包含纤连蛋白结合蛋白或纤连蛋白结合肽的疫苗组合物

摘要

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种纤连蛋白结合蛋白、和/或至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋白结合肽，所有这些都包含至少一个纤连蛋白结合结构域；以及至少一种Iscom基质复合物和/或脂质体和/或至少一种脂质和至少一种皂苷，由此所述至少一种脂质和至少一种皂苷可处于复合物、溶液或者悬液之中。另外，本发明也涉及其在制备抗包含至少一个纤连蛋白结合结构域的微生物的疫苗中的用途。本发明也涉及其部件中包括至少两个区室的试剂盒，其中一个区室包含至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋白结合肽，其包含至少一个纤连蛋白结合结构域，并且另一个区室包含使用说明和/或Iscom基质复合物和/或iscom复合物和/或脂质体。此外，本发明涉及用于个体疫苗接种的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种纤连蛋白结合蛋白、和/或至 少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋白结合肽，所有这些 都包含至少一个纤连蛋白结合结构域；以及至少一种iscom基质复合物和/ 或脂质体和/或至少一种脂质和至少一种皂苷，由此所述至少一种脂质和至 少一种皂苷可处于复合物、溶液或者悬液之中。

另外，本发明还涉及其在制备抗包含至少一个纤连蛋白结合结构域的 微生物的疫苗中的用途。本发明还涉及其部件中包括至少两个区室的试剂 盒，其中一个区室包含至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋白结 合肽，其包含至少一个纤连蛋白结合结构域，并且另一个区室包含使用说 明和/或iscom基质复合物和/或iscom复合物和/或脂质体。此外，本发明 涉及动物疫苗接种的方法。

背景技术

SA是一种病原体，其几乎在所有哺乳动物物中引起疾病。SA是在 牛、绵羊和山羊物种中的重要病原体，其在遍及全世界的乳业养殖类包 括牛、绵羊和山羊(家畜)在内的饲养中引起疾患以及很大的经济损失。 SA诱发的乳腺炎也许是兽医领域中单个最重要的经济负面因素，这是 由于其致病性造成的，包括严重的急性和疼痛炎症、慢性和持久性病况 以及难于高效治疗，这主要基于因抗性导致淘汰而可能无用的抗生素。 替代方案是接种疫苗，但是迄今为止没有发现高效的疫苗，疫苗接种可 以构成对抗由SA引发乳腺炎的基础。

有几种病原性因子对于期望的抗SA感染保护性疫苗需要克服。例 如，SA将抗原“隐藏”在对于感染和其存活所必需的细胞中。此外， SA具有操纵宿主免疫系统以辅助细菌生存的能力。这种复杂的情形是 不能获得抗乳腺炎的高效SA疫苗的一个原因。

操纵并可以下调宿主免疫应答的SA组分包括分泌产物比如α-和β- 毒素、杀白细胞素。同样涉及细胞结合组分比如超抗原和蛋白质A。

细菌躲藏其感染的宿主免疫系统的必需结构的实例是纤连蛋白结 合蛋白(FnBp)或者外部纤维蛋白因子(Ebf)，其对于SA粘附至组织 例如伤口是必需的。

已经从不同的革兰氏阳性细菌中分离并表征了几种识别粘性基质 分子的纤连蛋白结合性微生物表面组分。已经克隆并测序了来自金黄色 葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(Signas et al.，“Nucleoside sequence of the gene for a fibronectin binding protein from Staphylococcus aureus：Use of this peptide sequence in synthesis of biologically active peptides，”Proc. Natl.Acad.Sci.USA.86：699-703，1989)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)(Talay et al.，“Fibronectin-binding protein of Streptococcus pyogenes：Sequence of the binding domain involved in adherence of streptococci to epithelial cells，”Infect.Immun，60：3837-3844，1992.； Hansky et al.Infect.Immun.，60：5119-5125，1992)和停乳链球菌 (Streptococcus dysgalactiae)(Lindgren et al，“Two different genes coding for fibronectin-binding proteins from Streptococcus dysgalactiae--the complete nucleotide sequences and characterization of the binding domains，”Eur.J.Biochem，214：819-827，1993.)的编码识别粘性基质分子 的纤连蛋白结合性微生物表面组分的基因。所推导的氨基酸序列显示出它 们具有非常相似结构构造的60-100kDa蛋白质。N端信号序列的后面是一 长段独特序列，在某些情况中其被两拷贝约30个氨基酸长的片段中断。配 体结合位点恰好位于富含脯氨酸结构域的N端，据信其将所述蛋白质锚定 于细胞壁中。该结构域后接着是作为细胞壁靶向信号的序列LPXTGX (Schneewind et al.，Science，268：103-106，1995.et al.，1995)，一段代表跨 膜单元的疏水残基以及含有一簇正电荷残基的短C端细胞质结构域。无乳 链球菌(Streptococcus agalactiae)和乳房链球菌(Streptococcus uberis) 以及凝固酶阴性葡萄球菌具有相似的纤连蛋白结合装置并且对牛和绵羊 物种中的乳腺炎特别相关。凝固酶阴性葡萄球菌也具有FnBp并引发乳腺 炎。在这些识别粘性基质分子的微生物表面组分上的主要纤连蛋白结合位 点由重复3-4次的30-42个氨基酸长的基序所组成，并且多数重复单元含 有共有序列(Lindgren et al.，1993 loc cit；McGavin et al.，“Fibronectin receptors from Streptococcus dysgalactiae and Staphylococcus aureus： Involvement of conserved residues in ligand binding，”J.Biol.Chem. 268：23946-23953，1993.)。该结构域由重复3或4次的、37-40个氨基酸的 单元所组成(USP 6,685,943的图1)。

因此，基于粘附功能并且更作为细胞吞噬作用靶标来作为主要的抗SA 保护机制，FnBp是配制抗包括SA在内的几种革兰氏阳性细菌的保护性 疫苗的重要粘附蛋白(抗原)。重要的是，FnBp存在于来自革兰氏阳性细 菌比如酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)和/或停乳链球菌 (Streptococcus dysgalactiae)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)和 乳房链球菌(Streptococcus uberis)和凝固酶阴性葡萄球菌的许多分离株中。 其中接近100％的SA分离株。疫苗不但用于保护牛以抵抗由SA感染引起 的乳腺炎，而且用于包括人在内的几乎所有受由SA引发感染所影响的动 物物种。

根据几种因素，包括地方株和临床情况，疫苗抗原的组成可以在抗 革兰氏阳性细菌包括SA感染和SA所引起疾病的疫苗中有变化。粘附 至纤连蛋白介导感染过程中的重要和常见因素，并且这种蛋白质存在于 几乎所有SA分离株中。阻断粘附和中和是通过抗体由IgG1实现的作 用，然而IgG2a对于作为抗SA的主要免疫保护性机制的吞噬作用是重 要的。

鉴于SA也是细胞内寄生物的事实，免疫系统的细胞介导分支 (CMI)是重要因素。已有充分的文献记载iscom系统强力增强CMI 尤其是细胞毒性T细胞杀伤受感染细胞例如感染SA的细胞。因此，基 于iscom技术的佐剂制剂具有诱发几种免疫保护性机制的能力。

包含FnBp的iscom已经报道过(Nickerson Nelson et al.2000， Symposium，Stresa Italy，Proceedings，426-4319)。FnBp被掺入iscom基 质中从而与完整抗原一起形成iscom。然而Nelson的iscom制剂不具有 足够的免疫原性并且不能用于疫苗，这在一定程度上是由于该制剂只诱 导很短持续期的免疫性。基于iscom基质或脂质体(matrixor liposome) 作为佐剂的本发明提供好得多的免疫性(见本发明中实施例5的比较)。 此外，根据本发明的疫苗制剂更好地适于大规模生产，因为本发明中应 用的iscom技术只需要向疫苗抗原悬液中加入iscom基质。

现已证实iscom技术非常适于制备抗革兰氏阳性细菌、包括金黄色 葡萄球菌SA在内以及尤其是抗牛物种中乳腺炎的疫苗组合物。

发明内容

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种纤连蛋白结合蛋白、和/或至 少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋白结合肽，所有这些 都包含至少一个纤连蛋白结合结构域；以及至少一种iscom基质复合物和/ 或脂质体和/或至少一种脂质和至少一种皂苷，由此所述至少一种脂质和至 少一种皂苷可处于复合物、溶液或者悬液中。

另外，本发明涉及其在制备抗包含至少一个纤连蛋白结合结构域的微 生物的疫苗中的用途。本发明还涉及其部件中包括至少两个区室的试剂 盒，其中一个区室包含至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋白结 合肽，其包含至少一个纤连蛋白结合结构域，并且另一个区室包含使用说 明和/或iscom基质复合物和/或iscom复合物和/或脂质体。此外，本发明 涉及个体疫苗接种的方法。

通过以下的表和图来阐明本发明。

表1：1

用纤连蛋白结合蛋白(FnBp)免疫Balb/C小鼠的方案。所述小鼠 用各自候选疫苗间隔4周皮下免疫两次。

表2：1

用破伤风类毒素(TT)免疫Balb/C小鼠的方案。所述小鼠用各自 候选疫苗间隔4周皮下免疫两次。

表3：1

用白喉类毒素(difteri toxiod)(DT)免疫Balb/C小鼠的方案。所 述小鼠用各自候选疫苗间隔4周皮下免疫两次。

表3：1

用白喉类毒素(difteri toxiod)(DT)免疫Balb/C小鼠的方案。所 述小鼠用各自候选疫苗间隔4周皮下免疫两次。

图1：1

用含于各种佐剂制剂中的FnBp第二次免疫Balb/C小鼠之后，对纤 连蛋白结合蛋白(FnBp)的IgG1和IgG2亚类的血清抗体应答。

图2：1

用含于各种佐剂制剂中的TT第二次免疫Balb/C小鼠之后，在IgG1 和IgG2亚类中所测量的对破伤风类毒素(TT)的血清抗体应答。

图3：1

用含于各种佐剂制剂中的白喉类毒素(DT)第二次免疫Balb/C小 鼠之后，对白喉类毒素(DT)的IgG1和IgG2亚类的血清抗体应答。

图4：1至4：4

在进入哺乳期之前，用iscom基质作为佐剂的FnBp初次免疫10只 小母牛，分别经阴道内(ivag)途径(4：1)(图中显示3只动物中的一 只)；或者经鼻内(i.n.)实施初次免疫(4：2)(图中显示3只动物中的 一只)，或者经皮下(s.c.)施用(4：3)(图中显示4只动物中的1只)。 3至4周后并且在哺乳期开始以后对所有组经皮下实施第二次免疫。用 ELISA通过测量如图中所示的总Ig、IgG1、IgG2和IgA来分析血清和 乳清中的抗体应答。

图5：1

以iscom基质作为佐剂用FnBp间隔6周疫苗接种两次的4-7月龄 的5只小牛中对纤连蛋白结合蛋白(FnBp)的抗体应答。记录第一次 免疫之后IgM和总IgG类型的免疫应答。第二次免疫后，记录IgG1和 IgG2亚类的抗体应答。

图5：2

在用各种制剂(见下)间隔6周疫苗接种两次的4-7月龄小牛中对 α(A)和β(B)毒素的抗体应答。通过毒素中和试验测量抗体应答。

每组中的5只小牛按下述进行免疫：

组A：以iscom基质作为佐剂的FnBp

组B：在第一次免疫时应用FnBp加上金黄色葡萄球菌(SA)以及α和 β毒素并用iscom基质作为佐剂，其后只应用FnBp

组C：在两次免疫中均应用FnBp和SA再加上α和β毒素并用iscom 基质作为佐剂

组D：在两次免疫中均应用SA以及α和β毒素并用iscom基质作为佐 剂

组E：未免疫的对照

图6

在用纤连蛋白结合蛋白(FnBp)并补充金黄色葡萄球菌(A)细胞 或者α和β毒素(B)疫苗接种的1-2岁龄小牛中的抗体应答。试验疫 苗用iscom基质佐剂。在IgM、总IgG、IgG1和IgG2类和亚类中测量 抗体应答。

