CN101123982A - 脂质和一氧化二氮组合作为用于增强疫苗功效的佐剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了增强对疫苗制剂中的抗原的免疫反应的方法和提供增强的对抗原的免疫应答的疫苗制剂。在所述方法和制剂中，将抗原和佐剂一起施用，所述佐剂包含在一氧化二氮气体的药物可接受的载体中配制的该气体的溶液和包含至少一种脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物，所述脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物选自油酸、亚油酸、α－亚麻酸、γ－亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20:5ω3]、二十二碳六烯酸[C22:6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油－聚乙二醇酯和主要基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油例如蓖麻油与环氧乙烷的反应产物。

Description

脂质和一氧化二氮组合作为用于增强疫苗功效的佐剂
发明领域
本发明涉及药物制剂(该表述此处包括兽药制剂)，所述制剂用于通过接种抵抗使动物身体(该表述此处包括人体)遭受痛苦的传染性生物来预防疾病。
发明背景
在EP 93912877.3和美国专利5,633,284和其等同物中，公开了皮肤科或局部组合物用于各种皮肤、肌肉和关节病症的治疗，所述组合物在皮肤病可接受的载体中包含一氧化二氮[N2O]和至少一种脂肪酸或其低级烷基酯的组合。其在此处还公开了这些组合物也可有益地包含其他的活性组分。在这点上特别提到下列活性组分：煤焦油溶液、胶原、烟酰胺、烟酸、羊毛脂、维生素E、水杨酸甲酯、山车金花和只有其盐酸苯海拉明被明确提到的H1-拮抗剂抗组织胺类。在WO97/17978和美国专利6,221,377以及其对应的申请和专利中，还公开了可通过将这些药物和包含一氧化二氮和至少一种长链脂肪酸的载体一起施用来增强止痛药、消炎药和退热药的作用，所述长链脂肪酸选自油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、所述长链脂肪酸的C1至C6烷基酯中的任一种、这些酸的混合物和这些酯的混合物。所述载体可包含称作Vitamin F Ethyl Ester的混合物和任选地还可包含二十碳五烯酸[C20:5ω3]和二十二碳六烯酸[C22:6ω3]。
在WO02/05850中，公开了可通过在相同的载体中配制来增强抗感染药物的功效。
在WO02/05851中公开了，类似地可通过在相同的载体中配制来增强影响中枢和/或周围神经系统的已知试剂的作用。
在WO02/05849中公开了，相同的载体也可有益地用于将核酸化合物转运穿过细胞膜。
用于形成疫苗的抗原不在前述专利和专利申请中提到的活性组分之中，因为借助于在其中公开的载体，其能够进行有益作用的配制。
前述公开内容不被理解为暗示所述一氧化二氮和脂肪酸组合物在抗由传染剂引起的疾病的预防性效果中具有任何佐剂贡献。在上述专利家族中的公开内容的上下文中，阅读本文的人(notionaladdressee)最可能，如本发明者那样，已理解抗传染剂在治疗已遭受感染的患者中的作用。
现在令人吃惊地发现，上述介质或与其相关的介质自身可用作佐剂，从而增加了已知疫苗的免疫原性。
此处使用的表述“疫苗”是指具有其扩展的意思如通过刺激身体的任何方法或机制在传染病的预防中作出贡献的化合物，和指包括基于病毒、基于肽、基于细菌、基于VLP和基于合成的化合物制剂，但不包括用于疾病的治疗的抗感染剂。
从本发明的范围排除抗感染剂，从而不承认前述专利和申请包含这些被排除的化合物的任何预防性特性的任何公开内容，或根据公开内容这些特性在这些专利或申请中是很显然的。明确地拒绝这些推断。引入所述排除只是为了避免预期为关于潜在的主题的部分的专利的授权的潜在障碍，在检查过程中并不认为所述部分自身值得辩驳，因为其可能过度地延迟了本发明的重要特征的实践的执行。预期本发明的剩下的大量主题对用于预防广泛感染的疫苗的易获得性起了极大的作用，在例如乙型肝炎的情况下显著地减少了成本。
表述“治疗性疫苗”还表示包括用于在不使用抗微生物剂、抗真菌剂或抗病毒剂的情况下通过引发和/或增强对感染剂的特异性免疫应答来预防和/或治疗已存在的感染的疫苗。因此以免疫应答的更广泛的意义理解所述术语，即在引发或增强抗特定显微(microscopic)和亚显微生物体的免疫应答中起作用的所有化合物。该术语还特别地包括所有抗原或天然的和合成的生物制剂，所述抗原或生物制剂落在Times Media in South Africa出版的内科专业索引月刊(Index ofMedical Specialities)(“MIMS”)中所用的药物学分类(pharmacological classification)的26类(生物制剂)范围内。因此其包括：
抗菌疫苗；
抗真菌疫苗；
抗病毒疫苗(包括抗逆转录病毒疫苗)；
抗原虫剂；
和抗螺旋菌疫苗。
在事实的背景中发现上面提到的载体的佐剂性，所述事实是在以前的文献中似乎没有关于一氧化二氮自身或向上述制剂中所用的长链脂肪酸中加入一氧化二氮具有对疫苗的免疫原性的额外的刺激作用的效应的建议。
近年来，对用于预防和治疗目的的新疫苗系统的开发一直存在不断增加的吸引力。可在量和质方面都影响免疫应答的佐剂配制策略和用途已吸引了熟悉药物递送中的问题的技术人员的大量注意。早期的努力集中在胃肠外疫苗和强调生物可降解的微球体的受控释放技术的作用1-3。
接种的主要目的是预防疾病。历史上，接种是一直导致消除病毒性疾病即天花的唯一策略。尽管大多数病原体的生物学比天花更不利于疫苗发展，一些疫苗确实在不同程度上保护人和动物免受相关病原体的侵害。已观察到疫苗免疫原性和安全性的间接相互关系。对与标准的佐剂一起施用的合成的和重组的肽疫苗的人的免疫应答倾向于较弱；因此对增强疫苗的免疫原性和免疫刺激特性的有效的疫苗佐剂存在迫切的需要，即使是不完美的疫苗也可传递公共卫生和经济利益和提供预防和治疗策略的其他见解。尽管杀微生物剂可有效地扩展预防性选择和用作疫苗开发的有价值的原型，但不清楚这些杀微生物剂是否可持续不变地递送给处于风险中的每一个人。
抗疾病例如乙型肝炎的被靶向的疫苗作用通常不能影响发病率。为最大化公共卫生和经剂利益，针对儿童和年幼动物的普遍免疫接种可能是必需的。这意味着需要，与目前广泛使用的疫苗(世界范围内提供给儿童的疫苗)相比，极高水平的安全性。这些考虑有利于基于病原体相对小的部分的疫苗的用途。
当然，在经显示能够潜在地诱导相关免疫应答的疫苗中存在比不能潜在地诱导相关免疫应答的疫苗大得多的潜力。可使用人免疫应答的动物研究和实验室测量来提供加速其他研究和发展的‘保护的相关物’。
疫苗主要使用病原体的无害形式或其的一些组分来诱导保护性免疫应答，所述应答包括免疫系统的一个或两个方面(arm)：体液和/或细胞介导的免疫。体液免疫基于抗体和产生其的B细胞。抗体识别特定的靶(通常为传染性微生物的蛋白的亚部分)。‘中和，抗体在抗击感染中起着重要作用，而细胞毒性T细胞或CD8+细胞在细胞介导的免疫中起着主要作用。细胞毒性T细胞能够破坏大多数病原体感染的细胞，通过细胞表面上展示的结合至细胞蛋白的病原体蛋白的非常小的片段的存在来鉴定受感染的细胞。辅助T细胞(CD4细胞)识别在特化的‘抗原呈递细胞(APC)’的表面上展示的病原体的片段。这些细胞产生激活B细胞和/或细胞毒性T细胞的蛋白。当免疫系统被接种激活时，产生记忆T细胞和有时产生记忆B细胞。当遇到病原体本身时，这些细胞能够进行快速和有效的免疫应答，从而预防感染和/或疾病。
