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JP6769871B2 - E.coli感染のファージを用いての治療 - Google Patents
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JP6769871B2 - E.coli感染のファージを用いての治療 - Google Patents

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Description

本発明は、新規バクテリオファージ、それを含む組成物、その製造、及びその使用に関する。本発明は特に、哺乳動物における感染の処置に、及び該被験体における細菌叢を改変することによって被験体の状態を改善するのに適している。
発明の背景
バクテリオファージ(又はファージ)は、細菌に感染し死滅させる能力を示す小さなウイルスであるが、それらは他の生物に由来する細胞には影響しない。ほぼ1世紀前にWilliam Twortによって初めて記載され、それとは別にその後すぐにFelix d’Herelleによって発見された、細菌ウイルス及び古細菌ウイルスをはじめとする6000個を超える様々なバクテリオファージが発見され形態学的に記載されている。これらのウイルスの大半は尾を有しているが、ウイルスのごく一部は多角体、線維状、又は多形性である。それらは、その形態、そのゲノム含量(DNA対RNA)、その特定の宿主、生息している場所(海洋ウイルス、対、他の生息地)、及びその生活環に従って分類され得る。細菌細胞の細胞内寄生虫として、ファージは、細菌宿主内で様々な生活環を示す:溶菌性感染、溶原性感染、偽溶原性感染、及び慢性感染(Weinbauer, 2004; Drulis-Kawa, 2012)。溶菌性ファージは、その生活環の正常な一部として、宿主細菌細胞の溶菌を引き起こす。溶原性ファージ(テンペレートファージとも呼ばれる)は、溶菌生活環を用いて複製し、宿主細菌の溶菌を引き起こすことができるか、又は、そのDNAを宿主細菌DNAに組み込んで、非感染性プロファージとなることができる。ファージ生活環の種類がどのようなものであれ、最初の工程は、細菌細胞壁の受容体への付着であり、その後、ファージは細菌に侵入し得る。この特定のプロセスが、ファージと細菌の起こり得る相互作用の範囲に影響を及ぼす。
バクテリオファージは、臨床実験において細菌を改変するための研究ツールとして一般的に使用されている。
その標的宿主細胞に対する特異性のために、急性感染及び慢性感染を処置するための治療法としてのファージの使用が、特に、皮膚科、眼科、泌尿器科、口腔医学科、小児科、耳鼻咽喉科、又は外科において考えられている。しかしながら、細菌感染の処置のためにファージを治療使用するというこの概念は、非常に初期から非常に議論の余地があり、大衆又は医学会によって広く受け入れられていなかった。初期の研究は、適切な対照がないこと及び矛盾した結果のために広く批判されていた。公表された様々な研究で得られた再現性の欠如及び多くの矛盾した結果により、米国医師会の薬学化学審議会は、溶菌性濾液の治療価値についての証拠は、大部分において矛盾し、説得力がないと結論付け、その主張する利点を確認するための追加の研究を勧告した。
1940年代に抗生物質が導入されて以来、特に西洋世界では治療薬のこの分野に対して殆ど注意が払われなかった。しかし抗生物質の広範な使用は、世界中に抗生物質耐性菌の広範な出現及び蔓延をもたらし、ますます深刻な問題を引き起こしている。それ故、主要な多剤耐性菌の処置のために残されている限定された治療選択肢を打破することは、大きな治療上の課題となっている。
さらに、多くの病原性微生物はバイオフィルム内に住み、このバイオフィルムは、新規な抗菌剤を設計する場合にさらなる問題を引き起こす。これに関して、単細胞(「プランクトン」)形ではなくバイオフィルムとして増殖している細菌は、抗菌剤に対して特に耐性である傾向があり、また、宿主免疫系が適切な免疫応答を与えるのが特に困難である傾向がある。
エシェリキア属及び腸内細菌科に属するグラム陰性で短い桿状の細菌であるE.coliは、ヒト又は動物の微生物叢において高度な多様性及び出現頻度を示す。E.coliの大半の株は非病原性であるが、それらは日和見感染を引き起こす可能性があることが判明した。さらに、いくつかのE.coli株は非常に病原性が高く、ヒトをはじめとする哺乳動物において多様な疾病及び敗血症を引き起こす可能性がある。いくつかの報告では、腸内細菌エシェリキア・コリを、全ての年齢群において最もよく見られる感染症の1つである皮膚軟部組織感染症(SSTI)と関連付けている。いくつかの中程度又は重度の症例では、これらの感染は入院及び非経口療法を必要とする。E.coliは特に、新生児臍炎(Fraser and al, 2006)、下肢又は上肢に局在する蜂巣炎(Brzozowski and al, 1997, Corredoira and al, 1994)、壊死性筋膜炎(Afifi and al, 2008; Krebs and al, 2001)、手術部位における感染(Tourmousoglou and al, 2008)、火傷後の感染(Rodgers and al, 2000)、及びその他の原因物質であることが判明した。7年間の期間中のSSTIをモニタリングし、3つの大陸(欧州、南米、及び北米)を包含するする研究は、E.coliが重要な原因物質であることを示した。なぜなら、それは、3番目に最も多く広まっている単離された種であったからである。それ故、E.coliは、特に、近年、病原性E.coli株の抗生物質に対する感受性が劇的に低下していること、その多様性、及び微生物叢においてそれがかなり存在していることを考慮して、特異的な標的化療法に値する。
さらに、E.coli細菌は、抗生物質に対する耐性の増加の原因であるバイオフィルムを形成することができる。このようなバイオフィルムは、分泌された細胞外マトリックスによって支持され囲まれた1種類を超える細菌を含み得、細菌が様々な表面にコロニーを形成することを支援し得る。バイオフィルムは、細菌が表面に付着して個体群密度を得ることを可能とし(これはバイオフィルムがなければ支持できないであろう)、抗生物質に対してだけでなく、毒素、例えば重金属、漂白剤、及び他の洗剤をはじめとする多くの環境ストレスに対する耐性の増加も付与する。バイオフィルム内の細菌は、プランクトン形で増殖している同じ株の細菌よりも、抗生物質に対して100〜1000倍耐性が高くあり得ることが知られている。このような耐性の増加は、臨床検査で抗生物質に対して明らかに感受性である細菌が、臨床の場では療法に対して耐性であり得ることを意味する。いくつかの細菌が排除されたとしても、抗生物質がもはや存在しなくなったら、バイオフィルムは、迅速なコロニー形成を許容する耐性のあるレザバーを提供し得る。それ故、バイオフィルムが多くのヒト疾病において主要な因子であることは明らかである。化学的処理をバイオフィルムに対して使用するのは適していない。なぜならこのバイオフィルムこそがまさに対抗するために進化したものだからである。物理的剥離は、バイオフィルムを破壊する手段を提供する。残念なことに、バイオフィルムが細菌による発病を支援している場所である多くの表面、すなわち骨、関節、埋め込まれた医療器具などは、厳しい剥離にはあまり適していない。例えば、創傷又は火傷の表面は極めて敏感でデリケートである。剥離が適切でありかつ日常的に使用される場所でさえも、バイオフィルムの排除は限定される。歯の表面上の歯垢はバイオフィルムであり、定期的な歯ブラシによって部分的に排除される。しかしながら、細菌はブラシのかけられていない表面上(例えば歯と歯の間の隙間)に残り、掃除された表面に迅速かつ効果的に再度コロニーを形成することができる。このことから、バイオフィルムを排除する既存のアプローチは効力が僅かであることが明らかである。
迅速な適応能及びそのバイオフィルム形成能は、E.coliが日和見病原体として同定される主な理由である。それらは院内病原体の地位を獲得し、創傷、痰、膀胱、尿道、膣、耳、眼、及び気道から採取された臨床試料から単離され得る。このような臨床的なE.coli株において、処置の最中にさえ起こる、最も強力な新規抗生物質に対する耐性の出現により、E.coli院内病原体との戦いは大きな問題となる。
さらに、被験体の病理学的又は生理学的状態は、被験体の細菌叢における微生物のバランスによって影響を受けることが報告されている。したがって、E.coli個体群を破壊することによって、微生物叢を改変すること、又は該バランスを改変すること、又は該バランスを回復することもまた、被験体の状態を改善するための価値あるアプローチである。
それ故、ヒト又は動物の治療に使用するのに適した、並びに材料を除染するのに適した、細菌バイオフィルム中に構成されている場合でさえも、E.coli株を破壊するために使用することのできる、新規な抗菌剤又は抗菌組成物が非常に必要とされる。
発明の概要
本発明者らは、E.coliに対する特異的な溶菌活性を示し、特にエシェリキア・コリ(E.coli)細菌感染を処置するための又は被験体における微生物のバランスを改変するための、医薬調製物又は獣医学的調製物中の活性成分として使用することのできる、新規バクテリオファージを単離し特徴付けた。本発明の新規バクテリオファージは、強力な溶菌活性、高い選択性を示し、そして、非常に広域なE.coli細胞の制御された破壊を誘導するために組み合わせることができる。
本発明の目的は、エシェリキア・コリ株に対して溶菌活性を有する少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つのバクテリオファージを含む抗菌組成物を提供することであり、該バクテリオファージは、配列番号1〜15のいずれか1つのヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択される。
本発明のさらなる目的は、エシェリキア・コリ株に対して溶菌活性を有するバクテリオファージに関し、該バクテリオファージは、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性、好ましくはそれに対して少なくとも97%の同一性を有する配列を含むゲノムを有する。具体的な実施態様では、本発明のバクテリオファージは、多剤耐性株、特に抗生物質に耐性である病原性E.coli、例えば好ましくは広域スペクトルβ−ラクタマーゼ(ESBL)株、又はベロ毒素産生E.coli(VTEC)株に対して溶菌活性を示す。
本発明の別の目的は、それぞれ配列番号1〜15のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するBP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226又はBP1229から選択されたバクテリオファージ及びその変異体に関し、該変異体は、該バクテリオファージに特徴的な表現型を保持し、該バクテリオファージ及びその変異体はE.coli株に対して溶菌活性を有する。
本発明の別の目的は、上記に定義されているような少なくとも1つのバクテリオファージを含む組成物に存する。特定の実施態様では、本発明の組成物は、上記に定義されているような少なくとも2つの明確に異なるバクテリオファージ、好ましくは少なくとも3つ、さらにより好ましくは上記に定義されているような少なくとも4つの明確に異なるバクテリオファージを含む。本発明の具体的な組成物は、バクテリオファージBP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及びBP1229の全ての組合せを含む。
別の態様では、本発明は、病原性E.coli株に対して溶菌活性を有するバクテリオファージに関し、該バクテリオファージは、E.coliに対して特異的であり、抗生物質耐性のE.coli株に対して活性であり、15未満の産生溶菌作用を有する。
本発明はさらに、本発明のバクテリオファージに含有されている単離された核酸配列、及び、前記の単離された核酸によってコードされる単離されたポリペプチドに関する。
本発明の別の目的は、上記に定義されているようなポリペプチドを含む組成物である。
本発明のさらなる目的は、上記に定義されているような核酸を含む組成物である。
