长五聚环蛋白PTX3在预防或治疗病毒性疾病中的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780008561.4

申请日:

20070228

公开号:

CN101426516A

公开日:

20090506

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A61K38/16,A61P31/12

主分类号:

A61K38/16,A61P31/12

申请人:

泰克诺根股份公司

发明人:

P·卡米纳蒂,M·萨斯萨诺,F·贝斯东尼,L·罗曼尼,S·鲍扎

地址:

意大利卡塞塔

优先权:

06004971.5

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

陈轶兰

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内容摘要

描述了长五聚环蛋白PTX3(PTX3)或其有功能的衍生物之一在制备预防或治疗病毒性疾病和/或抑制病毒活化的药物中的应用。

权利要求书

1.长五聚环蛋白PTX3在制备预防和/或治疗哺乳动物受试者的病毒性疾病的药物中的应用。 2.权利要求1的应用,用于抑制病毒活化。 3.权利要求1或2的应用,其中所述病毒选自疱疹病毒、流感病毒、副粘病毒、呼吸道合胞病毒、冠状病毒、HIV病毒、肝炎病毒或轮状病毒。 4.权利要求3的应用,其中所述疱疹病毒是巨细胞病毒(CMV);所述流感病毒选自H1N1、H3N2、H5N1或H5N7;所述副粘病毒是麻疹病毒;所述冠状病毒是SARS。 5.权利要求1的应用,用于治疗巨细胞病毒引发的综合征,其中:所述综合征是CMV单核细胞增多症;所述综合征与免疫减弱宿主有关;所述免疫减弱宿主患有AIDS;所述免疫减弱宿主是器官移植接受者。 6.权利要求1的应用,用于治疗流感引发的综合征。

说明书



本文所述发明涉及长五聚环蛋白PTX3(PTX3)或其有功能的衍生 物之一在制备预防或治疗病毒性疾病和/或抑制病毒活化的药物中的 应用,其中所述病毒选自疱疹病毒,如巨细胞病毒(CMV);流感病毒, 如H1N1、H3N2、H5N1或H5N7病毒;副粘病毒,如麻疹病毒;呼吸道 合胞病毒;冠状病毒,如SARS;HIV病毒;肝炎病毒;或轮状病毒。

人巨细胞病毒(HCMV)是一种疱疹病毒,见于约50%的一般人群。 约90%具有HIV的人携带HCMV。在一般人群中,所述病毒在初始感染 后通常潜伏在机体组织中。然而,它可在口腔、尿、和生殖道中脱落, 成为感染其他人的感染源。如果免疫系统因为任何原因变得缺乏抵抗 力,HCMV感染可导致继发的更严重的感染。

约5%通过垂直传递获得HCMV的婴儿患有严重的出生缺陷。这些 出生缺陷可包括脑损害、生长不足、失明、及其他缺陷。这个问题通 常在母亲在怀孕期间首次感染HCMV时发生。

在一般成年人群中,HCMV处于休眠状态,但可与冠状动脉疾病的 发生有关。已将HCMV感染与动脉斑块和动脉粥样硬化的发生相关联。

HCMV可在免疫系统弱化的人群中引发严重的问题。

这最通常在患有AIDS的人群或那些接受免疫抑制治疗的患者中 成为问题。HCMV感染75%至100%的HIV阳性患者。与HCMV有关的 最常见的并发症包括脉络膜视网膜炎;胃肠道感染,包括肝炎、食管 炎、结肠炎、胃炎、和胰腺炎;神经系统累及,包括脑炎和多神经根 炎;肺累及;和副睾炎。

癌症广泛播散的人群或接受器官或骨髓移植的人群通常受影响。 感染可由于首次暴露于HCMV而发生或是HCMV再活化的结果。在移植 和癌症患者中HCMV通常引发肺炎或胃肠道感染而导致腹泻,其可致 死。此外,HCMV还促成在实体器官移植接受者中慢性同种异体移植功 能障碍的发生。已确实建立肺移植接受者中HCMV疾病和闭塞性细支气 管炎的发生间的关系。HCMV还是可引起同种异体移植损伤的众多危险 因素之一。直接病毒侵入同种异体移植物可在肝脏或肾脏移植患者中 引发HCMV肝炎。除了HCMV产生的直接综合征,此病毒感染还可增加 真菌性和其它机会性感染(如卡氏肺囊虫肺炎和爱泼斯坦-巴尔病毒相 关性移植后淋巴组织增生病)的危险。

大多数人到成年时已感染HCMV。任何接受输血或器官移植的人都 有感染HCMV的危险。

此外,免疫系统弱化的人群和未出生的儿童有患严重疾病的危险。

目前用抗病毒试剂(如更昔洛韦、膦甲酸、和西多福韦)治疗免 疫系统弱化的人群中有活性的HCMV。

流感病毒引发流感(一种接触传染病),其感染人的呼吸道(鼻、 咽喉和肺)。流感通常突然发病,可包括下列症状:发烧、头痛、全 身乏力(一种生病的且可极度无力的感觉)、咳嗽、咽喉痛、鼻塞及 身体疼痛。

副粘病毒科的病毒引发多种不同的人类临床疾病,所述病毒包括 麻疹病毒;腮腺炎病毒,其引发腮腺炎、睾丸炎和脑炎的症状;及副 流感病毒,其是呼吸道病原体。

呼吸道合胞病毒(RSV)是引发婴儿和小于1岁的儿童的细支气管 炎和肺炎的最常见病原。疾病最常始于发烧、流鼻水、咳嗽、及有时 哮鸣。RSV还引发终身重复感染,通常伴随中度至重度感冒样症状; 但在任何年龄都可发生重度下呼吸道疾病,尤其是老年人或心脏、肺 或免疫系统缺乏抵抗力的人。

冠状病毒感染多种哺乳动物和鸟类,在人中,它们引发呼吸道感 染,包括严重急性呼吸系统综合征(SARS)、肠道感染和神经系统综 合征。成年人的感染不常见,且再感染似乎终身发生。