发明详述

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种纤连蛋白结合蛋白(FnBp)、 和/或至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋白结合肽， 所有这些都包含至少一种纤连蛋白结合结构域，以及至少一种iscom基质 复合物和/或脂质体和/或至少一种脂质和至少一种皂苷，由此所述至少一 种脂质和至少一种皂苷可处于复合物、溶液或者悬液之中。

所述组合物可用于制备抗革兰氏阳性菌比如金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、停乳链 球菌(Streptococcus dysgalactiae)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae) 和乳房链球菌(Streptococcus uberis)以及凝固酶阴性葡萄球菌的疫苗。

可以应用全长的纤连蛋白结合蛋白以及截短的蛋白质或者肽，只要其 包含至少一个纤连蛋白结合结构域或表位。对于截短的蛋白质，我们了解 是已缺失一个或多个氨基酸的天然存在或合成产生的全长蛋白质。可以缺 失非FnBp结合区中的一个或多个氨基酸。也可以缺失来自FnBp结合结 构域的氨基酸。不过，应当至少有一个FnBp结合结构域或表位未受影响。

优选所述截短的蛋白质或肽包含一或多个来自革兰氏阳性细菌的纤连 蛋白结合蛋白结合结构域，尤其是来自金黄色葡萄球菌、酿脓链球菌、停 乳链球菌、无乳链球菌和乳房链球菌以及凝固酶阴性葡萄球菌。

纤连蛋白结合结构域可以选自来自金黄色葡萄球菌的纤连蛋白结合蛋 白A或B的D结构域，比如DU和D1-D4结构域；来自停乳链球菌的纤 连蛋白结合蛋白A的A结构域，比如AU和A1-A3结构域；来自停乳链 球菌的纤连蛋白结合蛋白B的B结构域，比如B1-B3结构域；以及来自 酿脓链球菌纤连蛋白结合蛋白的结构域，比如P1-P4结构域(见USP 6,685,943的图1)。金黄色葡萄球菌的FnBp结合结构域也描述于Sign_s et al.：(1989)Nucleotide sequence of the gene fibronectin-binding protein from Staphylococcus aureus：Use of this peptide sequence in the synthesis of biologically active peptides.Proc.Natl Acad.Sci.USA，Vol：86 pp.699-703。

所述截短蛋白质或肽可以在一个或多个FnBp结合结构域例如上述 D、A、P结构域的上游或者下游包含1-200、优选1-100比如1-50、比 如1-20个氨基酸。

所述截短蛋白质和肽可以是天然存在的氨基酸序列或者是合成产 生的，或者通过杂交DNA技术产生。这些FnBp结合结构域中的一种 或多种或者包含一个或多个上述FnBp结合结构域的几个重复单元可以 根据本发明来产生和应用。

在USP 6,685,943中描述了如何获得天然存在的和合成产生的FnBp 结合结构域。

对Fn-结合结构域或表位的鉴定在本领域中是普遍公知的。例如， 可以使用Hopp的方法，如U.S.Pat.No.4,554,101中所教导的，其教导 基于亲水性来鉴定和制备氨基酸序列的表位。也能够应用在其它几个文 献中描述的方法、以及基于其的软件程序来鉴定表位核心序列(见，例 如，Jameson and Wolf，1988；Wolf et al.，1988；U.S.Pat.No.4,554,101)。 随后可以通过应用肽合成或者重组技术将这些“表位核心序列”的氨基 酸序列很容易的掺入肽中。

通常，所述结构域或者表位的大小不是特别关键，只要它至少大到 足以结合FnBp即可。根据本发明公开内容所预期的最小有用核心序列 通常在约至少5个氨基酸长的水平，更优选10或50个氨基酸长水平的 序列。可以应用一个或多个FnBp结构域或表位。

鉴定表位核心序列的方法对于本领域技术人员是已知的，例如，如 U.S.Pat.No.4,554,101中所述，其教导基于亲水性来鉴定和制备氨基酸 序列的表位。此外，有许多计算机程序可用来预测蛋白质的抗原性部分 (见例如，Jameson and Wolf，1988；Wolf et al.，1988)。计算机化的肽序 列分析程序(例如，DNAStar 7软件，DNAStar，Inc.，Madison，Wis.)也 可用来设计根据本发明公开内容的合成FnBp，以及源于FnBp的表位 和表位类似物。

就此来说，通过制备包括表位/免疫原性核心序列的合成肽可以实现 特别的益处。这些表位核心序列可被鉴定为多肽的亲水性和/或可移动 区域或者包括T细胞基序的区域。

为确认蛋白质或者肽或者与其生物功能等价物具有免疫交叉反应 性，本发明所公开肽的一种或多种表位也是直接的主题。应用特异性分 析法，例如单个建议表位序列的特异性分析，或者应用更一般性筛选， 例如对随机产生合成肽或者蛋白质片段库的筛选，能够很容易地对此进 行确定。所述筛选分析可用来鉴定等效抗原或者交叉反应抗体。无论如 何，原则是相同的，即，基于对抗体和抗原之间结合位点的竞争。

可利用的适当的竞争性分析包括基于免疫组织化学分析、ELISA、 RIA、Western或者斑点印迹等的方案。在任何竞争性分析中，一种结 合组分，通常是已知元件比如源于FnBp的肽、或者已知抗体，将会用 检测标签进行标记，并且通常保留未标记的待测组分将会被用来检测它 们降低结合于相应反应性抗体或抗原的标签的量的能力。

可以依照实施例、实施例1之前的概述和实施例1中所述获得可用 于根据本发明用途中的肽。

为了更好的纯化所述截短的蛋白质或肽，它们可以通过DNA工程 和编码对可用于分离的物质具有亲和性的氨基酸序列的插入序列来产 生。例如可以分别引入6组氨酸；一个或多个正电氨基酸；和/或蛋白 质A的与螯合(Ni-或Co-)物质结合的zz(z)区；离子交换物质和免疫 亲和物质。这些方法在本领域中是公知的。

纤连蛋白结合蛋白、包含至少一个纤连蛋白结合结构域的截短纤连 蛋白结合蛋白以及纤连蛋白结合肽可以从上述任何细菌的细菌细胞中 分离。它们也可以从细菌的分泌产物中分离。

此外，根据公知技术，所述抗原可以作为来自细菌细胞、真菌或者 来自哺乳动物细胞的rDNA产物而产生。

它们也可以在载体系统中产生；或者用所谓的DNA疫苗免疫之后 或者作为本领域公知的所谓RNA疫苗进行免疫之后在体内产生。

它们也可以作为融合蛋白并且是例如来自细菌细胞的rDNA产物而 产生；作为融合蛋白并且是来自真菌细胞的rDNA产物而产生；作为融 合蛋白并且是来自哺乳动物细胞的rDNA产物而产生；或者在来自细菌 细胞的载体系统中作为融合蛋白而产生；在来自真菌细胞的载体系统中 作为融合蛋白而产生；在来自哺乳动物细胞的载体系统中作为融合蛋白 而产生。

此外，所述融合产物可以是蛋白质与来自革兰氏阳性细菌诸如金黄 色葡萄球菌、酿脓链球菌、停乳链球菌、无乳链球菌和乳房链球菌以及凝 固酶阴性葡萄球菌的碳水化合物荚膜抗原之间的偶联体，或者所述融合 蛋白质产物可以是两个蛋白质之间的偶联体，其中至少一个蛋白质为来 自任何上述微生物的细菌蛋白质比如金黄色葡萄球菌蛋白质。

所述纤连蛋白结合蛋白和/或截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋 白结合肽可以整合入脂质体中或者与iscom基质或脂质体(matrixor liposome)相混合或者结合于脂质体或者iscom基质。

在本发明组合物中的iscom基质复合物包含至少一种糖苷和至少一 种脂质。所述脂质至少是固醇比如胆固醇并且还任选是磷脂酰胆碱。所 述基质对共施用的抗原性物质具有免疫增强效应，见EP 0 436 620 B1 并且可以根据本专利的描述来产生。

所述组合物iscom、基质复合物和/或脂质体也可以包含一种或多种 其它免疫调节性(佐剂活性)物质，而不必是皂苷，例如脂多糖(LPS)、 脂质A或脂质A衍生物、CT或LT以及它们的亚片段或者其衍生物， 例如，LTB、LTA、CTB、CTA或CTA1-DD。

所述iscom基质可以是一种或多种iscom基质颗粒或者其6纳米环 的任何亚片段。可以使用这些iscom基质、颗粒或亚片段的任何混合物。 根据EP 9600647-3(PCT/SE97/00289)所述，可以使用一种或多种抗 原以及可以使用转运和过客抗原。

所用脂质尤其见本申请人的专利EP 0 109 942 B1中尤其是第3页以 及专利EP 0 436 620 B1中第7页第7-24行描述的那些。尤其可使用固 醇比如胆固醇和磷脂比如磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱。可以使用结合于 细胞结合组分的含脂质受体，比如包括作为神经节苷脂GM1的霍乱毒 素受体在内的糖脂，以及岩藻糖化的血型抗原。所述细胞结合组分随后 能够作为粘液靶向分子发挥作用并且通过它们与包含它们的复合物简 单混合而结合于所述含脂质的物质。iscom复合物包含这些受体，受体 描述于WO 97/30728中。

在EP 0 109 924 B1中描述了可用的糖苷。优选皂苷和三萜皂苷 (triterpensaponins)。它们可以是来自皂树(Quillaja Saponaria Molina) 的原始提取物形式(Dalsgaard，K.(1974)，Arch.Gesamte Virusforsch，44， 243.)、或者其任何亚组分，如PCT/US/88101842 to Kensil et al.，Kensil，CA. et al.(1991)，J.Immunol，146，431，Kersten，G.F.A.et al.(1990).″Aspects of Iscoms.Analytical，Pharmaceutical and Adjuvant Properties；Thesis， University of Utrecht、EP 0 362 279 B2和EP 0 555 276 B1中所述。

根据本发明的一个方面，所述iscom基质复合物包含含皂苷混合物的 Quil A粗制或原始提取物或其半纯化形式比如Quillaja Powder Extract (Berghausen，USA)、Quillaja Ultra Powder QP UF 300、Quillaja Ultra Powder QP UF 1000或者Vax-Sap(所有三种都来自Natural Responses， Chile)。

根据本发明的另一方面，所述iscom基质复合物包含至少一种纯化的 糖苷比如来自Quil A的皂苷组分。

根据本发明的纯化皂苷组分可以是WO 96/11711描述的A、B和C组 分，EP 0 436 620描述的B3、B4和B4b组分，EP 0 3632 279 B2描述的 组分QA1-22，Q-VAC(Nor-Feed，AS Denmark)，Quillaja Saponaria Molina Spikoside(Isconova AB，Uppsala Science Park，751 83，Uppsala，Sweden)。

可以使用EP 0 3632 279 B2的组分QA-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13- 14-15-16-17-18-19-20-21和22，尤其可以使用QA-7、17-18和21。它们是 根据EP 0 3632 279 B2、尤其是在第6页以及在第8和9页的实施例1中 所述而获得。优选使用亚组分A和C。

在整个说明书和权利要求中，使用术语“一种来自皂树(Quillaja Saponaria Molina)的皂苷组分”作为对皂树(Quillaja Saponaria)的纯化 或确定的皂苷组分或者基本纯组分的通称。重要的是，所述组分不含有很 多对当使用iscom混合物或主要包含一种组分的iscom基质时所获得良好 结果有负面影响的任何其它组分。如果期望的话，所述皂苷制备物可以包 括少量的其它化合物比如其它皂苷或其它佐剂物质，所述少量例如最高 40％重量，比如最高30％重量、最高25％重量、最高20％重量、最高15％ 重量、最高10％重量、最高7％重量、最高5％重量、最高2％重量、最高 1％重量、最高0.5％重量、最高0.1％重量。

根据本发明的组合物可以包含至少两种iscom复合物的混合物，其选 自iscom基质复合物，每种复合物主要包含一种不同的来自皂树的皂苷组 分，如WO 2004/004762(PCT/SE03/01180)中所述。