本発明の組成物は、典型的にはさらに、薬学的に又は獣医学的に許容される賦形剤又は担体を含む。それらは、液体、半液体、固体であっても、又は凍結乾燥されていてもよい。
本発明の別の目的は、哺乳動物における感染の処置に使用するための、哺乳動物における微生物叢を改変するための、材料を除染するための、及び/又はE.coli細菌を殺菌するための、又は細菌のバイオフィルムの完全性を損なわせるための、上記に定義されているようなバクテリオファージ、核酸、ポリペプチド、又は組成物に関する。
本発明はまた、被験体における微生物叢を改変することによって、該被験体の状態を改善するための1つ又はいくつかの溶菌性バクテリオファージの使用に関する。微生物叢を、前記の叢における微生物の適切なバランスを修正、適応、又は回復させることによって改変させ得る。
本発明はまた、哺乳動物に、上記に定義されているような少なくとも1つのバクテリオファージ、核酸、ポリペプチド、又は組成物を投与することを含む、該哺乳動物における感染を処置するための方法に関する。
本発明はまた、E.coli細菌に汚染されていることが疑われる表面又は材料を処理するための方法に関し、該表面又は材料に、上記に定義されているような少なくとも1つのバクテリオファージ、核酸、ポリペプチド、又は組成物を適用することを含む。表面又は材料は、例えば、任意の器具、容器、又は実験材料、布地などの表面であり得る。
本発明の別の目的は、被験体におけるバクテリオファージ療法の効力を予測又は決定するための方法に関し、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、本発明の1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性をインビトロで決定する工程を含み、該試料に由来する少なくとも1つのE.coli株に対する本発明の1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性は効果的な処置を示す。該方法はさらに場合により、被験体を、該被験体の試料に由来するE.coli株に対して溶菌活性を有する少なくとも1つのバクテリオファージで処置する工程を含む。
別の態様では、本発明は、被験体を選択するか又は被験体がバクテリオファージ療法から恩恵を受けやすいかどうかを決定するための方法を提供し、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、本発明の1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性をインビトロで決定する工程を含み、少なくとも1つのE.coli株に対する本発明の1つ以上の該バクテリオファージの溶菌活性は、応答被験体であることを示す。
本発明は、任意の哺乳動物、好ましくはヒトにおいて使用され得るか、又は、実験材料若しくは医療器具をはじめとする任意の材料を処理するために使用され得る。
様々なMOIのE.coli株の組合せに対する、本発明のバクテリオファージのインビトロでの効力。 様々な用量のE.coli株の組合せに対する、本発明のバクテリオファージのインビボでの効力。 インビボでSH113 E.coli株により媒介される感染に対する、本発明のバクテリオファージの効力。ΦIV:静脈内処置;ΦIP;腹腔内処置;ΦSC:皮下処置;Temp Inf.:感染し処置されていない対照;Tem Genta.:感染しゲンタマイシンにより処置された対照。 インビボでSH113 E.coli株により媒介される感染に対する、本発明のバクテリオファージの効力:用量の効果。Φconc.:完全な濃度(10pfu/ml);Φ1/10:10倍希釈濃度;Φ1/100:100倍希釈濃度;Φ1/1000:1000倍希釈濃度;Tem Infect.:感染し抗生物質により処置された対照。
発明の詳細な説明
本発明は、新規バクテリオファージ、その成分、それを含む組成物、その製造、並びに、特に哺乳動物における感染の処置のための、及び被験体における微生物叢を改変させることによって該被験体の状態を改善するための抗菌剤としてのその使用に関する。
定義
本発明の理解を容易にするために、多くの用語を以下において定義する。
本明細書において使用される「バクテリオファージ」又は「ファージ」という用語は、タンパク質性のエンベロープ又はキャプシドにパッケージングされた核酸ゲノムを含む、機能的ファージ粒子をいう。この用語はまた、実質的に同じ機能的活性を与える、例えばヘッド部分をはじめとするバクテリオファージの一部、又はファージ成分のアセンブリーをいう。
「表現型特徴」という用語はより好ましくは、バクテリオファージの形態及び/又は宿主域を示す。バクテリオファージの表現型を決定するための方法はそれ自体当技術分野において周知であり、例えば、細菌宿主域及び/又は特定の細菌株によって産生されるバイオフィルムに対する活性を決定することを含む。
本発明において使用される「溶菌活性」という用語は、細菌細胞の溶菌を引き起こすバクテリオファージの特性を示す。バクテリオファージの溶菌活性は、当技術分野においてそれ自体公知の技術に従ってE.coli株に対して試験することができる(実験章を参照されたい)。
基準のバクテリオファージの「変異体」という用語は、前記の基準のバクテリオファージと比較して、ゲノム配列及び/又はそれによってコードされるポリペプチド(群)において変異(群)を有しているが、基準のバクテリオファージと同じ表現型特徴を保持している、バクテリオファージを示す。変異体は典型的には、例えばサイレント突然変異、保存的突然変異、遺伝子材料の少数の欠失及び/又は少数の複製を含み、そして、基準バクテリオファージの表現型特徴を保持している。好ましい実施態様では、本発明の変異体は、本発明のバクテリオファージのゲノムに依存する任意の観察可能な特徴又は特性、すなわち、該バクテリオファージの表現型特徴及び/又はE.coli株に対する溶菌活性を保持している。好ましい変異体は、基準バクテリオファージのゲノムと比較して5%未満、さらにより好ましくは4%未満、より好ましくは2%未満の核酸変異を有する。変異体は代替的に又は組み合わせて、好ましくは、基準バクテリオファージのポリペプチドと比較して、コードされたポリペプチド配列において5%未満のアミノ酸変異を有する。
核酸配列に関連した「同一性%」という用語は、前記配列間の同一性又は相同率のレベルを示し、当技術分野においてそれ自体公知の技術によって決定され得る。典型的には、2つの核酸配列間の同一性%は、GCGプログラムパッケージに提供されたGAPなどのコンピュータープログラムを用いて決定される(Program Manual for the Wisconsin Package, Version 8, August 1996, Genetics Computer Group, 575 Science Drive, Madison, Wisconsin, USA 53711)(Needleman, S.B. and Wunsch, C.D., (1970), Journal of Molecular Biology, 48, 443-453)。例えばDNA配列に対し設定を調整する場合(特に5.0のGAP作成ペナルティ、及び0.3のGAP伸張ペナルティ)、核酸分子を互いに、GCGプログラムパッケージの一部として入手可能であるパイルアップアラインメントソフトウェアを使用してアラインさせ得る。
核酸の「フラグメント」という用語は典型的には、該核酸の少なくとも10個連続したヌクレオチド、より好ましくは該核酸の少なくとも15個、20個、25個、30個、35個、40個、又は50個以上連続したヌクレオチドを有するフラグメントを示す。
ポリペプチドの「フラグメント」という用語は典型的には、該ポリペプチドの少なくとも5個連続したアミノ酸、より好ましくは該ポリペプチドの少なくとも10個、15個、20個、30個、40個、又は50個以上連続したアミノ酸を有するフラグメントを示す。
「ESBLE.coli株」という用語は、抗生物質耐性のE.coli、より具体的には広域β−ラクタマーゼ産生E.coli株をいう。
「VTEC」という用語は、別の種類の抗生物質耐性E.coli株、より具体的にはベロ毒素産生E.coli株をいう。
バクテリオファージに関連して「特異的」又は「特異性」という用語は、該バクテリオファージが感染することのできる宿主の種類をいう。特異性は、細胞上に発現された受容体との相互作用に関与している、バクテリオファージの尾部繊維によって通常媒介される。E.coliに対して「特異的な」バクテリオファージはより好ましくは、1つ又はいくつかのE.coli株に感染することができ、生理学的条件下でE.coliではない細菌には感染することができない、バクテリオファージを示す。
本明細書において使用される「ポリペプチド」という用語は、例えば5〜20アミノ酸の小さなペプチド、より長いポリペプチド、タンパク質、又はそのフラグメントをはじめとする、任意のサイズのポリペプチドをいう。
「PLE」すなわち「産生溶菌作用」という用語は、所与のバクテリオファージのバーストサイズと産生溶菌時間との間の比を示す。バーストサイズ及び産生溶菌時間は、ファージ−宿主の相互作用を規定するパラメーターであり、それぞれ、1つのファージによる1つの細菌の感染によって産生されたバクテリオファージ粒子の平均収量、及び、遊離バクテリオファージが細菌細胞を溶菌するのに要する時間に相当する。
本明細書の内容において、「単離されたバクテリオファージ」という用語は、それが自然に存在するその元来の環境から取り出された材料を意味すると考えるべきである。バクテリオファージに関連して、その用語は、特に、それが天然に位置する環境とは離れて例えば育成、精製、及び/又は培養されたファージを示す。核酸又はポリペプチドに関連して、「単離された」という用語は、その天然環境の成分の中の少なくともいくつかの成分、例えばタンパク質、脂質、及び/又は核酸から分離された、例えば核酸分子又はポリペプチドを示す。
本明細書において使用される「薬学的に又は獣医学的に許容される」という用語は、哺乳動物被験体において使用するのに適合性である、任意の材料(例えば担体、賦形剤、又はビヒクル)をいう。このようなものとしては、有害ではないか、又は生物に対して全く有意な特異的若しくは非特異的な免疫反応を引き起こさないか、又は活性化合物の生物学的活性を消失させない、生理学的に許容される溶液若しくはビヒクルが挙げられる。組成物を液体調製物へと製剤化するために、食塩水、滅菌水、リンガー液、緩衝生理食塩水、アルブミン輸液、デキストロース液、マルトデキストリン液、グリセロール、エタノール、及びその混合物を、薬学的に又は獣医学的に許容される賦形剤又は担体として使用し得る。必要であれば、他の従来の添加剤、例えば増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤、界面活性剤、抗酸化剤、及び静菌剤も添加し得る。さらに、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤、及び潤滑剤も、組成物にさらに添加して、水性溶液、懸濁液、及びエマルションなどの注射用製剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、若しくは錠剤などの経口製剤、又は粉末化製剤を調製し得る。
本明細書において使用される「PFU」は、当技術分野において十分に定義されているように、プラーク形成単位を意味する。溶菌バクテリオファージは、宿主細胞を溶菌し、培養プレート上に透明帯(すなわちプラーク)を引き起こす。理論的には、各プラークは1つのファージによって形成され、プラークの数に希釈係数を乗じたものは、試験調製物中のファージの総数に等しい。
「処置」又は「療法」という用語は、疾病の治癒的処置及び/又は予防的処置の両方を示す。治癒的処置は、治癒をもたらす処置、あるいは、疾病の症状又はそれが直接的に若しくは間接的に引き起こす苦痛を軽減、改善、及び/又は排除、低減、及び/又は安定化する処置として定義される。予防的処置は、疾病の予防をもたらす処置、並びに、疾病の発症又はその発生リスクを低減及び/又は遅延させる処置の両方を含む。
「哺乳動物」という用語は、ヒト被験者、並びに、非ヒト哺乳動物、例えばペット(例えばイヌ、ネコ)、ウマ、反芻動物、ヒツジ、ヤギ、ブタなどを含む。