人免疫缺陷病毒(HIV)是一种反转录病毒。反转录病毒颗粒的遗 传信息由RNA编码。进入宿主细胞后,此RNA由所述病毒的酶——反 转录酶复制为DNA。所述病毒遗传信息的此cDNA拷贝可整合到核内宿 主细胞染色体中。此原病毒可于被再活化及产生更多感染性反转录病 毒颗粒前在多次细胞分裂中保持休眠状态。

病毒性肝炎是由病毒感染引发的任何类型的肝脏炎症。现在公认 引发肝脏疾病的三种最常见的病毒是甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、 和非甲非乙型肝炎病毒(也称为丙型肝炎病毒)。也确定了几种其它 类型:丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒及最近鉴定的庚型肝炎病毒。推 测存在第七种类型(己型肝炎病毒),但尚未证实。

轮状病毒是造成儿童重度腹泻的最常见原因,在美国每年导致约 55000儿童住院,在全世界每年导致超过600000儿童死亡。

PTX3是在多种类型的细胞(尤其是在暴露于炎症细胞因子白细胞 介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)之后的单核吞噬细 胞和内皮细胞)中表达的蛋白(Bottazzi,etal.,J.Biol.Chem,1997; 272;32817-32823)。

此蛋白由两个结构域构成,N-末端不关联于任何已知分子和C-末 端类似于短五聚环蛋白(如C-反应蛋白质(CRP))。已发现人PTX3 (hPTX3)和动物的PTX3之间本质上相似。

PTX3基因位于小鼠3号染色体上类似于人3q区域(q24-28)的 区域,与所记载hPTX3位于3q25区域中的位置一致。而且小鼠PTX3 (mPTX3)(Introna,M.,et al.:Blood,87(1996);1862-1872) 与hPTX3在组构、位置及序列上非常相似(Breviario,F.,et al.: J.Biol.Chem.,267.22190,1992)。

尤其是人的所述基因与小鼠的所述基因间的序列同一性是82%, 若再考虑保守置换,会达到92%。

hPTX3和mPTX3序列间的高度相似性象征着五聚环蛋白在进化过 程中高度保守(Adv.Immunol.34:141,1983)。

有关五聚环蛋白的概述,请参考H.Gewurz,et al.,Current Opinion in Immunology,1995,7.54-64。

已知之前对PTX3的应用。

本申请人提交的国际专利申请WO99/32516(为最接近的现有技 术)描述了长五聚环蛋白PTX3在治疗感染性(真菌、细菌、原生动物 或病毒)、炎性或肿瘤性疾病中的应用。在WO99/32516中没有提到 PTX3可用于治疗HCMV或流感病毒。

WO02/38169描述了长五聚环蛋白PTX3在制备用于治疗与生长因 子FGF-2的异常活化相关的疾病的药物中的应用。

WO02/36151描述了长五聚环蛋白PTX3在治疗自身免疫疾病中的 应用。

WO03/011326描述了长五聚环蛋白PTX3在治疗女性不育中的应 用。

WO03/084561描述了长五聚环蛋白PTX3在制备用于治疗与生长因 子FGF-8异常活化相关的肿瘤性疾病的药物中的应用。

WO03072603描述了长五聚环蛋白PTX3在制备用于治疗肿瘤的自 体疫苗中的应用。

WO2005060988描述了五聚环蛋白PTX3和其与TSG-6的组合在制 备治疗骨或软骨疾病及治疗女性不育的药物中的应用。

WO2005060997描述了长五聚环蛋白PTX3的抑制剂在制备用于预 防和治疗自身免疫疾病及骨和软骨的退行性疾病的药物中的应用。

WO2005107791描述了五聚环蛋白PTX3与抗真菌剂的组合在治疗 真菌感染,尤其是烟曲霉菌引发的感染中的应用。

Blood,1 January 2006,Volume 107,Number 1描述了PTX3参 与限制炎性条件下的组织损伤和自身反应性细胞的活化。

现在已令人惊讶并意外地发现,长五聚环蛋白PTX3可用于制备用 于抑制病毒活化和/或预防或治疗病毒性疾病的药物。

因此,本发明的目的是应用有效量的长五聚环蛋白PTX3制备用于 抑制哺乳动物受试者的选自下列的病毒性疾病活化的药物:疱疹病毒, 如巨细胞病毒(CMV);流感病毒,如H1N1、H3N2、H5N1或H5N7病毒; 副粘病毒,如麻疹病毒;呼吸道合胞病毒;冠状病毒,如SARS;HIV 病毒;肝炎病毒;或轮状病毒。

本发明的另一个目的是应用有效量的长五聚环蛋白PTX3制备用 于预防和/或治疗哺乳动物受试者的选自下列的病毒性疾病的药物:疱 疹病毒,如巨细胞病毒(CMV);流感病毒,如H1N1、H3N2、H5N1或 H5N7病毒;副粘病毒,如麻疹病毒;呼吸道合胞病毒;冠状病毒,如 SARS;HIV病毒;肝炎病毒;或轮状病毒。

本发明的另一个目的是应用有效量的长五聚环蛋白PTX3制备用 于治疗巨细胞病毒引发的综合征的药物,

其中:

所述综合征是CMV单核细胞增多症;

所述综合征与免疫减弱宿主有关;

所述免疫减弱宿主患有AIDS;

所述免疫减弱宿主是器官移植接受者。

本发明的另一个目的是应用有效量的长五聚环蛋白PTX3制备用 于治疗流感引发的综合征的药物,其中引发所述综合征的病毒选自 H1N1、H3N2、H5N1或H5N7病毒。

以下非限制性实施例阐释本发明。

材料与方法

所用缩写:

