(57)【要約】  免疫原性グリカン化合物は、６結合型ホスホエタノールアミンおよび６結合型ホスホグリセロールで可変的に修飾されたポリ−β−１，４−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造を有する。
2021507959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの６結合型ホスホグリセロールで修飾されたポリ−β−１，４−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造を有する免疫原性グリカン化合物。
【請求項２】
場合によりコンジュゲートされた、単離形態、合成形態および／または精製形態の式Ｉの化合物、あるいはその免疫原性類似体または修飾形態：
【化１】
2021507959.tif 000016
（式中、ｎ≧１であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の各々は任意の修飾を含み、但し、これらの少なくとも１つはホスホグリセロール（−ＰＧｒｏ）であり；Ｒ５は任意の修飾を含み；Ｒ６は−Ｈまたは−Ａｃを含む）
を含む、請求項１に記載のグリカン。
【請求項３】
Ｒ５が−ＯＨである、および／または反復構造の末端コピー中のＲ５がリボフラノースなどの糖を含む、請求項２に記載のグリカン。
【請求項４】
Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つがＰＧｒｏであり、Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つ、２つまたは３つがホスホエタノールアミンである、請求項２または３に記載のグリカン。
【請求項５】
Ｒ１〜Ｒ４の約２５％が−ＰＧｒｏである、請求項２から４のいずれか一項に記載のグリカン。
【請求項６】
式ＩＩの化合物、またはその免疫原性類似体もしくは修飾形態（式中、ｎ≧１である）
【化２】
2021507959.tif 000017
を含む、請求項２に記載のグリカン。
【請求項７】
脂質、単一アミノ酸、オリゴペプチド、ペプチドまたはタンパク質に連結されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のグリカン。
【請求項８】
生体分子に化学的にコンジュゲートされており、天然または異種宿主中で、Ｎ−グリカン、Ｏ−グリカンとして、脂質上、細胞表面上、または外膜小胞（ＯＭＶ）上で発現される、請求項１から６のいずれか一項に記載のグリカン。
【請求項９】
脂質に連結されており、前記脂質が細菌、古細菌もしくは真核生物源から単離および精製される、または化学的に合成される、請求項７に記載のグリカン。
【請求項１０】
前記脂質が、ホスファートもしくはピロホスファートリンカーを通じて、またはグリコシド結合によってグリカンに連結されている、請求項９に記載のグリカン。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のグリカン、または前記グリカンを保有する弱毒化ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）、または前記グリカンを異種的に発現するように操作された細菌と、薬学的に許容される希釈剤、担体、賦形剤またはアジュバントとを含むワクチン。
【請求項１２】
請求項１１に記載のワクチンを投与することによって、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）によって引き起こされる感染症を治療または予防する方法。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のグリカンと特異的に結合する抗体またはその断片と、薬学的に許容される希釈剤、担体または賦形剤とを含む組成物。
【請求項１４】
請求項１３に記載の組成物を使用して動物を受動免疫または治療する方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の組成物を使用して、試料中のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）種を認識することによって、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）生物によって引き起こされる感染症を診断する方法。
【請求項１６】
イムノアッセイを実施するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ウェルシュ菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）表面グリカン、並びにワクチン、およびウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）によって引き起こされる感染症の診断および治療におけるその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェルシュ菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）は、ヒトでの食中毒の最も一般的な原因の１つであり（Ｇｒａｓｓら（２０１３））、家畜の多数の種における腸疾患の原因でもある（Ｓｏｎｇｅｒ（１９９６）；Ｕｚａｌら（２０１０））グラム陽性毒素産生嫌気性菌である。ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）は、家禽産業で重大な問題を引き起こす鳥類壊死性腸炎（ＮＥ）の主な原因である（Ａｌ−Ｓｈｅｉｋｈｌｙら（１９７７ａ）；Ｔｉｍｂｅｒｍｏｎｔら（２０１０））。この疾患は、急性感染症の発症から２４時間以内に急速に死に至り、ほとんどの場合治療が不可能であり（Ｃａｌｙら（２０１５））、不顕性感染症は腸粘膜への慢性的損傷に関連しており、体重増加の減少および低い飼料効率につながる（Ｅｌｗｉｎｇｅｒら（１９９８）；Ｈｏｆａｃｒｅら（２００３）；Ｈｏｆｓｈａｇｅｎら（１９９２）；Ｋａｌｄｈｕｓｄａｌら（２００１））。合わせて、ＮＥは家禽産業の世界的な年間損失２０億ドルの原因であると推定されている（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｓｌｕｉｓ（２０００））。さらに、家畜での抗生物質の予防的使用に対する欧州の禁止（欧州連合、規制（ＥＣ）第１８３１／２００３号）により、欧州諸国でのＮＥ発生が増加し（Ｖａｎ  Ｉｍｍｅｒｓｅｅｌ．ら（２００４））、健康な群れと比較してウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）に重度に感染している群れの利益は３３％減少した（Ｌｏｖｌａｎｄら（２００１））。これらの損失は、抗生物質療法の代わりの代替予防戦略の必要性を浮き彫りにしている。
【０００３】
家畜環境におけるウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の重要性、およびＨｏｂｂｓ型分類スキームの主要な抗原決定基としての莢膜多糖（ＣＰＳ）の同定（Ｈｕｇｈｅｓら（１９７６））にもかかわらず、この生物の表面上に存在する炭水化物構造を同定し、特徴付けるための研究はほとんど行われてこなかった。ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）Ｈｏｂｂｓ型５、９および１０のＣＰＳ構造のみが詳細に調査されており、それにより、１９７７年に、Ｈｏｂｂｓ型９のＣＰＳの組成が１：１．６：１．１比のグルコース（Ｇｌｃ）、ガラクトース（Ｇａｌ）およびガラクトサミン（ＧａｌＮ）であると決定され（Ｃｈｅｒｎｉａｋら（１９７７））、それぞれ１９９７年および１９９８年に、Ｈｏｂｂｓ型５およびＨｏｂｂｓ型１０のＣＰＳの完全な構造がＮＭＲ分光法によって解明された（Ｋａｌｅｌｋａｒら（１９９７）；およびＳｈｅｎｇら（１９９７））。
【０００４】
ＣＰＳ構造に加えて、多くのグラム陽性菌は細胞壁タイコ酸（ＷＴＡ）およびリポタイコ酸（ＬＴＡ）を産生するが、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）におけるこれらのまたは他の炭水化物構造の存在および潜在的な重要性についてはほとんど調べられていない。Ｒｉｃｈｔｅｒら（２０１３）は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＳＭ１０１のゲノムにＬＴＡシンターゼ遺伝子（ｌｔａＳ）の３つのホモログが存在することを指摘し、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＳＭ１０１がＬＴＡ合成の小分子阻害剤に極めて感受性であることを実証し、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）におけるＬＴＡの存在および重要性を示唆したが、Ｖｉｎｏｇｒａｄｏｖら（２０１７）が、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＡＴＣＣ  １３１２４がβ−ＭａｎＮＡｃ６ＰＥｔＮ−（１→４）−［β−ＭａｎＮＡｃ６ＰＥｔＮ−（１→４）］−β−ＭａｎＮＡｃ−（１→４）−β−ＭａｎＮＡｃ６ＰＥｔＮ［３−Ｒｉｂｆ］−（１→４）−β−ＭａｎＮ−（１→４）−β−Ｇｌｃ−（１→１）−Ｇｒｏの反復構造を有するＬＴＡを産生することを報告したごく最近まで、この細菌におけるＬＴＡの存在は実証されておらず構造的な特徴付けもなされていなかった。
【０００５】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）に対する多糖類ベースのワクチンは知られていない。これまでのワクチン接種戦略は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）によって産生される毒素（トキソイド）の無毒化版ならびにウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）表面および分泌タンパク質などのタンパク質抗原の使用に集中しており、さまざまな程度の防御が得られた（Ｍｏｔら（２０１４））。ニワトリのＮＥを含む家畜の病気を引き起こすウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株による２種以上の毒素の産生により、有効なタンパク質ワクチン戦略には、２種以上のトキソイドを含有する多価ワクチンが必要になり得る。
【０００６】
