CN103025876A - 用于转染和免疫刺激的核酸与二硫化物交联的阳离子成分的复合体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚合物载体运载物复合物,包括至少一种核酸(分子)作为运载物和二硫化物交联的阳离子成分作为(优选非毒性和非免疫原性的)聚合物载体。本发明的聚合物载体运载物复合物允许体内和体外二者的核酸进入细胞的有效转染,和/或允许(先天的和/或适应性)免疫反应的诱导,优选根据待作为运载物转运的核酸。本发明还提供药物组合物,尤其是疫苗和佐剂,包括本发明的聚合物载体运载物复合物和任选的抗原,以及本发明的聚合物载体运载物复合物和任选的抗原用于转染细胞、组织或有机体的用途,所述细胞、组织或有机体用于如本文公开的(基因)治疗目的,和/或作为免疫刺激剂或佐剂,例如用于引起对上面提及的疾病的治疗或预防的免疫反应。最后,本发明涉及试剂盒,它包括本发明的聚合物载体运载物复合物和/或本发明的在试剂盒的一个或更多个部分中的药物组合物、佐剂或疫苗。

Description

用于转染和免疫刺激的核酸与二硫化物交联的阳离子成分的复合体
本发明涉及聚合物载体运载物(cargo)复合物,其包括至少一种核酸(分子)作为运载物和二硫化物交联的阳离子成分作为(优选非毒性和非免疫原性的)聚合物载体。本发明的聚合物载体运载物复合物允许体内和体外二者的核酸进入细胞的有效转染,和/或允许(先天的和/或适应性)免疫反应的诱导,优选取决于被作为运载物转运的核酸。本发明还提供包括本发明的聚合物载体运载物复合物和任选的抗原的药物组合物,尤其是疫苗;以及本发明的聚合物载体运载物复合物和任选的抗原为如本文公开的(基因)治疗目的用于转染细胞、组织或有机体的用途,和/或作为免疫刺激剂或佐剂,例如用于诱导对上面提及的疾病的治疗或预防的免疫反应。最后,本发明涉及试剂盒,它包括本发明的聚合物载体运载物复合物、本发明的药物组合物和/或本发明的疫苗或者在试剂盒的一个或更多个部分中的任意成分。
目前很多疾病需要施用佐剂来提供固有免疫反应,且任选地支持适应性免疫反应,尤其在疫苗接种方面。这些疾病中的一些但不必是全部附加地或作为选择地需要施用基于肽、蛋白质和核酸的药物,例如核酸进入细胞或组织的转染。这些要求通常代表治疗这些疾病的不同方面,并且典型地难以在一个方法中解决。结果是,现有技术通常经由不同的方法处理这些方面。
上下文中,一般认为疫苗接种是一个最有效和最经济的方式来预防或治疗疾病。不过,疫苗开发中的几个问题已经证实是难以解决的:疫苗通常对于非常年轻和非常年老的群体来说是无效的;很多疫苗需要接种多次,而且疫苗给予的保护随着时间衰退,需要大量施用,对于一些疾病例如HIV,急需开发有效的疫苗。普遍接受的是,如果这些疫苗可以引起更强和更持久的免疫反应,则很多这些疫苗会是能够实现或改进的。
由此,主要存在的难题是开发用于疫苗接种目的的新的有效和安全的佐剂,其支持通过引发或推进平行的固有免疫反应来诱导或维持适应性免疫反应。
佐剂通常被定义为可以降低和/或调节抗原的固有免疫原性的化合物。为了减少不利的副作用,与之前的全细胞疫苗或基于病毒的疫苗相比,新的疫苗具有通常导致较低免疫原性的更多定义的组成。佐剂因此需要辅助新的疫苗来引起强有力的和持久的免疫反应,附加的益处是需要较少的抗原和较少的注射。目前清楚的是,适应性免疫反应主要取决于感染或接种疫苗后由固有免疫细胞收到的初始危险信号的水平和特异性(Guy,B.(2007),Nat Rev Microbiol5(7):505-17)。尤其对于新一代的疫苗候选,它们会越来越多地包括高度纯化的重组蛋白,并且尽管非常安全,但是免疫原性极低,越来越需要有效的佐剂。
遗憾的是,至今只能得到少数几种许可的佐剂。最主要的是明矾,公知它是安全的,但只是代表非常弱的佐剂。已经开发了很多其他佐剂,例如包括病原体、CpG-核苷酸的施加等。但是大多数这些新的或“已建立的”佐剂仍然不能满足前面的需求,因为必须考虑和解决很多新的和出现的问题。这些问题尤其包括新的和再次出现的传染病、重复施用、爆发流行性感冒的危险等。
此外,新的疫苗目标通常更难开发,并且由于它们特殊形成的免疫反应而需要更强有力的佐剂才能成功。并且,仍然存在大量重要的病原体,对它们目前甚至还没有有效的疫苗。这代表了非常具有挑战性的未来目标。为了能够针对这些目标开发疫苗,必需更强有力的佐剂。这样的新佐剂需要提供下列优势,包括更异源性的抗体反应、覆盖病原体多样性、诱导强有力的功能性抗体反应、确保杀死病原体或中和作用,以及诱导更有效的T细胞反应,用于直接和间接的杀死病原体,尤其是诱导作为Th1免疫反应一部分的细胞毒性T细胞。另外,可能必需佐剂来实现更实际的效应,包括抗原剂量降低和克服组合疫苗中的抗原竞争性。此外,针对对传染病越来越易感的老化人群的背景,必需有新的佐剂来克服免疫反应随着年龄的自然变性(O′Hagan,D.T.和E.De Gregorio(2009),Drug Discov Today14(11-12):541-51.)。
O’Hagan(2009;supra)的综述总结了一些急需新的有效佐剂的原因,例如疫苗中需要较低的抗原剂量,增加免疫反应宽度和异源活性的必要性,以便得到复合的组合疫苗和克服抗原竞争性,从而克服一些群体组例如老年人、幼童和婴儿、慢性疾病和免疫功能不全的患者中受限的免疫反应,以增加效应子T细胞反应和抗体滴度来更快速地诱导保护性反应,还通过增强记忆B和T细胞反应来延长反应持续时间。
综上所述,需要新的有效的和安全的免疫刺激剂或佐剂,它们优选有效诱导固有免疫反应,尤其是有效诱导抗病毒细胞因子IFN-α;优选还有效地支持适应性免疫反应;安全,即不与任何长期作用相关联;耐受良好,经由简单的合成路径获得;具有低成本的储存条件(尤其可以冻干);需要简单和廉价的成分;可生物降解;与很多不同类型的疫苗抗原兼容;能够共同递送抗原和免疫增强剂等。
如前面已经解释的,佐剂或免疫刺激剂通常经由它们诱导固有免疫反应的能力来起作用。固有免疫系统形成大多数有机体中宿主防御的主要系统,且包括屏障例如体液屏障和化学屏障包括例如炎症、补体系统和细胞屏障。固有免疫系统典型地基于大量受体,称为模式识别受体。它们识别将外来有机体例如病毒、细菌、真菌和寄生虫与宿主细胞区别开来的保守分子模式。该病原体相关的分子模式(PAMP)包括病毒核酸、细菌和真菌壁的成分、鞭毛蛋白质等。详细研究的模式识别受体(PAMP受体)的第一家族是Toll-样受体(TLR)家族。TLR是跨膜蛋白质,它识别细胞外环境的配体或内体的腔的配体。配体-结合之后,它们将信号经由细胞质适配器蛋白质进行转换,这导致宿主防御反应的引发和承担抗微生物肽、促炎趋化因子和细胞因子、抗病毒细胞因子等的生产(例如参见Meylan,E.,J.Tschopp等人(2006),Nature442(7098):39-44)。免疫系统的其他相关成分包括例如内体TLR、细胞质受体、I型干扰素和细胞质受体。所以,免疫刺激剂或佐剂本文定义为优选作为固有免疫反应的诱导物,其激活模式识别受体(PAMP受体)。以此方式引起信号的级联反应,其例如可以导致支持固有免疫反应的细胞因子的释放(例如IFN-α)。由此,优选将免疫刺激剂或佐剂的特征结合至该受体并激活该PAMP受体。理想的是,例如剂或佐剂附加地支持适应性免疫反应,通过例如免疫反应的位移从而激活Th细胞的优选类型。取决于待治疗的疾病或病症,可以优选转变成基于Th1的免疫反应,或者在其他情况下,可以优选转变成Th2的免疫反应。
在现有技术中,有一些有希望满足至少一些但不是全部如上定义的需要特征的佐剂候选。
作为实例,上述开发的新佐剂中,一些核酸样CpG DNA寡聚核苷酸或isRNA(免疫刺激RNA)证明是免疫刺激剂或佐剂的有希望的候选,这是由于它们允许固有免疫反应的治疗诱导或预防诱导。容易理解地,该基于核酸的佐剂通常必须有效地递送至作用位点,以允许诱导有效的固有免疫反应而没有佐剂活性的不必要的损失,在一些情况下,没有将施用体积增加至全身耐受水平之上的必要。
解决这个问题的一种方法可以是用作为PAMP受体的配体(例如Toll-样受体(TLR))的免疫刺激核酸转染作为固有免疫系统一部分的细胞(例如树突细胞、浆细胞样树突细胞(pDC)),并因此可以导致通过核酸配体的免疫刺激。另一种方法可以是基于核酸的佐剂的直接转染。但是,所有这些方法典型地受到核酸的低效递送的损害并由此减弱佐剂活性,尤其是当局部施用时。
然而,至今为止该基于核酸的佐剂方法的一个主要缺点在于,它们穿过哺乳动物细胞的质膜的有限能力,这导致差的细胞进入和不充分的治疗功效。至今为止,这个障碍代表基于核酸转染的应用例如生物医药开发和由此的很多生物医药的商业成功的主要挑战(例如参见Foerg,C.&Merkle,H.P.,JPharm Sci97,144-62(2008))。
核酸或基因进入细胞或组织的转染最新已经在体外转染目的的背景和基因治疗方法的背景下进行研究。然而,至今没有可用的佐剂基于该基因递送技术并且是有效和安全的,尤其是没有得到许可的佐剂。这大概是由于一般来说在解决基于核酸的佐剂情况下一般与待解决的稳定性问题相结合的对佐剂的复杂要求。
不过,核酸或基因转染进入细胞或组织用于引起(固有和/或适应性)免疫反应似乎提供了有希望的方法来提供新的佐剂。
然而,很多这些方法利用核酸或基因进入细胞或组织的转染,而没有诱导固有免疫反应。甚至一些基因治疗必须严格地避免诱导固有免疫反应。甚至在极少情况下,在进行疫苗接种的位点利用核酸的施用来诱导适应性抗原特异性免疫反应,例如使用DNA或mRNA编码的抗原的肿瘤疫苗接种,典型地进行适应性免疫反应的诱导作为抗编码的抗原的活性免疫,而不是作为伴随性佐剂治疗并因此需要附加地施用独立的佐剂来诱导固有免疫反应。
即使大量转染方法在本领域是公知的,目前将核酸或基因转移或插入个体细胞中仍然是主要的挑战,并且还没有令人满意地解决。为了解决这个复杂的问题,过去十年中开发了多种方法。这些方法包括通过磷酸钙、阳离子脂类、阳离子聚合物和脂质体来转染。其他用于转染的方法是电穿孔和病毒转导。
然而,本领域技术人员公知的是,用于转移或插入核酸或基因的系统必须满足几个体内应用的要求,包括有效的核酸递送进入个体细胞内并且具有高功能性、抗无所不在的核酸酶的核酸保护、核酸在细胞中的释放、没有安全担忧、能够扩大和在低成本条件下储存稳定(例如容易冻干)的商业可接受形式的可行的制造。如果是前面列出的核酸形式,尤其要将这些要求加入对佐剂的复杂要求中。
目前可用的将转移或插入核酸或基因的一些成功策略依赖病毒载体的使用,例如腺病毒、腺相关病毒、逆转录病毒和疱疹病毒。病毒载体能够高效地调节基因转移和长期基因表达的可能性。然而,基因治疗临床试验中没有覆盖的急性免疫反应(“细胞因子风暴”)、免疫原性和插入突变已经带来与一些常用病毒载体相关的严重的安全问题。
在非病毒载体的使用中可以发现核酸或基因的转移或插入问题的其他解决方法。尽管非病毒载体不如病毒载体有效,但是已经开发了很多非病毒载体用于提供安全的选择。已经利用物理(无载体核酸递送)和化学方法(合成的基于载体的核酸递送)探索了非病毒核酸递送的方法。物理方法通常包括针注射、电穿孔、基因枪、超声和流体力学递送,使用物理力透过细胞膜并促进细胞内的基因转移。化学方法通常使用合成或天然存在的化合物(例如阳离子脂类、阳离子聚合物、脂质-聚合物混合系统)作为载体将核酸递送进入细胞。尽管已经在各种非病毒核酸递送体系的基础科学和应用中有了显著进步,但多数非病毒方法仍然比病毒载体的效率低很多,尤其对于体内基因递送(例如参见Gao,X.,Kim,K.&Liu,D.,AAPSJ9,E92-104(2007))。
如上定义的这些转染剂典型地已经成功单独用于体外反应中。然而,对于核酸体内应用还需要满足其他要求。例如,核酸和转染剂之间的复合物必须在生理盐溶液中对凝聚稳定。此外,该复合物典型地必须不与宿主的补体系统部分相互作用,因此自身必须不能是免疫原性的,如同载体自身应该不诱导个体的适应性免疫反应。附加地,该复合物应保护核酸免受无处不在的核酸酶的早期细胞外降解。
在现有技术中可得到很多转染剂,尤其是阳离子脂类,它在细胞培养中显示出极好的转染活性。然而,大多数这些转染剂在血清存在下表现不好,并且只有少数是体内活性的。当脂质体复合物暴露于存在于血液、黏液、上皮表层液体或组织基质中的大量带负电荷的且通常是两性的蛋白质和多糖时,大小、表面电荷和脂质组成出现剧烈改变。一旦体内施用,脂质体复合物趋向于与带负电荷的血液成分相互作用,并形成可以吸附到循环红细胞表面上、陷入厚的黏液层或在微血管系统中形成栓塞的凝聚体,阻止了它们到达远端位置的目标靶细胞。一些甚至在引入血液循环之后经过了分解(例如参见Gao,X.,Kim,K.&Liu,D.,AAP SJ9,E92-104(2007)))。
一种更有前途的方法利用阳离子聚合物。阳离子聚合物已经证实在核酸的转染上是有效的,这是因为它们可以与带负电荷的核酸紧密地复合并缩合。因此,已经探索大量阳离子聚合物做为体外和体内基因递送的载体。这些包括聚乙烯亚胺(PEI)、聚酰胺胺和聚丙胺树枝状大分子、聚丙烯胺、阳离子葡聚糖、壳聚糖、阳离子蛋白质和阳离子肽。尽管大多数阳离子聚合物分享将DNA缩合到小颗粒中的功能并通过与细胞表面上的阴离子位点的电荷-电荷相互作用经由内吞作用促进细胞吸收,它们的转染活性和毒性大大不同。
仅仅在现有技术中的一种方法中,通过Fotin-Mleczek等人(WO2009/030481)证实了复合至短的阳离子肽的RNA的免疫刺激效应。这些制剂似乎有效地诱导了免疫活性细胞中细胞因子的生产。遗憾的是,Fotin-Mleczek等人没有评价通过这些复合物对优选的抗病毒细胞因子IFN-α的诱导。附加地,这些复合物被证明在冻干期间不稳定。
在上文中,阳离子聚合物显示了随着分子量的增加而更好的转染效率。然而,增加分子量也导致阳离子聚合物的毒性的增加。在上文中,(高分子量)PEI或许是关于核酸转染最多研究的和最具活性的聚合物,尤其是用于基因递送目的。遗憾的是,由于其不可生物降解的性质和毒性,它展示了相同的缺点。此外,尽管由高分子量聚合物形成的多聚物复合物(polyplexes)在生理条件下显示出改进的稳定性,数据还是表明该聚合物可能阻碍载体打开。为了克服该负面影响,Read等人(见Read,M.L.等人,J Gene Med.5,232-245(2003);和Read,M.L等人,Nucleic Acids Res33,e86(2005))开发了新型的合成载体,它基于通过肽Cys-Lys10-Cys的氧化缩聚制备的线性可还原的多阳离子(RPC)。该肽Cys-Lys10-Cys可以通过细胞内介质切割,以促进核酸的释放。在上下文中,Read等人(2003,同上)可以显示由这些RPC形成的多聚物复合物通过使DNA和mRNA有效释放的还原条件而失稳。然而,通过对体内转染效率的检验,Read等人(2003,同上)还观察到,N/P(氮原子与磷原子)比率为2不令人满意,必须更高的N/P比率来改进转染效率。附加地,Read等人(2003,同上)观察到,还必需氯喹或阳离子脂质DOTAP以将转染效率增强至充分水平。结果是,Read等人(2005,同上)将公知具有胞内缓冲能力的组氨酸残基包括到RPC中,并显示出这种富含组氨酸的RPC可以通过细胞内还原介质切割。该方法能够实现宽范围的核酸包括质粒DNA、mRNA和siRNA分子的有效细胞质递送,而不需要胞内剂氯喹。
令人遗憾的是,Read等人(2003,同上)和Read等人(2005,同上)都没有评价RPC是否可以直接用于体内应用。在他们2005年的研究中,在不存在血清的条件下实施转染,以避免遮盖组氨酸残基增强基因转移的能力,其可能由限制细胞吸收的血清蛋白与多聚体复合物的结合导致。然而,初步实验表明,富含组氨酸的RPC多聚体复合物的转染特性可以受到血清蛋白存在的影响,在10%FCS中观察到GFP阳性细胞减少50%。用于体内应用,Read等人(2005,同上)提出用亲水聚合物聚-[N-(2羟基-丙基)甲基丙烯酰酰胺]来修饰。令人遗憾的是,他们不能阻止多聚体复合物的凝聚和多阳离子复合物与血清蛋白质的结合。此外,在核酸复合时,由于特征为高的N/P比的阳离子聚合物的过量,形成了强阳离子荷电的复合物(正的ζ(zeta)电位)。由此,由于它们的盐诱导的凝聚和与血清含量的相互作用(调理作用)的强烈趋势,该复合物只具有有限的体内用途。另外,在用于基因治疗目的时,这些(带正电荷的)复合物可以激发补体激活。也已经证明,这些基于复合物的带正电荷的RPC在对局部施用于真皮之后显示出差的对核酸运载物的翻译。
在类似于Read等人的方法中,McKenzie等人(McKenzie,D.L.,K.Y. Kwok,等人(2000),J Biol Chem275(14):9970-7和McKenzie,D.L.,E.Smiley,等人(2000),Bioconjug Chem11(6):901-9)通过将多个半胱氨酸插入短的合成肽中开发了交联的肽作为基因递送剂。在他们的研究中,他们检验了DNA的优化的复合物形成,结果是他们能够显示至少为2的N/P比率对完全形成肽DNA缩合物是必要的。所以,只有带正电荷的复合物似乎显示出优化的DNA缩合。与这些数据相反,他们提出开发带负电的复合物用于体内基因递送,这是因为在之前的研究中已经示出,电正性DNA缩合物的静脉施用导致快速的调理作用和非特异性地生物分布至肺和肝(Collard,W. T.,Evers,D.L.,McKenzie,D.L.,和Rice,K.G.(2000),Carbohydr.Res.323,176-184)。所以,McKenzie等人(2000;同上)提出用聚乙二醇和靶向配体进行载体的衍生。应注意,McKenzie等人(2000,同上)的方法是专利(US6,770,740B1)的另外的主题,其尤其公开了编码核酸、反义核酸和核酶的转染。
因此,核酸的体内应用似乎仍然是最具挑战的问题,因为血浆蛋白质与阴离子电荷可以非特异性地结合至带正电荷的复合物,并快速地清除它们例如经由网状内皮系统。通过阳离子复合物对补体系统的调理作用和激活是附加的生理现象,其可以参与降低体内施用的阳离子复合物的效率。这尤其应用于基于核酸的药物的施用,例如核酸转染进入细胞或组织,尤其是如果打算进行编码蛋白质或肽的表达或者转染的核酸的RNA的转录。
综上所述,现有技术没有提供可行的手段或方法,一方面允许建立用于疫苗接种目的的有效和安全的佐剂,另一方面还适用于核酸的体内递送,尤其用于用于核酸体内转染目的的核酸的紧凑化和稳定化,而不显示出前面讨论的不利副作用。更准确的说,在这点上现有技术中没有方式和方法,一方面足够稳定地在代谢切割之前将核酸运载物携带入靶中,另一方面可以在它们积聚和达到有毒水平之前从组织中清除。另外没有公知的手段或方法,除了上述要求之外,诱导细胞因子的期望的模式,尤其是抗病毒细胞因子IFN-α。
因此,本发明的目的是提供解决这些问题的手段或方法。
基于本发明的目的通过本发明的主题来实现,优选通过所附的权利要求的主题来实现。
根据第一实施方案,基于本发明的目的通过聚合物载体运载物复合物来实现,其包括:
a)(作为载体)由二硫化物交联的阳离子成分形成的聚合物载体,和
b)(作为运载物)至少一种核酸(分子),
优选用作药物,更优选用作免疫刺激剂或佐剂,例如在如本文定义的疾病的治疗中。
作为选择,基于本发明的目的通过聚合物载体运载物复合物来实现,其由下列物质组成:
a)由二硫化物交联的阳离子成分形成的聚合物载体(作为载体),和
b)至少一种核酸(分子)(作为运载物),
优选用作药物,更优选用作免疫刺激剂或佐剂,例如在如本文定义的疾病的治疗中。
术语“免疫刺激剂”典型地理解为不包括例如抗原(无论什么化学结构)的引起适应性/细胞毒性免疫反应例如“体液的”或“细胞的”免疫反应的剂,换句话说,引起免疫反应(并由自身赋予免疫力),该免疫反应的特征是通过对被免疫活性细胞识别为外来物的抗原的结构特性的特异性反应。更确切地,“免疫刺激剂”典型地理解为,其表示不自身引起任何适应性/细胞毒性免疫反应,但可以以非特异性方式专门增强这种适应性/细胞毒性免疫反应的剂/化合物/复合物,例如通过活化“PAMP”受体并因此引起支持实际的适应性/细胞毒性免疫反应的细胞因子的释放。因此,自身引起适应性和/或细胞毒性免疫反应(自身直接或间接赋予免疫性)的剂的任何免疫刺激典型地都被术语“免疫刺激剂”排除在外。
术语“佐剂”也理解为不包括由自身赋予免疫性的剂。因此,佐剂自身不赋予免疫性,而是以各种方式辅助免疫系统,以通过例如促进抗原对免疫系统的呈递来增强抗原特异性免疫反应。由此,佐剂可以优选例如调节抗原特异性免疫反应,通过例如将占优势的Th1-基抗原特异性反应改变成更大的Th2-基抗原特异性反应,反之亦然。因此,本发明上下文中的术语“免疫刺激剂”和“佐剂”典型地应理解为表示自身不赋予免疫性,但是通过某种效应以非特异性方式(与抗原特异性免疫反应成对比)专门地支持免疫反应的剂、化合物或复合物,所述效应通过非特异性措施调节抗原特异性(适应性细胞和/或体液免疫反应),所述非特异性措施例如为细胞因子表达/分泌、改善的抗原呈递、改变免疫反应的臂(arm)的性质等。因此,自身引起免疫性的任何剂典型地都被术语“佐剂”或“免疫刺激剂”排除在外。
本发明的聚合物载体运载物复合物允许提供高效和安全的用于疫苗接种目的的佐剂以及在疫苗接种、辅助治疗或基因治疗应用领域等中用于转染的载体。有利地,本发明的聚合物载体运载物复合物适用于核酸的体内递送,尤其用于压缩和稳定用于核酸转染的核酸,并且不显示前面讨论的高分子量聚合物的负面副作用,例如无生物降解能力或生物降解能力差,或甚至高毒性、凝聚、低体内转染活性等。本发明的聚合物载体运载物复合物还提供有效的体内核酸转移,尤其是通过真皮内或肌肉内路径,包括血清稳定性、盐稳定性、有效摄入、无补体激活、核酸释放等。当作为佐剂提供时,这种根据本发明的聚合物载体运载物复合物通过开始或推动平行的固有免疫反应来进一步支持适应性免疫反应的诱导和保持。另外,本发明的聚合物载体运载物复合物显示出优异的储存能力,尤其在冻干期间。
如上定义的本发明的聚合物载体运载物复合物包括由二硫化物交联的阳离子成分形成的聚合物载体作为一种成分。术语“阳离子成分”典型地指带电的分子,在pH值为约1至9、优选pH值为9或低于9、优选pH值为8或低于8、优选pH值为7或低于7、最优选在生理pH值下、例如约7.3至7.4时所述带电的分子带正电荷(阳离子)。因此,根据本发明的阳离子肽、蛋白质或聚合物在生理条件下带正电荷,尤其在体内细胞的生理盐条件下。“阳离子”的定义还可以指“多阳离子”成分。
在上下文中,通过二硫化物交联形成本发明的聚合物载体运载物复合物的基础的阳离子成分典型地选自任意适合的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或者适用于此目的的聚合物,尤其是能够复合如根据本发明定义的核酸的任意阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物,从而优选地缩合核酸。所述阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物优选地是线性分子,但也可以使用支链的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物。
所述聚合物载体的每种阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物包含至少一个-SH部分,最优选至少一个半胱氨酸残基或显示-SH部分的任意其他化学基团,能够在与至少一个另外的作为如本文所述聚合物载体的阳离子成分的阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物缩合时形成二硫键。
聚合物载体的每种阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物或任意其他成分优选地经由二硫化物交联连接至其相邻的成分(阳离子蛋白质、肽、聚合物或其他成分)。优选地,二硫化物交联是至少一个阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物与至少一个其他的阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物或聚合物载体的其他成分之间的(可逆的)二硫键(-S-S-)。二硫化物交联典型地是通过聚合物载体的成分尤其是阳离子成分的-SH部分的缩合而形成的。这种-SH部分可以是在二硫化物交联之前聚合物载体的阳离子或多阳离子蛋白质、肽或聚合物或聚合物载体的任意其他成分的结构的一部分,或者可以是在二硫化物交联之前通过下面定义的修饰加入的。由此而论,邻近聚合物载体的一种成分的提供二硫键所必需的硫可以通过成分自身例如通过如本文定义的-SH部分来提供,或者可以通过对成分进行相应修饰使其显示-SH部分来提供。这些-SH部分典型地通过各种成分例如经由半胱氨酸或任意其他(经修饰的)携带-SH部分的氨基酸或化合物或成分的化合物来提供。在聚合物载体的阳离子成分或任意其他成分是肽或蛋白质的情况下,优选-SH部分通过至少一个半胱氨酸残基来提供。作为选择,聚合物载体的成分可以相应地用-SH部分来修饰,优选地经由与携带-SH部分的化合物的化学反应来修饰,使得聚合物载体的各个成分携带至少一个这种-SH部分。这种携带-SH部分的化合物可以是例如(附加的)半胱氨酸或任意其他携带-SH部分的(经修饰的)氨基酸或化合物或聚合物载体的成分的化合物。这种化合物还可以是包含或允许将-SH部分引入如本文定义的成分中的任意非氨基化合物或部分。这种非氨基化合物可以经由化学反应或化合物的结合连接至根据本发明的聚合物载体的成分,例如经由3-硫代丙酸或2-亚氨基硫烷(Traut’s试剂)通过酰胺形成(例如羧酸、磺酸、胺等),通过Michael加成(例如马来酰亚胺部分、α,β不饱和羰基等),通过点击化学(例如叠氮化物或炔烃),通过烯烃/炔烃复分解(例如烯烃或炔烃),亚胺或腙(hydrozone)形成(醛或酮、肼、羟胺、胺),复合反应(卵白素、生物素、蛋白质G)或允许Sn-型取代反应的成分(例如卤代烷、硫醇、醇、胺、肼、酰肼、磺酸酯、氧磷鎓盐)或可以用于其他成分连接的其他化学部分。在一些情况下,在化学连接至成分期间-SH部分可能被保护基团掩盖。这种保护基团在现有技术中是公知的,并可以在化学偶联之后除去。在不同情况下,-SH部分,例如半胱氨酸或任意其他(经修饰的)氨基酸或化合物的-SH部分可以存在于聚合物载体的成分的末端或内部任意位置。如本文定义的,聚合物载体的每种成分典型地显示出至少一个-SH部分,但是还可以包含两个、三个、四个、五个、或甚至更多个-SH部分。除了阳离子成分的结合之外,-SH部分可以用于连接如本文定义的聚合物载体的其他成分,尤其是氨基酸成分,例如抗原表位、抗原、抗体、细胞穿透肽(例如TAT)、配体等。
如上定义的,本发明的聚合物载体运载物分子的聚合物载体由二硫化物交联的阳离子(或多阳离子)成分形成。
根据一个第一选择,聚合物载体的至少一种阳离子(或多阳离子)成分可以选自阳离子或多阳离子肽或蛋白质。该阳离子或多阳离子肽或蛋白质优选显示约3至100个氨基酸的长度,优选约3至50个氨基酸的长度,更优选3至25个氨基酸的长度,例如约3至10;5至20;5至15;8至15、16或17;10至15、16、17、18、19或20;或者15至25个氨基酸的长度。作为选择或附加地,该阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以显示分子量为约0.01kDa至约100kDa,包括分子量为约0.5kDa至约100kDa,优选为约10kDa至约50kDa,甚至更优选为约10kDa至约30kDa。