HCMV:人CMV;MCMV:鼠CMV;DC:树突细胞;gB:糖蛋白B;pDC: 浆细胞样DC;PTX3:五聚环蛋白3。

小鼠

8至12周龄的野生型(WT)近交C57BL6、129/Sv和BALB/c雌性 小鼠购自Charles River育种实验室(Calco,意大利)。使用了以下 繁殖对:纯合的TLR9-缺陷型(TLR9-/-)、TLR4-缺陷型(TLR4-/-)、 TLR2-缺陷型(TLR2-/-)、MyD88-缺陷型(MyD88-/-)和IL-12 p40-缺 陷型(IL-12p40-/-)小鼠(全部C57BL6为背景),和IFN-γ-缺陷 型小鼠(IFN-γ-/-)(以BALB/c为背景)(Science 2003,301:640) (Nature Immunol.2001,2:1144)(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2004,101:3516)(Immunity 2004,21:107)(J.Exp.Med.2002, 195:517),PTX3-缺陷型小鼠(PTX3-/-)(以产生的129/Sv-C57BL6 混合背景)(Nature 2002,420:182),IFN-αβ受体-缺陷型(IFN- αβR-/-)小鼠(J.Exp.Med.2003,197:885)。

病原体,感染和治疗

从BALB/c小鼠中制备Smith株MCMV的唾液腺提取物原种,并通 过标准的空斑实验在BALB/c小鼠胚胎成纤维(MEF)细胞上测定滴度 (J.Gen.Virol.2002,83:2983)。

将甲型流感病毒/Sydney/5/97(H3N2)株培养于含胚卵中,并通 过标准的空斑实验在马-达二氏犬肾(MDCK)细胞上测定了滴度 (Virology 2005,340:296)。

通过腹膜内注射105(BALB/c),5×105(C57BL6、PTX3+/+和PTX3-/-) 空斑形成单位(PFU)的MCMV启动感染。将取出的组织各自匀浆,将 上清液保存于-80℃,随后通过标准的空斑实验在MEF上定量病毒滴 度。在无内毒素的条件下,通过免疫亲和方法从经PTX3转染的CHO 细胞培养上清液中获得PTX3(Nature 2002,420:182),并从感染当 天开始腹膜内给药(1或4mg/kg)7或14天。感染后6小时开始以 40mg/kg腹膜内给药更昔洛韦(GCV)(赛美威;来自Recordati,Milan, 意大利),每周3次。对照组只接受稀释剂。通过用过碘酸希夫程序 染色石蜡包埋的组织切片做了组织学检查。烟曲霉菌菌株和培养条件 如所述(Blood 2003,102:3807)。

对于共感染,经MCMV感染的小鼠在病毒感染后2周静脉内接受5 ×105的曲霉分生孢子,随后每日用PTX3(1mg/kg/腹膜内给药)处理 一个星期。通过壳多糖测定定量真菌生长,结果以“μg葡糖胺/器官” 表示(Blood 2003,102:3807)。

实验性HSCT模型

受体小鼠暴露于8Gy的致死剂量,并如所述输注107/mL来自同种 异体供体小鼠的去除T细胞的供体细胞(T细胞污染<1%)(Blood 2003, 102:3807)。

HSCT后的MCMV再活化

如上述用MCMV感染小鼠。3个月后,以脾脏(J Immunol 2005, 174:1587)和肺(J Virol 1997,71:2980)中无急性MCMV感染证实 MCMV处于潜伏期,这两个器官被认为是分子MCMV潜伏状态的主要部 位。感染的小鼠或作为同种异体供体未感染骨髓细胞的接受者(MCMV+接受者)或作为注射到未感染接受者的骨髓细胞的供体(MCMV+供体)。 从HSCT次日开始每日给药PTX3(1mg/kg/腹膜内给药)2周。通过空 斑测定评估死亡或存活小鼠(HSCT后30天时处死)肺中的MCMV病毒 载量。

DC亚群的产生

从培养于改良的Iscove培养液中的骨髓细胞获得小鼠DC(Blood 2003,102:3807),在150U/mL小鼠rGM-CSF(Sigma)和75U/mL r IL-4 (R&D Syst ems)存在下培养7天以获得CD11+DC,或在200ng/mL FLT3-L(Immunex Corporation,Seattle,WA)存在下培养9天以获 得pDC(Blood 2003,102:3807)。如Blood 2003,102:3807所述进 行最后的成熟过程,根据CD11chigh表达识别CD11+DC,其典型地由CD8 α+DC和CD11b+DC组成。pDC被定义为CD11clow,Ly6G+ CD8α+/-细胞。 用CD11c MicroBeads和MidiMacs(Miltenyi Biotec)通过磁激活分 离法纯化脾脏DC。用高分辨率显微彩色照相机AxioCam,用AxioVision 软件Rel.3.1(Carl Zeiss S.p.A.,Milano,意大利)拍摄照片。

流式细胞检测分析

对于全部FACS分析,细胞首先与抗CD16/32(2.4G2)温育以保 证阻断FcR,再用配备有CELLQuestTM软件的FACScan流式细胞荧光测 定仪(Becton Dickinson,Mountain View,CA)分析抗原表达。用 无关Ab对细胞进行对照染色以获得背景荧光值。Ab来自BD Pharmingen。所得数据评估为阳性细胞的百分率。直方图代表四个独 立实验之一。

空斑测定

将培养至分汇合的细胞与系列稀释的病毒样品于37℃下温育2小 时后进行空斑测定(Science 2001,292:934)。

所有未感染动物的器官中都未检测到病毒。病毒滴度以log10表示 (平均值±标准误差,SE)。

PTX3向固定化病毒的结合实验

96孔板用含有104 PFU的MCMV或H3N2人流感病毒的0.05M碳酸 盐溶液(0.159g Na2CO3和0.293g NaHCO3,pH9.8)(Sigma)于4℃包 被过夜。用含有5%牛血清白蛋白的PBS封闭非特异性结合位点。用 HCMV Ag包被的平板(AID GmbH,德国)测量PTX3与HCMV的结合。 用0.5、1或5μg/mL生物素标记的PTX3(PTX3bio+)于37℃下结合 2小时。通过在加入PTX3bio+前,用0.5或5μg/mL未生物素化的PTX3 (PTX3bio-)于37℃下预温育2小时而进行抑制。用辣根过氧化物酶 底物试剂盒(Bio-Rad Laborator ies,Life Science Group,Segrate 意大利)读取450nm下的光密度。PTX3与未包被病毒的平板间的非特 异性结合为最低限度。