家禽用の市販のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ワクチン（Ｎｅｔｖａｘ（登録商標）（Ｍｅｒｃｋ  Ａｎｉｍａｌ  Ｈｅａｌｔｈ、Ｗｈｉｔｅｈｏｕｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ、ＮＪ）およびＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  Ｔｏｘｏｉｄ  Ａｕｔｏｖａｃｃｉｎｅ（Ｖａｃｃｉ−Ｖｅｔ（商標）、Ｓａｉｎｔ−Ｈｙａｃｉｎｔｈｅ、ＱＣ、カナダ）は、アルファ毒素トキソイドに基づいているが、その後、毒素ＮｅｔＢが、ニワトリのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）病理においてより重要な役割を果たすことが示されている。さらに、近年のＮＥワクチン研究では、アルファ毒素由来抗原とＮｅｔＢ由来抗原の組み合わせを使用した場合にのみ、有意な防御レベルが観察されることが発見された（Ｊｉａｎｇら（２０１５））。ＮＥワクチンの開発における主な考慮事項の１つは、ニワトリの市場価値が低いためにワクチンを安価に製造しなければならず、単一抗原ではなく複数の抗原を必要とするワクチン戦略は、家禽での使用にとって高費用すぎるものとなり得ることである。
【０００７】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）によって引き起こされるニワトリのＮＥ、他の家畜の病気およびヒトの食中毒に対する安全で有効なワクチンに主要な抗原として使用される、広く交差反応性の免疫応答を誘発する保存された免疫原性標的分子をウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）から同定する必要性が依然として残っている。
【０００８】
この背景情報は、本出願人が可能性があると考えている既知の情報を本発明に関連付ける目的で提供されている。上記の情報のいずれかが本発明に対する先行技術を構成することを認めることは必ずしも意図されておらず、解釈されるべきでもない。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、６結合型ホスホエタノールアミンおよび６結合型ホスホグリセロールで可変的に修飾されたポリ−β−１，４−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造を有する多糖を含む、保存されたウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗原の同定に基づく。大まかに言えば、本発明は、少なくとも１つの６結合型ホスホグリセロールで修飾されたポリ−β−１，４−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造を含む免疫原性グリカン化合物を含む。
【００１０】
一態様では、本発明は、脂質が連結したまたは遊離の単離形態、合成形態および／または精製形態の式Ｉの化合物、あるいはその類似体または修飾形態：
【化１】
2021507959.tif 000003
（式中、ｎ≧１であり、Ｇｌｃはグルコースを表し、ＭａｎＮＡｃはＮ−アセチルマンノサミン（２−アセトアミド−２，６−ジデオキシマンノース）を表し、ＭａｎＮはマンノサミン（２−アミノ−２−デオキシ―Ｄ−マンノピラノース）を表し、Ｇｒｏはグリセロールを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の各々は任意の置換基または修飾を含み、但し、Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つはホスホグリセロール（−ＰＧｒｏ）であり；Ｒ５は−ＯＨなどの任意の修飾を含み；Ｒ６は−Ｈまたは−Ａｃを含む）
を含む、免疫原性ウェルシュ菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）特異的表面グリカンを含み得る。一実施形態では、反復構造の末端コピー中の１つのＲ５がＲｉｂｆ（リボフラノース）などの糖を含み得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、式Ｉのグリカンが、Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つがＰＧｒｏであり、Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つ、２つまたは３つがホスホエタノールアミンまたはＯＨである化合物を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、グリカンが、脂質が連結したまたは遊離の単離形態、合成形態および／または精製形態の式ＩＩの構造、あるいはその類似体または修飾形態：
【化２】
2021507959.tif 000004
を有する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、式ＩもしくはＩＩの化合物、またはその免疫原性類似体もしくは修飾形態が、例えば、脂質に連結され得る、または単一アミノ酸、オリゴペプチド、ペプチドもしくはタンパク質にコンジュゲートされ得る。
【００１４】
別の態様では、本発明は、抗体または抗血清を製造する方法であって、式ＩまたはＩＩのグリカンの全部または一部を含む抗原性表面構造を保有する化合物を用意するステップと、動物に化合物を接種して、化合物に対する免疫応答を刺激するステップと、前記動物から血清を回収するステップと、場合により前記血清を精製して、グリカンに特異的に結合する抗体または抗血清を得るステップとを含む方法を含み得る。抗体または抗血清は、診断目的で、動物もしくはヒトにおけるウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の存在を検出するために、または受動免疫法で、実際のもしくは潜在的なウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）感染症を治療するために使用され得る。
【００１５】
本発明の化合物は、アジュバントの有無にかかわらず、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）に対するワクチン製剤で使用することができ、該ワクチン製剤は、ニワトリなどの家禽または他の家畜に投与することができる。ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）はまた、牛肉または家禽の肉などの汚染された食物の消費によるヒトの食中毒の主要な原因であるので、化合物をヒトなどの哺乳動物のためのワクチン製剤に使用することもできる。本発明の化合物はまた、複合糖質ワクチンおよび診断適用での用途を有し得る。
【００１６】
別の態様では、本発明は、場合により単一アミノ酸、オリゴペプチド、ペプチド、タンパク質もしくは脂質に連結された、または弱毒化ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）細胞に由来する、もしくは抗原性化合物を異種的に発現するように操作された細菌で発現される、式ＩもしくはＩＩのグリカンの全部もしくは一部を含む抗原性化合物、またはその類似体もしくは修飾形態を含むワクチンを含み得る。
【００１７】
他の態様では、本発明は、ヒトまたは動物において、式ＩもしくはＩＩの化合物の全部もしくは一部、またはその免疫原性類似体もしくは修飾形態を含む組成物を使用して、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）生物によって引き起こされる感染症を治療または予防する方法を含み得る。本発明によるワクチンは、上記のように前記ワクチンを投与することによって、動物の生産性および健康を改善するために使用され得る。本明細書に記載されるワクチン、抗体および抗血清はまた、ヒトを含む対象における予防、治療および診断のために使用され得る。
【００１８】
本明細書に示される図面では、同様の要素には同様の参照番号が割り当てられ得る。図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本発明の原理に重点が置かれている。さらに、示される実施形態の各々は、本発明の基本的な概念を利用するいくつかの可能な構成のうちの１つにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の表面上の免疫優性抗原(immunodominant antigen)がプロテイナーゼＫ耐性であることを示すウエスタンイムノブロットである。
【００２０】
【図２】ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の免疫優性表面抗原が多糖または糖脂質であることを示すウエスタンイムノブロットである。
【００２１】
【図３】共通の表面多糖がウサギとニワトリの両方で免疫優性であること、およびウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の表面多糖に対する免疫応答が、試験された全ての野外分離株と交差反応性である一方で、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の表面多糖に対する抗血清が少数の野外分離株とのみ交差反応性であること、およびニワトリ抗ＨＮ１３抗血清が、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３  ｃｐｅ２２３７突然変異株（推定上のホスホグリセロールマイナス突然変異株、分離株３号）で全細胞に対して吸着した後、野外分離株との交差反応性が劇的に低いことを示すウエスタンイムノブロットである。
【００２２】
【図４】免疫優性表面抗原が他のクロストリジウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）種には存在しないことを示すウエスタンイムノブロットである。
【００２３】
【図５】ＰＢＳ、またはＰＢＳ中１×１０９個ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３細胞を強制経口投与、または１：１００の抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）血清：ＰＢＳ中の１×１０９個ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３細胞を共強制経口投与（ｃｏ−ｇａｖａｇｅｄ）したレグホーン種ヒヨコの生存率を示す図である。
【００２４】
【図６】ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の完全な細胞に対して産生されたニワトリ抗血清対ナイーブニワトリ血清の防御能力を評価するオプソニン食作用アッセイにおけるウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３細胞の生存率を示す図である。
【００２５】
【図７】ＨＮ１３株およびニワトリＮＥ菌株ＪＧＳ４１４３から抽出および単離されたウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）免疫優性抗原を示すウエスタンイムノブロットである。
【００２６】
【図８】式ＩＩのホスホエタノールアミンおよびホスホグリセロールで修飾された四糖反復単位構造を有する多糖の存在を確認する、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の脱アシル化保存免疫優性抗原のＮＭＲ分光法データを示す図である。
