[发明专利]通过遗传修饰的细菌定居于粘膜而防止病毒感染的方法

说明书

                    发明背景

1.发明领域

本发明涉及对通常无害地定居在粘膜表面上的细菌群进行的操作，以干扰感染过程。具体地，本发明提供了对非致病性菌群细菌的修饰，从而赋予它们结合于特异的病毒(并使病毒失去功能)的能力。尽管所公开的描述了一种防止病毒(它通过粘膜表面而感染)感染的方法，但是熟练技术人员会认识到，本发明可应用于任何一种在粘膜表面感染的病原体，其中包括细菌、真菌和寄生虫。

2.信息公开

在20多年来，用细菌在胞质中表达异源蛋白质已经被广泛实践。然而，表达特异性地位于细菌外表面上异源蛋白质还仅仅是在过去几年中才做到。用于革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的表面表达系统是已知的，如美国专利5,348,867和WO93/18163。

发明概述

本发明提供了一种防止动物免受病毒感染的方法，它包括：用一定量足以定居于粘膜表面并保护动物免受病毒感染的转化细菌与宿主的粘膜表面接触，该细菌已经用遗传物质进行转化过从而赋予细菌结合于病毒的能力。更具体地，本发明提供了转化的细菌，该细菌可用作为遗传物质产物的天然存在的受体、受体结合域或抗病毒抗体来结合病毒或其他病原体。

优选的宿主是人。在天然存在的受体是已知的场合下，可用编码这些受体的基因来转化细菌。当特异性的病毒/宿主受体是未知的，这可用编码抗病毒抗体或其片段的基因来转化细菌。例如，对于被人类白细胞抗原(HLADR)所覆盖的逆转录病毒，可使用针对这些抗原的抗体。因此，使用能结合于这些病毒各自衣壳上的保守决定簇的细菌，本发明可用于对付轮状病毒、乳头瘤病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒、冠状病毒、巨细胞病毒、柯萨奇病毒、艾柯病毒、甲型肝炎病毒、鼻病毒、人免疫缺陷病毒、脊髓灰质炎病毒、EB病毒、副流感病毒和单纯疱疹病毒。

细菌还可被修饰以表达特异性的碳水化合物分子，该分子位于其正常表面蛋白质上，作为病毒的受体。例如，细菌可遗传物质进行转化，从而造成产生额外的唾液酸，这允许细菌结合于流感病毒。

细菌还可被修饰，以形成细菌膜和病毒包膜(如果存在)的融合。一个例子是，转化细菌使其能够与结合的病毒颗粒通过融合结构域而融合，其中该融合结构域被改造作为病毒结合多肽的一部分。

定居于粘膜是本发明的关键因素，较佳的是转化的细菌被赋予足够的选择优势，从而使其能够与已有的细菌有效地竞争，使该转化的细菌能够成功地无定限地定居并存活于选定的粘膜表面上。一种选择优势是，更强的通过异源蛋白结构域而粘附于宿主粘膜表面上的能力，其中该结构域结合选定的粘膜表面上的决定簇。通过使用对抗生素有抗性的转化细菌并同时施用抗生素和转化细菌，也可以赋予选择优势。其他优势包括施用降解粘膜生物膜的产物。这样的产物包括DNA酶、肽酶和透明质酸酶。

优选的粘膜表面是在下列器官中的：鼻咽、口咽、食道、小肠、大肠、直肠、阴道和阴茎。

转化的细菌可通过使用液体溶液、泡沫、栓剂、海绵或胶囊而被施用于粘膜表面。当目标粘膜层是在阴道中时，可转化细菌以针对性传播病原体如(但并不限于)：HIV、HPV、HSV、淋病、梅毒和衣原体。非杀菌性杀精子剂可以与细菌一起施用。

本发明还包括一种用转化的细菌来防止病毒性病原体从受感染个体传播给其他个体的方法，它包括施用一定量的、足以定居于受感染个体的粘膜表面上的转化细菌，其中该细菌可与存在于受感染宿主中的感染性病毒颗粒结合并使其失活。修饰和靶目标如上所述。

细菌的转化可以在体外或体内进行，通过将遗传载体直接引入居住的微生物群落细菌中，而用所需的外来遗传物质转化宿主的定居粘膜细菌群，其中该载体赋予细菌与宿主病原体结合并使其失活的能力，从而保护宿主免受病毒病原体的感染。载体的例子包括复制缺陷型噬菌体。

本发明还包括：通过添加能够结合特定病毒并不可逆地使其灭活的工程菌，而使可疑水源中感染性的病毒颗粒灭活的方法。

除了这些方法，本发明还包括物质组合物，它包括一定量的足以与靶病毒结合并使其失活的细菌，该细菌因其能定居于宿主的粘膜而被选择，并且被转化从而表达对位于细胞表面上的靶病毒特异的宿主受体或抗体。优选的组合物是如上所述用于各种方法的。

附图简述

图1显示了ViroShield^TM概念。病毒一般通过结合于宿主细胞表面上表达的特异性受体而进入宿主。在位于粘膜上的细菌表面表达相同的受体会导致大多数病毒结合于细菌，在此处它们在功能上被失活，从而防止感染下面的宿主细胞。

详细描述

A.引言