包含合成佐劑的疫苗組合物的制作方法
【專利摘要】本發明基于以基本上均一形態提供的合成吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)的有益免疫學佐劑特性的發現，公開了用于誘導或增強免疫反應的包括疫苗和藥物組合物在內的組合物和方法。化學定義的合成GLA提供了包含天然產物佐劑、不同批次之間一致的疫苗組分，沒有污染物或活性的波動。也提供了疫苗和藥物組合物，其包括GLA以及抗原、鐘樣受體(TLR)激動劑、輔佐劑和諸如藥物載體的載體中的一種或多種。
【專利說明】包含合成佐劑的疫苗組合物
[0001]政府權益聲明
[0002]本發明的完成部分依賴于國立衛生研究院授予的A1-25038基金的政府資助。政府享有該發明的某些權利。
[0003]發明背景[0004] 發明領域
[0005] 本發明涉及藥物和疫苗組合物領域。更具體地，本文描述的實施方案涉及藥物和疫苗組合物，以及相關的預防和治療方法，其中所述組合物包括吡喃葡萄糖脂佐劑(glucopyranosyl lipid adjuvant, GLA)。
[0006]相關領域描述
[0007]高級生物體的免疫系統被表征為區分外源物質(或“非己”物質)和親近的或“自身”組分，這使得外源物質引發免疫反應而“自身”組分被忽略或耐受。免疫反應傳統上被表征為體液反應或細胞介導的反應，其中在體液反應中由稱為衆細胞的分化的B淋巴細胞產生抗原特異性抗體，在細胞介導的反應中不同類型的T淋巴細胞作用通過多種機制清除抗原。例如，能識別特異性抗原的CD4+輔助T細胞可以通過釋放諸如細胞因子的可溶性的介質募集免疫系統的其它細胞來作出反應以參與免疫反應。同樣，也能識別特異性抗原的CD8+細胞毒T細胞可以通過結合到攜帶抗原的細胞或顆粒并破壞或損傷所述細胞或顆粒來作出反應。通常為誘導宿主理想的免疫反應，提供根據多種不同制劑的某些疫苗，這在免疫學領域是已知的。
[0008]通過給予宿主疫苗來引發特異性免疫反應的幾種策略包括用諸如病毒、細菌或某些真核病原體的熱滅活的或者活的減毒的傳染性病原體進行免疫；用能夠指導遺傳物質表達的無毒力轉染原進行免疫，其中所述遺傳物質編碼免疫反應所針對的一種或多種抗原；以及用包含來自特定病原體的分離的免疫原(諸如蛋白)的亞單位疫苗進行免疫，以產生針對所述病原體的免疫。(參見，例如，Liu, 1998Nature Medicine4 (5suppl.):515.)對于某些抗原，可有一種或多種類型的理想免疫，這些方法中沒有一種對所述免疫特別有效，包括疫苗的開發，所述疫苗在免疫學上保護宿主抗人免疫缺陷病毒或其它傳染性病原體、癌癥、自體免疫疾病或其它臨床病癥中是有效的。
[0009]長期認為腸細菌脂多糖(LPS)是免疫系統的有效刺激物，盡管它在佐劑中的使用已經由于其毒性效應被縮減。LPS的無毒衍生物，單磷酰脂質A (MPL)已被Ribi等(1986, Immunology and lmmunopharmacology of Bacterial Endotoxins (細菌內毒素的免疫學和免疫藥物學)，Plenum Publ.Corp.，NY, p407_419)描述，所述單磷酰脂質A是通過從葡糖胺的還原端移除核心糖基團和磷酸產生的。
[0010]MPL的另一種去毒形式是從二糖骨架的3-位去除酰基鏈后得到，其被稱為3-0-脫酰基單磷酰脂質A(3D-MPL)。它可以通過GB2122204B中教導的方法來純化和制備，GB2122204B參考文獻也公開了雙磷酰脂質A和其3-0-脫酰基變體的制備。例如，已經以具有直徑小于0.2 μ m的小粒度的乳劑的形式制備了 3D-MPL，且其制備方法在W094/21292中被公開。包含單磷脂酰脂質A和表面活性劑的水制劑已在W09843670A2中被描述。[0011]可以從細菌來源中純化和加工欲被配制在佐劑組合物中的細菌脂多糖來源的佐劑，或可選擇地，它們可以是合成的。例如，在Ribi等，1986(上述)中描述了純化的單磷酰脂質A，在GB2220211和U.S.Pat.N0.4，912，094中描述了衍生自沙門氏菌屬(Salmonellasp.)的3-0-脫酰基單磷酰脂質A或3-0-脫酰基雙磷酰脂質A。3D-MPL和β (1-6) 二糖葡糖胺以及其它純化的和合成的脂多糖已被描述(W098/01139;U.S.Pat.N0.6，005, 099和EP0729473B1, Hilgers et al., 1986Int.Arch.Allergy Tmmunol., 79(4):392-6;Hilgerset at.，1987，Immunology, 60(1) ; 141-6;和 EP0549074B1)。3D-MPL 和來自智利皂莢樹(Quillaja Saponaria Molina)樹皮的皂苷佐劑的組合物在EP0761231B中被描述。W095/17210公開了佐劑乳化系統，其基于與免疫刺激物QS21配制的鯊烯、α -生育酚和聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(TWEEN?-80)，任選地包括3D-MPL。盡管這種組合物易得到，但使用來自天然產物的佐劑伴隨著高生產成本、批次之間的不一致、大規模生產的困難，以及雜質在任何給定的制劑的組合構成中存在的不確定性。
[0012]很明顯，對改良的疫苗存在需要，特別是對有益地包含高純度、化學定義的佐劑組分的疫苗存在需要，所述疫苗顯示了不同批次之間的一致性，可以被以工業規模有效制備而不引入不必要的或結構不確定的污染物。本發明提供了用于這種疫苗的組合物和方法，并提供了其它相關的優勢。