【００２７】
【図９Ａ】式ＩＩの四糖反復の還元末端の末端二糖−グリセロールを確認する、高分子量形態のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の脱アシル化および脱リン酸化保存免疫優性抗原のＮＭＲ分光法データを示す図である。
【図９Ｂ】式ＩＩの四糖反復の還元末端の末端二糖−グリセロールを確認する、低分子量形態のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の脱アシル化および脱リン酸化保存免疫優性抗原のＮＭＲ分光法データを示す図である。
【００２８】
【図１０】ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の脱脂保存免疫優性抗原のＮＭＲ分光法データを示す図であり、式ＩＩＩの非還元末端がＰＥｔＮで修飾された三糖でキャッピングされ、還元末端が二糖−グリセロールでキャッピングされた、ホスホエタノールアミンで修飾されたポリ−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造からなる多糖の存在を確認する。
【００２９】
【図１１】推定上のホスホグリセロールを欠くウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３  ｃｐｅ２２３７突然変異株がニワトリ抗ＨＮ１３抗血清に対して／に著しく免疫反応性が低いこと、および突然変異株の３つの異なる分離株について示されるように、トランスでのｃｐｅ２２３７遺伝子のコピーによる突然変異株の補完は、突然変異株の反応性を野生型レベルに回復することを示すウエスタンイムノブロットである。
【００３０】
【図１２】式Ｉに記載されるウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の広く交差反応性の共通表面多糖抗原、ならびにウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の広く交差反応性の表面多糖（式ＩＩ）の多糖領域の新規な反復単位構造を示す図である。
【００３１】
【図１３】抗ＨＮ１３（式ＩＩ）抗血清によって認識されるが、広く交差反応性の免疫応答を誘発しない、ＪＧＳ４１４３の多糖抗原（式ＩＩＩ）の多糖領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本明細書で明示的に定義されていない如何なる用語及び表現は、当業者によって理解されるその一般に受け入れられている定義を有するものとする。
【００３３】
本明細書で使用される場合、「グリカン」は、グリコシド結合した複数の単糖からなる多糖もしくはオリゴ糖化合物である、または糖タンパク質、糖脂質もしくはプロテオグリカンなどの複合糖質の多糖もしくはオリゴ糖部分である。
【００３４】
本明細書で使用される場合、「抗原」は、抗体の産生を促し、免疫応答を引き起こすことができる物質である。「抗原」および「免疫原」という用語は、本明細書では互換的に使用されるが、厳密な意味では、免疫原は免疫系からの応答を誘発する物質であり、抗原は特異的抗体に結合する物質として定義される。抗原またはその断片は、特定の抗体と接触する分子（すなわち、エピトープ）であり得る。糖タンパク質またはその断片を使用して宿主動物を免疫すると、糖タンパク質の多数の領域が抗体の産生を誘導する（すなわち、免疫応答を誘発する）ことができ、これらの抗体が抗原（糖タンパク質上の所与の領域または三次元構造）に特異的に結合する。
【００３５】
本明細書で使用される場合、「修飾」は、置換基または置換基の変化である。「置換基」は、化学構造中の水素原子に取って代わる原子または原子群である。
【００３６】
本発明は、少なくとも１つの６結合型ホスホグリセロールで修飾されたポリ−β−１，４−ＭａｎＮＡｃ反復単位構造を有する免疫原性グリカンに関する。したがって、いくつかの実施形態では、本発明は、式Ｉのグリカン化合物、またはその免疫原性部分、またはその免疫原性類似体もしくは修飾形態：
【化３】
2021507959.tif 000005
（式中、ｎ≧１であり、Ｇｌｃはグルコースを表し、ＭａｎＮＡｃはＮ−アセチルマンノサミン（２−アセトアミド−２，６−ジデオキシマンノース）を表し、ＭａｎＮはマンノサミン（２−アミノ−２−デオキシ―Ｄ−マンノピラノース）を表し、Ｇｒｏはグリセロールを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の各々はＯＨ、ホスホエタノールアミン（ＰＥｔＮ）またはホスホグリセロール（ＰＧｒｏ）などの任意の修飾を含み、但し、Ｒ１〜Ｒ４の少なくとも１つは−ＰＧｒｏであり；Ｒ５は−ＯＨなどの任意の修飾を含み；Ｒ６は−Ｈまたは−Ａｃを含む）
を含む化合物を含み得る。一実施形態では、反復構造の末端コピー中の１つのＲ５がＲｉｂｆ（リボフラノース）などの糖を含み得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、グリカンは、式ＩＩの化合物、またはその類似体もしくは修飾形態：
【化４】
2021507959.tif 000006
（式中、ｎ≧１である）
を含む。
【００３８】
式Ｉに従わないウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の表面グリカンの１つまたは複数の抗原エピトープ（式ＩＩＩ−図１２）と比較して、式Ｉに従うウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の表面多糖（式ＩＩ−図１２）に対して産生された抗血清の交差反応性によって示されるように、式Ｉの化合物の１つまたは複数の抗原エピトープは、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）分離株にわたって実質的に保存されていると考えられる（表１；図３パネルＡおよびＢ；図１２）。式ＩＩＩのグリカンはＨＮ１３に対する抗血清によって認識されるが、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）分離株と交差反応性が不十分な免疫応答を誘発する（表１、図３パネルＣ；図１２）。
【００３９】
式ＩまたはＩＩの免疫原性化合物、類似体または修飾形態は、脂質、単一アミノ酸、オリゴペプチド、ペプチドまたはタンパク質に場合により接続または連結されている。単一アミノ酸は、アスパラギン、セリンまたはトレオニンを含み得る。
【００４０】
式ＩもしくはＩＩの保存された構造、またはその免疫原性類似体および修飾形態は、式Ｉまたは式ＩＩに対する抗体がウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）媒介死亡からヒヨコを防御する能力に基づいて、広範囲のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株を認識し、防御的になりやすい交差反応性免疫応答を誘発するために必要であると本明細書で特定される全ての特徴を含む。本明細書で使用される場合、「類似体」または「化合物の修飾形態」は、別の化合物と実質的に類似であり、少なくとも１つの成分が異なるが、他の化合物の機能的等価物である化合物である。この場合、類似体または修飾形態は、以下の例に記載されるもののいずれかなどの適切な条件下で式Ｉの化合物と交差反応性である免疫応答を誘発する。一例として、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）分離株との交差反応性が低い免疫応答を誘発するので、式ＩＩＩのグリカンは式ＩまたはＩＩの類似体でも修飾形態でもない。一例として、式ＩまたはＩＩのグリカンの類似体または修飾形態である化合物は、以下の表１に特定される野外分離株の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％と反応性である免疫応答を誘発する。
【００４１】
本明細書に記載または請求されるいずれの化合物も、生体分子に化学的にコンジュゲートされ得る、および／または弱毒化天然宿主もしくは異種宿主中で、Ｎ−グリカン、Ｏ−グリカンとして、脂質上、細菌表面上、もしくは外膜小胞（ＯＭＶ）上で発現され得る。ペプチドへの転移は、グリカン、生合成遺伝子およびアクセプターペプチドと同時発現されるＮ−ＯＴａｓｅまたはＯ−ＯＴａｓｅによって媒介することができ、これらの転移は、精製された成分を使用してインビボまたはインビトロで行うことができる。脂質にコンジュゲートする場合、脂質を細菌、古細菌もしくは真核生物源から単離および精製する、または化学的に合成することができる。グリカン化合物の脂質への結合は、ホスファート、ピロホスファートリンカーを通して、またはグリコシド結合によって媒介することができる。
【００４２】
例えば、担体分子は、直接またはリンカーを使用して、共有結合またはイオン相互作用によって免疫原性グリカンに連結され得る。結合は、化学的架橋、例えばチオール結合によって達成され得る。担体タンパク質またはペプチドは、例えば、グリカンのペプチド中のトレオニン残基へのＯ−結合を通してグリカンに連結され得る。グリカンを担体分子に連結する方法は、複合糖質ワクチンを調製する方法と同様に、当技術分野で周知である。いくつかの実施形態では、コンジュゲートグリカン抗原が、組換え的に合成されたグリカンを担体タンパク質にコンジュゲートすることによって調製される。
【００４３】
別の態様では、本発明は、ワクチンおよびワクチンを製造する方法を含むことができ、該方法は、式ＩまたはＩＩのグリカンの１つまたは複数を用意するステップと、ワクチン組成物に製剤化するステップとを含む。グリカンは、脂質、単一アミノ酸（アスパラギン、セリンもしくはトレオニンなど）、オリゴペプチド、ペプチドもしくはタンパク質に連結され得る、および／または弱毒化ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）細胞に由来し得る、またはグリカンを異種的に発現するように操作された細菌で発現され得る。弱毒化自然宿主には、不活性化細胞、または１つもしくは複数の毒素もしくは他の病原性因子を欠失させるように操作された細胞が含まれ得る（Ｔｈｏｍｐｓｏｎら２００６）。
【００４４】
ワクチンは、液性免疫応答（可溶性抗体応答の誘発を含む）および／または細胞媒介免疫応答（細胞傷害性Ｔリンパ球（「ＣＴＬ」）応答の誘発を含む）を誘導するために対象に投与することができる調製物である。本明細書で提供されるワクチンは、免疫原性グリカンを含み、グリカン抗原に対する免疫応答を誘導するのに有効である。グリカンは、上記のように、精製形態であり得る、または生体分子にコンジュゲートされ得る、または宿主細胞によって発現および提示され得る。結果として、本明細書に記載されるワクチンは、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）に対する免疫応答を誘導し、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）感染症からの防御を提供することを意図している。したがって、ワクチンは、限定されないが、ウシ、ヒツジもしくは家禽（七面鳥、ガチョウ、アヒルもしくはニワトリ）などの家畜、イヌもしくはネコ種、またはヒトなどの、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）による感染症からの防御を必要とする任意の動物に投与され得る。