一直阻碍有效的大规模免疫接种计划(mass immunizationprogram)的主要障碍是不能诱导合适的、保护性的免疫应答。例如，对于抗细胞内病原体的疫苗，需要细胞介导的免疫4，如由细胞溶解性T淋巴细胞活性表征的细胞介导的免疫。这样的反应是特别难以引发的，特别是难以通过重组的、可溶性蛋白亚基引发。该缺陷是由于这些抗原不能进入合适的抗原加工途径的机器而引起的。在提高对该加工背后的机制的理解以及认识到递送系统可在量和质上影响所得的免疫应答后，最近10年已见证了该领域内的大量研究努力4，8。新的佐剂制剂现主要包含将抗原运送至抗原呈递细胞的载体。
载体的实例通常为颗粒例如乳剂、微粒、免疫刺激复合物和脂质体以及微流化的水中角鲨烯乳液4-8。这些递送系统的主要功能是将结合的抗原靶向抗原呈递细胞(APC)，包括巨噬细胞和树状突细胞。已显示许多为确定大小(＜5微米)的颗粒的佐剂在动物模型中在增强弱抗原的免疫原性中是有效的。具有发展新疫苗的显著潜力的两种新佐剂包括水包油微乳液和多聚体微粒。
胃肠外途径仍然是用于抗原施用的最常用途径。然而，有效的局部免疫应答的诱导依赖于空气或食物产生的病原体在粘膜表面上的存在，该存在可导致中和抗体的产生。此外，通过注射器提供的产品固有地比可通过口或例如鼻腔喷雾摄入的产品更贵。在不发达国家针头的再利用的危险是复合因素。
粘膜组织遭遇大部分进入宿主的抗原，肠、呼吸道和生殖泌尿道的感染是人类中死亡率和发病率的最常见原因2。关于粘膜接种，可能刺激免疫系统的两个方面并提供体液(抗体)和细胞介导的反应(细胞毒性淋巴细胞)1。尽管存在对有效的粘膜疫苗的迫切需要，其的导入仍然受到运输至粘膜相关性淋巴组织(MALT)过程中的抗原降解和被粘膜相关性淋巴组织的低吸收所阻碍。为了克服这些问题，可将用于粘膜疫苗递送的抗原与同时充当有效的递送系统的佐剂结合或共施用3，9。
因为MALT的各部分具有其自身的特定屏障，各施用途径需要其自身的疫苗递送系统。由于抗原被胃中酸性环境和肠中的酶降解，口服免疫是最复杂的。此外，可溶性抗原并不总是被肠相关淋巴样组织(GALT)的M细胞有效地吸收。通过将抗原捕获在微粒佐剂中，可在抗原至粘膜组织的途中保护其免受降解和有效地将其靶向M细胞从而被M细胞吸收10-13。
鼻免疫接种主要因为抗原被鼻相关淋巴组织(NALT)快速清除和低吸收而变得复杂。关于抗原转运穿过鼻上皮屏障，可按三种途径进行：抗原和促进免疫应答同时可被鼻粘膜吸收的佐剂的共施用、抗原与吸收促进剂的共施用或将其捕获入微粒系统中以刺激也存在于NALT中的M细胞，从而内化所述抗原14，15。
过去已开发了许多产生保护性免疫应答的策略。这些策略包括：
a)减毒活疫苗对受治疗者无害的缺陷病原体例如缺失nef的病毒。在一些情况下使用这些类型的疫苗是不安全的。
b)失活的或“被杀死的”疫苗。仍然不能就其保护免受病原体侵害的能力全面评价这些疫苗。例如，细胞中生长的且与宿主细胞匹配的攻击病毒在失活过程中可以脱掉或可以不脱掉其包膜蛋白。在更有效的狂犬病毒的发展中举例说明该类型的疫苗。
c)重组亚单位疫苗-或肽疫苗-通过模拟其表面上的蛋白(例如，提出的乙型肝炎疫苗)寻求刺激抗该病原体的抗体。迄今为止研究的亚单位疫苗是株系特异性的且产生较低的抗体反应。近年来对佐剂的深入研究已打开了包膜疫苗研究的新领域，一些疫苗能够诱导有效地抗广泛的病原体株系的中和抗体。
d)重组载体疫苗使用递送系统将病原体的基因或基因的部分整合入已建立的疫苗。递送系统可包含活的但无害的病毒，例如金丝雀痘病毒。已显示载体疫苗在受试者中产生病原体特异性细胞毒性T细胞应答。这些应答可用DNA疫苗引发来增强。
e)DNA疫苗和复制子-包括被注射入受治疗者以诱导细胞表达抗原的基因序列。在复制子的情况下，这些序列包裹在不相关病毒的外壳中。
f)组合疫苗或‘初免和加强疫苗’。这些疫苗提供了组合两种或更多种不同的疫苗以扩展或强化免疫应答的策略。实例包括具有引发T细胞应答的抗原和产生抗体的亚单位加强抗原的载体，或递送DNA，然后递送具有表达相同基因或基因序列的基因或基因序列的载体。可能在相同的时间上提供两种不同的疫苗，其中一种比另一种更快速地起作用。这将导致从单剂产生‘初免-加强’效应。
g)疫苗设计中的重要的最新发展是使用合成的基因最大化其在人细胞中的表达。该技术已用于在动物中增强免疫应答的HIV疫苗的设计且使用该技术的至少三种疫苗现已进入早期阶段的临床试验。非常重要的是明白受治疗者中免疫应答的证据并不一定表示疫苗预防感染。必须在动物和人试验中确证感染的预防。与疫苗相关的上述问题已导致进行与本发明相关的调查。
基于脂肪酸/一氧化二氮的技术包括其中形成了稳定的多囊结构或颗粒的独特的亚微粒乳液型制剂。除其他以外，在上面提到的WO97/17978中要指出的是，一氧化二氮也是通过合成产生的天然气体，其也俗称“笑气”，多年来其一直用作特别是在牙科医学中用作吸入麻醉剂和止痛剂。
已知一氧化二氮是溶于水的且已报导在20℃和2个大气压下，1.5升水中溶解1升气体，参见The Merck Index第10版Ed.p.6499。
除了在上述专利和专利申请中，似乎在文献中没有提到一氧化二氮的溶液可具有对人或动物的任何作用。就本申请者所知，也未曾有人提出一氧化二氮可与脂肪酸一起作为佐剂使用以增强抗抗原特异性疾病的免疫应答的建议。
已知在制药领域可以所谓的基于脂质的制剂配制抗原。这些基于脂质的制剂都不与一氧化二氮一起使用，这与其中一氧化二氮和脂肪酸及其酯的组合形成微乳佐剂系统的基础的本发明不同。如将在下面所显示的，调查确证了一氧化二氮在免疫应答的刺激中的必需作用。作为此处描述的本发明的疫苗的佐剂的一氧化二氮与脂肪酸的组合显示对只基于脂肪酸的佐剂的显著差异。
本发明的目的
本发明的目的是提供具有增强抗原作用的特征的佐剂和提供这些佐剂和抗原的药物制剂，与包含相同抗原的已知佐剂的制剂相比，所述药物制剂导致特异性增强的免疫应答，例如特异性中和抗体的增加。
发明描述
根据本发明，提供了在疫苗制剂中增强直接或后继的免疫应答的方法，所述方法包括施用具有佐剂的抗原的步骤，所述佐剂包含在一氧化二氮气体的药物可接受的载体中配制的一氧化二氮气体的溶液和包含至少一种脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物，所述脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物选自油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20:5ω3]、二十二碳六烯酸[C22:6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油例如蓖麻油和环氧乙烷的反应产物。
