포도상구균 감염을 치료 및 예방하기 위한 팬톤-발렌타인류코시딘의 용도 document_id A220623062774

종종 "스태프(staph)," "스태프. 아우레우스(Staph. aureus)" 또는 "에스. 아우레우스"로서 언급되는 황색포도상구균은 건강한 개체의 피부 상에 또는 코에 일반적으로 보균된다. 임의의 지정 시점에서 집단의 대략 20-30％가 에스. 아우레우스로 집락화된다. 상기 세균은 종종 여드름 및 종기와 같은 경증의 감염을 유발한다. 그러나, 에스. 아우레우스는 또한 중증의 잠재적으로 치명적인 균혈증을 유발하는데, 이는 혈류 내에 생육가능한 세균의 존재를 특징으로 하는 의학 상태이다. 에스. 아우레우스는 협막 (capsular) 다당체 및 단백질 독소를 포함하는 많은 균력 (virulence) 인자를 발현한다. PVL은 시너고하이메노트로픽 (synergohymenotropic) 독소 패밀리에 속하는 에스. 아우레우스 단백질이고, 이는 2개의 비연관 클래스의 분비형 단백질 또는 서브유닛의 상승 작용에 의해 숙주 방어 세포, 백혈구, 및 적혈구의 막을 손상시킨다 (Supersac et al., Infect. Immun. 61:580-7 (1993)). 상기 패밀리의 단백질은 알파-헤모라이신 (알파-독소), 베타-헤모라이신, 델타-헤모라이신, 감마-헤모라이신, 류코시딘 (Luk) 및 PVL 단백질 (LukS-PV 및 LukF-PV)을 포함한다. PVL은 에스. 아우레우스에서 백혈구 독성 활성을 관찰함으로써 처음 발견되었다 (Van der Velde, La Cellule, 10:401-9 (1894)). 이후 팬턴 (Panton) 및 발렌타인 (Valentine)은 만성 종기증 대상으로부터의 V8 균주 내의 다른 헤모라이신으로부터 PVL을 구별할 수 있었다 (Panton P., Lancet, 222:506-8 (1932)). 이어서, 우딘 (Woodin)은 PVL이 2개의 서브유닛, 즉, LukS-PV 및 LukF-PV로 구성됨을 밝혔다 ([Woodin AM., Biochem. J., 73:225-37 (1959)] 및 [Woodin AM., Biochem. J., 75:158-65 (1960)]). PVL은 토끼 및 인간 다형핵 세포 (PMN) 및 대식세포에 대한 공극 (pore) 유도에 의해 백혈구 독성인 것으로 나타났다 (Finck-Barbancon et al., Biochim. Biophys. Acta, 1182:275-82 (1993)). 정제된 PVL은 토끼에서 피부내 주사될 때 모세혈관 확장, 화학주성, PMN 침윤, PMN 핵붕괴, 및 피부 괴사를 일으키는 중증 염증성 병변을 유도한다 ([Prevost et al., J. Med. Microbiol, 42:237-45 (1995)] 및 [Ward et al., Infect. Immun., 28:393-7 (1980)]). PVL의 백혈구 독성 및 용혈 활성은 2개의 PVL 서브유닛의 순차적인 결합 및 상승적 조합을 포함한다. 먼저, LukS-PV는 막 표적과 상호작용한다 (Colin et al., Infect. Immun. 62:3184-8 (1994)). 그후, LukF-PV 서브유닛이 LukS-PV 서브유닛에 결합한다 ([Woodin, AM and Wieneke AA, Biochem J, 105:1029-1038 (1967)] 및 [Colin et al., 상기 문헌]). LukS-PV 및 LukF-PV는 단지 작은 비율의 병원-연관 에스. 아우레우스 단리물에서만 발현되지만 (Prevost et al., Infect. Immun., 63:4121-9 (1995)), PVL 발현은 세계적으로 지역사회 획득 메티실린 내성 에스. 아우레우스 (CA-MRSA) 균주에서 만연하는 것으로 보인다 ([Dufour et al., Clin. Infect. Dis., 35:819-24 (2002)] 및 [Vandenesch et al., Emerg. Infect. Dis., 9:978-84 (2003)]. 