本明細書において使用される「バイオフィルム」という用語は、様々な表面上で増殖している異種細菌の形成;好ましくは、生物学的又は非生物学的な固体表面上に付着した菌体外多糖マトリックスに包埋され増殖している細菌群衆であることを示す。
本明細書において使用される「損なう」という用語は、完全性の任意の変化をいう。細菌バイオフィルムを損なうということによって、バクテリオファージによるバイオフィルムの貫通、バイオフィルムに関連した細菌への感染及び/又はその溶菌、並びに/又はバイオフィルムの部分的な若しくは完全な排除(すなわち、コロニー形成を停止させることによって及び/又はバイオフィルムを破壊することによって)であると理解される。
本明細書において使用される「試料」という用語は、細胞を含有している任意の試料を意味する。このような試料の例は、血液、血漿、唾液、又は尿などの液体、並びに、生検材料、器官、組織、又は細胞の試料を含む。試料はその使用前に処理されていてもよい。
本明細書において使用される「被験体」又は「患者」という用語は、動物、好ましくは哺乳動物、さらにより好ましくはヒト、例えば成人及び小児をいう。しかしながら、「被験体」という用語はまた、非ヒト動物、特に哺乳動物、例えばイヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、及び非ヒト霊長類もとりわけ包含する。
本明細書において使用される、処置の「効力」又はバクテリオファージ療法に対する「応答」は、処置前のE.coli株の数と比較した場合に、バクテリオファージによる処置後に被験体におけるE.coli株の数の減少をもたらす処置をいう。「良好な応答」被験体は、バクテリオファージ療法で処置された場合に、臨床的に有意な回復を示すか又は示すだろう被験体をいう。
バクテリオファージの「カクテル」又は組成物という用語は、2つ以上の異なるバクテリオファージの組合せを示す。カクテル/組成物中のバクテリオファージは好ましくは一緒に、すなわち、同じ容器又はパッケージングに製剤化されるが、それらは部分からなるキットとして使用されてもよく、バクテリオファージ(又はそのいくつか)は、別々に製剤化又はパッケージングされ、使用時又は投与時に合わせられる。
実施態様の説明
本発明は、新規バクテリオファージ療法に関する。より特定すると、本発明は、エシェリキア・コリ株に対する高い特異性を有する新規バクテリオファージ、その製造、その成分、それを含む組成物、及びファージ療法におけるその使用に関する。
バクテリオファージ:
第一の態様では、本発明は、E.coli株に対して特異的であり、かつ単独で又は組み合わせて、顕著な宿主域の溶菌活性を呈する、新規バクテリオファージの単離及び特徴付けを開示する。これらのバクテリオファージは、環境試料から選択され、単離され、特徴付けられた。示されているように、バクテリオファージは個々に及び組み合わせて、E.coli株に対して活性である。それらは病原性E.coli株、例えば抗生物質耐性E.coli株に対して著しく効果的である。さらに、本発明のバクテリオファージは、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは0.1〜10の顕著な産生溶菌作用(「PLE」)を有する。さらに、本発明のバクテリオファージは、E.coli株に対して特異的であり、すなわち、それらはE.coliではない細菌の溶菌は引き起こさない。さらに説明されるであろうように、本発明は、これらのバクテリオファージを、医薬又は獣医学的薬剤として使用するのに適した条件で組み合わせて製剤化することにより、制御されたE.coli株のスペクトルに対して標的化されかつ非常に強力な抗菌作用を示すことができることを示す。
より具体的には、以下のバクテリオファージを選択し特徴付けた。それらの対応する核酸配列も示されている。
多数のE.coli株に対するこれらのバクテリオファージの溶菌プロファイルを決定した。これらのバクテリオファージは、以下の表に開示されているように、その強度及び組合せの可能性について選択された。この表では、基準株及び病原体耐性株に対するバクテリオファージの溶菌作用を提示することにより、高い溶菌能が確認される。
網掛けのあるボックスは、E.coli産生株の例である。
表2から分かるように、ファージは個々に非常に強力な溶菌力を有し、そして、試験された全てのE.coli株を殺菌することができるこれらのバクテリオファージの組合せ(又はカクテル)を作製して、これにより広域抗菌組成物を作製することができる。
一例として、本発明の15個全てのファージのカクテルは、表2に列挙された全ての細菌を効果的に死滅させることができる。
さらに、多くのE.coliではない株に対するバクテリオファージの特異性を試験した。より特定すると、実験章は、本発明のバクテリオファージが、緑膿菌、アシネトバクター・バウマンニ、エンテロバクター・エロゲネス、エンテロバクター・アズブリア、エンテロバクター・クロアカ、クレブシエラ・ニューモニエ、プロテウス・ミラビリス、黄色ブドウ球菌、ステノトロホモナス・マルトフィリア、及び/又はセラチア・マルセセンスから選択された細菌に対して全く溶菌作用を有さないことを実証する。
したがって、本発明の特定の目的は、E.coli株に対して溶菌活性を有し、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも97%の同一性、好ましくはそれに対して少なくとも98%又は99%の同一性を有する配列を含むゲノムを有する、バクテリオファージに存する。
したがって、本発明の特定の目的は、E.coli株に対して溶菌活性を有し、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を有するか又はからなるゲノムを有する、バクテリオファージに存する。
本発明のバクテリオファージは、標準的な培養法、単離法、及び精製法によって調製され得る。例えば、E.coli産生菌を培養し、バクテリオファージの試料に感染させ、次いで処理して、細菌細胞及び残骸を除去する。濃縮されたバクテリオファージ溶液を、感受性のE.coli宿主株の包埋された培地、例えば寒天培地に蒔いて、プラークを得ることができる。次いで、1つのプラークを、その後のバクテリオファージの精製及び増殖のために拾い上げることができる。本発明のバクテリオファージの1回以上の選択的増殖サイクルを、例えばバクテリオファージをコンピテントなE.coliと混合し、その後、増殖培地を添加し、試験された試験増殖条件でインキュベートすることによって行ない得る。遠心分離後、清澄化した増殖された上清を、フィルターを通して濾過し、別のサイクルの選択的増殖にかけるか、又は、溶菌活性の存在について試験する。懸濁液中のファージ力価及び本発明のバクテリオファージのプラーク形態の可視化を、公知の方法によって、例えばプラーク計数によって推定することができる。さらに、短期保存、長期保存、凍結保存、又は任意の他の種類の保存のために様々な形態へと(液体形、凍結乾燥形など)本発明のバクテリオファージを加工することは、当技術分野において周知であるように任意の適切な方法によって行なわれ得る(Clark, 1962を参照)。
本発明のバクテリオファージの活性は、バクテリオファージを宿主である可能性のある細菌と共に増殖させ、続いて宿主細菌細胞を死滅させるその能力を評価することに基づいた、二重寒天法としても知られるプラークアッセイなどの当技術分野において周知の方法によって評価され得る。プラークアッセイ法では、バクテリオファージは軟寒天培地中でのインキュベート期間後に標的E.coli株の溶菌を誘導し、その結果、プラークとして知られるプレート上の透明域が生じる。好ましい態様では、本発明のバクテリオファージは、単独で又は組み合わせてのいずれかで、ESBL E.coli株などの抗生物質耐性E.coli株をはじめとする病原性E.coli株に対して溶菌活性を示す。さらに、これらのバクテリオファージの表現型(例えば特異性及び溶菌活性)を保持しているこれらのバクテリオファージの変異体を、当技術分野においてそれ自体公知の技術によって産生及び/又は単離することができる。
特定の実施態様では、本発明は、BP539バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP539バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR54中で産生又は増殖させることができる。BP539又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR15株、ECOR35株、ECOR38株、ECOR40株、ECOR54株、ECOR62株、ECOR64株及び/又はECOR71株に対して溶菌活性を有する。BP539は、配列番号1に示された配列を含むか、又は、配列番号1に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP539バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP539バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP539バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP539バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは0.1付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP700バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP700バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR55中で産生又は増殖させることができる。BP700又はその任意の変異体は特異的であり、ECOR46株、ECOR55株、ECOR60株及び/又はECOR64株に対して溶菌活性を有する。BP700は、配列番号2で示された配列を含むか、又は、配列番号2に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP700バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP700バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP700バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP700バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは2付近のPLEによって特徴付けられる。
さらに別の態様では、本発明は、BP753バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP753バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR56中で産生又は増殖させることができる。BP753又はその任意の変異体は特異的であり、ECOR10株、ECOR48株、及び/又はECOR56株に対して溶菌活性を有する。BP753は、配列番号3で示された配列を含むか、又は、配列番号3に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP753バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP753バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP753バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP753バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは2付近のPLEによって特徴付けられる。