在优选使用的基质混合物中，皂树组分和Quil C组分分别掺入不同的 iscom复合物或基质。如上所述，分别基于皂树的组分A和C含量，可以 使用不同iscom复合物的重量％的任何组合。所述混合物可以包含0.1比 99.9％重量、5比95％重量、10比90％重量、15比85％重量、20比80％ 重量、25比75％重量、30比70％重量、35比65％重量、40比60％重量、 45比55％重量、40比60％重量、50比50％重量、55比45％重量、60比 40％重量、65比35％重量、70比30％重量、75比25％重量、80比20％ 重量、85比15％重量、90比10％重量、95比5％重量的包含皂树之组分 A(如本文定义)的iscom基质复合物，并且在每一区间情况下其余是最 高至100％的包含皂树之组分C(如本文定义)的iscom基质复合物，其 中以所述iscom基质复合物中皂树之组分A和C总含量来计算。

所述混合物可以包含从75％至99.5％重量的组分A和0.5％至25％重 量的组分C。优选地，所述混合物包含从90％至99％重量的组分A和1％ 至10％重量的组分C。一种特别优选的制备物包含约91％至98％重量的 组分A和约2％至9％重量的组分C，尤其是约92％至96％重量的组分A 和约4％至8％重量的组分C，其中以所述iscom基质复合物中皂树之组分 A和C总含量来计算。

可以在用于向任何类型的人或动物物种的制剂中对皂树之任何组分的 任意组合使用上述所有区间。根据本发明可施用制剂的动物物种的实例是 伴侣动物比如猫、狗、马、鸟比如鹦鹉，重要经济物种比如家畜，例如 牛类物种，猪、绵羊、山羊。优选使用超过50％重量的组分C与任何 其它组分相组合，并且尤其是与组分A相组合。因此可以使用从50.5 至99.5％重量的C和0.5至49.5％重量的A。

根据本发明的一个实施方案，所述iscom基质复合物包含Quil A的 组分A以及至少一种如WO 2005/002620(PCT/SE2004/001038)中所 述的其它佐剂。这种iscom复合物和Iscom基质复合物可以包含占组分 A和C总重50至99.9％的Quil A之片段A和0.1至50％的片段C和/ 或组分B和/或Quil A的其它组分或衍生物，其中可以将所述不同的糖 苷成分整合入、偶联在或混合于相同或不同的复合物或iscom基质颗粒。

也可以将包含至少一个纤连蛋白结合结构域的截短的纤连蛋白结 合蛋白和/或纤连蛋白结合肽整合入、偶联于或混合于脂质体中。脂质 体可以依照以下所述来制备：Gregoriadis，G，McCormack，Obrenovic，M.， Perrie，Y.and Saffie，R.In Vaccine Adjuvants，Preparation Methods and Reseach Protocols.(2000)Ed.O′Hagan D.，pp137-150.脂质体可用作免疫 佐剂和疫苗载体。

它们也可以被整合入、偶联于或者混合于和/或至少一种脂质和至少 一种皂苷，由此所述至少一种脂质和至少一种皂苷可以处于复合物、溶 液或悬液之中。优选地，在此所述复合物不是iscom形式。

可以考虑所述包含至少一个纤连蛋白结合结构域的纤连蛋白结合 蛋白、截短的纤连蛋白结合蛋白和纤连蛋白结合肽作为抗原。根据本发 明的组合物可以包含至少一种另外的抗原。

根据本发明的一个实施方案，所述的至少一种另外的抗原是以革兰 氏阳性细菌全细胞形式的抗原。

在本发明的另一个实施方案中，所述抗原是抗原性成分，比如来自 细菌细胞或者分泌产物比如α和β溶血素，尤其是来自革兰氏阳性微生 物的那些。

从中获得这些全细胞和抗原性成分的革兰氏阳性细菌可以是金黄 色葡萄球菌、酿脓链球菌、停乳链球菌、无乳链球菌和乳房链球菌以及凝 固酶阴性葡萄球菌，和凝固酶阴性葡萄球菌。金黄色葡萄球菌细胞意思是 指葡萄球菌属的金黄色组。相应的酿脓链球菌、停乳链球菌、无乳链球菌 和乳房链球菌以及凝固酶阴性葡萄球菌、和凝固酶阴性葡萄球菌表示所述 属的各个组。这也将适用于从中获得FnBp结合蛋白、肽或者结构域的微 生物。

粘附素可以选自聚集因子(clumping factor，clf)、外部纤维蛋白结 合蛋白(external fibrin binding protein，efb)、针对纤维蛋白原的A和 B粘附素、凝固酶(coagulase，coa)、结合于纤维蛋白原的纤维蛋白原 结合蛋白A、附着于纤维蛋白原的纤连蛋白结合蛋白(FnBp)A和B、 结合于胶原的胶原蛋白结合蛋白(cna)、结合于弹性蛋白的弹性蛋白结 合蛋白(ebpS)、结合于细胞外基质蛋白的MHC类似物蛋白(map或 eap)、涉及细胞内粘附和生物膜形成的多糖细胞内粘附素(pia)、涉及 可能逃过宿主防御的蛋白质A(spa)、抗吞噬作用分子的荚膜多糖(例 如1、5、8和13型)(cap)、或者Techoid acid。

成孔因子(pore forming factors)可以被外泌，并且可以选自α-溶 血素、β-溶血素、γ-溶血素、δ-溶血素、涉及宿主细胞裂解的磷脂酶C (plc)、涉及组织侵入的弹性蛋白酶(sepA)、和涉及组织侵入的透明 质酸酶(hysA)。

所有提及的组分可以是分离自细菌细胞的蛋白质或者碳水化合物、 外泌产物、rDNA产物或者作为rDNA产物表达的融合产物、载体系统 中的产物或融合蛋白，所谓的DNA或RNA疫苗，只要它们使用本发明 的佐剂系统即可。

根据本发明的另一实施方案，所述抗原可以是下调免疫系统的抗原 性成分，比如超抗原、荚膜抗原、内毒素、外毒素和细胞外酶。

这些外毒素和细胞外酶可以选自肠毒素A至E、H(sea-e，h)、毒 素休克综合征毒素-1(tst)(与超抗原一起逃避宿主防御的特性)、剥脱 毒素AB(eta，efb，etb)(逃避宿主防御)、脂肪酶(geh)(逃避宿主防 御)、Panton-Vallentine杀白细胞素(lukF，lukS)(裂解宿主吞噬细胞)、 葡萄球菌激酶(sak)(逃避宿主防御)。

上面提及的抗原性成分可以在来自世界不同地区的所述属的组中 在物种之间有所差异。

上面有关截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋白结合肽来源的信 息也可适用于所述组合物可以包含的至少另外的抗原。

根据本发明的组合物还可以包含药用可接受载体、稀释剂、赋形剂 或者添加剂。

所述药物组合物可以是无菌注射水性或油性悬液的形式。该悬液可 以根据公知技术应用那些合适的分散剂或湿润剂和助悬剂进行配制，如 上所述。所述无菌注射制备物也可以是在无毒胃肠外可接受稀释剂或溶 剂中的无菌注射溶液或悬液，例如1，3-丁二醇的溶液。可应用的可接受 载体和溶剂中有水、林格溶液和等渗氯化钠溶液。此外，无菌、不挥发 性油通常用作溶剂或者悬浮介质。为此目的，可以应用任何品牌的不挥 发性油，包括合成的单-或二甘油酯。此外，脂肪酸比如油酸也可用于 所述注射制备物中。

所述溶液或悬液也能够包含至少一种以下佐剂：无菌稀释剂比如注 射用水、盐水、不挥发性油、聚乙二醇、甘油、丙二醇或者其它合成溶 剂，抗细菌剂比如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯，抗氧化剂比如抗坏血酸 或亚硫酸氢钠，螯合剂比如乙二胺四乙酸，缓冲剂比如醋酸盐、柠檬酸 盐或磷酸盐，以及渗透压调节剂比如氯化钠或葡萄糖。肠胃外制剂可以 封装于由玻璃或塑料制成的安瓿、可弃型注射器或多剂量容器。通式I 的化合物可经胃肠外施用。本文中使用的术语胃肠外的意思包括有关无 针注射-射流注射的输注技术的皮下注射、静脉内、肌内、皮内注射。

所述组合物可以是适于包含用于接种例如200只牛的几百剂量的射 流注射器用的疫苗组合物形式。

根据本发明的组合物还可以包含影响乳房的抗原组合物比如凝固 酶阴性葡萄球菌、乳房链球菌、停乳链球菌、无乳链球菌、大肠杆菌样 细菌包括克雷伯氏菌属(Klebsiella spp.)和大肠埃希氏菌(E.coli)。

本发明也涉及所述组合物用于制备疫苗的用途。所述疫苗意图用于 任何哺乳动物比如人，动物比如牛、绵羊或山羊。本发明尤其涉及用于 牛、绵羊和山羊动物抗乳腺炎的疫苗接种。本发明尤其涉及用于牛的包 含来自金黄色葡萄球菌的抗原并混有iscom基质的乳腺炎疫苗。所述基 质优选产自粗制Quil A或者半纯化的Quil A。

牛可以在产犊之前进行一次疫苗接种并在产犊之前或之后(优选之 后)的一个月进行加强接种。小母牛可以在产犊之前施用两次，优选可 能在产犊之后接着施用第三次。

本发明的一个实施方案涉及根据权利要求1的组合物，其包含选自 毒素和/或来自微生物的全细胞的至少另外一种抗原，所述微生物尤其 是革兰氏阳性细菌比如金黄色葡萄球菌、酿脓链球菌、停乳链球菌、无 乳链球菌和乳房链球菌以及凝固酶阴性葡萄球菌，尤其是金黄色葡萄球 菌。因此，所述组合物可以包含毒素或全细胞或两者都包含。

已证明的是，对于超过一岁龄的小母牛而言，当所用的根据本发明 的组合物添加来自革兰氏阳性细菌尤其是来自上述任一种比如金黄色 葡萄球菌的全细胞和/或毒素时获得更佳的免疫效果。

本发明还涉及部件的试剂盒，其中一个区室包含至少一种纤连蛋白 结合蛋白和/或至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋 白结合肽，所有这些都包含至少一个纤连蛋白结合结构域，以及另一个 区室包含使用说明和/或至少一种iscom基质复合物和/或脂质体。

上述革兰氏阳性微生物种，比如来自葡萄球菌属金黄色组的金黄色 葡萄球菌，可以在世界不同区域之间有所差异。所述试剂盒的一个区室 可以包含根据本发明的iscom基质复合物或脂质体。该区室可以包含一 种或多种来自革兰氏阳性微生物例如葡萄球菌属金黄色组的抗原。另一 区室可以包含来自可对某些区域有特异性的革兰氏阳性微生物例如来 自葡萄球菌属金黄色组的抗原，例如这种特异性可以基于荚膜抗原。这 两类抗原可以整合入脂质体，结合于脂质体或iscom基质复合物或者与 iscom基质复合物或脂质体相混合。

由于上述革兰氏阳性微生物比如来自葡萄球菌属金黄色组的金黄 色葡萄球菌可以诱发下调免疫系统的抗原以及不下调免疫系统的抗原， 所以能够有益地将在不同制剂中的这些不同类型的抗原施用于动物体 的不同部分，以增加免疫之后每种成分的效用。由此试剂盒可以包含至 少一个包含至少一种下调免疫系统之抗原的区室和包含至少一种不下 调免疫系统之抗原的另一区室。

所述组合物和试剂盒也可以包含抗生素。当动物具有上述微生物的 亚临床或临床感染时，这可以是有用的。

抗原性物质的量可以根据所用物质和微生物以及待处理个体而变 化。对于小动物，低剂量是0.1μg至100μg；对于大动物，低剂量范围 是10μg至1000μg，尤其是10μg至300μg，所述这些不是限制性界限。 对人而言，剂量范围是1μg至200μg，但这不是限制性界限。