在特殊情况下,聚合物载体的阳离子成分包括阳离子或多阳离子肽或蛋白质,如果聚合物载体完全由阳离子或多阳离子肽或蛋白质构成,则阳离子或多阳离子肽或蛋白质的阳离子特性或整个聚合物载体的阳离子特性可以根据其阳离子氨基酸的含量来确定。优选地,阳离子或多阳离子肽或蛋白质和/或聚合物载体中阳离子氨基酸的含量为至少10%、20%或30%,优选至少40%,更优选至少50%、60%或70%,但还优选至少80%、90%或甚至95%、96%、97%、98%、99%或100%,最优选至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%,或者可以在约10%至90%的范围内,更优选在约15%至75%的范围内,甚至更优选在约20%至50%的范围内,例如20%、30%、40%或50%,或者在由任意两个前面提到的值构成的范围内,如果聚合物载体完全由阳离子或多阳离子肽或蛋白质构成,则阳离子或多阳离子肽或蛋白质中,或者在整个聚合物载体中所有氨基酸(例如阳离子的、亲脂的、亲水的、芳香族的和其他氨基酸)的含量为100%。
在上下文中,阳离子氨基酸优选是天然存在的氨基酸Arg(精氨酸)、Lys(赖氨酸)、His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)。然而,在更广意义上还可以设想,使用其侧链上携带阳离子电荷的任意(非天然的)氨基酸来实施本发明。但优选的是,在生理pH条件下其侧链上携带正电荷的那些阳离子氨基酸。在更优选的实施方案中,这些氨基酸是Arg、Lys和Orn。
优选地,包括至少一个-SH部分或另外地修饰为包括至少一个-SH部分的聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质选自但不限于阳离子肽或蛋白质如鱼精蛋白、核仁蛋白、精胺、亚精胺、寡聚-L-赖氨酸或多聚-L-赖氨酸(PLL)、碱性多肽、寡聚-精氨酸或多聚-精氨酸、细胞穿透肽(CPP),嵌合的CPP如Transportan或MPG肽、HIV-结合肽、Tat、HIV-1Tat(HIV)、Tat-衍生肽,穿膜肽家族的成员如穿膜肽、黑腹果蝇触足肽衍生的肽(尤其来自黑腹果蝇(Drosophila antennapedia)的)、pAntp、pIsl等,抗微生物剂衍生的CPP如Buforin-2、Bac715-24、SynB、SynB(1)、pVEC、hCT-衍生的肽、SAP、MAP、KALA、PpTG20、Loligomere、FGF、乳铁蛋白、组蛋白、VP22衍生肽或模拟肽、HSV、VP22(单纯性疱疹)、MAP、KALA或蛋白转导结构域(PTD)、PpT620、富含脯氨酸肽、富含精氨酸肽、富含赖氨酸肽、Pep-1、L-寡聚物、降钙素肽等。
作为选择或附加地,包括至少一个-SH部分或另外修饰为包括至少一个-SH部分的聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质选自但不限于具有下面的和式(I)的下列阳离子肽:
{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x};
其中l+m+n+o+x=3-100,和l、m、n或o互相独立地是选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80、81至90和91至100的任意数值,条件是Arg(精氨酸)、Lys(赖氨酸)、His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)的总含量代表寡肽的所有氨基酸的至少10%;且Xaa是选自除了Arg、Lys、His或Orn之外的天然(=天然存在的)氨基酸或非天然氨基酸的任意氨基酸;和x是选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80、81至90的任意数值,条件是Xaa的总含量不超过寡肽的所有氨基酸的90%。氨基酸Arg、Lys、His、Orn和Xaa的任意一个可以位于肽的任意位置上。由此而论,尤其优选在7至30个氨基酸范围内的阳离子肽或蛋白质。甚至更优选的该式的肽是寡聚精氨酸例如Arg7、Arg8、Arg9、Arg12、His3Arg9、Arg9His3、His3Arg9His3、His6Arg9His6、His3Arg4His3、His6Arg4His6、TyrSer2Arg9Ser2Tyr、(ArgLysHis)4、Tyr(ArgLysHis)2Arg等。
根据尤其优选的实施方案,具有如上所示实验和式(I)的聚合物载体的这种阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以包括但不限于下列式的亚组中的至少一个:
Arg7,Arg8,Arg9,Arg10,Arg11,Arg12,Arg13,Arg14,Arg15-30
Lys7,Lys8,Lys9,Lys10,Lys11,Lys12,Lys13,Lys14,Lys15-30
His7,His8,His9,His10,His11,His12,His13,His14,His15-30
Orn7,Orn8,Orn9,Orn10,Orn11,Orn12,Orn13,Orn14,Orn15-30
根据另一个尤其优选的实施方案,具有如上所示实验和式(I)并且包括至少一个-SH部分或另外地修饰为包括至少一个-SH部分的聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以优选选自但不限于下列式的亚组中的至少一个。下列式(与实验式(I)一样)不指定任意氨基酸顺序,而是意在通过仅仅指定作为各种肽成分的氨基酸(数目)来反映实验式。由此,作为实例,实验式Arg(7-29)Lysl意在表示落入该式的肽包含任意顺序的7至19个Arg残基和1个Lys残基。如果肽包含7个Arg残基和1个Lys残基,则包括具有7个Arg残基和1个Lys残基的所有变体。因此,Lys残基可以位于例如由7个Arg残基和1个Lys残基构成的8个氨基酸长的序列中的任意位置。亚组优选包括:
Arg(4-29)Lys1,Arg(4-29)His1,Arg(4-29Orn1,Lys(4-29)His1,Lys(4-29)Orn1,His(4-29)Orn1
Arg(3-28)Lys2,Arg(3-28)His2,Arg(3-28)Orn2,Lys(3-28)His2,Lys(3-28)Orn2,His(3-28)Orn2
Arg(2-27)Lys3,Arg(2-27)His3,Arg(2-27)Orn3,Lys(2-27)His3,Lys(2-27)Orn3,His(2-27)Orn3
Arg(1-26)Lys4,Arg(1-26)His4,Arg(1-26)Orn4,Lys(1-26)His4,Lys(1-26)Orn4,His(1-26)Orn4
Arg(3-28)Lys1His1,Arg(3-28)Lys1Orn1,Arg(3-28)His1Orn1,Arg1Lys(3-28)His1,Arg1Lys(3-28)Orn1,Lys(3- 28)His1Orn1,Arg1Lys1His(3-28),Arg1His(3-28)Orn1,Lys1His(3-28)Orn1
Arg(2-27)Lys2His1,Arg(2-27)Lys1His2,Arg(2-27)Lys2Orn1,Arg(2-27)Lys1Orn2,Arg(2-27)His2Orn1,Arg(2- 27)His1Orn2,Arg2Lys(2-27)His1,Arg1Lys(2-27)His2,Arg2Lys(2-27)Orn1,Arg1Lys(2-27)Orn2,Lys(2- 27)His2Orn1,Lys(2-27)His1Orn2,Arg2Lys1His(2-27),Arg1Lys2His(2-27),Arg2His(2-27)Orn1,Arg1His(2- 27)Orn2,Lys2His(2-27)Orn1,Lys1His(2-27)Orn2
Arg(1-26)Lys3His1,Arg(1-26)Lys2His2,Arg(1-26)Lys1His3,Arg(1-26)Lys3Orn1,Arg(1-26)Lys2Orn2,Arg(1- 26)Lys1Orn3,Arg(1-26)His3Orn1,Arg(1-26)His2Orn2,Arg(1-26)His1Orn3,Arg3Lys(1-26)His1,Arg2Lys(1- 26)His2,Arg1Lys(1-26)His3,Arg3Lys(1-26)Orn1,Arg2Lys(1-26)Orn2,Arg1Lys(1-26)Orn3,Lys(1-26)His3Orn1,Lys(1-26)His2Orn2,Lys(1-26)His1Orn3,Arg3Lys1His(1-26),Arg2Lys2His(1-26),Arg1Lys3His(1-26),Arg3His(1-26)Orn1,Arg2His(1-26)Orn2,Arg1His(1-26)Orn3,Lys3His(1-26)Orn1,Lys2His(1-26)Orn2,Lys1His(1-26)Orn3
Arg(2-27)Lys1His1Orn1,Arg1Lys(2-27)His1Orn1,Arg1Lys1His(2-27)Orn1,Arg1Lys1His1Orn(2-27)
Arg(1-26)Lys2His1Orn1,Arg(1-26)Lys1His2Orn1,Arg(1-26)Lys1His1Orn2,Arg2Lys(1-26)His1Orn1,Arg1Lys(1-26)His2Orn1,Arg1Lys(1-26)His1Orn2,Arg2Lys1His(1-26)Orn1,Arg1Lys2His(1-26)Orn1,Arg1Lys1His(1-26)Orn2,Arg2Lys1His1Orn(1-26),Arg1Lys2His1Orn(1-26),Arg1Lys1His2Orn(1-26)
根据另一个尤其优选的实施方案,具有如上所示实验和式(I)并且包括至少一个-SH部分或另外地修饰为包括至少一个-SH部分的聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以选自但不限于由通式Arg7(也称为R7)、Arg9(也称为R9)、Arg12(也称为R12)构成的亚组。
根据另一个尤其优选的实施方案,在如上所示根据式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(I))定义并包括至少一个-SH部分或另外地修饰为包括至少一个-SH部分时,聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以选自但不限于式(Ia):
{(Arg)1;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa′)x(Cys)y}式(Ia)
其中(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;和x如本文所定义的,Xaa’是选自除了Arg、Lys、His、Orn或Cys之外的天然(=天然存在的)氨基酸或非天然氨基酸的任意氨基酸;和y是选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80、81至90的任意数值,条件是Arg(精氨酸)、Lys(赖氨酸)、His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)的总含量代表寡肽的所有氨基酸的至少10%。
该实施方案可以应用于下面的情况,其中例如如上所示根据实验式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(I))定义时,聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质包括作为在上述意义上的-SH部分的至少一个半胱氨酸或已经用作为在上述意义上的-SH部分的至少一个半胱氨酸修饰,使得阳离子或多阳离子肽作为阳离子成分载带至少一个半胱氨酸,半胱氨酸能够与聚合物载体的其他成分形成二硫键。
根据另一个尤其优选的实施方案,在如上所示根据式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(I))定义时,聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质可以选自但不限于式(Ib):
Cys1{(Arg)1;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}Cys2(式(Ib))
其中实验式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(I))如本文所定义的并形成根据(半实验)式(I)的氨基酸序列的核心,其中Cys1和Cys2是在(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x近端或末端的半胱氨酸。示范性实例可以包括侧面与两个Cys和下列序列连接的上述序列中的任一个:
Cys(Arg7)Cys,Cys(Arg8)Cys,Cys(Arg9)Cys,Cys(Arg10)Cys,Cys(Arg11)Cys,Cys(Arg12)Cys,
Cys(Arg13)Cys,Cys(Arg14)Cys,Cys(Arg15)Cys,Cys(Arg16)Cys,Cys(Arg17)Cys,Cys(Arg18)Cys,
Cys(Arg19)Cys,Cys(Arg20)Cys(SEQ ID NOs:1-14):
CysArg7Cys Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(sEQ ID NO.1)
CysArg8Cys Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO-2)
CysArg9Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.3)
CysArg10Cys Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.4)
CysArg11Cys Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.5)
CysArg12Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.6)
CysArg13Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.7)
CysArg14Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Ar8-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ IDNO.8)
CysArg15Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(sEQ ID NO.9)
CysArg16Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.10)
CysArg17Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.11)
CysArg18Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.12)
CysArg19Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(SEQ ID NO.13)
CysArg20Cys:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-ArgCys(SEQ ID NO.14)
该实施方案可以应用于下面的情况,其中在例如如上所示根据实验式{(Arg)1;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(I))定义时聚合物载体的阳离子或多阳离子肽或蛋白质已经用至少两个半胱氨酸作为在上述意义上的-SH部分进行修饰,使得本发明的聚合物载体运载物复合物的阳离子或多阳离子肽作为阳离子成分载带至少两个(末端)半胱氨酸,其能够与聚合物载体的其他成分形成二硫键。
根据第二选择,聚合物载体的至少一个阳离子(或多阳离子)成分可以选自例如任意的关于此适合的(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物,条件是该(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物显示出或修饰为显示出至少一个-SH部分,其提供二硫键将阳离子或多阳离子聚合物与如本文定义的聚合物载体的其他成分连接起来。因此,同样如本文定义的,该聚合物载体可以包括相同或不同的阳离子或多阳离子聚合物。
在特殊情况下,聚合物载体的阳离子成分包括(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物,(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物的阳离子特性可以根据与阳离子聚合物的成分的全部电荷比较时其阳离子电荷的含量来确定。优选地,如本文定义的,在(生理)pH下阳离子聚合物中阳离子电荷的含量为至少10%、20%或30%,优选地至少40%,更优选地至少50%、60%或70%,但还优选至少80%、90%或者95%、96%、97%、98%、99%或100%,最优选至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%,或者可以在约10%至90%的范围内,更优选在约30%至100%的范围内,甚至优选在约50%至100%的范围内,例如50%、60%、70%、80%、90%或100%,或者在由任意两个前面提到的值构成的范围内,条件是所有电荷例如正电荷和负电荷如本文所定义的在(生理)pH下在整个阳离子聚合物中的含量为100%。
优选地,聚合物载体的(非肽的)阳离子成分代表阳离子或多阳离子聚合物,典型地显示出分子量为约0.1kDa或0.5kDa至约100kDa,优选地为约1kDa至约75kDa,更优选地为约5kDa至约50kDa,甚至更优选地为约5kDa至约30kDa,或者分子量为约10kDa至约50kDa,甚至更优选地为约10kDa至约30kDa。附加地,(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物典型地显示出至少一个-SH部分,其在与其他阳离子成分或如本文定义的聚合物载体的其他成分缩合时能够形成二硫连接。
在上述情况下,聚合物载体的(非肽的)阳离子成分可以选自丙烯酸酯、经修饰的丙烯酸酯例如pDMAEMA(聚(甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯)),壳聚糖,氮丙啶或2-乙基-2-噁唑啉(形成寡聚乙烯亚胺或修饰的寡聚乙烯亚胺),通过双丙烯酸酯与胺形成寡聚的β氨基酯或聚酰胺基胺的反应获得的聚合物,或者其他聚合物如聚酯、聚碳酸酯等。这些(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物的每个分子典型地显示出至少一个-SH部分,其中这些至少一个-SH部分可以通过化学修饰引入(非肽的)阳离子或多阳离子聚合物中,例如使用亚氨基硫代环戊烷(imonothiolan)、3-硫代丙酸或引入包含氨基酸的-SH部分,例如半胱氨酸或任意其他的(经修饰的)氨基酸。该-SH部分优选是如上面已经定义的。
就聚合物载体而论,通过二硫化物交联形成聚合物载体的基础的阳离子成分可以彼此相同或不同。还尤其优选的是,本发明的聚合物载体包括阳离子肽、蛋白质或聚合物的混合物,且任选地包括通过如本文定义的二硫键交联的如本文定义的其他成分。
在上下文中,本发明的聚合物载体运载物复合物由于其可变的聚合物载体有利地允许将不同的(短)阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分的期望的特性组合起来。聚合物载体,例如允许有效地使得核酸紧凑化,用于核酸的有效转染的目的,用于辅助治疗,用于基因治疗目的,用于基因敲除或者其他策略而不损失活性,尤其显示出核酸有效地体外转染但尤其是体内转染进入不同的细胞系。另外,聚合物载体以及因此本发明的聚合物载体运载物复合物对细胞是无毒的,提供其核酸运载物的有效释放,在冻干期间是稳定的并能够用作免疫刺激剂或佐剂。优选地,聚合物载体运载物复合物可以诱导抗病毒细胞因子IFN-α。
特别是,通过二硫化物连接的阳离子成分形成的聚合物载体允许显著改变其肽或聚合物含量,并由此非常简单和快速地调节其生物物理/生物化学特性,尤其是聚合物载体的阳离子特性,例如通过合并作为阳离子成分的相同或不同的阳离子肽或聚合物,和任选地将其他成分加入聚合物载体中。尽管由非常小的无毒的单体单元构成,聚合物载体形成长的阳离子结合序列,其提供核酸运载物的强缩合和复合物稳定性。在细胞溶胶(例如细胞溶胶GSH)的还原条件下,复合物被快速降解成其(阳离子)成分,并进一步被降解(例如寡肽)。这支持核酸运载物在细胞溶胶中的释放。由于在细胞溶胶中降解成小的寡肽或聚合物,如对大分子寡肽或聚合物,例如从大分子多聚精氨酸如公知的没有观察到毒性。
因此,本发明的聚合物载体运载物复合物的聚合物载体可以包括不同的(短的)阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物,选自如上定义的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或(非肽的)聚合物,任选地与如本文定义的其他成分一起。
另外地,如上定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的聚合物载体,更优选地经由二硫化物交联形成聚合物载体的基础的至少一个不同的(短的)阳离子或多阳离子肽或(非肽的)聚合物,优选在二硫化物交联之前可以用至少一种其他成分修饰。作为选择,这样的聚合物载体可以用至少一种其他成分修饰。还可以任选地包括至少一种其他成分,其典型地与如上定义的其他(短的)阳离子或多阳离子肽一起经由二硫化物交联形成聚合物载体二硫化物。
为了允许如前面所述的阳离子或多阳离子肽或(非肽的)聚合物的修饰,聚合物载体的每种成分可以(优选在二硫化物交联之前已经)还包含至少一种其他的功能性部分,该功能性部分允许连接如本文定义的其他成分。该功能性部分可以选自允许其他成分例如本文定义的官能部分(functionalities)的连接的官能部分,例如通过酰胺形成(例如羧酸、磺酸、胺等),通过Michael加成(例如马来酰亚胺部分、α,β不饱和羰基等),通过点击化学(例如叠氮化物或炔烃),通过烯烃/炔烃复分解(例如烯烃或炔烃),亚胺或腙形成(醛或酮、肼、羟胺、胺),复合反应(卵白素、生物素、蛋白质G)或允许Sn-型取代反应的成分(例如卤代烷、硫醇、醇、胺、肼、酰肼、磺酸酯、氧磷鎓盐)或可以用于其他成分连接的其他化学部分。
根据尤其优选的实施方案,可以在聚合物载体中包含的或者可以用于修饰形成本发明的聚合物载体运载物复合物的聚合物载体的基础的不同(短的)阳离子或多阳离子肽或(非肽的)聚合物的其他成分是氨基酸成分(AA),其可以例如修饰如本文定义的聚合物载体的生物物理/生物化学特性。根据本发明,氨基酸成分(AA)包括多个氨基酸,优选在约1至约100的范围内,优选在约1至约50的范围内,更优选选自包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15至20的数值,或者可以选自由任意两个前面提到的值构成的范围。在上下文中,氨基酸成分(AA)的氨基酸可以互相独立地选择。例如,如果聚合物载体中存在两个或更多个(AA)成分,则它们可以是相同的或者互相不同。
氨基酸成分(AA)可以包含或可以侧面(例如末端)连接有包含-SH的部分,其允许将成分(AA)经由二硫键引入如本文定义的聚合物载体中。在特殊情况下,包含-SH的部分代表半胱氨酸,氨基酸成分(AA)还可以为-Cys-(AA)-Cys-,其中Cys代表半胱氨酸并为二硫键提供必要的-SH部分。还可以使用如上所示的任意的修饰或反应将包含-SH的部分引入氨基酸成分(AA)中用于阳离子成分或任意其成分。
另外,例如如果氨基酸成分(AA)被用作两个其他成分之间的连接基团(例如作为两个阳离子聚合物之间的连接基团),则氨基酸成分(AA)可以提供为具有两个-SH部分(或甚至更多个),例如由式HS-(AA)-SH代表的形式,以允许经由二硫键连接到两个官能部分。在这种情况下,优选在第一步骤中使用本领域公知的保护基团保护一个-SH部分,得到式HS-(AA)-S保护基团的氨基酸成分(AA)。随后,氨基酸成分(AA)可以结合至聚合物载体的其他成分,以经由未保护的-SH部分形成第一个二硫键。随后典型地将保护的-SH部分去保护并结合至聚合物载体的其他成分的另一个游离-SH部分,以形成第二个二硫键。
作为选择,氨基酸成分(AA)可以提供为具有如前面对聚合物载体的其他成分所述的其他官能部分的,其允许氨基酸成分(AA)与聚合物载体的任意成分结合。
因此,根据本发明,氨基酸成分(AA)可以使用或不使用二硫化物连接结合至聚合物载体的其他成分。不使用二硫化物连接的结合可以通过前面描述的任意反应来实现,优选通过将氨基酸成分(AA)使用如本文定义的酰胺化学结合至聚合物载体的其他成分来实现。如果期望或必要的,氨基酸成分(AA)的其他末端,例如N-末端或C-末端可以用于偶联其他成分,例如配体L。为此目的,氨基酸成分(AA)的其他末端优选包括或修饰为包括其他官能部分,例如炔物质(见以上的),它可以用于经由点击化学加入其他成分。如果配体经由酸敏感的键结合,该键优选在胞内断开,且聚合物载体代表其表面上的氨基酸成分(AA)。
氨基酸成分(AA)可以作为如上定义的聚合物载体的其他成分存在,例如作为阳离子成分之间的连接基团,例如作为一种阳离子肽和其他阳离子肽之间的连接基团,作为一种阳离子聚合物和其他阳离子聚合物之间的连接基团,作为一种阳离子肽和阳离子聚合物之间的连接基团,全部优选如本文定义的,或者作为聚合物载体的附加成分,例如通过将氨基酸成分(AA)与聚合物载体或其成分的结合,例如经由侧链、SH-部分或经由如本文定义的其他部分,其中氨基酸成分(AA)优选相应地修饰。
根据其他的并且尤其优选的替代方案,氨基酸成分(AA)可以用于修饰聚合物载体,尤其是如本文定义的聚合物载体中的阳离子成分的含量。
在上下文中,聚合物载体中阳离子成分的含量优选为至少10%、20%或30%,优选至少40%,更优选至少50%、60%或70%,但是还优选至少80%、90%或甚至95%、96%、97%、98%、99%或100%,最优选至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%,或者可以在约30%至100%的范围内,更优选在约50%至100%的范围内,甚至优选在约70%至100%的范围内,例如70%、80%、90%或100%,或者在由任意两个前面提到的数值构成的范围内,条件是聚合物载体中所有成分的含量为100%。
在本发明范围内,氨基酸成分(AA)可以选自下面的选择。
根据第一选择,氨基酸成分(AA)可以是芳香族氨基酸成分(AA)。将芳香族氨基酸或作为芳香族氨基酸成分(AA)的序列并入本发明的聚合物载体中,能够由于芳香族氨基酸与核酸运载物的碱基的相互作用使聚合物载体和核酸产生与聚合物载体分子的带阳离子的序列和磷酸盐骨架的结合不同的(第二)结合。该相互作用可以例如通过嵌插或者通过次要沟区结合或主要沟区结合出现。这种相互作用不倾向通过阴离子复合伙伴(例如肝素、透明质酸)消除紧凑性(decompaction),该阴离子复合伙伴主要在体内细胞外基质中发现并其较不易受到盐效应的影响。