病毒复制的抑制

将培养至分汇合的MEF细胞(2×104/孔)与稀释于无血清DMEM 中的5-0.5μg/mL PTX3于37℃下预温育2小时后加入104 PFU的MCMV, 或未处理而用经5-0.5μg/mL PTX3于37℃下预处理2小时的104 PFU 的MCMV感染。在所选实验中,用中和PTX3的单克隆抗体(70ng/100 μL)(Clin.Exp.Immunol.2000,119:196)最小化后遗作用。如 开始的实验所指示,于37℃温育72小时后测量感染力。于每板中的 一孔进行模拟感染并作为细胞对照组。DC的情况下,将106/细胞/孔 与稀释于无血清DMEM中的5μg/mL PTX3于37℃预温育2小时后加入 105 PFU的MCMV,或未处理而用经5-0.5μg/mL PTX3于37℃下预处 理2小时的105 PFU的MCMV感染。温育48小时后对细胞测定感染性。 为抑制H3N2复制,将3×104 PFU的病毒粒子在加入到铺满的MDCK细 胞前于37℃下暴露于5-0.5μg/mL PTX32小时。在感染后的不同天 通过空斑测定估计感染力。

NK细胞的细胞毒性

将用DX5微珠(Miltenyi Biotec)从脾脏中纯化而来的NK细胞 定义为NK1.1+CD3-细胞。估计了对经51Cr标记的YAC-1淋巴瘤细胞的 NK溶胞活性(Blood 2005,106:4397)。

实时RT-PCR定量MCMV的mRNA

用高灵敏RT-PCR测定法扩增了MCMV糖蛋白B(gB)DNA的356-bp 片段(Virus Res 2003,98:17)。

将细胞在液氮中破裂后用TRIzol提取总细胞RNA(Invitrogen Life Technologies,Milan,Italy)。如所述进行cDNA的合成和PCR (Blood 2003,102:3807)。合成的DNA寡核苷酸引物选自公布的MCMV gB基因序列(J.Immunol.2005,175:6723)。

有义引物基于cDNA No.2416-2443:5’ -AAG-CAG-CAC-ATC-CGC-ACC-CTG-AGC-GCC-3’,反义引物基于No. 2745-2772:5’-CCA-GGC-GCT-CCC-GGC-GGC-CCG-CTC-TCG-3’。为检 验每个实验中是否存在DNA,用下列寡核苷酸进行了平行的肌动蛋白 扩增:5’-GAG-ACC-TTC-AAC-ACC-CCA-GCC(有义)和5’ -GGC-CAT-CTC-TTG-CTC-GAA-GTC(反义)。用循环变温加热器 (MasterCycler gradient;Eppendorf)进行PCR,循环条件是:于 95℃初始变性3分钟,然后是95℃ 1分钟、50℃ 1分钟、72℃ 20 秒钟的循环,最后于72℃延伸10分钟。

通过ELISA和ELISPOT测定法定量细胞因子

通过ELISA(R&D Systems and PBL,Biomedical Lab,Milan,意 大利)测定了丝裂原刺激的脾脏细胞(用10μg/mL ConA刺激48小时) 或MCMV脉冲刺激的DC(24小时)的培养上清液中的细胞因子水平。 所述测定的检出限(pg/mL)是:IL-12 p70小于16、IFN-γ小于10、 IL-10小于3、及IFN-小于10。如所述通过ELISPOT测定来自脾脏 的经纯化NK而计算了产生IFN-γ的NK细胞数量(Blood 2003, 102:3807)。结果以每105细胞中产生细胞因子的细胞的平均数量(± SE)表示,用细胞的2倍系列稀释液的平行测定值计算。

通过ELISA定量PTX3

如所述通过ELISA进行血清和肺匀浆(感染后1周时)中PTX3 的定量(Eur.J.Immunol.2003,33:2886)。

统计分析

用Student氏配对t检验测定实验组值的显著性(以p<0.05 定义显著性)。用曼-惠特尼u检验分析存活数据。体内组由6个动物 组成。除另有说明外,数据是平均值±SE。

结果

PTX3在体外抑制CMV感染

为检验PTX3是否在体外影响CMV感染,评估了:1)PTX3结合于 HCMV或MCMV的能力,2)病毒暴露于PTX3对于对允许性MEF细胞的 有效感染的影响,和3)用PTX3处理MEF细胞对随后的病毒感染的影 响。PTX3以依赖于剂量的方式结合HMCV和MCMV,并在未标记的PTX3 存在下,所述结合显著下降(图1A)。在抗150(晚期)、65和52 (早期)或28(特异性)kDa抗原的人抗体存在下,PTX3和HCMV的 结合不被抑制,这一发现提示被PTX3和人特异性抗体识别的病毒分子 的多样性。根据72小时后通过感染细胞中MCMV gB转录物水平减少所 评价,暴露于PTX3以依赖于剂量的方式强烈抑制病毒感染(图1A)。 抑制效应很快,在暴露30-45分钟后就已经获得灭活。有趣的是,用 最高浓度PTX3预处理细胞也可抑制感染。因为实验中残留的PTX3被 特异性的抗体中和,排除了游离的PTX3对细胞或所述病毒的可能的后 遗作用,这些发现提示,PTX3影响病毒的感染力及细胞对所述感染的 允许性。为估计PTX3是否会类似地结合其它有包膜病毒,评价了PTX3 在体外结合H3N2人流感病毒并抑制其感染力的能力。图1B显示,根 据在所用最高浓度的PTX3时观察到的致细胞病变效应完全降低确定, PTX3在体外以依赖于浓度的方式且特异性地强烈结合所述病毒,并大 大抑制其感染力。预处理细胞后PTX3还轻微延迟感染,此发现证实 PTX3可能影响细胞对所述感染的允许性。在这两种细胞类型中,PTX 对细胞单层铺满和/或细胞形态都没有可见的影响,证实PTX3无毒。

