噬菌体裂解酶、其嵌合物及应用制造技术

本发明专利技术涉及医药生物领域，具体提供一种噬菌体裂解酶或其嵌合物在制备预防、治疗或改善痤疮或由痤疮丙酸杆菌引起的感染或与痤疮丙酸杆菌有关的病症的药物、化妆品或医疗设备中的应用，所述噬菌体裂解酶包括来源于类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)和丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)细菌的噬菌体裂解酶。本发明专利技术提供的噬菌体裂解酶或其嵌合物能够特异性、有效地杀死痤疮丙酸杆菌，同时保持其他共生细菌完整无损，可以提供一种安全有效的痤疮解决方案，适合长期使用，而不会有很高的生态失调和获得性耐药风险。态失调和获得性耐药风险。态失调和获得性耐药风险。

【技术实现步骤摘要】
噬菌体裂解酶、其嵌合物及应用
[0001]本申请主张如下优先权：CN202110187030.8，申请日2021.02.08。


[0002]本专利技术涉及医药生物领域，具体提供一种具有抗痤疮丙酸杆菌活性的噬菌体裂解酶、其嵌合物及应用。

技术介绍

[0003]痤疮是一种皮肤炎症性疾病，尤其是在面部、颈部、肩膀、胸部、背部和上臂。毛囊皮脂腺单元由于被过度分泌的油脂堵塞及致病性痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes，简称C.acnes,下同)的增殖导致的死皮细胞积累而产生炎症。根据美国国家健康研究所的数据，11到30岁的人群中有80％都有不同程度的痤疮。痤疮通常开始于青春期，可能持续到四五十岁。不同因素可能会引起痤疮的爆发，例如压力、激素水平的变化、过敏原等。2010年的全球疾病负担研究估计，痤疮影响了全球9.4％的人口，并将其列为世界第八大最流行的疾病。据美国皮肤学会估计，在2013年痤疮患者治疗和生产力损失相关的费用超过了12亿美元。虽然它本身很少危及生命，但它会造成皮肤上持久的疤痕和患者相当大的情绪困扰。
[0004]目前治疗轻度痤疮的选择是使用含有过氧化苯甲酰、间苯二酚、水杨酸和硫等化学物质的非处方外用药物，以及处方外用药物，如抗生素、过氧化苯甲酰、壬二酸、氨苯砜、皮质类固醇和称为类视黄醇(retinoids)的维生素A衍生物。中至重度病情可采用外用处方药或口服药物治疗。干预的目的是为了去除死皮细胞和多余的油脂，以使毛囊皮脂腺单元畅通并且减少细菌负荷。由于痤疮是一种慢性疾病，需要长时间的治疗并且有时需要防止复发。然而，现有的治疗方案没有一种适合长期治疗。当延长这些药物的使用时间，即使是最温和的化学物质也会引起皮肤的过敏反应和刺激，导致皮肤干燥、起皮、龟裂等。由于耐药性痤疮丙酸杆菌在世界上越来越普遍，抗生素治疗选择也越来越局限。此外，长期使用抗生素已被证明会通过对耐药细菌种类施加选择压力而干扰微生物群的稳定状态。