在禽类中控制肠道沙门氏菌和减少弯曲杆菌的食品安全疫苗制造技术

本文描述了用于制备和使用重组细菌的组合物和方法，所述重组细菌能够实现对一种或多种目标抗原和/或分泌/表面抗原的N‑聚糖修饰的调控减毒、调控表达。

Food safety vaccines for the control of Salmonella enteritidis and the reduction of Campylobacter in poultry

This paper describes the compositions and methods for the preparation and use of recombinant bacteria, which can achieve the control of one or more target antigens and / or secretory / surface antigens modified by n-glycosaminoglycan to reduce toxicity and regulate expression.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在禽类中控制肠道沙门氏菌和减少弯曲杆菌的食品安全疫苗政府权利本专利技术是在美国农业部国家粮食和农业研究所授予的合同号为No.12229724的政府支持下完成的。政府拥有本专利技术的某些权利。相关申请本申请要求于2017年1月27日提交的美国临时申请No.62/451,146的优先权。上述申请的全部内容通过引用明确地并入本文。
技术介绍
食源性人类病原体是重大的公共健康问题。特别是，弯曲杆菌(Campylobacter)和沙门氏菌(Salmonella)是全世界食源性细菌疾病的主要原因。弯曲杆菌胃肠炎与生鸡肉的加工不当或食用未煮熟的鸡有关(1)(2)。家禽供应(包含鸡、火鸡、鸭和鹅)经常感染空肠弯曲杆菌(C.jejuni)和结肠弯曲杆菌(C.coli)(3)。人类沙门氏菌感染部分地与摄入被动物粪便污染的或被其它来源(包含家禽)交叉污染的食物有关(4)(5)。家禽和家禽产品消费量的增加使得与家禽有关的食源性疾病成为一个重要的公共卫生问题。用于控制家禽中的弯曲杆菌和沙门氏菌的策略包括施用抗生素。然而，抗生素的过度使用和产生抗生素抗性细菌菌株的风险降低了将抗生素用于这些目的的意义。因此，家禽疫苗接种已成为减轻家禽供应中至少这两种食源性病原体的流行的重要策略。已经开发了重组的减毒沙门氏菌疫苗(RASV)作为疫苗和抗原递送系统以刺激针对众多抗原的保护性免疫反应。最近开发了改进的RASV，其被设计为包含诱导型启动子调控的致病性属性。该技术的改进包括开发受控延迟减毒RASV(RDARASV)，其在诱导物(例如糖)存在下体外生长以诱导与发病机理相关的基因的表达。施用于受试者后，RDARASV以完全毒力复制并定植于淋巴组织以诱导有效的免疫反应。然而，随着受试者内诱导物水平的降低和在多轮复制后，RDARASV变为减毒的，从而阻止细菌在体内进一步增殖。使用RASV预防和处理家禽中的食源性病原体是特别有希望的。然而，需要新的方法来增强体内疫苗的免疫原性和安全性。特别希望的是能够对家禽中的多种食源性病原体诱导有效免疫反应的RASV和药物组合物。
技术实现思路
本公开提供了具有增强的免疫原性特性和期望的安全特征的重组细菌菌株，包括沙门氏菌。该重组细菌可以安全地用于向受试者(例如家禽)有效地递送抗原性化合物，以便产生针对病原体如弯曲杆菌和沙门氏菌的有效免疫原性反应。这些菌株递送多种保守的保护性沙门氏菌表面/分泌的抗原和/或弯曲杆菌N-聚糖修饰的表面/分泌的抗原以诱导保护性免疫。在一些实施方案中，本文公开了病原菌的重组衍生物，其包含受控延迟的减毒、目标抗原的受控延迟的合成、受控延迟的体内裂解表型以及合成和递送一种或多种空肠弯曲杆菌的蛋白质抗原。在一些实施方案中，本文所述的重组细菌能够合成弯曲杆菌N-聚糖并将其连接至目标抗原，从而增强抗原在体内的免疫原性。重组细菌可依赖于两种或三种糖以通过控制多种毒力基因和任选的目标抗原的表达，以及受控延迟的裂解表型来调控细菌的毒力表型，从而允许生物遏制和免疫原性特性的增强。鉴于生物体在自然环境中不可能遇到所有的糖，对多种糖的依赖性增强了重组细菌的安全性。参见2018年1月23日提交的PCT/US18/14860，其全部内容通过引用明确并入本文。具体地，本文公开的细菌基于衍生自高禽毒性鼠伤寒沙门氏菌(S.Typhimurium)UK-1株的重组减毒沙门氏菌疫苗(RASV)，并且可用于合成和递送多种空肠弯曲杆菌保守的保护性蛋白质抗原。已发现接种这些RASV可诱导针对多种感染家禽的沙门氏菌血清型和空肠弯曲杆菌的免疫。本公开还提供了一种创新的新RASV设计策略以产生这些食品安全疫苗，其对几种家禽病原体诱导高水平的保护性免疫。这些RASV载体进行编程以在免疫的动物内的各种细胞区室中发生受控延迟的裂解，以诱导优异的粘膜和全身抗体及细胞免疫。此外，这些活RASV显示完全的生物遏制，其中在体内没有持久性且如果排泄，也没有存活。预计这些RASV的广泛使用将大大减少沙门氏菌和空肠弯曲杆菌感染并最终消除鸡的空肠弯曲杆菌定植，从而减少这些病原体通过食物链传播给人类。此外，使用这些大大改进的载体系统还将减少家禽饲养期间抗生素的使用，并因此降低也可通过食物链传播给人类的耐药细菌物种的选择压力。本公开进一步提供了经验证且高度免疫原性的鼠伤寒沙门氏菌UK-1RASV，其表现出受控延迟的减毒、重组抗原的受控延迟合成和受控延迟的裂解表型。构建了使得能够合成和递送多种空肠弯曲杆菌蛋白抗原的衍生物。因此，由于RASV无法在体内合成血清型特异性的LPSO-抗原以暴露完全相同的LPS核心，沙门氏菌血清型诱导对大多数沙门氏菌血清型的交叉保护性免疫，同时还递送多种空肠弯曲杆菌蛋白抗原以诱导对空肠弯曲杆菌的优异的保护性免疫。构建的RASV被设计成在向家禽喷雾或口服递送时显示与野生型毒性UK-1亲本菌株相同的属性以与宿主防御策略抗衡，并且成功地通过粘膜表面侵入以在显示减毒表型之前有效地定植至内部效应淋巴组织，且因此不能诱导任何疾病症状或者损害或减少生长。发现到达这些内部组织的RASV逐渐开始用作合成待通过分泌并最终通过RASV裂解来递送的保护性空肠弯曲杆菌抗原的工厂。由于裂解使得能够在不同的细胞外和细胞内区室中发生，因此诱导了所需的粘膜、系统性抗体和细胞免疫反应。这些创新策略提供了先前使用的经典减毒方式，其由于减毒菌株的定植能力受损而降低了免疫原性。此外，具有受控延迟的裂解表型的这些RASV表现出完全的生物遏制，而在体内没有持久的疫苗细胞，且如果排泄，没有存活者。在一个方面，本文公开了病原菌的重组衍生物，其包含受控延迟的减毒表型；受控延迟的目标抗原的表达；受控延迟的体内裂解表型；并且它能够合成和递送空肠弯曲杆菌的一种或多种蛋白质抗原。在一个实施方案中，该细菌还包含导致体内呈现通用LPS核心多糖(universalLPScorepolysaccharide)的突变。在一个方面，本文公开了病原菌的重组衍生物，其包含受控延迟的减毒表型；受控延迟的目标抗原的表达；受控延迟的裂解体内表型；并且它能够合成和递送一种或多种呈现空肠弯曲杆菌N-聚糖的蛋白质抗原。在一个方面，本文公开了病细菌的重组衍生物，其包含受控延迟的减毒表型；受控延迟的目标抗原的表达；受控延迟的体内裂解表型；并且它能够合成和递送空肠弯曲杆菌的一种或多种蛋白质抗原，并且还呈现空肠弯曲杆菌N-聚糖。在一个实施方案中，所述细菌包含一个或多个弯曲杆菌pgl操纵子基因。在一个实施方案中，所述一个或多个弯曲杆菌pgl操纵子基因经密码子优化以在细菌中表达。在一个实施方案中，所述细菌是革兰氏阴性细菌。在一个实施方案中，所述细菌属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)。在一个实施方案中，目标抗原是弯曲杆菌抗原。在一个实施方案中，该弯曲杆菌抗原是选自表4的抗原，或与其具有同源性或同一性的抗原，如本文所述。在一个实施方案中，目标抗原选自于Peb1、CjaA、Dps、TlyA、Omp18、Cj0998c、Cj0034c、Cj0168c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种病原菌的重组衍生物，其包含：/na.受控延迟的减毒；/nb.目标抗原的受控延迟的表达；/nc.受控延迟的体内裂解表型；和/nd.合成和递送一种或多种空肠弯曲杆菌的蛋白质抗原。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170127 US 62/451,1461.一种病原菌的重组衍生物，其包含：
a.受控延迟的减毒；
b.目标抗原的受控延迟的表达；
c.受控延迟的体内裂解表型；和
d.合成和递送一种或多种空肠弯曲杆菌的蛋白质抗原。


