Vaccines Against Botulism
肉毒杆菌疫苗
基本信息
- 批准号:10630147
- 负责人:
- 金额:$ 66.25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-07-15 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnimal ModelAnimalsAntibodiesAntibody ResponseBacterial ToxinsBiologicalBiological AssayBotulinum ToxinsBotulismCatalysisCellsChemicalsClostridium botulinumCollectionDeveloped CountriesDeveloping CountriesDevelopmentDiseaseDisease OutbreaksDoseEngineeringEnzyme-Linked Immunosorbent AssayFamilyFundingFutureGeneticGenetic EngineeringHumanImmune responseImmunizeImmunodominant EpitopesImmunoglobulin GImmunoglobulin MImmunologicsInactivated VaccinesIncidenceInformaticsIntoxicationJTB geneLaboratoriesLengthLicensingMediatingMemoryMilitary PersonnelModelingModificationMusMutateMutationOryctolagus cuniculusPentasPopulationPopulations at RiskProductionPropertyProteinsRecombinantsResearch PersonnelResidual stateRiskSerotypingStructureStructure-Activity RelationshipTerrorismTestingToxic effectToxinToxoidsTranslatingVaccinatedVaccinationVaccinesVariantZincantitoxinbotulinumbotulinum toxin vaccinecross immunityexposed human populationfirst responderimprovednanoneutralizing antibodynext generationnovel vaccinespotency testingpreventprophylacticreceptor bindingresponsevaccine strategyvaccinology
项目摘要
The botulinum neurotoxins (BoNT) are a large protein toxin family grouped into seven BoNT serotypes (A-G)
based upon limited cross protection of -sera against each BoNT serotype. BoNT are the most toxic proteins
known for humans and the causative agent of botulism. Currently, there is no licensed vaccine against
botulism and the experimental penta-serotype toxoid vaccine previously available from the CDC for at-risk
populations was discontinued in 2011. Thus, there is a need to develop a potent and effective BoNT vaccine
against all BoNT serotypes to protect at-risk humans from exposure, including civilians in harm’s way, first
responders, the military, and researchers. BoNT are organized into three domains involved in catalysis (LC),
LC translocation (HCN), and receptor binding (HCC). Earlier efforts have focused on developing recombinant
HCC-based vaccines to overcome the shortcomings of chemically inactivated toxoids, but recent studies have
shown that recombinant full-length BoNT vaccines are more potent than vaccines comprising the receptor
binding domain. In addition, ELISA studies implicated the HCN translocation domain as the immunodominant
domain, not the HCC receptor binding domain, in recombinant full-length BoNT vaccinated mice surviving
native botulinum toxin challenge. This supports the hypothesis that a recombinant full-length non-toxic BoNT
mutated to inactivate the three independent functions of toxin action (catalysis, LC translocation, and receptor
binding) will improve vaccine potency for outbred populations.
The current study will utilize informatics and assessment of structure-function alignments of the seven
serotypes of botulinum toxin, along with cell biological analysis and immunological assessment of the antibody
(IgM and IgG) response of animals immunized with recombinant, full-length BoNT vaccine versus chemically
inactivated botulinum toxoid. Two models for botulinum toxin vaccines will be tested: a single high dose BoNT
vaccine for rapid response to threats of BoNT exposure and a low dose BoNT vaccine for long term protection
against BoNT exposure. The low dose protective vaccine will be tested versus chemically inactivated
botulinum toxoid in mice and rabbits. Understanding of the structure-function properties of bacterial toxins
allows production of Next Generation vaccines that are safer, less expensive, easier to produce, and
genetically malleable for rapid modification than chemically inactivated toxoids. The studies proposed in this
application provide future directions for these advances in toxin vaccinology.