根据本发明的其他方面，提供了适合用作包含抗原的疫苗的药物制剂，所述制剂用佐剂进行配制，所述佐剂包含一氧化二氮的溶液(在用于该气体的药物可接受载体溶剂中配制的)，且其包含至少一种脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物，所述脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物选自油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20:5ω3]、二十二碳六烯酸[C22:6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油例如蓖麻油与环氧乙烷的反应产物。
所述抗原可选自所有可能的抗原。
在本发明的优选形式中，所述方法或制剂中使用的抗原可包含此处定义的不同类型的抗原，即：肽、灭活的病毒、灭活的细菌和病毒样颗粒(VLP)的任何一种或多种抗原或其任何组合。
所述抗原可以是适合引起抗疾病的病原体的免疫应答的任何抗原或由因子引起的感染，其选自：卡介苗、霍乱、B型嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳、肺炎球菌、破伤风菌、伤寒、白喉、甲型肝炎、乙型肝炎、流行性感冒、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、风疹、蜱传脑炎(Tick-borne Encephalitis)、水痘和黄热病。
因此本发明涉及下列类型的疫苗：
细菌疫苗
卡介苗
皮肤用卡介菌苗
霍乱疫苗
B型嗜血杆菌缀合疫苗
脑膜炎球菌多糖菌苗
百日咳菌苗
肺炎球菌多糖疫苗
破伤风疫苗
伤寒(Strain Ty 21a)活疫苗(口服)
伤寒多糖疫苗
伤寒菌苗
细菌类毒素
白喉菌苗
破伤风疫苗
病毒疫苗
肝炎疫苗家族(灭活的肽、VLP)
人乳头状瘤病毒疫苗(VLP)
灭活的流感疫苗(完整的病毒体)
灭活的流感疫苗(裂开的病毒体)
灭活的流感疫苗(表面抗原)
麻疹活疫苗
腮腺炎活疫苗
灭活的脊髓灰质炎疫苗
脊髓灰质炎活疫苗(口服)
狂犬病疫苗
风疹活疫苗
森林脑炎疫苗，灭活的
水痘活疫苗
黄热病疫苗
混合疫苗
白喉-破伤风菌苗
白喉、破伤风和百日咳疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和B型嗜血杆菌缀合物疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和
灭活的脊髓灰质炎疫苗
甲型肝炎(灭活的)和乙型肝炎(肽)疫苗
麻疹、腮腺炎和风疹活疫苗
可以展望所述目录将随着新抗原或不同形式的抗原以及新组合的开发而扩充。
依赖于特定的抗原，所述佐剂可包含二十碳五烯酸[C20:5ω3]和/或二十二碳六烯酸[C22:6ω3]或这些的修饰物的长链脂肪酸，其中加入如上面定义的载体的至少一种其他组分。
优选地从蓖麻油产生主要由基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油与环氧乙烷的反应产物，已知所述蓖麻油的脂肪酸部分主要由蓖麻油酸组成。可修饰所述产物以进行氢化、乙基化和加入基团例如聚乙二醇。许多这些产品在Cremophor grades的商品说明下由BASFA上市销售。
一氧化二氮气体的载体溶剂可以是水或药物可接受的醇、醚、油或聚合物例如聚乙二醇等的任何一种。所述油可以是有机或矿物油。有机油可以是基于长链脂肪酸(具有14至22个碳原子的脂肪酸)的必需油。所述油也可以是天然的或合成来源且，如果是天然源，其可以是植物油或动物油。作为植物油，富含γ亚麻酸[GLA]的植物油是优选的，而作为动物油可使用鲜奶油(dairy cream)。
在本发明的优选的形式中，所述溶液是一氧化二氮饱和的水溶液。所述油组分和水组分可分开地包装且只在施用前直接混合。优选地对水进行去离子和纯化以使之不含微生物和内毒素。
当包含抗原的制剂以用于口服给药的液体(包括被胶囊化的液体)形式提供时、或以鼻或支气管或肺喷雾形式提供或以可注射的制剂提供时，这些制剂可将水或可接受的其他液体作为施用介质的部分整合，在所述水或其他液体中溶解了一氧化二氮，在所述水或其他液体中通过将脂肪酸或其酯同抗原一起配制来将其与所述抗原一起溶解或悬浮或乳化。同样，当以局部试剂、含剂或阴道霜剂、软膏、喷雾剂、洗剂或以栓剂给患者施用所述抗原时，用于制造这些乳膏、油膏、喷雾剂、洗剂或栓剂的配方可掺入，并随其配制的抗原与一些水或其他液体整合在一起，所述水或液体包含或用一氧化二碳、长链脂肪酸或其酯以及随其配制的抗原和此外这样的额外的赋形剂和载体饱和，所述赋形剂和载体是例如在制造这些剂型中常规用于医药贸易的赋形剂和载体。
因此可存在于本发明的可选择的制剂中的一氧化二氮气体的载体溶剂基本上是非水性的且包含至少一种脂肪酸或其酯，所述脂肪酸或其酯选自油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20:5ω3]、二十二碳六烯酸[C22:6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要基于蓖麻油酸的油组成的氢化或非氢化天然油与环氧乙烷的反应产物。
适合于透皮给药的制剂(不论作为注射剂、油膏、乳膏或洗剂还是以为制剂提供贮器的皮肤贴布的形式存在)，都是本发明的优选的剂型。
组合物的必需脂肪酸组分优选地包含上面列出的脂肪酸的酯的混合物。因此，在本发明的最优选的剂型中，组合物的脂肪酸组分由称作维生素F的复合物组成，在这点上，优选地使用称作Vitamin F EthylEster的维生素F的酯形式。该产品在Vitamin F Ethyl Ester CLR 110000Sh.L.U./g的产品说明下可从CLR Chemicals Laboratorium Dr.Kurt Richter GmbH of Berlin，Germany商购获得。该产品的典型脂肪酸分配如下：
＜C16：0
＜C16.0：8.3％
C18.0：3.5％
C18.1：21.7％
C18.2：34.8％
C18.3：28.0％
C18：1.6％
未知物：2.1％
更优选地向制剂中加入称作二十碳五烯酸[C20:5ω3]和二十二碳六烯酸[C22:6ω3]的长链脂肪酸。可在商品名“Incromega”下从Croda商购获得这些产品组合物。
显微分析显示此处描述的抗原和佐剂的制剂形成微观结构，所述抗原以稳定的形式包含在所述微观结构内或附着至其上，并将抗原从所述微观结构递送至作用位点。
可制备制剂使之适合于粘膜给药特别是适合鼻给药是本发明的其他方面。因此其包括粘膜免疫原性。
本发明仍未被经验工作证明可用于所有抗原。然而，对于这些抗原，无论已被调查研究的抗原的生物和化学多样性如何，迄今未观察到负结果，所述抗原已用本发明的前述佐剂进行配制并通过不同的方法就免疫原性的预期增加和不同的施用途径对其进行评价。因此基于代表许多种类的这些抗原的产品的这些初步观察，申请者满怀信心地预期，本发明将发现在整个由此处定义的这些术语包括的和下面所示的一些实施例的病原体谱内的一般用途。
这是本申请者的当前假设的一部分，通过该假设寻求理解本发明且不希望将该假设限制在该阶段，即当本发明的施用介质用于最有效地转运随其配制的佐剂化的抗原通过人或动物身体时，该佐剂也在通过迄今还未得到解释的机制将抗原转移至免疫系统的细胞从而引起有效的免疫应答中起重要作用。在这个方面，本申请者相信，无论抗原的类型、机制和应用的多样性如何，本发明将发现一般用途。
操作机制的前提假设
目前正在研究机制，通过该机制本发明可实现增强免疫原性的作用。上面已经记录了关于该方面的一些观察。此外，记录了一些其他可能解释的前提观察点。申请者再次不希望束缚于可在此时提出的任一种假定的解释。然而记录了，很明显在制剂的生产过程中在制剂中可将长链脂肪酸和本发明的制剂的一氧化二氮或这些组分中的至少一些组分形成小的稳定囊泡或微海绵(在下文中称为“基于脂肪酸的颗粒”)。