【００４５】
ワクチンはアジュバントをさらに含有することができる。本明細書で使用される「アジュバント」という用語は、抗原と一緒に注射されると、その抗原に対する免疫応答を非特異的に増強する任意の化合物を指す。代表的なアジュバントには、完全フロイントアジュバント、不完全フロイントアジュバント、Ｇｅｒｂｕアジュバント（ＧＭＤＰ；Ｃ．Ｃ．Ｂｉｏｔｅｃｈ  Ｃｏｒｐ．）、ＲＩＢＩ家禽アジュバント（ＭＰＬ；ＲＩＢＩ  Ｉｍｍｕｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．）、カリウムミョウバン、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、ＱＳ２１（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈ）、Ｔｉｔｅｒ  Ｍａｘアジュバント（ＣｙｔＲｘ）、シスチン（Ｃｙｓｔｉｎｅ）リン酸グアニン（ＣｐＧ）およびＱｕｉｌ  Ａアジュバントが含まれる。アジュバント特性を有することができる他の化合物には、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、微結晶セルロースまたはゼラチンなどの結合剤；デンプン、ラクトースまたはデキストリンなどの賦形剤、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、Ｐｒｉｍｏｇｅｌ、コーンスターチなどの崩壊剤；ステアリン酸マグネシウムまたはＳｔｅｒｏｔｅｘなどの潤滑剤；コロイド状二酸化ケイ素などの滑剤；スクロースまたはサッカリンなどの甘味剤、ペパーミント、サリチル酸メチルまたはオレンジ香料などの香味剤、および着色剤が含まれる。
【００４６】
ワクチンは、薬学的に許容される希釈剤を使用して製剤化することができる。代表的な「希釈剤」には、水、生理食塩水、ヒト血清アルブミン、油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒、ベンジルアルコールなどの抗菌剤、アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤、エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤、酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩などの緩衝剤、および塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの浸透圧調整剤が含まれる。代表的な「担体」には、液体担体（水、生理食塩水、培養培地、生理食塩水、水性デキストロースおよびグリコールなど）および固体担体（デンプン、グルコース、ラクトース、スクロースおよびデキストランによって例示される炭水化物、アスコルビン酸およびグルタチオンによって例示される抗酸化剤、ならびに加水分解タンパク質など）が含まれる。
【００４７】
ワクチンは賦形剤を含有することができる。「賦形剤」という用語は、本明細書では、抗原を送達するためのビヒクルを形成する任意の不活性物質（例えば、アラビアゴム、シロップ、ラノリン、デンプン等）を指す。賦形剤という用語は、十分な液体の存在下で、丸剤または錠剤の調製に必要な接着性品質を組成物に付与する物質を含む。
【００４８】
ワクチンは、凍結乾燥され得るまたは水性形態、例えば、溶液もしくは懸濁液であり得る。この種の液体製剤は、水性媒体中で再構成する必要なしに、それらの包装形態から組成物を直接投与することを可能にし、よって注射に理想的である。組成物はバイアルで提供することができる、または充填済みシリンジで提供することができる。シリンジは針付きまたは針なしで供給することができる。シリンジは組成物の単回用量を含むが、バイアルは単回用量または複数回用量（例えば、２回用量）を含むことができる。
【００４９】
ワクチンが再構成を必要とする場合、２つのバイアルを含むことができる、または１つの充填済みシリンジと１つのバイアルとを含むことができ、シリンジの内容物が注射前にバイアルの内容物を再構成するために使用されるキットが提供される。
【００５０】
ワクチンは、筋肉内、腹腔内、皮内もしくは皮下経路を介した注射による；または、口腔／消化管、呼吸器（例えば、鼻腔内投与など）、泌尿生殖管への粘膜投与を介した投与のために投与および製剤化することができる。ワクチンは単回投与として投与することができるが、その成分を同時にまたは異なる時間に合わせて共投与することもできる。単一の投与経路に加えて、２つの異なる投与経路を使用することができる。
【００５１】
本出願の別の態様は、動物対象を免疫する方法であって、免疫学的有効量のワクチンを対象に投与して免疫応答を生じさせるステップを含む方法を提供する。一実施形態では、免疫応答は、殺菌性抗体産物の産生を含む。
【００５２】
他の実施形態では、グリカンに特異的に結合する、本明細書に記載される任意のグリカンに特異的な抗体またはその抗原結合断片を含む、受動免疫のための組成物および方法が提供される。本明細書で使用される場合、「抗体」という用語は、任意の免疫グロブリンまたはインタクト分子、ならびに特異的抗原またはエピトープに結合するその断片を指す。このような抗体には、それだけに限らないが、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ、ヒト化、単鎖、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆ（ａｂ）’断片および／または全抗体のＦ（ｖ）部分ならびにこれらの変異体が含まれる。ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧおよびＩｇＭを含む全てのアイソタイプがこの用語に含まれる。本明細書で使用される場合、「抗体断片」という用語は、抗体の機能的に等価な断片または部分、すなわち、親抗体の抗原結合能力（例えば、特異性、親和性および／または選択性）を保持する抗体の完全配列の不完全なまたは分離された部分を指す。当技術分野で周知のように、抗体調製物は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を含み得る。
【００５３】
「〜に特異的」または「〜に特異的に結合する」という用語は、抗体とその対応する抗原との間の相互作用を指すために互換的に使用される。相互作用は、結合分子（すなわち、抗原またはエピトープ）によって認識される化合物の特定の構造の存在に依存する。結合が特異的であるためには、バックグラウンド抗原ではなく、１つまたは複数の目的のエピトープの抗体結合を伴うべきである、すなわち、他の抗原（他のタンパク質またはグリカン構造、宿主細胞タンパク質等）とは少量の交差反応性にすぎない。本開示の抗体、またはその抗原結合断片、変異体もしくは誘導体を、抗原に対するそれらの結合親和性に関して記載または特定することもできる。抗原に対する抗体の親和性は、当技術分野で知られている方法を使用して実験的に決定することができる。
【００５４】
別の態様では、本発明は、試料または対象中のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の存在を検出するための診断方法を含み得る。いくつかの実施形態では、対象中のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の存在を検出する方法は、対象から生体試料を得るステップと、本明細書に記載されるグリカンの存在について試料をアッセイするステップとを含み、試料中のそのグリカンの存在が、対象中のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の存在を示す。いくつかの実施形態では、アッセイはイムノアッセイを含む。
【実施例】
【００５５】
本明細書に記載される本発明をよりよく理解するために、以下の例が示される。これらの例は、例示目的にすぎないことを理解すべきである。したがって、これらは本発明の範囲を決して限定すべきでない。
【００５６】
例１
クロストリジウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株を、５％水素、５％ＣＯ２、９０％Ｎ２を供給したＷｈｉｔｌｅｙ  ＤＧ２５０嫌気性ワークステーション（Ｄｏｎ  Ｗｈｉｔｌｅｙ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ、ＭＤ）の嫌気性条件下、３７℃で培養し、攪拌なしでＰＧＹブロス（３％プロテオースペプトン３号、２％デキストロース、１％酵母エキス、０．１％チオグリコール酸ナトリウム）中で、またはＰＧＹ寒天（１．５％寒天を含有するＰＧＹブロス）で増殖させた。表１は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株ならびにその分離株および誘導株を列挙する。
【表１−１】
2021507959.tif 000007
【表１−２】
2021507959.tif 000008
【００５７】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）、ＨＮ１３、ＪＧＳ４１４３およびＳＭ１０１の細胞溶解液を、ＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）およびウエスタンイムノブロット分析のために以下のように生成した：菌株をＰＧＹ寒天プレート上に−８０℃ストックから画線接種し（必要に応じて抗生物質を使用）、一晩培養した。各株について、単一コロニーを使用して１０ｍｌのＰＧＹブロスに接種し、６時間培養させ、遠心分離（１３，０００ｘｇ、１０分）によって回収し、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で洗浄し、ＰＢＳに再懸濁してＯＤ６００ｎｍ＝２．０とした。上記のように遠心分離によって１ｍｌからの細胞を回収し、１００μｌのＰＢＳに再懸濁し、２ｍｇ  ｍｌ−１リゾチームと３７℃で１時間インキュベートした。各試料を６７μｌの４ｘＳＤＳ−ＰＡＧＥ試料緩衝液（Ｌａｅｍｍｌｉ（１９７０））と合わせ、９５℃で１０分間加熱し、冷却させ、次いで、Ｌａｅｍｍｌｉの方法（Ｌａｅｍｍｌｉ（１９７０））に従ってＳＤＳ−ＰＡＧＥで分析した、またはＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析の前に、０．５ｍｇ  ｍｌ−１プロテイナーゼＫと５５℃で１時間インキュベートした。電気泳動後、試料を０．２μｍニトロセルロース膜（Ｂｉｏ−Ｒａｄ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｃａｎａｄａ、Ｍｉｓｓｉｓｓａｕｇａ、ＯＮ）に電気泳動で移し、一次抗体（１：１０００希釈）としてのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の全細胞に対して産生されたポリクローナルウサギ抗血清（Ｄｒ．Ｓ．Ｇ．Ｍｅｌｖｉｌｌｅ、Ｖｉｒｇｉｎｉａ  Ｔｅｃｈ）および二次抗体（１：１５０００）としてのＩＲＤｙｅ  ６８０ＲＤヤギ抗ウサギＩｇＧ（ＬＩ−ＣＯＲ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｌｉｎｃｏｌｎ、ＮＥ）を使用したウエスタンイムノブロット分析（Ｂｕｒｎｅｔｔｅ（１９８１））に供し、ＬＩ−ＣＯＲ  Ｏｄｙｓｓｅｙ赤外線画像化システム（ＬＩ−ＣＯＲ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）で可視化した。
