sett med formulering C ikke bare et resultat av en høyere antistoffrespons til polysakkarid 6B (eller 2 eller 4).

Sett samlet kan resultatene antyde at beskyttelse ikke er formidlet ved humorale immunresponser alene, men snarere også ved en celle-formidlet immunitet indusert ved proteinantigenet (fortrinnsvis under tilstedeværelsen av 3D-MPL). Dette kan gi ytterligere støtte til tilsettingen av proteinantigen(er) og potent adjuvant(er) i pneumokokk-polysakkarid-konjugatvaksinen for å koordinere begge grenene av immunsystemet for optimal beskyttelse.

Eksempel 3 - Samarbeidet av begge grenene av immunsystemet hos mus aktivt immunisert med et protein ifølge oppfinnelsen og passivt immunisert med antistoffer mot pneumokokk PS

Eksempel 3A - Finne konsentrasjonen av passivt administrert anti-6B-polysakkarid (anti-PS) antistoff som beskytter mot pneumoni

Fremgangsmåte

Vaksinegrupper: Fire grupper av 16 mus ble passivt immunisert (i.p.) på dag -1 med 100 ul av ufortynnet rotte anti-polysakkarid antiserum i henhold til gruppene beskrevet i detalj nedenfor. (Totalt 64 mus)

Dyr: 64 CD-1 hannmus fra Charles River, Canada, som veier omtrentlig 35 g

(omtrent 10 uker gamle).

Anestesi: Mus ble anestesert med isofluran (3%) pluss 02 (1 l/min).

Organisme: S. pneumoniae NI 3 87 (serotype 6) ble høstet fra trypticase soya-agarplater (TS A) supplert med 5% hesteblod og suspendert i 6 ml PBS. Umiddelbart før infeksjon ble 1 ml bakteriell suspensjon fortynnet i 9 ml av-kjølt, smeltet nærende agar (BBL) og oppbevart ved 41°C. Mus mottok

omtrent 6,0 loglO cfu/mus i et volum på 50 ul.

Infeksjon: På dag 0 ble mus anestesert som beskrevet ovenfor og infisert med S.

pneumonicae N1387 (50 ul avkjølt bakteriell suspensjon) ved intra-bronkiell inndrypping via ikke-kirurgisk intra-luftrørs intubasjon. Denne fremgangsmåten ble beskrevet av Woodnut og Berry (Antimicrob. Ag.

Chemotherap. 43: 29 (1999)).

Prøver: På dag 3 etter infeksjon ble 8 mus/gruppe avlivet ved C02-overdose og lunger ble fjernet og homogenisert i 1 ml PBS. Tidoblede seriefortynninger ble preparert i PBS for å beregnet antallene av levedyktige bakterier. Prøver ble inokulert (20 ul) i triplikat på TSA-plater supplert med 5% hesteblod og inkubert natten over ved 37°C før evaluering. Ytterligere sett av mus ble avlivet på dag 7, og prøver samlet som ovenfor.

Resultater:

Tallene i parentes er antall dyr som døde før tidspunkt før prøvetaking.

Konklusjon: Generelt var det ingen signifikant forskjell i bakterieantall isolert fra noen av de behandlede gruppene. Dette indikerer at ingen målbar beskyttelse ble gitt ved anti-polysakkaridantistoffet ved konsentrasjoner opptil og som inkluderer 5 ug/ml.

Dette er lignende det som er observert i noen humane, kliniske forsøk. Det betyr at anti-polysakkaridantistoff er utilstrekkelig for å beskytte mot pneumokokkpneumoni i noen populasjoner.

Eksempel 3B - Bestemme beskyttelsen mot pneumoni gitt ved aktiv administrering av et protein ifølge oppfinnelsen med eller uten adjuvant, og synergi med sub-optimalt anti-PS-antistoff.

Fremgangsmåte

Dyr: 128 CD-1 hannmus (6 uker gamle eller eldre ved mmunisering, 10 uker gamle ved infeksjon) fra Charles River, St. Constant, Quebec, Canada. Dyrene veide omtrent 20 g ved 6 uker og 38 g ved 10 uker.

Immunisering:Seks grupper på 16 mus blir immunisert med subkutan injeksjon på dagene -22 og -14 med 100 ul av vaksine som beskrevet i detalj nedenfor. ( Totalt 128 mus.) 3D-MPL er oppnådd fra Ribi/Corixa.

På dag -1 blir spesifikke grupper (se tabell nedenfor) immunisert (i.p. 100Hl) passivt med en konsentrasjon på 4,26 ug/ml (4 ml av 5 ug/ml +1,3 ml av 2 ug/ml) mus anti-polysakkaridantistoff.