別の態様では、本発明は、BP814バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP814バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR55中で産生又は増殖させることができる。BP814又はその任意の変異体は特異的であり、ECOR46株、ECOR50株、ECOR55株及び/又はECOR64株に対して溶菌活性を有する。BP814は、配列番号4で示された配列を含むか、又は、配列番号4に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP814バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP814バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP814バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP814バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは0.3付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP953バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP953バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR55中で産生又は増殖させることができる。BP953又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR1株、ECOR46株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR55株、ECOR59株及び/又はECOR60株に対して溶菌活性を有する。BP953は、配列番号5で示された配列を含むか、又は、配列番号5に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP953バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP953バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP953バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP953バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは3付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP954バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP954バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR35中で産生又は増殖させることができる。BP954又はその任意の変異体は特異的であり、ECOR24株、ECOR35株、ECOR38株、ECOR40株、ECOR46株及び/又はECOR62株に対して溶菌活性を有する。BP954は、配列番号6で示された配列を含むか、又は、配列番号6に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP954バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP954バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP954バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP954バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは3付近のPLEによって特徴付けられる。
さらに別の態様では、本発明は、BP970バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP970バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株K12/DH5中で産生又は増殖させることができる。BP970又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR1株、ECOR2株、ECOR5株、ECOR10株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR28株及び/又はECOR72株に対して溶菌活性を有する。BP970は、配列番号7で示された配列を含むか、又は、配列番号7に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP970バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP970バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP970バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP970バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは5付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP1002バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1002バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR56中で産生又は増殖させることができる。BP1002又はその任意の変異体は特異的であり、ECOR15株、ECOR24株、ECOR35株、ECOR38株、ECOR40株、ECOR48株、ECOR54株、ECOR55株、ECOR56株、ECOR59株、ECOR60株及び/又はECOR64株に対して溶菌活性を有する。BP1002は、配列番号8で示された配列を含むか、又は、配列番号8に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1002バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1002バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1002バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1002バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは5付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP1151バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1151バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR56中で産生又は増殖させることができる。BP1151又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR24株、ECOR35株、ECOR38株、ECOR40株、ECOR46株、ECOR48株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR56株、ECOR59株、ECOR60株、ECOR62株、ECOR64株及び/又はECOR71株に対して溶菌活性を有する。BP1151は、配列番号9で示された配列を含むか、又は、配列番号9に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1151バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1151バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1151バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1151バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは10付近のPLEによって特徴付けられる。
別の態様では、本発明は、BP1155バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1155バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR59中で産生又は増殖させることができる。BP1155又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR28株、ECOR46株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR55株、ECOR59株及び/又はECOR71株に対して溶菌活性を有する。BP1155は、配列番号10で示された配列を含むか、又は、配列番号10に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1155バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1155バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1155バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1155バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは0.5付近のPLEによって特徴付けられる。
さらに別の態様では、本発明は、BP1168バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1168バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR59中で産生又は増殖させることができる。BP1168又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR28株、ECOR35株、ECOR46株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR55株、ECOR59株、ECOR71株及び/又はECOR72株に対して溶菌活性を有する。BP1168は、配列番号11で示された配列を含むか、又は、配列番号11に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1168バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1168バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1168バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1168バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは0.8付近のPLEによって特徴付けられる。
別の態様では、本発明は、BP1176バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1176バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR60中で産生又は増殖させることができる。BP1176又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR4株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR24株、ECOR28株、ECOR35株、ECOR55株、ECOR56株、ECOR59株及び/又はECOR60株に対して溶菌活性を有する。BP1176は、配列番号12で示された配列を含むか、又は、配列番号12に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1176バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1176バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1176バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1176バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは4付近のPLEによって特徴付けられる。
