Rsv f/g嵌合疫苗
阅读说明：本技术 Rsv f/g嵌合疫苗 (RSV F/G chimeric vaccines ) 是由 山上亮 镰仓悟史 松尾美保子 鸟饲正治 森泰亮 于 2020-02-27 设计创作，主要内容包括：生产了一种用于预防呼吸道合胞病毒(RSV)感染的新型疫苗抗原,其与各自仅包含RSV F蛋白作为抗原的常规疫苗相比在功效和/或安全性方面得到改进。生产了一种其中包含RSV F/G嵌合蛋白作为抗原的疫苗,其中RSV F/G嵌合蛋白的基本骨架为RSV F蛋白,并且所述基本骨架的一部分被RSV G蛋白的保守中央结构域序列的全部或一部分替代,或者将所述保守中央结构域序列的全部或一部分添加至所述基本骨架中。关于功效和安全性两者对疫苗进行了评价,并且证实包含F/G嵌合蛋白作为抗原的本发明疫苗与各自仅包含F蛋白的疫苗相比具有优异的功效和/或安全性。(A novel vaccine antigen for the prevention of Respiratory Syncytial Virus (RSV) infection is produced that is improved in efficacy and/or safety compared to conventional vaccines each comprising only RSV F protein as an antigen. A vaccine comprising an RSV F/G chimeric protein as an antigen is produced, wherein the basic framework of the RSV F/G chimeric protein is an RSV F protein and a portion of the basic framework is replaced with all or a portion of the conserved central domain sequence of the RSV G protein, or all or a portion of the conserved central domain sequence is added to the basic framework. The vaccine was evaluated with respect to both efficacy and safety, and it was confirmed that the vaccine of the present invention comprising the F/G chimeric protein as an antigen had excellent efficacy and/or safety as compared with vaccines each comprising only the F protein.)
本发明涉及呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus，RSV)的疫苗。更具体地讲，本发明涉及通过使用RSV F蛋白作为基本结构，并用RSV G蛋白的保守中央结构域序列(Conserved Central Domain sequence)的全部或一部分取代基本结构的一部分，或将保守中央结构域序列的全部或一部分添加至基本结构中而获得的重组F/G嵌合蛋白。
背景技术
流行病学：
RSV的感染途径为飞沫感染或接触感染，并且几乎100%的人类在两岁前感染。通常会出现类似感冒的症状，比如流鼻涕、发热38-39℃和咳嗽。另一方面，原发性感染往往会发展为细支气管炎和肺炎，并且特别是6个月以下的婴儿和老年人可能会很严重。根据2015年的全球估计，有3310万5岁以下的人患有RSV感染(RSV急性下呼吸道感染)，其中320万人需要住院治疗和11.82万人死亡(非专利文献1)。治疗方法主要为支持治疗，并且吸入抗病毒剂利巴韦林(VIRAZOLE (注册商标))仅在美国被批准作为治疗剂。与RSV包膜蛋白结合的抗体药物帕利珠单抗(Synagis (注册商标))仅被批准作为预防剂，但给予对象仅限于高危人群(早产儿、慢性疾病、先天性心脏病等) (非专利文献7)。据说婴儿期患有RS病毒感染，特别是细支气管炎的儿童，可能在以后的生活中会患上支气管哮喘。然而，由于无法预防感染，多年来一直期待有效的疫苗开发，但世界范围内还没有批准的RSV疫苗。
RSV F蛋白：