실제로, CA-MRSA의 출현 및 전파가 최근에 다양한 질병, 예를 들어 농양 및 종기증 ([Lina et al., Clin. Infect. Dis., 29: 1128-32 (1999)] 및 [Kazakova et al., N. Engl. J. Med., 352:468-75 (2005)]), 및 중증 독소혈증, 예를 들어 괴사성 폐렴 (Francis et al., Clin. Infect. Dis., 40:100-7 (2005))을 발생시켰다. 미국 내의 에스. 아우레우스의 50％를 초과하는 균주가 현재 메티실린-내성인 것으로 추정된다. 예를 들면, 1999년도에 미국 국립 병원 감염 감시 시스템 (National Noscomial Infection Surveillance System) (NNISS)에 보고된 모든 에스. 아우레우스 단리물 중 54.5％가 메티실린 내성이었다. 미국 질병 관리 센터 (Centers for Disease Control)에서는 2002년도에 미국에서 대략 100,000건의 원내 MRSA 감염 사례가 있었고, 이러한 감염 문제는 오히려 악화된다고 추정하고 있다. 특정 아시아 및 유럽 국가에서 메티실린-내성률은 훨씬 더 크다 (예를 들어, 일본에서는 72％ MRSA율; 홍콩에서는 74％). 따라서, 항생제 내성 균주들은 현재 에스. 아우레우스 감염의 치료시에 문제를 일으키고, 새로운 치료 도구가 개발되지 않는다면 이러한 문제들은 오히려 악화될 것이다. 따라서, 일반적으로 에스. 아우레우스 감염, 특히 CA-MRSA 감염을 치료하기 위한 조성물 및 방법이 필요하다. PVL 항원을 사용하여 백신을 제조하려는 선행 기술의 시도에는 투여된 항원의 독성 및 효능의 상실을 포함한 심각한 단점이 있다. 예를 들어, 문헌 [Banffer 0026# Franken, Path. Microbiol. 30: 16-74 (1967)]에서는 류코시딘 톡소이드 (PVL)을 사용한 임신부의 면역화 (immunization), 및 항체 수준 및 유방염 발생에 대한 그의 효과를 보고하였다. 저자들은 면역화된 대상에서 항-류코시딘 항체의 증가를 발견하였지만, 유방염 발병에서 통계학상 유의한 차이가 없다. 저자들은 153명의 면역화된 대상 중에서 11명이 "겨드랑이 림프선이 촉진가능한 (중정도) 주사 부위의 동통"을 보고하였고, "3건의 사례에서 반응이 중증으로 간주되었다"라고 언급하고 있다. 문헌 [Gladstone, Br. J. Exp. Path. 54:255-59 (1973)]에서는 포도상구균 감염에 대한 정제된 류코시딘 (LukF-PV 및 LukS-PV 서브유닛을 모두 포함)의 치료 효능을 입증한 것으로 주장한 저자 등에 의해 이루어진 작업에 대해 설명하지만, "건강한 사람에서 그의 사용은 ... 종종 관찰되는 가변적 국소 및 전반 반응에 의해 금기된다"라고 인정한다. 저자들은 포르말린을 사용하여 탈독성화된 (detoxified) 정제된 류코시딘 제제를 사용하는 면역화의 결과를 보고하고, 면역화가 17 대상 중 16 대상이 잘 인용되고, 17번째 대상은 열, 권태 및 구토를 경험하였음을 언급하였다. 저자들은 또한 면역화된 대상에서 항-류코시딘 항체 수준에서 상당한 가변성을 보고하였다. 상기 문헌에서는 포르말린-탈독성화된 류코시딘 제제의 예방 또는 치료 효능을 조사하지 않았다. 문헌 [Ward 0026# Turner, Infect. 0026# Immun. 27: 393-97 (1980)]에서는 LukF-PV의 제제 및 LukS-PV의 제제를 사용하여 수행된 실험을 보고하였지만, 각각의 제제가 LukF-PV 및 LukS-PV 모두에 대한 항체를 유발하는 (이는 순도의 결핍 또는 항원 교차 반응성을 나타냄) 것을 발견하였으므로 그들의 제제의 순도는 순수하지 않다. 저자들은 LukF-PV 제제를 사용하는 면역화가 LukF-PV, LukS-PV 또는 둘 모두의 투여에 의한 후속 시험 접종에 대해 보호를 제공하였지만, LukS-PV 제제를 사용하는 면역화는 임의의 시험 접종에 대한 보호를 제공하지 않았음을 발견하였다. 그러나, LukF-PV 및 LukS-PV 시험 접종이 독성 반응을 유도한 사실은 하나의 서브유닛 단독으로는 독성이 아니기 때문에 각각의 제제가 이종 서브유닛으로 오염되었음을 나타낸다. 항-PVL 항체의 잠재적인 유용성에 관하여, 문헌 [Gauduchon et al., J. Infect. Dis. 189: 346 (2004)]에서는 시판 IVIG 제제가 에스. 