本发明也涉及用于哺乳动物比如人尤其是家畜的疫苗接种方法，其 中向所述动物施用一种组合物，该组合物包含至少一种纤连蛋白结合蛋 白、和/或至少一种截短的纤连蛋白结合蛋白和/或至少一种纤连蛋白结 合肽，其中它们包含至少一个纤连蛋白结合结构域，以及至少一种iscom 基质复合物和/或脂质体。

保护性乳腺炎疫苗的免疫方案可以如下进行：

对于将进入哺乳期的小母牛实施两次间隔5-8周的皮下免疫。在产 犊前约10天完成最后免疫。之后推荐在预计产犊之前10-14天进行每 年一次的免疫。

在母牛具有亚临床或临床SA乳腺炎的情况下，将推荐在干奶期中 实施两次间隔2-3周的疫苗接种并联合用抗生素治疗母牛，即免疫和抗 生素联合治疗。

所有关于所述纤连蛋白结合蛋白、包含至少一个纤连蛋白结合结构 域的截短的纤连蛋白结合蛋白和/或纤连蛋白结合肽、脂质、糖苷以及 除所述纤连蛋白结合蛋白或肽之外的其它添加抗原的信息进行必要的 变更后涉及本发明的所有实施方案。

本发明已经结合某些公开实施方案进行了描述，技术人员可以预见 到没有具体提及的但仍在所附权利要求范围内的其它实施方案、变化或 者组合。

所有在本文中引用的参考在此以其整体通过参考并入本文中。

本文中使用的表述“包含”应被理解为包括但不限于所列的事项。

本发明将通过以下非限制性实施例进行进一步的阐述。

实施例

关于实施例的一般信息

材料

佐剂

Al(OH)₃-用于动物和人的传统佐剂。其佐剂作用仍然没有被完全 了解。与没有佐剂相比，抗体应答被增强，但是该应答强烈偏向于TH2。 对细胞应答没有或者有很低的佐剂作用。

Al(OH)₃、Allhydrogel来自Brenntag AG，Denmark。

Iscom基质佐剂

基质-Q-由含有全范围不同皂树皂苷分子的半纯化皂树皂苷(Quillaja saponin)制备。其佐剂作用强烈并且包括体液和细胞免疫应答。 基质-C由皂树皂苷的一种纯化组分(组分-C)制备。它具有强效的佐 剂活性(Johansson，M and L_vgren-Bengtsson，K Vaccine 17，2894-2900)。 其毒性比基质-Q要低很多。

基质-QWT由皂树皂苷的另一种纯化组分(组分-A)制备。其佐剂作用 被描述为低于基质-C(PCT/SE2004/001038)，但似乎对细胞免疫应答有 很强作用。基质-QWT显示出在与佐剂活性相关的剂量中是基本无毒的 并且在所有检测过的动物中有非常好的耐受性。

基质-MIX-是基质-QWT和基质-C的混合物(由17％基质-C和83％ 基质-QWT所组成)。相似的混合物显示出对单一抗原发挥出高的令人 惊奇的佐剂作用(WO 2004/004762，PCT/SE2004/001038)。所有基质佐 剂制剂来自Isconova AB，Uppsala，Sweden。

抗原

福尔马林处理过的破伤风类毒素(TT)得自The State Serum Institute， Copenhagen，Denmark。TT是一种重要的免疫原性抗原。在实施例中 应用较高剂量(2.5lf)和低剂量(0.5Lf)。对于该特定批次，1Lf的毒 素相当于x微克蛋白质。

重组白喉类毒素(DT)来自Sigma。在实施例中应用1微克的剂量。 纤连蛋白结合蛋白(FnBp)由Crosslink Ltd Budapest Hungary制造， 是FnBp A Short(396bp，与NC_002951.2的FnBp A具有100％一致性) 和FnBp B Short(396bp，与NC_002951.2的FnBp B具有95％一致性和 来自Biostapro AB Ulltunaallen 2B 756 51 Uppsala，Sweden)的混合物并且 是包括16kD纤连蛋白结合结构域的DNA片段，其中所述纤连蛋白结合 结构域包括3个DD重复，其包括非免疫结果所必需的半胱氨酸N末端。 190μg的该构建体与1mg iscom基质/剂量混合。

ELISA

小鼠血清 通过常规间接ELISA在各个样本中测量血清中的抗原特异性抗 体。用溶于50mM pH9.6碳酸盐缓冲液的浓度为1μg/ml的单个抗原包被 微滴定板(Nunc，Roskilde，Denmark)并在+4℃过夜。在与样品一起孵育 之前，所述板在室温(r.t.)下用添加2％(w/v)脱脂奶粉的PBS-T(含0.05％ Tween的磷酸盐缓冲液)(PBS-T/M)封闭1小时。板子依次与在PBS-T/M 中连续稀释的待检血清以及偶联HRP的兔抗小鼠IgG(Dakocytomation， Denmark)一起孵育。对于IgG亚类的测量，用偶联HRP的山羊抗小鼠 IgG1HRP(Serotec，Norway)或者用偶联HRP的山羊抗小鼠IgG2a HRP (Serotec，Norway)与连续稀释的待检血清一起孵育。通过与底物缓冲液 (K-blue，SVANOVA，Upppsala，Sweden)一起孵育使酶反应显像，通过加 入50μl的2M H₂SO₄在10分钟后终止该反应，并且在450nm处读取吸 光度。用PBS-T进行所有洗涤。在PBS-T/M中根据使用说明稀释偶联物。 在滴定曲线线性部分通过内插法计算效价并表示为产生1.0吸光度时血清 稀释度的倒数。

牛血清和乳 通过常规间接ELISA在个体血清(乳)样品中测量血清和乳 中的抗原特异性抗体。用溶于50mM pH9.6碳酸盐缓冲液的浓度为1μg/ml 的FnBp包被微滴定板(Nunc，Roskilde，Denmark)并在+4℃过夜。在与 样品一起孵育之前，所述板在室温(r.t.)下用添加10％(w/v)马血清的PBS-T (含0.05％Tween的磷酸盐缓冲液)(PBS-T/H)封闭2小时。板子依次 与在PBS-T/H中连续稀释的待检血清(乳)以及偶联HRP的绵羊抗牛IgG (Serotec，Norway)一起孵育。对于IgG亚类的测量，用偶联HRP的绵 羊抗牛IgG1(Serotec，Norway)或者用偶联HRP的绵羊抗牛IgG2 HRP (Serotec，Norway)、用偶联HRP的绵羊抗牛IgA(Serotec，Norway)与 连续稀释的待检血清一起孵育。通过与底物缓冲液(K-blue，SVANOVA， Upppsala，Sweden)一起孵育使酶反应显像，通过加入50μl的2M H₂SO₄在10分钟后终止该反应并且在450nm处读取吸光度。用PBS-T进行所有 洗涤。在PBS-T/H中根据使用说明稀释偶联物。在滴定曲线线性部分通过 内插法计算效价并表示为产生1.0吸光度时血清稀释度的倒数。

抗葡萄球菌抗体 使用商品ELISA(金黄色葡萄球菌抗体检测试剂盒， WMRD，Pullman，WA，USA)测量血清和乳中的抗葡萄球菌抗体。

实施例1纤连蛋白结合结构域的制备

克隆纤连蛋白结合蛋白

由Crosslink Ltd.      由Crosslink Ltd.的        由ISCONOVA，

Budapest，Hungary实   Ferenc Felf_ldi撰写报    Uppsala，Sweden的

施项目                告                        Prof.Bror Morein定制

内容

介绍

                                                p1

A.克隆在C末端具有6-His标签的全长形式            p1

                                                p3

B.克隆在C末端具有6-His尾的短形式

介绍

本项目的目的是克隆并表达来自金黄色葡萄球菌的FNBP基因

a.)在C末端具有6-His标签的全长形式用于蛋白质制备；

b.)在C末端具有6-His尾的短形式用于连接佐剂；

引起牛乳腺炎的菌株由ISCONOVA Ltd.，Uppsala，Sweden提供。然 而，没有获得该菌株的序列信息。

A.克隆在C末端具有6-His标签的全长形式

在金黄色葡萄球菌中，两种类型的基因编码纤连蛋白结合蛋白质， 即FNBP A和FNBP B基因。我们在NCBI Data Bank (www.ncbi.nlm.nih.gov/blast)中调查了有关FNBP的信息并找到8个金 黄色葡萄球菌菌株的序列。在这8个菌株的FNBP基因中只有80％的一致 性。为了确保能以全长(除了信号序列之外)扩增我们菌株的FNBP基因， 我们必须选择既扩增A又扩增B的引物。

制备来自金黄色葡萄球菌的靶DNA

通过常规方法制备来自金黄色葡萄球菌的基因组DNA并用作PCR 反应中的模板。幸运地是，A和B基因的长度有200bp差异。因此，在长 电泳凝胶中分开这两种PCR产物是可能的。分离A基因产物并用于随后 的步骤中。

1.50ml金黄色葡萄球菌培养物(OD600＝2)被离心并在2×25ml洗 涤缓冲液(150mM NaCl，50mM Tris HCl[pH：7.5])中洗涤两次。

2.细胞被重悬于5ml裂解缓冲液A(10mM EDTA，50mM Tris HCl[pH： 7.5]，0.1mg/ml溶菌酶)并在室温下保持15分钟。

3.加入5ml裂解缓冲液B(2％SDS，50mM Tris HCl[pH：7.4]，0.025 mg/ml蛋白酶K)。悬液在55℃下孵育过夜。

4.用1体积苯酚提取悬液，接着用1体积氯仿+异戊醇进行提取。

5.用2.5体积乙醇沉淀DNA并用玻璃棒搅拌。用70％乙醇洗涤DNA 并在Eppendorf管中干燥。

6.DNA被重悬在250微升TE缓冲液中。

在接下来的步骤中，我们用不同的限制性内切酶消化这两种PCR产 物以选择其中没有切割位点的PCR产物。它们能够确保在末端克隆而不 破坏插入片段。

我们发现三种不切割FNBP A的限制性内切酶BamHI、HindIII和 XhoI。我们决定继续用FNBPA，并用BamHI和HindIII进行克隆，而用 XhoI在C末端添加His标签。

用于扩增的引物在其5’末端具有上面的切割位点(粗体文本)：

FnBpaF

CGGGATCCTGCAGCATCAGAACAAAAGACAACTACAGT

FNBPaR

GTAAGCTTATGCTTTGTGATTCTTTTTATTTCTGCGTAA

FNBP基因的扩增：

扩增、克隆并通过测序确认来自期望菌株的全长FNBPA基因。

为了使随后的纯化更有效率，基因的膜结合结构域(M)和跨细胞 壁结构域的重复和非重复部分(W1和W2)被去除。

有关所述结构域的说明见文章Sign_s et al.：(1989loc.cit.)