为此,芳香族氨基酸成分(AA)中的氨基酸可以选自相同或不同的芳香族氨基酸,例如选自Trp、Tyr或Phe。作为选择,氨基酸(或整个芳香族氨基酸成分(AA))可以选自下列肽组合:Trp-Tyr、Tyr-Trp、Trp-Trp、Tyr-Tyr、Trp-Tyr-Trp、Tyr-Trp-Tyr、Trp-Trp-Trp、Tyr-Tyr-Tyr、Trp-Tyr-Trp-Tyr、Tyr-Trp-Tyr-Trp、Trp-Trp-Trp-Trp、Phe-Tyr、Tyr-Phe、Phe-Phe、Phe-Tyr-Phe、Tyr-Phe-Tyr、Phe-Phe-Phe、Phe-Tyr-Phe-Tyr、Tyr-Phe-Tyr-Phe、Phe-Phe-Phe-Phe、Phe-Trp、Trp-Phe、Phe-Phe、Phe-Trp-Phe、Trp-Phe-Trp、Phe-Trp-Phe-Trp、Trp-Phe-Trp-Phe或Tyr-Tyr-Tyr-Tyr等(SEQ ID NO:15-42)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
作为选择,芳香族氨基酸成分(AA)可以包含或在侧面连接有包含-SH的部分,这允许经由二硫键引入该组分作为如上定义的聚合物载体的另一部分,例如作为连接基团。该包含-SH的部分可以是如本文定义的任意部分,它适合将如本文定义的一种成分偶联至如本文定义的另一成分。作为实例,该包含-SH的部分可以是半胱氨酸。于是,例如芳香族氨基酸成分(AA)可以选自例如肽组合:Cys-Tyr-Cys、Cys-Trp-Cys、Cys-Trp-Tyr-Cys、Cys-Tyr-Trp-Cys、Cys-Trp-Trp-Cys、Cys-Tyr-Tyr-Cys、Cys-Trp-Tyr-Trp-Cys、Cys-Tyr-Trp-Tyr-Cys、Cys-Trp-Trp-Trp-Cys、Cys-Tyr-Tyr-Tyr-Cys、Cys-Trp-Tyr-Trp-Tyr-Cys、Cys-Tyr-Trp-Tyr-Trp-Cys、Cys-Trp-Trp-Trp-Trp-Cys、Cys-Tyr-Tyr-Tyy-Tyr-Cys、Cys-Phe-Cys、Cys-Phe-Tyr-Cys、Cys-Tyr-Phe-Cys、Cys-Phe-Phe-Cys、Cys-Tyr-Tyr-Cys、Cys-Phe-Tyr-Phe-Cys、Cys-Tyr-Phe-Tyr-Cys、Cys-Phe-Phe-Phe-Cys、Cys-Tyr-Tyr-Tyr-Cys、Cys-Phe-Tyr-Phe-Tyr-Cys、Cys-Tyr-Phe-Tyr-Phe-Cys、或Cys-Phe-Phe-Phe-Phe-Cys、Cys-Phe-Trp-Cys、Cys-Trp-Phe-Cys、Cys-Phe-Phe-Cys、Cys-Phe-Trp-Phe-Cys、Cys-Trp-Phe-Trp-Cys、Cys-Phe-Trp-Phe-Trp-Cys、Cys-Trp-Phe-Trp-Phe-Cys等。上面的每一个Cys还可以由任意修饰的肽或携带如本文定义的游离-SH部分的化合物来代替(SEQ IDNO:43-75)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,芳香族氨基酸成分(AA)可以包含或代表至少一个脯氨酸,优选两个、三个或更多个脯氨酸,它可以作为芳香族氨基酸成分(AA)中Trp、Tyr和Phe的较长序列的结构断裂体(breaker)。
根据第二选择,氨基酸成分(AA)可以是亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)。亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分或序列作为亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)引入本发明的聚合物载体中能够产生对核酸运载物的更灵活的结合。这导致核酸运载物更有效的紧凑化,并因此导致对核酸酶和不期望的消除紧凑的更好保护。如果期望或必需的话,这还允许提供在整个载体上表现出阳离子电荷降低的(长)聚合物载体,且在这点上得到更好的经调节的结合特性。
为此,亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)中的氨基酸可以选自相同或不同的亲水(且优选不带电的极性)氨基酸,例如选自Thr、Ser、Asn或Gln。作为选择,氨基酸(或整个亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA))可以选自下列的肽组合:Ser-Thr、Thr-Ser、Ser-Ser、Thr-Thr、Ser-Thr-Ser、Thr-Ser-Thr、Ser-Ser-Ser、Thr-Thr-Thr、Ser-Thr-Ser-Thr、Thr-Ser-Thr-Ser、Ser-Ser-Ser-Ser、Thr-Thr-Thr-Thr、Gln-Asn、Asn-Gln、Gln-Gln、Asn-Asn、Gln-Asn-Gln、Asn-Gln-Asn、Gln-Gln-Gln、Asn-Asn-Asn、Gln-Asn-Gln-Asn、Asn-Gln-Asn-Gln、Gln-Gln-Gln-Gln、Asn-Asn-Asn-Asn、Ser-Asn、Asn-Ser、Ser-Ser、Asn-Asn、Ser-Asn-Ser、Asn-Ser-Asn、Ser-Ser-Ser、Asn-Asn-Asn、Ser-Asn-Ser-Asn、Asn-Ser-Asn-Ser、Ser-Ser-Ser-Ser或Asn-Asn-Asn-Asn等(SEQ ID NO:76-111)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
另外,亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)可以包含或可以侧面连接有包含-SH的部分,这允许经由二硫键引入该成分作为以上通式(I)的另一部分,例如作为连接基团。该包含-SH的部分可以是如本文定义的任意部分,它适合将如本文定义的一种成分偶联至如本文定义的另一成分。作为实例,该包含-SH的部分可以是半胱氨酸。于是,例如亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)可以选自例如肽组合:Cys-Thr-Cys、Cys-Ser-Cys、Cys-Ser-Thr-Cys、Cys-Thr-Ser-Cys、Cys-Ser-Ser-Cys、Cys-Thr-Thr-Cys、Cys-Ser-Thr-Ser-Cys、Cys-Thr-Ser-Thr-Cys、Cys-Ser-Ser-Ser-Cys、Cys-Thr-Thr-Thr-Cys、Cys-Ser-Thr-Ser-Thr-Cys、Cys-Thr-Ser-Thr-Ser-Cys、Cys-Ser-Ser-Ser-Ser-Cys、Cys-Thr-Thr-Thr-Thr-Cys、Cys-Asn-Cys、Cys-Gln-Cys、Cys-Gln-Asn-Cys、Cys-Asn-Gln-Cys、Cys-Gln-Gln-Cys、Cys-Asn-Asn-Cys、Cys-Gln-Asn-Gln-Cys、Cys-Asn-Gln-Asn-Cys、Cys-Gln-Gln-Gln-Cys、Cys-Asn-Asn-Asn-Cys、Cys-Gln-Asn-Gln-Asn-Cys、Cys-Asn-Gln-Asn-Gln-Cys、Cys-Gln-Gln-Gln-Gln-Cys、Cys-Asn-Asn-Asn-Asn-Cys、Cys-Asn-Cys、Cys-Ser-Cys、Cys-Ser-Asn-Cys、Cys-Asn-Ser-Cys、Cys-Ser-Ser-Cys、Cys-Asn-Asn-Cys、Cys-Ser-Asn-Ser-Cys、Cys-Asn-Ser-Asn-Cys、Cys-Ser-Ser-Ser-Cys、Cys-Asn-Asn-Asn-Cys、Cys-Ser-Asn-Ser-Asn-Cys、Cys-Asn-Ser-Asn-Ser-Cys、Cys-Ser-Ser-Ser-Ser-Cys或Cys-Asn-Asn-Asn-Asn-Cys等。上面的每一个Cys还可以由任意修饰的肽或携带如本文定义的游离-SH部分的化学化合物来代替(SEQ ID NO:112-153)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)可以包含至少一个脯氨酸,优选两个、三个或更多个脯氨酸,它可以作为亲水(且优选不带电的极性)氨基酸成分(AA)中Trp、Tyr和Asn的较长序列的结构断裂体。
根据第三选择,氨基酸成分(AA)可以是亲脂的氨基酸成分(AA)。亲脂的氨基酸或序列作为亲脂氨基酸成分(AA)引入本发明的聚合物载体中,能够在形成复合物时使得核酸运载物和/或聚合物载体与其核酸运载物更强地紧凑化。这尤其是由于聚合物载体的一个或更多个聚合物链特别是亲脂氨基酸成分(AA)的亲脂部分的一个或更多个聚合物链和核酸运载物的相互作用。该相互作用会优选为聚合物载体和其核酸运载物之间的复合物增加了附加的稳定性。这种稳定化可以以某种方式与不同聚合物链之间非共价交联相比较。尤其在含水环境中,该相互作用典型地是强的并提供显著作用。
为此目的,亲脂氨基酸成分(AA)中的氨基酸可以选自相同或不同的亲脂氨基酸,例如选自Leu、Val、Ile、Ala、Met。作为选择,氨基酸AA(或整个亲脂氨基酸成分(AA))可以选自下列的肽组合:Leu-Val、Val-Leu、Leu-Leu、Val-Val、Leu-Val-Leu、Val-Leu-Val、Leu-Leu-Leu、Val-Val-Val、Leu-Val-Leu-Val、Val-Leu-Val-Leu、Leu-Leu-Leu-Leu、Val-Val-Val-Val、Ile-Ala、Ala-Ile、Ile-Ile、Ala-Ala、Ile-Ala-Ile、Ala-Ile-Ala、Ile-Ile-Ile、Ala-Ala-Ala、Ile-Ala-Ile-Ala、Ala-Ile-Ala-Ile、Ile-Ile-Ile-Ile、Ala-Ala-Ala-Ala、Met-Ala、Ala-Met、Met-Met、Ala-Ala、Met-Ala-Met、Ala-Met-Ala、Met-Met-Met、Ala-Ala-Ala、Met-Ala-Met-Ala、Ala-Met-Ala-Met或Met-Met-Met-Met等(SEQ ID NO:154-188)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,亲脂氨基酸成分(AA)可以包含或可以侧面连接有包含-SH的部分,这允许经由二硫键引入该组分作为以上聚合物载体的另一部分,例如作为连接基团。该包含-SH的部分可以是如本文定义的任意部分,它适合将如本文定义的一种成分偶联至如本文定义的另一成分。作为实例,该包含-SH的部分可以是半胱氨酸。于是,例如亲脂氨基酸成分(AA)可以选自例如肽组合:Cys-Val-Cys、Cys-Leu-Cys、Cys-Leu-Val-Cys、Cys-Val-Leu-Cys、Cys-Leu-Leu-Cys、Cys-Val-Val-Cys、Cys-Leu-Val-Leu-Cys、Cys-Val-Leu-Val-Cys、Cys-Leu-Leu-Leu-Cys、Cys-Val-Val-Val-Cys、Cys-Leu-Val-Leu-Val-Cys、Cys-Val-Leu-Val-Leu-Cys、Cys-Leu-Leu-Leu-Leu-Cys、Cys-Val-Val-Val-Val-Cys、Cys-Ala-Cys、Cys-Ile-Cys、Cys-Ile-Ala-Cys、Cys-Ala-Ile-Cys、Cys-Ile-Ile-Cys、Cys-Ala-Ala-Cys、Cys-Ile-Ala-Ile-Cys、Cys-Ala-Ile-Ala-Cys、Cys-Ile-Ile-Ile-Cys、Cys-Ala-Ala-Ala-Cys、Cys-Ile-Ala-Ile-Ala-Cys、Cys-Ala-Ile-Ala-Ile-Cys、Cys-Ile-Ile-Ile-Ile-Cys、或Cys-Ala-Ala-Ala-Ala-Cys、Cys-Met-Cys、Cys-Met-Ala-Cys、Cys-Ala-Met-Cys、Cys-Met-Met-Cys、Cys-Ala-Ala-Cys、Cys-Met-Ala-Met-Cys、Cys-Ala-Met-Ala-Cys、Cys-Met-Met-Met-Cys、Cys-Ala-Ala-Ala-Cys、Cys-Met-Ala-Met-Ala-Cys、Cys-Ala-Met-Ala-Met-Cys、Cys-Met-Met-Met-Met-Cys或Cys-Ala-Ala-Ala-Ala-Cys等。上面的每一个Cys还可以由任意修饰的肽或携带如本文定义的游离-SH部分的化学化合物来代替(SEQ ID NO:189-229)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,亲脂氨基酸成分(AA)可以包含至少一个脯氨酸,优选两个、三个或更多个脯氨酸,它可以作为亲脂氨基酸成分(AA)中Leu、Val、Ile、Ala和Met的较长序列的结构断裂体。
最后,根据第四选择,氨基酸成分(AA)可以是弱碱性氨基酸成分(AA)。弱碱性氨基酸或序列作为弱碱性氨基酸成分(AA)并入本发明的聚合物载体中可以起到质子海绵的作用并促进内涵体逃逸(也称为内涵体释放)(质子海绵效应)。该弱碱性氨基酸成分(AA)的并入优选增强转染效率。
为此,弱碱性氨基酸成分(AA)中的氨基酸可以选自相同或不同的弱氨基酸,例如选自组氨酸或天冬氨酸(天门冬氨酸)。作为选择,弱碱性氨基酸(或整个弱碱性氨基酸成分(AA))可以选自下列肽组合:Asp-His、His-Asp、Asp-Asp、His-His、Asp-His-Asp、His-Asp-His、Asp-Asp-Asp、His-His-His、Asp-His-Asp-His、His-Asp-His-Asp、Asp-Asp-Asp-Asp或His-His-His-His等(SEQ ID NO:230-241)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,弱碱性氨基酸成分(AA)可以包含或可以侧面连接有包含-SH的部分,这允许经由二硫键引入该组分作为以上通式(I)的另一部分,例如作为连接基团。该包含-SH的部分可以是如本文定义的任意部分,它适合将如本文定义的一种成分偶联至如本文定义的另一成分。作为实例,该包含-SH的部分可以是半胱氨酸。于是,例如弱碱性氨基酸成分(AA)可以选自例如肽组合:Cys-His-Cys、Cys-Asp-Cys、Cys-Asp-His-Cys、Cys-His-Asp-Cys、Cys-Asp-Asp-Cys、Cys-His-His-Cys、Cys-Asp-His-Asp-Cys、Cys-His-Asp-His-Cys、Cys-Asp-Asp-Asp-Cys、Cys-His-His-His-Cys、Cys-Asp-His-Asp-His-Cys、Cys-His-Asp-His-Asp-Cys、Cys-Asp-Asp-Asp-Asp-Cys或Cys-His-His-His-His-Cys等。上面的每一个Cys还可以由任意修饰的肽或携带如本文定义的游离-SH部分的化合物来代替(SEQ ID NO:242-255)。该肽组合可以重复例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15或甚至更多次。这些肽组合还可以适当地互相组合。
此外,弱碱性氨基酸成分(AA)可以包含至少一个脯氨酸,优选两个、三个或更多个脯氨酸,它可以作为弱碱性氨基酸成分(AA)中组氨酸或天冬氨酸(天门冬氨酸)的较长序列的结构断裂体。
根据第五选择,氨基酸成分(AA)可以是信号肽或信号序列、定位信号或序列、核定位信号或序列(NLS)、抗体、细胞穿透肽(例如TAT)等。该氨基酸成分(AA)优选经由(可逆的)二硫键结合至聚合物载体或聚合物载体的另一成分。在上下文中,信号肽或信号序列、定位信号或序列、核定位信号或序列(NLS)、抗体、细胞穿透肽(例如TAT)等附加包含至少一个-SH部分。在上下文中,信号肽、定位信号或序列、或者核定位信号或序列(NLS)可以用于将本发明的聚合物载体运载物复合物导向特异性靶细胞(例如肝细胞或抗原呈递细胞),并优选允许聚合物载体向特异性靶的易位,例如进入细胞、进入细胞核、进入内涵体区室,线粒体基质的序列,质膜的定位序列,高尔基(Golgi)体、细胞核、细胞质和细胞骨架的定位序列等。该信号肽、定位信号或序列或者核定位信号可以用于将任意如本文定义的核酸、优选RNA或DNA、更优选shRNA或pDNA输送进入细胞核。不限于此,该信号肽、定位信号或序列或者核定位信号可以包括例如内质网的定位序列。特殊的定位信号或序列或者核定位信号可以包括例如KDEL(SEQ ID NO:256)、DDEL(SEQ ID NO:257)、DEEL(SEQ ID NO:258)、QEDL(SEQ ID NO:259)、RDEL(SEQ ID NO:260)和GQNLSTSN(SEQ ID NO:261),核定位序列包括PKKKRKV(SEQ ID NO:262)、PQKKIKS(SEQ ID NO:263)、QPKKP(SEQ ID NO:264)、RKKR(SEQ ID NO:265)、RKKRRQRRRAHQ(SEQ ID NO:266)、RQARRNRRRRWRERQR(SEQ ID NO:267)、MPLTRRRPAASQALAPPTP(SEQ ID NO:268)、GAALTILV(SEQ ID NO:269)和GAALTLLG(SEQ ID NO:270),内涵体区室的定位序列包括MDDQRDLISNNEQLP(SEQ ID NO:271),线粒体基质的定位序列包括MLFNLRXXLNNAAFRHGHNFMVRNFRCGQPLX(SEQ ID NO:272),质膜的定位序列:GCVCSSNP(SEQ ID NO:273)、GQTVTTPL(SEQ ID NO:274)、GQELSQHE(SEQ ID NO:275)、GNSPSYNP(SEQ ID NO:276)、GVSGSKGQ(SEQID NO:277)、GQTITTPL(SEQ ID NO:278)、GQTLTTPL(SEQ ID NO:279)、GQIFSRSA(SEQ ID NO:280)、GQIHGLSP(SEQ ID NO:281)、GARASVLS(SEQID NO:282)和GCTLSAEE(SEQ ID NO:283),内质网和细胞核的定位序列包括GAQVSSQK(SEQ ID NO:284)和GAQLSRNT(SEQ ID NO:285),高尔基体、细胞核、细胞质和细胞骨架的定位序列包括GNAAAAKK(SEQ ID NO:286),细胞膜和细胞骨架的定位序列包括GNEASYPL(SEQ ID NO:287),质膜和细胞骨架的定位序列包括GSSKSKPK(SEQ ID NO:288)等。如本文定义的分泌信号肽序列的实例包括但不限于,经典或非经典MHC分子的信号序列(例如MHC I和II分子的信号序列,例如MHC I类分子HLA-A*0201的信号序列),如本文定义的细胞因子或免疫球蛋白的信号序列,如本文定义的免疫球蛋白或抗体的恒定链的信号序列,Lamp1、Tapasin、Erp57、钙网蛋白、钙联结蛋白和其他膜相关蛋白质的信号序列,或者内质网(ER)或核内质溶酶体区室的信号序列。尤其优选地,MHC I类分子HLA-A*0201的信号序列可以根据本发明使用。该附加的成分可以结合至例如阳离子聚合物或如本文定义的聚合物载体的任意其他成分。优选地,该信号肽、定位信号或序列、或者核定位信号或序列(NLS)经由(可逆的)二硫键结合至聚合物载体或聚合物载体的其他成分。为此,(AA)成分附加地包括至少一个如本文定义的-SH部分。聚合物载体的任意成分的结合还可以利用酸敏感的键来完成,优选经由聚合物载体的任意成分的侧链,其允许在较低的pH值,例如本文定义的生理pH值下分离或释放附加的成分。
此外,根据另一选择,氨基酸成分(AA)可以是功能性肽或蛋白质,它们可以相应地调节聚合物载体的功能。该功能性肽或蛋白质作为氨基酸成分(AA)优选包括如本文定义的任意肽或蛋白质,例如下面定义的治疗活性的蛋白质。根据一个选择,该其他的功能性肽或蛋白质可以包括所谓的细胞穿透肽(CPP)或用于转运的阳离子肽。尤其优选的是CPP,其诱导胞内pH介导的构象改变并导致改进的聚合物载体(与核算复合)通过插入脂质体的脂质层中从核内体的释放。这些细胞穿透肽(CPP)或用于转运的阳离子肽可以包括但不限于鱼精蛋白、核仁蛋白、精胺或亚精胺、寡聚-L-赖氨酸或多聚-L-赖氨酸(PLL)、碱性多肽、寡聚-精氨酸或多聚-精氨酸、细胞穿透肽(CPP)、嵌合的CPP如Transportan或MPG肽、HIV-结合肽、Tat、HIV-1Tat(HIV)、Tat-衍生肽,穿膜肽家族的成员如穿膜肽、黑腹果蝇触足肽衍生的肽(尤其来自黑腹果蝇(Drosophilaantennapedia))、pAntp、pIsl等,抗微生物剂衍生的CPP如Buforin-2、Bac715-24、SynB、SynB(1)、pVEC、hCT-衍生的肽、SAP、MAP、KALA、PpTG20、Loligomere、FGF、乳铁蛋白、组蛋白、VP22衍生肽或模拟肽、HSV、VP22(单纯性疱疹)、MAP、KALA或蛋白转导结构域(PTD)、PpT620、富含脯氨酸肽、富含精氨酸肽、富含赖氨酸肽、Pep-1、L-寡聚物、降钙素肽等。该氨基酸成分(AA)还可以结合至如本文定义的聚合物载体的任意成分。优选地其经由(可逆的)二硫键结合至聚合物载体或聚合物载体的其他成分。为了上述目的,氨基酸成分(AA)优选包括至少一个如本文定义的-SH部分。聚合物载体的任意成分的结合还可以利用SH部分或酸敏感的键来完成,优选经由聚合物载体的任意成分的侧链,其允许在较低的pH值例如本文定义的生理pH值下脱离或释放附加的成分。
根据最后的选择,氨基酸成分(AA)可以由可以执行细胞中任意有利功能的任意肽或蛋白质构成。尤其优选的肽或蛋白质选自治疗活性的蛋白质或肽,选自抗原例如肿瘤抗原、致病性抗原(动物抗原、病毒抗原、原生动物抗原、细菌抗原、过敏性抗原)、自身免疫抗原、或其他抗原,选自抗体,选自免疫刺激蛋白质或肽,选自抗原特异性T-细胞受体,或者选自适合下面定义的用于编码核酸的特异性(治疗性)应用的任意其他蛋白质或肽。尤其优选的是来自如本文定义的抗原的肽表位。
聚合物载体可以包括至少一种上面提到的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA),其中任意上面的选择可以互相组合,并且可以通过在缩聚反应中经由它们的-SH部分聚合它们而形成。
根据另一方面,本发明的聚合物载体运载物复合物的聚合物载体或其单一成分,例如上面提到的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA)可以另外用配体修饰,优选糖类、更优选蔗糖,甚至更优选甘露糖。该配体优选经由(可逆的)二硫键或经由迈克尔加成结合至聚合物载体或聚合物载体的成分。在配体通过二硫键结合的情况下,配体附加包括至少一个-SH部分。这些配体可以用于将本发明的聚合物载体运载物复合物导向至特异性靶细胞(例如肝细胞或抗原呈递细胞)。在上下文中,在树突细胞是特殊用于接种疫苗和佐剂目的的靶的情况下,甘露糖尤其优选作为配体。
根据本发明的其他方面,本发明的聚合物载体运载物复合物可以包括上面定义的不包括-SH部分的(AA)成分。这些(AA)成分可以在至少一种核酸分子的复合反应之前或期间加入。由此,(AA)成分被(非共价)并入本发明的聚合物载体运载物复合物中,而不包括聚合物载体自身中通过(共价)聚合的(AA)成分。
根据一个特殊的实施方案,整个本发明的聚合物载体运载物复合物可以通过(至少一种)上面提到的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA)的缩聚形成,在第一步骤中经由它们的-SH部分和在第二步骤中将核酸复合至该聚合物载体。聚合物载体因此可以包含许多相同或不同的上面定义的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA)的至少一种或甚至更多种,数目优选由上述范围确定。
根据一个选择性具体实施方案,本发明的聚合物载体运载物复合物通过实施至少一种上面提到的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA)经由它们的-SH部分的缩聚形成,同时将核酸运载物复合至(现场制备的)聚合物载体。同样,聚合物载体因此还可以包含大量至少一个或甚至更多个相同或不同的如上定义的阳离子或多阳离子肽、蛋白质或聚合物或其他成分例如(AA),数目优选由前面的范围来确定。
本发明的聚合物载体运载物复合物附加地包含至少一种核酸(分子)作为运载物。在本发明的上下文中,该核酸分子可以是任意适合的核酸,选自例如任意(单链或双链)DNA,优选但不限于例如基因组DNA、单链的DNA分子、双链的DNA分子、编码DNA、DNA引物、DNA探针、免疫刺激DNA、(短的)DNA寡聚核苷酸((短的)寡脱氧核糖核苷酸),或者可以选自例如任意PNA(肽核酸)或可以选自例如任意(单链或双链)RNA,优选但不限于(短的)RNA寡聚核苷酸((短的)寡核糖核苷酸)、编码RNA、信使RNA(mRNA)、免疫刺激RNA、小的干扰RNA(siRNA)、反义RNA、小分子RNA、小核RNA(snRNA)、短发夹(sh)RNA或核糖开关、核糖酶或适配子等。本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子还可以是核糖体RNA(rRNA)、转移RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)或病毒RNA(vRNA)。优选地,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子是RNA。更优选地,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子是(线型)单链RNA,甚至更优选是mRNA或免疫刺激RNA。在本发明上下文中,mRNA典型地是RNA,其由几种机构元素构成,例如选择的5’-CAP结构、选择的5’-UTR区域、随后是编码区域的定位在上游的核糖体结合位点、选择的3’-UTR区域,其随后可以是多聚腺苷酸(poly-A)尾(和/或多聚胞嘧啶酸(poly-C)尾)。mRNA可以作为单顺反子、双顺反子或甚至多顺反子RNA存在,即RNA携带一个、两个或更多个蛋白质或肽的编码序列。双顺反子或甚至多顺反子mRNA中的该编码序列可以通过至少一个例如本文定义的IRES序列分离。
此外,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸可以是单链或双链核酸(分子)(由于两个单链核酸(分子)的非共价结合其还可以认作核酸(分子))或部分双链或部分单链的核酸,它们至少部分自身互补(这些部分双链的或部分单链的核酸分子都典型地通过较长的和较短的单链核酸分子或者通过两个长度基本相同的单链核酸分子形成,其中一个单链的核酸分子与另一个单链的核酸分子部分互补,并因此两个都在该区域形成双链核酸分子,即部分双链或部分单链的核酸(分子)。优选地,核酸(分子)可以是单链核酸分子。此外,核酸(分子)可以是环状或线性的核酸分子,优选线性的核酸分子。