这转而会引发无数的并发症，例如菌群失调和免疫异常。有文献表明，在抗生素治疗过程中痤疮患者的皮肤葡萄球菌菌群会由大多数抗生素敏感转化为大多数耐药。不仅是患者本人，患者的密切接触者也会受到多药耐药性细菌的影响。值得注意的是，长期接受抗生素治疗的痤疮患者患上呼吸道感染的可能性增加两倍。因此，现在迫切需要一种更安全、更有效、更适合长期使用的治疗方案。一种这样的方案是病原体特异性抗菌药，其能够特异性杀死痤疮丙酸杆菌而不会影响其他共生菌，无需考虑抗生素耐药性。
[0005]此外，痤疮丙酸杆菌还与一系列侵袭性感染有关，包括术后肩部感染、椎间盘感染等。在此类感染中，痤疮丙酸杆菌表现出慢性进展性生物膜类感染。在生物膜中发现的细菌对抗生素具有固有耐药性。一种具有强烈抗生物膜特性的痤疮丙酸杆菌杀菌剂是治疗此类感染的理想药物。
[0006]一种此类病原体特异性抗菌药的备选药物是噬菌体细胞内溶素。噬菌体用这类酶破坏细胞壁稳定性进行裂解，从而从细胞内部释放噬菌体子代。它们被归类为肽聚糖水解
酶，可以断裂细菌肽聚糖中的各种键。除了少数例外，每种裂解酶的目标细菌都属于单一的属或种。已经证明，重组的抗革兰氏阳性菌裂解酶是能够引起低渗裂解的有效杀菌剂(如抗若干种链球菌的PlyC，抗炭疽芽孢杆菌的PlyG等)。考虑到裂解酶为了持续成功感染细胞在数十亿年中受到选择性进化压力，目标肽聚糖键高度保守，不太可能被细菌轻易改变。这个特性导致目标细菌对裂解酶产生耐药性的可能很小，因此适合长期治疗使用。迄今为止还未检测出对各自的噬菌体裂解酶的细菌耐药性。通常，抗革兰氏阳性菌的裂解酶是由一个或两个N
‑
末端催化结构域(CD)和一个C
‑
末端细胞壁结合结构域(BD)组成，结构域间有不同长度的接头(linkers)。裂解酶作为模块蛋白质，可以通过配对来自不同裂解酶的催化结构域和结合结构域来产生嵌合裂解酶。接头的长度和序列也是可变的。然而，开发作为抗菌剂的裂解酶的主要瓶颈是不能可溶性表达高活性裂解酶。事实上，到目前为止没有报道过高水平可溶性表达并能有效杀死痤疮丙酸杆菌的裂解酶。
[0007]专利CN102482655A公开了一种抗微生物剂，其由具有降解革兰氏阳性细菌细胞壁的活性的细胞内溶素和在N端或C端或两端融合于该细胞内溶素的两亲肽段构成，能够用于治疗或预防革兰氏阳性细菌感染，作为诊断手段或作为美容用物质的用途。但是，该专利中虽然描述了PA6具有抗P.acnes DSMZ 1897株和DSMZ 16379株活性，但并未提供初始cfu/mL；此外，PA6不能解决提高可溶性表达水平的问题。
[0008]综上所述，对治疗痤疮丙酸杆菌的新治疗方式显然还有很大的需求，并且迄今为止没有报道过适合工业规模生产的高痤疮丙酸杆菌杀伤活性的噬菌体裂解酶。噬菌体裂解酶能够特异性、有效地杀死痤疮丙酸杆菌，同时保持其他共生细菌完整无损，可以提供一种安全有效的痤疮解决方案，适合长期使用，而不会有很高的生态失调和获得性耐药风险。