RSV F蛋白定位于RSV包膜表面，并且对于病毒进入宿主细胞具有重要功能。具体地讲，感染通过经RSV F蛋白融合宿主细胞膜和病毒包膜来建立。由于病毒株之间几乎没有突变，因此使用RSV F蛋白作为疫苗抗原的研究和开发已经取得进展。迄今为止，已经报道RSV F蛋白采取3种形式(促融前(Prefusogenic) F /融合前F/融合后) (专利文献1、4和5)。因此，已经进行了使用每种形式的RSV F蛋白作为疫苗抗原的研究和开发，并且已经进行多个临床试验(非专利文献2)。RSV F蛋白为约60 kDa，并且具有通常由从N-末端依次的称为信号肽(SP)结构域、片段2 (F2)结构域、p27结构域、融合肽(FP)结构域、片段1 ( F1)结构域、跨膜(TM)结构域和胞质尾区(CT)结构域的位点组成的基本结构。
RSV G蛋白：
RSV G蛋白定位于RSV包膜表面，并且对于病毒粘附于宿主细胞具有重要功能。具体地讲，病毒经病毒表面的RSV G蛋白粘附于宿主细胞的受体。RSV G蛋白的序列在病毒株之间变化很大，并且根据序列的差异大致分为亚组A和B。RSV A2毒株的G蛋白为约30 kDa，并且由从N-末端依次的称为病毒粒子内(Intravirion)、跨膜区(TM)、粘蛋白样区域I、保守中央结构域(CCD)和粘蛋白样区域II的位点组成。称为CCD的区域序列(氨基酸残基158-199)在病毒株之间变化较小且高度保守，并且包含趋化因子CX3C基序。CX3C基序作为配体与细胞表面的CX3C受体1 (CX3CR1)结合，并且病毒与细胞彼此粘附，从而促进感染(非专利文献3)。然后，RSV F蛋白促进病毒包膜与细胞膜的融合以建立感染。由于RSV G蛋白与RSVF蛋白一起对于感染也很重要，因此已经进行使用RSV G蛋白作为疫苗抗原的研究和开发，并且已经进行临床试验(专利文献3)。
RSV F/G嵌合蛋白：
作为RSV F/G嵌合蛋白，公开了一种以N-末端到C-末端方向包含以下的嵌合呼吸道合胞病毒(RSV)多肽的信息：(i) 第一F蛋白多肽结构域，(ii) G蛋白的多肽结构域，和(iii) 第二F蛋白多肽(专利文献6)。嵌合抗原中所含的G蛋白为氨基酸残基183-203、152-229、149-229、128-229中的任何一者(专利文献6)。还有关于以N-末端到C-末端方向包含以下的嵌合RSV多肽的公开信息：(i) 其中第一F蛋白和第二F蛋白连接成不在弗林蛋白酶切割位点处切割的氨基酸序列，和(ii) G蛋白多肽的一部分(专利文献7)。嵌合抗原中所含的G蛋白为氨基酸残基183-203、152-229和149-229中的任何一者(专利文献7)。尽管其均为RSV F/G嵌合蛋白，但利用RSV野生型F (RSV WT F)蛋白、RSV融合后F (RSV post F)蛋白和RSV pre F (RSV融合前F)蛋白进行的感染保护能力的优势和等效性的评价以及低剂量给予引起的感染增强尚未得到验证。本发明的不同之处在于嵌合抗原中所含的G蛋白仅限于CCD区。也就是说，本发明限于对功效和安全性重要的区域：氨基酸残基158-199。
作为RSV F/G嵌合蛋白，有报道其中RSV F蛋白的氨基酸残基1-526和RSV G蛋白的氨基酸残基69-298以N-末端到C-末端方向连接的蛋白(非专利文献5)。与福尔马林灭活的RSV相比较，RSV F/G嵌合蛋白在感染保护能力评价和副作用评价方面具有优势。然而，与RSV WT F蛋白、RSV post F蛋白和RSV pre F蛋白相比较，感染保护能力的优势和等效性的评价以及低剂量给予引起的感染增强尚未得到验证(非专利文献5)。尽管已经对RSV F/G嵌合蛋白进行了基础研究，但尚未进行临床研究。本发明的不同之处在于嵌合抗原中所含的G蛋白仅限于CCD区域。也就是说，本发明限于对功效和安全性重要的区域：氨基酸残基158-199。
抗RSV F抗体：
已知RSV F蛋白特异性抗体具有中和功能。单克隆抗体各自存在于RSV F蛋白的多个表位中(非专利文献6)。对称为RSV F蛋白的位点II的位点具有特异性的抗体之一被批准为抗体药物帕利珠单抗(Synagis (注册商标))。该药物也被批准为预防剂，但给予对象仅限于高危人群(早产儿、慢性疾病、先天性心脏病等) (非专利文献7)。
抗RSV G抗体：
RSV G蛋白特异性抗体具有与抗RSV F抗体相似的中和功能。特别是，已知多种针对RSV G蛋白的CCD的抗体(非专利文献4)。其中，已报道与帕利珠单抗不同，称为3D3的抗体在BALB/c小鼠模型中具有不引起因感染引起的症状比如气道炎症的恶化的效果(专利文献2、非专利文献8、9)。另外，有报道称在BALB/c小鼠的RSV感染中，称为131-2G的抗体具有诱导T辅助细胞(Th)2向Th1转变的作用(非专利文献10)。