【００５８】
図１は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の全細胞に対して産生されたウサギ抗血清を使用したウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３、ＪＧＳ４１４３およびＳＭ１０１株の全細胞溶解液のウエスタンイムノブロットを示している。
【００５９】
全ての菌株の反応性は類似であり、リゾチーム処理に関係なく、大きな抗原「スミア」および数個の高分子量バンドを有していた。プロテイナーゼＫの処理により、数個の高分子量バンドが失われたが、大きな「スミア」反応性は影響を受けず、原因となる抗原がタンパク質ベースではないことを示し、抗原が多糖、糖脂質または脂質分子であることを示唆している。
【００６０】
したがって、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）はおそらく免疫応答を支配する非タンパク質抗原性分子を産生すると思われる。
【００６１】
例２
図２は、ＨＮ１３、４種の異なるグリコシルトランスフェラーゼトランスポゾン突然変異株、およびプラスミド由来ｃｐｅ２０７１遺伝子で補完されたｃｐｅ２０７１グリコシルトランスフェラーゼ突然変異株からの、プロテイナーゼＫ処理ありおよびなしの全細胞溶解液（例１に記載されるように調製）の抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ウエスタンイムノブロットを示している。４種のグリコシルトランスフェラーゼ突然変異株（前記のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３トランスポゾンライブラリー（Ｌｉｕら（２０１３））から分離）の全細胞溶解液をウエスタンイムノブロッティングで分析したところ、ｃｐｅ２０７１遺伝子が破壊された突然変異株（ＨＬＬ８株）からの溶解液は、野生型株で観察されたプロテイナーゼＫ耐性抗原を含んでいなかった。この突然変異株をｃｐｅ２０７１遺伝子のプラスミド由来コピーで補完すると、プロテイナーゼＫ耐性抗原が回復し、ｃｐｅ２０７１突然変異株でのこの抗原の喪失がｃｐｅ２０７１遺伝子の破壊によるものであることが確認された。ｃｐｅ２０７１が多糖をコードし、抗原がプロテイナーゼＫ耐性であることを考えると、抗原は多糖または多糖含有糖脂質のいずれかである。
【００６２】
したがって、この例によると、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の免疫優性表面抗原が、多糖または多糖成分を有する糖脂質である可能性が高いと思われる。
【００６３】
例３
ホルマリン固定したウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３細胞を、ニワトリへの筋肉内（ＩＭ）注射のために以下の通り調製した。例１に記載されるように、細胞をＰＧＹ寒天プレート上で一晩培養した。それぞれ１つのプレートから細胞を回収し、１０ｍｌのＰＢＳに再懸濁し、遠心分離によってペレット化し、１％（ｖ／ｖ）ホルマリンを含有する１０ｍｌのＰＢＳに再懸濁し、４℃で２時間インキュベートした。細胞を２ｍｌのＰＢＳで４回洗浄してホルマリンを除去し、ＰＢＳに再懸濁してＯＤ６００ｎｍを１．０にした。細胞懸濁液をフロイント完全アジュバント（ＦＣＡ、初回注射）またはフロイント不完全アジュバント（ＦＩＡ、追加注射）と１：１で混合した。７日齢のブロイラーに初回注射（１５０μｌ×２、胸筋へのＩＭ）を行い、引き続いて２１日齢で追加注射（１５０μｌ×２、胸筋へのＩＭ）を行った。ニワトリを３５日目に殺処分し、放血した。血液を室温で一晩凝固させ、翌日、試料を１３０００×ｇで遠心分離し、血清をピペットで吸引し、４℃で保存した。
【００６４】
さまざまな多座位配列タイピング配列型（ＳＴ）を網羅する健康なニワトリとＮＥニワトリの両方からの分離株、ならびにニワトリ以外の感染症（ウマＮＥおよびイヌ出血性胃腸炎）から分離された２つの菌株（表１）からなる、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の合計３２種の野外分離株を、Ｊｏｈｎ  Ｐｒｅｓｃｏｔｔ博士（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｇｕｅｌｐｈ、Ｇｕｅｌｐｈ、ＯＮ、カナダ）から入手した。
【００６５】
（例１に記載されるように）細胞をＳＤＳ−ＰＡＧＥ緩衝液中で沸騰させ、プロテイナーゼＫで処理し、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ緩衝液中で沸騰させることによって、ＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）およびウエスタンイムノブロット分析用のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の全細胞溶解液を調製し、次いで、ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離し、ウサギ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清（ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３に対して産生された）ならびにウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３（上記）に対して産生されたニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清を使用したウエスタンブロッティングで分析した。目的のグリカン以外の抗原からの望ましくないシグナルを除去するために、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３に対して産生されたウサギおよびニワトリ抗血清を、目的のグリカンを作り出さないウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株（ＨＬＬ８株）の全細胞に対して吸着させた。ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３に対して産生されたニワトリ抗血清は、そのバックグラウンドでグリカンマイナス突然変異株が利用可能でなかったため、吸着ステップなしで使用した。吸着を以下の方法で実施した：ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１を、全細胞溶解液について記載されるように培養し、ＰＢＳで洗浄し、ＰＢＳ中ＯＤ６００ｎｍ＝１．０に調整し、４×１ｍｌアリコートを上記のように遠心分離によってペレット化した。最初のアリコートを、１００μｌのウサギまたはニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清に再懸濁し、室温で１時間インキュベートさせ、遠心分離によってペレット化し、上清をデカントした。このプロセスを、前のラウンドからの上清を使用して残りの３つの細胞アリコートのそれぞれについて順次繰り返して、細胞を再懸濁した。この吸着した抗血清を一次抗体として使用し、ＩＲＤｙｅ  ６８０ＲＤヤギ抗ウサギＩｇＧを例１に記載されるように二次抗体として使用した。
【００６６】
図３は、吸着ウサギおよびニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清ならびに非吸着抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３抗血清を使用した、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）野外分離株対ＪＧＳ４１４３およびＨＮ１３（＋ｖｅ対照）およびＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株（−ｖｅ対照）からの全細胞溶解液のウエスタンイムノブロットを示している。ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３に対して産生されたウサギ抗血清とニワトリ抗血清の両方について、菌株の全てがＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３と同様の反応性を示し、これらの菌株がウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３と比較して類似または密接に関連するグリカンを産生することを示している。目的のグリカンと一致する反応性がＮＥニワトリと健康なニワトリの両方からの野外分離株、ならびにウマＮＥ（ＪＰ５５）およびイヌ出血性胃腸炎（ＪＰ８３８）分離株で観察されており、目的のグリカンが、宿主種にも宿主動物の疾患状態にも関係なく、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の分離株に存在することを示していることに留意されたい。対照的に、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３に対して産生されたニワトリ抗血清は、ＨＮ１３とＪＧＳ４１４３の両溶解液対照と反応性であったが、野外分離株の５つだけが反応性を示し、３つの分離株（２０、２１、および１４９）は中程度の反応性を示し、さらに２つの野外分離株（１０および１１）はほんのわずかに反応性であった。
【００６７】
よって、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の表面多糖抗原は、本明細書の式Ｉ（図１２）に従うグリカンの具体例であり、広く保存されている、または広く交差反応性の免疫応答を誘発する１つもしくは複数のエピトープを有するが、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の表面多糖抗原（図１２）は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の代表な野外分離株では交差反応性がはるかに低いように思われる。
【００６８】
例４