1.制品的配方的结构特征
通过与指定的抗原混合形成包含所述抗原的颗粒来配制形成施用介质的部分的一氧化二氮和不饱和长链脂肪酸。所述颗粒包含性质上为佐剂的脂质相、(a)合成的微粒性质的聚合物和气体，一氧化二氮(其似乎激活或使这些颗粒的组合有效)。所述颗粒的特征中的几个特征促成其用作有效的疫苗佐剂：
所述颗粒的捕获能力和递送效率；
颗粒的复系(polyphylic)性质-所述颗粒非常适合捕获亲水和疏水分子的组合，例如在抗原和免疫调节分子的捕获中；
颗粒的被动靶向和颗粒和脂质结构例如细胞膜中脂质筏之间的亲和力；和
这些颗粒似乎运载不安全或毒性的危险物。
这些特征和用与所述颗粒一起使用的一些抗原获得的结果将在下面进行讨论。
2.颗粒的组成、数量和大小
本发明获得的结果和涉及本领域的文献都表明不同的给药途径要求不同大小的颗粒递送有效的疫苗。此外，装载入颗粒的抗原的类型和量以及颗粒的吸收能力在很大程度上由所述颗粒的组成、数目和大小决定。各种类型的抗原大小(例如与肽和病毒比较)差别极大且需要进行调节(accommodated)。因此重复操作颗粒的大小和数目的能力非常重要。本发明中的颗粒的大小和数目之间的关系似乎不直接成比例但可通过下列进行操控：
已显示对形成的颗粒的大小和数目具有影响的一氧化二氮的饱和程度；
●各种多不饱和脂肪酸的加入；
●所用的脂肪酸的比例的改变；
●所用的脂肪酸的修饰或衍生物的改变；
●生物分子例如肽的加入；和
●各种大小的合成聚合物的用途。
在这点上已产生了两个重要的观察：
a)发现当所用的不饱和长链脂肪酸是20个碳或更多碳时，形成的微结构是具有与海绵中看到的亚区室相似的球形。
这些结构是稳定的且我们相信并观察到抗原(特别是肽)与这些亚区室非常相适，从而所述抗原能够结合靶细胞表面上的特异性表位或受体。当使用16至20个碳的不饱和长链脂肪酸时，微结构的形式是囊泡，所述囊泡具有移动自发荧光颗粒围绕所述囊泡的动力场。
3.稳定性
颗粒似乎在室温下24个月后仍保持结构完整性。在该时间期间任何装载的化合物保持被捕获状态。该稳定性特征据认为在疫苗的使用中非常重要。
4.细胞毒性的缺乏
所述颗粒在可应用的浓度上不具有显著的细胞毒性或毒性，这已在细胞培养物、动物和人研究中得到显示。
5.作用机制
5.1装载效率：
可通过白喉类毒素(DT)和灭活的狂犬病毒在本发明的颗粒中的高度捕获来证明颗粒的高装载效应，如由激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)所图解说明的。所述灭活的病毒是来自SA State VaccineInstitute，现为BIOVAC Institute的慷慨赠品。
5.2吸收和转运：
本发明的颗粒在鼻内和口服给药的情况下似乎用作吸收机器而在胃肠外给药的情况下用作转运机器以将抗原递送至免疫活性细胞。递送效率与组织穿透力、细胞吸附、细胞膜和颗粒的组分之间的相互作用、通过细胞进行的颗粒的内化和细胞内稳定性相关。
5.3释放：
高递送效率的结果是不仅膜位置上而且细胞内位置上的抗原的释放，从而导致所述疫苗的增强的效率。所述颗粒与抗原协同作用以获得增强的免疫原性。通过其组成影响所述颗粒的释放率。为了组合接种的初免和增强因子，可使用延长和/或受控释放颗粒。
5.4柔性和弹性：
激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)显示颗粒的构型可被其环境改变。例如，当囊泡移动通过生物屏障例如循环毛细管时，已通过显微镜观察到为了适应血管外而发生的构型变化。
不饱和长链脂肪酸组分对细胞完整性的贡献在于其对膜维持的贡献。本发明的颗粒的一氧化二氮组分增强膜流动性，该膜流动性假定具有对吸附、吸收和其他膜结合过程的正作用。已发现本发明的组合物对抗原的免疫原性具有有益的作用。
这些有益的作用据认为归因于基于脂肪酸的颗粒的动态特性。
5.5.动态脂质(inter-lipid)囊泡间的关系：
已显示颗粒脂质之间和颗粒/细胞关系确实存在。可组合颗粒以连续地再调节其自身的大小而不危害其稳定性。这些相互作用的膜特征使囊泡通过细胞的移动为最佳。
尽管存在颗粒之间的相互关系，但已显示颗粒在血液和体液中稳定长达5小时。
本发明的实施例
不限定本发明的范围，现在描述一些实施例以举例说明本发明。
制剂1
用于胃肠外给药的狂犬病疫苗和鼻内给药的白喉类毒素(DT)疫苗的FAA-1的制备
步骤1：使用高压容器和喷雾器在环境温度下用一氧化二氮饱和可用于特定抗原的缓冲溶液。在为狂犬病病毒的情况下所使用的缓冲液是磷酸缓冲液盐溶液(PBS)，在用于鼻内给药的DT情况下，使用蒸馏水。
步骤2：将下列脂肪酸加热至70℃：21％的油酸、34％亚麻酸和28％亚油酸。通过用羧基末端的乙烯基酯化来修饰这些脂肪酸。将PEG化、氢化脂肪酸、蓖麻油酸(INCI名称也称为PEG-n-氢化蓖麻油)加热至80℃并在70℃与第一组脂肪酸混合。第一组脂肪酸对后面的脂肪酸的比率为3∶1。
步骤3：将缓冲液加热至70℃并与所述脂肪酸混合物混合至1.85％的终浓度。该脂肪酸混合物组成了佐剂且此处称为FAA-1(μ)。所述μ符号表示颗粒的细微的大小范围，所述颗粒大小为2-5μm之间，如在大小分检器上通过颗粒大小分析确定的。通过超声(短期)或通过增加蓖麻油酸组分(长期)从FAA-1(μ)制备FAA-1(n)。
步骤4：将抗原捕获于佐剂中：通过在室温下在Vibramix中充分混合3小时(狂犬病病毒)或4小时(DT)将各抗原捕获在不同的佐剂制剂中。
制剂2
用于胃肠外乙型肝炎疫苗的FAA-2的制备
向上面FAA-1中包含的脂肪酸中加入
1.作为抗氧化剂的d1-α-维生素E
2.额外的乙基化的脂肪酸DHA(二十二碳六烯酸)和EPA(二十碳五烯酸)。用于本发明的两种脂肪酸的优选的量为0.2％。
3.通过在环境温度下在Vibramix中混合30分钟发生乙型肝炎肽的捕获。可容易地在大规模水平上生产大小在20nm至50μm范围内变化的大小相当均匀的稳定的颗粒。可重复性地控制颗粒的大小和形状。下面描述FAA-1和FAA-2在动物研究中的用途，所述用途属于本发明。下列抗原(所述抗原虽然未穷举本发明涉及的疫苗范围但被认为是代表性的从而为说明性的抗原)用于细胞和动物研究以确证本发明：
作为抗原的类毒素(白喉)
作为抗原的灭活的病毒(狂犬病)
作为抗原的蛋白/肽(乙型肝炎Hep B)
在下列的实例中描述了一些研究的例子和其结果：
实施例1
在分别口服给药和鼻内给药后FAA-1/DT疫苗诱导全身性免疫应 答的能力的确定
本实施例涉及，与目前使用的金标准-基于氢氧化铝(明矾)胃肠外疫苗相比，动物中对白喉类毒素特别是鼻内和口服给药的疫苗中的白喉类毒素的免疫应答的增加。
1.研究目的：
本研究的首要目的是评价，当与通过胃肠外途径施用的
a)PBS盐溶液
b)明矾
中的抗原相比，本发明的从FAA衍生的制剂在口服和鼻内给药模型抗原DT后增强全身性免疫应答中的功效。
Desai等人16显示被M细胞吸收的壳聚糖颗粒依赖于颗粒的大小和颗粒的疏水/亲水特征。已确定具有纳米范围大小的颗粒更容易地被位于派伊尔氏淋巴集结的M细胞吸收。第二目的在于确定
a)FAA颗粒的大小是否对对于DT的免疫应答的增加具有任何影响和
b)口服或鼻内给药的免疫应答是否与使用胃肠外给药途径使用明矾作为佐剂获得的免疫应答相当。