Infeksjon: På dag 0 blir musene anestesert (3% isofluran pluss 1 l/min O2). Bakterielle inokulater blir preparert ved å høste vekst av S. pneumoniae NI 387 (serotype 6) fra trypticase soya-agarplater (TS A) supplert med 5% hesteblod og suspendert i 6 ml PBS. En tidoblet fortynning (1 ml pluss 9ml) blir preparert i avkjølt, smeltet nærende agar (holdt ved 41°C) umiddelbart før infeksjon. Mur blir infisert ved intra-bronkiell inndrypping via intra-luftrørs intubasjon og mottar omtrent 6,0 loglO cfu/mus i et volum på 50 ul. Denne fremgangsmåten er beskrevet av Woodnut og Berry

Antimicrob. Ag. Chemotherap. 43: 29 (1999)).

Prøver: Ved 72 etter infeksjon blir 8 mus/gruppe avlivet ved CC>2-overdose og lungene blir fjernet og homogenisert i 1 ml PBS. Tidoblede seriefortynninger blir preparert i PBS for å beregne antall av viable bakterier. Prøver blir inokulert (20 ul) i triplikat på TSA-plater supplert med 5% hesteblod og inkubert natten over ved 37°C før evaluering. Ytterligere sett av mus blir avlivet på dag 8 etter infeksjon og prøver blir tatt som ovenfor.

Analyser av data

Utgangsmålingen for sammenligning av behandling er antallet av bakterier i lungene ved 3 og 7 dager etter infeksjon. Resultater kan presenteres som gruppemiddelverdier med standardavvik. Statistiske analyser burde utføres ved å benytte student t-testen hvor en P-verdi på <0,05 betraktes som signifikant.

Som vist ovenfor kan anti-polysakkaridantistoff alene (gruppe 1-5) vises å ikke gi beskyttelse mot vekst av pneumokokker i lungen. Pneumokokkprotein adjuvantert med A1P04 (gruppe 1-1) kan kanskje heller ikke gi beskyttelse, men vil gjøre det i bedre grad når protein kombinert med 3D-MPL (gruppe 1-2).

Mest signifikant beskyttelse kan ses i grupper med både anti-polysakkaridantistoff og protein, spesielt i gruppen som har alle tre elementer, protein, 3D-MPL og passivt administrert anti-polysakkaridantistoff (gruppe 1-4). Denne konklusjonen kan også støttes av dødelighetsraten. Grupper 1-3 og spesielt 1-4 vil ha færre dødsfall sammenlignet med de andre gruppene.

Konklusjon:

Ettersom eksperimentet er utført med passivt immuniserte dyr, kan den synergistiske effekten av også aktivt å immunisere med protein (± MPL) ikke være et resultat av en økning i nivået av antistoffer mot polysakkarid-antigenet.

Signifikant beskyttelse mot pneumokokkpneumoni kan ses i grupper immunisert med både protein pluss passivt administrert anti-polysakkaridantistoff, spesielt om 3D-MPL også er tilstede, noe som indikerer synergien av denne kombinasjonen.

Om anti-polysakkarid-immuniseringen utføres aktivt (fortrinnsvis med konjugert polysakkarid) vil denne effekten være mer markert, ettersom effekten av B-cellehukom-melse og konstante nivåer av anti-PS-antistoff gjennom eksperimentet vil bidra til immunrespons-samarbeidet.

Eksempel 4 - Fremgangsmåte for å bestemme synergi ved korrelat av beskyttelse Hovedmekanismen for beskyttelse som menneskekroppen benytter for å eliminere infi-serende pneumokokk er antistofformidlet opsonofagocytose (Bruyn m.fl., Clin. Infect. Dis. 14: 251 (1992)). Ettersom flere ELISA-fremgangsmåter er blitt utviklet for å måle antistoffkonsentrasjonen til kapsulært polysakkarid som et korrelat på beskyttelse har det vist seg at in vitro opsonofagocytosetesten er et bedre korrelat på beskyttelse (Musher m.fl., J. Infect. Dis. 182: 158 (2000)).

Pneumokokkproteinene ifølge oppfinnelsen tilveiebringer beskyttelse mot pneumokokk-infeksjon ved mekanismer som er forskjellige fra antistofformidlet opsonofagocytose. I eksempel 2 kan aktiv immunisering med både konjugat og protein vise en synergistisk effekt, som ikke kan forklares av antistoff-konsentrasjonforskjellene siden de er de samme i begge grupper. Derfor må den gjenværende beskyttelsen som kan obser-veres komme fra en synergistisk effekt. Den samme konklusjonen kan nås i eksempel 3 på lignende måte, siden antistoffet er tilsatt passivt.

I mange tilfeller er pneumokokkproteinene ifølge oppfinnelsen overflateassosierte, og er uttrykt for å tilveiebringe noe opsonisk aktivitet i seg selv. I dette tilfellet er det mulig å skille mekanismen for beskyttelse via en kvantitativ måling av opsoniseringskapasiteten av anti-pneumokokkproteinet, som kan benyttes for å estimere det relative bidraget av opsonisk aktivitet til andre synergistiske mekanismer for beskyttelse.

I muse-lunge kolonisasjonsmodellen kan den relative beskyttelsen for hver vaksine estimeres fra fjerningen av bakterier fra lungene. Eller alternativt kan vaksine-effektiviteten bli estimert fra case-rater, som normalt bestemt for vaksiner.