根据一个选择,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以是编码核酸例如DNA或RNA。该编码DNA或RNA可以是如本文定义的任意DNA或RNA。优选地,该编码DNA或RNA可以是单链或双链的DNA或RNA,更优选单链的DNA或RNA,和/或环状或线性DNA或RNA,更优选线性DNA或RNA。更优选地,编码DNA或RNA可以是(线性)单链DNA或RNA。最优选地,根据本发明的核酸分子可以是((线性)单链)信使RNA(mRNA)。该mRNA可以作为单顺反子、双顺反子或甚至多顺反子RNA存在,即RNA携带一个、两个或更多个蛋白质或肽的编码序列。双顺反子或甚至多顺反子mRNA中的该编码序列可以通过至少一个例如本文定义的IRES序列分离。
编码核酸:
本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以编码蛋白质或肽,可以选自但不限于例如治疗活性的蛋白质或肽包括佐剂蛋白质,选自抗原例如肿瘤抗原、病原体抗原(例如选自动物抗原、选自病毒抗原、选自原生动物抗原、选自细菌抗原)、过敏性抗原、自身免疫抗原或其他抗原,选自过敏原,选自抗体,选自免疫刺激蛋白质或肽,选自抗原特异性T细胞受体,或者选自适合特异性(治疗)应用的任意其他蛋白质或肽,其中编码核酸可以转运进入细胞、组织或有机体,并且蛋白质可以随后在细胞、组织或有机体中表达。
a)治疗活性蛋白质
在本发明的上下文中,治疗活性的蛋白质或肽可以通过如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子来编码。治疗活性的蛋白质如本文定义的作为对治愈、预防性防止或治疗性处理优选如本文定义的疾病有效的蛋白质,或者是个体需要的蛋白质。这些可以选自任意天然的或合成设计的重组体或者来自现有技术的技术人员公知的分离的蛋白质。不被限制于其,治疗活性蛋白质可以包括能够刺激或抑制细胞中信号转导的蛋白质例如细胞因子、淋巴因子、单核因子、生长因子、受体、信号转导分子、转录因子等;抗凝剂;抗凝血酶;抗过敏蛋白质;凋亡因子或凋亡相关蛋白质、治疗活性的酶和与任意后天性疾病或任意遗传疾病相关的任意蛋白质。
可以由如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的治疗活性的蛋白质还可以是佐剂蛋白质。在上下文中,佐剂蛋白质优选应理解为能够引起如本文定义的固有免疫反应的任意蛋白质。优选地,该固有免疫反应包括模式识别受体的激活,例如选自Toll-样受体(TLR)家族包括例如选自人TLR1至TLR10或选自鼠科动物Toll-样受体TLR1至TLR13的Toll-样受体。更优选地,该佐剂蛋白质选自人佐剂蛋白质或选自病原体佐剂蛋白质,选自但不限于细菌蛋白质、原生动物蛋白质、病毒蛋白质或真菌蛋白质、动物蛋白质,尤其选自细菌佐剂蛋白质。另外,还可以使用编码涉及佐剂效应的人蛋白质的核酸(例如模式识别受体的配体、模式识别受体、信号转导路径的蛋白质、转录因子或细胞因子)。
b)抗原
如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子作为选择可以编码抗原。根据本发明,术语“抗原”指的是由免疫系统识别的并能够引发抗原特异性免疫反应的物质,例如通过抗体的形成或作为适应性免疫反应一部分的抗原特异性T-细胞。在上下文中,适应性免疫反应的第一步是通过抗原-呈递细胞激活幼稚抗原特异性T细胞。这发生在幼稚T细胞持续通过的淋巴组织和器官中。可以起抗原-呈递细胞作用的三种细胞是树突细胞、巨噬细胞和B细胞。这些细胞的每一种都具有引起免疫反应的独特功能。组织树突细胞通过吞噬作用和大胞饮吸收抗原并通过感染来刺激以便迁移至局部淋巴组织,并在那里分化成成熟的树突细胞。巨噬细胞摄取微粒状抗原例如细菌并且通过致病因子诱导来表达MHC II类分子。B细胞经由它们的受体结合并使可溶性蛋白抗原内在化的独有能力可能对诱导T细胞是重要的。通过在MHC细胞上对抗原的呈递导致T细胞的激活,这诱导它们的增殖并分化成具有防护器官的效应器T细胞。效应器T细胞最重要的功能是通过CD8+细胞毒性T细胞杀死感染的细胞,和通过TH1细胞激活巨噬细胞,它们一起组成细胞调节的免疫,和通过TH2和TH1细胞激活B细胞来生产不同类别的抗体,由此驱动体液免疫反应。T细胞通过它们的T细胞受体识别抗原,该T细胞受体不直接识别和结合抗原,但是代替识别短的肽片段例如病原体蛋白质抗原,它们结合至其他细胞表面上的MHC分子。
T细胞分为具有不同效应器功能的两个主要类别。两个类别的区别在于细胞表面蛋白质CD4和CD8的表达。这两类T细胞在它们识别的MHC分子的类型上不同。存在两个类别的MHC分子:MHC I类和MHC II类分子,它们的结构不同且在机体的组织上的表达模式不同。CD4+T细胞结合至MHC II类分子,CD8+T细胞结合至MHC I类分子。MHC I类和MHC II类分子在细胞中具有区别性的分布,影响识别它们的T细胞的不同效应器功能。MHC I类分子代表来自病原体的肽,通常是对CD8+T细胞的病毒,分化成特异性杀死它们特异性识别的任意细胞的细胞毒性T细胞。几乎所有细胞都表达MHC I类分子,尽管组成型表达的水平从一个细胞类型到下一个细胞类型改变。但是,MHC I类分子不仅代表来自病毒的病原体肽,而且他们还代表自身抗原样肿瘤抗原。MHC I类分子结合来自在细胞溶胶中降解并转运至内质网的蛋白质的肽。从而,用病毒或其他细胞溶胶病原体转染的细胞表面上的MHC I类分子显示为来自这些病原体的肽。识别MHC I类:肽复合物的CD8+T细胞是特异性杀死显示为外来肽的任意细胞,并因此摆脱被病毒和其他细胞溶胶病原体感染的细胞体。识别MHC II类分子的CD4+T细胞(CD4+辅助T细胞)的主要功能是激活免疫系统的其他效应器细胞。因此,MHC II类分子通常在B淋巴细胞、树突细胞和巨噬细胞、参与免疫反应的细胞中发现,但没有在其他组织细胞中发现。例如激活巨噬细胞来杀死它们藏匿的囊内病原体,以及B细胞来分泌抗外来分子的免疫球蛋白。MHC II类分子被阻止结合内质网中的肽,并因此MHC II类分子结合来自在胞内降解的蛋白质的肽。它们可以捕获来自进入巨噬细胞的囊系统的病原体的肽,或来自通过未成熟的树突细胞或B细胞的免疫球蛋白受体内在化的抗原的肽。在巨噬细胞和树突细胞囊内部大量积聚的病原体趋向于刺激TH1细胞的分化,而细胞外抗原趋向于刺激TH2细胞的生产。TH1细胞激活巨噬细胞的杀微生物特性和诱导B细胞产生IgG抗体,IgG抗体对通过病原细胞吸收的调理细胞外病原体非常有效,而TH2细胞通过激活幼稚B细胞分泌IgM来启动体液反应,并诱导弱调理抗体的生产例如IgG1和IgG3(小鼠)以及IgG2和IgG4(人)以及IgA和IgE(小鼠和人)。
在本发明的上下文中,由如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原典型地包括任意抗原、抗原表位或抗原肽,在上述定义范围内,更优选蛋白质和肽抗原例如肿瘤抗原、过敏性抗原、自身免疫性抗原、病原体抗原等。尤其是由如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原可以是在细胞外产生的抗原,更典型地,抗原不是来源于宿主有机体(例如人)自身(即非自身抗原),而是来源于宿主有机体外部的宿主细胞,例如病毒抗原、细菌抗原、真菌抗原、原生动物抗原、动物抗原、过敏性抗原等。过敏性抗原(过敏抗原)典型地是引起人类过敏和可以来源于人或其他来源的抗原。此外,由如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原另外可以是细胞、组织或机体内部产生的抗原。该抗原包括来源于宿主有机体(例如人类)自身的抗原,例如肿瘤抗原、自身抗原或自免疫抗原(auto-antigens)例如自身免疫性自抗原等,还包括如本文定义的(非自身的)抗原,其最初来源于宿主有机体外部的宿主细胞,但在机体、组织或细胞内部片段化或降解,例如通过(蛋白酶)降解、代谢等。
由如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原的一个类别包括肿瘤抗原。“肿瘤抗原”优选位于(肿瘤)细胞的表面上。肿瘤抗原还可以选自在与正常细胞相比在肿瘤细胞中超表达的蛋白质。此外,肿瘤抗原还包括在细胞中表达的抗原,该细胞自身不是(或最初自身不是)变性的但与假定的肿瘤相关联。本文还包括与肿瘤-供给血管(tumour-supplying vessel)或其(再)形成相关的抗原,尤其是那些与新血管形成相关的抗原,例如生长因子如VEGF、bFGF等。与肿瘤相关的抗原还包括来自细胞或组织的抗原,典型地嵌入肿瘤中。另外,一些物质(通常是蛋白质或肽)在(已知或未知)患有癌症的患者中表达,并且在所述患者的体液中以增加的浓度出现。这些物质也称为“肿瘤抗原”,但是它们不是严格意义上诱导免疫反应的物质的抗原。肿瘤抗原的类别可以另外分为肿瘤特异性抗原(TSA)和肿瘤相关抗原(TAA)。TSA只能由肿瘤细胞呈递,从不由正常“健康的”细胞呈递。它们典型地来自肿瘤特异性突变。更普遍的TAA通常由肿瘤和健康细胞呈递。识别这些抗原并可以通过细胞毒性T细胞破坏抗原呈递细胞。此外,肿瘤抗原还可以出现在肿瘤表面上,例如以突变受体的形式。在这种情况下,可以通过抗体识别他们。尤其优选的肿瘤抗原选自5T4、707-AP、9D7、AFP、AlbZIP HPG1、α-5-β-1-整合素、α-5-β-6-整合素、α-辅肌动蛋白-4/m、α-甲基丙烯酰基-辅酶A消旋酶、ART-4、ARTC1/m、B7H4、BAGE-1、BCL-2、bcr/abl、β-连环蛋白/m、BING-4、BRCA1/m、BRCA2/m、CA15-3/CA27-29、CA19-9、CA72-4、CA125、钙网蛋白、CAMEL、CASP-8/m、组织蛋白酶B、组织蛋白酶L、CD19、CD20、CD22、CD25、CDE30、CD33、CD4、CD52、CD55、CD56、CD80、CDC27/m、CDK4/m、CDKN2A/m、CEA、CLCA2、CML28、CML66、COA-1/m、毛状蛋白-样蛋白质、胶原XXIII、COX-2、CT-9/BRD6、Cten、周期蛋白B1、周期蛋白D1、cyp-B、CYPB1、DAM-10、DAM-6、DEK-CAN、EFTUD2/m、EGFR、ELF2/m、EMMPRIN、EpCam、EphA2、EphA3、ErbB3、ETV6-AML1、EZH2、FGF-5、FN、Frau-1、G250、GAGE-1、GAGE-2、GAGE-3、GAGE-4、GAGE-5、GAGE-6、GAGE7b、GAGE-8、GDEP、GnT-V、gp100、GPC3、GPNMB/m、HAGE、HAST-2、hepsm、Her2/neu、HERV-K-MEL、HLA-A*0201-R17I、HLA-A11/m、HLA-A2/m、HNE、同源框NKX3.1、HOM-TES-14/SCP-1、HOM-TES-85、HPV-E6、HPV-E7、HSP70-2M、HST-2、hTERT、iCE、IGF-1R、IL-13Ra2、IL-2R、IL-5、未成熟的层粘连蛋白受体、激肽释放酶-2、激肽释放酶-4、Ki67、KIAA0205、KIAA0205/m、KK-LC-1、K-Ras/m、LAGE-A1、LDLR-FUT、MAGE-A1、MAGE-A2、MAGE-A3、MAGE-A4、MAGE-A6、MAGE-A9、MAGE-A10、MAGE-A12、MAGE-B1、MAGE-B2、MAGE-B3、MAGE-B4、MAGE-B5、MAGE-B6、MAGE-B10、MAGE-B16、MAGE-B17、MAGE-C1、MAGE-C2、MAGE-C3、MAGE-D1、MAGE-D2、MAGE-D4、MAGE-E1、MAGE-E2、MAGE-F1、MAGE-H1、MAGEL2、乳腺球蛋白A、MART-1/melan-A、MART-2、MART-2/m、基质蛋白质22、MC1R、M-CSF、ME1/m、间皮素、MG50/PXDN、MMP11、MN/CA IX-抗原、MRP-3、MUC-1、MUC-2、MUM-1/m、MUM-2/m、MUM-3/m、肌球蛋白类I/m、NA88-A、N-乙酰葡糖胺转移酶-V、Neo-PAP、Neo-PAP/m、NFYC/m、NGEP、NMP22、NPM/ALK、N-Ras/m、NSE、NY-ESO-1、NY-ESO-B、OA1、OFA-iLRP、OGT、OGT/m、OS-9、OS-9/m、骨钙蛋白、骨桥蛋白、p15、p190minor bcr-abl、p53、p53/m、PAGE-4、PAI-1、PAI-2、PART-1、PATE、PDEF、Pim-1-激酶、Pin-1、Pml/PARα、POTE、PRAME、PRDX5/m、prostein、蛋白酶-3、PSA、PSCA、PSGR、PSM、PSMA、PTPRK/m、RAGE-1、RBAF600/m、RHAMM/CD168、RU1、RU2、S-100、SAGE、SART-1、SART-2、SART-3、SCC、SIRT2/m、Sp17、SSX-1、SSX-2/HOM-MEL-40、SSX-4、STAMP-1、STEAP、生存素、生存素-2B、SYT-SSX-1、SYT-SSX-2、TA-90、TAG-72、TARP、TEL-AML1、TGFβ、TGFβRII、TGM-4、TPI/m、TRAG-3、TRG、TRP-1、TRP-2/6b、TRP/INT2、TRP-p8、酪氨酸酶、UPA、VEGF、VEGFR-2/FLK-1和WT1。该肿瘤抗体优选可以选自MAGE-A1(例如根据编号M77481的MAGE-A1)、MAGE-A2、MAGE-A3、MAGE-A6(例如根据编号NM_005363的MAGE-A6)、MAGE-C1、MAGE-C2、melan-A(例如根据编号NM_005511的melan-A)、GP100(例如根据编号M77348的GP100)、酪氨酸酶(例如根据编号NM_000372的酪氨酸酶)、生存素(例如根据编号AF077350的生存素)、CEA(例如根据编号NM_004363的CEA)、Her-2/neu(例如根据编号M11730的Her-2/neu)、WT1(例如根据编号NM_000378的WT1)、PRAME(例如根据编号NM_006115的PRAME)、EGFRI(表皮生长因子受体1)(例如根据编号AF288738的EGFRI(表皮生长因子受体1))、MUC1、粘蛋白1(mucin-1)(例如根据编号NM_002456的mucin-1)、SEC61G(例如根据编号NM_014302的SEC61G)、hTERT(例如根据编号NM_198253的hTERT)、5T4(例如根据编号NM_006670的5T4)、NY-Eso-1(例如根据编号NM_001327的NY-Eso1)、TRP-2(例如根据编号NM_001922的TRP-2)、STEAP、PCA、PSA、PSMA等。
根据另一选择,通过如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原的另一个类别包括过敏性抗原。该过敏性抗原可以选自来源于不同来源的抗原,例如来自动物、植物、真菌、细菌等。在上下文中过敏原包括例如草、花粉、霉菌、药物或各种环境触发物等。过敏性抗原典型地属于不同类别的化合物,例如核酸及其片段、蛋白质或肽及其片段、糖类、多糖类、蔗糖、脂类、磷脂类等。在本发明范围内尤其感兴趣的是可以由本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗原,即蛋白质或肽抗原及其片段或表位,或核酸及其片段,尤其是核酸及其片段,编码该蛋白质或肽抗原及其片段或表位。
c)抗体
根据另一选择,如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以编码抗体或抗体片段。根据本发明,该抗体可以选自任意抗体,例如本领域公知的任意重组产生的或天然存在的抗体,尤其适用于治疗、诊断或科研目的的抗体,或者已经确认为与特殊癌症有关的抗体。本文中,术语“抗体”以其最宽泛的含义使用并特别地覆盖单克隆和多克隆抗体(包括兴奋剂、拮抗剂和封闭抗体或中和抗体)以及具有多表位特异性的抗体种类。根据本发明,术语“抗体”典型地包括本领域公知的任意抗体(例如IgM、IgD、IgG、IgA和IgE抗体),例如天然存在的抗体、通过宿主有机体中的免疫产生的抗体、从天然存在的抗体分离并确认的抗体、或通过宿主有机体中的免疫产生的抗体和通过本领域公知的分子生物学方法重组产生的抗体,以及嵌合抗体、人抗体、人源化抗体、双特异性抗体、胞内抗体,即在细胞中表达并任选地定位在特殊的细胞区室中的抗体,和前面提到的抗体的片段和变体。一般来说,抗体由具有可变结构域和恒定结构域的轻链和重链构成。轻链由N-末端可变结构域VL和C-末端恒定结构域CL构成。相反地,IgG抗体的重链例如由N-末端可变结构域VH和3个恒定结构域CH1、CH2和CH3构成。
在本发明的上下文中,通过如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的抗体可以优选包括全长抗体,即如上所述抗体由全长重链和全长轻链构成。然而,抗体的衍生物例如抗体片段、变体或加合物也可以通过如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码。抗体片段优选选自前面提到的(全长)抗体的Fab、Fab’、F(ab’)2、Fc、Facb、pFc’、Fd和Fv片段。一般来说,抗体片段在本领域是公知的。例如,Fab(“片段,抗原结合”)片段由每个重链和轻链的一个恒定结构域和一个可变结构域构成。两个可变结构域结合在特异性抗原的表位。两个链经由二硫键连接。scFv(“单链可变片段”)片段例如典型地由轻链和重链的可变结构域构成。结构域通过人工连接部分连接,一般是多肽连接例如由15至25个甘氨酸、脯氨酸和/或丝氨酸残基构成的肽。
在本发明的上下文中,优选通过多顺反子核酸分子编码抗体或抗体片段的不同链。作为选择,通过几种单顺反子核酸(序列)编码抗体或抗体片段的不同链。
siRNA:
根据另一选择,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以是dsRNA形式的,优选siRNA。dsRNA或siRNA尤其与RNA干扰的现象相关地令人感兴趣。RNA干扰(RNAi)的体外技术基于双链RNA分子(dsRNA),其引发基因表达的序列-特异性抑制(Zamore(2001)Nat.Struct.Biol.9:746-750;Sharp(2001)Genes Dev.5:485-490:Hannon(2002)Nature41:244-251)。在用长的dsRNA对哺乳动物细胞转染中,蛋白质激酶R和RnaseL的活化带来非特异性效应,例如干扰素反应(Stark等人(1998)Annu.Rev.Biochem.67:227-264;He andKatze(2002)Viral Immunol.15:95-119)。使用较短的例如21至23聚体的所谓siRNA(小的干扰RNA)时,避免了这些非特异性效应,这是因为短于30bp的siRNA不引发非特异性效应(Elbashir等人(2001)Nature411:494-498)。
本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子因此可以是双链的RNA(dsRNA),其具有17至29,优选19至25的长度,和优选至少90%,更优选95%和尤其是100%(dsRNA的核苷酸)的互补性,该互补性是与之前描述的(治疗相关)蛋白质或抗原(作为活性组分)或者本文描述的任意其他蛋白质的核酸分子的区段,或者是编码区段或者是非编码区段,优选是编码区段。该核酸分子的(区段)在本文中可以称为“靶序列”,并且可以是本文定义的任意核酸分子,优选基因组DNA、cDNA、RNA,例如mRNA等。90%互补性表示,例如20个核苷酸的本文描述的dsRNA的长度,dsRNA包含不超过2个核苷酸,没有显示与靶序列的对应区段的互补性。然而,根据本发明使用的双链RNA的序列优选在其通用结构上与靶序列的区段完全互补。在上下文中,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以是具有通用结构5′-(N17-29)-3′的dsRNA,优选具有通用结构5′-(N19-25)-3′,更优选具有通用结构5′-(N19-24)-3′,或者还更优选具有通用结构5′-(N21-23)-3′,其中每个通用结构中每个N是靶序列的区段的(优选不同的)核苷酸,优选选自靶序列的区段的连续数目的17至29个核苷酸,并以其自然顺序存在于通用结构5′-(N17-29)-3′中。原则上说,靶序列中存在的具有17至29个、优选19至25个碱基对的长度的所有区段都可以用于制备如本文定义的dsRNA。同样地,用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的dsRNA也可以有针对地抗不在编码区域的本文前面描述的(治疗相关)蛋白质或抗原的核苷酸序列(作为活性部分),尤其在靶序列的5′-非编码区域中,所以,例如抗具有调节功能的靶序列的非编码区域。用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的dsRNA的靶序列因此可以位于靶序列的翻译和未翻译的区域中,和/或在前面描述的蛋白质或抗原的对照单元的区域中。用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的dsRNA的靶序列还可以位于未翻译和翻译序列的重叠区域中;特别地,靶序列可以包括编码区域的起始三联体的至少一个核苷酸上游,例如DNA、cDNA、RNA或mRNA等。
免疫刺激核酸:
a)免疫刺激CpG核酸:
根据另一个替代方案,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以是(免疫刺激)CpG核酸形式的,尤其是CpG-RNA或CpG-DNA形式,其优选诱导固有免疫反应。根据本发明使用的CpG-RNA或CpG-DNA可以是单链的CpG-DNA(ss CpG-DNA)、双链的CpG-DNA(dsDNA)、单链的CpG-RNA(ss CpG-RNA)或双链的CpG-RNA(ds CpG-RNA)。根据本发明使用的CpG核酸优选是CpG-RNA形式的,更优选是单链的CpG-RNA(ss CpG-RNA)形式的。还优选该CpG核酸具有如上所述的长度。CpG基序优选是未甲基化的。
b)免疫刺激RNA(isRNA):
同样,根据另一替代方案,本发明的聚合物载体运载物复合物的(免疫刺激)核酸分子可以是优选引起固有免疫反应的免疫刺激RNA(isRNA)形式。该免疫刺激RNA可以是任意(双链或单链)RNA,例如本文定义的编码RNA。优选地,免疫刺激RNA可以是单链的、双链的或部分双链的RNA,更优选是单链的RNA,和/或环状或线性RNA,更优选线性RNA。更优选地,免疫刺激RNA可以是(线性)单链的RNA。甚至更优选地,免疫刺激RNA可以是(长的)(线性)单链非编码RNA。在上下文中,对于体外转录的RNA尤其优选isRNA在其5’-e端携带三磷酸盐。免疫刺激RNA还可以作为本文定义的短的RNA寡聚核苷酸存在。本文所用的免疫刺激RNA可以此外选自在自然中发现的或合成制备的任意类的RNA分子,并且可以诱导固有免疫反应和可以支持由抗原诱导的适应性免疫反应。在上下文中,免疫反应可以以各种方式出现。适当的(适应性)免疫反应的实质性因素是不同T-细胞亚群的刺激。T-淋巴细胞典型地被分成两个亚群,T-辅助性1(Th1)细胞和T-辅助性2(Th2)细胞,利用它们免疫系统能够破坏细胞内(Th1)和细胞外(Th2)病原体(例如,抗原)。两个Th细胞群在由它们产生的效应蛋白(细胞因子)的模式上不同。因此,Th1细胞通过巨噬细胞和细胞毒性T-细胞的激活来辅助细胞免疫反应。另一方面,Th2细胞通过转换进入浆细胞的B-细胞的刺激和通过抗体(例如抗抗原)的形成来促进体液免疫反应。Th1/Th2比率因此在适应性免疫反应的诱导和保持上非常重要。与本发明相关,(适应性)免疫反应的Th1/Th2比率优选朝着细胞反应(Th1反应)的方向位移,并由此诱导细胞免疫反应。根据一个实例,可以支持适应性免疫反应的固有免疫系统可以通过Toll-样受体(TLR)的配体激活。TLR是高度保守的模式识别受体(PRR)多肽的家族,其识别病原体-相关的分子模式(PAMP)并对哺乳动物的固有免疫起决定性作用。目前已经确认了至少十三个家族成员,指定为TLR1-TLR13(Toll-样受体:TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12或TLR13)。此外,已经确认了特异性TLR配体的数目。例如发现未甲基化的细菌DNA和其合成类似物(CpG DNA)是TLR9的配体(Hemmi H等人(2000)Nature408:740-5;Bauer S等人(2001)Proc NatlAcadSci USA98,9237-42)。此外,已经报道了特定TLR的配体包括特定核酸分子,并且特定类型的RNA以序列-独立型或序列-依赖型方式免疫刺激,其中这些各种免疫刺激RNA可以例如刺激TLR3、TLR7或TLR8,或者细胞内受体例如RIG-I、MDA-5等。例如Lipford等人确定了特定的含G,U的寡核糖核苷酸作为经由TLR7和TLR8作用的免疫刺激(见WO03/086280)。Lipford等人描述的免疫刺激的含G,U的寡核糖核苷酸被认为来源于RNA源,包括核糖体RNA、转运RNA、信使RNA和病毒RNA。
用作本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的免疫刺激RNA(isRNA)因此可以包括已知免疫刺激的任意RNA序列,包括但不限于呈递(representing)和/或编码TLR的配体的RNA序列,优选地选自人类家族成员TLR1-TLR10或鼠科动物家族成员TLR1-TLR13,更优选选自(人类)家族成员TLR1-TLR10,甚至更优选选自TLR7和TLR8,RNA的细胞内受体的配体(例如RIG-I或MDA-5等)(例如见Meylan,E.,Tschopp,J.(2006).Toll-likereceptors and RNA helicases:two parallel ways to trigger antiviral responses.Mol.Cell22,561-569),或者任意其他的免疫刺激RNA序列。此外,用作本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的免疫刺激RNA分子(的类别)可以包括任意其它能够引起固有免疫反应的RNA。不限于此,这种免疫刺激RNA可以包括核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)和病毒RNA(vRNA)。该免疫刺激RNA可以包括长度为1000至5000、500至5000、5至5000或5至1000、5至500、5至250、5至100、5至50或5至30的核苷酸。
根据尤其优选的实施方案,这种免疫刺激核酸序列优选为优选由式(II)或(III)的核酸构成或包括式(II)或(III)的核酸的RNA:
GlXmGn,(式(II))
其中:
G是鸟苷、尿嘧啶、或者鸟苷或尿嘧啶的类似物;
X鸟苷、尿嘧啶、腺苷、胸苷、胞嘧啶或者上述核苷酸的类似物;
l是1至40的整数,
其中
当l=1时,G是鸟苷或其类似物,
当l>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物;
m是整数且至少是3;
其中
当m=3时,X是尿嘧啶或其类似物,
当m>3时,存在至少3个连续的尿嘧啶或尿嘧啶的类似物;
n是1至40的整数,
其中
当n=1时,G是鸟苷或其类似物,
