[发明专利]祖先丝氨酸蛋白酶凝血级联在早期免疫防御中发挥新功能

说明书

发明领域

本发明涉及凝血因子XIII（FXIII），其用于治疗和/或预防由微生物的感染和/或与所述感染相关的症状；药物组合物，其包含药学有效量的所述FXIII；用于制备药物的方法，所述药物包含药学有效量的所述FXIII；和治疗方法，其包括向有此需要的患者施用药学有效量的所述FXIII。

在本说明书中提及了许多文献，包括专利申请和制造商的手册。这些文献的公开，当不认为对本发明的可专利性有重大关系时，以其整体作为参考而与本文合并。更特别地，所有参考文献以同等程度作为参考而合并，就如同是特别地和单个地指出每单个文献作为参考而合并。

发明背景

丝氨酸蛋白酶级联在许多病理生理学过程，包括止血、免疫应答和伤口愈合中发挥着重要的作用（关于综述，参见Page和Di Cera,2008）。它们的激活通常通过受限的蛋白水解而发生，并且凝血和补体可能是人中表征最好的丝氨酸蛋白酶级联。系统发生研究显示，两个系统已发展了4亿多年了（Davidson等人,2003；Nonaka和Kimura,2006)并且已提出它们从真核生物中的共同祖先起源共进化而来（Krem和Di Cera,2002)。值得注意的是，凝血级联和补体级联与调节例如果蝇（Drosophila）腹背极性（导致Toll受体的配体的激活）和马蹄蟹血淋巴凝结系统的其他丝氨酸蛋白酶级联享有显著程度的趋同进化(Krem和Di Cera,2002)。这些发现暗示，早在原口动物和后口动物的分岔之前，就存在某些蛋白水解级联的基本基序（Krem和Di Cera,2001)。应当注意的是，后两个系统（Spaetzle和马蹄蟹血淋巴凝结系统的激活）是祖先免疫中的关键组分，其在很大程度上，如果不是全部地，依赖于先天免疫系统。认为补体系统是先天免疫系统的一部分已有30多年，但只是最近才领会到凝血也参与早期免疫防御（关于综述，参见Delvaeye和Conway,2009)。在后续的研究中，主要焦点已集中在凝结级联触发促炎症反应和抗炎症反应，例如细胞因子的释放和蛋白酶激活受体（PAR）的激活的能力上。然而，关于凝血在什么程度上可以积极地贡献于入侵微生物的消灭，还知道得很少。

与本发明相关联地，调查了是否凝血系统产生抗微生物活性。特别将焦点放在了因子XIII(FXIII)的作用上，最近发现它的昆虫同源物（转谷氨酰胺酶）在果蝇感染模型中在对抗细菌病原体的免疫应答中发挥保护作用(Wang等人,2010)。在本发明中，采用了化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes），因为该细菌被认为是最重要的人细菌病原体之一，对每年至少1800万例世界范围的严重感染（每年178万新病例）和50多万例死亡负有责任，如WHO所估计的（Carapetis等人,2005)。具有化脓性链球菌的感染一般是表浅的和自我限制性的，但它们也可能发展成严重的和威胁生命的情况，例如与高的发病率和死亡率相关的坏死性筋膜炎和链球菌中毒性休克综合征（STSS）（关于综述，参见Cunningham,2000)。化脓性链球菌可以在相同的感染模型中引起局部性和全身性感染的事实使它成为在本发明中要进行研究的理想病原体。

而且，通过由增长数目的致病微生物株针对它们所发展的抗性致使许多迄今存在的抗微生物试剂无效。因此，存在对新的抗微生物试剂的强烈需求，理想地，所述新的抗微生物试剂依靠这样的新作用模式，其应当使致病微生物发展抗性和因此逃避控制和最终杀死变得更困难，如果不是不可能的话。

从在体外实验中使用经标记的人工底物和标记物分子例如生物素尸胺（B-cad）的机制研究中知道转谷氨酰胺酶或FXIII的活性，如分别存在于正常果蝇血淋巴或人血浆中的，导致血淋巴或血凝块基质中细菌大肠杆菌（E.coli）或金黄色葡萄球菌（S.aureus）的隔绝(Wang等人,2010)。

然而，尚未证明可以以这种方式使细菌也在体内固定化。而且，如果通过简单的固定化可以防止入侵一种生物的微生物在那个宿主生物的整个身体内的全身性扩散，已是特别有益的。最后，仍希望的也是最终取得感染宿主生物中微生物的杀死。

发明简述

令人吃惊地，已发现在啮齿类动物例如小鼠中以及人组织两者中，在体内FXIII都引起在凝块的纤维蛋白网络中细菌的固定化和抗微生物活性的产生。

令人吃惊地，还发现当向化脓性链球菌感染的活生物施用时，FXIII诱导这些细菌在纤维蛋白凝块内的固定化，结合有产生自血浆的抗微生物活性的诱导，其导致通过裂解的最终杀死。