用于预防和治疗神经型囊尾蚴病的半胱氨酸蛋白酶和抑制剂制造技术

绦虫包囊壁半胱氨酸蛋白酶及其抑制剂。还包括治疗绦虫感染的药物组合物和疫苗；抑制包囊壁半胱氨酸蛋白酶活性的方法，和鉴定包囊壁半胱氨酸蛋白酶活性抑制剂的计算机－辅助方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求1999年4月21日申请的序列号为60/130338的美国临时申请的优先权，本文引入其全部内容作为参考。政府权利的声明本专利技术得到了美国/墨西哥基金会(US/Mexico Foundation)和N.I.H.Molecular Parasitology Training Grant For CellBiology of Parasites and Vectors的政府基金支持，基金号分别为42-H-94和AI07322。美国政府对本专利技术享有一定的权利。
技术介绍
神经型囊尾蚴病是最常见的人类中枢神经系统寄生虫病之一并且在许多第三世界地区是癫痫发作的诱因。目前，针对神经型囊尾蚴病的存在既没有完全有效的治疗方法也没有疫苗(Garcia等，传染病杂志(J.Infec.Dis.)，175486-489(1997))。估计世界上有五千万人受到由猪肉绦虫-Taenia solium的包囊引起的疾病的影响，尽管流行病研究结果认为这一估计数值偏低。这是世界上发展中国家的癫痫病发病率是发达国家的两倍的最可能的原因。与神经型囊尾蚴病有关的症状包括癫痫发作、头痛、视觉障碍、意识模糊和精神病。然而，存在一个10年或10年以上的无症状潜伏期，通常接近组织包囊的存活预期值。研究结果表明组织包囊通过抑制宿主的炎症应答来完成它们的生命周期，而在包囊退化和死亡的期间表现出临床症状(Evans等，Emerg.Infect.Dis.3403-405(1997))。随着移民的增加，囊尾蚴病在美国成为一种新兴的传染病。在美国每年猪囊尾蚴病的病例数量估计大于1000例，并且这一数量似乎还在上升。例如，过去三年中，在Los Angeles County USC MedicalCenter因精神病住院的人中有10％患的是神经型囊尾蚴病，其总数达到约120个病例/年。当然，潜伏的传染率会更高。本地区获得的病例在丹弗、圣地亚哥、纽约市、芝加哥和其它未预料到的地区也有了资料描述。例如，一个传统的纽约犹太人社区中的1.3％的人被发现是神经型囊尾蚴病试验阳性。尽管由于传统的犹太人禁食猪肉而没有预料到他们会有受到感染的危险，但是据报导他们是由于受患有绦虫病的拉丁(latino)移民家庭服务人员(绦虫的携带者)的污染而被感染的。据报导全世界有四百万人感染了寄居了成虫期的猪肉绦虫的绦虫病，。对于这些患病者中的每一个人，估计有10个或更多的人感染了包囊期的猪肉绦虫，即患有囊尾蚴病。由于虫卵能够在环境中传播，所以在高流行地区，几乎任何人都有患神经型囊尾蚴病的危险。人类是猪绦虫成虫的唯一特定宿主，猪绦虫成虫通过其头节粘附在肠子上而停留在肠子内。一旦人成为包囊形式的寄生虫的偶然中间体宿主，人就患上了神经型囊尾蚴病，通常是通过人的粪便污染或直接与绦虫携带者接触而获得了虫卵。猪是常规的中间体宿主。对于人，包囊更倾向于多寄居在中枢神经系统，因而流行神经型囊尾蚴病。由于猪肉绦虫只有两个宿主人和猪，所以The InternationalTask Force for Disease Eradication把神经型囊尾蚴病确定为需要做出根除努力的目标。尽管西欧和美国的优质猪饲养业在阻止猪肉绦虫传播方面取得了一些成功，但这些方法在发展中国家注定要失败，因为贫困的农民通常喜欢在非正式的摊点卖受感染的猪，而不愿意将它们交出而可能受罚。据报导一些人实际上更喜欢食用患囊尾蚴病(‘含囊尾蚴的’)的猪肉。直至今日，还没有研制出抗包括猪肉绦虫在内的任何人类寄生虫的疫苗。近来研究表明大规模的根除神经型囊尾蚴病的化学治疗方法更具前景和实用性。例如，在厄瓜多尔初步用吡喹酮(TM)进行大规模的治疗，使得猪囊尾蚴病从11.4下降到2.6％。