아우레우스 PVL을 시험관 내에서 중화시킬 수 있음을 밝혔다. 저자들은 시판 제제 내에서 항-PVL 항체를 확인하기 위해 정제된 재조합 PVL (rLukF-PV 및 rLukS-PV)를 사용하였다. 이들은 IVIG와 함께 재조합 방식으로 생산된 항원을 예비-인큐베이션하면 세포독성을 IVIG 농도-의존 방식으로 억제하였음을 밝혔다. 2가지 상이한 PVL-생산 에스. 아우레우스 균주의 배양 상등액을 IVIG와 함께 예비-인큐베이션할 때 유사한 결과가 밝혀졌다. 그러나, 저자들은 보고된 활성이 항-PVL 항체 자체에 의한 것이었음을 입증하지 않았고, IVIG의 일반적인 면역조절 효과를 조절하지 않았다. 따라서, 에스. 아우레우스 감염을 치료 및 예방하는 방법에 유용한 PVL 항원 및 PVL 항체를 포함하는 조성물이 여전히 필요하다. 발명의 개요 본 발명은 PVL 항체 및 항원 조성물, 이들의 제조 방법, 및 에스. 아우레우스 감염을 예방 및 치료하기 위해 이들을 사용하는 방법을 제공한다. 한 실시태양에서, 본 발명은 (i) LukF-PV 서브유닛에 특이적으로 결합하지만 LukS-PV 서브유닛에 특이적으로 결합하지 않는 항체, 및 (ii) LukS-PV 서브유닛에 특이적으로 결합하지만 LukF-PV 서브유닛에 특이적으로 결합하지 않는 항체로 이루어지는 군 중에서 선택되는, 에스. 아우레우스의 팬톤-발렌타인 류코시딘 (PVL) 항원에 특이적으로 결합하는 항체를 제공한다. 항체는 폴리클로날 항체 또는 모노클로날 항체일 수 있다. 하나의 특정한 실시태양에서, 항체는 (i) 대상에게 (a) PVL 항원으로서 LukF-PV 서브유닛을 포함하고 LukS-PV 서브유닛을 포함하지 않는 조성물, 및 (b) PVL 항원으로서 LukS-PV 서브유닛을 포함하고 LukF-PV 서브유닛을 포함하지 않는 조성물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 조성물을 투여하고, (ii) 대상으로부터 항체를 얻는 것을 포함하는 과정에 의해 제조된다. 본 발명은 또한 항체 및 제약학상 허용되는 담체를 포함하는 조성물을 제공하고, 하나의 특정한 실시태양에서, 상기 조성물은 IVIG 조성물, 또는 과다면역 특이적 IVIG 조성물이다. 하나의 특정 실시태양에서, 항체 조성물은 하나 이상의 다른 세균 항원에 대한 하나 이상의 항체, 예를 들어 에스. 아우레우스 타입 5, 에스. 아우레우스 8, 에스. 아우레우스 336, 에스. 에피데르미디스 (S. epidermidis) PS1, 에스. 에피데르미디스 GP1, α-독소, 지질테이코산 (LTA), 및 부착 매트릭스 분자를 인식하는 미생물 표면 성분 (MSCRAMM) 단백질, 및 이들의 조합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상의 에스. 아우레우스 항원에 대한 항체를 추가로 포함한다. 본 발명은 또한 개체에게 항체를 포함하는 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 개체에서 PVL-연관 세포독성을 중화시키기 위한 방법을 제공한다. 한 실시태양에서, 항체는 LukS-PV에 특이적으로 결합한다. 다른 실시태양에서, 항체는 LukF-PV에 특이적으로 결합한다. 본 발명은 또한 샘플을 항체와 접촉시키는 것을 포함하는, 샘플 내에서 PVL 항원을 검출하는 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 측면은 PVL 항원에 관한 것이다. 한 실시태양에서, 본 발명은 다른 세균 항원에 컨쥬게이팅된 에스. 아우레우스의 팬톤-발렌타인 류코시딘 (PVL) 항원을 포함하는 PVL 항원을 제공한다. 한 실시태양에서, PVL 항원은 (a) LukF-PV 서브유닛을 포함하고 LukS-PV 서브유닛을 포함하지 않는 PVL 항원, 및 (b) LukS-PV 서브유닛을 포함하고 LukF-PV 서브유닛을 포함하지 않는 PVL 항원으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 한 실시태양에서, PVL 항원은 정제된 야생형 PVL 항원 및 재조합 PVL 항원으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 한 실시태양에서, 다른 세균 항원은 에스. 