For å bestemme andelen av beskyttelsen eller effektiviteten som stammer fra den synergistiske effekten, dreier det seg om å bestemme hvilken andel av effektiviteten som ville bli forventet basert på forholdet på de opsoniske titrene.

I eksempel 3 ovenfor er prosent beskyttelse ved kombinasjonen et resultat av synergi mellom protein/antistoff-komponentene ettersom verken proteinet eller anti-polysakkarid-antistoffet alene kan tilveiebringe mye beskyttelse i seg selv.

Det er mulig å estimere mengden av beskyttelse av den synergistiske effekten på basis av den relative opsoniske aktiviteten. Om den opsoniske aktiviteten gitt ved et anti-kapsulært polysakkarid-antistoff er X, og den opsoniske aktiviteten gitt ved anti-pneumokokkprotein-antistoff er Y, så kan den totale opsoniske aktiviteten vises å være X + Y,

og den relative andelen av den opsoniske aktiviteten av proteinet vil være Y/X + Y. Dette er sammenlignet med den relative beskyttende effekten av en vaksine, hvor anti-polysakkaridandelen av vaksinen tilveiebringer en beskyttende effektivitet på A%, og den beskyttende effektiviteten av vaksinen av polysakkaridet pluss protein er B%. Til-leggs effektiviteten som ikke kan gjøres rede for ved opsonisk aktivitet, estimeres så som

Dette eksemplet har ikke til hensikt å begrense veiene for å estimere effekten av synergi. Med én gang andre korrelater av beskyttelse er identifisert kan de benyttes for å estimere denne synergistiske effekten.

Claims

1. Immunogen sammensetning,karakterisert vedat den omfatter minst ett Streptococcus pneumoniae polysakkaridantigen og minst ett Streptococcus pneumoniae proteinantigen valgt fra gruppen som består av: PhtA, PhtD og PhtB, eller immunologisk funksjonell ekvivalent derav.

2. Immunogen sammensetning ifølge krav 1, hvor Streptococcus pneumoniae proteinantigenet er PhtD.

3. Immunogen sammensetning ifølge krav 2, videre omfattende Ply.

4. Immunogen sammensetning ifølge et hvilket som helst av krav 1-3,karakterisert vedat polysakkaridantigenet er tilstede i formen av et polysakkarid-proteinbærerkonjugat.

5. Immunogen sammensetning ifølge krav 4,karakterisertv e d at bærerproteinet er valgt fra gruppen som består av : Diphteria toxoid, Tetanus toxoid, CRM197, Keyhole Limpet Haemocyanin (KLH), proteinderivat av Tuberculin (PPD) og protein D fra H. influenzae.

6. Immunogen sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat sammensetningen omfatter minst fire pneumokokk-polysakkaridantigener fra ulike serotyper.

7. Immunogen sammensetning ifølge hvilket som helst av de ovenstående krav,karakterisert vedat det i tillegg omfatter et adjuvant.

8. Immunogen sammensetning ifølge krav 7,karakterisertv e d at adjuvantet omfatter et aluminiumsalt.

9. Immunogen sammensetning ifølge krav 7,karakterisertved at adjuvantet er en preferensiell induser av en THl-respons.

10. Immunogen sammensetning ifølge krav 9,karakterisertv e d at adjuvantet omfatter minst én av de følgende: 3D-MPL, en saponin immuno-stimulant eller et immunostimulerende CpG-oligonukleotid.

11. Immunogen sammensetning ifølge krav 10,karakterisertv e d at adjuvantet omfatter en bærer valgt fra gruppen som består av: en olje-i-vannemulsjon, liposomer og et aluminiumsalt.

12. Immunogen sammensetning ifølge hvilket som helst av de ovenstående krav,karakterisert vedat den anvendes som et medikament.

13. Vaksine,karakterisert vedat den omfatter den immunogene sammensetningen ifølge krav 1-11.

14. Anvendelse av et pneumokokk-polysakkaridantigen i kombinasjon med et Streptococcus pneumoniae antigen valgt fra gruppen bestående av PhtA, PhtD og PhtB, og eventuelt et THl induserende middel, for fremstilling av et medikament for forebyggelse eller behandling av pneumoni i pasienter over 55 år.

15. Anvendelse av et pneumokokk-polysakkaridantigen i kombinasjon med et Streptococcus /?«ew/wo«z'ae-proteinantigen valgt fra gruppen som består av PhtA, PhtD og PhtB, og eventuelt et THl induserende adjuvans, ved fremstillingen av et medikament for forebyggelse eller behandlingen av otitis media hos spedbarn eller smårollinger.

16. Fremgangsmåte for å lage en immunogen sammensetning ifølge hvilket som helst av de ovennevnte krav,karakterisert vedat den omfatter trinnene av: å velge ut ett eller flere pneumokokk-polysakkaridantigen(er); å velge ut ett eller flere pneumokokk-proteinantigen(er) fra gruppen som består av PhtA, PhtD og PhtB, og å blande nevnte polysakkarid- og proteinantigener med et egnet hjelpestoff.