当n>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物。
ClXmCn(式(III))
其中:
C是胞嘧啶、尿嘧啶或者胞嘧啶或尿嘧啶的类似物;
X是鸟苷、尿嘧啶、腺苷、胸苷、胞嘧啶或者上述核苷酸的类似物;
l是1至40的整数,
其中
当l=1时,C是胞嘧啶或其类似物,
当l>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物;
m是整数且至少是3;
其中
当m=3时,X是尿嘧啶或其类似物,
当m>3时,存在至少3个连续的尿嘧啶或尿嘧啶的类似物;
n是1至40的整数,
其中
当n=1时,C是胞嘧啶或其类似物,
当n>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物。
式(II)或(III)的核酸分子可以用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸运载物,式(II)或(III)的核酸分子是相对短的核酸分子,典型长度大约为5至100(但在特殊实施方案中还可以大于100个核苷酸,例如多达200个核苷酸)、5至90或5至80个核苷酸,优选长度大约为5至70个核苷酸,更优选长度大约为8至60个核苷酸,和更优选长度大约为15至60个核苷酸,更优选为20至60个核苷酸,最优选为30至60个核苷酸。如果本发明的核酸运载物复合物的核酸的最大长度为例如100个核苷酸,则m典型地<=98。式(II)的核酸中核苷酸G的数目通过l或n来确定。l和n互相独立地分别是1至40的整数,其中当l或n=1时,G是鸟苷或其类似物,且当l或n>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物。例如,在不表示为任何限制的情况下,当l或n=4时,Gl或Gn可以例如是GUGU、GGUU、UGUG、UUGG、GUUG、GGGU、GGUG、GUGG、UGGG或GGGG等;当l或n=5时,Gl或Gn可以例如是GGGUU、GGUGU、GUGGU、UGGGU、UGGUG、UGUGG、UUGGG、GUGUG、GGGGU、GGGUG、GGUGG、GUGGG、UGGGG或GGGGG等。根据本发明的式(II)的核酸中邻近Xm的核苷酸优选不是尿嘧啶。类似地,根据本发明的式(III)的核酸中核苷酸C的数目通过l或n来确定。l和n互相独立地分别是1至40的整数,其中当l或n=1时,C是胞嘧啶或其类似物,且当l或n>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物。例如,在不表示为任何限制的情况下,当l或n=4时,Cl或Cn可以例如是CUCU、CCUU、UCUC、UUCC、CUUC、CCCU、CCUC、CUCC、UCCC或CCCC等;当l或n=5时,Cl或Cn可以例如是CCCUU、CCUCU、CUCCU、UCCCU、UCCUC、UCUCC、UUCCC、CUCUC、CCCCU、CCCUC、CCUCC、CUCCC、UCCCC或CCCCC等。根据本发明的式(III)的核酸中邻近Xm的核苷酸优选不是尿嘧啶。优选地,对于式(II),当l或n>1时,至少60%、70%、80%、90%或者甚至100%的核苷酸是鸟苷或其类似物,如上定义的。侧翼序列中剩余的核苷酸至100%(当鸟苷构成小于100%的核苷酸时),G1和/或Gn是尿嘧啶或其类似物,如上定义的。还优选l和n互相独立地分别是2至30的整数,优选是2至20的整数且更优选是2至15的整数。如果需要的话,l或n的下限可以改变并至少是1,优选至少是2,更优选至少是3、4、5、6、7、8、9或10。该定义相应地应用到式(III)。
根据尤其优选的实施方案,可以用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸的根据前面任意的式(II)或(III)的核酸可以选自由任意以下序列组成的或包括任意以下序列的序列:
-GGUUUUUUUUUUUUUUUGGG(SEQ ID NO:289);
-GGGGGUUUUUUUUUUGGGGG(SEQ ID NO:290);
-GGGGGUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGGGGG(SEQ ID NO:291);
-GUGUGUGUGUGUUUUUUUUUUUUUUUUGUGUGUGUGUGU(SEQ ID NO:292);
-GGUUGGUUGGUUUUUUUUUUUUUUUUUGGUUGGUUGGUU(SEQ ID NO:293);
-GGGGGGGGGUUUGGGGGGGG(SEQ ID NO:294);
-GGGGGGGGUUUUGGGGGGGG(SEQ ID NO:295);
-GGGGGGGUUUUUUGGGGGGG(SEQ ID NO:296);
-GGGGGGGUUUUUUUGGGGGG(SEQ ID NO:297);
-GGGGGGUUUUUUUUGGGGGG(SEQ ID NO:298);
-GGGGGGUUUUUUUUUGGGGG(SEQ ID NO:299);
-GGGGGGUUUUUUUUUUGGGG(SEQ ID NO:300);
-GGGGGUUUUUUUUUUUGGGG(SEQ ID NO:301);
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(SEQ ID NO:366);
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-CCCUUUUUUUUUUUUUUUCCCUUUUUUUUUUUUUUUCCCUUUUUUUUUUUUUUUCCC
(SEQ ID NO:370)
-CCCUUUCCCUUUCCCUUUCCCUUUCCCUUUCCCUUUCCCUUUCCCUUUCCC(SEQ ID NO:371)
-CCCUUUUUUUUUUUUUUUCCCCCCUUUUUUUUUUUUUUUCCC(SEQ ID NO:372)
或者选自与任意这些序列具有至少60%、70%、80%、90%或者甚至95%序列一致性的序列。
根据本发明另一个尤其优选的实施方案,该免疫刺激核酸序列尤其是isRNA由式(IV)或(V)的核酸组成或包括式(IV)或(V)的核酸:
(NuGlXmGnNv)a(式(IV))
其中:
G是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)或者鸟苷(鸟嘌呤)或尿苷(尿嘧啶)的类似物,优选鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
X是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或者这些核苷酸(核苷)的类似物,优选尿苷(尿嘧啶)或其类似物;
N是长度为约4至约50,优选约4至约40,更优选约4至约30或约4至约20个核酸的核酸序列,每个N独立地选自鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或者这些核苷酸(核苷)的类似物;
a是1至20的整数,优选1至15,最优选1至10;
l是1至40的整数,
其中当l=1时,G是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物,
当l>1时,至少50%这些核苷酸(核苷)是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
m是整数且至少是3;
其中当m=3时,X是尿苷(尿嘧啶)或其类似物,和
当m>3时,存在至少3个连续的尿苷(尿嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)的类似物;
n是1至40的整数,
当n=1时,G是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物,
当n>1时,至少50%这些核苷酸(核苷)是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
u,v可以互相独立地是0至50的整数,
优选地其中当u=0时,v≥1或者
当v=0时,u≥1;
其中式(IV)的核酸分子的长度为至少50个核苷酸,优选至少100个核苷酸,更优选至少150个核苷酸,甚至更优选至少200个核苷酸和最优选至少250个核苷酸。
(NuClXmCnNv)a(式(V))
其中:
C是胞苷(胞嘧啶)、尿苷(尿嘧啶)或者胞苷(胞嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)的类似物,优选胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
X是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或者前面提到的核苷酸(核苷)的类似物,优选尿苷(尿嘧啶)或其类似物
N是互相独立地长度为约4至约50,优选约4至约40,更优选约4至约30或约4至约20个核酸的核酸序列,每个N独立地选自鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或者这些核苷酸(核苷)的类似物;
a是1至20的整数,优选1至15,最优选1至10;
l是1至40的整数,
其中当l=1时,C是胞苷(胞嘧啶)或其类似物,
当l>1时,至少50%这些核苷酸(核苷)是胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
m是整数且至少是3;
其中当m=3时,X是尿苷(尿嘧啶)或其类似物,
当m>3时,存在至少3个连续的尿苷(尿嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)的类似物;
n是1至40的整数;
其中当n=1时,C是胞苷(胞嘧啶)或其类似物,
当n>1时,至少50%这些核苷酸(核苷)是胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
u,v可以互相独立地是0至50的整数,
优选地其中当u=0时,v≥1或者
当v=0时,u≥1;
其中根据本发明的式(V)的核酸分子的长度为至少50个核苷酸,优选至少100个核苷酸,更优选至少150个核苷酸,甚至更优选至少200个核苷酸和最优选至少250个核苷酸。
对于式(V),任意上面给出的关于要素N(即Nu和Nv)和X(Xm)的定义、尤其是上面定义的核心结构、以及整数a、l、m、n、u和v相应地都类似地应用于式(V)的要素,其中式(V)中核心结构由ClXmCn定义。相邻的要素Nu和Nv的定义与前面给出的Nu和Nv的定义一致。
根据本发明非常特别优选的实施方案,根据式(IV)的本发明的核酸分子可以选自例如任意以下序列:
UAGCGAAGCUCUUGGACCUAGGUUUUUUUUUUUUUUUGGGUGCGUUCCUAGAAGUACACG(SEQ ID NO:373)
UAGCGAAGCUCUUGGACCUAGGUUUUUUUUUUUUUUUGGGUGCGUUCCUAGAAGUACACGAUCGCUUCGAGAACCUGGAUCCAAAAAAAAAAAAAAACCCACGCAAGGAUCUUCAUGUGC(SEQ ID NO:374)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUGGAGCAAUGCCCGCACAUUGAGGAAACCGAGUUGCAUAUCUCAGAGUAUUGGCCCCCGUGUAGGUUAUUCUUGACAGACAGUGGAGCUUAUUCACUCCCAGGAUCCGAGUCGCAUACUACGGUACUGGUGACAGACCUAGGUCGUCAGUUGACCAGUCCGCCACUAGACGUGAGUCCGUCAAAGCAGUUAGAUGUUACACUCUAUUAGAUC(SEQ ID NO:375)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUGGAGCAAUGCCCGCACAUUGAGGAAACCGAGUUGCAUAUCUCAGAGUAUUGGCCCCCGUGUAGGUUAUUCUUGACAGACAGUGGAGCUUAUUCACUCCCAGGAUCCGAGUCGCAUACUACGGUACUGGUGACAGACCUAGGUCGUCAGUUGACCAGUCCGCCACUAGACGUGAGUCCGUCAAAGCAGUUAGAUGUUACACUCUAUUAGAUCUCGGAUUACAGCUGGAAGGAGCAGGAGUAGUGUUCUUGCUCUAAGUACCGAGUGUGCCCAAUACCCGAUCAGCUUAUUAACGAACGGCUCCUCCUCUUAGACUGCAGCGUAAGUGCGGAAUCUGGGGAUCAAAUUACUGACUGCCUGGAUUACCCUCGGACAUAUAACCUUGUAGCACGCUGUUGCUGUAUAGGUGACCAACGCCCACUCGAGUAGACCAGCUCUCUUAGUCCGGACAAUGAUAGGAGGCGCGGUCAAUCUACUUCUGGCUAGUUAAGAAUAGGCUGCACCGACCUCUAUAAGUAGCGUGUCCUCUAG(SEQ ID NO:376)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUGGAGCAAUGCCCGCACAUUGAGGAAACCGAGUUGCAUAUCUCAGAGUAUUGGCCCCCGUGUAGGUUAUUCUUGACAGACAGUGGAGCUUAUUCACUCCCAGGAUCCGAGUCGCAUACUACGGUACUGGUGACAGACCUAGGUCGUCAGUUGACCAGUCCGCCACUAGACGUGAGUCCGUCAAAGCAGUUAGAUGUUACACUCUAUUAGAUCUCGGAUUACAGCUGGAAGGAGCAGGAGUAGUGUUCUUGCUCUAAGUACCGAGUGUGCCCAAUACCCGAUCAGCUUAUUAACGAACGGCUCCUCCUCUUAGACUGCAGCGUAAGUGCGGAAUCUGGGGAUCAAAUUACUGACUGCCUGGAUUACCCUCGGACAUAUAACCUUGUAGCACGCUGUUGCUGUAUAGGUGACCAACGCCCACUCGAGUAGACCAGCUCUCUUAGUCCGGACAAUGAUAGGAGGCGCGGUCAAUCUACUUCUGGCUAGUUAAGAAUAGGCUGCACCGACCUCUAUAAGUAGCGUGUCCUCUAGAGCUACGCAGGUUCGCAAUAAAAGCGUUGAUUAGUGUGCAUAGAACAGACCUCUUAUUCGGUGAAACGCCAGAAUGCUAAAUUCCAAUAACUCUUCCCAAAACGCGUACGGCCGAAGACGCGCGCUUAUCUUGUGUACGUUCUCGCACAUGGAAGAAUCAGCGGGCAUGGUGGUAGGGCAAUAGGGGAGCUGGGUAGCAGCGAAAAAGGGCCCCUGCGCACGUAGCUUCGCUGUUCGUCUGAAACAACCCGGCAUCCGUUGUAGCGAUCCCGUUAUCAGUGUUAUUCUUGUGCGCACUAAGAUUCAUGGUGUAGUCGACAAUAACAGCGUCUUGGCAGAUUCUGGUCACGUGCCCUAUGCCCGGGCUUGUGCCUCUCAGGUGCACAGCGAUACUUAAAGCCUUCAAGGUACUCGACGUGGGUACCGAUUCGUGACACUUCCUAAGAUUAUUCCACUGUGUUAGCCCCGCACCGCCGACCUAAACUGGUCCAAUGUAUACGCAUUCGCUGAGCGGAUCGAUAAUAAAAGCUUGAAUU(SEQ ID NO:377)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUAUCCAAGUAGGCUGGUCACCUGUACAACGUAGCCGGUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGACCGUCUCAAGGUCCAAGUUAGUCUGCCUAUAAAGGUGCGGAUCCACAGCUGAUGAAAGACUUGUGCGGUACGGUUAAUCUCCCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUAGUAAAUGCGUCUACUGAAUCCAGCGAUGAUGCUGGCCCAGAUC(SEQ ID NQ:378)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUAUCCAAGUAGGCUGGUCACCUGUACAACGUAGCCGGUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGACCGUCUCAAGGUCCAAGUUAGUCUGCCUAUAAAGGUGCGGAUCCACAGCUGAUGAAAGACUUGUGCGGUACGGUUAAUCUCCCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUAGUAAAUGCGUCUACUGAAUCCAGCGAUGAUGCUGGCCCAGAUCUUCGACCACAAGUGCAUAUAGUAGUCAUCGAGGGUCGCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGGCCCAGUUCUGAGACUUCGCUAGAGACUACAGUUACAGCUGCAGUAGUAACCACUGCGGCUAUUGCAGGAAAUCCCGUUCAGGUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCCGCUCACUAUGAUUAAGAACCAGGUGGAGUGUCACUGCUCUCGAGGUCUCACGAGAGCGCUCGAUACAGUCCUUGGAAGAAUCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGUGCGACGAUCACAGAGAACUUCUAUUCAUGCAGGUCUGCUCUA(R722SEQ ID NO:379)
GGGAGAAAGCUCAAGCUUAUCCAAGUAGGCUGGUCACCUGUACAACGUAGCCGGUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGACCGUCUCAAGGUCCAAGUUAGUCUGCCUAUAAAGGUGCGGAUCCACAGCUGAUGAAAGACUUGUGCGGUACGGUUAAUCUCCCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUAGUAAAUGCGUCUACUGAAUCCAGCGAUGAUGCUGGCCCAGAUCUUCGACCACAAGUGCAUAUAGUAGUCAUCGAGGGUCGCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGGCCCAGUUCUGAGACUUCGCUAGAGACUACAGUUACAGCUGCAGUAGUAACCACUGCGGCUAUUGCAGGAAAUCCCGUUCAGGUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCCGCUCACUAUGAUUAAGAACCAGGUGGAGUGUCACUGCUCUCGAGGUCUCACGAGAGCGCUCGAUACAGUCCUUGGAAGAAUCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGUGCGACGAUCACAGAGAACUUCUAUUCAUGCAGGUCUGCUCUAGAACGAACUGACCUGACGCCUGAACUUAUGAGCGUGCGUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCCUCCCAACAAAUGUCGAUCAAUAGCUGGGCUGUUGGAGACGCGUCAGCAAAUGCCGUGGCUCCAUAGGACGUGUAGACUUCUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCCCGGGACCACAAAUAAUAUUCUUGCUUGGUUGGGCGCAAGGGCCCCGUAUCAGGUCAUAAACGGGUACAUGUUGCACAGGCUCCUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCGCUGAGUUAUUCCGGUCUCAAAAGACGGCAGACGUCAGUCGACAACACGGUCUAAAGCAGUGCUACAAUCUGCCGUGUUCGUGUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGUGAACCUACACGGCGUGCACUGUAGUUCGCAAUUCAUAGGGUACCGGCUCAGAGUUAUGCCUUGGUUGAAAACUGCCCAGCAUACUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUCAUAUUCCCAUGCUAAGCAAGGGAUGCCGCGAGUCAUGUUAAGCUUGAAUU(SEQ ID NO:380)
根据另一个非常特别优选的实施方案,根据式(V)的核酸分子可以选自例如任意的以下序列:
UAGCGAAGCUCUUGGACCUACCUUUUUUUUUUUUUUCCCUGCGUUCCUAGAAGUACACG(SEQ ID NO:381)
或者
UAGCGAAGCUCUUGGACCUACCUUUUUUUUUUUUUUUCCCUGCGUUCCUAGAAGUACACGAUCGCUUCGAGAACCUGGAUGGAAAAAAAAAAAAAAAGGGACGCAAGGAUCUUCAUGUGC(SEQ ID NO:382)
在另一优选的实施方案中,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子还可以以修饰的核酸分子的形式存在。
根据第一方面,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以作为“稳定的核酸”提供,优选作为稳定的RNA或DNA提供,更优选作为基本耐受体内降解(例如通过核酸外切酶或核酸内切酶)的RNA提供。
在上下文中,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以包含骨架修饰、糖修饰或碱基修饰。与本发明相关的骨架修饰是其中包含在本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子中的核苷酸骨架的磷酸盐被化学修饰的修饰。与本发明相关的糖修饰是本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的核苷酸的糖的化学修饰。另外,与本发明相关的碱基修饰是本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的核苷酸的碱基部分的化学修饰。
根据另一方面,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以包含脂质修饰。该经过脂质修饰的核酸典型地包括如本文定义的核酸。本发明的聚合物载体运载物复合物的经脂质修饰的核酸分子典型地另外包括至少一个与核酸分子共价连接的连接基团,和至少一个与各个连接基团共价连接的脂质。作为选择,经脂质修饰的核酸分子包括至少一个本文定义的核酸分子和至少一个与该核酸分子共价连接(没有连接基团)的(双官能的)脂质。根据第三选择,经脂质修饰的核酸分子包括本文定义的核酸分子、至少一个与该核酸分子共价连接的连接基团、和至少一个与各个连接基团共价连接的脂质,还有至少一个与该核酸分子共价连接(没有连接基团)的(双官能的)脂质。
本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子同样可以是稳定化的,以防止通过各种方式造成的核酸分子的降解,尤其是当RNA或mRNA用作本发明目的的核酸分子时。本领域公知的是,RNA的失稳和(快速)降解通常可以表示在基于RNA的组合物的应用中出现了严重问题。RNA的这种失稳典型地是由于RNA-降解酶“RNA酶”(核糖核酸酶),其中该核糖核酸酶造成的污染有时可以完全降解溶液中的RNA。由此,非常精细地调节细胞的细胞质中RNA的自然降解,且RNA酶污染通常可以通过在使用所述组合物前的特殊处理来除去,尤其是使用焦碳酸二乙酯(DEPC)。现有技术中与之相关地公知大量的自然降解机制,其也可以利用。例如末端结构典型地尤其对mRNA非常重要。作为实例,在天然存在的mRNA的5′-端通常为所谓的“帽结构”(经修饰的鸟苷核苷酸),在3′端典型地是多达200个腺苷核苷酸的序列(所谓的多聚腺苷酸(poly-A)尾)。
根据另一方面,本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以经过修饰,并由此稳定化,尤其是如果该核酸分子是编码核酸形式的,例如mRNA,通过修饰核酸分子的G/C含量,尤其是mRNA的G/C含量,优选其编码区域的G/C含量。
在本方面的尤其优选的方面,本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的编码区域的G/C含量,特别是如果核酸分子是mRNA形式的,与其尤其是野生型编码序列的编码区域的G/C含量(即未经过修饰的mRNA)相比是改变的,尤其是增加的。与尤其是野生型mRNA的编码氨基酸序列相比,核酸序列的编码氨基酸序列优选不经过修饰。
本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的G/C含量的修饰基于待翻译的任意mRNA区域的序列对mRNA的有效翻译是重要的事实,尤其是如果核酸分子处于mRNA的形式或mRNA的编码的形式。因此,各种核苷酸的组成和序列是重要的。尤其是具有增加的G(鸟苷)/C(胞嘧啶)含量的序列比具有增加的A(腺苷)/U(尿嘧啶)含量的序列更稳定。根据本发明,编码序列或mRNA的密码子因此与野生型编码序列或mRNA相比是改变的,同时保留了翻译的氨基酸序列,使得其包括增加的量的G/C核苷酸。对于几个密码子编码一个和相同氨基酸(所谓的遗传密码的变性)的事实,可以确定最有利的稳定性密码子(所谓的选择密码子使用)。
优选地,与野生型mRNA的编码区域的G/C含量相比,本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的编码区域的G/C含量增加至少7%,更优选增加至少15%,尤其优选增加至少20%,尤其是如果核酸是mRNA的形式或mRNA的编码的形式。根据特殊的方面,在编码如本文定义的蛋白质或肽或其片段或变体或野生型mRNA序列的整个序列或编码序列的区域中,至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、更优选至少70%、甚至更优选至少80%和最优选至少90%、95%或甚至100%的可取代的密码子被取代,从而增加所述序列的G/C含量。
