[发明专利]金黄色葡萄球菌杀白细胞素及其治疗组合物和用途

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年5月5日提交的美国临时专利申请号No.61/331,550的优先权，其通过引用并入本文。

序列表

本申请包括了一份通过EFS-Web提交的序列表，其公开内容在此参考并入。所述ASCII拷贝创建于2011年5月2日，并被命名为Sequence Listing_Staphylococcus AureusLeukocidins ST25.txt，大小为102Kb。

发明背景

金黄葡萄球菌或“葡萄球菌”通常可在人和动物的皮肤或鼻孔内发现。葡萄球菌一般情况下是无害的，除非其通过切口或其他伤口进入身体。在健康人身上，典型的葡萄球菌感染是很小的皮肤问题。以前，葡萄球菌感染使用广谱抗菌素，如甲氧西林进行治疗。然而，现在出现了一些耐药葡萄球菌菌株，其对甲氧西林和其他β-内酰胺类抗生素，如青霉素和头孢菌素有耐药性。它们被称为甲氧西林耐药性金黄葡萄球菌(也称多药耐药性金黄葡萄球菌，或″MRSA″)。

葡萄球菌感染，包括MRSA，开始通常为类似丘疹、疖子或蜘蛛咬伤一样的小红肿包。这些肿包或缺损可能很快转化为需要外科手术排脓治疗的深度、疼痛型脓肿。有时，细菌仅限于皮肤。在有些情况下，它们可能深入到身体内部，并可能导致危及生命的人体多个组织的感染，包括皮肤、软组织、骨头、关节、外科手术伤口、血液系统、心脏瓣膜、肺部、或其他器官。因此金黄葡萄球菌感染可能变成致命性疾病，例如，坏死性筋膜炎、肺炎、心内膜炎、败血症、中毒性休克综合征以及各种形式的肺炎。在医院或医疗环境下MRSA感染是特别麻烦的，患者常常会有开放性创伤、侵入性器械和免疫系统衰弱，所以比在公共场合中有更高的感染风险。没有遵循正确卫生程序的操作人员可能将MRSA细菌从一名患者传递给另外一名患者。

金黄葡萄球菌产生一系列的不同的毒力因子和毒素，它们能使该细菌中和并抵抗各种类型免疫细胞的攻击，特别是白细胞的亚群，白细胞组成身体主要抵御系统。这些毒力因子和毒素的产生可以让金黄色葡萄球菌保持感染状态。参见Nizet，J.AllergyClin.Immunol.120：1322(2007)。在这些毒力因子中，金黄色葡萄球菌可产生各种双组分的白细胞毒素，这些毒素通过两种非结合的蛋白或亚单位的协同作用破坏宿主防御细胞和红细胞的细胞膜。参见，Supersac，等，Infect.Immun.61：580-7(1993)。在这些双组分的白细胞毒素中，γ-溶血素(HlgAB和HlgCB)和潘通-瓦伦丁(Pantone-Valentine)杀白细胞素(PVL)是最具代表的。

杀白细胞素对哺乳动物细胞的毒性涉及两个组分的作用。第一个亚单位命名为S亚单位级(即，慢洗脱的亚单位)，第二个亚单位命名为F亚单位级(即，快洗脱的亚单位)。S亚单位和F亚单位协同作用可在白细胞上形成孔洞，白细胞包括单核细胞、吞噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞(统称为吞噬细胞)。参见，Menestrina，等，Toxicol.39：1661-1672(2001)。双组分的毒素在靶细胞膜上形成孔洞的机制还没有完全了解。这些毒素可能的作用机制包括S亚单位与靶细胞膜的结合，该结合很可能是通过一个受体，然后F亚单位结合到S亚单位上，从而形成一个低聚物，该低聚物形成了插入靶细胞膜的前孔洞(Jayasinghe，等，Protein.Sci.14：2550-2561(2005))。双组分白细胞毒素形成的孔洞是典型的阳离子选择性的。孔洞的形成会导致细胞的裂解死亡，已有报道在白血球细胞中，其裂解死亡是由于阳离子汇集导致的渗透压不平衡所致(Miles，等，Biochemistry 40：8514-8522(2001))。

除了PVL(即S/F-PV或LukSF-PV)以及γ-溶血素(HlgAB和HlgCB)，金黄色葡萄球菌产生的双组分组成中还包括杀白细胞素E/D(LukED)和杀白细胞素M/F’(LukMF’)。因此，这些双组分杀白细胞素的S亚单位包括HlgA、HlgC、LukE、LukS-PV、和LukM，F亚单位包括HlgB、LukD、LukF-PV、和LukF’-PV(Menestrina，等，如上所述)。金黄色葡萄球菌的S-和F-亚单位不是杀白细胞素所特有的。即，其可以相互替换，这就使其他的双组分组合可以在白血球细胞上形成功能性孔洞，从而大大增加了杀白细胞素的组成(Meyer，等，Infect.Immun.77：13-22(2009))。