CN101284130A - 利用逆向基因工程技术开发蛋白质疫苗与禽流感疫苗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种蛋白质疫苗的制备方法,包括:(a)取得一标的抗原蛋白质至少一抗原决定位胜肽的胺基酸序列;(b)将抗原决定位胜肽的野生型核酸序列,进行改质;(c)合成此合成型核酸序列的复数个引子;(d)于体外合成此合成型核酸;(e)将此合成型核酸结合成一合成质体;(f)将此合成质体转形入宿主细胞,以生产合成型核酸所编码的抗原决定位胜肽;以及(g)收集并纯化抗原决定位胜肽。对于高致病性高危害性的疾病,由本发明的逆向基因工程平台技术,可快速的发展出具有抗体诱发效果的高安全性疫苗。

Description

利用逆向基因工程技术开发蛋白质疫苗与禽流感疫苗的方法
技术领域
本发明是关于一种具功能性蛋白质或疫苗的制造方法,尤其是指一种适用于预防或抑制流行疾病的蛋白质次单位疫苗或疫苗病毒株的制备方法。
背景技术
近几年在分子生物学领域中持续不断的突破性研究,以及各种高效能的实验仪器、方法的研发,使得研究者可轻易,快速的取得各物种的基因序列,并由象征着生命密码的基因序列,进行各种可增进人类健康的研究,其中最主要的部分,就是具功能性的蛋白质制剂或疫苗的研发。
传统型流行疾病疫苗的开发程序本来就相当繁复,对于新型流行病疫苗开发更不容易,一般而言此种高危险性传染疾病的研发工作大多需要在重重防护下,自病体中取得的样品分离及培养出野生型病毒株后,才能进行鉴定、分类、药物抗性分析等研究。然而,高流行性的病毒株一旦操作失当,很容易自实验单位扩散,进而引发大流行,对于研究人员,甚至整个社会,都具有非常大的危险性。
为了要防止该流行病的继续传布,开发疫苗是唯一良方,要实时驯化、弱化成为疫苗株,可能要有一段长久的研发时间,对于有可能快速传布造成全球大流行的疾病,时间将是人类一大考验。同样的,由于高危险性新型病原的各种限制因素,无形中阻碍了人类去抵御这些疾病危害的积极性。流行病一但大爆发后,疫区的人们急于处理患者疾病问题,急待疫苗药物的救助是断然的,根本无暇进行药物或疫苗的研发,而疫区的人们,恐于与病原接触下,只能给予有限的救助。
为了抵御此种可能爆发全球性流感大流行的危机,发展一套既安全又有效的疫苗产制是非常重要的。就疫苗大量产制的安全考虑,唯有使用近来发展的Reverse Genetics型病毒株为目前可以被期待的疫苗产制方向。Reverse Genetics型病毒株是以固有疫苗株为基础下,将其所有基因转殖成为含有H1N1PA、PB1、PB2、NP、M、NS2、HA、以及NA基因的八个质体,如果共同转殖入细胞后,可以产生H1N1病毒体,并于适当的培养下大量产制H1N1疫苗。Hoffmann E.于2002年则利用再组合法,将含H3N2、H6N1、与H9N2的HA及NA结构蛋白基因质体,与含有H1N1的PA、PB1、PB2、NP、与M质体进行组合而产生新型疫苗株,此发明固然可行,但是整个基因的置换可能会有人工诱发委危险病毒株的危险性。
根据过去免疫学研究发现,抗原可以刺激那些具有特定抗原受体的淋巴球,引起增生以合成免疫力,以便之后消灭这些抗原,这也是免疫系统具抗原特异性(antigen specificity)的缘故。抗原被抗体辨识或结合的地方叫抗原决定位(antigenic determinant或epitope)。抗原上的决定位通常含6~8个胺基酸,它可以是三度空间的构造(conformation structure)。
T-细胞所辨认的抗原决定位,便是此种一连串胺基酸组成的抗原决定位胜肽,它和主要组织兼容抗原(major histocompatibility complex,MHC)上的class I/II在一起,而与T-细胞上的T-细胞受器(T cell receptor,TCR)结合。一个抗原通常有好几个抗原决定位,构造越复杂,分子量越大,它的抗原决定位愈多。因此,如能由任何发表的数据中获得抗原决定位胜肽的胺基酸序列,直接于体外进行抗原决定位胜肽的转录,将对于研究工作有关键性影响。
同时,为了使抗原决定位胜肽可高度表现于宿主细胞的放大系统中,宿主细胞是否可辨识标的抗原决定位胜肽所带的编码(codon),亦为主要关键。而要由宿主在体外进行蛋白质的合成,除前置步骤之外,后续操作亦必须先利用一些手段,以顺利进行量产、纯化、分离与产制。
除了抗原决定位外,病原中和力价区的发现是疫苗开发成功的重要条件。疫苗一但可以诱发较高中和力价血清时就能有效抑制病毒的感染以及繁殖。人类疫苗除了考虑以上因素外,疫苗成份具备安全性、不具毒性、不造成免疫失调、不造成免疫毒性或过敏反应等皆非常重要。
发明内容
基于以上种种困难,本发明的目的在于提供一种利用逆向基因工程技术开发蛋白质疫苗与禽流感疫苗的方法。
为实现上述目的,本发明提供的蛋白质疫苗或新型病毒疫苗株的制备方法,包括:
(a)取得一标的抗原蛋白质至少一抗原决定位胜肽的胺基酸序列,并对应转码出该胜肽的野生型核酸序列;
(b)将该抗原决定位胜肽的野生型核酸序列,改质为于一宿主细胞中可辨识,编码有该抗原决定位胜肽的一合成型核酸序列;
(c)合成该合成型核酸序列的复数个引子,该等引子为与该合成型核酸序列具部分片段相同或互补的5-80个核酸序列,且该等引子中,正向引子的3’端与反向引子的3’端有5-10个互补的核酸序列;
(d)利用该等引子,于体外合成该合成型核酸;
(e)将该合成型核酸结合一带有结合与移位功能的核酸序列,与一羧基终端核酸序列的质体,形成一合成质体;
(f)将该合成质体转形入该宿主细胞,以生产该合成型核酸所编码的该抗原决定位胜肽;以及
(g)收集并纯化该抗原决定位胜肽。
所述的制备方法,其中该抗原决定位胜肽的胺基酸序列为非自然存在的序列。
所述的制备方法,其中该抗原决定位胜肽为该标的抗原蛋白质结构的亲水部位。
所述的制备方法,其中该抗原决定位胜肽为该标的抗原蛋白质结构的疏水部位。
所述的制备方法,其中该宿主细胞为微生物细胞、植物细胞或动物细胞。
所述的制备方法,其中该宿主细胞为大肠杆菌细胞或酵母菌细胞。
所述的制备方法,其中该标的抗原蛋白质的野生型核酸序列与该合成型核酸序列编码出同一胜肽。
所述的制备方法,其中该合成型核酸是以聚合酶连锁反应(polymerasechain reaction,PCR)方法进行体外合成。
所述的制备方法,其中该结合与移位功能的核酸序列来自假单胞菌属外毒素(pseudomonas exotoxin)的第一部位(domain I)与第二部位(domainII)。
所述的制备方法,其中该标的抗原基因可莰入疫苗株相似基因的等位区利用逆向遗传学及类似流感病毒八质体系统技术产生一种对抗新型病原的疫苗株。
所述的制备方法,其中该假单胞菌属外毒素的第一部位是配体部位(ligand)。
所述的制备方法,其中该配体部位与一标的细胞的接受体结合。
所述的制备方法,其中该标的细胞是至少一选自以下细胞所组成的群组:T细胞、B细胞、树突细胞、单核细胞以及巨噬细胞。
所述的制备方法,其中该接受体是至少一选自以下接受体所组成的群组:TGF受体、IL2受体、IL4受体、IL6受体、1GF1受体、CD4受体、IL18受体、IL12受体、EGF受体、LDL受体、α2巨球蛋白受体、热休克蛋白。
所述的制备方法,其中该羧基终端部分的核酸序列来自假单胞菌属外毒素的一部分。
所述的制备方法,其中该羧基终端部分包括KDEL的胺基酸序列或对应的核酸序列。
本发明提供的抑制禽类流行性感冒病毒(Avian Influenza virus)的蛋白质疫苗,其结构包括:
一禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽;
一具有结合与移位功能的胜肽;以及
一羧基终端胜肽。
所述的蛋白质疫苗,其中该编码有禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽是人工合成。
所述的蛋白质疫苗,其中该禽类流行性感冒病毒是正黏液病毒科H5N1(orthomyxoviridae H5N1)。
所述的蛋白质疫苗,其中该禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位的核酸序列经过改质。
所述的蛋白质疫苗,其中该禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位,至少一选白以下抗原决定位所组成的群组:H5N1-NS1、H5N1-NP、H5N1-HA、H5N1-eM2、以及H5N1-NA。
所述的蛋白质疫苗,其中该结合与移位功能的胜肽来自假单胞菌属外毒素(pseudomonas exotoxin)的第一部位(domain I)与第二部位(domain II)。
所述的蛋白质疫苗,其中该假单胞菌属外毒素的第一部位是配体部位(ligand)。
所述的蛋白质疫苗,其中该配体部位与一标的细胞的接受体结合。
所述的蛋白质疫苗,其中该标的细胞是至少一选自以下细胞所组成的群组:T细胞、B细胞、树突细胞、单核细胞以及巨噬细胞。
所述的蛋白质疫苗,其中该接受体是至少一选自以下接受体所组成的群组:TGF受体、IL2受体、IL4受体、IL6受体、1GF1受体、CD4受体、IL18受体、IL12受体、EGF受体、LDL受体、α2巨球蛋白受体、热休克蛋白。
所述的蛋白质疫苗,其中该羧基终端胜肽来自假单胞菌属外毒素的一部分。
所述的蛋白质疫苗,其中该羧基终端胜肽包括KDEL的胺基酸序列。
换言之,本发明提供一种平台技术,利用新一代的基因工程技术,结合了核酸合成技术、蛋白质工程学、或逆向遗传学等而发展出的一种平台技术,称之为「逆向基因工程平台技术」(reverse genetic engineeringplatform)。
利用此平台技术,可在不需要具感染性以及可能危害生命的生物材料存在,而是经由学术网络系统获得相关信息下,即可设计及完成一疫苗抗原,或任何标的蛋白的基因修饰型态的DNA序列。此DNA序列可依设计的限制酵素切点,架接到公知或已经含有传输系统(如,绿脓杆菌外毒素蛋白质),或可诱发高抗体表现的序列(如KDEL家族序列)的DNA质体上,而形成融合型基因。
此质体上的融合基因,在适当寄主下可以产生具功能性的蛋白质或次单位疫苗;除此,亦可衍生出「逆向遗传学产制新型疫苗RNA病毒体」技术,产生一种既安全而又具免疫功效性的新型疫苗病毒株。此疫苗株乃参考学术信息后,将具有高传染性及高危险性的病毒基因序列中,具中和力价或特殊功能的决定位,插换到原疫苗株相同基因的相对位置,并选殖于产制疫苗用的八质体系统中相似基因属性的质体上,再与其它含疫苗基因的七个质体共同转殖于寄主细胞或胚体中,则这些复合质体在寄主细胞内可以合成新型的疫苗株。
对于高致病性高危害性的疾病,由以上「逆向基因工程平台技术」发明,可快速的发展出同时具有抗体诱发效果,又具安全性的疫苗,使更多的研究人员在无危害顾虑下,全力投入各种新型流行疾病的疫苗开发,有效的防御疾病的蔓延,对于危害人类的疾病灾祸,提供一项快速而有效的疫苗发明技术。