在病毒株间高度保守的RSV G蛋白的CCD序列中，存在一个特别高度保守的序列区域，即中央保守区(CCR)，其位于RSV G蛋白的氨基酸残基164-176 (非专利文献11和19)。据报道作为识别CCR的单克隆抗体的3D3、131-2G和2B11在BALB/c小鼠模型中具有抑制肺部炎症的作用(非专利文献11)。
RSV感染恶化机制：
福尔马林灭活的RSV疫苗试验为在1960年代进行的，但RSV原发性感染的住院率在未接种组中为2%和在接种组中为80%，并且接种组中有2名儿童死亡(非专利文献12)。作为疫苗接种之后RSV感染引起的症状恶化的原因，已提及RSV G蛋白对Th2的免疫诱导、福尔马林处理产生的羰基化蛋白对Th2的免疫诱导、疫苗诱导的抗体亲合力低等(非专利文献13-15)。
RSV G蛋白与恶化机制之间的关系：
已知婴儿变得特别对于RSV感染很严重。作为原因之一，已经提及婴儿的免疫转变为其中存在许多炎性细胞的Th2。另外，有报道称在患有RSV感染的人类中，当RSV 经CX3CR1(其为RSV G蛋白的CX3C基序的受体)感染新生儿调节性B淋巴细胞(nBreg)时，产生IL-10并抑制Th1反应(非专利文献16)。
低剂量给予引起的症状恶化
有报道称当低剂量给予大鼠现有开发产品，即包含RSV post F蛋白的疫苗(包含Th1诱导的吡喃葡萄糖基脂质佐剂稳定的乳液作为佐剂)和RSV pre F蛋白(包含Th2诱导的氢氧化铝水合凝胶作为佐剂)作为抗原，并然后感染RSV时，在棉鼠模型中发生了疫苗增强的疾病比如肺泡炎(非专利文献17)。
[现有技术]
[专利文献]
专利文献1：日本专利6162751
专利文献2：日本专利5808536
专利文献3：日本专利4310184
专利文献4：WO2016144675A1
专利文献5：JP 2016-519658
专利文献6：JP 2010-522540
专利文献7：JP2011-528222
专利文献8：日本专利4150814
[非专利文献]
非专利文献1：Shi T等人. Lancet. 2017年9月2日;390(10098):946-958.
非专利文献2：Mazur NI等人. Lancet Infect Dis. 2018年10月;18(10):e295-e311.
非专利文献3：Johnson SM等人. PLoS Pathog. 2015年12月11日;11(12):e1005318.
非专利文献4：Fedechkin SO等人. Sci Immunol. 2018年3月9日;3(21). pii:eaar3534.
非专利文献5：Prince GA等人. J Virol. 2000年11月;74(22):10287-92.
非专利文献6：McLellan JS等人. Science. 2013年5月31日;340(6136):1113-7.
非专利文献7：Anti-RS virus humanized monoclonal antibody preparation:SynagisR Solution for Intramuscular Administration; 所附文献.
非专利文献8：Han J等人. Am J Respir Cell Mol Biol. 2014年7月;51(1):143-54.
非专利文献9：http://www.trellisbio.com/pipeline/viruses.html
非专利文献10：Boyoglu-Barnum S等人. J Virol. 2014年9月;88(18):10569-83.
非专利文献11：Caidi H等人.Antiviral Res. 2018年6月;154:149-157.
非专利文献12：Kim HW等人. Am J Epidemiol. 1969年4月;89(4):422-34.
非专利文献13：Johnson TR等人. Pediatr Infect Dis J. 2004年1月;23(1Suppl):S46-57.
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非专利文献17：Schneider-Ohrum K等人. J Virol. 2017年3月29日;91(8).pii: e02180-16.
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非专利文献23：Gilman MS等人. Sci Immunol. 2016年12月16日;1(6).
非专利文献24：Tang A等人. Nat Commun. 2019年9月12日;10(1):4153。
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