MCMV的急性感染在易感BALB/c小鼠中诱发短暂但深度的免疫抑 制,其可联系到CD11+DC的感染(Nat Immunol 2001,2:1077)。CD11+DC 支持MCMV的体内和体外有效感染,然而MCMV不在pDC内复制(J.Exp. Med.2002,195:517)。

为评价PTX3是否也会影响MCMV对DC的感染,将经PTX3处理的 MCMV加入到来自BALB/c小鼠的CD11+DC和pDC,并如上述评价了感染 力。也在感染前用PTX3预处理了DC。结果显示,MCMV在CD11+DC中 复制,但PTX3处理所述病毒或所述细胞大大降低病毒复制。在pDC 中检测不到任何病毒复制(图1C)。PTX3还降低来自C57BL6小鼠的 CD11+DC内的病毒复制。这些结果提示,PTX3可能通过抑制病毒感染 力及通过缩短所述感染的后续阶段而预防MCMV感染。

PTX3在体内保护对抗CMV感染和再活化

上述结果可预测PTX3具有体内抗病毒效应。评价了PTX3给药在 易感(BALB/c)或抗性(C57BL6)小鼠的急性原发感染及在HSCT实验 模型中再活化中的效应。腹膜内给药亚致死量的MCMV感染小鼠,所述 小鼠再用不同剂量的PTX3或GCV处理,于感染后1、2及4周用标准 的空斑实验滴定测定了其脾脏、肺、肝脏和唾液腺中的滴度载量(图 2A)。与之前的报道(Virus Res 2003,98:17)一致,相比C57BL6 小鼠,MCMV在易感的BALB/c小鼠内脏中复制到高的滴度,尤其是在 感染早期。但PTX3在此早期显著降低所述病毒载量,尤其是在肺和脾 脏中,在其中所述效应与感染后1周时GCV的效应相似。在易感小鼠 的肺和脾脏中的所述抗病毒效应比在抗性小鼠中更显著(大于两个对 数的差别)。在C57BL6抗性小鼠肝脏中的所述病毒滴度低于易感的 BALB/c小鼠,且几乎不受PTX3处理的影响。用PTX3延长处理(2周) 更有效,尤其是在肺和脾脏中(图2A)。用PTX3处理还改善易感小 鼠肺、脾脏和肝脏中的炎性病理和细胞募集反应。这些结果提示,PTX3 可能是宿主抗病毒免疫应答的重要组分。为直接弄清这一问题,测量 了感染过程中产生的PTX3水平,及评价了PTX3-/-小鼠对MCMV的易感 性及对外源性PTX3给药的反应性。感染后循环PTX3水平没有升高(在 BALB/c小鼠中从16,0到16.7ng/mL,及在C57BL6小鼠中从14,0到 16.0ng/mL)。但在肺中的局部水平显著升高,尤其是在BALB/c小鼠 (从0.5到2.13ng/mL)中。与这些发现一致,PTX3-/-小鼠比PTX3+/+小鼠对感染更易感,尤其是在肺中,其病毒滴度在用PTX3处理后大大 降低。PTX3不改变PTX3-/-小鼠肝中的低病毒滴度(图2B)。有趣的是, PTX3大大降低这些小鼠唾液腺中的病毒载量。对感染小鼠肺的组织学 检查显示,相比PTX3+/+小鼠,PTX3-/-小鼠的炎性病理更严重,包含重 度细胞募集反应,伴随实质破坏、支气管周围纤维变性及Globet细胞 增生的迹象。但在两种类型的小鼠中,用PTX3处理均大大改善炎症应 答(图2C)。总之,这些数据提示,PTX3有助于宿主对MCMV的免疫 应答,外源供应PTX3可有决定性的抗病毒效果。

因为同种异体移植后潜伏的HCMV的再活化是主要临床问题,也评 价了PTX3在实验性HSCT中的MCMV再活化中的影响。因为供体或接受 者的HCMV血清阳性可与免疫介导的并发症的危险增加有关(Lancet, 2004,Infect Dis.4:725),用易感或抗性小鼠,在MCMV+接受者或 MCMV+供体中评价了PTX3的活性。从存活率降低且肺中的病毒复制升 高来看,在每个组合中MCMV的再活化发生于移植物植入后的10至20 天之间。但从长期生存且几乎无病毒复制来看,用PTX3处理完全阻止 了病毒再活化(图2D)。

PTX3保护经MCMV感染的小鼠不患侵袭性肺曲霉病

HCMV再活化容易诱发严重的并发症,包括曲霉菌(Aspergillus spp.)的二重感染(Oncology(Williston Park)2000,14:1701)。

如已显示的那样,PTX在宿主的抗真菌免疫中发挥非冗余作用, 且用PTX3处理在实验性HSCT中防止曲霉病发生(Nature 2002, 420:182)。为评价是否用PTX3处理MCMV感染的小鼠也降低其患侵袭 性曲霉病的危险,用PTX3处理MCMV感染的小鼠一个星期,并在一个 星期后气管内感染曲霉分生孢子。结果显示,从目标器官中真菌负荷 增加来看,用MCMV预感染增加了真菌的感染力。但用PTX3处理几乎 完全降低了真菌生长,且恢复了抗真菌抵抗力(图2E)。