本发明所揭示的平台技术方法主要有以下重点:
(a)先将标的胺基酸序列对应的核苷酸对应序列整理出一条标的核酸序列。由于胺基酸序列对应的核苷酸序列会有好多对,可以由学术数据(如http://www.kazusa.or.jp/codon)知道在大肠杆菌(E.coli)寄主系统比较适合的核苷酸对应序列,避开大肠杆菌不容易辨识、表现的核苷酸对应序列。同理,如果这序列要在酵母菌表现,则亦要选择适于酵母菌系统(Saccharomyces,or Pichia spp.)表达的序列。
(b)利用计算机软件(如DNA strider),分析标的核酸序列的限制酵素的图谱。根据图谱再于标的核酸序列两边安装往后进行剪接时所用的限制酵素切位序列,对于标的核酸序列内不该含有的限制酵素切位序列,必须利用相同胺基酸序列对应的不同核苷酸序列改换,使该序列不再有限制酵素切位。
(c)根据报告有关标的蛋白有可能具有毒性、造成免疫失调、造成免疫毒性或过敏反应的部位,如果经由某胺基酸序列点的突变或删除,可以改善时,则给予修改;例如:碱性胺基酸存于流感病毒结构蛋白所导致的流感病毒超强毒力,可由突变改换成其它非碱性胺基酸后,使毒力明显下降,利用给予任何定位的修改而完成该标的蛋白的修正,可以有效的提供一种抑制流行性病毒的蛋白质疫苗的设计。
(d)当然修改设计后尚须检视胺基酸改换,并转换成核酸序列后整个标的基因的限制酵素的图谱,如果该修饰后的标的基因中出现新的限制酵素切位,而且会影响往后基因剪接或植入质体的困难度时,可以相同胺基酸转录的其它三核苷酸基因译码改换,而去除此限制酵素切位。
将以上步骤要点以禽流感病毒(Avian Influenza virus,或Bird flu)为例说明。禽流感病毒属于A型流感(Influenza A)的一支,流感病毒的粒径大小约为0.08~0.12μm,为RNA病毒,通常依据病毒表面红血球凝集素(HA/hemagglutinin)与神经胺酵素(NA/neuraminidase)两种蛋白质的类型作为分类,有15种HA亚型与9种NA亚型。人类流感的病毒一般是H1N1与H3N2型,流行已久,大多数人有抵抗力。通常禽流感病毒在基因上和人类流感病毒有区隔,少数如H9、H7和H5已有由动物传染人的病例。
A型流感病毒外套的三个蛋白即红血球凝集素(hemagglutinin;HA醣蛋白),神经胺酸酶(neuraminidase;NA醣蛋白)及蛋白M2,是宿主抗体或抗病毒药物如oseltamivir(NA)和rimantadine(M2)主要辨识的标的物。HA醣蛋白在病毒表面形成凸出物,调控附着寄主细胞受器(sialosidereceptors)的过程,再进一步由细胞膜融合进入细胞。NA在病毒分子表面形成球状凸出物,并催化病毒自被感染的细胞内释出,以进行病毒的扩散。M2是一个膜蛋白,负责在膜上形成一个离子信道,使得病毒基因得以释出并进行表现。
A/H5N1新型禽流感病毒亦称为「H5N1病毒」,是一种主要存在于鸟类的A型新型流感病毒亚型。禽流感病毒在鸟类中持续散播,而此病毒具有容易产生变异的能力,加上禽鸟类与家畜、人类的活动范围接近,病毒极易跨物种而感染另一物种,如猪、人即可能因获得不同病毒基因,例如患者同时受到人类流感病毒及禽流感病毒感染,而有可能成为病毒的「混合管道」,产生基因重组,成为新品种病毒。当此病毒有能力传染给人,并引起严重疾病时,即已具备流感大流行病毒株的特质。现今可能出现的危机是由于该类病毒极易产生基因漂移(gene flow)现象,若经过突变、替换再感染人类后,则可能会演变成人传人的大流行。在人类体内还没有被引发出任何抗体情况下,预估将造成极重大疫情。
本发明在新型流感疫苗研制上可衍生两种形式疫苗的开发及应用。其一,应用前人所发展的流感八质体(eight-plasmid flu system)逆向遗传学技术,先将H1N1病毒体的HA结构蛋白基因改造成一个中和力价区可置换的HA质体,接着将H5N1或其它新型高致病性流感基因属,与中和力价区标的序列,以核酸合成法制造该片段后,再将其插入H1N1疫苗株可置换的HA质体中。此种抗原组成不包括新型流感高致病性株H5N1的红血球凝集素(HA/hemagglutinin)的全长蛋白质,而只置换了H5N1-HA中和力价区,因此该病毒特性比较类似H1N1疫苗株,要演变成高致病性病毒的机会较少,在疫苗生产制程上比较安全,而且该新型流感疫苗注射后可以产生的具备H5N1-HA中和力价抗体。利用上述,将H5N1-HA中和力价区的标的抗原基因,莰入疫苗株相似基因的等位区,再利用逆向遗传学及类似流感病毒八质体系统技术,产生一种对抗新型病原的疫苗株,将是往后人类对抗新型流型病最佳的策略。
除了中和力价区外,应用H5N1-HA非中和力价区的特异抗体反应的ELISA检验,依然可以区别H5N1病毒自然感染的种别性抗体,因此此类疫苗注射再利用此特异抗体反应的ELISA检验系统分析,当然不会干扰到现有防疫检测系统区分新型流感传播时况。
本发明另一种疫苗制备方法为标的型次单位疫苗的制备方法,包括:(a)取得一标的抗原蛋白质至少一抗原决定位胜肽的胺基酸序列,并对应转码出胜肽的野生型核酸序列;(b)将抗原决定位胜肽的野生型核酸序列,改质为于一宿主细胞中可辨识,编码有抗原决定位胜肽的一合成型核酸序列;(c)合成此合成型核酸序列的复数个引子,此引子为与合成型核酸序列具部分片段相同或互补的5-80个核酸序列,且这些引子中,正向引子的3’端与反向引子的3’端有5-10个互补的核酸序列;(d)利用这些引子,于体外合成此合成型核酸;(e)将此合成型核酸结合一带有结合与移位功能的核酸序列,与一羧基终端核酸序列的质体,形成一合成质体;(f)将此合成质体转形入宿主细胞,以生产合成型核酸所编码的抗原决定位胜肽;以及(g)收集并纯化抗原决定位胜肽。
在本领域的公知技术中,已知取蛋白质中的一小段胺基酸顺序,拿来制造对抗此胜肽链的抗体,则此抗体也可以认识原来完整的蛋白质。因此,本发明的次单位疫苗制备方法所揭示的,是选择抗原决定位序列上的某一片段,作为标的的合成胜肽,而毋须使用全长序列。因此,适用于本方法的序列无限制,可依功能性片段序列为主,例如:激发B-细胞或T细胞免疫的蛋白质决定位,也可依结构的亲水性或疏水性来决定欲取的片段。由于蛋白质结构中,具有高亲水性的部位一般与细胞内各单元产生较佳反应,因此本发明较佳的抗原决定位胜肽,是取标的抗原蛋白质结构的亲水部位。而所使用的片段不限,可将选择的数个片段合成后再行接合为一大段胜肽,也可以于一抗原决定位序列中只挑单一片段,亦可将激发B-细胞或T细胞免疫的蛋白质决定位联结成一融合蛋白。
由于本发明的抗原蛋白质结构或序列并非直接分离白自然界的细菌或病毒株,因此必须由一宿主细胞进行标的蛋白质的合成与生产。适用的宿主细胞不限,较佳为微生物细胞,植物细胞或动物细胞,更佳的宿主细胞为大肠杆菌细胞或酵母菌细胞。此外,由宿主所生产的标的胜肽(带有合成型核酸序列),必须与野生型核酸序列编码出同一标的蛋白质的抗原决定位胜肽,才可发挥利用本发明方法所制备得的抗原的专一性效果,除利于实验室中制备高安全性的抗原疫苗的外,亦可达到如同野生型病毒株抗原的专一性。但是,有些病原的蛋白具有免疫毒性或造成免疫失调,经由某胺基酸序列点的突变或删除可以去除该毒性时,也可给予修改。修改后,该抗原则具备安全性及免疫保护性。
于本发明中,根据野生型的标的蛋白质抗原决定位胜肽所改质的合成型核酸,其体外合成方法不限,较佳是以聚合酶连锁反应(polymerase chainreaction,PCR)方法进行体外合成。本发明中合成型核酸序列中所带有的羧基终端部分的核酸序列来源不限,较佳是来自假单胞菌属外毒素的一部分,更佳者,适用的羧基终端部分系包括KDEL的胺基酸序列或其对应的核酸序列。
本发明标的型次单位疫苗的制备方法,包括一种次单位蛋白质疫苗发明,它可以诱发保护力价,有效抑制禽类流行性感冒病毒(Avian Influenzavirus)的感染,此蛋白质疫苗结构包括:一禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽;一具有结合与移位功能的胜肽;以及一羧基终端KDEL类型胜肽。
于本发明中,编码有禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽是人工合成,非来自自然界禽类流行性感冒病毒株中分离及研制,不会直接与侵害人体的病原接触,因此可提高研究者工作环境的安全性,加速相关疫苗或药物研发的速度。
本发明方法中,禽类流行性感冒病毒是正黏液病毒科H5N1(orthomyxoviridae H5N1)。而适用的禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位的核酸序列是经过改质,其所编码出的抗原决定位胜肽与自然界存在的病毒株相同,但是可于指定使用的宿主细胞中获得高度表现的效果。
同时,于标的型次单位疫苗中所使用的合成抗原标的抗原,较佳是将某一野生型病毒蛋白质的决定位胜肽的全长转码为核苷酸后,根据功能需求择取其中一段核苷酸序列,或将数段核苷酸序列进行结合,并以体外合成方式完成合成型核苷酸序列,同时以微生物生产所对应的病毒蛋白质决定位胜肽(合成型胜肽)。
根据本发明方法所制备出的合成型胜肽具有诱发活体内抗体的功效,但不会导致该活体在免疫过程中被感染,因此亦可为相对安全的良好疫苗或抗体组成物。
于本发明中所涵盖的标的型次单位疫苗,适用的禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位不限制,较佳是至少一选自以下抗原决定位所组成的群组:H5N1-NS1,H5N1-NP,H5N1-HA中和力价区,H5N1-M2,以及H5N1-NA酵素反应区。
本发明标的型次单位疫苗中,除了与抗原的相互作用外,此标的型次单位疫苗更与疫苗传输系统功能相关,亦同时具有与抗原呈现细胞的结合与移位等功能。此结合与移位功能的核酸序列来源不限,较佳是来自假单胞菌属外毒素(pseudomonas exotoxin)的第一部位(domain I)与第二部位(domain II)。此假单胞菌属外毒素的第一部位是配体部位(1igand),此配体部位的功能在与一标的细胞的接受体结合,适用的标的细胞可为公知的任何一种,较佳是至少一选自以下细胞所组成的群组:T细胞,B细胞,树突细胞,单核细胞以及巨噬细胞。适用的接受体是至少一选自以下接受体所组成的群组:TGF受体,IL2受体,IL4受体,IL6受体,1GF1受体,CD4受体,IL18受体,IL12受体,EGF受体,LDL受体,α2巨球蛋白受体,或热休克蛋白。
本发明标的型次单位疫苗中,标的抗原基因的位置可莰入与疫苗株相似基因的等位区,并利用本发明所揭示的逆向遗传学的技术平台,或是公知的类似流感病毒八质体系统技术,来产生制出对抗新型病原的疫苗株。