2.研究背景：
胃肠外途径仍然是施用抗原的最常用途径。尽管有效的口服或鼻内给药的疫苗的引入提高了患者的顺应性且减少了成本和对有资格施用抗原的人员的需要，但大多数疫苗仍然必须通过胃肠外施用。根据AIDS的流行性，可选择的给药途径是有益的，特别是在发展中国家是有益的，这已通过例如来自这些发展中国家的最近的报导所证明，在所述发展中国家，护士在免疫运动期间用相同的针头给多达170个在校儿童进行注射。此外，与导致只诱导全身性免疫应答的胃肠外疫苗接种相反，粘膜接种诱导局部免疫应答也诱导全身性免疫应答。在诱导有效的局部免疫应答后，空气或食物产生的病原体可在到达粘膜表面时被中和。
文献显示已在小鼠模型中检测了关于不同佐剂的设计和应用的各种研究。因此详细地描述了该模型。发现极少的受试佐剂与目前使用的氢氧化铝佐剂化的胃肠外疫苗的功效相当。例如，Van der Lubben等人17的结果表明壳聚糖微粒在鼻内给药后在刺激免疫应答中的效率较低，只有一半的鼻内接种的小鼠显示了免疫应答。
3.接种的一般方法学
3.1小鼠鼻内接种
下列小鼠组群接受制剂的鼻内给药。
I.阳性对照1：鼻内给药PBS中的40Lf DT
II.阳性对照2：通过皮下注射施用的吸附至明矾(氢氧化铝)的40Lf DT(注册剂型)。
III.FAA-1(μ)和40Lf DT
IV.FAA-1(n)和40Lf DT
V.阴性对照1：无DT的FAA-1(μ)
VI.阴性对照2：无DT的FAA-1(n)
在各组中，接种6周龄的10只SPF balb/c雌性小鼠。Balb/c小鼠以前一直用于使用白喉类毒素作为抗原的口服和鼻内接种研究，结果显示该动物模型适合于这些研究。为了在第4周获得血液样品以进行IgG测定，通过断头术杀死一半的小鼠(5)。在第6周类似地处理另一半小鼠。在各情况下，皮下注射吸附至明矾的DT作为阳性对照。
疫苗施用：以10μl/天(各鼻孔5μl)的体积提供鼻内制剂。在第1和第3周将DT的总剂量在连续的3天中进行分配。
样品的收集：在断头术后在可应用的容器中收集血液和鼻洗液。不存在抗凝血剂。通过离心制备血清。将样品在-20℃下贮存。
3.2小鼠中的口服免疫。
在研究过程中接种下列组中的小鼠，每组6只：
I.阳性对照1：口服给药PBS中的40Lf DT
II.阳性对照2：通过皮下注射施用的吸附至明钒(氢氧化铝)的40Lf DT。(注册剂型)
III.有40Lf DT的FAA-1(μ)
IV.有40Lf DT的FAA-1(n)
V.阴性对照1：无DT的FAA-1(μ)
VI.阴性对照2：无DT的FAA-1(n)
疫苗的施用：用钝针胃内喂饲口服给药制剂。在第1周和第3周中在连续的三天中接种小鼠。分开剂量且喂饲的总体积少于300μl。
血液采样：根据文献，应当可在第6周观察到免疫应答。因此在第6周周末收集用于鼻内给药研究的血液以确定IgG滴定。用抗原特异性酶联免疫吸附测定法(ELISA)分析样品。
4.设计、计算和统计评价
i)实验设计：用于鼻内给药和口服给药研究的实验设计是平行设计，在所述设计中，根据处理组安排动物，每个实验动物进行一个处理。
ii)实验动物组的数目：动物的数目与前面公开的研究中的一致并由Deparment of Statistics of the North-West University，SouthAfrica进行了讨论和确证。
iii)组中实验动物的随机分配：所有小鼠年龄大致相同且身体大小相当。将动物随机地分组，10个用于鼻内给药研究，6个用于口服给药研究。将小鼠置于编号的容器中。对各动物组随机分配处理。所述研究是非盲研究，同样地研究人员制备和施用类毒素，收集样品和进行分析。由有资格的研究员指导和检查所有给药和收集。为减少任何可能偏差的机会，由两个不同的研究人员进行口服给药和鼻给药研究，包括分析。通过措施例如使用来自提供者的单批小鼠，使用相同的实验室设备进行所有分析并在相同的天获得所有小鼠的血液样品和鼻洗液，尽可能地减少背景变量。口服给药和鼻内给药研究各包括其自身的控制(参见阴性对照组)。监控培育设施中的动物并注意使其保持不含病原体。
iv)统计方法：用酶联免疫吸附测定(ELISA)进行采集的样品的分析，所述测定法是广泛用于生物样品的分析的灵敏和特异的测定法。在口服给药和鼻内给药的研究中，将用ELISA测定法获得的IgG滴度(全身性免疫应答)与对照进行统计学比较，p＜0.05。用Pearson检验对两个处理进行相互比较。
5.结果
5.1鼻内接种
对佐剂制剂FAA-1进行的研究，包括如本发明的制剂1中所述制备的DT抗原的结合，显示与阳性PBS-DT对照制剂相比，疫苗功效的显著提高。获得的免疫应答与明矾佐剂化的胃肠外施用产生的免疫应答相当。
表1反映了获得的关于ELISA测定法的连续稀释的一个稀释的结果：
  表1：以1∶320稀释的IgG
  第4周   小鼠1   小鼠2   小鼠3   小鼠4   小鼠5   Ave   Stdev
  FAA-1(μ)   20480   10240   10240   40960   5120   17408   14299.4
  FAA-1(n)   20480   2560   20480   27136   10346.1
  PBS   0   40   0   0   0   8   17.9
  明矾   5120   20480   20480   20480   20480   17408   6869.2
  第6周
  FAA-1(μ)   2560   40960   20480   20480   20480   20992   13594.5
  FAA-1(n)   2560   2560   5120   20480   5120   7168   7550.9
  PBS   320   80   320   0   0   144   138.6
  明矾   10240   20480   20480   40960   5120   19456   13738.4
如所预期的，阴性对照在任何时间上显示无局部的或全身性的抗体反应。如由确定的IgG滴度所反映的，阳性对照(PBS盐溶液和抗原)显示少量但可观察的全身性免疫应答。不幸的是，由于接种方法的原因，在第4周FAA-1(n)组小鼠中的两只小鼠死亡。该死亡与使用的特定佐剂无关。
图1说明由抗DT中和抗体的滴度(在4和6周后的血液中发现的)反映的抗DT的全身性免疫应答。将滴度示于以对数为标度的Y轴上。
图2说明由DT抗原和佐剂的制剂引起的特定抗体产量的增加。阳性对照PBS-DT用作参照和除数(divider)。在初始接种4周后，相对于该阳性对照的增强超过明矾和FAA-(μ)的2000倍和超过FAA-1(n)的1000倍。到第6周时，反应的增强已减少至刚好超过在明矾和FAA-1(μ)的情况下的500倍和在FAA-1(n)的情况下的200倍。这些结果证实颗粒的大小在鼻内给药后引发的全身性免疫应答程度中起作用。基于明矾和基于FAA-1(μ)的免疫应答之间的协方差是676800.7901，然而基于明矾和基于FAA-1(n)的免疫应答之间的协方差是377679。PBS-DT对照和三个佐剂化的组之间的统计学差异在各情况下低于0.05。
5.2口服接种
口服接种的结果表明观察到的免疫应答远比鼻内接种的情况下低，但在明矾和Faa-1(n)的情况下增强却是统计学上显著的，如下面图3中所示：