NcoI和上面提及的XhoI限制性内切酶适于本目的。

在所设计的引物中：

FnBpNco

CGGGATCCATGGCATCAGAACAAAAGACAACTACAGT

(引物起点在以下参考序列中第2572388位：＞ref|NC 002951.2|Staphylococcus aureus subsp.aureus COL，complete genome Length＝2809422)

FnBpD4

GAGCTCGAGTGGCACGATTGGAGGTGTTGTATCTTCT

(引物起点在以下参考序列中第2569863位：＞ref|NC 002951.2|Staphylococcus aureus subsp.aureus COL，complete genome Length＝2809422)

实施以下步骤

1.100微升扩增溶液含有10微升10×PCR缓冲液，每种引物(10pmol/μl 母液)各10微升，400微摩尔dNTP和5U Pfu酶。

2.扩增实施30个循环，每一循环包括变性(94℃ 45秒)、退火(65 ℃ 1分钟)和聚合(72℃ 2分钟)。

3.在琼脂糖凝胶中检查PCR产物并用Single Sample PCR Cleanup Montage^_ PCR Filter Units(Millipore)进行纯化。

PCR产物的克隆

将FNBP基因克隆入pET21d载体。6-His标签的密码子以及随后的 终止密码子位于pET21d载体中XhoI切割位点之后。因而，所表达的蛋 白质在C末端将包含6-His标签。诱导后实施8小时的表达。表达后细胞 用超声进行处理并离心。在SDS-PAGE上用考马斯蓝染色对产物进行检 测，其中有或没有Ni-NTA琼脂柱上的制备物。与未经诱导的培养物相比， 表达是明确的。

实施以下步骤

1.PCR产物被重悬在40μl NEB2缓冲液中并在37℃下用NcoI和XhoI 限制性内切酶消化2小时。

2.用Montage Gel Extraction Kit(Millipore)从凝胶中纯化消化后片段。

3.在50μl反应溶液中将纯化的DNA克隆入pET21d载体中NcoI/XhoI 位点。用11U连接酶将载体和插入物连接过夜。

4.质粒用2.5体积乙醇进行沉淀，重悬，并根据供应商使用说明经电穿 孔(Bio-Rad)将其引入大肠埃希氏菌BL21菌株。

5.在LB培养基中培养克隆并通过NcoI/XhoI消化接着凝胶电泳来检 验载体中FNBPA基因的插入。

6.适宜的载体再次转化入大肠埃希氏菌BL21菌株，在LB培养基中进 行20个30ml平行培养。在OD600＝1时用1mM IPTG诱导细胞。

B.克隆在C末端具有6-His尾的短形式

用以下引物克隆所述短形式。NcoI限制酶和XhoI限制酶的切割位 点用粗体字母表示。

BGF

CGGGATCCATGGAAGGTGGCCAAAATAGCGGTAACCAGT

(引物起点在以下参考序列中第2570270位：＞ref|NC 002951.2|Staphylococcus aureus subsp.aureus COL，complete genome Length＝2809422)

BGR

GAGCTCGAGAGGTGTTGTATCTTCTTCAATCGTTTGTTG

(引物起点在以下参考序列中第2569875位：＞ref|NC 002951.2|Staphylococcus aureus subsp.aureus COL，complete genome Length＝2809422)

用这些引物所制得的PCR产物被克隆入pET21d载体并在 BL21(DE3)Star细胞中表达。6-His标签的密码子和随后的终止密码子位 于pET21d载体中XhoI切割位点之后。因而，所表达的蛋白质在C末端 将包含6-His标签。

诱导后实施8小时的表达并且在Ni-NTA柱上纯化表达产物以及在 SDS-PAGE凝胶中显像。与未经诱导的培养相比，表达是明确的。

按下述制备较大量的所述蛋白质。

用FNBP(AB)BL21(DE3)Star菌株生产FNBP

培养：

培养基：4升LB+2g/L葡萄糖+100μg/ml Amp，

在37℃直至OD1.5，降低温度至30℃，在OD2-2.5时用1mM IPTG诱 导5小时。

下游：

通过离心沉淀培养物

重悬于缓冲液中：10mM Tris，pH8，150mM NaCl

通过离心沉淀，重悬于40ml 25mM Tris pH8

超声处理10次，每次30秒，每次之间暂停1分钟。

添加PMFS至5mM终浓度。

以20000g沉淀25分钟。保留上清液。

重悬沉淀于40ml 25mM Tris pH8。

如上进行超声处理。

添加PMFS至5mM终浓度。

将上清液与之前的上清液混合。总体积约90ml。

将上清液施加于用超声缓冲液(25mM Tris pH8)平衡的10ml Ni-NTA琼 脂柱(具有5-10mg蛋白质/ml凝胶的结合能力)。

用1体积超声缓冲液洗涤。

用2体积25mM Tris HCl pH：6.8，250ml NaCl洗涤。

用1体积25mM Tris HCl pH：8，8M尿素洗涤。

用2体积超声缓冲液洗涤。

用200mM咪唑pH7进行洗脱。

添加TCA至10％终浓度，在4℃放置1小时。

沉淀蛋白质。

添加0.2ml 1M Tris HCl pH8并用TE缓冲液补充至1ml。

在超声器中以水浴溶解蛋白质。

(任选：为了传送，可以用硫酸铵来沉淀蛋白质。)

如下所述，由Crosslink Ltd.Budapest，Hungary以相同的策略构建 相应的FnBp A蛋白质并交付：

-三个各含2mg蛋白质的管。在Ni-NTA柱上纯化蛋白质。最后步骤是 用硫酸铵沉淀并离心以产生沉淀。

待作事项：在弱缓冲液中进行。优选用带水浴的超声器，这促进溶解 并且没有泡沫累积。在PD-10柱(Amersham)上去除盐。

-一个含3.1mg蛋白质的管。与其它3个管一样，但是没有离心。

待作事项：将管在4℃下放置1小时。以15,000g或更高离心20分钟。 移除上清液。实施如上述相同的步骤。

所述蛋白质是在末端具有His标签的FnBpA和FnBpB基因的混合 物。分子量是16kDa。

FnBpA 1 MEGGQNSGNQSFEEDTEEDKPKYEQGGNIVDIDFDSVPQIHGQNKGNQSF 50

        |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||

FnBpB 1 MEGGQNSGNQSFEEDTEEDKPKYEQGGNIVDIDFDSVPQIHGQNNGNQSF 50

                 .         .         .         .         .

     51 EEDTEKDKPKYEHGGNIIDIDFDSVPHIHGFNKHTEIIEEDTNKDKPSYQ 100

        |||||||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||.||

     51 EEDTEKDKPKYEQGGNIIDIDFDSVPHIHGFNKHTEIIEEDTNKDKPNYQ 100

                 .         .         .         .      

    101 FGGHNSVDFEEDTLPKVSGQNEGQQTIEEDTTPLEHHHHHH＊        142

        |||||||||||||||.||| |||||||||||||||||||||

    101 FGGHNSVDFEEDTLPQVSGHNEGQQTIEEDTTPLEHHHHHH＊        142

产物用于实施例6和7中所进行的试验。

根据相同的策略由Biostapros AB产生相应的FnBpA蛋白质。制备 两个分别在N和C末端有Cys的两种构建体。每种各50％的混合物用于 实施例2-5。

FNBPCys-N

MACEGGQNSGNQSFEEDTEEDKPKYEQGGNIVDIDFDSVPQIHGQNKGNQS

FEEDTEKDKPKYEHGGNIIDIDFDSVPHIHGFNKHTEIIEEDTNKDKPSYQFG

GHNSVDFEEDTLPKVSGQNEGQQTIEEDTTPG

FNBP Cys-C

MEGGQNSGNQSFEEDTEEDKPKYEQGGNIVDIDFDSVPQIHGQNKGNQSFE

EDTEKDKPKYEHGGNIIDIDFDSVPHIHGFNKHTEIIEEDTNKDKPSYQFGGH

NSVDFEEDTLPKVSGQNEGQQTIEEDTTPCG

实施例2

介绍

金黄色葡萄球菌(SA)对于大多数哺乳动物物种来说是引起创伤 中、乳腺中急性和慢性感染或者引起人医院感染的病原体，所述创伤包 括由外科治疗而引起的创伤。SA经常对抗生素具有抗性，一种选择是 至少用于预防的疫苗，尽管已有许多尝试用包括全细胞、毒素、多糖和 粘附因子来配制疫苗，但是迄今为止还没有有效的疫苗。为了成功制得 抵抗有引起慢性感染倾向之病原体的疫苗制剂，当应用非复制性抗原 时，佐剂系统的辅助是必要的。因此，作为疫苗抗原受关注并测试的 SA的很多成分包括粘附因子、碳水化合物(多糖)和毒素都已失败， 这也许是由于缺少所涉及物种能够接受的合适的佐剂。在此实施例中， 我们选择了粘附因子即纤连蛋白结合蛋白(FnBp)，其被认为可以阻断 粘附但可能更重要的在于其是吞噬作用的靶标，前提是如果诱导了促进 这种活性的FnBp的恰当抗体(调理性抗体)。此外，基于iscom技术， 已经用多种佐剂制剂，包括对敏感性物种可接受的佐剂制剂，来补充 FnBp。

因此，不同的动物物种需要不同的佐剂制剂，包括不同的皂苷。 例如牛类物种(bovine species)对QuilA或Q-WAC类型的半纯化皂苷 有非常良好的反应，这对其它物种来说也许是有毒性的。其它动物物种 例如猫或小鼠或人有不同程度的敏感性并且需要几乎无毒的制剂例如 QMIX(QV-MIX，瑞典专利申请：0202110-3-QV-MIX PCT/SE03/001180) 或者QWT制剂(QWT，瑞典专利申请：0301998-1 PCT/SE03/00586)，或 者组分C-基质制剂(ref)。后者被用于兽医学中以及人临床试验中。其目 标在于促进中和的平衡免疫应答以及促进吞噬作用的抗体类型即鼠科物 种中IgG2a，而IgG1可能促进抗-粘附和中和效应。在本实施例中分析这 些免疫学特性。

应注意的是，对于如果不是全部也是大部分哺乳动物物种来说，SA 是重要的病原体，并且由乳腺炎疫苗产生的结果已经对在包括人在内的其 它物种中SA引发疾病产生了影响。

根据几种因素，包括地方株和临床情况，疫苗抗原的组成可以在 抗SA感染和SA所引起疾病的疫苗中有变化。粘附至纤连蛋白介导感 染过程中的重要因素，并且这种蛋白质存在于几乎所有SA分离株中。 粘附阻断和中和作用是通过抗体由IgG1实现的作用，而IgG2a对于作 为抗SA的主要免疫保护性机制的吞噬作用是重要的。所提及的亚类反 映鼠免疫球蛋白系统，而例如IgG2a相当于人的IgG3。通过反映Th1 和Th2应答的IgG免疫球蛋白类型之间的平衡来分析小鼠中对用QWT- 基质制剂作为佐剂的强候选疫苗FnBp的免疫应答。

试验方案

依照表1：1中所述免疫18g雌性Balb/c小鼠。根据早先有关免疫 原性的试验来确定抗原剂量。选择不诱导高应答的低剂量，以便于察看 所添加佐剂的影响。用任一种所述FnBp佐剂制剂在小鼠尾根处经皮下 (s.c.)并间隔4周对所述小鼠进行免疫。在第3周和第6周采集用于 血清检测的血样。所有动物接受1μg FnBp并且佐剂成分是：组1无佐 剂；组2Al(OH)₃；组3基质-Q 6μg；组4基质-Q2μg。第6周时IgG1 和IgG2亚类的抗原特异性抗体应答被显示在图1：1中。通过ELISA测 量抗体水平并表示为在Y轴上读出的稀释曲线陡峭部分在OD450的稀 释度(10log)(图1：1)。

结果

第一次免疫后 无佐剂的和以氢氧化铝为佐剂的FnBp几乎不诱 导可检测的血清抗体应答。以任何iscom佐剂制剂为佐剂的各种FnBp 制剂诱导针对FnBp的可检测应答。

第二次免疫之后(图1：1)IgG1应答在用以iscom基质为佐剂的 FnBp免疫的小鼠组中是很高的(＞10log4)。在给予基质-Q或者给予基 质MIX的小鼠组中很高，小鼠个体之间的效价分布没有多少差距，然 而在给予基质C制剂中FnBp的小鼠组中很高。用氢氧化铝佐剂的FnBp 与用其它佐剂的FnBp制剂相比，IgG1血清抗体水平应答明显更低，并 且在个体动物之间ELISA效价呈很大的离散分布。用无佐剂制剂免疫 的小鼠具有低IgG1应答。

第二次免疫之后(图1：1)IgG2a应答在用以iscom基质为佐剂 的FnBp免疫的小鼠组中是很高的(＞10log 4)。在给予基质-Q或者基 质MIX的小鼠组中很高，小鼠个体之间的效价分布没有多少差距，然 而在给予基质C制剂中FnBp的小鼠组中其分布却很宽。用无佐剂FnBp 或者用氢氧化铝佐剂的FnBp免疫的小鼠应答具有几乎不可检测的 IgG2a血清抗体水平。

讨论

很清楚的表明iscom制剂有能力调节包括TH1和TH2类型免疫 应答在内的平衡的免疫应答，这对于诱导抵抗持久性和慢性感染的保护 作用是必须的。迄今为止在SA疫苗中所用的佐剂制剂还缺少这种能力。