本发明融合蛋白的概念,另可开发出保留共通抗原(conserved commonimmunogen)如M2抗原类的疫苗。换言之,便是含本发明融合蛋白的疫苗所诱发的免疫反应,可辨识泛型的流感病毒(如H5N1、H5N2、及H1N1等),此可因应病毒突变过于快速,而不需如传统方法每隔一年必须更换成另一种疫苗。此种想法在流感疫苗开发上是未来潮流,因此并非如一般传统制造疫苗的方法,只注重抗体中和力价(neutralizing antibody titer)的保护效果,但待来年该型病毒出现另一突变株,此公知方式所制造的疫苗面对于新突变株病毒时,便不具其原有的效用。然而本发明所发展含融合蛋白的疫苗,可针对泛型病毒皆具有其效果。
附图说明
图1为PCR合成出H5N1-NS1片段的电泳图(396bp)。
图2a-2d为PCR合成出H5N1-NP片段的电泳图,其中图2a为a段256bp、
图2b为b段365bp、图2c为c段464bp、图2d为d段488bp。
图3为PCR合成出H5N1-HA片段的电泳图(486bp)。
图4为PCR合成出H5N1-NA片段的电泳图(501bp)。
图5为H5N1-NS1的质体图谱。
图6a-6d为H5N1-NP的质体图谱,其中图6a为a段、图6b为b段、图6c为c段、图6d为d段。
图7为H5N1-HA的质体图谱。
图8为H5N1-eM2的质体图谱。
图9为H5N1-NA的质体图谱。
图10为PE-H5N1-NP-a-K3~PE-H5N1-NP-d-K3质体的蛋白质表现结果图,其中a-d段结果分别表示于图上。
图11为PE-H5N1-HA-K3质体的蛋白质表现结果图。
图12为PE-H5N1-eM2-K3质体的蛋白质表现结果图。
图13为PE-H5N1-NA-K3质体的蛋白质表现结果图。
图14为实施例6中,以各种不同剂量的PE-H5N1-eM2-K3疫苗免疫小鼠后,其M2抗体力价改变情形。
图15为实施例7中,免疫来亨鸡后其蛋黄中IgY抗体改变情形。
图16为实施例8中,攻毒14天后,小鼠肺脏的病理解剖图。
图17为实施例9中,免疫期间蛋鸡的死亡率。
图18为实施例9中,免疫期间蛋鸡的产蛋率。
图19为实施例9中,免疫期间蛋鸡所产鸡蛋的抗体效价转变情形。
图20为实施例9中,免疫期间蛋鸡所产鸡蛋的抗体经500倍稀释后,针对H5N1-M2抗原的ELISA测试结果。
图21为实施例9中,免疫期间蛋鸡所产鸡蛋的抗体经500倍稀释后,针对H5N1-HA抗原的ELISA测试结果。
上述生物材料:
保藏单位:德国微生物与细胞培养收集所
保藏单位地址:德国布伦瑞克市38124茵霍芬街7B
保藏日期:2007年3月29日;分类命名:plasmid质粒
保藏编号:DSM19253、DSM19254、DSM19255、DSM19256、DSM19257、DSM19258、DSM19259、DSM19260
具体实施方式
本发明所揭示的标的型次单位疫苗的制备技术平台可以在取得标的蛋白质的序列后,经过转码与改质,即可利用含有一结合与移位功能的胜肽序列,以及一羧基终端KDEL类型胜肽的载体,完成可体外制备标的蛋白质的质体。
以下实施例以禽类流行性感冒病毒H5N1亚型的数个蛋白质片段作为抗原标的。
由于上述已知的病毒感染机转,本发明实施例利用其中数个具有诱发免疫的关键蛋白质(即抗原决定位,epitope)中具高度保留(highly conserved)的区段进行测试,以达成诱发活体免疫效果,却不会因疫苗研发过程或施打疫苗时发生该病毒的感染为第一要务。本例中所选定的数个标的蛋白质为下列五种:H5N1-NS1,H5N1-NP,H5N1-HA,H5N1-M2,以及H5N1-NA。
其中,实验过程发现H5N1-M2标的型次单位质体,在寄主大肠杆菌体内诱导生合成蛋白质的效率不佳,此原因可能因M2蛋白本身具有毒性,因此将M2中属于亲脂性部位去除,而只留下属于亲水性部位的蛋白质。因此在修改后另命名为H5N1-eM2,且经此修改,则可以在大肠杆菌被大量表现,由序列比对又证实所编码出的胺基酸不受影响,而且将高免疫抗原区域皆保留下,因此本例中有关H5N1-M2抗原皆以H5N1-eM2为主要代表抗原。
实施例1、标的序列片段的选择
自美国国立生物技术数据中心(NCBI)数据库中找到H5N1-NS1,H5N1-NP,H5N1-HA,H5N1-M2,以及H5N1-NA的DNA序列及其对应的胺基酸序列。
根据疫苗制备的理论,抗原蛋白质的胜肽链序列中,不是全部都能诱发出对整个抗原蛋白质具有反应的抗体,最起码要位在蛋白质的表面,且能与水分子接触。因此,本实施例中将上述DNA序列一一输入一用来判定蛋白质结构的亲水疏水区域的软件(DNA strider V1.0)中,再依分析出的图谱,选择所欲进行合成的片段。于本例中挑选亲水性区域进行合成型胜肽的制备,然需注意的是,本例说明并非选定区域的限制条件,即,疏水区等其它具有可能诱发类似效果的区域亦在本发明的主张范围中。
根据上述软件分析的结果,本实施例中各标的蛋白质各挑选数个亲水片段,其胺基酸序列包括:H5N1-NS1-1段(SEQ.ID.NO.1),H5N1-NP-取a,b,c,d共4段(SEQ.ID.NO.2,3,4,5),H5N1-HA-1段(SEQ.ID.NO.6),H5N1-eM2-1段(SEQ.ID.NO.7),以及H5N1-NA-1段(SEQ.ID.NO.8)。
由于产生出来的标的物须进行限制酵素的剪接,因此最好在标的DNA序列内不要再出现剪接用所须的限制酵素切位,因此还须利用常用的软件分析DNA序列中是否有这些切位(restriction map),如果有,必须再找胺基酸讯码相同的另一组核酸码来取代;而利用该类软件亦可了解本DNA两端是否确实存在如设计的限制酵素切位,往后才利于进行剪接。
实施例2、标的序列的体外合成
利用中国台湾专利申请号92126644所揭示的方法,根据野生型胺基酸所编码的核苷酸序列进行改质,以使上述蛋白质可由大肠杆菌系统大量表现出来;改质的重点主要在将野生病毒株的核苷酸片段,以在不影响其原本表现出的胺基酸,而又能有效的在大肠杆菌宿主系统中表现的状况下,进行单一核苷酸的改质。此改质后的核苷酸序列,可分别利用多对引子,以聚合酶连锁反应(polymerase chain reaction,PCR)进行合成,所有引子对的对应编号请见表1。
表1
标的抗原 正向引子数   序列编号(Seq.ID.No.) 反向引子数   序列编号(Seq.ID.No.)
  NS1   6   9-14   6   15-20
  NP-a   4   21-24   4   25-28
  NP-b   6   29-34   6   35-40
  NP-c   8   41-48   8   49-56
  NP-d   8   57-64   8   65-72
  HA   8   73-80   8   81-88
  eM2   4   89-92   4   93-96
  NA   8   97-104   8   105-112
首先利用无DNA模板的聚合方式,利用正向以及反向引子进行酵素反应的核苷酸片段聚合,其中各引子的3’端部分各有10-15个碱基是设计为彼此互补的结合,以经由聚合酵素的读写及补足成为一条双股的DNA模板聚合产物。
完成第一次PCR后,取0.01~1μl的聚合产物作为第二次PCR的模板DNA,同时加入适量的第二组引子对引子,连同所需的dNTPs、反应试剂以及Pfu聚合酶等,开始进行第二次PCR;接着依照相同方式,分次加入不同引子对进行PCR后,即可分别合成出改质后的核苷酸序列。
所分别合成出的核苷酸片段经电泳试验后,可确认其产物的片段大小与预期相符。H5N1-NS1-1段(396Mb),如图1;H5N1-NP-取a,b,c,d共4段(a段256bp、b段365bp、c段464bp、d段488bp),如图2a-2d;H5N1-HA-1段(486bp),如图3;H5N1-eM2-1段;以及H5N1-NA-1段(501bp),如图4。
实施例3、含标的序列的质体构筑
将上述合成出的序列共八段(其中NP-a~d共四段序列),分别以限制酵素EcoR1、Xho1修饰后接入已带有一结合与移位功能的胜肽序列,以及一羧基终端胜肽的大肠杆菌质体中。完成的质体分别为:
1.pPE-H5N1-NS1-K3质体:
构筑于含T7启动子及具抗生素(Ampicilin)抗性片段的pET15质体系统,可表现H5N1-NS1的融合蛋白。(质体图谱如图5)
2.pPE-H5N1-NP,a,b,c,d-K3质体:
pET15质体系统,可表现H5N1-NP1A~H5N1-NP1D的融合蛋白。(质体图谱如图6a-6d)
3.pPE-H5N1-HA-K3质体:
pET15质体系统,可表现H5N1-HA的融合蛋白。(质体图谱如图7)
4.pPE-H5N1-eM2-K3质体:
pET15质体系统,可表现H5N1-eM2的融合蛋白。(质体图谱如图8)
5.pPE-H5N1-NA-K3质体:
pET15质体系统,可表现H5N1-NA的融合蛋白。(质体图谱如图9)
最后分别将上述质体转染于不同的菌株细胞中。
实施例4、标的蛋白质的表现与分析
经确定含有以上质体的菌种,90%以上细菌均含有质体及特殊基因:NS1、NP-a~d、HA、M2、或NA后,个别以甘油保存法于2ml分装瓶中保存于-70℃。
在无菌室下,将以上保存菌苗取2ml接种于灭菌的500ml三角瓶,其内含有200ml LB(+500μg/ml Amp),于37C回转式培养箱以150rpm转速下培养10~12小时,完成种菌培养。该菌苗的OD600应达到1.0±0.3。
在无菌室下,将50ml菌种液各别接种于灭菌的3000ml三角瓶共八瓶,该三角瓶内含有1250ml LB(+500μg/ml Amp+50ml 10%Glucose),于37C回转式培养箱以150rpm转速下培养2~3小时,检测OD600在0.3±0.1时,注入最终浓度为50ppm的IPTG蛋白质诱导剂后,于37℃回转式培养箱以150rpm转速下培养2小时,即完成蛋白生产步骤。
接着,利用8M尿素法萃取及溶出包涵体(inclusion bodies)内的抗原蛋白质片段,如PE-H5N1-NS1-K3、PE-H5N1-NP-a-K3~PE-H5N1-NP-d-K3(图10)、PE-H5N1-HA-K3(图11)、PE-H5N1-eM2-K3(图12)、以及PE-H5N1-NA-K3(图13)等抗原蛋白质片段,各以十公升细菌液(一小批量,lot)萃取,可得到300~400mg抗原量。总计,各300mg抗原可以获得三~九千剂量以上的针剂。
利用西方墨点法(Western-blotting method)、coomasie blue染色法、SDS-PAGE电泳分析法,并以密度计(densitometer)量测电泳条带的密度,以进行各抗原溶液的蛋白质定量。将上述抗原蛋白质各取0.03±0.003mg,作为针剂高剂量的主成份(总抗原的蛋白量为0.12±0.01mg)。各取0.01±0.0001mg作为针剂低剂量的主成份(总抗原的蛋白量为0.04±0.004mg)。
实施例5、禽流感疫苗的制备