아우레우스 타입 5, 에스. 아우레우스 타입 8, 에스. 아우레우스 336, 에스. 에피데르미디스 PS1, 에스. 에피데르미디스 GP1, α-독소, 지질테이코산 (LTA), 및 부착 매트릭스 분자를 인식하는 미생물 표면 성분 (MSCRAMM) 단백질로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 다른 실시태양에서, 다른 세균 항원은 다른 PVL 서브유닛이고, PVL 항원은 (i) LukS-PV 서브유닛에 컨쥬게이팅된 LukF-PV 서브유닛; (ii) 다른 LukF-PV 서브유닛에 컨쥬게이팅된 LukF-PV 서브유닛; 및 (iii) 다른 LukS-PV 서브유닛에 컨쥬게이팅된 LukS-PV 서브유닛으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 컨쥬게이트 (conjugate)를 포함한다. 한 실시태양에서, 컨쥬게이트는 융합 단백질 또는 화학적 컨쥬게이트이다. 다른 실시태양에서, 본 발명은 그의 야생형 서열에 비해 LukF-PV 또는 LukS-PV 아미노산 서열 중 하나 이상에서 하나 이상의 아미노산 치환, 삽입, 또는 결실을 포함하는 돌연변이를 포함하는 PVL 항원을 제공한다. 한 실시태양에서, 돌연변이는 (i) PVL이 세포막에 결합하는 것을 방지하고, (ii) 막횡단 도메인의 스템 (stem) 또는 세포질 첨단 (cytoplasmic extremity)이 LukS 또는 F를 위해 언폴딩 (unfolding)하는 것을 방지하고, (iii) LukF-PV 및 LukS-PV의 조립을 차단하고, (iv) Ca+2 채널 활성을 차단하고, (v) PVL 공극의 활성을 차단하고, (vi) LukS-PV의 인산화 부위를 변경시키고, (vii) LukF-PV의 막 결합 틈새부 (cleft)를 파괴하고; (viii) PVL 항원의 "아미노 래치 (latch)"의 N-말단 결실을 생성하고, (ix) 프리-스템 (pre-stem)의 언폴딩 및 막 내로의 삽입을 방지하는 시스테인 이중 돌연변이체를 생성하는 돌연변이로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 하나의 특정 실시태양에서, PVL 항원은 (i) E191A, (ii) R197A, (iii) W176A, 및 (iv) Y179A로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상의 돌연변이를 포함하는 LukF-PV 서브유닛을 포함한다. 다른 특정 실시태양에서, PVL 항원은 (i) T28F, (ii) T28N, 및 (iii) T28D로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상의 돌연변이를 포함하는 LukS-PV 서브유닛을 포함한다. 한 실시태양에서, PVL 항원은 (a) LukF-PV 서브유닛을 포함하고 LukS-PV 서브유닛을 포함하지 않는 PVL 항원; (b) LukS-PV 서브유닛을 포함하고 LukF-PV 서브유닛을 포함하지 않는 PVL 항원; (c) 돌연변이된 LukF-PV 서브유닛 및 야생형 LukS-PV 서브유닛을 포함하는 PVL 항원; (d) 야생형 LukF-PV 서브유닛 및 돌연변이된 LukS-PV 서브유닛을 포함하는 PVL 항원; 및 (e) 돌연변이된 LukF-PV 서브유닛 및 돌연변이된 LukS-PV 서브유닛을 포함하는 PVL 항원으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 본 발명은 또한 에스. 아우레우스의 PVL 항원 및 제약학상 허용되는 담체를 포함하는 조성물을 제공한다. PVL 항원은 상기 기재된 임의의 항원일 수 있다. 한 실시태양에서, 조성물은 LukF-PV 서브유닛 및 LukS-PV 서브유닛을 포함한다. 다른 실시태양에서, 조성물은 LukF-PV 서브유닛을 포함하고 LukS-PV 서브유닛을 포함하지 않거나, LukS-PV 서브유닛을 포함하고 LukF-PV 서브유닛을 포함하지 않는다. 한 실시태양에서, 조성물은 하나 이상의 추가의 세균 항원을 추가로 포함한다. 