结论

对SA和FnBp来说两种感兴趣的制剂是适于大型动物比如牛的 基质Q和几乎没有副作用并且例如适于猫和人的不同颗粒中的低毒基 质C和基质A。这两种制剂诱导高水平的和平衡的IgG1和IgG2反应。

实施例3

介绍

抗SA疫苗可以包括或者甚至需要各种疫苗成分，包括全细胞、 毒素、多糖和粘附因子，其中每一种都有助于免疫保护作用。在本实施 例中用如实施例2中的不同佐剂制剂检验破伤风类毒素(TT)以研究 它们对毒素的免疫增强作用。

试验方案

依照表2：1中所述免疫18g雌性Balb/c小鼠。根据早先有关免疫 原性的试验但又不诱导非常高应答来确定抗原剂量，以便于察看所添加 佐剂的影响。用任一种所述TT佐剂制剂在小鼠尾根处经皮下并间隔4 周对所述小鼠进行免疫。在第3周和第6周采集用于血清检测的血样。 所有动物接受0.5Lf/剂量并且佐剂成分是：组1无佐剂；组2Al(OH)₃； 组3基质-Q 6μg；组4基质-Q 2μg。第6周时IgG1和IgG2亚类的抗 原特异性抗体应答被显示在图2：1中。通过ELISA测量抗体水平并表 示为在Y轴上读出的稀释曲线陡峭部分在OD450的稀释度(10log)(图 2：1)。

结果

第一次免疫后 无佐剂的和以氢氧化铝为佐剂的TT诱导可检测的 血清抗体应答，正如用各种以任何iscom制剂为佐剂的TT制剂一样。

第二次免疫之后(图2：1)IgG1应答在包括无佐剂的TT在内的 所有小鼠组中是很高的(＞10log 4)。在给予以iscom基质制剂为佐剂的 TT的小鼠组中观察到稍微更高的抗TT抗体水平并且在小鼠个体之间 效价分布很少展开。

第二次免疫之后(图2：1)IgG2a应答在用以iscom基质为佐剂 的TT免疫的小鼠组中是很高的(＞10log 5)。在给予以基质Q或基质 MIX为佐剂的TT组中的小鼠所作应答具有最高的IgG2a水平并且在小 鼠个体之间效价分布很少展开。用无佐剂TT或以氢氧化铝为佐剂的TT 免疫的小鼠所作应答没有或者几乎没有可检测的IgG2a血清抗体水平。

讨论

TT对于Th2型应答有很强的抗原性能力。氢氧化铝也调节针对 Th2型的免疫应答。该实施例表明iscom制剂克服了TT的强免疫调节 作用并且能够诱导对于该毒素的平衡的Th1-Th2应答。对于抗诱导慢性 或持久性感染的病原体的疫苗来说重要的是，控制该病原体调节宿主中 免疫应答的内在能力，这对于弱佐剂来说是不能实现的。

结论

该实施例表明iscom制剂有能力调节“强毒素抗原”免疫应答为 平衡的免疫应答，这对于实现免疫保护可能是必需的。对于SA以及其 它病原体来说，毒素是重要的致病性因素，因此可能需要获得强效的疫 苗。

实施例4

SA产生大量的毒素，其中一些具有强免疫原性，另一些具有相对 弱的免疫原性。它们中任何一种都可能是获得非常宽保护能力的疫苗所 需要的疫苗抗原。相比较TT而言，白喉类毒素(DT)是相对弱的抗原。 在该实施例中，用如实施例2和3所示的不同佐剂制剂来检验弱抗原以 探究它们对DT型毒素的免疫增强作用。

试验方案

依照表3：1中所示免疫18g雌性Balb/c小鼠。根据早先有关免疫 原性的试验但又不诱导非常高应答的原则来确定抗原剂量，以便于察看 所添加佐剂的影响。用任一种所述DT佐剂制剂在小鼠尾根处经皮下 (s.c.)并间隔4周对所述小鼠进行免疫。在第3周和第6周采集用于 血清检测的血样。所有动物接受1μg DT并且佐剂成分是：组1无佐剂； 组2Al(OH)₃；组3基质-Q 6μg；组4基质-Q 2μg。第6周时IgG1和 IgG2亚类的抗原特异性抗体应答被显示在图3：1中。通过ELISA测量 抗体水平并表示为在Y轴上读出的稀释曲线陡峭部分在OD450的稀释 度(10log)(图3：1)。

结果

第一次免疫后 只有用以基质MIX制剂为佐剂的DT免疫的小鼠 具有可检测的血清抗体应答。

第二次免疫之后(图3：1)IgG1应答在用以氢氧化铝以及基质混 合为佐剂的DT免疫的小鼠中最高(＞10log 3.5)。

第二次免疫之后(图3：1)IgG2a应答在用以基质MIX为佐剂的 DT免疫的小鼠组中是很高的(约10log 4)，其具有最高的抗体应答水 平，即比其它组中小鼠高出几乎50倍或更高的效价，并且效价分布范 围较窄。用无佐剂DT或者用以氢氧化铝为佐剂的DT免疫的小鼠没有 或几乎没有可检测的IgG2a血清抗体应答水平。

讨论

DT是一种比TT(实施例3)弱的抗原，并且无佐剂DT甚至在 两次免疫之后没有诱导可检测的IgG1或IgG2，即既没有Th2型应答也 没有Th1型应答。调节Th2型免疫应答的氢氧化铝使对DT的应答增 强到易于检测到的IgG1水平。本实施例表明iscom制剂增强并且也调 节针对DT的免疫应答至Th1和Th2之间平衡的应答。尤其是“低毒” 基质MIX对于刺激IgG1和IgG2都是高效的，即强效并平衡的免疫应 答。因此，iscom制剂能够高效调节对强抗原以及弱抗原的免疫应答。

结论

实施例2和3表明iscom制剂高效增强并调节毒素的免疫应答， 无论这些毒素是弱抗原还是强抗原，并且驱动例如偏向于Th2的毒素抗 原趋于平衡的Th1-Th2应答。这样的能力在可由SA抗原制剂构成的复 杂抗原系统中是重要的。

实施例5

用以iscom基质为佐剂的金黄色葡萄球菌粘附因子FnBp的免疫接种试验进行小规模现场试验

在Kungs_ngen(K_)，一个属于Agriculture University Uppsala 的农场中实施疫苗接种试验，以在天然宿主即牛类物种中检验抗金黄色 葡萄球菌(SA)的潜在疫苗。在奶牛中以及在相关物种绵羊和山羊中， 当它们被用来进行乳品生产时，乳腺炎是严重问题。在乳品科学和生产 中任何有经验的人员，包括乳场生产人员、负责动物健康的兽医以及需 要高质量乳来生产不同乳制品的工厂，都充分认识到乳腺炎问题。

为了控制乳腺炎的情况，通过主要用抗生素处理来加强而改进农 场管理是第一选择。SA是引起相关乳房病患和经济问题最重要的病原 体。尤其严重的问题是SA经常具有抗生素抗性，并且由于没有治疗方 法而必须剔除受影响动物。抗生素治疗乳腺炎的替代方案是免疫预防剂 即使用疫苗。尽管有许多的尝试，但是市场上没有高效乳腺炎疫苗。开 发乳腺炎SA疫苗的尝试仍是徒劳无功的并且在尝试开发在不同情形中 针对其它物种的SA疫苗中也是如此，例如抗狗疖病或者抗人医院感染。 因此，高效的抗SA乳腺炎疫苗将从疾患中挽救受影响动物并且在经济 上对于乳场、对于乳品工业以及对于它们的消费者都具有极好的作用。

选择粘附因子，纤连蛋白结合蛋白质(FnBp)，是因为它存在于 几乎100％的SA分离株中。在早先的试验(Nelson et al.1991)中，FnBp 被掺入iscom中。用这种SA乳腺炎试验性疫苗获得了有希望的结果。 相反地，继续试验没有获得所期望的结果并且该计划由此而被停止。失 败的原因是由于免疫性短暂并且也可能是由于在乳腺中的不充分免疫 应答。

本疫苗接种试验的目标是研究进一步开发用基于iscom技术的制 剂为佐剂的FnBp疫苗的可能性。关注点是引起全身性和局部性免疫应 答的最佳施用模式，其中在血清中测量全身性应答，在乳腺中测量局部 性应答。因此，为了获得对于候选疫苗潜力的更好预测，对来自乳房的 局部分泌物(乳清)也实施免疫学分析。对免疫应答的评价包括血清和 乳清中的抗体应答，其包括IgG1、IgG2和IgA应答，还调查抗体对SA 细胞吞噬作用的增强。IgG2促进吞噬作用，这是抗SA的最重要防御机 制。局部产生的IgA抗体也是在粘膜表面中抵抗侵入者的重要防御因 子。应注意的是，先前的试验没有分析乳腺中的免疫应答，很可能是因 为之前的疫苗在乳清中没有诱导明确可检测的免疫应答，这种应答将令 人信服地支持该试验。已经认识到大体积乳的稀释作用会掩藏在乳腺中 引起的免疫应答。

疫苗试验方案以及材料和方法

较大蛋白质的16kD片段的纤连蛋白结合蛋白质(FnBp)片段包 括负责粘附纤连蛋白的DD区。所述多肽在大肠埃希氏菌中表达并且从 Biostapro AB获得。它与早先的基于较短69-80kD蛋白质的产物 (Nelson et al.1991)不同。此外，在早先的产物中，FnBp被掺入iscom 基质中从而形成iscom。在本试验性疫苗中，所述疫苗的制备不涉及将 FnBp包括在基质中从而形成iscom的步骤。避免掺入过程的好处在于 提供更简单和更经济的生产系统。因此，本发明制剂在两个方面不同于 早先所检验的FnBp iscom候选疫苗。

Iscom基质由Isconova AB提供。

细菌学检验 乳样品的细菌学检验在National Veterinary Institute (SVA)的乳腺炎实验室中进行。

试验方案

抗原FnBp 选择在大肠埃希氏菌中生产的rDNA产物，这是根据 早先的积极经验(Nelson et al-)，但是构建体更短。最好用确定抗原辅 助免疫学评价。

将进入其第一哺乳期的10只小母牛用作试验动物以尽可能避免 早先SA感染的经历，这更可能在较高龄牛中发生，这会使对疫苗接种 难以进行免疫学评价。

三种不同的施用模式被检验。因为乳房是一种具有很大粘膜区的 器官，据此认为粘膜免疫在乳腺中是重要的。与例如人和猪相比，在牛 中没有肠乳腺联系(个人通信Holmberg)，即疫苗抗原的口服施用(即 在消化道中)将在猪的乳腺中诱发免疫应答但在牛中却不会。在本试验 中使用两种粘膜施用模式，即通过鼻内(i.n.)或通过阴道内(i.vag.) 途径施加初始剂量。这些初始免疫(priming)模式的作用与在上乳腺 区域中经皮下免疫的初始免疫进行比较。3至4周后经皮下途径对所有 动物施用第二剂量。使用这样的免疫方式的目的在于探究是否在上呼吸 道区或生殖道与乳腺之间存在联系。对免疫保护重要的是，粘膜(局部) 免疫应答以及在乳腺中诱发正确类型的抗体类型。

免疫方案包括在产犊前2-4周实施初始免疫。三只动物通过鼻内 (i.n.)施用、三只动物通过阴道内(i.vag.)施用模式和四只动物在上 乳腺区经皮下途径实施初始免疫。在乳腺定位的淋巴结引流处在上乳腺 区(supra mammal region)中通过皮下模式在产犊后对所有动物实施 第二次免疫。

采样.如图(4：1至4：2)中所示，在第一次免疫时和随后定期开 始时采集用于血清和免疫学分析的血液。对用于细菌学和免疫学分析的 乳清的采集在分娩后开始，接下来如对血液所述。