于洁净度100级的无菌操作台内,将各抗原溶液添加8M尿素至40c.c.,添加40c.c.的佐剂ISA 206,在无菌搅拌桶以50rpm搅拌十分钟后,徐徐注入无菌水至400c.c.,加快搅拌速度至100rpm后再搅拌一小时。
将搅拌桶直接送入分装室进行1c.c.一剂量的已灭菌针剂瓶,进行分装、加盖、贴标签,可得100剂禽流感疫苗针剂。
实施例6、小鼠模式下疫苗的免疫试验
以PE-H5N1-eM2-K3抗原为例,各取0.3±0.03mg为针剂超高剂量(VH),0.1±0.01mg作为针剂高剂量(H),0.03±0.003mg为针剂中剂量(M),0.01±0.001mg为针剂低剂量(L),与不同剂量佐剂(Sepec ISA 206)混合后,分别免疫六周的Balc/C小鼠,每一组共12只,免疫后两星期内再免疫一次,共免疫三至四次。
免疫后两星期内采血,并进行ELISA的免疫检测。由M2 anti-specificIgG而言,抗eM2-ELISA的十倍稀释终点力价检测可知,小鼠在免疫第二次后开始可测出IgG抗体力价,高剂量(H)(0.1±0.01mg)与超高剂量(VH)(0.3±0.03mg)可诱发力价指数相似,免疫第三次后可达高峰,第四次后力价就不再增加。中剂量(M)及低剂量(L)则诱发抗体力价较低些,但是在第四次免疫后皆可达十万倍的力价。结果图请参见图14。
实施例7、产蛋来亨鸡只模式下疫苗的免疫试验
以PE-H5N1-eM2-K3的抗原蛋白质为例,将此融合抗原0.1±0.01mg作为针剂剂量与适当的佐剂调配,免疫注射于产蛋期的来亨鸡,经三至四次免疫后,其蛋黄即能积蓄抗禽流感的高力价IgY抗体,ELISA十倍稀释终点力价大于十万倍。但是若免疫抗原为无KDEL序列的PE-H5N1-eM2或次单位eM2蛋白抗原时,其IgY力价甚低,约只无免疫的空白组的十至一百倍。结果图请参见图15。
实施例8、利用ICR小鼠进行疫苗免疫及攻毒试验
由于本发明所表现的融合蛋白为H5N1型禽流感病毒的共通免疫抗原(conserved common immunogen)。本领域中具通常知识者皆知H1N1型有H5N1型的N1特性,而H5N2型有H5N1型的H5特性,所以本发明所表现的融合蛋白虽为H5N1型禽流感病毒的抗原,但含本发明融合蛋白的疫苗对于H1N1型、或H5N2型也应具有效性。由于H5N1型流感病毒为人体极强的病毒株,不适合以此病毒进行实验,因此本实施例使用本发明的疫苗免疫后,分别用H1N1型或H5N2型禽流感病毒进行攻毒,因H1N1型或H5N2型病毒分别具H5N1型病毒的N1型及H5型的特性,故可以证明本发明的疫苗对于H5N1型流感病毒有效。
A.H1N1型人类流感病毒攻毒:
首先将ICR小鼠分为五个群组,每个群组为六只ICR小鼠。将抗原蛋白质依其分别的针剂剂量与适当的佐剂调配如下:群组I注射抗原蛋白质PE-H5N1-eM2-K3(H,0.1±0.01mg)、群组II注射抗原蛋白质PE-H5N1-NP-(a+b+c+d)-K3(H,0.1±0.01mg)、群组III注射抗原蛋白质PE-H5N1-HA-K3(H,0.1±0.01mg)、群组IV注射抗原蛋白质PE-H5N1-NS1-K3(L,0.01±0.001mg)、及群组V作为空白组。
经三至四次免疫后,使用H1N1型病毒对已免疫的ICR小鼠进行攻毒,于攻毒四天后,测试各组ICR小鼠口沫是否有病毒存在,以及观察各组ICR小鼠的健康状况,其结果如表2。
表2
群组 抗原蛋白质  免疫的ICR小鼠数量   攻毒四天后分泌病毒的ICR小鼠数量   攻毒四天后生病的ICR小鼠数量
  I   PE-H5N 1-eM2-K3(H)  6   2   1
  II   PE-H5N 1-NP-K3(H)  6   2   0
  III   PE-H5N 1-HA-K3(H)  6   5   3
  IV   PE-H5N1-NS1-K3(L)  6   4   4
  空白组   ---  6   5   5
由表2来看,经过本发明的抗原蛋白质免疫后的ICR小鼠,受到H1N1型人类流感病毒攻毒四天后,其口沫分泌病毒的ICR小鼠数量较空白组少。并且以高剂量的PE-H5N1-eM2-K3及PE-H5N1-NP-K3两种抗原蛋白质效果最佳,可减少ICR小鼠分泌病毒和生病的的ICR小鼠数量。其它抗原蛋白质的效果虽没有达上述两种抗原蛋白质的效果,但也较空白组佳。
B.H5N2型禽流感病毒攻毒
首先将ICR小鼠分为六个群组,每个群组为五只ICR小鼠。将抗原蛋白质依其分别的针剂剂量与适当的佐剂调配如下:群组I注射抗原蛋白质PE-H5N1-eM2-K3(H,0.1±0.01mg)、群组II注射抗原蛋白质PE-H5N1-NP-(a+b+c+d)-K3(H,0.1±0.01mg)、群组III注射抗原蛋白质PE-H5N1-HA-K3(L,0.01±0.001mg)、群组IV注射抗原蛋白质PE-H5N1-NS1-K3(L,0.01±0.001mg)、群组V注射抗原蛋白质PE-H5N1-NA-K3(H,0.1±0.01mg)、及群组VI作为空白组。
经三至四次免疫后,使用H5N2型病毒对已免疫的ICR小鼠进行攻毒,于攻毒四天后,测试各组ICR小鼠口沫是否有病毒存在,以及观察各组ICR小鼠的健康状况,其结果如表3。
表3
群组 抗原蛋白质  免疫的ICR小鼠数量   攻毒四天后分泌病毒的ICR小鼠数量   攻毒四天后生病的ICR小鼠数量
  I   PE-H5N1-eM2-K3(H)  5   2   1
  II   PE-H5N1-NP-K3(H)  5   2   0
  III   PE-H5N1-HA-K3(L)  5   2   0
  IV   PE-H5N1-NS1-K3(L)  5   2   0
  V   PE-H5N1-NA-K3(H)  5   2   0
  空白组   ---   5   4   2
由表3来看,相较于空白组,经过本发明的抗原蛋白质免疫后的ICR小鼠,受到H5N2型禽流感病毒攻毒四天后,不论使用何种抗原蛋白质做为疫苗,皆可减少口沫分泌病毒的ICR小鼠数量。并且各种抗原蛋白质的效果皆明显优于空白组。
此外,并于攻毒14天后,将PE-H5N1-eM2-K3免疫的ICR小鼠进行解剖,取其肺脏进行病理组织切片,与未免疫受攻毒及未免疫未攻毒的小鼠比较同时,判断肺脏发生间质性肺炎的严重性,其结果分别如图16及表4。
表4
Figure A20071009822600261
※计分标准:最低为1、轻微为2、中度为3、及严重为4,除此若为多处性则加1、为扩散性则加2、及为亚急性则加1,最严重总分为7分,间质性肺炎轻微状态为3分。
由图16及表4可知,经过PE-H5N1-eM2-K3免疫的组别,相较于没有受免疫但受H5N2病毒感染的组别,可将间质性肺炎的症状减至轻微状态,并接近未受攻毒组别的小鼠状态。
实施例9、鸡场田间试验
于已爆发H5N2型禽流感病毒的鸡场进行田间试验,使用的复合疫苗每剂量内包含:0.05mg的PE-H5N1-eM2-K3、0.01mg的PE-H5N1-NP-a-K3、0.01mg的PE-H5N1-NP-b-K3、0.01mg的PE-H5N1-NP-c-K3、0.01mg的PE-H5N1-NP-d-K3、0.05mg的PE-H5N1-HA-K3、0.05mg的PE-H5N1-NA-K3、以及10%的ISA206,其制作方式如实施例5。针对该鸡场的鸡只进行预防注射,并且每隔两周再次注射一次,直到免疫过四至五次。相较于没有进行预防注射的空白组鸡只,如图17所示,经过上述复合疫苗预防注射的免疫组鸡只,免疫组的鸡只死亡率降至5%以下,但没有进行预防注射的空白组鸡只的死亡率,却随时间逐渐提高至60~70%。
另外,免疫组的母鸡产蛋率,亦随着多次免疫有逐渐上升的趋势,其结果请参见图18。另外,取经过三、四、及五次免疫组母鸡所产的鸡蛋,测试其蛋黄所产的IgY抗体效价,进行10倍序列稀释终点力价测试(ten-foldserial end-point diffusion test)。如图19所示,发现不论针对HA、NA、M2、PE或大肠杆菌,其效价随着多次免疫后逐渐上升。并且,取五次免疫组母鸡所产的鸡蛋,使用ELISA方式测试其蛋黄所产IgY对于H5N1-M2及H5N1-HA的抗体效价,发现经过500倍稀释,有明显正反应出现,其结果请分别参考图20及图21。
综上所述,本发明所提供的疫苗制备方法,可不需要与高危险性的生物样品及病毒材料接触,而是直接透过网络获得该标的基因的胺基酸编码后,就可以让研究人员在试管中完成一个安全又有效的疫苗。建立此平台技术,对于传染性疾病具高危险性的非疫区国家,进行疫苗的准备是非常重要的技术。并且本发明融合蛋白的概念可开发出保留共通抗原(conserved common immunogen)。换言的,便是含本发明融合蛋白的疫苗所诱发的免疫反应,可辨识泛型的流感病毒,所以可因应病毒突变过于快速,而不需传统方法每隔一年必须更换成另一种疫苗。此种想法在流感疫苗开发上是未来潮流,因此并非如一般传统制造疫苗的方法,只注重抗体中和力价的保护效果,但待来年病毒出现另一突变株,此种公知方法所制造的疫苗便会对突变株无效。不过,由上述的实施例可知,含本发明融合蛋白的疫苗,针对泛型病毒皆具有其效果。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已,本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准,而非仅限于上述实施例。本发明可轻易的由本领域技术人员了解本发明必要的特征,且在不背离本发明的范畴下,能够对本发明有种种改变及修饰,以适用于种种用途与情况。因此其它具体实施例亦在本发明的权利要求范围内。
序列表
<110>生宝生物科技股份有限公司
<120>利用逆向基因工程技术开发蛋白质疫苗与禽流感疫苗的方法
<130>P9718/0613
<160>112
<170>PatentIn version 3.2
<210>1
<211>120
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>1
Met Asp Ser Asn Thr Val Ser Ser Phe Gln Val Asp Cys Phe Leu Trp
1                 5                       10                    15
Arg Val Arg Lys Arg Phe Ala Asp Gln Glu Leu Gly Asp Ala Pro Phe
              20                     25                     30
Leu Asp Arg Leu Arg Arg Asp Gln Lys Ser Leu Arg Gly Arg Gly Ser
         35                     40                     45