2.如权利要求1的细菌，其中所述细菌还包含导致在体内呈现通用LPS核心多糖的突变。


3.一种病原菌的重组衍生物，其包含：
a.受控延迟的减毒；
b.目标抗原的受控延迟的表达；
c.受控延迟的体内裂解表型；和
d.合成和递送一种或多种呈现空肠弯曲杆菌N-聚糖的蛋白质抗原。


4.一种病原菌的重组衍生物，其包含：
a.受控延迟的减毒；
b.目标抗原的受控延迟的表达；
c.受控延迟的体内裂解表型；和
d.合成和递送一种或多种空肠弯曲杆菌的蛋白质抗原且也呈现空肠弯曲杆菌N-聚糖。


5.如权利要求1-4中任一项所述的细菌，其中所述细菌包含一个或多个弯曲杆菌pgl操纵子基因。


6.如权利要求5的细菌，其中所述一个或多个弯曲杆菌pgl操纵子基因经密码子优化以在所述细菌中表达。


7.如权利要求1至6中任一项所述的细菌，其中所述细菌是革兰氏阴性细菌。


8.如权利要求1至7中任一项所述的细菌，其中所述细菌属于肠杆菌科。


9.如权利要求1-8中任一项所述的细菌，其中所述目标抗原是弯曲杆菌抗原。


10.如权利要求9的细菌，其中所述目标抗原选自于Peb1、CjaA、Dps、TlyA、Omp18、...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·柯蒂斯三世，SY·万达，
申请(专利权)人：佛罗里达大学研究基金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US