さらに別の態様では、本発明は、BP1197バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1197バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株K12/DH5中で産生又は増殖させることができる。BP1197又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR28株、ECOR46株、ECOR48株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR59株、ECOR60株、ECOR71株及び/又はECOR72株に対して溶菌活性を有する。BP1197は、配列番号13で示された配列を含むか、又は、配列番号13に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1197バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1197バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1197バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1197バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは1付近のPLEによって特徴付けられる。
1つの態様では、本発明は、BP1226バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1226バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株ECOR59中で産生又は増殖させることができる。BP1226又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR13株、ECOR28株、ECOR48株、ECOR59株、ECOR60株及び/又はECOR72株に対して溶菌活性を有する。BP1226は、配列番号14で示された配列を含むか、又は、配列番号14に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1226バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1226バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1226バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1226バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは5付近のPLEによって特徴付けられる。
別の特定の実施態様では、本発明は、BP1229バクテリオファージ又はその任意の変異体に関する。BP1229バクテリオファージ又はその任意の変異体を、例えばE.coli株K12/DH5中で産生又は増殖させることができる。BP1229又はその任意の変異体は特異的であり、K12/DH5株、ECOR2株、ECOR13株、ECOR15株、ECOR28株、ECOR46株、ECOR48株、ECOR50株、ECOR54株、ECOR55株、ECOR59株及び/又はECOR72株に対して溶菌活性を有する。BP1229は、配列番号15で示された配列を含むか、又は、配列番号15に対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも85%の同一性、さらにより好ましくは90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する、ゲノムを含む。BP1229バクテリオファージ又はその変異体から単離された核酸配列も提供される。本発明はまた、BP1229バクテリオファージ若しくはその変異体によってコードされるか、又は、本発明のBP1229バクテリオファージから単離された核酸配列によってコードされる、単離されたポリペプチドも包含する。本発明のBP1229バクテリオファージはまた、15未満、より好ましくは10未満、さらにより好ましくは6付近のPLEによって特徴付けられる。
核酸及びポリペプチド
本発明はまた、本発明のバクテリオファージに含有されている核酸、又はこのような核酸の任意のフラグメントにも関する。フラグメントという用語は、より好ましくは、オープンリーディングフレームを含有している(又はからなる)フラグメントを示す。核酸は一本鎖又は二本鎖のDNA又はRNAであり得る。
核酸は、寄託されたバクテリオファージから単離されても、あるいは、当技術分野においてそれ自体公知の一般的な技術に従って、組換えDNA技術(例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅、クローニング)、酵素的若しくは化学的合成、又はその組合せを使用して作製されてもよい。天然の対立遺伝子変異体及び改変された核酸配列(この中のヌクレオチドは挿入、欠失、置換、及び/又は反転している)を含むがこれらに限定されない、相同配列及びそのフラグメントも含まれる。
特定の実施態様では、本発明は、配列番号1〜15のいずれか1つから選択された配列、又は配列番号1〜15のいずれか1つに対して少なくとも90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、99%若しくはそれ以上の配列同一性を有する配列を含む、核酸に関する。
別の特定の実施態様では、本発明は、配列番号1〜15のいずれか1つから選択された配列のフラグメントの配列、又は、配列番号1〜15のいずれか1つに対して少なくとも90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、99%若しくはそれ以上の配列同一性を有する配列のフラグメントを含む、核酸に関し、該フラグメントは、オープンリーディングフレーム又は調節配列、例えばプロモーターを含む。
特定の実施態様では、本発明は、配列番号1〜15のいずれか1つから選択された配列、又は、配列番号1〜15のいずれか1つに対して少なくとも90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%、99%若しくはそれ以上の配列同一性を有する配列を有する又はからなる核酸に関する。
本発明の核酸は、遊離形であっても、又はベクターにクローニングされていてもよい。
さらなる態様では、本発明はまた、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15から選択された核酸配列によってコードされる単離されたポリペプチドにも関する。該ポリペプチドは、当技術分野においてそれ自体公知の技術、例えば合成、組換え技術、又はその組合せによって作製され得る。該ポリペプチドは単離又は精製され得、抗菌剤として又はインビトロでの分析のための試薬として使用され得る。
本発明の組成物:
本発明の1つの態様は、上記されているような少なくとも1つのバクテリオファージ、より好ましくは少なくとも2つ以上のバクテリオファージと、場合により薬学的に又は獣医学的に許容される賦形剤とを含む、組成物に関する。記載されているように、本発明のバクテリオファージは、E.coli株に対して非常に強力な溶菌特性を有する。これらのバクテリオファージの組合せを作製することにより、宿主域を拡大し、非常に効果的な抗菌組成物を作製し得る。
より特定すると、本発明は、E.coli株に対して溶菌活性を有する少なくとも2つのバクテリオファージを含む抗菌組成物に関し、前記の少なくとも2つのバクテリオファージは、配列番号1〜15のいずれか1つのヌクレオチド配列、又は、それに対して少なくとも90%の同一性、好ましくはそれに対して少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択される。
好ましい実施態様では、本発明の組成物は、配列番号1〜15のいずれか1つのヌクレオチド配列、又は、それに対して少なくとも90%の同一性、好ましくはそれに対して少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択された少なくとも3つ、さらにより好ましくは少なくとも4つの明確に異なるバクテリオファージを含む。本発明の組成物は、上記に開示されているような15の明確に異なるバクテリオファージの中の少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、又は全部を含み得る。
本発明の1つの態様は、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229、並びにその変異体から選択された少なくとも1つのバクテリオファージを含む組成物に関する。
本発明はまた、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229、並びにその変異体から選択された少なくとも2つの明確に異なるバクテリオファージを含む組成物に関する。
好ましくは、本発明の組成物は、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229、並びにその変異体から選択された少なくとも3つの明確に異なるバクテリオファージ、より好ましくは少なくとも4つの明確に異なるバクテリオファージ、さらにより好ましくは少なくとも5つの明確に異なるバクテリオファージ、さらにより好ましくは少なくとも6つの明確に異なるバクテリオファージ、より好ましくは少なくとも7つの明確に異なるバクテリオファージ、より好ましくは少なくとも8つの明確に異なるバクテリオファージ、さらにより好ましくは少なくとも9つの明確に異なるバクテリオファージ、さらにより好ましくは少なくとも10個の明確に異なるバクテリオファージを含む。
特定の実施態様では、本発明の組成物は、BP539を、BP700、BP753、BP814、BP1151、BP1176及びBP1168から選択された少なくとも1つのさらに他のバクテリオファージと組み合わせて含む。
別の特定の実施態様では、本発明の組成物は、BP1002を、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176及びBP1197から選択された少なくとも1つのさらに他のバクテリオファージと組み合わせて含む。
別の特定の実施態様では、該組成物は、BP1155を、BP1168、BP1197、BP1226、BP1229及びBP1176から選択された少なくとも1つのさらに他のバクテリオファージと組み合わせて含む。
別の好ましい実施態様では、該組成物は、BP1151を、BP1176、BP953、BP970、BP700及びBP1002から選択された少なくとも1つのさらに他のバクテリオファージと組み合わせて含む。
別の好ましい実施態様では、該組成物は、BP953及び/又はBP1168及び/又はBP1176を、場合により本発明の少なくとも1つのさらに他のバクテリオファージとさらに組み合わせて含む。