Thr Leu Gly Leu Asp Ile Arg Thr Ala Thr Arg Glu Gly Lys His Ile
     50                     55                      60
Val Glu Arg Ile Leu Glu Glu Glu Ser Asp Glu Ala Leu Lys Met Thr
65                      70                     75                    80
Ile Ala Ser Val Pro Ala Pro Arg Tyr Leu Thr Glu Met Thr Leu Glu
                    85                      90                   95
Glu Met Ser Arg Asp Trp Leu Met Leu Ile Pro Lys Gln Lys Val Thr
             100                    105                      110
Gly Ser Leu Cys Ile Arg Met Asp
         115                    120
<210>2
<211>70
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>2
Met Ala Ser Gln Gly Thr Lys Arg Ser Tyr Glu Gln Met Glu Thr Gly
1                 5                       10                      15
Gly Glu Arg Gln Asn Ala Thr Glu Ile Arg Ala Ser Val Gly Arg Met
             20                      25                      30
Ile Ser Gly Ile Gly Arg Phe Tyr Ile Gln Met Cys Thr Glu Leu Lys
          35                       40                     45
Leu Ser Asp Tyr Glu Gly Arg Leu Ile Gln Asn Ser Lys Lys Asp Glu
    50                      55                      60
Leu Arg Asp Glu Leu Lys
65                    70
<210>3
<211>107
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>3
Arg Met Val Leu Ser Ala Phe Asp Glu Arg Arg Asn Arg Tyr Leu Glu
1                 5                      10                      15
Glu His Pro Ser Ala Gly Lys Asp Pro Lys Lys Thr Gly Gly Pro Ile
              20                     25                       30
Tyr Arg Arg Arg Asp Gly Lys Trp Val Arg Glu Leu Ile Leu Tyr Asp
         35                     40                       45
Lys Glu Glu Ile Arg Arg Ile Trp Arg Gln Ala Asn Asn Gly Glu Asp
    50                       55                     60
Ala Thr Ala Gly Leu Thr His Leu Met Ile Trp His Ser Asn Leu Asn
65                     70                      75                  80
Asp Ala Thr Tyr Gln Arg Thr Arg Ala Leu Val Arg Thr Gly Met Asp
                  85                     90                     95
Pro Arg Met Cys Ser Lys Lys Asp Glu Leu Lys
             100                    105
<210>4
<211>140
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>4
Thr Leu Pro Arg Arg Ser Gly Ala Ala Gly Ala Ala Val Lys Gly Val
1                 5                       10                      15
Gly Thr Met Val Met Glu Leu Ile Arg Met Ile Lys Arg Gly Ile Asp
             20                      25                       30
Asp Arg Asn Phe Trp Arg Gly Glu Asn Gly Arg Arg Thr Arg Ile Ala
         35                     40                    45
Tyr Glu Arg Met Cys Asn Ile Leu Lys Gly Lys Phe Gln Thr Ala Ala
     50                     55                     60
Gln Arg Ala Met Met Asp Lys Lys Asp Glu Leu Leu Ile Phe Leu Ala
65                    70                      75                     80
Arg Ser Ala Leu Ile Leu Arg Gly Ser Val Ala His Lys Ser Cys Leu
                    85                     90                   95
Pro Ala Cys Val Tyr Gly Leu Ala Val Ala Ser Gly Tyr Asp Phe Glu
              100                     105                    110
Arg Glu Gly Tyr Ser Leu Val Gly Ile Asp Pro Phe Arg Leu Leu Gln
         115                     120                    125
Asn Ser Gln Val Phe Ser Leu Arg Asp Glu Leu Lys
    130                     135                  140
<210>5
<211>148
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>5
Phe Ile Arg Gly Thr Arg Val Val Pro Arg Gly Gln Leu Ser Thr Arg
1                   5                      10                     15
Gly Val Gln Ile Ala Ser Asn Glu Asn Met Glu Ala Met Asp Ser Asn
               20                    25                      30
Thr Leu Glu Leu Arg Ser Arg Tyr Trp Ala Ile Arg Thr Arg Ser Gly
         35                      40                      45
Gly Asn Leu Glu Asp Lys Lys Thr Phe Ser Val Gln Arg Asn Leu Pro
     50                   55                       60
Phe Glu Arg Ala Thr Ile Met Ala Val Phe Thr Gly Asn Thr Glu Gly
65                      70                     75                    80
Arg Thr Ser Asp Met Arg Thr Glu Ile Ile Arg Met Met Glu Ser Ala
                  85                       90                    95
Arg Pro Glu Asp Val Ser Phe Gln Gly Arg Gly Val Phe Glu Leu Ser
             100                     105                    110
Asp Glu Lys Ala Thr Asn Pro Ile Val Pro Ser Phe Asp Met Asn Asn
        115                      120                    125
Glu Gly Ser Tyr Phe Phe Gly Asp Asn Ala Glu Glu Tyr Tyr Asn Arg
    130                     135                     140
Asp Glu Leu Lys
145
<210>6
<211>150
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>6
Ala Asn Asp Leu Cys Tyr Pro Gly Asp Phe Asn Asp Tyr Glu Glu Leu