上下文中,与野生型序列相比,尤其优选将本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的G/C含量增加至最大(即可替换的密码子的100%),特别是如果核酸是mRNA的形式或mRNA的编码的形式,尤其是在编码蛋白质的区域中。
根据本发明,本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子的另一优选的修饰基于翻译效率也由细胞中出现tRNA的不同频率来确定的发现,特别是如果核酸是mRNA的形式或mRNA的编码形式。因此,如果所谓的“稀有密码子”存在于本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子中至增加的程度,与存在编码相对“频繁”的tRNA的密码子的情况相比,对应的经修饰的核酸分子明显更差程度地被翻译,特别是如果核酸是mRNA的形式或mRNA的编码的形式。
尤其是如果本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的经修饰的核酸分子是mRNA的形式或mRNA的编码的形式,与野生型mRNA或编码序列的对应区域相比,优选修饰经修饰的核酸的编码区域,使得编码在细胞中相对稀少的tRNA的野生型序列的至少一个密码子被交换为编码在细胞中相对频繁的tRNA并且载带与相对稀少tRNA相同的氨基酸的密码子。通过该修饰,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子的序列修饰为使得插入可以得到频繁出现的tRNA的密码子,尤其是如果核酸是mRNA的形式或mRNA的编码的形式。换句话说,根据本发明,通过该修饰,编码在细胞中相对稀少的tRNA的野生型序列的所有密码子可以在各种情况下被交换为编码在细胞中相对频繁的tRNA并在每种情况下携带与相对稀少的tRNA相同的氨基酸的密码子。
tRNA在细胞中相对频繁地出现,相反地在细胞中出现的相对少,这对本领域技术人员来说是公知的,参见例如Akashi,Curr.Opin.Genet.Dev.2001,11(6):660-666。尤其优选用于tRNA出现最频繁的特殊氨基酸的密码子,例如Gly密码子,其使用在(人类)细胞中出现最频繁的tRNA。
根据本发明,在本文定义的聚合物载体运载物复合物的经修饰的核酸分子中,尤其是如果核酸是mRNA形式的或mRNA的编码的形式,尤其优选用“常见的”密码子连接增加的尤其是最大化的G/C含量的序列,并且不修饰通过核酸分子的编码区域编码的蛋白质的氨基酸序列。该优选方面允许提供特别有效地翻译和稳定(经修饰的)的本文定义的聚合物载体运载物复合物的核酸分子,尤其是如果核酸是mRNA形式或mRNA的编码的形式。
根据本发明的其他优选方面,如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子优选具有至少一个5′和/或3′稳定序列,尤其是如果核酸是编码核酸分子形式的。在5′和/或3′未翻译区域中的这些稳定序列具有增加细胞溶胶中核酸的半衰期的作用。这些稳定序列可以与病毒、细菌和真核生物中存在的天然序列具有100%的序列一致性,但是还可以是部分或完全合成的。例如可以提及来自智人(Homo sapiens)或非洲爪蟾(Xenopus laevis)(α-)球蛋白基因的未翻译序列(UTR)作为稳定序列的实例,其可以用在本发明中用于使核酸稳定。稳定序列的另一实例是具有通式(C/U)CCANxCCC(U/A)PyxUC(C/U)CC(SEQ IDNO:383),它包含在编码(α-)球蛋白、(I)型胶原、15-脂氧合酶或编码赖氨酸羟化酶的非常稳定的RNA的3’UTR中(参见Holcik等人.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA1997,94:2410to2414)。该稳定序列当然可以单独使用或者互相组合使用,且还与本领域技术人员公知的其他稳定序列组合。
不过,碱基的取代、增加或消除优选利用如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子来实施,尤其是如果核酸是mRNA形式的,使用通过众所周知的定点诱变技术制备核酸分子的DNA基质或利用寡聚核苷酸连接策略(见例如Maniatis等人,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold SpringHarbor Laboratory Press,第三版,Cold Spring Harbor,NY,2001)。在该方法中,为了制备如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子,尤其是如果核酸是mRNA形式的,可以体外转录对应的DNA分子。该DNA基质优选包括用于体外转录的适合的启动子例如T7或SP6启动子和用于体外转录的终止信号,之后是待制备的核酸分子例如mRNA的期望的核苷酸序列。形成令人感兴趣的至少一种RNA的基质的DNA分子可以通过发酵扩增来制备,并随后分离作为可以在细菌中复制的质粒的一部分。可以提及的适合用于本发明的质粒例如是质粒pT7Ts(GenBank编号U26404;Lai等人,Development1995,121:2349到2360)、
Figure BDA00002761887300521
系列例如
Figure BDA00002761887300522
-1(GenBank编号X65300;来自Promega)和pSP64(GenBank编号X65327);还参见Mezei和Storts,Purification of PCR Products,in:Griffin and Griffin(ed.),PCR Technology:Current Innovation,CRC Press,BocaRaton,FL,2001。
如本文定义的根据本发明使用的核酸分子可以利用现有技术公知的任意方法来制备,包括合成方法例如固相合成、以及体外方法例如体外转录反应。
根据另一尤其优选的方面,如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子可以附加地或作为选择编码分泌信号肽,尤其是如果核酸是编码核酸分子的形式。该信号肽是典型地显示长度为约15至30个氨基酸并优选定位于编码肽的N-末端的序列,但不限于此。本文定义的信号肽优选允许将由本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的蛋白质或肽转运至限定的细胞区室中,优选细胞表面、内质网(ER)或胞内-溶酶体区室,尤其是如果核酸是mRNA形式的。如本文定义的分泌信号肽序列的实例包括但不限于,经典或非经典的MHC分子的信号序列(例如MHC I和MHC II分子的信号序列,例如MHC I类分子HLA-A*0201的信号序列)、如本文定义的细胞因子或免疫球蛋白的信号序列、如本文定义的免疫球蛋白或抗体的恒定链的信号序列、Lamp1的信号序列、Tapasin的信号序列、Erp57的信号序列、钙网蛋白的信号序列、钙联结蛋白的信号序列、和其他膜相关蛋白质的信号序列,或与内质网(ER)或胞内-溶酶体区室相关的蛋白质的信号序列。尤其优选,根据本发明可以使用MHC I类分子HLA-A*0201的信号序列。
任意上述修饰可以应用于如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的核酸分子,和另外应用于本发明上下文中使用的任意核酸,并且如果适合或必需的话,可以以任意组合互相组合,只要这些修饰的组合在各自核酸中不互相干扰。本领域技术人员将能够相应地进行其选择。
如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子以及通过该核酸分子编码的蛋白质或肽可以包括这些序列的片段或变体。该片段或变体可以典型地包括序列,如果通过至少一个核酸分子编码,该序列或者在核酸水平上或在氨基酸水平上与前面提到的核酸之一具有或者与蛋白质或肽或序列之一具有至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、优选至少70%、更优选至少80%、同样更优选至少85%、甚至更优选至少90%、和最优选至少95%或者97%、98%或99%的序列一致性,至整个野生型序列。
本发明上下文中的蛋白质或肽的“片段”(通过如本文定义的核酸分子编码)可以包括如本文定义的蛋白质或肽的序列,它对于其氨基酸序列(或其编码的氨基酸分子)来说,与原始(天然)蛋白质的氨基酸序列(或其编码氨基酸分子)相比是N-封端、C-封端和/或序列内截断的(intrasequentially truncated)。该截断体因此可以以氨基酸水平或对应地在核酸水平上出现。与如本文定义的该片段的序列一致性因此可以优选涉及如本文定义的整个蛋白质或肽,或者涉及该蛋白质或肽的整个(编码)核酸分子。同样地,本发明上下文中的核酸的“片段”可以包括如本文定义的核酸的序列,它对于其核酸分子来说,与原始(天然)核酸分子的核酸分子相比是5’-、3’-和/或序列内截断的。与如本文定义的该片段的序列一致性因此可以优选涉及如本文定义的整个核酸。
本发明上下文中的蛋白质或肽的片段(例如通过本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的)可以另外包括如本文定义的蛋白质或肽的序列,其长度为约6至约20或者甚至更多个氨基酸,例如通过MHC I类分子加工(processed)和呈递的片段,优选长度为约8至约10个氨基酸,例如8、9或10(或者甚至6、7、11或12个氨基酸),或者通过MHC II类分子加工和呈递的片段,优选长度为约13或更多个氨基酸,例如13、14、15、16、17、18、19、20或更多个氨基酸,其中这些片段可以选自氨基酸序列的任意部分。这些片段典型地通过T细胞以由肽片段和MHC分子构成的复合物形式来识别,即该片段典型地不以其天然形式识别。
如本文定义的蛋白质或肽的片段(例如通过本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的)还可以包括这些蛋白质或肽的表位。在本发明的上下文中表位(也称为“抗原决定簇”)典型地是定位于如本文定义的(天然)蛋白质或肽的外表面上的片段,优选具有5至15个氨基酸、更优选具有5至12个氨基酸、甚至更优选具有6至9个氨基酸,其可以通过抗体或B-细胞受体来识别,即它们的天然形式。蛋白质或肽的该表位可以另外选自该蛋白质或肽的本文提到的任意变体。在上下文中,抗原决定簇可以是构象的或间断的表位,其由在如本文定义的蛋白质或肽的氨基酸序列中是间断的但在三维结构中聚集在一起的如本文定义的蛋白质或肽的区段构成,或者抗原决定簇可以是由单个多肽链构成的连续的或线性的表位。
本发明上下文中定义的蛋白质或肽的“变体”(例如通过如本文定义的核酸编码的)可以通过本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码。因此,可以产生蛋白质或肽,其在一个或更多个突变中具有不同于原始序列的氨基酸序列,例如一个或更多个取代、插入和/或缺失的氨基酸。优选地,这些片段和/或变体具有与全长的天然蛋白质相比相同的生物功能或特异性活性,例如其特异性抗原特性。
本发明范围内定义的蛋白质或肽的“变体”(例如通过如本文定义的核酸编码的)可以包括与它们的幼稚,即生理学上不成熟的序列相比保守的氨基酸取代。那些氨基酸序列以及它们的编码核苷酸序列尤其是在如本文定义的术语变体的范围内。其中来源于相同类别的氨基酸互相交换的取代称为保守性取代。特别是存在氨基酸,其具有脂肪族侧链、带正电或带负电的侧链、在侧链的芳香族基团,或者存在氨基酸,其侧链可以成为氢桥,例如具有羟基功能的侧链。这表示,例如具有极性侧链的氨基酸被具有同样极性的侧链的另一氨基酸代替,或者例如,通过亲水侧链表征的氨基酸被具有同样亲水侧链的另一氨基酸代替,(例如丝氨酸(苏氨酸)被苏氨酸(丝氨酸)代替或亮氨酸(异亮氨酸)被异亮氨酸(亮氨酸)代替)。尤其是在不对三维结构修饰或不影响结合区域的那些序列位置可以插入和取代。可以例如使用CD光谱(圆二色谱)容易地确定通过插入或缺失对三维结构的修饰(Urry,1985,Absorption,Circular Dichroism andORD of Polypeptides,in:Modern Physical Methods in Biochemistry,Neuberger等人(ed.),Elsevier,Amsterdam)。
此外,可以通过本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子编码的如本文定义的蛋白质或肽的变体,还可以包括那些序列,其中核酸的核苷酸根据遗传密码的变性来交换,而不导致蛋白质或肽的各个氨基酸序列的改变,即氨基酸序列或其至少一部分可以在上述含义中在一个或多个突变中与原始序列一致。
为了确定两种序列一致的百分比,例如本文定义的核酸序列或氨基酸序列,优选通过如本文定义的聚合物载体的核酸序列编码的氨基酸序列或氨基酸序列自身,为了随后互相比较可以对序列进行排列。所以,例如第一序列的位置可以与第二序列的相应位置进行比较。如果第一序列中的位置被与第二序列的位置的情况下相同的成分占据,则两个序列在该位置是一致的。如果不是这样的情况,则序列在这个位置不一致。如果与第一序列相比,在第二序列中出现插入,可以在第一序列中插入空位以允许进行另外的排列。如果与第一序列相比,在第二序列中出现缺失,则在第二序列中可以插入空位以允许进行另外的排列。那么两个序列一致的百分比是一致的位置的数目除以只占据一个序列的包括这些位置的位置总数的函数。可以使用数学算法确定两个序列一致的百分比。优选的但非限制的可以使用的数学算法的实例是Karlin等人(1993),PNAS USA,90:5873-5877或Altschul等人(1997),Nucleic Acids Res.,25:3389-3402的算法。该算法整合进BLAST程序。通过该程序在某种程度上可以确认与本发明的序列一致的序列。
在本发明的聚合物载体运载物复合物中,如本文定义的聚合物载体的阳离子成分和核酸运载物典型地以约1至约10000的摩尔比提供,优选以约5至约5000的摩尔比提供,更优选以约10至约2500的摩尔比提供,甚至更优选以约25至约2000的摩尔比提供,和最优选以聚合物载体与核酸的约25至约1000的摩尔比提供。
此外,在本发明的聚合物载体运载物复合物中,如本文定义的聚合物载体的阳离子成分和核酸运载物优选以至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.75、1、1.5或2的N/P比提供。优选地,N/P比在约0.1、0.3、0.4、0.5、0.75、1.0、1.5或2至20的范围内,优选在约0.2(0.5或0.75或1.0)至12的范围内,甚至更优选N/P比为约0.4(0.75或1.0)至10。上下文中,N/P比是聚合物载体的阳离子(侧链)成分或聚合物载体自身的离子电荷的度量。尤其是,如果阳离子成分的阳离子特性是由(氨基酸侧链的)氮产生的,则N/P比表达了核苷酸骨架中碱性氮原子与磷酸盐残基的比率,这考虑到了聚合物载体的阳离子成分中(侧链)氮原子贡献正电荷和核酸的磷酸盐骨架的磷酸盐贡献负电荷。在实施例中给出公式。N/P比定义为整个本发明的聚合物载体运载物复合物的氮/磷酸盐比率(N/P比)。这典型地说明了聚合物载体中阳离子成分的含量/量,和是本发明的聚合物载体运载物复合物中结合或复合的核酸的含量/量的特征。可以在下面的基础上计算,例如1μgRNA典型地包含约3nmol磷酸盐残基,只要RNA显示出碱基的统计学分布。此外,1nmol肽典型地包含约x nmol氮残基,取决于分子量和其(阳离子)氨基酸的数目。
上下文中,优选以至少为约1的N/P比,或优选在约1至约20的范围内的N/P比提供本发明的聚合物载体运载物复合物、如本文定义的聚合物载体的阳离子成分和核酸运载物,用于体外转染目的。
如果编码蛋白质的表达或编码核酸例如核酸运载物的mRNA或siRNA的转录用于治疗目的(体内应用),则优选至少0.1(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)的N/P比,优选约0.1(0.2、0.3、0.4、0.5或0.6)至1.5的N/P比。甚至更优选在0.2至0.9范围内的N/P比,或在0.5至0.9范围内的N/P比。在使用本发明的聚合物载体运载物复合物用于(体内)免疫刺激例如作为免疫刺激剂或佐剂(用于诱导固有免疫反应的目的)的情况下,优选约0.1至20的N/P比,尤其是0.1至5或0.1至1.5的N/P比。
在打算使用本发明的聚合物载体运载物复合物作为(体内)免疫刺激剂或佐剂进行IFN-α的诱导的特殊情况下,优选以至少为0.1(0.2、0.3、0.4、0.5或0.6)的N/P比或优选0.1至1范围内的N/P比,或者更优选N/P比范围为0.2至0.9或N/P比范围为0.5至0.9。否则,如果打算使用本发明的聚合物载体运载物复合物作为(体内)免疫刺激剂或佐剂进行TNFα的诱导,则尤其优选1至20的N/P比。
N/P比率显著影响所得到的本发明聚合物载体运载物复合物的表面电荷。因此优选所得到的本发明聚合物载体运载物复合物用于体外转染目的是带正电荷的和用于体内转染目的是带负电荷的,特别是如果打算进行编码的蛋白质的表达或核酸运载物的编码核酸的转录。所得到的本发明聚合物载体运载物复合物的表面电荷可以如ζ电位指示的,其可以利用Zetasizer Nano(Malvern Instruments,英国马尔文)通过多普勒电泳法测量。
本发明还提供制备如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的方法,所述方法包括下列步骤:
a)提供至少一种如本文定义的阳离子蛋白质或肽,和/或至少一种如本文定义的阳离子或多阳离子聚合物以及任选的至少一种氨基酸成分(AA),每种都包含至少一个-SH部分,
b)提供至少一种如本文定义的核酸分子,优选以前面提到的比率,
c)将步骤a)和b)中提供的成分混合,优选在如本文定义的碱性或中性环境中,优选存在氧或如本文定义的其他启始剂,优选在如本文定义的pH、温度和时间下,并由此缩合和因此使步骤a)中提供的阳离子成分经由二硫键互相聚合(在缩聚或多缩合反应中),以获得聚合物载体和将步骤b)中提供的核酸分子与步骤a)中提供的阳离子成分复合,
d)任选地纯化根据步骤c)获得的本发明的聚合物载体运载物复合物,优选使用如本文定义的方法,
e)任选地将根据步骤c)或d)获得的本发明的聚合物载体运载物复合物冻干。
制备如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的方法包括经由离析物例如如本文所定义的阳离子肽或聚合物以及任选的另外的氨基酸成分(AA)的-SH部分在步骤c)中的多步缩聚或多缩合反应。与核酸分子的复合或静电结合同时发生的缩聚或多缩合反应优选导致本发明的聚合物载体运载物复合物,其中聚合物载体是缩合聚合物,其中单个成分通过二硫键连接。
如本文定义的,在制备本发明的聚合物载体运载物复合物的本发明方法的步骤a)中,优选以前面指出的比率,提供至少一种如本文定义的阳离子或多阳离子蛋白质或肽,和/或至少一种如本文定义的阳离子或多阳离子聚合物。在步骤c)中将这些成分与步骤b)中提供的核酸分子混合,优选在如本文定义的碱性或中性环境中,优选存在氧或如本文定义的其他启始剂,优选在如本文定义的pH、温度和时间下,并由此缩合和因此使这些成分经由二硫键互相聚合(在缩聚或多缩合反应中),以获得如本文定义的复合至核酸分子的聚合物载体。
根据替代方案,在制备本发明聚合物载体运载物复合物的本发明方法的步骤a)中,如本文定义地提供至少一种阳离子或多阳离子蛋白质或肽和/或至少一种阳离子或多阳离子聚合物,以及任选地至少一种氨基酸成分(AA),并且在加入步骤b)的核酸之前但是使用步骤c)列出的相同的聚合物条件用于缩聚或多缩合和复合反应。随后在步骤c)中将步骤b)的聚合的聚合物载体和核酸混合。优选地,以前面指出的比率提供所有成分并混合,优选在如本文定义的碱性或中性环境中,优选存在氧或如本文定义的其他启始剂,优选在如本文定义的pH、温度和时间下。在混合和开始反应时,所有成分缩合并因此经由二硫键互相聚合(在缩聚或多缩合反应中),以获得如本文定义的复合至核酸分子的聚合物载体。
在上述两个选择中,不同的聚合物载体,尤其是不同的肽和/或不同的聚合物可以在如前面指出的缩聚反应中选择。上下文中,聚合物载体的不同成分的选择典型地取决于最终的聚合物载体的期望特性和最终的聚合物载体的期望阳离子强度。由此,阳离子成分的含量可以另外被“稀释”,或在步骤a)的上述选择中例如通过优选以如上定义的比率引入如本文定义的氨基酸成分(AA)来修饰。由此可以获得经修饰的聚合物载体,其中未修饰的聚合物载体的阳离子特征典型地保持如本文定义的限制。最终聚合物载体的特性因此可以通过在步骤a)中插入如本文定义的氨基酸成分(AA)用成分(AA)的特性来调节。
在步骤c)中,至少一种如本文定义的阳离子或多阳离子蛋白质或肽,和/或至少一种如本文定义的阳离子或多阳离子聚合物,以及任选地至少一种氨基酸成分(AA)和至少一种如本文定义的核酸,优选包含在制备本发明聚合物载体运载物复合物的本发明方法的步骤a)中的碱性或中性介质中。该碱性或中性介质典型地显示出pH范围为约5至约10,优选pH范围为约6至约9,更优选pH范围为约7至约8,例如约6.5、7、7.5、8、8.5或9或选自这些或前面提到的值中任意两个的任意范围。
此外,步骤c)中溶液的温度优选在约5℃至约60℃的范围内,更优选在约15℃至约40℃的范围内,甚至更优选在约20℃至约30℃的范围内,最优选在约20℃至约25℃的范围内,例如约25℃。
在本发明的制备如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的方法的步骤c)中,可以适当地使用缓冲剂。优选的缓冲剂可以包括但不限于,碳酸盐缓冲剂、硼酸盐缓冲剂、二甘氨酸缓冲剂、CHES缓冲剂、CAPS缓冲剂、包含乙醇胺的缓冲剂、HEPES、MOPS缓冲剂、磷酸盐缓冲剂、PIPES缓冲剂、Tris缓冲剂、两性离子(Tricine)缓冲剂、TAPS缓冲剂和/或TES缓冲剂作为缓冲剂。尤其优选碳酸盐缓冲剂。
在混合成分时,优选存在氧气,优选存在如本文定义的碱性或中性介质,开始缩聚或多缩合反应以及至少一种核酸分子的复合。为此目的,步骤c)中的混合物优选暴露于氧或者可以使用其他启始剂启动,例如催化量的氧化剂如DMSO等。在至少一种阳离子或多阳离子蛋白质或肽和/或至少一种阳离子或多阳离子聚合物以及任选地至少一种如本文定义的氨基酸成分(AA)的缩聚或多缩合反应开始时,它们经由二硫键互相缩合并因此聚合(缩聚或多缩合)。在该反应步骤a)中,优选利用具有至少一个反应性-SH部分的单体产生线性聚合物,该单体为如本文定义的至少一种阳离子或多阳离子蛋白质或肽和/或至少一种阳离子或多阳离子聚合物以及任选地至少一种氨基酸成分(AA),每种成分显示至少一个如本文定义的游离的-SH部分,例如在它们的末端。但是,可以使用具有超过一个、优选两个游离的-SH部分的成分,其可以导致分支的聚合物。在聚合反应同时,阳离子聚合物结合至至少一个核酸分子并由此与其复合。
根据一个选择,本发明的聚合物载体运载物复合物可以附加地用如本文定义的成分(AA)来修饰。
根据第一实例,成分(AA)(例如配体)在步骤a)中提供阳离子成分之前经由如本文定义的任意功能部分例如-SH部分连接至阳离子成分。该成分(AA)或(例如配体)优选在这些成分的一个末端连接至阳离子成分。如果经由-SH键进行连接,则阳离子成分优选由两个(或甚至更多个)-SH部分来提供。成分(AA)或(例如配体)优选仅携带一个-SH部分。在这种情况下,优选在第一步骤中用本领域公知的保护基团保护阳离子成分的一个-SH部分。随后,阳离子成分可以结合至成分L,以经由未保护的-SH部分形成第一二硫键。阳离子成分的受保护的-SH部分然后典型地被去保护用于进一步的反应。
作为替代方案,上述成分(AA)或(例如配体)可以用在步骤c)中以与之前步骤a)中提供的阳离子成分例如经由二硫键偶联,并且不封闭游离的-SH部分。但在这点上,本领域技术人员公知的或如本文定义的所有方法都可以用于将成分(AA)连接至阳离子成分或连接至聚合物载体。
作为替代方案,成分(AA)或(例如配体)可以在步骤c)后经由如本文定义的任意功能性部分例如-SH部分结合至本发明的聚合物载体运载物复合物。在这点上,优选成分(AA)(例如配体)经由聚合物载体成分的游离-SH部分结合。
根据本发明的制备如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物的方法的步骤c),至少一种如本文定义的核酸分子与步骤b)中提供的阳离子成分混合,优选以上面提到的比率。典型地,在本发明的聚合物载体运载物复合物中,如本文定义的阳离子成分和至少一种核酸分子以约5至约10000的摩尔比提供,优选以约5至约5000的摩尔比提供,更优选以约10至约2500的摩尔比提供,甚至更优选以阳离子与核酸的约10至约1000的摩尔比提供。N/P比优选如前面表明的。在这点上,尤其优选选择N/P比从而避免体内的凝聚和毒性。
在特殊的实施方案中,如上定义的不包括-SH部分的(AA)成分可以在步骤c)中加入,从而引入本发明的聚合物载体运载物复合物中,而不用通过(末端的)-SH部分的聚合。因此这些(AA)成分典型地不是共价连接的并且非共价地包括在本发明的复合物中作为其他成分。
根据如本文定义的制备本发明的聚合物载体运载物复合物的方法的另外的步骤d),任选地将根据步骤c)获得的本发明的聚合物载体运载物复合物纯化。纯化可以通过使用色谱方法例如HPLC、FPLC、GPS、透析等进行。
根据如本文定义的制备本发明的聚合物载体运载物复合物的方法的另外的步骤e),任选地将根据步骤c)或d)获得的本发明的聚合物载体运载物复合物冻干。为此目的,可以将任意适合的低温保护剂或冻干保护剂加入步骤c)或d)中获得的本发明的聚合物载体运载物复合物。
如本文定义的制备本发明的聚合物载体运载物复合物的方法尤其适合于适应期望的本发明聚合物载体运载物复合物的化学特性,这是由于对聚合物载体的成分的特定选择从而避免了体内的凝聚和毒性。
根据另一实施方案,本发明还提供用于转染细胞、组织或有机体的方法,从而施加或施用本发明的聚合物载体运载物复合物,尤其用于治疗目的。上下文中,典型地在如上描述的制备本发明的聚合物载体运载物复合物之后,优选将本发明的聚合物载体运载物复合物施用于细胞、组织或有机体,优选以自身的形式或作为本文描述的药物组合物或疫苗,更优选地使用本文描述的任意施用模式。转染细胞的方法可以体外、体内或间接体内实施。
同样,根据另一实施方案,本发明还涉及本发明的聚合物载体运载物复合物的用途,尤其用于治疗目的,用于转染细胞、组织或有机体,从而将如上所述的本发明的聚合物载体运载物复合物施加或施用至细胞、组织或有机体,优选以自身的形式或作为如本文描述的药物组合物或疫苗,更优选地使用如本文描述的任意施用模式。施用可以体外、体内或间接体内进行。
由此,在尤其优选的实施方案中,本发明还提供药物组合物,其包括通过如本文定义的核酸运载物和如本文定义的聚合物载体形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。药物组合物任选地包括药学上可接受的载体和/或赋形剂。
作为第一组分,本发明的药物组合物包括通过如本文定义的核酸运载物和聚合物载体(以及任选地(AA)成分)形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。