하나의 특정 실시태양에서, 하나 이상의 추가의 세균 항원은 에스. 아우레우스 타입 5, 에스. 아우레우스 타입 8 및 에스. 아우레우스 336, 에스. 에피데르미디스 PS1, 에스. 에피데르미디스 GP1, α-독소, 지질테이코산 (LTA), 및 부착 매트릭스 분자를 인식하는 미생물 표면 성분 (MSCRAMM) 단백질로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 본 발명은 또한 본원에 기재된 임의의 PVL 항원에 특이적으로 결합하는 항체를 제공한다. 본 발명은 또한 그를 필요로 하는 대상에게 본원에 기재된 바와 같은 항체 또는 항원을 포함하는 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 에스. 아우레우스 감염을 치료 또는 예방하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 항감염제, 항생제, 및 항미생물제로 이루어지는 군 중에서 선택되는 약제를 투여하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 항생제는 반코마이신, 클린다마이신 및 리소스타핀으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 한 실시태양에서, 에스. 아우레우스 감염은 지역사회 획득 메티실린 내성 에스. 아우레우스 (CA-MRSA) 감염, 피부 또는 연조직 감염, 괴사성 폐렴, 유방염, 괴사성 근막염, 워터하우스 프리데릭센 증후군 (Waterhouse Friderichsen Syndrome), CA-MRSA 패혈증, 및 PVL 항원을 발현하는 에스. 아우레우스 균주에 의한 감염으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 한 실시태양에서, 방법은 하나 이상의 추가의 세균 항원에 대한 하나 이상의 항체를 투여하는 것을 추가로 포함한다. 하나의 특정한 실시태양에서, 하나 이상의 항체는 에스. 아우레우스 타입 5, 에스. 아우레우스 타입 8, 및 에스. 아우레우스 336, 에스. 에피데르미디스 PS1, 에스. 에피데르미디스 GP1, α-독소, 지질테이코산 (LTA), 및 부착 매트릭스 분자를 인식하는 미생물 표면 성분 (MSCRAMM) 단백질로 이루어지는 군 중에서 선택되는 에스. 아우레우스 항원에 대한 항체로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 다른 실시태양에서, 방법은 하나 이상의 추가의 세균 항원을 투여하는 것을 추가로 포함한다. 하나의 특정한 실시태양에서, 하나 이상의 추가의 세균 항원은 에스. 아우레우스 타입 5, 에스. 아우레우스 타입 8, 및 에스. 아우레우스 336, 에스. 에피데르미디스 PS1, 에스. 에피데르미디스 GP1, α-독소, 지질테이코산 (LTA), 및 부착 매트릭스 분자를 인식하는 미생물 표면 성분 (MSCRAMM) 단백질로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 본 발명은 또한 (i) PVL 항원을 대상에게 투여하는 단계, (ii) 대상으로부터 혈장을 수거하는 단계, (iii) 대상으로부터 면역글로불린을 정제하는 단계를 포함하는, 과다면역 특이적 IVIG 제제를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 대안적인 실시태양에서, 본 발명은 (i) PVL 항원을 투여하지 않은 대상을 고역가의 항-PVL 항체에 대해 스크리닝하는 단계, (ii) 대상으로부터 혈장을 수거하는 단계, 및 (iii) 대상으로부터 면역글로불린을 정제하는 단계를 포함하는, 과다면역 특이적 IVIG 제제를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 (i) 에스. 아우레우스의 팬톤-발렌타인 류코시딘 (PVL) 항원에 특이적으로 결합하는 항체를 포함하는 정맥내 면역글로불린 (IVIG) 조성물, 및 (ii) 제약학상 허용되는 담체를 포함하는 조성물을 제공하고, 여기서 IVIG 조성물은 정상 IVIG에서 발견되는 것보다 2배 이상 더 큰 항-PVL 항체 역가를 포함한다. 본 발명의 추가 측면은 아래에 보다 상세히 설명된다.