1                5                       10                      15
Lys His Leu Leu Ser Arg Ile Asn His Phe Glu Lys Ile Gln Ile Ile
             20                      25                        30
Pro Lys Ser Ser Trp Ser Asn His Glu Ala Ser Ser Gly Val Ser Ser
         35                      40                       45
Ala Cys Pro Tyr Leu Gly Lys Ser Ser Phe Phe Arg Asn Val Val Trp
     50                     55                     60
Leu Ile Lys Lys Asn Asn Ala Tyr Pro Thr Ile Lys Arg Ser Tyr Asn
65                      70                      75                    80
Asn Thr Asn Gln Glu Asp Leu Leu Val Leu Trp Gly Ile His His Pro
                 85                      90                       95
Asn Asp Ala Ala Glu Gln Thr Lys Leu Tyr Gln Asn Pro Thr Thr Tyr
             100                     105                    110
Ile Ser Val Gly Thr Ser Thr Leu Asn Gln Arg Leu Val Pro Lys Ile
          115                    120                     125
Ala Thr Arg Ser Lys Val Asn Gly Gln Ser Gly Arg Met Glu Phe Phe
    130                     135                     140
Trp Thr Ile Leu Lys Pro
145                    150
<210>7
<211>70
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>7
Met Ser Leu Leu Thr Glu Val Glu Thr Pro Thr Arg Asn Glu Trp Glu
1                 5                      10                      15
Cys Arg Cys Ser Asp Ser Ser Asp Pro Ile Tyr Arg Arg Leu Lys Tyr
             20                       25                     30
Gly Leu Lys Arg Gly Pro Ser Thr Ala Gly Val Pro Glu Ser Met Arg
         35                     40                      45
Glu Glu Tyr Arg Gln Glu Gln Gln Ser Ala Val Asp Val Asp Asp Gly
    50                     55                       60
His Phe Val Asn Ile Glu
65                      70
<210>8
<211>155
<212>PRT
<213>禽流感病毒
<400>8
Gly Tyr Ile Cys Ser Gly Val Phe Gly Asp Asn Pro Arg Pro Asn Asp
1                   5                      10                      15
Gly Thr Gly Ser Cys Gly Pro Met Ser Leu Asn Gly Ala Tyr Gly Val
             20                      25                     30
Lys Gly Phe Ser Phe Lys Tyr Gly Asn Gly Val Trp Ile Gly Arg Thr
         35                      40                      45
Lys Ser Thr Asn Ser Arg Ser Gly Phe Glu Met Ile Trp Asp Pro Asn
     50                      55                     60
Gly Trp Thr Gly Thr Asp Ser Ser Phe Ser Val Lys Gln Asp Ile Val
65                     70                      75                       80
Ala Ile Thr Asp Trp Ser Gly Tyr Ser Gly Ser Phe Val Gln His Pro
                    85                      90                      95
Glu Leu Thr Gly Leu Asp Cys Ile Arg Pro Cys Phe Trp Ile Glu Leu
             100                     105                     110
Ile Arg Gly Arg Pro Lys Glu Ser Thr Ile Trp Thr Ser Gly Ser Ser
          115                    120                      125
Ile Ser Phe Cys Gly Val Asn Ser Asp Thr Val Gly Trp Ser Trp Pro
     130                     135                     140
Asp Gly Ala Glu Leu Pro Phe Thr Ile Asp Lys
145                   150                      155
<210>9
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>9
ggttccaccc tgggtctgga catccgtacc gctacccgtg aaggt                    45
<210>10
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>10
cgtcgtgacc agaaatccct gcgtggtcgt ggttccaccc tgggt                    45
<210>11
<211>49
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>11
gaactgggtg acgctccgtt cctggaccgt ctgcgtcgtg accagaaaa                49
<210>12
<211>48
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>12
ctgtggcgtg ttcgtaaacg tttcgctgac caggaactgg gtgacgct                 48
<210>13
<211>46
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>13
caccgtttcc tccttccagg ttgactgctt cctgtggcgt gttcgt      46
<210>14
<211>47
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>14
cccgaattcc atatggtcga catggactcc aacaccgttt cctcctt     47
<210>15
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>15
ttcttccagg atacgttcaa cgatgtgttt accttcacgg gtagc       45
<210>16
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>16
ggtcattttc agagcttcgt cggattcttc ttccaggata cgt         43
<210>17
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>17
gtaacgcgga gccggaacgg aagcgatggt cattttcaga gct         43
<210>18
<211>48
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>18
acgggacatt tcttccaggg tcatttcggt caggtaacgc ggagccgg           48
<210>19
<211>54
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>19
accggtaact ttctgtttcg ggatcagcat cagccagtca cgggacatttcttc     54
<210>20
<211>51
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NS1胜肽片段的引子.
<400>20
attatttttc tcgaggtcca tacggatgca cagggaaccg gtaactttct g       51