所述结果证实了佐剂颗粒大小的重要性：和鼻内给药相反，本发明的纳米大小的颗粒增强全身性免疫应答40倍，但微米大小的颗粒只增加2倍。口服给药后特定抗体的增加低于鼻内接种后的增加，假定因为下列理由中的一些理由：相对于阳性PBS-DT对照确定增强，该增强在口服研究中高出2.9倍，白喉类毒素对低pH敏感，所述低pH是其在胃中暴露的pH。然而，基于明矾的疫苗的反应也显著地低于鼻内给药后的反应且基于明矾的疫苗通过胃肠外施用，从而不暴露于例如低pH的因素。因此这两个研究表明，对于该特定的类毒素，鼻内接种导致比口服接种更好的免疫应答。然而，用基于明矾和基于FAA-1(n)类毒素的接种导致统计学上显著的反应(＞10AU/ml)，所述反应遵从国际卫生组织关于白喉的疫苗功效的国际要求(根据WHO，水平＞0.01AU/ml在人中是保护性的)。
6.结论：
通过鼻内给药和口服给药途径以溶液形式施用FAA，所述溶液包含在其中捕获类毒素的微米或纳米颗粒。在口服给药或鼻内给药的研究中对于未装载的FAA-1(μ)或FAA-1(n)没有观察到反应。在用阳性对照、PBS-DT接种后，免疫应答很低且不遵从设定标准的要求。此外，在用PBS-DT接种后，在鼻内给药中5只小鼠中只有2只小鼠以及在口服给药研究中6只小鼠中有1只显示一些免疫应答。
这些研究清晰地说明了佐剂在增加疫苗的功效中所起的作用。基于明矾的胃肠外接种导致显著的全身性免疫应答，类似于文献中描述的全身性免疫应答。类似地，在鼻内给药后，FAA-1(μ)和FAA1-(n)显示相当的和统计学上显著的全身性免疫应答，然而在口服给药后，FAA-1(n)，而非FAA-1(μ)显示相当的和统计学上显著的免疫应答。
这些研究的结果表明本发明应当能够使用鼻内给药途径取代胃肠外途径进行接种，从而消除了对针头和注射的需要。因此本发明将对更安全、更便宜和环境更温和的疫苗作出了贡献。
实施例2
与商购获得的疫苗的功效相比基于FAA-1的狂犬病疫苗的功效的 增强的确定：
实施例1中的动物研究显示本发明中描述的基于脂肪酸佐剂FAA-1在鼻内给药和口服给药后在增强全身性地抗白喉的特异性免疫应答(IgG抗体)中是有效的。用结合FAA-1微米或纳米颗粒的DT接种的所有小鼠都产生足够的中和抗体，从而保护其免受白喉毒素的影响。
本实施例涉及对灭活的狂犬病毒的免疫应答的增强，所述灭活的狂犬病毒用于配制具有比目前使用的商购可获得的胃肠外给药的疫苗的功效更高的功效的狂犬病疫苗。在动物研究中，使用上面所示的狂犬病疫苗制剂检查通过胃肠外给药的狂犬病抗原的有效递送。用灭活的狂犬病毒(对照)或FAA结合的灭活的病毒腹膜内或皮下注射小鼠进行攻击并测量其存活率。
1.研究目的：
这些研究的第一目的是确定本发明的胃肠外佐剂的功效。上述实施例1未阐明用于胃肠外给药的基于脂肪酸的佐剂的功效。这些研究涉及本发明的佐剂与商业上使用的佐剂明矾的佐剂性的直接比较。
研究的第二目的包括；
●实施例1描述了使用模型抗原的模型系统。在本实施例中，研究的抗原是用于制备商业疫苗的工业的抗原。
●其中一个目的是增加每次研究的动物的数目和证实观察到的动物中功效的增强的可重复性。
●确定在所述的发明中是否可减少给药次数。
●确定基于脂肪酸的佐剂自身是否促进免疫应答。
2.研究背景
狂犬病是急性的、进行性的、难治愈的影响人和动物的病毒性脑炎1-3。病原体是弹状病毒科家族、狂犬病毒属的嗜神经RNA病毒，所述病毒以内食动物以及蝙蝠种类作为宿主。病毒传播主要通过动物咬伤传播，且一旦病毒沉积在外周伤口，发生朝向中枢神经系统的向心迁移。在病毒复制后，离心扩散至主要的出口，唾液腺，从而产生了感染下一个宿主的途径1-3。
尽管在医疗干预上进行持续的努力，但狂犬病保持作为具有最高病死率的感染性疾病的不确定性特征(dubious distinction)3。每年至少50000个人死于狂犬病，超过一千万人接受抗该疾病的暴露后接种，同时超过25亿人生活在其中狂犬病为地方病的区域。这些数据被低估了，因为一些地方区域不容易到达，从而导致报告不全。初步的监测表明每15分钟就有一个人死于该疾病，另外300多人暴露于该病。一旦疾病的症状发生，患狂犬病的动物对人的感染几乎一定是致命的。尽管潜伏期平均为1-3个月，但也曾记录了在暴露数天或数年后发生疾病。年龄5至15岁的儿童处于特别危险的阶段。
除了南极洲，在所有大陆都发现狂犬病。在亚洲、非洲和南美洲超过99％的所有人在感染狂犬病后死亡；每年印度单独报告30000例死亡。从全球范围来看，假定其广泛的分布、公共卫生考虑、兽医建议和经济负担，狂犬病是最重要的病毒性动物传染病5。WHO鼓励仔细设计的研究，所述研究涉及婴儿和儿童(生活在狂犬病为主要的健康问题的社区中的)的早期免疫计划中整合现代狂犬病疫苗的可行性和影响。
控制的最有效和最具成本效益的方法是免疫接种。历史上，许多狂犬病疫苗来源于受感染的大脑组织。尽管相对便宜，但其功效水平不同。随着细胞培养繁殖的发展，在过去20年中已极大地提高了狂犬病疫苗的效能和安全性。然而，在一些国家，唯一可获得的疫苗是来源于绵羊、山羊或啮齿类动物乳儿的神经组织。
WHO已签署了到2006年在发展中国家完全中止未纯化的神经组织疫苗，以细胞培养物疫苗进行取代。对于这些国家，唯一的方法可能是有权利使用便宜的高质量细胞培养物疫苗。标准的细胞培养物接种方案(例如，Essen方案)由在第0、3、7、14和28天在儿童的三角肌或在大腿前区中施用疫苗组成。典型的皮内施用方案(8-0-4-0-1-1)由在第0天在8个位置上施用疫苗，然后在第7天进行4次皮内接种和在第28和90天在一个位置上免疫接种组成。
用于皮内暴露后预防的疫苗已包含人二倍体细胞疫苗、Vero细胞狂犬病疫苗、纯化的鸡胚细胞疫苗和纯化的鸭胚细胞疫苗。在AventisPasteur之后，南非Biovac Institute(BI)是世界上第二个使狂犬病毒适合在人二倍体细胞(HDC)中生长的实验室。所述HDC疫苗被认为是“金标准”6。其在患者中产生高血清学滴度且不包含外源动物组织，从而产生更少的不利效应，但生产非常昂贵。具有更高功效的HDC疫苗将减少成本。HDC狂犬病疫苗是弱抗原，可通过使用佐剂增强其效价7。尽管在美国可商购获得RVA(吸附至磷酸铝上的狂犬病疫苗)，但大多数人用狂犬病疫苗不用佐剂进行配制。然而，近年来在动物中比较包含铝佐剂和包含非铝佐剂的狂犬病疫苗的作用的研究没有显示具有佐剂存在的有利方面8。然而，合适的佐剂的使用可以是增加HDC狂犬病疫苗的效价的最佳方法，这通常也适用于其他灭活的病毒疫苗7。在初步的研究中，与此一起描述的基于脂肪酸的佐剂导致小鼠中抗狂犬病的保护作用(使用HDC抗原)的水平显著增强(与非佐剂化的狂犬病疫苗相比，抗体滴度增加9倍)。
3.一般方法学
对灭活的狂犬病毒的不同制剂进行不同的体外比较和动物研究。通过在小鼠中使用攻击实验而不是在基于抗体含量的体外检测10中确定狂犬病疫苗的效价(NIH检测9)，因为体外测定不能检测狂犬病疫苗(部分被热降解)的效价的减少。灭活的狂犬病疫苗的效价评价一直以来是许多调查的主题；最广泛使用的是NIH效价试验，其产生可变的结果但却是目前被WHO接受的唯一试验12。进行该动物试验要花费30天，包括用受试和参照抗原免疫小鼠，然后用标准的狂犬病疫苗株系进行大脑内攻击。将狂犬病毒培养在肺成纤维细胞中，然后按照由Dr Woolf Katz发展的新方法由SA State Vaccine Institute进行灭活。用于培养病毒的方法不形成本发明的部分。
