[发明专利]调节肺炎球菌荚膜多糖的生产

说明书

本申请是申请日为2001年3月16日，申请号为01809654.9，发明名 称为“调节肺炎球菌荚膜多糖的生产”的发明专利申请的分案申请。

本研究得到了美国政府资金的部分资助(美国公共卫生服务授权编号 AI38436和AI44231)，因此，美国政府可以拥有本发明的部分权利。

发明背景

本发明总体上涉及用链球菌生物生产荚膜多糖材料，并且涉及用所述 材料生产疫苗。

肺炎链球菌(有时候被称为肺炎球菌)一般是寄居在人类鼻咽的粘膜 表面上的共生生物。当宿主因素容许该生物进入下呼吸道时，会导致严重 的炎性反应。引起一种密集的固结化，即肺泡空气间隙中充满了溢泌物， 这种症状通常被称为肺炎(Tuomanen et al.，1995)。肺炎球菌感染的最 严重的表现是菌血症，它可能并发脓毒症、脑膜炎、或这两者。在成年人 体上，菌血症通常是肺炎的并发症(Raz et al.，1997)。

肺炎球菌抵抗将该生物从血液中清除的主要机制(即调理吞噬)的能 力需要表达该生物的主要毒力因子，该因子是多糖荚膜(Avery et al.，1931； Watson et al.，1990)。肺炎球菌能够合成不少于90种的在结构上独特的 荚膜多糖(CPSs)。

肺炎球菌CPS具有抗吞噬特性，并且能抑制与宿主细胞的粘附。它是 运载(即该生物从一个受感染的、但不一定有症状的个体传播到另一个个 体)以及有可能在疾病病理学的随后方面的一个关键步骤(Ring et al.， 1998)。在其他有荚膜的生物(例如，流感嗜血菌、脑膜炎萘瑟氏菌、酿 脓链球菌和无乳链球菌)上的类似的发现，业已使人们理解了CPS的量为 什么必须临时改变，以便能够实现与宿主细胞的粘附性相互作用，以及对 体液免疫力的抗性(Hammerschmidt et al.，1996；Levin et al.，1998；Schrager et al.，1996；Sellin et al.，1995；St.Geme III et al.，1991)。

即使在同一种菌株内，由肺炎链球菌所表达的CPS的量也不同。调 节CPS表达的调控机制以前尚不完全了解。大多数肺炎球菌分离物能在 至少两种形式之间发生表型变化，这两种形式可以通过菌落的不透明性 进行区分(Weiser，1998；Weiser et al.，1994)。不透明型(O)菌落与 相同菌株的透明(T)变体在所合成的CPS的量方面不同，O-型的菌落 通常能产生更大量的CPS(Kim et al.，1998)。

由肺炎球菌变体所产生CPS量的相对小的差异，可能对毒力产生重 要影响(MacLeod et al.，1950)。与T-型菌落相比，O-型菌落所产生的 CPS的量高出1.2-5.6倍，这种提高与肺炎球菌细胞对免疫血清的调理吞 噬提高了的抗性相关(Kim et al.，1999)。在系统感染的鼠类模型上， 只有若干种肺炎球菌菌株O变体能引起脓毒症(Kim et al.，1998)。相 反，所述T型能表达较大量的其他细胞表面多糖——磷壁酸。肺炎球菌 细胞壁磷壁酸与CPS共价连接，并且含有一种不常见的宿主样成分-磷酸 胆碱。这种多糖导致了肺炎球菌细胞通过血小板活化因子的受体与上皮 细胞粘附(Cundell et al.，1995；Cundell et al.，1995；Kim et al.，1998)。 T型还表现出包括CbpA在内的细胞表面胆碱结合蛋白的改变了的分 布，这种改变起着促进粘附和寄居的作用(Rosenow et al.，1997)。在 由幼小的大鼠模型携带期间，选择表现出T，而不是O表现型的肺炎球 菌变体(Weiser et al.，1994)。以上观察表明，肺炎球菌可以在具有更 强的粘附和携带能力的形式(即T型)和更适合在入侵性感染型的非粘 附形式(O型)之间变化。