<210>21
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NA-a胜肽片段的引子.
<400>21
gctaccgaaa tccgtgcttc cgttggtcgt atgatctccg gt                 42
<210>22
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>22
cagatggaaa ccggtggtga acgtcagaac gctaccgaaa tccgt        45
<210>23
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>胜NP-a肽片段的引子.
<400>23
tcccagggta ccaaacgttc ctacgaacag atggaaaccg g            41
<210>24
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>24
aaagaattcg tcgaccatat gatggcttcc cagggtacca aac          43
<210>25
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>25
gcacatctgg atgtagaaac gaccgatacc ggagatcata cga          43
<210>26
<211>46
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>26
gaccttcgta gtcggacagt ttcagttcgg tgcacatctg gatgta              46
<210>27
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>27
ttcgtctttt ttggagttct gcatcagacg accttcgtag tcgg                44
<210>28
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-a胜肽片段的引子.
<400>28
gggctcgagt ttcagttcgt cacgcagttc gtcttttttg ga                  42
<210>29
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>29
tgggttcgtg aactgatcct gtacgacaaa gaagaaatcc g                   41
<210>30
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>30
ccgatctacc gtcgtcgtga cggtaaatgg gttcgtgaac t                41
<210>31
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>31
gctggtaaag acccgaaaaa aaccggtggt ccgatctacc gtcgt            45
<210>32
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>32
aaccgttacc tggaagaaca cccgtccgct ggtaaagacc cg               42
<210>33
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>33
gttctgtccg ctttcgacga acgtcgtaac cgttacctgg aa               42
<210>34
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>34
aaagaattcg tcgaccatat gcgtatggtt ctgtccgctt tc               42
<210>35
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>35
caccgttgtt agcctgacgc cagatacgac ggatttcttc ttt              43
<210>36
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>36
caggtgggtc agaccagcgg tagcgtcttc accgttgtta gcct             44
<210>37
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>37
tcgttcaggt tggagtgcca gatcatcagg tgggtcagac c                41
<210>38
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>38
cacagcacgg gtacgctggt aggtagcgtc gttcaggttg ga               42
<210>39
<211>46
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>39
agcacatacg cgggtccata ccggtacgaa ccagagcacg ggtacg           46
<210>40
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-b胜肽片段的引子.
<400>40
gggctcgagt ttcagttcgt cttttttgga gcacatacgc gggt             44
<210>41
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>41
ctgaaaggta aattccagac cgctgctcag cgtgctatga tgga             44
<210>42
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>42
atcgcttacg aacgtatgtg caacatcctg aaaggtaaat tc               42
<210>43
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>43
cgtggtgaaa acggtcgtcg tacccgtatc gcttacgaac gt            42
<210>44
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>44
cgtggtatcg acgaccgtaa cttctggcgt ggtgaaaacg gt            42
<210>45
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>45
gttatggaac tgatccgtat gatcaaacgt ggtatcgacg a             41
<210>46
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>46
gctgctgtta aaggtgttgg taccatggtt atggaactga t             41
<210>47
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>47
ctgccgcgtc gttccggtgc tgctggtgct gctgttaaag gt             42
<210>48
<211>39
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>48
aaagaattcg tcgaccatta gaccctgccg cgtcgttcc                 39
<210>49
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>49
agccaggaag atcagcagtt cgtctttttt gtccatcata gcacg          45
<210>50
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>50
ggaaccacgc aggatcagag cggaacgagc caggaagatc a              41
<210>51
<211>43
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>51
agccggcagg caggatttgt gagcaacgga accacgcagg atc              43
<210>52
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>52
ggaagcaaca gccagaccgt aaacgcaagc cggcaggcag ga               42
<210>53
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>53
gtaaccttca cgttcgaagt cgtaaccgga agcaacagcc a                41
<210>54
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>54
acggaacggg tcgataccaa ccagggagta accttcacgt tc               42
<210>55
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>55
ggagaaaacc tgggagtttt gcagcagacg gaacgggtcg at               42
<210>56
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-c胜肽片段的引子.