PTX3在MCMV感染中恢复DC/NK反应性且促进细胞因子产生

MCMV感染易感的BALB/c小鼠的最显著特征之一是脾脏中CD8 α +DC早期消失,可能是由于缺乏支持该DC亚群的NK细胞(Nat.Immunol. 2001,2:1077;Nat.Immunol.2003,4:175)。

实际上,在感染中CD8 α+DC和Ly49H NK细胞群的扩增相互调节 (Mol.Immunol.2005,42:547)。

因此我们寻找了PTX3对MCMV感染小鼠脾脏和肺中DC亚群和NK 细胞的扩增和功能活性的影响。图3显示,PTX3处理不影响两个器官 中的CD4+或CD8+T细胞扩增(A),而扩增了脾脏中的CD11c+DC和CD8 α+DC亚群(B),及脾脏和肺中的NK1.1+NK细胞(C)。从活化标记 CD69表达升高看来,NK细胞被充分活化(D)。PTX3处理后,产生IFN- γ的细胞的频率和离体纯化的脾脏NK细胞的细胞毒性被显著上调(图 3E)。PTX3处理没有扩增及活化未感染小鼠的NK细胞。

因为MCMV感染中的NK细胞早期活化受IFN-α/β(促进NK细胞 的细胞毒性和增生)和IL-12(诱导IFN-γ产生)介导(J.Exp.Med. 2003,197:885),评估了DC亚群在PTX3存在下暴露于MCMV后产生 细胞因子的模式。通过使用来自未感染BALB/c小鼠的骨髓衍生 CD11+DC和pDC亚群以允许区分PTX3对DC和其对病毒本身的影响。将 DC在病毒感染前用PTX3预处理,或未处理而用经PTX3处理的MCMV 感染。与之前的发现(Nat.Immunol.2005,1011)一致,两个DC 亚群均响应病毒产生IFN-α和IL-12p70,尽管pDC产生的比CD11+DC 多。在细胞或病毒处理之后,PTX3增加两种细胞因子产生,特别是 IL-12p70,但仅仅是对于CD11c+DC(图4A),且受到来自C57BL6小 鼠的DC诱导(尽管程度较低)。这些数据加上图1显示的数据提示, 与CD11+DC的感染性和细胞因子产生大大受PTX3的影响相反,PTX3 既不影响pDC响应MCMV的感染性也不影响其活化程序。

为联系体外细胞因子产生模式和发生在体内的模式,测量了来自 经MCMV原发感染且经PTX3处理的小鼠的脾脏细胞培养上清液中的 IL-12p70、IFN-α、IFN-γ和IL-10的产生。还比较了易感和抗性小 鼠及PTX3-/-和PTX3+/+小鼠间的细胞因子产生水平。发现用PTX3处理 导致易感(BALB/c和PTX3-/-)和抗性(C57BL6和PTX3+/+)小鼠中所 有细胞因子的产量升高,尽管后者中程度较低(图4B)。总之,这些 数据提示,响应于MCMV,PTX3促进依赖于IL-12的途径甚于依赖于 IFN-α的途径。这也在再活化模型中得以证实,其中PTX3的保护作用 与依赖于IL-12p70/IFN-γ的途径的活化相关,尤其是在接受者是血 清阳性的条件下(图4C)。

PTX3的效力有赖依赖于IL-12p70/IFN-γ的途径

为直接评估IFN-α、IL-12p70和IFN-γ的产生在急性MCMV感染 中PTX3的保护效力中的相对作用,评价了具有IFN-γ、IL-12p40和 IFN-α β R缺陷的小鼠中PTX3的相对效力。如已报道(J.Exp.Med. 2003,197:885),从与相对应的野生型小鼠相比,肺中病毒载量升高 多于1个对数来看,具有IFN-γ或IFN-α β R缺陷大大增加对感染的 易感性。相反,IL-12p40缺陷并不显著增加病毒载量(从3.4×103到4.2×103,野生型相对于IL-12p40-/-小鼠)(图5A)。PTX3抑制 IFN-α β R-/-的病毒载量多于1个对数,高于野生型小鼠中所观察到的 效应。相反,与相对应的野生型对照小鼠相比,IFN-γ-/-或IL-12p40-/-中的抑制活性显著降低(经PTX3处理后,在IFN-γ-/-中从6.3到6 log10相对于在BALB/c野生型中4.8到3.4 log10,在IL-12p40-/-中从3.6 到3.4 log10相对于在C57BL6野生型中3.4到2.9 log10)(图5A)。 经PTX3处理的IFN-α β R-/-小鼠产生高水平的IL-12和IFN-γ,此发 现证实IL-12p70/IFN-γ轴在PTX3的保护效力中具有显著作用。

PTX3活化对MCMV的不依赖于TLR9/MyD88的感知作用

有效的抗MCMV免疫监督要求有功能的TLR信号,尤其是 TLR9/MyD88信号转导通路对快速清除MCMV具有决定性的作用,而 TLR2、TLR3和TLR4似乎不起显著的作用(Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A.2004,101:3516)。为评价急性感染中TLR在PTX3效力中的 作用,用MCMV攻击TLR信号转导缺陷型小鼠,追踪肺中的病毒复制。 根据公布的数据(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2004,101:3516), TLR9-/-和尤其是MyD88-/-小鼠比C57BL6小鼠更易感MCMV,而TLR2和 TLR4缺陷不显著影响小鼠的抵抗力(图5B)。PTX3不仅仍在TLR9-/-和MyD88-/-小鼠中有效,其效力相比C57BL6小鼠明显升高,尤其是在 MyD88-/-小鼠中(PTX3处理后,在野生型中从3.4到2.9 log10相对于 在MyD88-/-小鼠中4.8到3.2 log10和在TLR9-/-小鼠中3.9到3 log10)。 有趣的是,PTX3在TLR2-/-和TLR4-/-小鼠中完全无效,此发现提示这些 TLR可能参与PTX3对抗病毒免疫应答的活化。PTX3的效力再次与 IL-12和IFN-γ水平直接相关,所述IL-12和IFN-γ水平在来自 MyD88-/-和TLR9-/-小鼠的脾细胞上清液中显著升高-否则其产量会如其 它实验已显示的那样低(J.Immunol.2005,175:6723),及在TLR2-/-和TLR4-/-小鼠中消失(图5)。此发现与已公布的数据一致,显示: 尽管在血清中显著缺乏,在MyD88-/-和TLR9-/-小鼠中可产生延迟但显 著高水平的IFN-γ(J Immunol.2005,175:6723)。因为所有其他 TLR(除了TLR3)的信号转导也都需要MyD88连接蛋白(Annu.Rev. Immunol.2003,21:335),因此TLR(非TLR9)途径参与对MCMV的 感知及随后由PTX3诱导的应答。