细菌学分析在SVA进行并且仅有一次从经鼻内途径初始免疫的 一个动物的乳样品中分离到SA。它恰好是在第二次免疫之前。

免疫学分析包括测量ELISA中的抗体应答(见上)。详细的结果 显示在图4：1至4：4中。

吞噬作用

分离和纯化白细胞从牛血中分离和纯化白细胞通过Ficoll离心方法 进行，参见以下描述：Guidry et al 1993 J Dairy Sci 76：1285-1289和Lee et al 2005 Can J Vet Res 69：11-18。细胞被重悬在Hanks基础溶液(HBSS) 中，检查其活力，并将其浓度调节至10×10⁶细胞/ml。所选的金黄色葡萄 球菌菌株首先培养在琼脂平板上并且随后在胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)(最 少100ml)中在37℃下培养18小时。通过在60℃水浴中孵育30分钟杀 死细菌。用盐水洗涤3次后，细菌悬液在540nm处光密度为2.0时被调节 至1∶10的稀释度。

细菌的FITC标记根据Lee et al 2005 Can J Vet Res 69：11-18的描述 进行。FITC标记的细菌在含0.15mM钙、1mM镁和0.1％明胶的巴比妥 缓冲盐溶液(GVBS)中洗涤3次，在540nm处OD为1.350时按1∶10 稀释度来确定其浓度并且最后在-80℃下以1ml等分将其保存在GVBS中 直至应用。

吞噬作用；FITC标记的细菌被融化并在2.4 A超声处理30秒，并 且浓度被调节至1×10⁹/ml。根据Lee et al 2005 Can J Vet Res 69：11-18的 描述，用在两次免疫之前和之后收集的未经稀释或者在HBSS中1/4稀释 的50μl待检血清孵育细菌悬液和细胞。对照包括在HBSS中孵育的细菌 悬液，以及没有血清与的细胞悬液一起孵育的细菌悬液。在仔细振荡下在 37℃孵育30分钟。通过加入含0.02％EDTA的冰冷盐水来停止吞噬作用。 在显微镜下检查之前，用1％亚甲蓝处理细胞以淬灭额外的细胞荧光。在 荧光显微镜下对最少200个细胞实施检测并且确定细胞与细菌的比例。

结果

经阴道内途径(图4：1)实施初始免疫的动物显示出低的或者没有血 清抗体应答。在乳清中，第一次免疫接种后记录到抗FnBp抗体，以IgG2 和IgA亚类为主。在加强免疫之前没有收集乳样品，因为在产犊之前没有 乳产生。在经皮下强化免疫之后，在血清和乳中抗FnBp的抗体应答持续 期很短并且以IgG2和IgA为主。

在来自经鼻内途径实施初始免疫的动物的血清中检测不到或几乎检 测不到应答(图4：2)。在乳清中所记录的抗FnBp的抗体主要为IgG2和 IgA亚类。经阴道内模式给予初始免疫的所有动物都有应答。在经皮下加 强免疫之后，在血清和乳清中动物之应答具有明确的抗体升高。最高应答 是IgG2和IgA亚类。抗体水平朝向试验期结束时而下降。

经皮下模式施用进行初始免疫和加强免疫的动物在血清和乳清中获 得了IgG1和甚至更高水平的IgG2以及也很高的IgA(图4：3)。加强免疫 后血清和乳清中高水平的IgG1和甚至更高水平的IgG2以及也高水平的 IgA指示局部在乳房中和循环血液中保护性免疫的质量。重要的是，血清 抗体在整个试验周期即7-10个月中持续。同样，乳清抗体水平在试验周期 中持续即高达8个月，这表明本试验性疫苗接种将覆盖整个哺乳期，这对 于保护性乳腺炎疫苗是重要的。

对来自经皮下途径免疫两次的组中牛的血清进行吞噬作用测量。与 细菌和在第一次免疫之前收集的血清一起孵育30分钟后，有30％的PMN 细胞显示出吞噬作用。与细菌和第二次免疫后收集的血清一起孵育30分钟 后，有增加至51％的PMN细胞显示出吞噬作用。有4％PMN细胞与细 菌但无血清一起孵育时显示出吞噬作用。不经与细菌和第二次免疫后收集 的血清一起孵育有2％的PMN细胞显示出吞噬作用。

讨论

抗体应答在其类型和亚型的分布对于获得最佳的免疫保护作用是极 其重要的。一般认为IgG2抗体对于对抗SA感染具有最大的重要性，因为 该亚型促进对细菌的吞噬作用。所有形式的免疫接种既促进乳清中也促进 血清中IgG2和IgA的FnBp特异性抗体。在来自经阴道内和鼻内初始免 疫动物的血清和乳清中具有相当低水平的抗体应答。意料之外的是，通过 应用以iscom基质为佐剂的FnBp进行两次皮下免疫，其在血清和乳腺分 泌物中诱导了高抗体水平，其中包括IgG1、IgG2和IgA亚型。这些程度 和性质的免疫应答还没有在先前使用SA疫苗或任何其它疫苗的牛乳腺中 被显示出。同样，在血清中这些Ig亚类也被记录。与早先检验过的短持续 期的试验性疫苗(Nelson et al.1991)相比，皮下施用模式诱导长期持续并 且更优的免疫应答(图4D)。特别受关注和有价值的是在乳腺中的强效免 疫应答，这在先前所检验的抗SA候选疫苗中没有描述。来自功能性吞噬 作用检验的结果突出表明诱发了重要的免疫保护特性。iscom基质的强效 免疫增强作用是没有预料到的并且其通过避免FnBp多肽与iscom基质偶 联的步骤而有利于高效的疫苗生产。

有两种纤连蛋白结合蛋白质FnBpA和FnBpB，它们具有相似的构 成。Nelson et al所用的构建体由60-65kD的蛋白质组成，其与来自葡萄 球菌蛋白A的两个IgG结合结构域相偶联从而形成融合蛋白zzFnBpA以 及zz-FnBpB，其中zz-FnBpB包含推测的T细胞表位，zzFnBpA与包含 推测T细胞表位的另一部分相连而形成zz-FnBpA-T。这些多肽与iscom 相偶联(L_vgren，K.，Lindmark，J.，Pipkorn，R.and Morein，B(1987)J. Immunol.Methods 98.)。我们已经使用了这些多肽并发现它们被片段化。 对于Nelson构建体限制性的一个原因，我们认为是由于这种片段化的趋势 所引起的。本发明的16kD FnBp片段更加稳定并且包含促进与纤连蛋白 结合的重要的DD区重复片段。

结论

在两次皮下免疫之后，补充iscom基质制剂的截短型FnBp构建体 在乳腺和血清中诱导高水平的高质量免疫应答。所期望的疫苗在牛乳腺中 诱导抗SA感染的免疫保护作用具有强的免疫学标准。该技术能实现对于 所期望疫苗重要的高效生产系统。

实施例6

全SA细胞以及α和β溶血素对针对FnBp和毒素的免疫应答的作用

SA引起慢性和持续的感染，其通过基于“掩蔽”感染和对从宿主免 疫系统中存活所必要成分的能力而由病原体的固有特性所促进。此外，引 起持续和慢性感染的病原体具有指导宿主免疫反应从而允许其持续的能 力。SA包含大量具有免疫调节特性的不同组分并且不合适的组合物可以 引起针对包括在疫苗组合物内的一种或所有抗原的低免疫应答。如上所 述，有许多可作为SA候选疫苗的组分。首先的策略是应用分离自病原体 的组分或由细胞(在此为大肠埃希氏菌)表达作为分离株疫苗抗原所产生 的组分。第二种方法是应用强效的佐剂，在本情况中为iscom基质。疫苗 组分的一个有希望类别是毒素。在来自乳腺炎的SA分离株中非常频繁地 鉴定出α和β溶血素(对于β溶血素，在100％情况中)，这种事实使得它 们成为强有力的候选疫苗。这两种毒素都是外泌产物并且能够从SA生长 的培养液中收集。在本试验中，如材料和方法中的安排，SA细胞与含α 和β溶血素的培养液在疫苗组合物中与FnBp混合以探究在该组合物中 FnBp和所述毒素的免疫原性。

材料和方法

试验方案。根据下面的免疫方案，对位于瑞典南部_veds Kloster 的4-7个月大的25只小牛以4周间隔实施3次免疫。由Roland M_llby教 授领导的Karolinska Institutet MTC细菌学部生产并友好提供SA细菌与 含α和β溶血素的培养液。

如下表所述，在颈侧肩胛骨前部经皮下用200μg的FnBp或者FnBp 和10⁸金黄色葡萄球菌细胞/剂量以及α和β溶血素各50μg的混合物实施 免疫。所有疫苗制剂用1mg/剂量的iscom基质作为佐剂。剂量体积是2ml。

             免疫方案                 抗动物组检验

A/    FnBp     FnBp     FnBp     5    FnBp和毒素

B/    SA       FnBp     FnBp     5    FnBp和毒素

C/    SA       SA       SA       5    FnBp和毒素

D/    SA+Fn    SA+Fn    SA+Fn    5    FnBp和毒素

E/    PBS     PBS      PBS     5     FnBp和毒素

Fn：FnBp，S：金黄色葡萄球菌细胞以及α和β溶血素，PBS：磷酸盐缓 冲液

为了获得有关免疫应答达到最高限度的额外信息，以及有关反复免 疫后可能的抑制的信息，实施了第三次免疫。

如上所述，通过ELISA对血清实施针对FnBp抗体应答的评价。我 们需要了解SA全细胞+毒素对FnBp是否具有支配作用即抑制抗FnBp 的免疫应答。

在由Roland M_llby教授领导的Karolinska Institutet MTC细菌学 部实施针对α和β溶血素的中和试验。

结果

在本实施例中，小牛的年龄小于1岁，并且它们对补充SA细胞以 及α和β溶血素的FnBp不产生应答或者产生的应答只具有非常低的抗体 效价。

通过ELISA测量的关于组1的针对FnBp的免疫应答显示在图5：1 中。在第一次免疫后，仅在组1中只用FnBp以及用iscom基质作为佐剂 的FnBp免疫的动物产生IgM以及IgG抗体应答。

在第一次加强免疫后，在单独用FnBp接种的动物中记录到IgM、 IgG1和IgG2应答具有明显的增加。在用包含FnBp和金黄色葡萄球菌细 胞以及α和β溶血素的组合物进行初次免疫的动物中，没有动物显示出针 对FnBp的免疫应答(未显示)。

第三次免疫后进行检验。

针对α和β溶血素的免疫应答在功能性即毒素中和试验中进行测量。 该结果显示在图5：2中。第一次免疫后，在用包含SA细胞和毒素的疫苗 组中即B、C和D组的动物中记录到低IgG应答。在第二次免疫时抗体水 平下降。第二次免疫后，已接受两剂量毒素的动物即组C和D中的动物产 生具有高中和效价的应答。

讨论

本试验表明金黄色葡萄球菌细胞与α和β溶血素的混合物抑制针对 FnBp的免疫应答。相比较而言，所有动物产生抗α和β溶血素的高中和 抗体的应答。不清楚的是，是否毒素或者培养液中其它产物或者全细胞或 者两者的组合引起这种下调。在本试验中的动物年龄小于一岁。在后来的 试验中，所述动物超过一岁最大两岁并且接受或者补充SA细胞或者补充 α和β溶血素的FnBP，这些动物产生针对FnBp的高水平抗体应答(见实 施例7)。

在本试验中注意到的抑制似乎是基于主动免疫应答即具有记忆性， 因为组B中的动物对第二次施用没有作出应答。

相比较而言，α和β溶血素在所有试验的疫苗抗原组合中诱导强免 疫应答，这提示毒素和FnBp的组合是相容的并且可行的疫苗组合物。全 SA细胞在疫苗组合物中的可能应用需要进一步研究。实施例7的结果指 出当SA细胞或者α和β溶血素包含在所述疫苗制剂中时，年龄较大的小 牛或母牛对疫苗抗原可能不对疫苗抗原有抑制反应。

结论

先前的试验已经显示用iscom基质为佐剂的FnBp在牛类物种中具 有高度免疫原性，这在本实施例中被证实。在本实施例中，当FnBp同时 补充SA细胞以及α和β溶血素时，对FnBp的免疫应答被下调。可以从 实施例7中总结出，当测量抗FnBp的抗体应答时，联合FnBp与α和β 溶血素的疫苗组合物具有高免疫原性，并且FnBp SA细胞的联合疫苗也是 如此。可以想到，在用FnBp并补充SA细胞以及联合α和β溶血素对较 年轻动物进行免疫观察到有抑制，而对于超过一岁的牛则不产生抑制反 应。