作为第二组分,本发明的药物组合物可以包括至少一种另外的药学上活性的成分。在这点上,药学上活性的成分是对治愈、改善或预防特殊适应症有治疗效果的化合物,该适应症优选癌症疾病、自身免疫性疾病、过敏或传染病。该化合物包括但不限于,肽或蛋白质、优选如本文定义的肽或蛋白质,核酸、优选如本文定义的核酸,(治疗活性的)小分子量有机或无机化合物(分子量小于5000,优选小于1000),糖,抗原或抗体、优选如本文定义的抗原或抗体,现有技术中公知的治疗剂,抗原细胞,抗原细胞碎片,细胞片段;细胞壁成分(例如多糖),经修饰、减弱或灭活(例如化学地或通过辐射)的病原体(病毒、细菌等),佐剂、优选如本文定义的佐剂等。
此外,本发明的药物组合物可以包括药学上可接受的载体和/或赋形剂。在本发明的上下文中,药学上可接受的载体典型地包括本发明的药物组合物的液体或非液体基础。如果本发明的药物组合物以液体形式提供,则载体会典型地是无热原的水;等渗盐水或缓冲(水)溶液例如磷酸盐、柠檬酸盐等缓冲溶液。注射缓冲剂对特定参考介质可以是高渗的、等渗的或低渗的,即缓冲剂可以具有比特定参考介质更高的、相同的或更低的盐含量,其中优选可以使用前面提到的盐的这种浓度,由于渗透性或其他浓度效应不会导致细胞损伤。参考介质例如是“体内”方法中出现的液体,例如血液、淋巴液、细胞质液体或其他体液,或者例如是可以用作“体外”方法中参考介质的液体,例如常见的缓冲剂或液体。该常见的缓冲剂或液体对本领域技术人员是公知的。林格氏乳酸(Ringer-Lactate)溶液尤其优选作为液体基础。
然而,一种或更多种相容的固体或液体填充物或稀释剂或封装化合物也可以用于本发明的药物组合物,该药物组合物适合施用于待治疗的患者。此处使用的术语“相容的”表示本发明的药物组合物的这些组成成分能够与如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物以这样的方式混合,使得在典型使用条件下不发生可能实质上降低本发明的药物组合物的药效的相互作用。药学上可接受的载体、填充物和稀释剂当然必须具有充分高的纯度和充分低的毒性,使得它们适合施用于待治疗的患者。一些可以用作药学上可接受的载体、填充物或其组成成分的化合物的实例是糖类例如乳糖、葡萄糖和蔗糖;淀粉例如玉米淀粉或土豆淀粉;纤维素及其衍生物例如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、醋酸纤维素;粉状西黄蓍胶;麦芽;明胶;牛脂;固体助流剂例如硬脂酸、硬脂酸镁;硫酸钙;植物油例如花生油、棉籽油、芝麻油、橄榄油、玉米油和来自可可属的油;多元醇例如聚丙二醇、丙三醇、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇;藻酸。
根据具体的方面,本发明的药物组合物可以包括(另外的)佐剂。上下文中,佐剂可以理解为适合引发或增加固有免疫系统的免疫反应即非特异性免疫反应的任意化合物。换句话说,当施用时,由于其中任选地包含的佐剂,本发明的药物组合物典型地引起固有免疫反应。该佐剂可以选自技术人员公知的并适合本发明情况的即支持哺乳动物中固有免疫反应的诱导的任意佐剂。
本发明的药物组合物可以口服施用、肠胃外施用、通过雾化吸入施用、局部施用、直肠施用、鼻腔施用、口腔施用、阴道施用或经由植入的贮器施用。本文使用的术语“肠胃外”包括皮下、静脉内、肌肉内、关节内、淋巴结内、滑膜内、胸骨内、鞘内、肝内、病灶内、颅内、经皮、皮肤内、肺内、腹膜内、心脏内、动脉内和舌下注射或灌注技术。
优选地,本发明的药物组合物可以通过肠胃外注射施用,更优选地通过皮下、静脉内、肌肉内、关节内、淋巴结内、滑膜内、胸骨内、鞘内、肝内、病灶内、颅内、经皮、皮肤内、肺内、腹膜内、心脏内、动脉内和舌下注射或经由灌注技术施用。尤其优选皮肤内和肌肉内注射。本发明的药物组合物的可注射的无菌形式可以是水或油的悬浮液。这些悬浮液可以根据现有技术中公知的技术配制,使用适当的分散剂或润湿剂和悬浮剂。可注射的无菌制剂还可以是在无毒的肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中的可注射的无菌溶液或悬浮液,例如为1,3-丁二醇中的溶液。可以使用的可接受的赋形剂和溶剂是水、林格氏(Ringer)溶液和等渗的氯化钠溶液。另外,无菌的固定油通常被用作溶剂或悬浮介质。为此目的,可以使用任意温和的固定油,包括合成的甘油单酯或甘油二酯。脂肪酸例如油酸及其甘油酯衍生物在可注射制剂中是有用的,同样的是天然的药学上可接受的油,例如橄榄油或蓖麻油,尤其是其多氧乙基化形式。这些油溶液或悬浮液还可以包含长链的醇稀释剂或分散剂,例如羧甲基纤维素或类似的分散剂,它们通常用在药学上可接受的剂型(包括乳剂和悬浮剂)的配制中。其他常用的表面活性剂,例如Tween、Span和其他乳化剂或通常用在制备药学上可接受的固体、液体或其他剂型中的生物有效性增强剂也可以用于配制本发明的药物组合物的目的。
如本文定义的本发明的药物组合物还可以以任意口服可接受的剂型口服施用,该剂型包括但不限于胶囊、片剂、水悬浮液或溶液。在口服使用的片剂情况下,通常使用的载体包括乳糖和玉米淀粉。典型地还加入润滑剂例如硬脂酸镁。对于胶囊形式的口服施用,有用的稀释剂包括乳糖和干燥的玉米淀粉。当需要口服使用水悬浮液时,活性成分,即本发明的聚合物载体运载物复合物与乳化剂和悬浮剂结合。如果期望的话,还可以加入特定的甜味剂、风味剂或着色剂。
本发明的药物组合物还可以局部施用,尤其是在治疗目标包括通过局部施用容易达到的区域或器官时,例如包括皮肤疾病或任意其他可达到的上皮组织的疾病。对于这些区域或器官的每一个,易于制备适合的局部制剂。用于局部施加,本发明的药物组合物可以配制成适合的药膏,包含悬浮或熔解在一种或更多种载体中的本发明的聚合物载体运载物复合物。用于局部施用的载体包括但不限于矿物油、液体石蜡、白石蜡脂、丙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷化合物、乳化蜡和水。作为替代方案,本发明的药物组合物可以配制成适当的洗剂或霜。在本发明的上下文中,适合的载体包括但不限于矿物油、单硬脂酸山梨醇酯、聚山梨醇酯60、十六醇酯蜡、鲸蜡硬脂醇、2-辛基十二醇、苄基醇和水。
本发明的药物组合物典型地包括“安全和有效量”的本发明的药物组合物的成分,尤其是如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物或这样的核酸。如本文使用的,“安全和有效量”表示本发明的聚合物载体运载物复合物的量足以显著地诱导如本文定义的疾病或病症的积极改变。但是同时,“安全和有效量”小到足以避免严重的副作用并允许优势与风险之间的敏感关系。这些限制的确定典型地在敏感的医疗判定的范围内。本发明的药物组合物的成分尤其是如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的“安全和有效量”另外根据待治疗的特殊症状而改变,并且还随下列条件而改变:待治疗的患者的年龄和身体状况、体重、一般健康、性别、饮食、施用时间、排泄率、药物联用、本发明的聚合物载体运载物复合物的活性、症状的严重性、治疗持续时间、辅助治疗的性质、所用的特殊药学上可接受的载体的性质、在陪同医生的知识和经验范围内的其他因素。本发明的药物组合物可以用于人以及用于兽医目的,优选用于人类医疗目的,通常作为药物组合物或作为疫苗、免疫刺激剂或佐剂。
根据尤其优选的实施方案,本发明的药物组合物(或本发明的聚合物载体运载物复合物)可以作为免疫刺激剂提供或使用。上下文中,本发明的药物组合物优选如上定义的。更优选地,优选包含在药物组合物中的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸典型地是如本文定义的免疫刺激核酸,例如CpG-DNA或免疫刺激RNA(isRNA)。作为选择或附加地,优选包含在药物组合物中的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸是如本文定义的编码核酸,优选cDNA或mRNA,更优选编码如本文定义的佐剂蛋白质。
在特殊的实施方案中,在上下文中,优选佐剂蛋白质是本发明的聚合物载体运载物复合物的成分,且优选是聚合物载体的成分。
根据甚至更优选的实施方案,本发明的药物组合物(或本发明的聚合物载体运载物复合物)可以作为佐剂提供或使用。上下文中,佐剂优选定义为上述本发明的药物组合物。更优选地,包含在佐剂中的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸典型地是如本文定义的免疫刺激核酸,例如CpG-DNA或免疫刺激RNA(isRNA)。作为选择或附加地,优选包含在佐剂中的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸是如本文定义的编码核酸,优选cDNA或mRNA,更优选编码优选如本文定义的佐剂蛋白质。优选包含在佐剂中的本发明的聚合物载体运载物复合物典型地引发待治疗患者的固有免疫反应。该佐剂可以用在任意伴随治疗中,用任意公知的疫苗或任意其他(公知的)治疗剂,优选在施用主要治疗之前、同时或之后,在施用其他(公知的)疫苗或(公知的)其他治疗剂之前、同时或之后。
如本文定义的作为佐剂提供或施用的本发明的聚合物载体运载物复合物或本发明的药物组合物优选能够引发非抗原特异性的(固有)免疫反应(由固有免疫系统提供),优选以免疫刺激方式。免疫反应一般可以由各种方式引起。适合的免疫反应的重要因素是不同T细胞亚群的刺激。T-淋巴细胞典型地分化成两个亚群,T-辅助性1(Th1)细胞和T-辅助性2(Th2)细胞,利用它们免疫系统能够破坏细胞内(Th1)和细胞外(Th2)病原体(例如,抗原)。两个Th细胞群在由它们产生的效应器蛋白(细胞因子)的模式上不同。因此,Th1细胞通过巨噬细胞和细胞毒性T-细胞的激活来辅助细胞免疫反应。另一方面,Th2细胞通过转换进入浆细胞的B-细胞的刺激和通过抗体(例如抗抗原)的形成来促进体液免疫反应。Th1/Th2比率因此在免疫反应中非常重要。与本发明相关,免疫反应的Th1/Th2比率优选通过免疫刺激剂即本发明的聚合物载体运载物复合物在朝着细胞反应的方向移动,也就是说Th1反应的方向移动,并由此诱导占优势的细胞免疫反应。如上定义的,本发明的聚合物载体运载物复合物自身施加非特异性固有免疫反应,允许本发明的聚合物载体运载物复合物自身用作免疫刺激剂(不添加其他药学活性成分)。如果与其他药学活性成分、优选特异性免疫原成分、优选抗原一起施用,本发明的核酸作为支持通过其他药学活性成分例如抗原引起的特异性适应性免疫反应的佐剂。
本发明的化合物或本发明的复合物的(固有)免疫刺激能力或佐剂能力的确定:
为了确定本发明的化合物或本发明的复合物的免疫刺激能力,可以使用现有技术公知的几种方法。例如体外方法对于就化合物诱导细胞因子的能力来筛选化合物是有利的,该细胞因子是固有免疫系统的(专有的或至少典型的)一部分并由此(作为免疫系统的附加装备)典型地改善由抗原引起的抗原特异性免疫反应的诱导。为此目的,例如PBMC可以从血样中分离,并且用特殊的化合物或复合物刺激。在培养之后,通过ELISA确定典型地是固有免疫系统(且不是抗原特异性免疫系统)一部分的期望的细胞因子(例如作为PAMP受体的活化的反应)的分泌。这些选定的细胞因子可以在用在现有技术中作为诱导体内固有免疫反应的决定因素。在这点上,优选测量TNF-α和IFN-α的分泌来确定由化合物或复合物引起的非特异性(固有)免疫反应。特别地,IFN-α在病毒感染之后非特异性免疫反应的诱导中起到重要作用。由此,尤其优选应该通过筛选试验识别的免疫刺激化合物或复合物诱导例如IFN-α的分泌。该化合物或复合物随后可以应用于作为疫苗接种治疗中的免疫刺激剂(引发非特异性(固有)免疫反应)。
IFN-α是I型干扰素家族的一部分。I型干扰素(IFN)是多效性细胞因子,其主要用于支持抗病毒免疫反应。它们诱导病毒感染的细胞的凋亡和对病毒感染的细胞抗性,另外激活自然杀伤(NK)细胞和T细胞。I型干扰素对大量的细胞因子和趋化因子有作用,其内在活性影响免疫细胞成熟、归巢、效应子功能和凋亡。典型地,IFN-α/β的主要作用是诱导影响包括细胞因子的其他媒介物的生产和调整的启动状态。例如,IFN-α/β信号通过树突细胞(DC)和T细胞上调IFN-γ生产,并因此有利于Th1细胞的诱导和维持。一旦使用蛋白质或肽疫苗,则免疫反应向Th1免疫反应方向的移动可以变得重要,因为这些疫苗通常诱导结果是防止细胞毒性T细胞的诱导的基于Th2的免疫反应。
因此,优选的是用作佐剂的化合物或复合物可以优选具有使得通过疫苗引起的抗原特异性免疫反应向基于Th1的免疫反应移动的特性。通过疫苗诱导的免疫反应的方向通常通过确定抗原特异性抗体的几种亚型的诱导和抗原特异性细胞毒性CD8+T细胞的诱导来测量。上下文中,亚型抗体IgG1代表基于Th2的免疫反应的诱导和亚型抗体IgG2a的诱导,且细胞毒性T细胞的诱导代表基于Th1的免疫反应的诱导。由通过ELISA对疫苗接种者的血液中抗体滴度的测量来确定抗原特异性抗体的诱导。由通过ELISPOT测量的用抗原特异性肽刺激之后IFN-γ在脾细胞中的分泌来确定抗原特异性细胞毒性T细胞的诱导。上下文中,IFN-γ的分泌的诱导证实了:抗原特异性细胞毒性T细胞存在于脾脏中,其可以特异性攻击在其表面上呈现对MHC I分子的抗原表位的细胞。
因此,为了确定佐剂的有益特性而实施体内疫苗接种。于是可以发现,佐剂或免疫刺激化合物或复合物是否改善了由疫苗引起的抗原特异性免疫反应,另外,是否可以使抗原特异性免疫反应向着期望的方向移动以显示出佐剂特性。尤其是,在抗肿瘤免疫反应的诱导中,Th1移动的免疫反应的诱导,特别是细胞毒性T细胞的诱导起到主要作用,这是因为抗原特异性细胞毒性T细胞的诱导代表了成功抗击肿瘤的必不可少的先决条件。
由此,用于筛选实际上表现出作为免疫刺激剂和/或佐剂的特性的化合物或复合物的方法在本领域是众所周知的,并且可以容易地例如通过ELISA测试来应用,该ELISA测试测量由被测试的化合物/复合物引起的免疫反应。
根据另一个尤其优选的实施方案,本发明的药物组合物(或本发明的聚合物载体运载物复合物)可以作为疫苗提供或使用。
在上下文中,疫苗优选被定义为如以上公开的佐剂或本发明的药物组合物。更优选地,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸(优选包含在疫苗中)可以是如上定义的任意核酸,优选如本文定义的免疫刺激核酸,例如CpG-DNA或免疫刺激RNA(isRNA)。作为选择或附加地,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸(优选包含在疫苗中)是如本文定义的编码核酸,优选cDNA或mRNA,更优选编码佐剂蛋白质,优选如本文定义的。作为选择或附加地,本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸(优选包含在疫苗中)是如本文定义的编码核酸,优选cDNA或mRNA,更优选编码抗原,优选如本文定义的。此外,特别是如果本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸不编码抗原,则本发明的疫苗可以包含抗原,优选如本文定义的,或者作为蛋白质或肽或者由核酸编码,或抗原细胞,抗原细胞碎片,细胞片段;细胞壁成分(例如多糖),修饰的、稀释的或灭活的(例如化学地或通过辐射)病原体(病毒、细菌等)。
根据第一方面,如果将免疫刺激核酸用作本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸分子,则该本发明的疫苗典型地如本发明的佐剂一样构成并且优选地支持或引起待治疗患者的免疫系统的固有免疫反应。
根据第二方面,本发明的疫苗可以引起适应性免疫反应,优选地,如果如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物的核酸编码如本文定义的抗原,则适合引起适应性免疫反应。作为替代方案,该抗原可以是肽、蛋白质或表位形式的,或者可以作为编码所述抗原的附加核酸提供。抗原还可以是本发明的聚合物载体的成分,例如作为(AA)成分,如本文定义的。
本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂还可以包括如本文定义的用于本发明的药物组合物的药学上可接受的载体、佐剂和/或载体。在本发明的疫苗的特定上下文中,药学上可接受的载体的选择通过本发明疫苗的施用方式的原则来确定。本发明的疫苗例如可以全身或局部施用。全身施用的途径一般包括例如经皮、口服、肠胃外途径,包括皮下、静脉内、肌肉内、动脉内、皮肤内和腹膜内注射,和/或鼻内施用途径。局部施用的途径一般包括例如例如局部施用途径,还有皮肤内、经皮、皮下或肌肉内注射或病灶内、颅内、肺内、心脏内和舌下注射。更优选地,疫苗可以通过皮肤内、皮下或肌肉内途径施用。本发明的疫苗因此优选配制成液体(或有时固体)形式。待施用的本发明疫苗的适当量可以通过动物模型的途径试验来确定。该模型包括,但不暗示任何限制,兔子、绵羊、小鼠、大鼠、狗和非人类灵长类动物模型。用于注射的优选单位剂型包括无菌水溶液、生理盐水或它们的混合物。该溶液的pH应该调节至约7.4。用于注射的适当载体包括水凝胶、用于控释或缓释的设备、聚乳酸和胶原基质。用于局部应用的适当的药学上可接受的载体包括适合用在洗剂、霜、凝胶等中的那些。如果本发明的疫苗是待口服施用的,则优选单位剂型是片剂、和胶囊等。用于制备可以口服施用的单位剂型的药学上可接受载体在现有技术领域中是众所周知的。其选择取决于次要的考虑因素例如味道、价格和可贮存性,这些对本发明的目的不是关键性的,并且可以由本领域技术人员毫无困难地做出。
本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂可以附加地包含一种或更多种辅助物质,从而如果期望的话,以增加其免疫原性或免疫刺激能力。如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物与辅助物质的协同作用优选由此实现,该辅助物质可以任选地包含在如本文定义的本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂中。根据辅助物质的各种类型,在这方面可以考虑各种机制。例如,允许树突细胞(DC)的成熟的化合物例如脂多糖、TNF-α或CD40配体形成适当的辅助物质的第一类。一般来说,以“危险信号”(LPS、GP96等)的方式影响免疫系统的任意剂或细胞因子(例如GM-CFS)可以用作辅助物质,其允许以有针对性的方式增强和/或影响免疫反应。尤其优选的辅助物质是细胞因子,例如单核因子、淋巴因子、白介素或趋化因子,其进一步促进固有免疫反应,例如IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27、IL-28、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、INF-α、IFN-β、INF-γ、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、LT-β或TNF-α、生长因子例如hGH。
可以包括在本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂中的其他添加物是乳化剂例如
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润湿剂例如月桂基磺酸钠、着色剂、赋予风味剂、药物载体、成片剂、稳定剂、抗氧化剂、防腐剂。
本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂还可以附加包含任意其他化合物,由于其与人类Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10或与鼠科动物Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12或TLR13的结合亲合性(作为配体)而公知为免疫刺激的。
本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂还可以附加或作为选择地包含免疫刺激RNA,即来源于免疫刺激RNA的RNA,其引发或增加(固有)免疫反应。优选地,该免疫刺激RNA通常可以为如前面所定义的。
在这点上可以加入到本发明的疫苗、免疫刺激剂或佐剂中的另一类化合物可以是CpG核酸,尤其是CpG-RNA或CpG-DNA。CpG-RNA或CpG-DNA可以是单链的CpG-DNA(ss CpG-DNA)、双链的CpG-DNA(dsDNA)、单链的CpG-RNA(ss CpG-RNA)或双链的CpG-RNA(ds CpG-RNA).。CpG核酸优选处于CpG-RNA形式,更优选处于单链CpG-RNA(ss CpG-RNA)形式。CpG核酸优选包含至少一种或更多种(促有丝分裂)胞嘧啶/鸟嘌呤二核苷酸序列(CpG基序)。根据第一优选的替代方案,这些序列中包含的至少一个CpG基序,也就是说CpG基序的C(胞嘧啶)和G(鸟嘌呤)是非甲基化的。任选地包含在这些序列中的所有其他胞嘧啶或鸟嘌呤可以是甲基化的或非甲基化的。然而根据其他优选的替代方案,CpG基序的C(胞嘧啶)和G(鸟嘌呤)还可以以甲基化形式存在。
本发明另外提供如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物、包括其的本发明的药物组合物、本发明的免疫刺激剂或佐剂以及本发明的疫苗或包括其的试剂盒的几种应用和用途。
根据一个具体的实施方案,本发明涉及如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物作为药物的第一医药用途,优选作为免疫刺激剂、佐剂或疫苗或在基因治疗领域中。
根据另一个实施方案,本发明涉及如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物用于治疗如本文定义的疾病的第二医药用途,优选涉及如本文定义的本发明聚合物载体运载物复合物、包括其的药物组合物、疫苗、免疫刺激剂、佐剂或疫苗或者包括其的试剂盒在制备用于预防、治疗和/或改善如本文定义的各种疾病的药物中的用途,特别是预防、治疗和/或改善如本文定义的这些疾病。优选地,为此对需要的患者使用或施用药物组合物、免疫刺激剂、佐剂或疫苗。
优选地,本文提到的疾病选自癌症或肿瘤疾病、传染病优选(病毒、细菌或原生动物)传染病、自身免疫性疾病、过敏或过敏性疾病、单基因疾病即(遗传)疾病、或一般性遗传疾病、具有基因遗传背景的疾病和典型地由单基因缺损引起的并根据孟德尔(Mendel)定律遗传的疾病、心血管疾病、神经疾病或可以由本发明影响的任意疾病。
该疾病包括癌症或肿瘤疾病,优选选自黑色素瘤、恶性黑色素瘤、结肠癌、淋巴瘤、肉瘤、母细胞瘤、肾癌、胃肠道肿瘤、神经胶质瘤、前列腺肿瘤、膀胱癌、直肠肿瘤、胃癌、食道癌、胰腺癌、肝癌、乳腺癌(=乳癌)、子宫癌、子宫颈癌、急性髓细胞性白血病(AML)、急性淋巴细胞性白血病(ALL)、慢性髓性白血病(CML)、慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、肝细胞瘤、各种病毒诱导的肿瘤例如乳头状瘤病毒诱导的癌(如宫颈癌=宫颈癌症)、腺癌、疱疹病毒诱导的肿瘤(例如伯基特(Burkitt)淋巴瘤、EBV-诱导的B-细胞淋巴瘤)、乙肝诱导的肿瘤(肝细胞癌)、HTLV-1和HTLV-2诱导的淋巴瘤、听神经瘤、肺癌(=肺癌症=支气管癌)、小细胞肺癌、咽癌、肛门癌、神经胶母细胞瘤、直肠癌、星形细胞瘤、脑肿瘤、视网膜母细胞瘤、基底细胞瘤、脑转移瘤、髓母细胞瘤、阴道癌、胰脏癌、睾丸癌、霍奇金(Hodgkin)症、脑膜瘤、Schneeberger疾病、垂体瘤、蕈样肉芽肿、类癌、神经鞘瘤、眼睑鳞状细胞癌(spinalioma)、伯基特淋巴瘤、喉癌、肾癌、胸腺瘤、子宫体癌、骨癌、非霍奇金淋巴瘤、尿道癌、CUP综合征、头部/颈部肿瘤、少突胶质细胞瘤、外阴癌、肠道癌、结肠癌、食管癌症(=食道癌)、疣参与、小肠肿瘤、颅咽管瘤(craniopharyngeomas)、卵巢癌、生殖系统肿瘤、卵巢癌(卵巢癌症)、胰脏癌症(胰腺癌)、子宫内膜癌、肝转移、阴茎癌、舌癌、胆囊癌、白血病、浆细胞瘤、眼睑肿瘤、前列腺癌(=前列腺肿瘤)等。
根据本发明的另一特殊实施方案,如本文定义的疾病包括传染病,优选(病毒、细菌或原生动物)传染病。该传染病优选(病毒、细菌或原生动物)传染病典型地选自流行性感冒、疟疾、SARS、黄热病、艾滋病、莱姆疏螺旋体病、利什曼病、炭疽、脑膜炎、病毒性传染病如艾滋病、尖锐湿疣、空心疣、登革热、三日热、埃博拉病毒、感冒、初夏脑膜脑炎(FSME)、流行性感冒、带状疱疹、肝炎、疱疹单纯I型、疱疹单纯II型、带状疱疹、流行性感冒、日本脑炎、拉沙热、马尔堡病毒、麻疹、口蹄疫、单核细胞增多症、腮腺炎、诺沃克病毒感染、发否氏(Pfeiffer)腺热、天花、脊髓灰质炎(童年跛行)、假性哮喘(pseudo-croup)、第五病、狂犬病、疣、西尼罗河热、水痘、巨细胞病毒(CMV)、细菌感染性疾病如流产(前列腺炎症)、炭疽热、阑尾炎、疏螺旋体病、肉毒中毒、弯曲杆菌、沙眼衣原体(尿道口的炎症、结膜炎)、霍乱、白喉、杜诺凡士病、会厌炎、伤寒、气坏疽、淋病、兔热病、幽门螺旋杆菌、百日咳、淋巴肉芽肿、骨髓炎、军团病、麻风病、李斯特菌病、肺炎、脑膜炎、细菌性脑膜炎、炭疽、中耳炎、人型支原体、新生儿败血症(绒毛膜羊膜炎)、坏疽性口炎、副伤寒、瘟疫、莱特尔氏综合征、落基山斑疹热、副伤寒沙门氏菌、斑疹伤寒沙门氏菌、猩红热、梅毒、破伤风、tripper、恙虫病、肺结核、斑疹伤寒、阴道炎(霉菌性阴道炎)、软性下疳、和由寄生虫、原生动物或真菌引起的感染性疾病例如阿米巴病、血吸虫病、南美锥虫病、棘球绦虫、鱼绦虫、鱼中毒(鱼肉毒)、福克斯绦虫、香港脚、犬绦虫、念珠菌病、酵母真菌斑点、疥疮、皮肤利什曼病、蓝氏贾第鞭毛虫病(贾第鞭毛虫病)、虱子、疟疾、显微镜(microscopy)、盘尾丝虫病(河盲症)、真菌病、牛绦虫、血吸虫、猪绦虫、弓形虫病、滴虫病、锥虫病(昏睡病)、内脏利什曼病、尿片/尿布性皮炎或微型绦虫。
根据另一具体实施方案,如本文定义的疾病包括下面定义的自身免疫性疾病。根据各种疾病的主要临床病理特性,自身免疫性疾病可以宽泛地分为系统性或组织特异性或局部自身免疫性病症。自身免疫性疾病可以分为以下类别:全身综合征,包括全身性红斑狼疮(SLE)、干燥综合征,硬皮病,类风湿关节炎和多发性肌炎或当地综合征,这可能是内分泌(I型糖尿病(1型糖尿病),桥本氏甲状腺炎,阿狄森氏病等),皮肤病(寻常型天疱疮),血液系统(自身免疫性溶血性贫血),神经(多发性硬化症)或可能实际上涉及机体组织的任意圆形肿块。待处理的自身免疫性疾病可以选自I型自身免疫性疾病或II型自身免疫性疾病或III型自身免疫性疾病或IV型自身免疫性疾病,例如多发性硬化(MS),类风湿关节炎,糖尿病、I型糖尿病(1型糖尿病),慢性多关节炎,巴塞多氏病,自身免疫性形式的慢性肝炎,溃疡性结肠炎,I型过敏性疾病,II型过敏性疾病,III型过敏性疾病,IV型过敏性疾病,纤维肌痛症,脱发,Bechterew病,克罗恩氏病,重症肌无力,神经性皮炎,风湿性多肌痛,进行性系统性硬化症(PSS),莱特尔氏综合症,风湿性关节炎,牛皮癣,血管炎等,或II型糖尿病。关于为什么免疫系统诱导抗自身抗原的免疫反应的准确模式至今尚未阐明,有几个关于病因方面的发现。因此,自身反应可能是由于T-细胞绕过。正常的免疫系统需要在B细胞可以产生大量的抗体之前通过T细胞激活B细胞。T-细胞的这一要求在极少情况下可以绕过,例如通过有机体产生的超抗原感染,其能够通过以非特异性方式直接结合至T-细胞受体的β-亚单元来引发B细胞的多克隆激活,或甚至是T-细胞的多克隆激活。另一种解释从分子模拟推断自身免疫性疾病。外源性抗原可以与特定宿主抗原分享结构相似度;因此,抗该抗原产生的任意抗体(模拟自体抗原)在理论上也可以结合至宿主抗体并扩大免疫反应。在A组β-溶血性链球菌中观察到分子模拟的最鲜明形式,该A组β-溶血性链球菌与人类心肌分享抗原,并负责风湿热的心脏表现。