[0013]發明簡述
[0014]本發明在其幾個實施方案中涉及組合物和方法，所述組合物和方法有利地使用了合成吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)作為佐劑和疫苗組分。依照本文描述的本發明的一個實施方案，提供了包含抗原和吡喃葡萄糖脂佐劑 (GLA)的疫苗組合物。
[0015]在另一個實施方案中，提供了包含(a)抗原、吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)和鐘樣受體(toll-like receptor, TLR)激動劑的疫苗組合物,其中在某些另外的實施方案中，所述TLR激動劑選自脂多糖、肽聚糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲(Leishmania)同源體以及至少一種丙肝抗原。在另一個實施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)和選自皂苷和皂苷類似物的至少一種輔佐劑的疫苗組合物。在另一個實施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)和載體的疫苗組合物，所述載體包含油和ISCOMATRIX?的至少一種。在另一個實施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)以及下述的一種或多種的疫苗組合物:(i)至少一種輔佐劑，(?)至少一種TLR激動劑，(iii)至少一種咪唑并喹啉(imidazoquinoline)免疫反應調節劑，以及(iv)至少一種雙莖環免疫調節劑(dSLIM)。在某些另外的實施方案中，(i)所述輔佐劑當存在時選自明礬、植物堿和去垢劑，其中所述植物堿選自番茄素，且所述去垢劑選自阜苷、聚山梨醇酯80、司盤85(Span85)和硬脂酰酪氨酸(Stearyl tyrosine) ； (ii) PJf述TLR激動劑當存在時選自脂多糖、肽聚糖、聚1: C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲同源體以及至少一種丙肝抗原；以及(iii)所述咪唑并喹啉免疫反應調節劑當存在時選自雷西莫特(resiquimod) (R848)、咪喹莫特(imiquimod)和噶德莫特(gardiquimod)。在另一個實施方案中，提供了包含抗原、吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)、以及輔佐劑和藥學上可接受載體中至少一種的疫苗組合物，其中:所述輔佐劑選自細胞因子、去垢劑和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，且所述藥學上可接受的載體包含選自如下的載體:磷酸1丐、水包油型乳劑、油包水型乳劑、脂質體、新體(novasome)、非離子表面活性劑囊泡(noisome)和微粒。在特別的實施方案中，其中使用了脂質體或類似的載體，GLA位于脂質體的層狀結構，或被包裹。在另一個特別的實施方案中，其中使用了微粒，所述微粒是基于或包含聚合物脂肪脂質(fat lipids)的一種。
[0016]在某些另外的實施方案中，細胞因子選自GM-CSF、IL-2、IL-7、IL-12、TNF-α和IFN-Y，嵌段聚合物或生物可降解聚合物選自普流羅尼克L121 (Pluronic L121)、CRL1005、PLGA、PLA、PLG和聚1: C，去垢劑選自皂苷、聚山梨醇酯80、司盤85和硬脂酰酪氨酸。
[0017]在另一個實施方案中，提供了包含至一種重組表達構建體和吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)的疫苗組合物，所述構建體包含可操作連接于編碼抗原的核酸序列的啟動子。在一個實施方案中，所述重組表達構建體存在于病毒載體，該構建體在某些另外實施方案中存在于選自腺病毒、腺相關病毒、皰疹病毒、慢病毒、痘病毒和逆轉錄酶病毒的病毒中。
[0018]依照上述所有實施方案中的某些，GLA沒有3’ -脫-O-酰化。依照上述所有實施方案中的某些，GLA包含(i)雙葡糖胺骨架，其具有通過非還原末端葡糖胺的I位氨基己醣和還原末端葡糖胺的6位氨基己醣之間的醚鍵連接于非還原末端葡糖胺的還原末端葡糖胺；(?)連接于非還原末端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基團；以及(iii)至多6個的脂酰鏈，其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于還原末端葡糖胺的3羥基，其中一個脂酰鏈通過酰胺鍵連接于非還原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈，以及其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于非還原末端葡糖胺的3-羥基并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈。