本发明旨在提供分配给或用于分配给接受病毒性疾病治疗(或抑 制病毒活化)的患者的治疗包,包括:一个或多个单位剂量,每个单 位剂量中包含一定量的长五聚环蛋白PTX3,从而使得定期给药一个或 多个所述单位剂量可有效治疗如HCMV;和为此的成品药用容器,所述 容器可进一步含有或包含标签,所述标签指示所述长五聚环蛋白PTX3 用于治疗患有如HCMV的患者。

另外,本发明旨在提供一种产品,包括包装材料和包含在所述包 装材料中的长五聚环蛋白PTX3,其中所述长五聚环蛋白PTX3对治疗 HCMV是治疗上有效的,且其中所述包装材料包含标签,所述标签指示 所述长五聚环蛋白PTX3可用于治疗HCMV。

根据本发明的应用,术语“治疗(treat)”或“治疗(treating)” 具有其通常的含义,包含:预防、阻止、减轻、抑制、改善、停止、 遏制、减缓、逆转病毒性疾病进展、活化,或降低所述病毒性疾病的 严重性。

根据本发明的应用,术语“有效量”指一定量的化合物,其能实 现预期的结果。例如,用于治疗病毒性疾病而给药的长五聚环蛋白 PTX3的有效量是指预防、阻止、减轻、改善、停止、遏制、减缓或逆 转所述病毒性疾病进展或降低所述病毒性疾病严重性所需的量,根据 初级护理医师的判断,日给药剂量将取决于受试者的体重、年龄和患 者综合状况。

本发明还包括使用药物制剂的方法,所述药物制剂含有作为活性 成分的长五聚环蛋白PTX3与药物载体。本领域技术人员会知道这样的 制剂及其生产,请参考如REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES, (16th ed.1980)。

所述制剂优选配成所述活性成分的单位剂量形式。术语“单位剂 量形式”指物理上分离的单元,适合于以单元的剂量实施于人类受试 者,每个单位含有经计算可产生预期治疗效果的预设量的活性物质, 联合合适的药物赋形剂。

所述长五聚环蛋白PTX3可以药物组合物的形式与药学上可接受 的载体或赋形剂结合给药,根据所述化合物在所选载体和/或赋形剂中 的溶解度和化学性质,所选给药途径,及标准药学实践确定载体或赋 形剂的比率和性质。

药物组合物以药学领域熟知的方式制备,请参考如REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES,(16th ed.1980)。

所述载体或赋形剂可为固体、半固体、或液体物质,其可作活性 成分的载体(vehicle)或介质(medium)。合适的载体或赋形剂为本 领域熟知。所述药物组合物可适合于口服、吸入、胃肠外、或局部应 用,且可以片剂、胶囊、气雾剂、吸入剂、栓剂、溶液、悬液、脂质 体等形式给予患者。

附图讨论

图1

PTX在体外结合且抑制CMV和流感病毒复制

(A)生物素标记的PTX3(PTX3bio+)与人(HCMV)或小鼠(MCMV) 病毒的结合。将不同浓度的未生物素化的PTX3(PTX3bio-)加入到HCMV Ag包被的或MCMV包被的平板上,于37℃下温育2小时,之后加入不 同浓度的PTX3bio+,再于37℃下温育2小时。用辣根过氧化物酶底物 试剂盒读取450nm下的光密度。*P<0.05,1或0.5μg/mL相对于5μ g/mL PTX3bio+;**P<0.05,有和无PTX3bio-的PTX3bio+。短线表示标 准误差。为抑制病毒复制,将MEF细胞未处理而用未处理的MCMV感染 (0);未处理而用经5-0.5μg/mL PTX3预处理的MCMV感染(V); 或与5-0.5μg/mL PTX3预温育(C)后加入未处理的MCMV。-,未感 染细胞。感染后72小时,通过实时PCR评价MCMV gB转录物的表达。 所示结果代表3个独立实验中的1个代表性实验。

(B)PTX3bio+与人H3N2流感病毒的结合。如上述向用H3N2包 被的平板中加入PTX3bio-继而PTX3bio+。*P<0.05,有和无PTX3bio-的PTX3bio+。短线表示标准误差。为抑制病毒复制,将MDCK细胞用经 0.5-5μg/mL PTX3预处理的H3N2感染后通过标准的空斑测定评价了 病毒复制。所示结果代表3个独立实验中的1个代表性实验。

(C)DC是在GM-CSF(CD11+DC)或Flt3L(浆细胞样细胞,pDC) 的存在下产生自BALB/c小鼠的骨髓祖细胞,将所述DC用MCMV感染(表 示为MCMV),并在48小时后用光学显微镜评价其形态,并如上述通 过实时PCR评价病毒复制。将细胞于感染前在37℃下暴露于5μg/mL PTX3 2小时(表示为PTX3+MCMVa),或暴露于经PTX3处理的病毒粒 子(表示为PTX3+MCMVb)。-,未感染细胞。