本発明は特に、バクテリオファージBP953+BP1168の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、試験された出血性のE.coli株の100%を、表2の25個のE.coli細菌のほぼ70%を死滅させることができた(実施例3.1参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP953+BP1168+BP1229の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、出血性株をはじめとする、E.coli細菌型O157、O144及びO104を死滅させることができる(実施例3.2参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP953+BP1151+BP1155+BP1176の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、病院から単離された試験された全てのE.coli細菌の80%を死滅させることができた(実施例3.3参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP700+BP953+BP970+BP1002+BP1176の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、試験されたST131型E.coli細菌の100%、試験されたBLSE E.coli細菌の少なくとも80%、及び試験されたBMR型E.coli細菌の少なくとも93%を死滅させることができた(実施例3.4参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP1002+BP1151+BP1155+BP1168+BP1176の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、試験された髄膜炎を引き起こすE.coli細菌の100%を死滅させることができる(実施例3.5参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP539+BP700+BP753+BP814+BP1151+BP1176+BP1168の組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、表2のECORコレクションの24のE.coli細菌のほぼ96%を死滅させることができた(実施例3.6参照)。
本発明はまた、バクテリオファージBP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229、あるいはその変異体の全ての組合せを含む組成物に関する。このような組成物は、表2の25のE.coli細菌の100%を死滅させることができた(実施例3.7参照)。
本発明の組成物の具体例は、以下を含む:
配列番号5のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号11のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号5のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号11のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号15のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号5のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号9のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号10のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号12のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号2のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号5のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号7のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号8のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号12のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号8のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号9のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号10のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号11のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号12のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
配列番号1のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号2のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号3のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号4のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号9のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号12のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び、配列番号11のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ。
本発明の具体的な実施態様は、以下を含む組成物に関する:
配列番号1のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号2のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号3のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号4のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号5のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号6のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号7のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号8のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号9のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号10のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号11のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号12のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号13のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号14のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;
配列番号15のヌクレオチド配列又はそれに対して少なくとも90%の同一性を有する配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ。
本発明の組成物は、細菌病原体E.coliに対して溶菌活性を発揮する。本発明の組成物は、追加の抗菌剤、特に、明確に異なる宿主特異性を有する他のバクテリオファージをさらに含み得る。
本発明の好ましい組成物は、抗生物質耐性E.coli株に対して溶菌性である。
本発明のさらに好ましい組成物は、天然に見られるE.coli株の基準コレクションである、EcoRコレクションの全ての細菌株の中の90%超に対して溶菌性である。
本発明の抗菌組成物は、様々な剤形、例えば液体製剤、半液体製剤、固形製剤、又は凍結乾燥製剤であり得る。
本発明の態様では、前記組成物は、10〜1012PFU、好ましくは10〜1010PFUの本発明の少なくとも1つのバクテリオファージを含むことが望まれる。抗菌組成物が、上記に定義されているようないくつかのバクテリオファージを含む場合、該組成物は、10〜1012PFUの本発明の各々の存在するバクテリオファージを含むことが好ましい。
本発明の組成物は、有効量の選択されたバクテリオファージ(群)を含み得る。好ましくは、該組成物は、10〜1012PFU、好ましくは10〜1010PFUの各々の該バクテリオファージを含む。本発明の組成物中の各々の種類のバクテリオファージの相対量は、当業者によって調整され得る。典型的には、抗菌組成物が上記に定義されているようないくつか(n)の明確に異なるバクテリオファージを含む場合、該組成物中の各バクテリオファージの全相対量A%は、より好ましくは、A%=(100/n)xVであり、nはバクテリオファージの明確に異なる種類の数を示し、Vは0.2〜5の間の変動係数である。最も好ましくは、Vは0.3〜3であり、さらにより好ましくは0.5〜2であり、一般的には0.8〜1.5である。典型的な実施態様では、抗菌組成物が上記に定義されているようないくつかのバクテリオファージを含む場合、該組成物は10〜1012PFUの本発明の各々の存在するバクテリオファージを含むことが好ましい。好ましくは、各々の種類のバクテリオファージは、本発明の組成物中にほぼ等しい相対量で存在している。
本発明の組成物は好ましくは、適切な希釈剤又は担体、例えば薬学的に又は獣医学的に許容される賦形剤又は担体を含む。本発明に記載の組成物は、任意の賦形剤又は担体、例えば増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤、界面活性剤などを、選択したバクテリオファージ(群)の他に含み得る。このようなものとしては、有害ではないか、又は生物に対して全く有意な特異的若しくは非特異的な免疫反応を引き起こさないか、又はバクテリオファージの生物学的活性を消失させない、生理学的に許容される溶液若しくはビヒクルが挙げられる。液体製剤のために、食塩水、滅菌水、リンガー液、緩衝生理食塩水、アルブミン輸液、デキストロース液、マルトデキストリン液、グリセロール、エタノール、及びその混合物を、薬学的に又は獣医学的に許容される賦形剤又は担体として使用し得る。適宜、他の従来の添加剤、例えば増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤、界面活性剤、抗酸化剤、及び静菌剤も添加し得る。さらに、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤、及び潤滑剤も、組成物にさらに添加して、水性溶液、懸濁液、及びエマルションなどの注射用製剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、若しくは錠剤などの経口製剤、又は粉末化製剤を調製し得る。局所投与用の製剤は、バンドエイド、包帯、パッチ、フィルム、軟膏、ローション、クリーム、ゲル、点眼液、坐剤、スプレー、ネブライザー、タンポン、生理用ナプキン、液剤、及び散剤を含み得る。除染のための又は医療用途のための製剤はエアゾール又はスプレーも含み得る。
本発明の組成物は、例えば哺乳動物における感染の処置のために、又は被験体の状態の改善のために、ヒト若しくは獣医学的領域をはじめとする医療分野において使用され得る。該組成物は、感染を処置するために、生物内のE.coli細菌を死滅させるために使用され得る。該組成物はまた、哺乳動物における微生物叢を改変することによって、該哺乳動物の状態を改善するために使用され得る。特に、本発明の組成物は、哺乳動物の皮膚又は粘膜上のE.coli株を特異的に除去することができ、これにより、その微生物叢を改変させ、適切なバランスを回復することができる。