技术实现思路

[0009]针对以上技术现状，本专利技术提供了具有抗痤疮丙酸杆菌活性的噬菌体裂解酶、其嵌合物及应用。具体专利技术如下：
[0010]本专利技术提供了一种噬菌体裂解酶或其嵌合物在制备预防、治疗或改善痤疮或由痤疮丙酸杆菌引起的感染或与痤疮丙酸杆菌有关的病症的药物、化妆品或医疗设备中的应用，所述噬菌体裂解酶包括来源于类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)和丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)细菌的噬菌体裂解酶。
[0011]本专利技术的应用中，作为实施方案之一，所述类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)细菌包括微白霜菌属(Micropruina)、产丙酸单孢菌属(Propionicimonas)、产丙酸细胞菌属(Propionicicella)、弗莱德门氏菌属(Friedmanniella)细菌；所述丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)细菌包括产丙酸菌属(Propioniferax)、海马球菌属(Mariniluteicoccus)、颗粒球菌属(Granulicoccus)、瑙曼氏菌属(Naumannella)、棒状丙酸菌属(Propioniciclava)、光球菌属(Auraticoccus)、小月菌属(Microlunatus)、河口微菌属(Aestuariimicrobium)、黄球菌属(Luteococcus)、四合球菌属(Tessaracoccus)、布克劳氏菌属(Brooklawnia)、产丙酸微球菌属(Propionimicrobium)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、痤疮丙酸杆菌属(Cutibacterium)、酸性丙酸杆菌属(Acidipropionibacterium)、或假丙酸杆菌属(Pseudopropionibacterium)细菌，优选丙酸杆菌属(Propionibacterium)、痤疮丙酸杆菌属(Cutibacterium)、酸性丙酸杆菌属
(Acidipropion本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种噬菌体裂解酶或其嵌合物在制备预防、治疗或改善痤疮或由痤疮丙酸杆菌引起的感染或与痤疮丙酸杆菌有关的病症的药物、化妆品或医疗设备中的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶包括来源于类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)或丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)细菌的噬菌体裂解酶。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)细菌包括微白霜菌属(Micropruina)、产丙酸单孢菌属(Propionicimonas)、产丙酸细胞菌属(Propionicicella)、弗莱德门氏菌属(Friedmanniella)细菌；所述丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)细菌包括产丙酸菌属(Propioniferax)、海马球菌属(Mariniluteicoccus)、颗粒球菌属(Granulicoccus)、瑙曼氏菌属(Naumannella)、棒状丙酸菌属(Propioniciclava)、光球菌属(Auraticoccus)、小月菌属(Microlunatus)、河口微菌属(Aestuariimicrobium)、黄球菌属(Luteococcus)、四合球菌属(Tessaracoccus)、布克劳氏菌属(Brooklawnia)、产丙酸微球菌属(Propionimicrobium)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、痤疮丙酸杆菌属(Cutibacterium)、酸性丙酸杆菌属(Acidipropionibacterium)、或假丙酸杆菌属(Pseudopropionibacterium)细菌；优选丙酸杆菌属(Propionibacterium)、痤疮丙酸杆菌属(Cutibacterium)、酸性丙酸杆菌属(Acidipropionibacterium)、或假丙酸杆菌属(Pseudopropionibacterium)细菌。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶包括来源于痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes)、肱丙酸杆菌(Propionibacterium humerusii)、贪婪丙酸杆菌(Cutibacterium avidum)、颗粒丙酸杆菌(Cutibacterium granulosum)、特氏丙酸杆菌(Acidipropionibacterium thoenii)、詹氏丙酸杆菌(Acidipropionibacterium jensenii)、产丙酸丙酸杆菌(Acidipropionibacterium acidipropionici)、潮汐滩菌(Aestuariimicrobium kwangyangense)、细粒球菌(Granulicoccus phenolivorans)、积磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)、丙酸丙酸杆菌(Pseudopropionibacterium propionicum)、四合球菌(Tessaracoccus sp.)、极底产丙酸细胞菌(Propionicicella superfundia)、费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii)、费氏丙酸杆菌费氏亚种(Propionibacterium freudenreichii subsp.freudenreichii)、费氏丙酸杆菌舍氏亚种(Propionibacterium freudenreichii subsp.shermanii)、产酸丙酸杆菌(Propionibacterium acidifaciens)、嗜淋巴丙酸杆菌(Propionibacterium lymphophilum)、丙酸杆菌属细菌(Propionibacteriaceae bacterium)、丙酸杆菌分类群192(Propionibacterium sp.oral taxon 192)、无毒产丙酸菌(Propioniferax innocua)、盐藻瑙曼氏菌(Naumannella halotolerans)、慢生棒状丙酸菌(Propioniciclava tarda)、糖原微白霜菌(Micropruina glycogenica)、淡水产丙酸单孢菌(Propionicimonas paludicola)、纪念性光球菌(Auraticoccus monumenti)、日本黄球菌(Luteococcus japonicus)、油田四合球菌(Tessaracoccus oleiagri)、本迪戈四合球菌(Tessaracoccus bendigoensis)、拉帕迪卡四合球菌(Tessaracoccus lapidicaptus)、微嗜气丙酸杆菌(Acidipropionibacterium microaerophilum)、橄榄体丙酸杆菌(Acidipropionibacterium olivae)、或丹诺氏丙酸杆菌(Acidipropionibacterium damnosum)细菌的噬菌体裂解酶。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶包括来源于詹氏丙酸杆