图2

PTX3在体内保护对抗CMV感染和再活化

(A和B)用105(BALB/c),5×105(C57BL6、PTX3+/+和PTX3-/-) PFU的MCMV腹膜内感染动物。通过对在不同时间取出的组织的标准的 空斑测定在MEF细胞上定量了病毒滴度。从感染当天开始给药PTX3 和GCV。对照组只接受稀释剂。病毒滴度以log10表示(平均值±标准 误差,SE)。结果是4个独立实验的代表。

(C)过碘酸希夫式染色来自用MCMV感染,并如上述经PTX3(+) 或稀释剂(-)处理一周的PTX3+/+和PTX3-/-小鼠的肺切片的组织学分 析。与PTX3+/+小鼠相比,在PTX3-/-小鼠中观察到更多的细胞募集反应, 伴有实质破坏、支气管周围纤维变性和Globet细胞增生的迹象(插图 中是放大了20倍的图象),PTX3处理改善了所述反应和伴随的迹象。 在处理次日进行组织学检查。全部图片是放大了10倍的图象。

(D)如上述用MCMV感染BALB/c或C57BL6小鼠。三个月后, 以脾脏和肺中无急性MCMV感染来证实MCMV处于潜伏期。感染的小鼠 或作为同种异体供体未感染骨髓细胞的接受者(MCMV+接受者)或作为 注射到未感染接受者的骨髓细胞的供体(MCMV+供体)。从HSCT次日 开始每日给药PTX3(1mg/kg/腹膜内给药)2周。通过空斑测定估计死 亡或存活小鼠(HSCT后30天处死)肺中的MCMV病毒载量。MST,半 数存活时间(天数)。短线表示标准误差。*P<0.05,处理和未处理小 鼠之间的肺病毒载量。

(E)感染MCMV的BALB/c小鼠在病毒感染后2周,静脉内接受 曲霉分生孢子,随后每日用PTX3(1mg/kg/腹膜内给药)处理一个星 期。感染后3天通过壳多糖测定定量真菌生长,结果以壳多糖含量(μ g葡糖胺/器官)表示。短线表示标准误差。*P<0.05,MCMV感染的小 鼠相对于未感染小鼠的真菌载量。**P<0.05,PTX处理的相对于未处 理的MCMV感染的小鼠的真菌载量。

图3

PTX在体内支持树突细胞和NK细胞活化

对来自未处理(-)或经PTX3处理(1mg/kg/腹膜内给药)一周后 一天(+)MCMV感染的BALB/c小鼠的总脾脏和肺细胞(A,C)、脾脏 DC(B)、脾脏和肺NK细胞(D)的表型分析。无(None),未感染的 小鼠。数值代表FACS分析中阳性细胞的百分比。

(E)通过ELISPOT测定来自如上述感染和处理的BALB/c小鼠 的产生IFN-γ的脾脏NK细胞的细胞毒性(通过标准的针对YAC-1靶 的51Cr释放测定)和频率。短线表示标准误差。*P<0.05,感染相对于 未感染小鼠。**P<0.05,PTX3处理的相对于未处理的经感染的小鼠。 所示结果代表5个独立实验的3个代表性实验。

图4

PTX3促进细胞因子产生

(A)在GM-CSF(CD11c+)或Flt3L(pDC)存在下从BALB/c小 鼠的骨髓祖细胞产生DC。为产生细胞因子,将DC于感染前预暴露于5 μg/mL PTX3(a)或未处理而用经PTX3处理的病毒感染(b)。通过 ELISA测定培养上清液中的细胞因子,以pg/mL表示。短线表示标准 误差。*P<0.05,经MCMV感染的DC相对于未感染DC的细胞因子产量。 **P<0.05,用经PTX3处理的病毒感染的DC相对于经PTX3处理的DC。

(B)MCMV感染过程中小鼠中细胞因子产生。来自经MCMV原发 感染并经PTX3处理的小鼠的脾脏细胞培养上清液中的细胞因子水平 (以pg/mL表示)。*P<0.05,经PTX3处理的小鼠相对于未处理小鼠。

(C)MCMV再活化模型中的细胞因子产生。用MCMV感染BALB/c 或C57BL6小鼠。感染的小鼠或作为同种异体供体未感染骨髓细胞的接 受者(MCMV+接受者)或作为注射到未感染接受者的骨髓细胞的供体 (MCMV+供体)。从HSCT次日开始每日给药PTX3(1mg/kg/腹膜内给药) 2周。通过ELISA测定脾脏细胞培养上清液中的细胞因子水平(pg/mL)。 短线表示标准误差。*P<0.05,经PTX3处理的相对于未处理的小鼠。

图5

PTX3活性依赖于IL-12/IFN-γ,不依赖于TLR9/MyD88

(A)经MCMV感染和PTX3处理后BALB/c、IFN-γ-/-、C57BL6、 IL-12p40-/-和IFN-α β-/-小鼠的感染和病毒载量。用105(BALB/c,IFN- γ-/-),5×105(C57BL6、IL-12p40-/-和IFN-α β-/-)PFU的MCMV腹 膜内感染动物。通过对感染后7天取出的肺组织的标准空斑测定在MEF 细胞上定量病毒滴度。从感染当天开始每日给药PTX3(1mg/kg/腹膜 内给药)一个星期。对照组只接受稀释剂。病毒滴度以log10表示。短 线代表标准误差。*P<0.05,经MCMV处理的小鼠相对于未经MCMV处理 的小鼠。结果代表4个独立实验。

(B)经PTX3处理的C57BL6、TLR2-/-、TLR4-/-、TLR9-/-和MyD88-/-小鼠中的MCMV复制。如上述用5×105(C57BL6、TLR2-/-、TLR4-/-、TLR9-/-、 MyD88-/-)PFU的MCMV腹膜内接种并用PTX3处理小鼠。感染后1周时 通过空斑实验测定肺中的MCMV滴度。对照组只接受稀释剂。病毒滴度 以log10表示。短线代表标准误差。*P<0.05,经MCMV处理的小鼠相对 于未经MCMV处理的小鼠。结果代表4个独立实验。

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