实施例7

在实施例6中，我们已经观察到在试验性疫苗中α和β溶血素与全 SA细胞的混合物下调针对第三组分即FnBp的免疫应答。因为α和β溶血 素以及全SA细胞都包括在内，不清楚是毒素与细胞中的一种或另一种或 者其组合负责这种抑制作用。在本实施例中，通过将FnBp与毒素或全SA 细胞进行组合，进一步研究了各自的抑制、相容性或增强作用。为此目的， 如材料和方法中所述来实施试验。所有的试验疫苗都用iscom基质为佐剂。

材料和方法

试验方案 根据下面的免疫方案，对位于瑞典Uppsala东部Mosta Farm的1-2岁龄的15只小牛以6周间隔实施2次免疫。

由Roland M_llby教授领导的Karolinska Institutet MTC细菌学部 生产并友好提供SA细菌以及含α和β溶血素的培养液。

如下表所述，在颈侧肩胛骨前部经皮下用200μg的FnBp或者FnBp 与108金黄色葡萄球菌细胞/剂量的混合物或者FnBp与α和β溶血素各50 μg的混合物实施免疫。所有的疫苗制剂用1mg/剂量的iscom基质为佐剂。 剂量体积是2ml。

      免疫方案                 抗动物组检验

A/    FnBp      FnBp      5    FnBp和毒素

B/    SA+Fn     SA+Fn     5    FnBp和毒素

C/    Tox+Fn    Tox+Fn    5    FnBp和毒素

D/    PBS       PBS       5    FnBp和毒素

Fn：FnBp，S：金黄色葡萄球菌，Tox：α和β溶血素，PBS： 磷酸盐缓冲溶液

结果

通过ELISA测量的针对FnBp的免疫应答显示在图6：1中。在第一 次免疫后三周，所有动物产生的应答具有相当高的抗FnBp抗体效价，其 中包括所有检验的免疫球蛋白类型，即IgM、IgG1和IgG2。

根据这种初级免疫应答，所有积累的经验告诉我们，第二次免疫后 将会产生IgG亚型应答的显著增加。第二次免疫的数据正在处理中。

讨论

本试验显示金黄色葡萄球菌细胞以及α和β溶血素的混合物分离开 地不抑制针对FnBp的免疫应答。在实施例6中清楚的显示毒素组分或者 培养液中其它产物与全细胞联合，下调所有检验的免疫球蛋白类型中的免 疫应答。在实施例6中所证明的抑制似乎是基于包括免疫记忆细胞的主动 免疫应答。

在实施例6中也表明α和β溶血素在所有疫苗抗原组合中诱导强免 疫应答，这提示毒素和FnBp的组合是相容的和可行的疫苗组合物。来自 本实施例的结果表明，在疫苗组合物中使用全SA细胞是可能的，条件是 在实施例6的某些组中检验的疫苗抗原组合物中引起抑制的因子被鉴定并 从含全细胞的期望疫苗组合物中排除。应当注意，针对补充SA细胞以及 α和β溶血素的FnBp的抗体应答是低的，这表明针对FnBp的免疫应答 被抑制。应该注意，实施例6中小牛的年龄小于一岁，而实施例7中的动 物年龄较大即1-2岁。较年轻的动物可能还具有未发育完全的免疫系统或 者不由FnBp抗体反映的母体抗体。

在很多制剂中，以iscom基质为佐剂的试验疫苗已包括FnBp和毒 素(见实施例3和4)。在小鼠模型中，引发了针对FnBp以及针对所包含 毒素的非常强效的免疫应答。因此，所积累的结果有力地表明，包含粘附 因子和其它成分并以iscom制剂为佐剂的期望疫苗制剂可诱导强免疫应 答。

结论

当FnBp或者与毒素或者与全SA细菌细胞相混合时，在将进入哺乳 期年龄的动物中诱导抗FnBp的高抗体水平。因此，基于几种抗原成分的 SA疫苗是可行的。

表1：1

用纤连蛋白结合蛋白质(FnBp)免疫Balb/C小鼠的方案。所述小鼠用各 自候选疫苗间隔4周经皮下免疫两次

 组  抗原  佐剂  动物数  1  2  3  4  5  FnBp(2μg/剂)  无佐剂  1％Al(OH)₃ 6μg基质-Q  6μg基质-C  4μg基质-低毒^＊ 8  8  8  8  8

低毒制剂由在分开颗粒中的0.6μg基质-C+3.4μg基质-A的混合物组成。

表2：1

用破伤风类毒素(TT)免疫Balb/C小鼠的方案。所述小鼠用各自候选疫 苗间隔4周经皮下免疫两次

 组  抗原  佐剂  动物数  1  2  3  4  5  TT(0.5Lf/剂)  无佐剂  1％Al(OH)₃ 6μg基质-Q  6μg基质-C  4μg基质-低毒^＊ 8  8  8  8  8

低毒制剂由在分开颗粒中的0.6μg基质-C+3.4μg基质-A的混合物组成。

表3：1

用白喉类毒素(DT)免疫Balb/C小鼠的方案。所述小鼠用各自候选疫苗 间隔4周经皮下免疫两次

 组  抗原  佐剂  动物数  1  2  3  4  5  DT(1μg/剂)  无佐剂  1％Al(OH)₃ 6μg基质-Q  6μg基质-C  4μg基质-低毒^＊ 8  8  8  8  8

低毒制剂由在分开颗粒中的0.6μg基质-C+3.4μg基质-A的混合物组成。

序列表

<110>伊斯克诺瓦公司

<120>新组合物

<130>78432-82569

<140>PCT/SE2006/000082

<141>2006-01-20

<150>US 60/593,504

<151>2005-01-20

<160>10

<170>PatentIn version 3.2

<210>1

<211>38

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>正向引物

<400>1

cgggatcctg cagcatcaga acaaaagaca actacagt                                38

<210>2

<211>39

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>反向引物

<400>2

gtaagcttat gctttgtgat tctttttatt tctgcgtaa                               39

<210>3

<211>37

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>正向引物

<400>3

cgggatccat ggcatcagaa caaaagacaa ctacagt                                37

<210>4

<211>37

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>反向引物

<400>4

gagctcgagt ggcacgattg gaggtgttgt atcttct                                37

<210>5

<211>39

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>正向引物

<400>5

cgggatccat ggaaggtggc caaaatagcg  gtaaccagt    39

<210>6

<211>39

<212>DNA

<213>人工的

<220>

<223>反向引物

<400>6

gagctcgaga ggtgttgtat cttcttcaat  cgtttgttg    39

<210>7

<211>141

<212>PRT

<213>金黄色葡萄球菌

<220>

<221>misc_feature

<223>FnBpA

<400>7

Met Glu Gly Gly Gln Asn Ser Gly Asn Gln Ser Phe Glu Glu Asp Thr

1               5                   10                  15

Glu Glu Asp Lys Pro Lys Tyr Glu Gln Gly Gly Asn Ile Val Asp Ile

            20                  25                  30

Asp Phe Asp Ser Val Pro Gln Ile His Gly Gln Asn Lys Gly Asn Gln

        35                  40                  45

Ser Phe Glu Glu Asp Thr Glu Lys Asp Lys Pro Lys Tyr Glu His Gly

    50                  55                  60

Gly Asn Ile Ile Asp Ile Asp Phe Asp Ser Val Pro His Ile His Gly

65                  70                  75                  80

Phe Asn Lys His Thr Glu Ile Ile Glu Glu Asp Thr Asn Lys Asp Lys

                85                  90                  95

Pro Ser Tyr Gln Phe Gly Gly His Asn Ser Val Asp Phe Glu Glu Asp

            100                 105                 110

Thr Leu Pro Lys Val Ser Gly Gln Asn Glu Gly Gln Gln Thr Ile Glu

        115                 120                 125

Glu Asp Thr Thr Pro Leu Glu His His His His His His

    130                 135                 140

<210>8

<211>141

<212>PRT

<213>金黄色葡萄球菌

<220>

<221>misc_feature

<223>FnBpB

<400>8

Met Glu Gly Gly Gln Asn Ser Gly Asn Gln Ser Phe Glu Glu Asp Thr

1               5                   10                  15

Glu Glu Asp Lys Pro Lys Tyr Glu Gln Gly Gly Asn Ile Val Asp Ile

            20                  25                  30

Asp Phe Asp Ser Val Pro Gln Ile His Gly Gln Asn Asn Gly Asn Gln

        35                  40                  45

Ser Phe Glu Glu Asp Thr Glu Lys Asp Lys Pro Lys Tyr Glu Gln Gly

    50                  55                  60

Gly Asn Ile Ile Asp Ile Asp Phe Asp Ser Val Pro His Ile His Gly

65                  70                  75                  80

Phe Asn Lys His Thr Glu Ile Ile Glu Glu Asp Thr Asn Lys Asp Lys

                85                  90                  95

Pro Asn Tyr Gln Phe Gly Gly His Asn Ser Val Asp Phe Glu Glu Asp

            100                 105                 110

Thr Leu Pro Gln Val Ser Gly His Asn Glu Gly Gln Gln Thr Tle Glu

        115                120                  125

Glu Asp Thr Thr Pro Leu Glu His His His His His His

    130                 135                 140

<210>9

<211>136

<212>PRT

<213>金黄色葡萄球菌

<220>

<221>misc_feature

<223>FnBpA Cys-N

<400>9

Met Ala Cys Glu Gly Gly Gln Asn Ser Gly Asn Gln Ser Phe Glu Glu

1               5                   10                  15

Asp Thr Glu Glu Asp Lys Pro Lys Tyr Glu Gln Gly Gly Asn Ile Val

            20                  25                  30

Asp Ile Asp Phe Asp Ser Val Pro Gln Ile His Gly Gln Asn Lys Gly

        35                  40                  45

Asn Gln Ser Phe Glu Glu Asp Thr Glu Lys Asp Lys Pro Lys Tyr Glu

    50                  55                  60

His Gly Gly Asn Ile Ile Asp Ile Asp Phe Asp Ser Val Pro His Ile

65                  70                  75                  80

His Gly Phe Asn Lys His Thr Glu Ile Ile Glu Glu Asp Thr Asn Lys

                85                  90                  95

Asp Lys Pro Ser Tyr Gln Phe Gly Gly His Asn Ser Val Asp Phe Glu

            100                 105                 110

Glu Asp Thr Leu Pro Lys Val Ser Gly Gln Asn Glu Gly Gln Gln Thr

        115                 120                 125

Ile Glu Glu Asp Thr Thr Pro Gly

    130                 135

<210>10

<211>135

<212>PRT

<213>金黄色葡萄球菌

<220>

<221>misc_feature

<223>FnBpA Cys-C

<400>10

Met Glu Gly Gly Gln Asn Ser Gly Asn Gln Ser Phe Glu Glu Asp Thr

1               5                   10                  15

Glu Glu Asp Lys Pro Lys Tyr Glu Gln Gly Gly Asn Ile Val Asp Ile

            20                  25                  30

Asp Phe Asp Ser Val Pro Gln Ile His Gly Gln Asn Lys Gly Asn Gln

        35                  40                  45

Ser Phe Glu Glu Asp Thr Glu Lys Asp Lys Pro Lys Tyr Glu His Gly

    50                  55                  60

Gly Asn Ile Ile Asp Ile Asp Phe Asp Ser Val Pro His Ile His Gly

65                  70                  75                  80

Phe Asn Lys His Thr Glu Ile Ile Glu Glu Asp Thr Asn Lys Asp Lys

                85                  90                  95

Pro Ser Tyr Gln Phe Gly Gly His Asn Ser Val Asp Phe Glu Glu Asp

            100                 105                 110

Thr Leu Pro Lys Val Ser Gly Gln Asn Glu Gly Gln Gln Thr Ile Glu

        115                 120                 125

Glu Asp Thr Thr Pro Cys Gly

    130                 135