一般地，用两种疫苗的各疫苗腹膜内或皮下注射小鼠。用磷酸缓冲液注射的第三组小鼠用作对照。在第一天将各疫苗的6个稀释度(高至1∶2500的稀释)给小鼠施用，每个稀释度10只小鼠(对于各疫苗总共60只小鼠)，在第15天重复接种。再过14天后，通过大脑内注射活狂犬病毒攻击小鼠。无抗性或具有抗该病毒的弱免疫应答的小鼠在数天内死亡。下面描述常用的动物研究：
3.1样品的制备：
在大多数研究中使用疫苗的1/20、1/100、1/500和1/2500的连续稀释确定疫苗的效价。疫苗的效价直接与在各连续稀释度上受到保护免于死亡的小鼠数目成比例。三个研究的结果产生下面描述的研究的设计。该动物研究包含下列小鼠组：
I.阳性对照1：标准疫苗；将两(2)瓶标准疫苗重新溶解在水中配成原来的浓度(提供疫苗)并按照上面的稀释系列在PBS中进行稀释，按照标准的小鼠接种方法施用两次。
II.受试疫苗1：在PBS中稀释的FAA-1：在FAA-1中重新溶解2瓶标准疫苗并在PBS中按上面的稀释系列进行稀释，按照标准的小鼠接种方法进行两次注射。
III.受试疫苗2：在PBS中稀释FAA-1：将两瓶标准疫苗重新溶解在FAA-1中并按照上面的稀释系列在PBS中进行稀释，按照标准的小鼠接种方法进行一次注射。
IV.受试疫苗3：将两瓶标准疫苗重新溶解在FAA-1中并按照上面的稀释系列在FAA-1中进行稀释，按照标准的小鼠接种方法注射一次。
V.阳性对照2：根据上述稀释系列稀释由BIOVAC Institute提供的具有高效价的铝佐剂化的疫苗，按照标准化的小鼠接种方法注射两次。
VI-VIII：不接受接种的阴性对照组。
3.2疫苗的施用和攻击：
将小鼠分组，每笼10只小鼠。按照所述的NIH的标准的狂犬病疫苗检测方法和表2中所示的疫苗施用方案使各组接受疫苗制剂中的一种制剂的一种稀释度。三组小鼠不接受疫苗制剂且用作阴性对照，并在第14天进行攻击病毒(CVS)的滴定。在本研究中使用总共180只balb/c小鼠：所有组包含4个亚组，各亚组用于4个连续稀释度，接种和攻击10只balb/c小鼠中的每一只小鼠，从而每组32只小鼠。
表2：施用和攻击方案
  组   注射第0天   注射第7天   攻击第14天
  IIIIIIIVVVI-VIII   0.5mli.p.0.5mli.p.0.5mli.p.0.5mli.p.0.5mli.p.无注射   0.5mli.p0.5mli.p无注射无注射0.5mli.p无注射   CVSCVSCVSCVSCVSCVS滴定
在施用不同疫苗后，根据NIH检测法，两周后，在所有小鼠中以可应用的稀释度的活感染性病毒CVS用活病毒进行大脑内攻击。
4.结果
通过小鼠的存活率确定使用NIH检测(BI)的佐剂制剂的相对功效的测量。下面图4举例说明了各组的4个不同系列稀释度的小鼠的存活率。
根据WHO的推荐，确定的各组的相对功效表示为IU/ml，并反映在图5中。未接种的小鼠和具有弱免疫应答的小鼠在6天内死亡(小条块标示组，而不是动物的存活率)；大部分用现有的基于铝的疫苗接种的小鼠死亡，然而在接受最低稀释度(1∶2500)的基于FAA的疫苗的小鼠中只有两只小鼠死亡；按照WHO的说明书进行所有实验。(WHO.Rabies：Human Vaccines，(2004)[Web:]http://www.who.int/ rabies/vaccines/human vaccines/en[Date of use：2004年1月27日])。
对于狂犬病疫苗WHO要求2.5IU/ml的相对效价。
5.结论
狂犬病接种存在三个主要问题：重复的给药(5X)，胃肠外给药和最主要地细胞培养的高效疫苗的发展。在使用细胞培养制备的抗原的情况下，此处描述的基于脂肪酸的佐剂提供了显著增加免疫原性指数的佐剂。
前面研究的结果和此处所示的结果说明：
a)在包含HDC抗原的受试疫苗中，只有包含本发明中描述的脂肪酸佐剂的疫苗符合WHO设立的标准；
b)如组IV的小鼠所显示的，疫苗的更高的免疫原性指数可有利于更少的接种，所述组IV的小鼠只接受用FAA-1稀释的基于FAA-1的抗原一次，但仍然导致小鼠的最高存活率和保护作用。减少接种的次数应当可限制成本和增加用户友好性。
c)因此基于FAA的疫苗远比商购可获得的疫苗有效且显示内在的免疫刺激活性，且在通过FAA-1和抗原的第一次接种初次免疫动物后，尽管抗原不存在，其似乎仍可用作加强剂(booster)。
d)基于FAA的疫苗在功效和安全性上满足该特定疫苗的国际要求。基于FAA的疫苗的功效比基于氢氧化铝的疫苗平均高出7至9倍。
e)该研究是可重复的且在研究本身方面被证明是有效的，并且结果在统计学上是显著的。通过类似的动物研究，使用狂犬病疫苗制剂确证了胃肠外施用抗原的有效递送。
f)通过比较用生理缓冲液稀释基于FAA的狂犬病疫苗的功效和用FAA稀释的基于FAA的疫苗的功效确定FAA自身在增强所述狂犬病疫苗的功效中的作用。结果显示使用FAA的稀释显着增强疫苗的功效，再次说明所述FAA佐剂具有内在的免疫刺激特性。
g)通过冷冻干燥和重建研究举例说明一氧化二氮的作用-在用于冷冻干燥的真空下，所有一氧化二氮被除去。FAA疫苗的重构产生其中无一氧化二氮存在的疫苗。所述结果显示该疫苗的功效与明矾佐剂化的疫苗功效相似，但不如包含一氧化二氮的基于FAA的疫苗的功效。
h)疫苗功效的增强归因于基于FAA的制剂中包含的热源的可能性类似地被冷冻干燥的基于FAA的重建狂犬病疫苗不显示这样的增强作用的事实排除。所述重建的疫苗仍包含热源，但归因于冻干过程的FAA结构的改变导致疫苗功效的损失。
重复4次具有各种不同方面的类似的动物研究。配制的佐剂包含已公认为药物安全的组分。因此存在将该人类二倍体细胞(HDC)培养抗原或其他抗原与佐剂协同使用以发展高质量、低成本、免疫有效的狂犬病疫苗的机会。使用该佐剂，疫苗的施用也可扩展至其他施用途径，从而消除了胃肠外途径的用途。
实施例3
被提议的乙型肝炎疫苗
据估计4亿人感染慢性乙型肝炎病毒(HBV)13。乙型肝炎病毒(HBV)感染由感染肝从而引起免疫介导的肝细胞坏死和炎症的小包膜DNA病毒(Small enveloped DNA virus)引起。所述感染可以是急性的或慢性的。临床严重度可从(a)无症状和完全缓解至(b)具有进行性和甚至致命疾病的症状或(c)偶尔的暴发性肝功能衰竭的范围内变化。感染的过程似乎由宿主免疫应答确定。在大多数具有免疫能力的成人中，急性感染导致急性肝炎，然后病毒的快速清除并产生终生免疫。然而，如果感染发生在新生儿期或出生的第一年内，HBV的感染通常变成永久性的。慢性病毒肝炎感染导致严重的健康危害例如肝硬化和肝细胞癌14。预防性疫苗应当允许产生有效地在具有免疫能力的个体中预防感染的中和抗体。本发明用于动物研究中以确定基于FAA的佐剂在增强乙型肝炎疫苗功效的可应用性。
将乙型肝炎的表面抗原(肽)捕获在FAA中，在用PBS和肽(对照)(目前使用的基于铝的疫苗和基于FAA的疫苗)接种后通过测定获得的特异性抗体反应测量功效。在接种两周后，小鼠(10只动物/组)接受第二次接种。两周后从动物的尾部获得血液，并确定抗体的数量。以1∶1稀释获自基于FAA的乙型肝炎接种的小鼠的抗体以使能够进行测量。图6显示建议的FAA-基疫苗抗小鼠乙型肝炎的比较的功效。图7显示通过使用用单独的肽抗原获得的结果作为除数获得的不同疫苗的相对效价。将Rec FAA冷冻干燥并重建基于FAA的肝炎疫苗。
因此所述结果显示将肽抗原捕获在FAA中导致乙型抗体产量的增加超过观察到的基于铝的疫苗的10倍和超过无任何佐剂的抗原的250倍。如在被提议的狂犬病疫苗的情况下，重构或重建的FAA显示和基于铝的疫苗相似的反应，无显著的增加。
可设计本发明的许多变型而不背离本发明的精神。