肉毒杆菌神经毒素 (BoNT) 是一个大型蛋白质毒素家族,分为七种 BoNT 血清型 (A-G)
基于 α 血清对每种 BoNT 血清型的有限交叉保护,BoNT 是毒性最强的蛋白质。
人类已知的肉毒杆菌毒素,目前还没有获得许可的疫苗。
肉毒杆菌中毒和疾病预防控制中心先前为高危人群提供的实验性五血清型类毒素疫苗
2011 年停止用于人群。因此,需要开发一种强效且有效的 BoNT 疫苗
首先针对所有 BoNT 血清型,以保护高危人群免受暴露,包括受到伤害的平民
响应者、军队和研究人员被组织成涉及催化(LC)的三个领域,
LC 易位 (HCN) 和受体结合 (HCC) 早期的工作重点是开发重组。
基于 HCC 的疫苗克服了化学灭活类毒素的缺点,但最近的研究发现
表明重组全长 BoNT 疫苗比包含该受体的疫苗更有效
此外,ELISA 研究表明 HCN 易位结构域是免疫显性的。
存活的重组全长 BoNT 小鼠中的结构域,而不是 HCC 受体结合结构域
这支持了重组全长无毒 BoNT 的假设。
突变使毒素作用的三个独立功能(催化、LC易位和受体)失活
结合)将提高远交种群的疫苗效力。
当前的研究将利用信息学和对七种结构功能对齐的评估
肉毒杆菌毒素的血清型,以及抗体的细胞生物学分析和免疫学评估
使用重组全长 BoNT 疫苗与化学疫苗免疫的动物的(IgM 和 IgG)反应
将测试两种肉毒毒素疫苗模型:单一高剂量 BoNT。
用于快速应对 BoNT 暴露威胁的疫苗和用于长期保护的低剂量 BoNT 疫苗
将针对低剂量保护性疫苗与化学灭活疫苗进行测试。
小鼠和兔子中的肉毒杆菌类毒素的了解细菌毒素的结构功能特性。
允许生产更安全、更便宜、更容易生产的下一代疫苗,并且
与化学灭活的类毒素相比,该类毒素具有遗传可塑性,可快速修饰。
应用为毒素疫苗学的这些进展提供了未来方向。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Novel High-Potency Tetanus Vaccine.
一种新型高效破伤风疫苗。
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:6.4
- 作者:Przedpelski, Amanda;Tepp, William H;Pellett, Sabine;Johnson, Eric A;Barbieri, Joseph T
- 通讯作者:Barbieri, Joseph T
Enhancing toxin-based vaccines against botulism.
加强针对肉毒杆菌毒素的疫苗。
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:5.5
- 作者:Przedpelski, Amanda;Tepp, William H;Zuverink, Madison;Johnson, Eric A;Pellet, Sabine;Barbieri, Joseph T
- 通讯作者:Barbieri, Joseph T
Vaccines against Botulism.
肉毒杆菌疫苗。
- DOI:
- 发表时间:2017-09-02
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Sundeen, Grace;Barbieri, Joseph T
- 通讯作者:Barbieri, Joseph T
Genomic Diversity, Competition, and Toxin Production by Group I and II Clostridium botulinum Strains Used in Food Challenge Studies.
用于食品挑战研究的 I 组和 II 组肉毒杆菌菌株的基因组多样性、竞争和毒素产生。
- DOI:
- 发表时间:2022-09-23
- 期刊:
- 影响因子:4.5
- 作者:Bowe, Brooke Kathryn;Wentz, Travis Gwynn;Gregg, Brieana Marie;Tepp, William Howard;Schill, Kristin Marie;Sharma, Shashi;Pellett, Sabine
- 通讯作者:Pellett, Sabine
Critical Analysis of Neuronal Cell and the Mouse Bioassay for Detection of Botulinum Neurotoxins.
神经元细胞的批判性分析和肉毒杆菌神经毒素检测的小鼠生物测定。
- DOI:
- 发表时间:2019-12-07
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Pellett, Sabine;Tepp, William H;Johnson, Eric A
- 通讯作者:Johnson, Eric A
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