特定の実施態様では、本発明はまた、哺乳動物に、上記に定義されているような組成物又はバクテリオファージ又は核酸又はポリペプチドを投与することを含む、該哺乳動物における感染を処置するための方法に関する。
特定の実施態様では、該方法は、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229、あるいはその変異体から選択された少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、さらにより好ましくは少なくとも3つのバクテリオファージを投与することを含む。
本発明はまた、哺乳動物における感染を処置するための、又は該哺乳動物における微生物叢を回復させるための、医薬品を製造するための、記載されているような組成物、バクテリオファージ、核酸、又はポリペプチドの使用に関する。
本発明の組成物又は薬剤は、静脈内、経口、経皮、皮下、粘膜、筋肉内、肺内、鼻腔内、非経口、直腸、膣内、及び局所をはじめとする、任意の慣用的な経路によって投与され得る。好ましい実施態様では、バクテリオファージ又は組成物は、局所経路によって、例えば被験体の皮膚上への適用によって投与される。該組成物は、直接的に投与されても、又は間接的に、例えば支持体を介して投与されてもよい。これに関して、該組成物は、例えば患部に適用又は噴霧され得る。本発明の組成物はまた経口経路又は非経口経路によって投与されてもよい。本発明の組成物を適用、噴霧、又は投与するに適した用量は、製剤、投与形態、投与時に処置される哺乳動物の年齢、体重、性別、状態、食事、投与経路、及び反応感度をはじめとする様々な因子に依存して当業者によって調整され得る。当技術分野における通常の技能を有する医師は、必要とされる組成物の有効量を容易に決定し、処方することができる。
抗生物質耐性E.coli株に対する溶菌活性が得られるように投薬も当業者によって調整され得る。インビボで溶菌活性を得るのに効果的な用量は典型的には、投与経路に依存して、少なくとも10PFU/ml、好ましくは約10〜1012PFU/mlの濃度を含む。投与は一回だけ行ない得るか、又は必要であれば反復してもよい。
本発明の組成物は、E.coli感染、典型的には呼吸器、尿路、火傷、創傷、耳、皮膚、及び軟組織、消化管の感染又は術後感染を処置するために投与され得る。
実験章において示されているように、本発明のバクテリオファージ及び組成物は、インビトロ又はインビボでE.coli細菌を選択的に死滅させることができる。該組成物は、インビボでさえ、低い用量でさえ、様々なE.coli細菌の混合物を破壊することができる。さらに、本発明の組成物は、病原性細菌にとって特に重要であるバイオフィルムに包埋された細菌を死滅させるのに効果的である。また、本発明の組成物及びバクテリオファージは、厳密には哺乳動物細胞を冒すことができないので、それ故、インビボで特異的であり、副作用がない。
本発明はまた、材料を除染するための、本発明の組成物、バクテリオファージ、核酸、又はポリペプチドの使用に関する。その強力な抗菌作用に因り、及び細菌バイオフィルムの完全性を損ないさえするその能力に因り、本発明の組成物は、材料上の細菌を排除するか又は少なくとも細菌数の減少を引き起こすための、除染剤として使用され得る。このような方法は、例えばコンタクトレンズ、生体に埋め込まれる器具の表面、パイプ、導管、実験用容器、織物などの固形材料又は器具をはじめとする、医療的な背景及び非医療的な背景の両方の、様々な生物学的又は非生物学的表面の処理に適用され得る。
本発明の診断試験/予測試験:
本発明はまた、被験体におけるバクテリオファージ療法の効力を予測又は決定するための方法に関し、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229から選択された1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性を決定する工程を含み、このような溶菌活性は、効果的な処置を示す。好ましい態様では、該方法はさらに場合により、該被験体の試料に由来するE.coli株に対して溶菌活性を有する1つ以上のバクテリオファージによって、該被験体を処置する工程を含む。
別の態様では、本発明は、被験体を選択するか又は被験体がバクテリオファージ療法から恩恵を受けやすいかどうかを決定するための方法を提供し、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229から選択された1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性を決定する工程を含み、少なくとも1つのE.coli株に対する本発明の1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性は、応答被験体であることを示す。
本発明の別の目的は、バクテリオファージ療法に対する被験体の応答を予測するための方法に関し、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229から選択された1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性を決定する工程を含み、少なくとも1つのE.coli株に対する本発明の1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性は、該療法に対する良好な応答を示す。
本発明のさらなる態様及び利点は、以下の実験章において開示されており、これは説明するためだけのものである。
実施例
材料及び方法
ファージの単離及び調製
MDRE.coli細菌を、環境水から各々の病原性バクテリオファージを単離及び濃縮するために使用した。環境試料とルリア・ベルターニ(LB)中での細菌の一晩培養液とを混合し、37℃で24時間振盪しながらインキュベートして、特定のバクテリオファージを濃縮した。インキュベート終了時に、クロロホルムの液滴を培養液に加えた。培養液を11,000gで5分間かけて遠心沈殿させ、細菌細胞及び残骸を除去した。上清を0.2μmのフィルターにかけて、残存している細菌細胞を除去した。濃縮されたファージ溶液を、E.coliの包埋されているLB寒天培地に蒔いた。プラークが、37℃で24時間のインキュベート後にプレート上に形成された。1つのプラークをその後のファージの精製及び増殖のために拾い上げた。次いで、ファージを、LBブロス又は生理食塩水中への懸濁液中で4℃で保存した。懸濁液中のファージの力価を、プラークの計数によって推定した(Postic, 1961)。懸濁液の10倍希釈液を、乾燥させた増殖株の菌叢の上に加えた。プレートを、一晩インキュベートした後に解読した。プラーク計数法はまた、プラークの形態の可視化も可能とした。
宿主域の決定
バクテリオファージの宿主域を、ECORコレクションに由来する26個のE.coliのコレクションの中から決定した。10個の細菌細胞を、融解させた寒天と混合し、この混合物を固形寒天上に注いで、二重層寒天プレートを作成した。凝固後、単離されたバクテリオファージストック溶液を、異なる細菌株を有する各プレートにスポットした。20分間かけてスポットを吸収させた後、プレートを逆さにして、37℃で24時間インキュベートして、溶菌度を記録した。
電子顕微鏡
各々のファージの電子顕微鏡写真を、透過型電子顕微鏡を用いて撮影した。
ファージゲノムのシークエンス、分析、及びアノテーション
ファージDNAを単離するために、ファージを上記のように増殖させた。ファージDNAを、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、V/V)を用いた抽出、エタノールによる沈降、及び水への再溶解によって単離した。全ゲノムシークエンスを行ない、BLASTアルゴリズムを使用して、国立生物工学情報センター[NCBI]データベースに記載された遺伝子に対する類似率を決定した。ゲノムを可能性あるオープンリーディングフレーム(ORF)について走査した。
実施例1:バクテリオファージ−宿主の特徴及び動態
1工程の増殖実験を、以前の記載に従って行ない、最初に産生溶菌時間、吸着速度、次いでファージバーストサイズを決定した。吸着速度を決定するために、試料を様々な時間間隔で採取し、溶液中の遊離ファージ粒子を分析した。産生時間及びファージバーストサイズの決定のために、E.coli細菌をファージ溶液と混合し、ファージを15分間かけて吸着させた。混合物を直ちに5000rpmで10分間の遠心分離にかけ、遊離ファージ粒子を除去した。ペレットを5つの新鮮なLB培地に再度懸濁し、培養液を37℃で持続的にインキュベートした。試料を3分間の間隔で採取し、ファージ力価を決定した。これらの結果は、以下の表3に示されているように、1個の細菌あたりに産生されたファージの数(バーストサイズ)、産生時間、及び産生溶菌作用(PLE)の計算を可能とした。
これらの結果は、全てのファージが、強力なウイルス産生能及び吸着速度を有することを示す。大半のファージが5未満のPLEを有し、これは、顕著なプロファイルを実証する。ファージ539は、これに関して特に効果的である。さらに、異なるPLE及び吸着時間は、選択されたばらつきを有するカクテルの作成を可能とする。
実施例2:カクテル組成物の調製
以下のカクテル組成物は、各々が10−9〜10−11pfuの各バクテリオファージを含むように構成されている。
様々なファージの全てを含む、以下の追加の2つのカクテル組成物は、E.coli種の最も重要な種類を網羅するように構成されている。
実施例3:本発明のバクテリオファージカクテルに対する細菌の感受性
様々な細菌株を、2×10個のバクテリオファージ/mlの本発明のバクテリオファージカクテルを用いて試験した。様々な細菌濃度を、2×10個のバクテリオファージ/mlのバクテリオファージカクテル上に蒔き、37℃で24時間インキュベートした。
カクテルを、表2に列挙された明確に異なるE.coli細菌、並びに、R. Debreコレクションの髄膜炎を引き起こす細菌(37個の株)、BLSE(5個の株)とST131(9個の株)型のE.coli細菌、入院患者から得られたE.coli細菌(35個の株)、及びO157型とO144型とO104型の出血性E.coli細菌(3個の株)をはじめとする追加のE.coli細菌上で試験した。カクテルに対して感受性である細菌種%を以下の表6に列挙する。
実施例3.1:カクテルIの効力
以下の表6に示されているように、カクテルIは、試験された出血性E.coli細菌の100%を破壊することができる。
さらに、カクテルIはまた、表2の25のE.coli細菌のほぼ70%を破壊することができる。
実施例3.2:カクテルIIの効力
以下の表7に示されているように、カクテルIIは、試験された出血性E.coli細菌の100%を破壊することができる。
さらに、カクテルIIはまた、表2の25個のE.coli細菌の76%を破壊することができる。
実施例3.3:カクテルIIIの効力
以下の表8に示されているように、カクテルIIIは、入院患者から単離された試験されたE.coli株の少なくとも80%を破壊することができる。
実施例3.4:カクテルIVの効力
以下の表9に示されているように、カクテルIVは、ST131及びBLSE型のE.coli株を破壊することができる。
実施例3.5:カクテルVの効力
以下の表10に示されているように、カクテルVは、R. Debreコレクションに由来する髄膜炎を引き起こすE.coli細菌を100%破壊することができた。
実施例3.6:カクテルVIの効力
カクテルVIは、表2に列挙されたECORコレクションの24のE.coli細菌のほぼ96%を破壊することができる。
実施例3.7:カクテルA及びBの効力
カクテルA及びBはどちらも、表2に列挙された25のE.coli細菌の100%を破壊することができる。
細菌をさらに数え挙げ、これを耐性率(インキュベート後の細菌数/蒔いた細菌数)の計算に使用した。15の異なる型のバクテリオファージを含むカクテルAの耐性率を、以下の表11に示す。
試験された全ての細菌は、本発明の組成物に対して感受性である。
実施例4:カクテルの特異性
カクテルの特異性は、緑膿菌、アシネトバクター・バウマンニ、エンテロバクター・エロゲネスC、エンテロバクター・アズブリア、エンテロバクター・クロアカ、クレブシエラ・ニューモニエ、プロテウス・ミラビリス、黄色ブドウ球菌、ステノトロホモナス・マルトフィリア、セラチア・マルセセンスをはじめとする、10の細菌種に対して試験することによって確認された。