菌(Acidipropionibacterium jensenii)、特氏丙酸杆菌(Acidipropionibacterium thoenii)、产丙酸丙酸杆菌(Acidipropionibacterium acidipropionici)、微嗜气丙酸杆菌(Acidipropionibacterium microaerophilum)、橄榄体丙酸杆菌(Acidipropionibacterium olivae)、丹诺氏丙酸杆菌(Acidipropionibacterium damnosum)、痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes)、贪婪丙酸杆菌(Cutibacterium avidum)、颗粒丙酸杆菌(Cutibacterium granulosum)、或丙酸丙酸杆菌(Pseudopropionibacterium propionicum)细菌的噬菌体裂解酶。5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶具有SEQ ID NO:1～SEQ ID NO:28任一所示的氨基酸序列。6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶具有SEQ ID NO:10所示的氨基酸序列。7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶具有SEQ ID NO:29～SEQ ID NO:56任一所示的核苷酸序列。8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述噬菌体裂解酶具有SEQ ID NO:38所示的核苷酸序列。9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述嵌合物包含噬菌体裂解酶的催化结构域，或包含噬菌体裂解酶的催化结构域和结合结构域的组合。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述催化结构域具有全C
‑
末端接头、半C
‑
末端接头、无C
‑
末端接头、或所述接头的任何部分；所述结合结构域具有全N
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末端接头、半N
‑
末端接头、无N
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末端接头、或所述接头的任何部分。11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述催化结构域包括一个、两个或两个以上的催化结构域。12.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述结合结构域包括一个、两个或两个以上的结合结构域。13.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述嵌合物进一步包含催化结构域和结合结构域之间的接头，所述接头包括：1)SEQ ID NO:343～SEQ ID NO:367任一所示的氨基酸序列；2)SEQ ID NO:368～SEQ ID NO:392任一所示的氨基酸序列；3)SEQ ID NO:393～SEQ ID NO:406任一所示的氨基酸序列；或4)(GGGS)n、(GGGGS)n、(GGGGGS)n、(Gly)3
‑
8、(EAAAK)n、(Ala
‑
Pro)n、或A(EAAAK)nALEA(EAAAK)nA，其中1≤n≤15，n为整数。14.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述嵌合物包括所述催化结构域具有SEQ ID NO:57、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:59、SEQ ID NO:61、SEQ ID NO:62、SEQ ID NO:63、SEQ ID NO:64、SEQ ID NO:65、SEQ ID NO:66、SEQ ID NO:67、SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71、SEQ ID NO:73、SEQ ID NO:74、SEQ ID NO:77、SEQ ID NO:80、SEQ ID NO:81、SEQ ID NO:85、SEQ ID NO:86、SEQ ID NO:87、SEQ ID NO:91、SEQ ID NO:93、SEQ ID NO:95、SEQ ID NO:97、SEQ ID NO:98、SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:100、SEQ ID NO:102、SEQ ID NO:104、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:106、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:108、SEQ ID NO:110、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:114、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:118、SEQ ID NO:121、
SEQ ID NO:122、SEQ ID NO:125、SEQ ID NO:127、SEQ ID NO:128、SEQ ID NO:131、SEQ ID NO:132、SEQ ID NO:133、SEQ ID NO:135、或SEQ ID NO:136中所示的氨基酸序列；所述结合结构域具有SEQ ID NO:60、SEQ ID NO:62、SEQ ID NO:68、SEQ ID NO:72、SEQ ID NO:75、SEQ ID NO:76、SEQ ID NO:78、SEQ ID NO:79、SEQ ID NO:82、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:88、SEQ ID NO:89、SEQ ID NO:90、SEQ ID NO:92、SEQ ID NO:94、SEQ ID NO:96、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:112、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:116、SEQ ID NO:119、SEQ ID NO:120、SEQ ID NO:123、SEQ ID NO:124、SEQ ID NO:126、SEQ ID NO:129、SEQ ID NO:130、SEQ ID NO:134、SEQ ID NO:137、SEQ ID NO:138、或SEQ ID NO:139所示的氨基酸序列。15.根据权利要求9所述的应用，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿萨夫拉兹，米娅丹达，
申请(专利权)人：武汉乐斯吉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：