クロストリジウム・コクレアツム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｃｏｃｌｅａｔｕｍ）、ウェルシュ菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）およびクロストリジウム・シンビオサム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｓｙｍｂｉｏｓｕｍ）のプロテイナーゼＫ処理細胞溶解液を、例１のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）細胞溶解液について記載されるのと同じ方法で調製した。非ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）溶解液を、陽性対照としてのＪＧＳ４１４３およびＨＮ１３溶解液、ならびに陰性対照としてのＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株溶解液と共に、ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離し、例３に記載されるようにウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株の全細胞に対して吸着させたウサギ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清を使用したウエスタンイムノブロッティングで分析した。
【００６９】
図４は、ＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株の全細胞に対して吸着された抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ウサギ抗血清を使用した、Ｃ．コクレアツム（Ｃ．ｃｏｃｌｅａｔｕｍ）、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）およびＣ．シンビオサム（Ｃ．ｓｙｍｂｉｏｓｕｍ）の代表的な菌株対ＪＧＳ４１４３およびＨＮ１３（＋ｖｅ対照）およびＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株（−ｖｅ対照）からの全細胞溶解液のウエスタンイムノブロットを示している。非ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）溶解液のいずれも目的のグリカンと一致する反応性を示さず、これらの関連するクロストリジウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株中には保存されたウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗原が存在しないことを示している。
【００７０】
よって、この例によると、保存されたウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗原は他のクロストリジウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）種には存在しないようである。
【００７１】
例５
受動的防御実験については、レグホーン種ヒヨコを、１日齢で、以下の通りニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清の存在下および非存在下、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）に曝露した。強制経口投与溶液を調製するために、ニワトリＮＥ菌株ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３を強制経口投与前日（０日目）にＰＧＹ寒天上に画線接種し、上記のように一晩培養した。強制経口投与日（１日目）に、細胞をＰＢＳに回収し、１３０００ｘｇで３０分間遠心分離によってペレット化し、ＰＢＳで２回洗浄した。洗浄した細胞ペレットをＰＢＳに１ｍｌ当たり約３．７×１０９個の細胞に再懸濁し、別途、ＰＢＳ中１／１０希釈の高度交差反応性ニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清を調製した。次いで、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３細胞懸濁液を、適宜、強制経口投与直前に、ＰＢＳまたは希釈したニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清のいずれかと９：１で混合した。合計で、９羽の鳥に抗血清を含まない３００μｌのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）／ＰＢＳ混合物（１×１０９個細胞）を強制経口投与し、９羽の鳥に抗血清を含有する３００μｌのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）／ＰＢＳ混合物（１×１０９個細胞）を強制経口投与し、５羽の鳥に対照としてＰＢＳのみを強制経口投与し、鳥の死亡率を７日間にわたって監視した。
【００７２】
図５は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３のみを強制経口投与された群、およびＪＧＳ４１４３と１：１００希釈の抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清を同時強制経口投与された群の鳥の生存率を示している。強制経口投与の７日後、ＰＢＳのみを強制経口投与された鳥の１００％が生存し（図には示さない）、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）のみを強制経口投与された群では２２％の生存率（９羽のうち２羽）が観察され、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）と１：１００抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）抗血清を同時強制経口投与された群では８９％の生存率（９羽のうち８羽）が観察された。
【００７３】
例６
オプソニン食作用アッセイでは、以下の通り、修正したＧｏｙｅｔｔｅ−Ｄｅｓｊａｒｄｉｎｓら（２０１６）によって以前記載された方法に従って、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３細胞を、ヘパリン添加ニワトリ血液およびナイーブニワトリ血清または抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清とインキュベートした。このアッセイ用の細菌細胞を調製するために、新鮮なニワトリ血液の供給源としての５週齢のブロイラーニワトリの殺処分前日（３４日目）に、ニワトリＮＥ菌株ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３を、ＰＧＹ寒天上に画線接種し、上記のように一晩培養した。殺処分および採血の日（３５日目）に、細胞をＰＢＳに回収し、１３０００ｘｇで３０分間の遠心分離によってペレット化し、ＰＢＳで２回洗浄した。洗浄した細胞ペレットを、５％熱不活化ニワトリ血清、１０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ、２ｍＭ  Ｌ−グルタミンおよび５０μＭ  β−メルカプトエタノールを補足したＲＰＭＩ  １６４０培地に１ｍｌ当たり約２．９ｘ１０５個細胞に再懸濁し、単一殺処分ニワトリからの血液を、凝固を防ぐためにヘパリンコーティングされたチューブに回収した。ヘパリン添加血液を、上記の補足されたＲＰＭＩ  １６４０で１／３に希釈した。希釈した血液（５０μｌ）を、マイクロチューブ内で４０μｌのナイーブニワトリ血清またはニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清と合わせ、引き続いて１０μｌのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３懸濁液を添加すると、反応物中の２．９ｘ１０３個の細菌細胞に基づいておよそＭＯＩ  ０．０１５、ブロイラーニワトリの血液中の白血球の文献値（ＯｒａｗａｎおよびＡｅｎｇｗａｎｉｃｈ（２００７））に基づいて１．９ｘ１０５個の白血球の計算白血球含有量が得られた。無菌２５ゲージ針を使用してチューブの上部に穴を開け、次いで、３７℃の５％ＣＯ２インキュベーターに２時間入れ、その後、各反応物を８０％無菌グリセロールと合わせ、蒔く準備ができるまで−８０℃でインキュベートした。各反応物中の細胞を数えるために、試料を氷上で解凍し、１０倍連続希釈液の１００μｌアリコートをＰＧＹ寒天上に蒔き、嫌気性条件下で１８時間インキュベートした。細菌殺傷率値を以下の式を使用して計算した：殺傷された細菌％＝［（ナイーブニワトリ血清反応物中の細胞数−目的の反応物中で回収された細胞数）／（ナイーブニワトリ血清反応物中の細胞数）］×１００。
【００７４】
図６は、ニワトリ抗ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３抗血清を含有するオプソニン食作用アッセイ反応物で観察された殺菌率を示しており、この血清により２９．５％のウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の中央殺菌％(median % bacterial killing)が観察された。
【００７５】
例７
ＮＭＲ実験では、クロストリジウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株を、１Ｌ／分の流量でＮ２を供給したＢｉｏＦｌｏ  １１５発酵槽（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ、Ｍｉｓｓｉｓｓａｕｇａ．ＯＮ）中、５０ｒｐｍで攪拌しながら３７℃で、ＰＧＹブロスで培養した。培地を事前に加温し、Ｎ２で１時間調整した後、４０ｍｌの一晩ブロス培養液を接種した。必要に応じて、培地に３０μｇ  ｍｌ−１のエリスロマイシン（Ｅｍ）を補足した。
【００７６】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）の多糖を、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３の１０Ｌ発酵槽培養物から以下の通り抽出および精製した：培養物に４０ｍｌのＯ／Ｎ培養液を接種し、６時間培養させた（約ＯＤ  ２．０）後、遠心分離（１３，０００×ｇ、３０分）で回収した。細胞をＰＢＳで１回洗浄し、４００ｍｌのＭｉｌｌｉＱ水に再懸濁し、ホットプレートで攪拌しながら３０分間沸騰させた。混合物を冷却し、細胞を遠心分離（上記の通り）でペレット化し、上清を除去し、ペレットを、修正したＷｅｓｔｐｈａｌおよびＪａｎｎ（１９６５）の方法に従ってフェノール：熱水抽出に供した。ペレットを２００ｍｌの生理食塩水（１２５ｍＭ  ＮａＣｌ）に再懸濁し、７０℃の水浴で予熱した２００ｍｌ液化フェノールと合わせ、混合物を攪拌しながら１時間インキュベートした。混合物を氷上で冷却し、遠心分離（１３，０００×ｇで３０分間）して水相とフェノール相を分離し、フェノール相を水道水に対して５日間透析し、次いで、凍結乾燥した。凍結乾燥した試料を１００ｍｌのＭｉｌｌｉＱ水に再懸濁し、１３，０００ｘｇで３０分間の遠心分離に供し、次いで、超遠心機に１６時間入れた。上清を除去した後、清澄なペレットを再度ＭｉｌｌｉＱ水に再懸濁し、超遠心分離（上記の通り）で再度ペレット化して、残りの微量の上清を除去し、２０ｍｌのＭｉｌｌｉＱに再懸濁し、凍結乾燥した。ＮＭＲに使用する単離化合物を、ウエスタンイムノブロットで観察されるプロテイナーゼＫ耐性抗原分子と比較した。