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Claims (19)

1.增强对疫苗制剂中的抗原的直接或后继免疫应答的方法，其包括施用具有佐剂的抗原的步骤，所述佐剂包含在用于一氧化二氮气体的药物可接受的载体溶剂中配制的一氧化二氮气体的溶液且所述佐剂包含至少一种脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物，所述脂肪酸或其酯或衍生物选自油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20：5ω3]、二十二碳六烯酸[C22：6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要由基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油例如蓖麻油与环氧乙烷的反应产物。
2.适合用作包含抗原的疫苗的药物制剂，所述疫苗用佐剂配制，所述佐剂包含在用于一氧化二氮气体的药物可接受的载体溶剂中配制的该气体的溶液且包含至少一种脂肪酸或其酯或其他合适的衍生物，所述脂肪酸或其酯或衍生物选自油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20：5ω3]、二十二碳六烯酸[C22：6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要由基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油例如蓖麻油与环氧乙烷的反应产物。
3.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中用于所述方法或制剂的抗原是选自肽、灭活的病毒、灭活的细菌和病毒样颗粒(VLPs)的抗原。
4.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中所述抗原适合引起抗疾病的病原体或抗由病原体引起的感染的免疫源应答，所述病原体选自：卡介苗、霍乱、B型嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳、肺炎球菌、破伤风菌、伤寒、白喉、甲型肝炎、乙型肝炎、人乳头瘤病毒、流行性感冒、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、风疹、蜱传脑炎、水痘和黄热病。
5.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中所述佐剂包括二十碳五烯酸[C20：5ω3]和/或二十二碳六烯酸[C22：6ω3]或它们的修饰物如向载体的其他组分中的至少一种组分加入的另外的长链脂肪酸。
6.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中主要由基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油与环氧乙烷的反应产物产生自蓖麻油，所述蓖麻油的脂肪酸部分已知主要由蓖麻油酸组成。
7.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中用于一氧化二氮气体的载体溶剂选自水和药物可接受的醇、醚、油或聚合物，包括聚乙二醇。
8.权利要求5的方法或制剂，其中所述油是有机油，其选自基于长链脂肪酸的必需油，所述长链脂肪酸在脂肪酸中具有14至22个碳原子，包括天然或合成来源的油以及包括植物油和动物油。
9.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中所述溶液是用一氧化二氮饱和的水溶液，所述水被去离子化和纯化从而不含微生物和内毒素。
10.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中包含所述抗原的制剂以用于口服给药的液体形式(包括胶囊化的液体)存在或以鼻、支气管或肺喷雾剂的形式存在或以注射剂的形式存在，其中所述制剂将水或可接受的其他液体以及脂肪酸掺合为施用介质的部分，在所述水或可接受的其他液体中溶解了一氧化二氮，其中通过与抗原一起配制来溶解或悬浮或乳化所述脂肪酸或其酯和所述抗原。
11.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中配制包含所述抗原的制剂以给患者施用，通过用作局部试剂、含剂、鼻或阴道霜剂、油膏、喷雾剂、洗剂或用作栓剂施用，且其中用于产生这些霜剂、油膏、喷雾剂、洗剂或栓剂的制剂将与其一起配制的抗原和一定量水或其他液体掺合在一起，所述水或其他液体包含，和优选地用一氧化二氮、长链脂肪酸或其酯以及与其一起配制的抗原和此外其他赋形剂和载体饱和，所述赋形剂和载体是常规地用于产生这些剂型的医药贸易的赋形剂和载体。
12.因此可存在于本发明的备选的制剂中的用于一氧化二氮气体的载体溶剂基本上是无水的和由至少一种脂肪酸或其酯组成，所述脂肪酸或其酯选自油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸[C20：5ω3]、二十二碳六烯酸[C22：6ω3]、蓖麻油酸及其衍生物，所述衍生物选自其C1至C6烷基酯、其甘油-聚乙二醇酯和主要由基于蓖麻油酸的油组成的氢化天然油与环氧乙烷的反应产物，要求成为所述制剂的部分。
13.权利要求2的制剂，其中配制制剂使之适合于作为注射剂、油膏、乳膏或洗剂或以为制剂提供贮器的皮肤贴剂的形式进行透皮应用。
14.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中由称作VitaminF Ethyl Ester的复合物组成所述组合物的脂肪酸组分。
15.权利要求1的方法或权利要求2的制剂，其中制备所述制剂使之适合粘膜给药和特别地适合鼻内给药。
16.包含权利要求2中所述的制剂的疫苗，其中所述制剂包含一种或多种抗原，所述抗原使其适合用作疫苗，所述疫苗选自：
卡介苗
霍乱疫苗
B型嗜血杆菌缀合疫苗
脑膜炎球菌多糖菌苗
百日咳菌苗
肺炎球菌多糖疫苗
破伤风疫苗
伤寒疫苗
白喉菌苗
破伤风疫苗
灭活的甲型肝炎疫苗
乙型肝炎疫苗(肽)
灭活的流感疫苗(完整的病毒体)
灭活的流感疫苗(裂开的病毒体)
灭活的流感疫苗(表面抗原)
麻疹活疫苗
腮腺炎活疫苗
灭活的脊髓灰质炎疫苗
脊髓灰质炎活疫苗(口服)
狂犬病疫苗
风疹活疫苗
灭活的蜱传脑炎疫苗
水痘活疫苗
黄热病疫苗
白喉和破伤风菌苗
白喉、破伤风和百日咳疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和B型嗜血杆菌缀合物疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和乙型肝炎(肽)疫苗
白喉、破伤风和百日咳(无细胞的组分)和灭活的脊髓灰质炎疫苗
甲型肝炎(灭活的)和乙型肝炎(rDNA)疫苗
麻疹、腮腺炎和风疹活疫苗。
17.增强对实质上如此处描述的抗原的免疫应答的方法。
18.适合用作实质上如此处描述的疫苗的药物制剂。
19.实质上如此处描述的疫苗。
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