目前通常采用抗寄生虫化合物吡喹酮、阿苯达唑(TM)或两者联合来治疗活性实质神经型囊尾蚴病。病人用吡喹酮治疗后接着用阿苯达唑治疗，结果表明对消除包囊的效果甚微。然而，一些病人在包囊周围呈现恶化的炎症反应，伴随的症状包括恶心、呕吐和头痛；一些病人发展为大脑水肿。然而，一些报导说这些药物能够控制神经型囊尾蚴病病人的癫痫发作，但不清楚这些发现是治疗的结果还是病人选择的偏差的结果。因此，特别需要关注的是发展成与这些药物有关的急性炎症、大脑水肿和可能的慢性脑积水的危险。尽管一些研究表明阿苯达唑可能比吡喹酮更有效，但它还与造血功能障碍和肝功能障碍有关并且可能是致畸的/引起突变的。Carpio和同事们用阿苯达唑和吡喹酮对神经型囊尾蚴病进行了最大的一次随机和双盲试验治疗，最近报告得出的结论是任何效果似乎与感染的自然过程有关，而与药物治疗的任何特异性效果无关(Arch.Int.Med.，1551982-1988(1995))。似乎没有仅用于神经型囊尾蚴病治疗的抗寄生虫药物。很清楚，需要一种更有效和特异性的抗-神经型囊尾蚴病的药物，可能要尽可能完善现有治疗的辅助工作。专利技术概述在寄生虫猪肉绦虫中发现了包囊壁半胱氨酸蛋白酶，该酶在生物体中似乎起着非常重要的生物学作用。由此本专利技术涉及猪肉绦虫包囊壁半胱氨酸蛋白酶和一种具有编码半胱氨酸蛋白酶的核苷酸序列的多核苷酸(及其互补链)。本专利技术还涉及一种含有包囊壁半胱氨酸蛋白酶(或其免疫原性多肽亚单位)或一种具有编码半胱氨酸蛋白酶(或其免疫原性多肽亚单位)的核苷酸序列的多核苷酸中的一种或两种的疫苗。用在疫苗中的包囊壁半胱氨酸蛋白酶优选地源自于猪肉绦虫或肥头绦虫。本专利技术还包括该疫苗的制备和使用方法。还发现了囊壁半胱氨酸蛋白酶的活性抑制剂。因此本专利技术还涉及一种药物组合物，该药物组合物含有一种抑制囊壁半胱氨酸蛋白酶活性的抑制剂分子和药学上可接受的载体。所述抑制剂分子优选地是一种肽或肽模拟化合物，并且优选地抑制来源于猪肉绦虫和肥头绦虫的囊壁半胱氨酸蛋白酶。在一个优选的实施方案中，抑制剂肽或肽模拟化合物包括(Xaa)n-Yaa-Zaa-R；其中Xaa和Zaa各自独立是任何氨基酸；Yaa是一种疏水氨基酸；R包括一个亲核成分；和n＝0-5。更优选地，抑制剂肽或肽模拟化合物的N-端含有一个保护基。所述药物组合物对治疗人神经型囊尾蚴病或猪囊尾蚴病有用。本专利技术还包括制备和使用抑制化合物和药物组合物的方法。例如，本专利技术包括抑制囊壁半胱氨酸蛋白酶的方法，该方法包括使囊壁半胱氨酸蛋白酶与一种抑制剂分子接触。抑制囊壁半胱氨酸蛋白酶的方法可以在不存在细胞的环境中、细胞培养物中、器官中、组织中或完整动物如人或猪中进行。本专利技术还包括一种鉴定绦虫半胱氨酸蛋白酶活性抑制剂的方法。一种候选抑制剂与绦虫半胱氨酸蛋白酶结合形成一种混合物。然后将蛋白酶底物Z-Phe-Arg-7-氨基-4-三氟甲基香豆素加到混合物中，测定蛋白酶底物被裂解的程度。应该理解为混合物的成分可以同时加入或以任何需要的顺序加入。与没有候选抑制剂存在时的底物裂解程度相比，底物裂解程度的降低表示抑制绦虫半胱氨酸蛋白酶活性。本专利技术还包括一种用于鉴定绦虫半胱氨酸蛋白酶活性抑制剂的计算机-辅助方法。在一个实施方案中，提供了一种绦虫半胱氨酸蛋白酶活性抑制剂结构的计算机模型，然后通过计算或目测筛选结构库中结构类似于所述抑制剂的候选化合物。或者，可以设计结构类似于所述抑制剂的候选化合物。任选地，候选化合物能够抑制绦虫半胱氨酸蛋白酶的活本文档来自技高网...

【技术保护点】
从猪肉绦虫中分离的囊壁半胱氨酸蛋白酶。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨门拜格，雷蒙特T达米恩，阿瑟克林顿怀特，
申请(专利权)人：佐治亚州大学研究基金会有限公司，贝勒医学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]