<400>56
gggctcgagt ttcagttcgt cacgcaggga gaaaacctgg ga                42
<210>57
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>57
cgtaacctgc cgttcgaacg tgctaccatc atggctgttt t                 41
<210>58
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>58
gaagacaaaa aaaccttctc cgttcagcgt aacctgccgtt                  41
<210>59
<211>46
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>59
gctatccgta cccgttccgg tggtaacctg gaagacaaaa aaacct            46
<210>60
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>60
accctggaac tgcgttcccg ttactccgct atccgtaccc g                41
<210>61
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>61
gaaaacatgg aagctatgga ctccaacacc ctggaactgc gt               42
<210>62
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>62
tccacccgtg gtgttcagat cgcttccaac gaaaacatgg aagc             44
<210>63
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>63
ggtacccgtg ttgttccgcg tggtcagctg tccacccgtg gtgtt            45
<210>64
<211>46
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>64
aaagaattcg tcgaccatat gttcatccgt ggtacccgtg ttgttc    46
<210>65
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>65
ggaggtacga ccttcggtgt taccggtgaa aacagccatg at        42
<210>66
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>66
catcatacgg atgatttcgg tacgcatgtc ggaggtacga cctt      44
<210>67
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>67
gaaggaaacg tcttccggac gagcggattc catcatacgg atgat     45
<210>68
<211>44
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>68
gtcggacagt tcgaaaacac cacgaccctg gaaggaaacg tctt     44
<210>69
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>69
ggacggaacg atcgggttgg tagctttttc gtcggacagt tcgaa    45
<210>70
<211>41
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>70
taggaacctt cgttgttcat gtcgaaggac ggaacgatcg g        41
<210>71
<211>42
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>71
gtattcttca gcgttgtcac cgaagaagta ggaaccttcg tt       42
<210>72
<211>45
<212>DNA
<213>人工合成
<220>
<223>NP-d胜肽片段的引子.
<400>72
gggctcgagt ttcagttcgt cacggttgta gtattcttca gcgtt    45
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ctgtgctacc cgggtgactt caacgactac gaagaactga aa        42
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ccccgacccg taacgaatgg gaatgccgtt gcagcgaca                           39
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<223>M2胜肽片段的引子.
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agcgctctgc tgttcctgac ggtattcttc acgcatgctt tccggaacac c             51
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<223>M2胜肽片段的引子.
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ccgaacgacg gtaccggttc ctgcggtccg atgtccctga acggt       45
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<223>NA胜肽片段的引子.
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attatttttc tcgagtttgt cgatggtgaa cggcagttca gcacc    45

Claims (28)

1、一种蛋白质疫苗或新型病毒疫苗株的制备方法,包括:
(a)取得一标的抗原蛋白质至少一抗原决定位胜肽的胺基酸序列,并对应转码出该胜肽的野生型核酸序列;
(b)将该抗原决定位胜肽的野生型核酸序列,改质为于一宿主细胞中可辨识,编码有该抗原决定位胜肽的一合成型核酸序列;
(c)合成该合成型核酸序列的复数个引子,该等引子为与该合成型核酸序列具部分片段相同或互补的5-80个核酸序列,且该等引子中,正向引子的3’端与反向引子的3’端有5-10个互补的核酸序列;
(d)利用该等引子,于体外合成该合成型核酸;
(e)将该合成型核酸结合一带有结合与移位功能的核酸序列,与一羧基终端核酸序列的质体,形成一合成质体;
(f)将该合成质体转形入该宿主细胞,以生产该合成型核酸所编码的该抗原决定位胜肽;以及
(g)收集并纯化该抗原决定位胜肽。
2、如权利要求1所述的制备方法,其中,该抗原决定位胜肽的胺基酸序列为非自然存在的序列。
3、如权利要求1所述的制备方法,其中,该抗原决定位胜肽为该标的抗原蛋白质结构的亲水部位。
4、如权利要求1所述的制备方法,其中,该抗原决定位胜肽为该标的抗原蛋白质结构的疏水部位。
5、如权利要求1所述的制备方法,其中,该宿主细胞为微生物细胞、植物细胞或动物细胞。
6、如权利要求1所述的制备方法,其中,该宿主细胞为大肠杆菌细胞或酵母菌细胞。
7、如权利要求1所述的制备方法,其中,该标的抗原蛋白质的野生型核酸序列与该合成型核酸序列编码出同一胜肽。
8、如权利要求1所述的制备方法,其中,该合成型核酸是以聚合酶连锁反应(polymerase chain reaction,PCR)方法进行体外合成。
9、如权利要求1所述的制备方法,其中,该结合与移位功能的核酸序列来自假单胞菌属外毒素(pseudomonas exotoxin)的第一部位(domain I)与第二部位(domain II)。
10、如权利要求1所述的制备方法,其中,该标的抗原基因可崁入疫苗株相似基因的等位区利用逆向遗传学及类似流感病毒八质体系统技术产生一种对抗新型病原的疫苗株。
11、如权利要求9所述的制备方法,其中,该假单胞菌属外毒素的第一部位是配体部位(ligand)。
12、如权利要求11所述的制备方法,其中,该配体部位与一标的细胞的接受体结合。
13、如权利要求12所述的制备方法,其中,该标的细胞是至少一选自以下细胞所组成的群组:T细胞、B细胞、树突细胞、单核细胞以及巨噬细胞。
14、如权利要求12所述的制备方法,其中,该接受体是至少一选自以下接受体所组成的群组:TGF受体、IL2受体、IL4受体、IL6受体、1GF1受体、CD4受体、IL18受体、IL12受体、EGF受体、LDL受体、α2巨球蛋白受体、热休克蛋白。
15、如权利要求1所述的制备方法,其中,该羧基终端部分的核酸序列来自假单胞菌属外毒素的一部分。
16、如权利要求1所述的制备方法,其中,该羧基终端部分包括KDEL的胺基酸序列或对应的核酸序列。
17、一种抑制禽类流行性感冒病毒(Avian Influenza virus)的蛋白质疫苗,其结构包括:
一禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽;
一具有结合与移位功能的胜肽;以及
一羧基终端胜肽。
18、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该编码有禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位胜肽是人工合成。
19、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该禽类流行性感冒病毒是正黏液病毒科H5N1(orthomyxoviridae H5N1)。
20、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位的核酸序列经过改质。
21、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该禽类流行性感冒病毒蛋白质的抗原决定位,至少一选自以下抗原决定位所组成的群组:H5N1-NS1、H5N1-NP、H5N1-HA、H5N1-eM2、以及H5N1-NA。
22、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该结合与移位功能的胜肽来自假单胞菌属外毒素(pseudomonas exotoxin)的第一部位(domain I)与第二部位(domain II)。
23、如权利要求22所述的蛋白质疫苗,其中,该假单胞菌属外毒素的第一部位是配体部位(ligand)。
24、如权利要求23所述的蛋白质疫苗,其中,该配体部位与一标的细胞的接受体结合。
25、如权利要求24所述的蛋白质疫苗,其中,该标的细胞是至少一选自以下细胞所组成的群组:T细胞、B细胞、树突细胞、单核细胞以及巨噬细胞。
26、如权利要求24所述的蛋白质疫苗,其中,该接受体是至少一选自以下接受体所组成的群组:TGF受体、IL2受体、IL4受体、IL6受体、1GF1受体、CD4受体、IL18受体、IL12受体、EGF受体、LDL受体、α2巨球蛋白受体、热休克蛋白。
27、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该羧基终端胜肽来自假单胞菌属外毒素的一部分。
28、如权利要求17所述的蛋白质疫苗,其中,该羧基终端胜肽包括KDEL的胺基酸序列。
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