[0019]依照包括TLR激動劑的上述所有實施方案中的某些，TLR激動劑能夠通過與選自TLR-2、TLR-3、TLR-4、TLR-5、TLR-6、TLR-7、TLR-8 和 TLR-9 中的至少一種 TLR 相互作用來遞送生物信號。在某些另外的實施方案中，所述TLR激動劑選自脂多糖、肽聚糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲同源體以及至少一種丙肝抗原。在特別的實施方案中，其中使用了 TLR-7和/或TLR-8激動劑，TLR-7和/或TLR-8激動劑被誘陷于囊泡中。
[0020]依照上述所有實施方案中的某些，GLA具有下式:
[0021]
【權利要求】
1.疫苗組合物，其包含: (a)抗原；和 (b)吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)。
2.如權力要求I所述的疫苗組合物，其還包含選自下述的至少一種另外組分: (a)鐘樣受體(TLR)激動劑； (b)皂苷或皂苷模擬物； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一種的載體； (d)咪唑并喹啉免疫反應調節劑； (e)雙莖環免疫調節劑(dSUM)； (f)輔佐劑；以及 (g)藥學上可接受的載體。
3.如權利要求2所述的疫苗組合物，其中: (i)所述輔佐劑，當存在時，選自明礬、植物堿和去垢劑，其中所述植物堿選自番茄素，且所述去垢劑選自皂苷、聚山梨醇酯80、司盤85和硬脂酰酪氨酸； (?)所述TLR激動劑，當存在時，選自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲同源體以及至少一種丙型肝炎抗原； (iii)所述咪唑并喹啉免疫反應調節劑，當存在時，選自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述輔佐劑，當存在時，選自細胞因子、去垢劑和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (v)所述藥學上可接受的載體，當存在時，包含選自磷酸鈣、水包油型乳劑、油包水型乳劑、脂質體和微粒的載體。
4.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述GLA沒有被3’-脫-O-酰化。
5.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述GLA是3-酰基單磷酸脂質A的衍生物，其中2-氨基位置包含單酰基鏈。
6.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述GLA包含: (i)雙葡糖胺骨架，其具有通過非還原末端葡糖胺的I位氨基己醣和還原末端葡糖胺的6位氨基己醣之間的醚鍵連接于非還原末端葡糖胺的還原末端葡糖胺； (?)連接于非還原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基團；以及 (iii)至多6個脂酰鏈； 其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于還原末端葡糖胺的3-羥基， 其中一個脂酰鏈通過酰胺鍵連接于非還原末端葡糖胺的2-氨基并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈， 以及其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于非還原末端葡糖胺的3-羥基并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈。
7.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述GLA具有下式:
8.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述抗原包含至少一種多肽抗原或至少一種重組表達構建體，所述重組表達構建體包含可操作連接于編碼至少一種多肽抗原的核酸序列的啟動子。
9.如權利要求1所述的疫苗組合物，其中所述抗原來自(i)與傳染性疾病相關的至少一種傳染性病原體，(ii)與癌癥相關的至少一種抗原決定部位、生物分子、細胞或組織，或(iii)與自身免疫疾病相關的至少一種抗原決定部位、生物分子、細胞或組織，或者與其在免疫學上交叉反應。
10.引發或增強個體體內期望的抗原特異性免疫反應的方法，所述方法包括給予個體包含(a)抗原和(b)吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)的組合物，其中所述抗原來自⑴與傳染性疾病相關的至少一種傳染性病原體，(?)與癌癥相關的至少一種抗原決定部位、生物分子、細胞或組織，或(iii)與自身免疫疾病相關的至少一種抗原決定部位、生物分子、細胞或組織，或者與其在免疫學上交叉反應，并由此引發或增強個體體內期望的抗原特異性免疫反應。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述組合物還包含選自下述的至少一種另外組分: (a)鐘樣受體(TLR)激動劑； (b)皂苷或皂苷模擬物； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一種的載體； (d)咪唑并喹啉免疫反應調節劑； (e)雙莖環免疫調節劑(dSUM)； (f)輔佐劑；以及 (g)藥學上可接受的載體。