表12は、独立して又は15のバクテリオファージのカクテルとして組み合わせて使用された、各々のバクテリオファージに観察された溶菌活性を要約する。
上記の表は明瞭に、E.coli株以外の細菌に対して全く溶菌活性が起こらなかったことを示す。それ故、本発明のバクテリオファージ及びカクテルは、E.coli株に対して非常に特異的である。
実施例5:インビトロでのE.coli株に対するバクテリオファージの効力
EcoRコレクションのいくつかの株を選択して、E.coliの遺伝子的多様性及び様々な形態の抗生物質耐性を示した。株は、1つ又はいくつかの抗生物質に対して感受性又は耐性のいずれかであった。それらを個々に又は2〜8の株と組み合わせて増殖させた。バクテリオファージカクテルを、1対10−6のMOIで、すなわち、1対100万の希釈比(細菌/ファージ)で加えた。
結果を図1及び以下の表13に提示する。
表13:E.coli混合物に対する、2×10cfu/ml及び様々な希釈率での、インビトロで得られたバクテリオファージカクテルの効力
本発明の組成物は、E.coli細菌の8の明確に異なる株の混合物を死滅させることができる。カクテルは、1/1000の希釈率で8の株に対して依然として効果的である。
実施例6:インビボでのE.coli株に対するバクテリオファージの効力
2011年に火傷した患者で収集された単離されたSH113株を、以下の実験のために使用した。SH113株は、アンピシリン、チカルシリン、セファロチン、セフォタキシム、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、シプロフロキサシンに対して耐性である。SKH1マウス(又は無毛のマウス)を、E.coli感染のマウスモデルとして使用した。
方法:(以下の表14を参照されたい)
−マウスを、注射前の−3日目から2日間毎に、シクロホスファミド(Cy)1.5mgの3回の腹腔内注射によって免疫抑制した。
−30mg/kgのイペリット液2μlによってマウスの皮膚を火傷させた。
−火傷の2日後に、火傷部位への細菌懸濁液の皮下注射によって感染させる。
カクテル組成物を実施例2に従って調製し、湿布を、10個のファージ/mlのバクテリオファージカクテルに浸漬し、その後、0日目に適用した。
様々な濃度のE.coli株を、100μlのバクテリオファージカクテルを用いて試験した。図2に示されているように、全てのE.coli株は処置から6時間後に死滅した。
SH113E.coli株を皮下注射によってSKH1マウスに投与した場合に、全てのマウスはさらなる処置がなければ死滅した。上記の表9に提示されているようなバクテリオファージカクテルの注射によって処置されたマウスでは、顕著な生存率が観察された(図3参照):皮下又は静脈内に処置されたSKH1マウスでは100%の生存率、腹腔内経路の処置では65%の生存率。比較すると、0日目+6時間及び連続7日間の間に(例えば、1日目に2回の注射)2倍量のゲンタマイシン抗生物質によって処置されたSKH1マウスにおいて80%の生存率が観察された。
1/10、1/100、及び1/1000の希釈率(すなわち1匹のマウスあたり10PFU)の本発明のカクテルを用いての皮下処置後にも顕著な100%の生存率が得られた(図4参照)。
したがって、本発明の組成物は、インビボで感染を処置することができ、感染マウスにおいて100%の生存率を誘導することができる。
参考文献

Claims (22)

  1. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)(E. coli)株に対して溶菌活性を有する少なくとも2つの異なるバクテリオファージを含む抗菌組成物であって、前記の少なくとも2つの異なるバクテリオファージは、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択される、該抗菌組成物。
  2. 配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択された少なくとも3つの異なるバクテリオファージを含む、請求項1の組成物。
  3. 配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージから選択された少なくとも4つの異なるバクテリオファージを含む、請求項1の組成物。
  4. 以下のバクテリオファージの組合せ:
    −配列番号5のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号11のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
    −配列番号5のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号11のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号15のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
    −配列番号5のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号9のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号10のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号12のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
    −配列番号2のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号5のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号7のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号8のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号12のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
    −配列番号8のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号9のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号10のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号11のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号12のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ;又は
    −配列番号1のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号2のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号3のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号4のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号9のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号12のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、及び配列番号11のヌクレオチド配列を含むゲノムを有するバクテリオファージ、
    のいずれか一つを含む、請求項1記載の組成物。
  5. それぞれ配列番号1〜15のヌクレオチド配列を含む、バクテリオファージBP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及びBP1229の全ての組合せを含む、請求項1〜3のいずれか一項の組成物。
  6. 抗生物質耐性のE.coli株に対して溶菌性である、請求項1〜5のいずれか一項の組成物。
  7. 薬学的に許容される賦形剤又は担体をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項の組成物。
  8. 液体製剤、半液体製剤、固形製剤、又は凍結乾燥製剤である、請求項1〜7のいずれか一項の組成物。
  9. 10〜1012PFUの各バクテリオファージを含む、請求項1〜8のいずれか一項の組成物。
  10. 哺乳動物におけるE.coli感染を処置するための医薬の製造のための、請求項1〜9のいずれか一項の組成物の使用。
  11. 哺乳動物における微生物叢を改変することによってE.coliにより感染した該哺乳動物の状態を改善するための医薬の製造のための、請求項1〜9のいずれか一項の組成物の使用。
  12. 器具、容器又は実験材料、又は布地などの、E.coliに汚染されていることが疑われる材料を除染するための、請求項1〜9のいずれか一項の組成物のin vitroでの使用。
  13. 前記の1つ以上のバクテリオファージを別々に産生すること、及び、該バクテリオファージを適切な担体又は賦形剤と組み合わせることを含む、請求項1〜9のいずれか一項の組成物を調製するための方法。
  14. 被験体におけるバクテリオファージ療法の効力を予測又は決定するための方法であって、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する、1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性をインビトロで決定する工程を含み、該被験体の該試料に由来する少なくとも1つのE.coli株に対する1つ以上の該バクテリオファージの溶菌活性は、効果的な処置を示し、
    ここで、1つ以上のバクテリオファージは、E.coli株に対する溶菌活性を有し、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有する、前記方法。
  15. 被験体がバクテリオファージ療法から恩恵を受けやすいかどうかを決定するための方法であって、該方法は、該被験体の試料に由来するE.coli株に対する1つ以上のバクテリオファージの溶菌活性を決定する工程を含み、1つ以上の該バクテリオファージの溶菌活性の存在は、応答被験体であることを示し、そして
    ここで、該少なくとも1つ以上のバクテリオファージは、E.coli株に対する溶菌活性を有し、配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有する、前記方法。
  16. E.coli株に対する溶菌活性を有し、かつ配列番号1〜15のいずれか1つから選択されたヌクレオチド配列を含むゲノムを有する、バクテリオファージ。
  17. それぞれ配列番号1〜15のヌクレオチド配列を含むゲノムを有する、BP539、BP700、BP753、BP814、BP953、BP954、BP970、BP1002、BP1151、BP1155、BP1168、BP1176、BP1197、BP1226及び/又はBP1229から選択される、請求項16のバクテリオファージ。
  18. 請求項16又は17のバクテリオファージを含む、抗菌組成物。
  19. さらに薬学的に許容しうる賦形剤又は担体を含む、請求項18の組成物。
  20. 哺乳動物におけるE.coli感染を処置するための医薬の製造のための、請求項16又は17のバクテリオファージ、請求項18又は19の組成物の使用。
  21. 哺乳動物における細菌叢を改変することによって、E.coliによる哺乳動物の感染の状態を改善するための医薬の製造のための、請求項16又は17のバクテリオファージ、又は請求項18又は19の組成物の使用。
  22. 器具、容器、実験材料、又は布地などのE.coliで汚染されていることが疑われる材料を処理するための、請求項16又は17のバクテリオファージ、又は請求項18又は19の組成物のin vitroの使用。
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