【００７７】
図７は、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３に対して産生されたウサギ抗血清を使用した、ＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３（＋ｖｅ対照）およびＨＮ１３  ｃｐｅ２０７１突然変異株（−ｖｅ対照）のプロテイナーゼＫ消化全細胞溶解液と比較した、精製抗原のウエスタンイムノブロットを示している。
【００７８】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３から精製された表面多糖のグリコシル組成分析
これら２つの菌株（上記）から分離された糖脂質の組成を、Ｓａｎｔａｎｄｅｒら（２０１３）によって記載される試料の酸メタノリシスによって生成される単糖メチルグリコシドの過Ｏ−トリメチルシリル（ｐｅｒ−Ｏ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）誘導体の結合型ガスクロマトグラフィー／質量分析（ＧＣ−ＭＳ）によって決定した。手短に言えば、凍結乾燥したＨＮ１３およびＪＧＳ４１４３糖脂質を、密閉されたスクリュートップガラス製試験管内で、メタノール性ＨＣｌと共に８０℃で１８時間加熱した。冷却し、窒素流下で溶媒を除去した後、試料をメタノール、ピリジンおよび無水酢酸の混合物で３０分間処理した。溶媒を蒸発させ、試料をＴｒｉ−Ｓｉｌ（登録商標）（Ｐｉｅｒｃｅ）により８０℃で３０分間誘導体化した。ＴＭＳメチルグリコシドのＧＣ／ＭＳ分析を、Ｓｕｐｅｌｃｏ  Ｅｑｕｉｔｙ−１石英ガラスキャピラリーカラム（内径３０ｍ×０．２５ｍｍ）を使用して、５９７５Ｃ  ＭＳＤに接続されたＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０Ａ  ＧＣで実施した。
【００７９】
グリコシル組成分析は、ＨＮ１３多糖がグリセロール（Ｇｒｏ）、グルコース（Ｇｌｃ）、微量のＮ−アセチルマンノサミン（ＭａｎＮＡｃ）および脂肪酸：Ｃ２０、Ｃ１８、Ｃ１６およびＣ１４を含有することを示した。ＪＧ４１４３多糖は、リボース（Ｒｉｂ）、グルコース（Ｇｌｃ）、微量のＮ−アセチルマンノサミン（ＭａｎＮＡｃ）ならびに脂肪酸：Ｃ２０、Ｃ１８およびＣ１６を含有している。以下に示され、記載されるように、糖脂質中の主要なグリコシル残基はＭａｎＮＡｃであるが、これらの残基の大部分がホスホエタノールアミンまたはホスホグリセロールで置換されているため、この方法ではほとんど観察されない（以下参照）。
【００８０】
ＮＭＲ分光法用の試料を調製するために、全ての精製糖脂質を以下の通り脱アシル化した：凍結乾燥試料を濃ＮＨ４ＯＨに溶解し、８０℃で１時間インキュベートし、冷却させ、凍結乾燥した。凍結乾燥した材料を蒸留水に溶解し、溶離液として脱イオン水を使用してＢｉｏＧｅｌ  Ｐ６カラムで分画した。屈折率検出器からの応答に基づいて画分を収集し、凍結乾燥し、次いで、ジクロロメタンで３回洗浄して、試料から遊離脂肪酸を完全に除去した。
【００８１】
全てのＮＭＲ実験で、凍結乾燥試料を０．２ｍｌのＤ２Ｏに溶解し、３ｍｍ  ＯＤ  ＮＭＲチューブに移した。１Ｄプロトンスペクトルを、３ｍｍコールドプローブを備えたＶａｒｉａｎ  ６００  ＭＨｚ分光計（Ｖａｒｉａｎ、Ｉｎｏｖａ  Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ、ＣＡ）で標準的な「Ｐｒｅｓａｔ」溶媒シグナル抑制を使用して、２５℃で取得した。全てのスペクトルを、標準的なＶａｒｉａｎパルスシーケンスで取得した。ＮＭＲ取得は、ＭＮｏｖａソフトウェア（Ｍｅｓｔｒｅｌａｂ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、スペイン）を使用して処理した。スペクトルを、ＤＳＳシグナル（δＨ＝０ｐｐｍ；δＣ＝０ｐｐｍ）を基準として参照した。
【００８２】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の表面炭水化物のＮＭＲ分光法：
脱脂ＨＮ１３多糖を、１Ｄ／２Ｄ  ＮＭＲ分光法；プロトン、ＨＳＱＣ、ＣＯＳＹ、ＴＯＣＳＹおよびＮＯＥＳＹ分析によって分析した。これにより、各残基のプロトンおよび炭素化学シフトの割り当てが可能になり、それらの結合、配列ならびにＰＥｔＮ置換基およびＰＧｒｏ置換基の置換位置の決定も可能になった。化学シフトの割り当てを以下の表２に示す。
【表２】
2021507959.tif 000009
【００８３】
図８は、ウェルシュ菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の脱アシル化多糖の１Ｈ  ＮＭＲ、ＮＯＥＳＹ（２００ｍｓ）およびｇＨＳＱＣスペクトル（Ｄ２Ｏ、３０℃）を示している。
【００８４】
１Ｈ  ＮＭＲスペクトル（図８、上）は、３：１比のδ４．８７（残基Ａ）とδ４．８４（残基Ｂ）の２つのアノマーシグナルを含んでおり、これらは共に、低磁場Ｈ−２化学シフト、δ４．６１とδ４．５８、およびδ５４．０と５４．１のＣ−２化学シフトによって示されるβ−ＭａｎｐＮＡｃによるものであった（図３、中央および下）。δ２．０６の高磁場シグナルは、各ＭａｎＮＡｃ残基のＣ−２に結合したＮＡｃ基に割り当てられた。Ｈ−１とＨ−３との間、およびＨ−１とＨ−５との間の強力な残基内（ｉｎｔｒａｒｅｓｉｄｕａｌ）ＮＯＥ相関（図３、中央）は、これらの残基のβ配置を確認している。全てのＭａｎＮＡｃ残基が（１→４）結合によって接続されており、ＰＥｔＮ（残基Ａ）またはＰＧｒｏ（残基Ｂ）によってＯ−６で置換されていた。残基ＡとＢの４置換と６置換が、それぞれ、１３Ｃ化学シフトによって裏付けられた（図８、下；表２）：Ａ  Ｃ−４  δ７７．９、Ａ  Ｃ−６  δ６５．４、Ｂ  Ｃ−４  δ７７．９、Ｂ  Ｃ−６  δ６５．４。末端残基が観察されなかったことは、多糖が高分子量であることを示している。
【００８５】
構造に関するさらなる情報を得るために、凍結乾燥した脱脂試料を４８％ＨＦに溶解し、４℃で４８時間インキュベートし、引き続いて試料を氷上で蒸発させ、もう一度乾燥させることによって、ＨＮ１３多糖を脱リン酸化した。得られた生成物混合物を、Ｂｉｏ−Ｇｅｌ  Ｐ６カラムによるサイズ排除クロマトグラフィーに供し、Ｆ１およびＦ２と示される２つの画分を得た。１Ｄ／２Ｄ  ＮＭＲ分析により、Ｆ１とＦ２の両方の残基のプロトンおよび炭素の割り当てならびにこれらの残基の結合および配列が可能になった（図９；表３）。
【表３】
2021507959.tif 000010
【００８６】
図９は、脱リン酸化ＨＮ１３多糖のＢｉｏ−Ｇｅｌ  Ｐ６クロマトグラフィーからのＦ１およびＦ２画分の１Ｈ  ＮＭＲスペクトル（Ｄ２Ｏ、２５℃）を示している。これらのデータは、脱リン酸化多糖、Ｆ１の骨格が、β−４−結合ＭａｎＮＡｃ（Ｃ）残基の直鎖のみを含んでいることを示している。全てのＰＥｔＮまたはＰＧｒｏ基が、ＨＦ処理によって除去されていた。低分子画分（Ｆ２）の１Ｄ／２Ｄ  ＮＭＲ分析は、ＨＮ１３多糖がその還元末端に→４）−β−ＭａｎＮ−（１→４）−β−Ｇｌｃ−（１→１）−Ｇｒｏ成分、引き続いてβ−４−結合ＭａｎＮＡｃ残基を有することを示した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ分析によって、上記のＮＭＲデータと合わせて、画分Ｆ２が上記の三糖成分、引き続いてβ−４−結合型ＭａｎＮＡｃ残基による連続的伸長を含んでいることが確認された（表４）。
【表４】
2021507959.tif 000011
【００８７】
合わせると、これらのデータは、ＨＮ１３多糖が、式ＩＩの構造（上に示される）を有し、還元末端でＭａｎＮ−Ｇｌｃ−Ｇｒｏに連結された１：３比のＰＧｒｏまたはＰＥｔＮで修飾されたＭａｎＮａｃ残基の反復ポリマーで構成されている（図１２）ことを示している。
【００８８】
ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３の表面炭水化物のＮＭＲ分光法：
１Ｄおよび２Ｄ  ＮＭＲ分析（ＨＮ１３多糖について記載される）により、これらの残基についてのプロトンおよび炭素を完全に割り当てることが可能になった（図１０；表５）。
【００８９】
図１０は、１Ｈ  ＮＭＲ、ＮＯＥＳＹ（２００ｍｓ）およびｇＨＳＱＣスペクトル（Ｄ２Ｏ、６０℃）を示している。ＪＧＳ４１４３多糖の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルは、→４）−β−ＭａｎｐＮＡｃＰＥｔＮ−（１→（残基Ａ）；→４）−β−ＭａｎｐＮＡｃ−（１→（残基Ｃ）；→４）−β−Ｇｌｃｐ−（１→（残基Ｆ）；→３，４）−β−ＭａｎｐＮＡｃＰＥｔＮ−（１→（残基Ｇ）；Ｔ−α−Ｒｉｂｆ−（１→（残基Ｈ）；Ｔ−β−ＭａｎｐＮＡｃＰＥｔＮ−（１→（残基Ｊ）に属するスピン系の存在を示した。
【表５】
2021507959.tif 000012
【００９０】
これらのデータは、ＨＮ１３多糖についてのデータとは異なり、末端ＭａｎＮＡｃ残基ならびに還元末端−４）−β−Ｇｌｃｐ−（１→１）−Ｇｒｏ成分の同定を可能にした。これらのＮＭＲデータをＨＮ１３多糖についてのデータ（上記）と比較すると、分子が、ＨＮ１３多糖の場合と同様に、但し、ＰＧｒｏがなく、ＭａｎＮＡｃ残基の１つのＯ−３で置換されたα−Ｒｉｂｆを含んでいるという点でＨＮ１３多糖とは有意に異なる、主としてＰＥｔＮによって置換されたβ−４−結合型ＭａｎＮＡｃ骨格を有するオリゴ糖であることが示された。
【００９１】
これらのデータは、ＪＧＳ４１４３多糖が、式ＩＩＩの構造を有し、ＰＥｔＮで修飾され、還元末端でＭａｎＮ−Ｇｌｃ−Ｇｒｏに連結されたＭａｎＮａｃ残基の反復ポリマーで構成されており、ＨＮ１３の多糖と類似であるが、ＨＮ１３多糖で観察されるＰＧｒｏ修飾がなく、末端ＭａｎＮＡｃＰＥｔＮ残基に最も近いＭａｎＮＡｃ残基のＯ−３に追加の分岐α−Ｒｉｂｆ残基を有している（図１２）ことを示している。
【００９２】