12.如權利要求11所述的方法，其中: (i)所述輔佐劑，當存在時，選自明礬、植物堿和去垢劑，其中所述植物堿選自番茄素，且所述去垢劑選自皂苷、聚山梨醇酯80、司盤85和硬脂酰酪氨酸， (?)所述TLR激動劑，當存在時，選自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲同源體以及至少一種丙肝抗原，以及(iii)所述咪唑并喹啉免疫反應調節劑，當存在時，選自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述輔佐劑，當存在時，選自細胞因子、去垢劑和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (V)所述藥學上可接受的載體，當存在時，包含選自磷酸鈣、水包油型乳劑、油包水型乳劑、脂質體和微粒的載體。
13.如權利要求10所述的方法，其中所述GLA沒有被3’-脫-O-酰化。
14.如權利要求10所述的方法，其中所述GLA是3-酰基單磷酸脂質A的衍生物，其中2-氨基位置包含一個酰基鏈。
15.如權利要求10所述的方法，其中所述GLA包含: (i)雙葡糖胺骨架，其具有通過非還原末端葡糖胺的I位氨基己醣和還原末端葡糖胺的6位氨基己醣之間的醚鍵連接于非還原末端葡糖胺的還原末端葡糖胺； (?)連接于非還原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基團；以及 (iii)至多6個的脂酰鏈； 其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于還原末端葡糖胺的3羥基， 其中一個脂酰鏈通過酰胺鍵連接于非還原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈，· 以及其中一個脂酰鏈通過·酯鍵連接于非還原末端葡糖胺的3-羥基并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈。
16.如權利要求10所述的方法，其中所述GLA具有下式:
17.如權利要求10所述的方法，其中所述抗原包含至少一種多肽抗原或至少一種重組表達構建體，所述重組表達構建體包含可操作連接于編碼多肽抗原的核酸序列的啟動子。
18.如權利要求10所述的方法，其中所述抗原來自(i)與傳染性疾病相關的至少一種傳染性病原體，(ii)與癌癥相關的至少一個抗原決定部位、生物分子、細胞或組織或(iii)與自身免疫疾病相關的至少一個抗原決定部位、生物分子、細胞或組織，或者與其在免疫學上交叉反應。
19.誘導或增強免疫反應的藥物組合物，其包含: (a)吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA);以及 (b)藥學上可接受的載體或賦形劑。
20.如權利要求19所述的藥物組合物，其中所述組合物還包含選自下述的至少一種另外組分: (a)鐘樣受體(TLR)激動劑； (b)皂苷； (c)包含油和ISCOMATRIX?中的至少一種的載體； (d)咪唑并喹啉免疫反應調節劑； (e)雙莖環免疫調節劑(dSUM)； (f)輔佐劑；以及 (g)藥學上可接受的載體。
21.如權利要求20所述的藥物組合物，其中: (i)所述輔佐劑，當存在時，選自明礬、植物堿和去垢劑，其中所述植物堿選自番茄素，且所述去垢劑選自皂苷、聚山梨醇酯80、司盤85和硬脂酰酪氨酸， (?)所述TLR激動劑，當存在時，選自脂多糖、肽多糖、聚1:C、CpG、3M003、鞭毛蛋白、真核核糖體延長和起始因子4a(LeIF)的利什曼蟲同源體以及至少一種丙肝抗原，以及 (iii)所述咪唑并喹啉免疫反應調節劑，當存在時，選自雷西莫特(R848)、咪喹莫特和嘎德莫特； (iv)所述輔佐劑，當存在時，選自細胞因子、去垢劑和嵌段共聚物或生物可降解聚合物，以及 (v)所述藥學上可接受的載體，當存在時，包含選自磷酸鈣、水包油型乳劑、油包水型乳劑、脂質體和微粒的載體。
22.如權利要求19所述的藥物組合物，其中所述GLA包含: (i)雙葡糖胺骨架，其具有通過非還原末端葡糖胺的I位氨基己醣和還原末端葡糖胺的6位氨基己醣之間的醚鍵連接于非還原末端葡糖胺的還原末端葡糖胺； (?)連接于非還原端葡糖胺的4位氨基己醣的O-磷酰基團；以及 (iii)至多6個的脂酰鏈； 其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于還原末端葡糖胺的3羥基， 其中一個脂酰鏈通過酰胺鍵連接于非還原末端葡糖胺的2-氨基，并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈， 以及其中一個脂酰鏈通過酯鍵連接于非還原末端葡糖胺的3-羥基并包含通過酯鍵與多于12個碳原子的烷酰基鏈連接的十四酰鏈。
23.如權利要求19所述的藥物組合物，其中所述GLA具有下式:

24.刺激個體非特異性免疫反應的方法，其包括權利要求19的藥物組合物的給藥。
25.試劑盒，其包含:(a)包含吡喃葡萄糖脂佐劑(GLA)和藥學上可接受的載體或賦形劑的組合物；以及(b)第二容器內的抗原，其中所述免疫組合物不與所述抗原接觸。
【文檔編號】A61P37/04GK103705919SQ201310404297
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2007年9月26日 優先權日:2006年9月26日
【發明者】史蒂文·G·里德, 達瑞克·卡特 申請人:傳染性疾病研究院