合わせると、これらのデータは、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株が共通のクラスの表面多糖を産生すること、およびウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３の表面多糖が、これまでに試験された全てのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株で共有されている１つまたは複数のエピトープを含む１：３比のＰＧｒｏまたはＰＥｔＮで修飾された１，４−結合型ＭａｎＮＡｃの反復単位構造を有する長多糖鎖を有する糖脂質であることを示している。対照的に、ウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＪＧＳ４１４３は、同様に分画され、その多糖骨格もＰＥｔＮで修飾された１，４結合型ＭａｎＮＡｃ残基のポリマーであるが、主にＰＧｒｏ修飾がなく、ポリマー長が短いことでＨＮ１３グリカンとは異なる関連糖脂質を産生する。
【００９３】
非交差反応性ＪＧＳグリカン（試験された野外分離株の約１６％としか交差反応性でないニワトリでの免疫応答を誘発する）と対照的に、試験された全てのウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）野外分離株と広く交差反応性である免疫応答（ウサギとニワトリの両方で）を誘発するＨＮ１３グリカンの能力は、両グリカンについての解明された構造の構造的特徴と合わせて、ＨＮ１３に対する広く交差反応性の免疫応答が、少なくともＪＧＳ４１４３で観察される少なくとも１つのＰＧｒｏ修飾の存在、およびおそらくはペントース（α−Ｒｉｂｆ）の非存在に依存することを示唆している。
【００９４】
例８
ホスホグリセロール部分を欠くウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）ＨＮ１３突然変異株を作製するために、推定上のホスホグリセロールトランスフェラーゼ遺伝子を、ＬＴＡ生合成またはホスホグリセロールの転送で潜在的に役割を果たすと注釈された遺伝子についてウェルシュ菌（Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）株１３（ｔａｘｉｄ：１９５１０２）のゲノムを調査し、引き続きコードされる遺伝子産物の保存されたドメインを分析し（ＮＣＢＩ  ＣＤ−検索機能［ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ／ｃｄｄ／ｗｒｐｓｂ．ｃｇｉ］を使用）、膜貫通ヘリックスおよび膜配向を予測する（ＴＭＨＭＭ  Ｓｅｒｖｅｒ［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｓ．ｄｔｕ．ｄｋ／ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＴＭＨＭＭ／］を介する）ことによって同定した。次いで、これらの結果を、既知のホスホグリセロールまたはホスホエタノールアミントランスフェラーゼ（黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）のＬｔａＳ［ｃ２ｗ５ｔＡ］、髄膜炎菌（Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ  ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｉｓ）のＬｐｔ３［ＮＭＢ２０１０］およびＬｔｐ６［ＮＭＡ０４０８］、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）のＥｐｔＢ［ＮＣ＿０００９１３．３］、ならびにインフルエンザ菌（Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓ  ｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ）ＲｄのＬｐｔ６［ＨＩ０２７５］）で得られた結果に対して比較して、共通の特徴を有する４つの遺伝子を同定した。候補ｃｅｐ２２３７の遺伝子産物のＰｒｏｔｅｉｎ  Ｈｏｍｏｌｏｇｙ／ａｎａｌｏｇＹ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｖ２．０（Ｐｈｙｒｅ２；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂｇ．ｂｉｏ．ｉｃ．ａｃ．ｕｋ／ｐｈｙｒｅ２／ｈｔｍｌ／ｐａｇｅ．ｃｇｉ？ｉｄ＝ｉｎｄｅｘ）では、上位ヒットが、リポタイコ酸生合成に関与するホスホグリセロールトランスフェラーゼＬｔａＳであった。ｃｐｅ２２３７の染色体欠失をＮａｒｉｙａら（２０１１）の方法に従って実施すると、全細胞溶解液のウエスタンイムノブロット分析（例４に記載される）によって、ｃｐｅ２２３７の喪失がニワトリ抗ＨＮ１３抗血清との反応性の低下に対応するが、ニワトリ抗ＪＧＳ４１４３血清との反応性を増強させることが明らかになった。野生型および突然変異株溶解液の陰性染色（Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏｓ−ＳｅｒｒａおよびＨａｒｄｙ（２００６）の方法による）により、これらの結果が、野生型と突然変異株の間の産生される免疫原性糖脂質の量の違いによるものではないこと、およびトランスでのｃｐｅ２２３７遺伝子のコピーによる突然変異型の補完（ｐＫＲＡＨ１を使用）が、両抗血清に対する反応性を野生型レベルに回復させることが確認された。
【００９５】
ｃｐｅ２２３７遺伝子はホスホグリセロールトランスフェラーゼであり、したがってこの突然変異株の免疫原性糖脂質はＰＧｒｏ修飾を欠いていると仮定される。これが、突然変異株（例番号に記載される）から精製された免疫原性糖脂質と全細胞のＨＲ−ＭＡＳ分析（ｖａｎ  Ａｌｐｈｅｎら（２０１４）によって記載される）の両方のＮＭＲ分析（例えば、１Ｈ−１３Ｃ  ＨＳＱＣおよび／またはＴＯＣＳＹ、１Ｈ−３１Ｐ  ＨＳＱＣ）におけるＰＧｒｏに対応するシグナルの喪失をもたらす。ＰＧｒｏの喪失は、細菌多糖構造上のグリセロールリン酸基を認識することが報告されている（Ｗｅｓｅｎｅｒら（２０１５））、ヒトインテクチン−１（ｈＩｔｌｎ１）による差次的結合をもたらすことも予想される。これは、一次抗体および蛍光標識抗ｈＩｔｌｎ１二次抗体の代わりにｈＩｔｌｎ１を使用して、例３と同様に全細胞溶解液でウエスタンイムノブロットブロットを実施することによって、または蛍光標識されたｈＩｔｌｎ１を使用した全細胞の顕微鏡法で行われる。抗ＨＮ１３抗血清に対する反応性減少に相関するＰＧｒｏの喪失は、ＰＧｒｏがＨＮ１３に対する免疫応答に寄与する重要なエピトープであることを示し、ＰＧｒｏが免疫優性糖脂質による広く交差反応性の免疫応答の誘発における重要なエピトープであるという提案を支持する。
【００９６】
本発明をこのように記載しているが、同じことが多くの方法で変更され得ることは自明である。このような変形は、本発明の精神および範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者に自明であるような全てのこのような修正が、以下の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。
【００９７】
解釈
本明細書における「一実施形態」、「ある実施形態」等への言及は、記載される実施形態が特定の態様、特徴、構造または特性を含み得るが、全ての実施形態がその態様、特徴、構造または特性を必ずしも含むわけではないことを示す。さらに、このような句は、必ずしもそうではないが、本明細書の他の部分で言及される同じ実施形態を指す場合がある。さらに、特定の態様、特徴、構造または特性がある実施形態に関連して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、このようなモジュール、態様、特徴、構造または特性に影響を及ぼすまたはこれらを他の実施形態と結びつけることは当業者の知識の範囲内である。換言すれば、自明のもしくは本質的な矛盾がない限り、または明示的に除外されない限り、任意のモジュール、要素または特徴を、異なる実施形態において任意の他の要素または特徴と組み合わせることができる。
【００９８】
特許請求の範囲は、任意選択の要素を排除するように起草される場合があることにさらに留意されたい。よって、この記載は、クレーム要素の列挙に関しての「単独で」、「のみ」などの排他的用語の使用または「否定的」な限定の使用に対する先行する基礎として役立つことを意図している。「好ましくは」、「好ましい」、「好む」、「場合により」、「であり得る」および同様の用語は、言及される項目、条件またはステップが本発明の任意の（必須ではない）特徴であることを示すために使用される。
【００９９】
単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。「および／または」という用語は、この用語が関連する項目のいずれか１つ、項目の任意の組み合わせ、または項目の全てを意味する。「１つまたは複数の」という句は、特にその使用の文脈で読んだ場合に、当業者によって容易に理解される。
【０１００】
「約」という用語は、指定された値の±５％、±１０％、±２０％または±２５％の変動を指すことができる。例えば、「約５０」パーセントは、いくつかの実施形態では、４５〜５５パーセントの変動をもたらすことができる。整数範囲の場合、「約」という用語は、範囲の各端にある列挙される整数より大きいおよび／または小さい１つまたは２つの整数を含むことができる。本明細書で別段の指示がない限り、「約」という用語は、組成物の機能性または実施形態に関して等価な列挙された範囲に最も近い値および範囲を含むことを意図している。
【０１０１】
当業者によって理解されるように、特に記述された説明を提供することに関して、ありとあらゆる目的のために、本明細書に列挙される全ての範囲は、ありとあらゆる可能な部分範囲およびその部分範囲の組み合わせ、ならびにその範囲を構成する個々の値、特に整数値も包含する。列挙された範囲には、その範囲内のそれぞれの具体的な値、整数、小数または同一性が含まれる。列挙された範囲は、同範囲を十分に記載し、これを少なくとも等しい半分、３分の１、４分の１、５分の１または１０分の１に分解できるようにするものとして容易に認識され得る。非限定的な例として、本明細書に論じられる各範囲は、下３分の１、中３分の１および上３分の１等に容易に分解することができる。
【０１０２】
また、当業者によって理解されるように、「〜まで（ｕｐ  ｔｏ）」、「少なくとも（ａｔ  ｌｅａｓｔ）」、「超（ｇｒｅａｔｅｒ  ｔｈａｎ）」、「未満（ｌｅｓｓ  ｔｈａｎ）」、「超（ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ）」、「以上（ｏｒ  ｍｏｒｅ）」などの全ての言語は、列挙された数を含み、このような用語は、後に上に論じられる部分範囲に分解することができる範囲を指す。同様に、本明細書に列挙される全ての比には、より広範な比に含まれる全ての部分比も含まれる。
【０１０３】
参考文献
本明細書で言及される全ての刊行物、特許および特許出願は、本発明が関係する分野の当業者の技術レベルを示しており、各個々の刊行物、特許または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別的に示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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