另外,根据另一具体实施方案,如本文定义的疾病包括过敏或过敏性疾病,即涉及过敏的疾病。过敏是典型地包括对特定外来抗原或过敏原例如本文定义的过敏性抗原的反常、获得性免疫超敏反应。该过敏性抗原或过敏原可以选自如本文定义的过敏性抗原、来自不同来源的抗原,例如来自动物、植物、真菌、细菌等的抗原。上下文中的过敏原包括例如草、花粉、霉菌、药物或各种环境触发物等。过敏通常导致对这些抗原或过敏原的局部或全身免疫反应,并且导致身体对抗这些过敏原的免疫力。不受理论的限制,认为过敏性疾病的发展涉及几种不同的疾病机制。根据P. Gell和R.Coombs的分类方案,术语“过敏”一词限于由经典的IgE机制引起的I型超敏反应。I型超敏反应通过IgE引起的嗜碱粒细胞和肥大细胞的过度激活,导致全身炎症反应,其可能引起开始流鼻涕的症状至威胁生命的过敏性休克和死亡。众所周知的过敏类型包括但不限于,过敏性哮喘(导致鼻粘膜的肿胀)、过敏性结膜炎(导致结膜的红肿和瘙痒)、过敏性鼻炎(“花粉热”)、过敏性休克、血管性水肿、特应性皮炎(湿疹)、荨麻疹(风疹块)、嗜酸粒细胞增多、对昆虫叮咬的呼吸道过敏、皮肤过敏(导致并包括各种皮疹,如湿疹、风疹块(荨麻疹)和(接触性)皮炎)、食物过敏、对药物过敏等。优选通过对引起特异性免疫反应的免疫反应脱敏,可以进行该过敏病症或疾病的治疗。当配制成药物组合物时,可以通过施用有效量的通过如本文定义的核酸编码的过敏原或过敏抗原来进行脱敏,以诱导轻微的免疫反应。过敏原或过敏抗原的量之后可以在随后的施用中逐步增加,直至待治疗的患者的免疫系统耐受特定量的过敏原或过敏抗原。
此外,在本发明上下文中待治疗的疾病同样包括(遗传性)疾病、或一般性遗传疾病、单基因疾病,即(遗传)疾病或一般性遗传疾病。该(单)基因疾病,(遗传)疾病、或一般性遗传疾病典型地由遗传缺陷引起,例如由于基因变异导致蛋白质活性缺失或不不允许蛋白质转录或翻译的调节突变。经常地,这些疾病导致代谢紊乱或其他症状,例如肌肉萎缩症。本发明可以治疗下列(遗传)疾病或遗传疾病:3-β-羟基类固醇脱氢酶缺乏症(II型);3-酮硫解酶缺乏症;6-巯基嘌呤的敏感性;阿-斯(Aarskog-Scott)氏综合征;无脂蛋白血症;缺触媒血症;软骨发育不全;软骨发育不全-软骨发育不良;软骨发育不良;全色盲;软骨发育不良(Hunter-Thompson型);ACTH缺乏症;酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(短链、中链、长链);腺瘤性结肠息肉病;腺苷脱氨酶缺乏症;腺苷琥珀酸酶缺乏症;Adhalinopathy;肾上腺增生,先天性(由于11-β-羟化酶缺乏症;由于17-α-羟化酶缺乏症;由于21-羟化酶缺乏症);肾上腺发育不全,先天性,伴随低促性腺激素性功能减退症;肾上腺生殖综合征;肾上腺脑白质营养不良;肾上腺脊髓神经病;无纤维蛋白原血症;无丙种球蛋白血症;Alagille综合征;白化病(棕色、眼、眼皮肤、红褐色);酒精不耐受,急性;醛缩酶A缺乏症;醛固酮增多症;糖皮质激素可抑制型;亚历山大病;黑尿症;普秃;α-1-抗胰凝乳蛋白酶缺乏症;α-甲基酰基辅酶A消旋酶缺乏症;α-地中海贫血智力低下综合征;Alport综合征;阿尔茨海默病-1(APP相关);阿尔茨海默病-3;阿尔茨海默病-4;牙釉质发育不全;类淀粉神经病变(家族性,几个等位基因型);淀粉样变性(荷兰式;芬兰型;遗传性肾的;肾脏的;老年性全身性);肌萎缩侧索硬化症;无白蛋白血症;雄激素不敏感;贫血(先天性纯红细胞再生障碍性);贫血(溶血性,由于PK缺乏症);贫血(溶血性,RH-null,抑制型);贫血(新生儿溶血性,致命和接近致命的);贫血(铁粒幼细胞性,伴随共济失调);贫血(铁粒幼细胞性/低色素性);由于G6PD缺乏症的贫血;动脉瘤(家族性动脉);Angelman综合征;血管性水肿;无虹膜;眼前段发育异常和白内障;眼前段间充质组织发育不全;眼前段间充质组织发育不全和白内障;抗凝血酶III缺乏症;焦虑相关人格特质;Apert综合征;呼吸暂停(麻醉后);载脂蛋白A-I和载脂蛋白C-III缺乏症(合并的);载脂蛋白A-II缺乏;载脂蛋白B-100(配体缺陷);表观盐皮质激素过多(高血压所致);精氨酸血症;精氨酰琥珀酸尿症;关节病(进行性假风湿,儿童的);天冬氨酰葡糖胺尿症;共济失调(不定期);共济失调伴随孤立的维生素E缺乏症;共济失调-毛细血管扩张症;骨发育不全症II;ATP依赖型DNA连接酶I缺乏;心房间隔缺损,伴随房室传导障碍;无毛症伴随丘疹状病变;自闭症(丁二酰嘌呤血);自身免疫性多腺体病,I型;植物神经系统功能紊乱;Axenfeld异常;无精子症;Bamforth-Lazarus综合征;Bannayan-Zonana综合征;Barth综合征;Bartter综合征(2型或3型);基底细胞癌;基底细胞痣综合征;BCG感染;Beare-Stevenson皮肤旋纹综合征;贝克氏肌肉萎缩症;Beckwith-Wiedemann综合征;Bernard-Soulier综合征(B型;C型);Bethlem肌病;胆汁酸吸收障碍,原发;生物素酶缺乏症;膀胱癌;由于血栓素A2受体缺陷的出血性疾病;Bloom综合征;短指症(B1型或C型);Branchiootic综合征;Branchiootorenal综合征;乳腺癌(浸润性导管内;小叶;男性;伴随Reifenstein综合征;散发性);乳腺癌-1(发病早期);乳腺癌-2(发病初期);Brody肌病;Brugada综合征;Brunner综合征;Burkitt淋巴瘤;蝴蝶营养不良症(视网膜);C1q缺乏(A型;B型;C型);Clr/C1s缺乏;C1s缺乏,孤立的;C2缺乏;C3缺乏;C3b灭活剂缺乏;C4缺乏;C8缺乏,II型;C9缺乏;短指发育不良及性别颠倒;屈曲指-关节病-髋内翻-心包炎综合征(Camptodactyly-arthropathy-coxa varapericarditis syndrome);Canavan病;氨甲酰磷酸合成酶I缺乏;碳水化合物缺乏性糖蛋白综合征(I型;Ib型;II型);肺的类癌瘤;Cardioencephalo肌病(致命的婴幼儿,由于细胞色素c氧化酶缺乏症);心肌病(扩张型;X性连锁扩张型;家族性肥厚;肥厚性);肉碱缺乏症(全身性原发性);肉碱酰基肉碱移位酶缺乏;腕隧道症候群(家族性);白内障(蓝点状;先天性;晶状皮刺状;青少年发病;遗传多态性和板层;点状;悬韧带粉状);白内障;Coppock样;CD59缺乏;中央核心病;小脑共济失调;脑淀粉样血管病;脑动脉病,伴随皮质下梗死和白质脑病;脑海绵状血管瘤1;Cerebrooculofacioskeletal综合征;脑腱黄瘤病;脑血管疾病;蜡样质脂褐质沉积症(神经元,变型幼年型,颗粒状嗜锇沉淀);蜡样质脂褐质沉积症(神经元-1,婴幼儿);蜡样质脂褐质沉积症(神经元3,青少年);Char综合征;腓骨肌萎缩症;腓骨肌牙神经病变;Charlevoix-Saguenay类型;Chediak-Higashi综合征;氯化物腹泻(芬兰式);胆汁淤积(良性复发性肝内);胆汁淤积(家族性肝内);胆汁淤积(进行性家族性肝内);胆固醇酯贮积症;点状软骨发育不良(brachytelephalangic;肢近端型;X性连锁显性;X性连锁隐性遗传;Grebe型);软骨肉瘤;无脉络膜症;慢性肉芽肿病(常染色体显性遗传,由于CYBA缺乏);慢性肉芽肿病(X性连锁);由于NCF-1缺乏的慢性肉芽肿性疾病;由于缺乏NCF-2缺乏的慢性肉芽肿性疾病;乳糜微粒血症综合征,家族性;瓜氨酸血症;经典Cockayne综合征-1;兔唇,裂颚,颚裂;唇裂/唇腭裂外胚层发育不良综合征;锁骨颅骨发育不良;CMO II缺乏;Coats病;Cockayne综合征-2,B型;Coffin-Lowry综合征;秋水仙素抗性;结肠腺癌;结肠癌;色盲(绿色觉异常;红色盲;蓝黄色盲);大肠癌;合并凝血因子V和VIII缺乏;合并高血脂症(家族性);联合免疫缺陷(X性连锁;中度);复合物I缺乏;复杂神经系统疾病;视锥细胞营养不良-3;锥-杆营养不良-3;锥-杆营养不良-6;锥-杆视网膜营养不良-2;先天性双侧输精管缺失;结膜炎;木样;挛缩性蜘蛛脚状指;粪卟啉病;先天性扁平角膜;角膜混浊;角膜营养不良症(Avellino型;胶滴状;GroenouwI型;格子状I型;Reis-Bucklers型);皮质醇抗性;香豆素抗性;Cowden病;CPT缺乏,肝(I型;II型);抽筋(家族性,钾加重);颅面-耳聋-手综合征;颅缝早闭(2型);呆小病;Creutzfeldt-Jakob病;Crigler-Najjar综合征;Crouzon综合征;Currarino综合征;皮肤松弛症;周期性造血;周期性鱼鳞病;圆柱瘤;囊性纤维化;胱氨酸病(肾病);胱氨酸尿症(II型;III型);红绿色盲;毛囊角化病;D-双功能蛋白缺乏症;耳聋,常染色体显性遗传性1;耳聋;常染色体显性遗传11;耳聋,常染色体显性遗传12;耳聋,常染色体显性遗传15;耳聋,常染色体显性遗传2;耳聋,常染色体显性遗传3;耳聋,常染色体显性遗传性5;耳聋,常染色体显性遗传性8;耳聋,常染色体显性遗传性9;耳聋,常染色体隐性遗传性1;耳聋,常染色体显性遗传隐性2;耳聋,常染色体隐性遗传21;耳聋,常染色体隐性遗传3;耳聋,常染色体隐性遗传性-4;耳聋,常染色体隐性遗传性-9;耳聋,非综合征性神经性-13;耳聋,X性连锁1;耳聋,X性连锁3;胍灵敏度;Dejerine-Sottas病;老年痴呆症(家族性丹麦式);老年痴呆症(额颞叶,伴随帕金森氏症);Dent病;牙齿异常;齿状核-红核-苍白球-丘脑底核萎缩;Denys-Drash综合征;隆突性皮肤纤维肉瘤;硬纤维瘤症;尿崩症(肾性);尿崩症(垂体神经部);糖尿病(胰岛素抗性);糖尿病(罕见形式);糖尿病(II型);畸形发育不良;二氢嘧啶尿;剂量敏感的性别逆转;视网膜的Doyne蜂巢变性;Dubin-Johnson综合征;Duchenne型肌营养不良症;异常红血球生成贫血,伴随血小板减少症;纤维蛋白原异常血症(α型;β型;γ型);先天性角化不良-1;异常凝血酶原血症;肌张力障碍(多巴反应性);肌张力障碍(肌阵挛性);肌张力障碍-1(扭转性);外胚层发育不良;晶状体异位;瞳孔异位;缺趾畸形(外胚层发育不良,和唇裂/唇腭裂综合征3);Ehlers-Danlos综合征(早衰形式);Ehlers-Danlos综合征(I型;II型;III型;IV型;VI;VII型);弹力蛋白瓣上主动脉狭窄;椭圆形红细胞性贫血-1;椭圆形红细胞性贫血-2;椭圆形红细胞性贫血-3;Ellis-van Creveld综合征;Emery-Dreifuss肌营养不良症;肺气肿;脑病;心内膜弹力纤维增生症-2;子宫内膜癌;终板乙酰胆碱酯酶缺乏症;增强蓝锥细胞综合征;前庭水管扩大;大疱性表皮松解症;营养不良型大疱性表皮松解症(显性或隐性);单纯型大疱性表皮松解症;表皮松解性角化过度;表皮松解性掌跖角化症;癫痫(普遍性;少年;肌阵挛性;夜间额叶;进行性肌阵挛性);癫痫,良性,新生儿(1型或2型);骨骺发育不良(多发性);发作性共济失调(2型);发作性共济失调/肌纤维颤搐综合征;红细胞增多(α-;发育不良);红细胞增多;红斑角化病;雌激素抗性;由于LDH-A缺乏的劳力肌红蛋白尿;外生骨疣,多发性(1型;2型);渗出性玻璃体视网膜病变,X性连锁;Fabry病;H因子缺乏;VII因子缺乏症;X因子缺乏;XI因子缺乏症;XII因子缺乏;XIIIA因子缺乏;XIIIB因子缺乏;家族性地中海热;范可尼贫血;Fanconi-Bickel综合征;Farber脂肪肉芽肿病;脂肪肝(急性);蚕豆病;鱼眼疾病;中央凹发育不良;脆性X综合征;Frasier综合征;Friedreich共济失调;果糖二磷酸果糖不耐受;岩藻糖代谢病;延胡索酸酶缺乏症;白点状眼底;眼底黄色斑点症;G6PD缺乏症;GABA转氨酶缺乏;半乳糖激酶缺乏,伴随白内障;半乳糖异构酶缺乏;半乳糖血症;半乳糖涎酸贮积症;GAMT缺乏;Gardner综合征;胃癌;Gaucher病;全面性癫痫伴热性惊厥附加症;生殖细胞肿瘤;Gerstmann-Straussler病;巨细胞病毒性肝炎(新生儿);巨血小板异常;巨细胞纤维母细胞瘤;Gitelman综合征;血小板无力症(A型;B型);1A型青光眼;3A型青光眼;多形性成胶质细胞瘤;肾小球硬化(局灶节段性);葡萄糖转运缺陷(血脑屏障);葡萄糖/半乳糖吸收不良;葡萄糖苷酶I缺陷;戊二酸血症(I型;IIB型;IIC型);Gluthation合成酶缺乏症;甘油激酶缺乏症;甘氨酸受体(α-1多肽);糖原累积病I;糖原累积病II;糖原累积病III;糖原累积病IV;糖原累积病VI;糖原累积病VII;糖原病(肝,常染色体显性遗传);糖原病(X性连锁的肝的);GM1-神经节苷脂沉积病;GM2-神经节苷脂;甲状腺肿(青少年多结节性);甲状腺肿(先天性);甲状腺肿(非地方性,单纯性);性腺发育不全(XY型);化脓性肉芽肿;Graves病;Greig端部多发性并指综合征;Griscelli综合征;生长激素缺乏性侏儒症;生长迟缓性耳聋和智力低下;男性乳房发育症(家族性,由于芳香化酶的活性增加);回旋状脉络膜和视网膜萎缩伴随鸟氨酸血症(B6反应性或非反应性);Hailey-Hailey病;Haim-Munk综合征;手-足-子宫综合征;Hardero卟啉尿症(Harderoporphyrinuria);高密度脂蛋白缺乏症(家族性);心脏传导阻滞(非进行性或进行性);亨氏小体贫血;HELLP综合征;血尿(家族性良性);血红素加氧酶-1缺乏症;偏瘫型偏头痛;血色素沉着病;血红蛋白H病;由于ADA多余的溶血性贫血;由于腺苷酸激酶缺乏症的溶血性贫血;由于带3缺陷的溶血性贫血;由于葡糖磷酸异构酶缺乏的溶血性贫血;由于谷胱甘肽合成酶缺乏的溶血性贫血;由于己糖激酶缺乏的溶血性贫血;由于PGK缺乏的溶血性贫血;溶血性尿毒综合征;噬血细胞性淋巴组织细胞增生症;血友病A;血友病B;由于因子V缺乏的出血性素质;含铁血黄素沉着症(全身性;由于aceruloplasminemia);肝脂酶缺乏;肝母细胞瘤;肝癌;遗传性出血性毛细血管扩张症-1;遗传性出血性毛细血管扩张症-2;Hermansky-Pudlak综合征;内脏异位(X性连锁的内脏的);异位(室周的);Hippel-Lindau综合征;先天性巨结肠症;由于HRG缺陷的富含组氨酸糖的蛋白血栓形成倾向;HMG-辅酶A裂解酶缺陷;前脑无裂畸形-2;前脑无裂畸形3;前脑无裂畸形-4;前脑无裂畸形-5;Holt-Oram综合征;高胱胺酸尿症;Hoyeraal Hreidarsson综合症(Hoyeraal Hreidarsson);HPFH(缺失型或非缺失型);HPRT相关的痛风;Huntington病;由于导水管狭窄的脑积水;胎儿水肿;高β脂蛋白血症;家族性高胆固醇血症;储铁蛋白-白内障综合征;Hyperglycerolemia;高甘氨酸血症;高免疫球蛋白血症D和周期性发热综合征;高胰岛素血症;高胰岛素血症-高氨血症综合征;高钾周期性麻痹;高脂蛋白血症;赖氨酸过多血;高甲硫氨酸血症(持久性,常染色体,占主导地位,由于蛋氨酸,腺苷转移酶I/III缺乏);高鸟氨酸血症-高血胺高瓜氨酸血综合征;高草酸尿症;甲状旁腺功能亢进症;由于蝶呤-4甲醇胺脱氢酶缺乏的高苯丙氨酸血症;高前胰岛素血症;血脯氨酸过多症;高血压;甲状腺机能亢进症(先天性);高甘油三酯血症;低α脂蛋白血症;低β脂蛋白血症;低钙血症;软骨生成减退;低色素小细胞性贫血;牙发育不全;低纤维蛋白原血症;低球蛋白血症和缺少B细胞;性腺功能低下症(高促性腺激素性);促性腺激素分泌不足(性腺机能减退);低钾性周期性麻痹;低镁血症;髓鞘形成不良(先天性);甲状旁腺功能减退症;低磷酸酯酶症(成人;儿童;婴幼儿;遗传性);低凝血酶原血症;甲状腺功能减退症(先天性;遗传性先天性;非甲状腺肿性);鱼鳞病样红皮症;鱼鳞癣;Siemens大疱性鱼鳞病;IgG2缺乏;不动纤毛综合征-1;免疫缺陷(T-细胞受体/CD3复合物);免疫缺陷(X性连锁,伴随高IgM);由于CD3-γ缺陷的免疫缺陷;免疫缺陷性着丝粒不稳定性面部异常综合征;色素失调症;对疼痛不敏感(先天性,伴随无汗);失眠症(致死性家族性);白细胞介素-2受体缺乏(α链);椎间盘疾病;虹膜测角发育不全(Iridogoniodysgenesis);单纯性生长激素缺乏症(Illig型,伴随缺少GH;和Kowarski型,伴随生物素活性GH);异戊酸血症;Jackson-Weiss综合征;Jensen综合征;Jervell和Lange-Nielsen综合征;Joubert综合征;Juberg-Marsidi综合征;Kallmann综合征;Kanzaki病;角膜炎;皮肤角化病(掌跖);掌跖角化病纹状体I;掌跖角化病纹状体II;由于SCOT缺乏的酮症酸中毒;Keutel综合征;Klippel-Trenaunary综合征(Klippel-Trenaurnay syndrom);Kniest发育不良;Kostmann中性粒细胞减少;Krabbe病;Kurzripp-Polydaktylie综合征;由于PDX1缺乏的乳酸性酸血症;Langer肢中部发育不良;Laron侏儒症;Laurence-Moon-Biedl-Bardet综合征;LCHAD缺乏;Leber先天性黑朦;左-右轴畸形;Leigh综合征;平滑肌瘤病(弥漫性,伴随Alport综合征);矮怪病;Leri-Weill软骨发育不全;Lesch-Nyhan综合征;白血病(急性髓细胞性;急性早幼粒细胞;急性淋巴细胞T细胞;慢性髓细胞性;青少年粒单细胞);白血病-1(T细胞急性淋巴细胞);白细胞粘附缺陷;睾丸间质细胞腺瘤;Lhermitte-Duclos综合征;Liddle综合征;Li-Fraumeni综合征;硫辛酰胺脱氢酶缺乏症;脂肪代谢障碍;类脂性肾上腺增生;脂蛋白脂酶缺乏症;平脑症(X性连锁);平脑症-1;肝糖原储积症(0型);长QT综合征-1;长QT综合征-2;长QT综合征-3;长QT综合征-5;长QT综合征-6;Lowe综合征;肺癌;肺癌(非小细胞肺癌);肺癌(小细胞肺癌);淋巴水肿;淋巴瘤(B细胞型非霍奇金淋巴瘤);淋巴瘤(弥漫性大细胞);淋巴瘤(滤泡型);淋巴瘤(MALT);淋巴瘤(套细胞);淋巴增生综合征(X性连锁);赖氨酸尿蛋白不耐受;Machado-Joseph病;难治性大细胞性贫血(5q综合征);黄斑营养不良;恶性间皮瘤;丙二酰辅酶A脱羧酶缺陷;甘露糖苷过多症(α-或β-);枫糖浆尿病(Ia型;Ib型;II型);Marfan综合征;Maroteaux-Lamy综合征;Marshall综合征;MASA综合征;肥大细胞白血病;肥大细胞增多症,伴随相关血液性疾病;McArdle病;McCune-Albright多骨纤维发育异常;McKusick-Kaufman综合征;McLeod表现型;甲状腺髓样癌;髓母细胞瘤;Meesmann角膜营养不良;巨幼细胞性贫血-1;黑色素瘤;膜增生性肾小球肾炎;Meniere病;脑膜瘤(NF2相关的;SIS相关的);Menkes病;精神发育迟滞(X性连锁);Mephenytoin弱代谢;间皮瘤;异染性脑白质营养不良;干骺端软骨发育不良(Murk Jansen型;Schmid型);高铁血红蛋白血症;蛋氨酸腺苷转移酶缺乏症(常染色体隐性遗传);甲钴胺缺乏(cbl G型);甲基丙二酸尿症(变位酶缺乏型);甲羟戊酸尿症;MHC II类缺乏症;小眼(白内障;虹膜异常);Miyoshi肌病;年青的成年发病型糖尿病(MODY);Mohr-Tranebjaerg综合征;钼辅因子缺乏症(A型或B型);念珠状发;Fabry病;Gaucher病;黏多糖症;粘液粘稠病;Muenke综合征(Muenckesyndrome);Muir-Torre综合征;肌肝脑眼侏儒;多羧化酶缺乏(生物素反应性);多发性内分泌腺瘤病;肌肉糖原类疾病;肌营养不良症(先天性分区蛋白缺乏);肌营养不良症(福山型先天性);肌营养不良症(肢带型);肌营养不良症(类杜氏);肌营养不良症,伴随单纯性大疱性表皮松解症;肌无力综合征(慢通道先天性);结核分枝杆菌感染(非典型性,家族性传播);骨髓增生异常综合征;粒细胞性白血病;髓系恶性肿瘤;髓过氧化物酶缺乏症;肌腺苷酸脱氨酶缺乏症;由于PGK缺乏的肌红蛋白尿症/溶血;神经胃肠脑肌病综合征;肌病(肌动蛋白;先天性;结蛋白相关的;心骨;远侧的;纤维状的);由于CPT II缺乏的肌病;由于磷酸甘油酸变位酶缺乏的肌病;先天性肌强直症;肌强直levior;强直性肌营养不良;黏液性脂肪肉瘤;NAGA缺乏;指甲髌骨综合症(Nailpatellasyndrome);杆粒状肌病1(常染色体显性遗传);杆状体肌病2(常染色体隐性遗传);新生儿甲状旁腺功能亢进症;肾结石;肾结核(少年);肾病(慢性低补体血症);肾病-1;肾病综合征;Netherton综合征;神经母细胞瘤;神经纤维瘤病(1型或2型);Neurolemmomatosis;神经元-5蜡样质脂褐质沉积症;神经病变;嗜中性白血球减少症(新生儿同种免疫性);Niemann-Pick病(A型;B型;C1型;D型);夜盲症(先天性静止性);Nijmegen破损综合征;左心室心肌致密化不全;非表皮松解性掌跖角化症;Norrie病;Norum病;核苷磷酸化酶缺乏症;肥胖;枕骨角综合征(Occipital hornsyndrome);眼白化病(Nettleship-Falls型);眼咽型肌营养不良;Oguchi病;缺牙;Omenn综合征;Opitz G综合征;肾脏疾病,伴随视神经缺损;鸟氨酸氨基甲酰转移酶缺乏症;乳清酸尿;立位耐力不良;OSMED综合征;脊柱后纵韧带骨化;骨关节病;成骨不全症;骨质溶解;石骨症(隐性或特发性);骨肉瘤;卵巢癌;卵巢发育不全;先天性厚甲(Jackson-Lawler型或Jadassohn-Lewandowsky型);Paget骨病;Pallister-Hall综合征;胰腺发育不全;胰腺癌;胰腺炎;Papillon-Lefevre综合征;副神经节瘤;先天性肌强直病;颅顶骨孔;帕金森病(家族性或少年);阵发性睡眠性血红蛋白尿;Pelizaeus-Merzbacher病;Pendred综合征;会阴型尿道下裂;周期性发热;过氧化物酶生物合成障碍;婴儿持续性高胰岛素血症性低血糖;持久苗勒管综合征(II型);Peters异常;黑斑息肉综合征;Pfeiffer综合征;苯丙酮尿症;磷酸核糖焦磷酸合成酶相关的痛风;肝脏和肌肉的磷酸化酶激酶缺乏症;斑驳病;毛母质瘤;松果体瘤,伴随双边成视网膜细胞瘤;垂体ACTH分泌性腺瘤;垂体激素缺乏;垂体瘤;胎盘类固醇硫酸酯酶缺乏;纤溶酶抑制剂缺乏;纤溶酶原缺乏症(I型和II型);纤溶酶原枥木病;血小板紊乱;血小板糖蛋白IV缺乏;血小板活化因子乙酰水解酶缺乏症;多囊肾病;脂膜样多囊性骨发育不全,伴随硬化性leukenencephalophathy;多趾,轴后的;息肉病;腘翼状胬肉综合征;卟啉症(急性肝或急性间歇性或先天性红细胞生成性);迟发性皮肤卟啉症;肝红细胞生成性卟啉病;变异性卟啉病;Prader-Willi综合征;性早熟;卵巢功能早衰;I型早衰;II型早衰;渐进性眼外肌麻痹;进行性肝内胆汁淤积-2;泌乳素瘤(甲状旁腺功能亢进症,类癌综合征);脯氨酸肽酶缺乏;丙酸血症;前列腺癌;蛋白S缺乏症;蛋白尿;原卟啉病(红细胞生成性);假性软骨发育不全;假两性畸形;假性醛固酮减少症;假性副甲状腺低能症;假阴道会阴阴囊的尿道下裂;假性维生素D缺乏性佝偻病;弹性假黄瘤(常染色体显性遗传;常染色体隐性遗传);肺泡蛋白沉积症;肺动脉高压;暴发性紫癜;致密性成骨不全症;热异形细胞增多症;丙酮酸羧化酶缺乏症;丙酮酸脱氢酶缺乏症;Rabson-Mendenhall综合征;Refsum病;肾细胞癌;肾小管性酸中毒;肾小管性酸中毒伴随耳聋;肾小管性酸中毒骨硬化症综合征;网状细胞增生症(家族性组织细胞性);视网膜变性;视网膜萎缩;视网膜色素变性;白点状视网膜变性;视网膜母细胞瘤;视黄醇结合蛋白缺乏;视网膜劈裂症;Rett综合征;Rh(mod)综合征;横纹肌样倾向综合征(Rhabdoid predisposition syndrome);横纹肌样瘤;横纹肌肉瘤;横纹肌肉瘤(肺泡);肢根斑点状软骨发育异常;Ribbing综合征;佝偻病(抗维生素D性);Rieger异常;Robinow综合征;Rothmund-Thomson综合征;Rubenstein-Taybi综合征;酵母氨酸尿;Saethre-Chotzen综合征;Salla病;Sandhoff病(婴幼儿,青少年和成人形式);Sanfilippo综合征(A型或B型);Schindler病;脑裂畸形;精神分裂症(慢性);神经鞘瘤(散发性);SCID(常染色体隐性遗传,T-阴性/B阳性类型);分泌途径w/TMD;SED先天性;濑川综合征;选择性T细胞缺陷;SEMD(Pakistani型);SEMD(Strudwick型);视隔发育不全;重症联合免疫缺陷(B细胞阴性);重症联合免疫缺陷(T细胞阴性;B细胞/天然杀伤细胞阳性);重症联合免疫缺陷(X连接的);由于ADA缺乏的重症联合免疫缺陷;性逆转(XY,伴随肾上腺衰竭);Sezary综合征;Waardenburg综合征(Shah-Waardenburg syndrome);身材矮小;Shprintzen-Goldberg综合征;唾液酸存储障碍;唾液酸沉积症(I型或II型);涎尿;镰状细胞性贫血;过度生长综合征(Simpson-Golabi-Behmelsyndrome);内脏对称位;Sjogren-Larsson综合征;Smith-Fineman-Myers综合征;Smith-Lemli-Opitz综合征(I型或II型);生长激素瘤(Somatotrophinoma);Sorsby眼底营养不良;痉挛性截瘫;球形红细胞增多症;球形红细胞增多症-1;球形红细胞增多症-2;肯尼迪病的脊髓延髓肌萎缩;脊髓性肌萎缩;脊髓小脑共济失调;脊椎肋骨发育不全;迟发性脊椎骨骼发育不良;脊椎干骺端发育不良(日式);Stargardt病-1;多发性脂囊瘤;Stickler综合征;Sturge-Weber综合征;皮质下层状脏器发育异常;皮层下层状脏器异位;琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症;蔗糖不耐受;Sutherland-Haan综合征;没有CF的汗液氯化物升高;指关节粘连;骨性联合综合征;多趾;Tangier病;Tay-Sachs病;T细胞急性淋巴细胞白血病;T-细胞免疫缺陷;T细胞幼淋巴细胞白血病;地中海贫血(α-或Δ);由于血红蛋白Lepore病的地中海贫血;致死性骨发育不全(I型或II型);硫胺反应性巨幼细胞性贫血综合征;血小板增多;血栓形成倾向(纤维蛋白溶酶原不良血症(dysplasminogenemic));由于肝素辅因子II缺乏症的血栓形成倾向;由于蛋白C缺乏症的血栓形成倾向;由于血栓调节蛋白缺陷的血栓形成倾向;甲状腺腺瘤;甲状腺激素抵抗;甲状腺碘过氧化物酶缺乏症;Tietz综合征;甲苯磺丁脲弱代谢;Townes-Brocks综合征;传递蛋白II缺乏;Treacher Collins下颌骨面骨发育不全;Trichodontoosseous综合征;毛发鼻指骨综合征;毛发硫营养不全;三功能蛋白缺乏症(I型或II型);胰蛋白酶缺乏症;结节性硬化症-1;结节性硬化症-2;Turcot综合征;酪氨酸磷酸酶;酪胺酸血症;尺骨-乳腺综合征;泌尿系结石(2,8-二羟基腺嘌呤);Usher综合征(1B型或2A型);静脉畸形;室性心动过速;男性化;维生素K依赖性凝血缺陷;VLCAD缺乏症;Vohwinkel综合征;希佩尔-林道(von Hipppel-Lindau)综合征;血管性血友(von Willebrand)病;Waardenburg综合征;Waardenburg综合征/眼部白化病;Waardenburg-Shah神经变异;Waardenburg-Shah综合征;Wagner综合征;Warfarin敏感;Watson综合征;Weissenbacher-Zweymuller综合征;Werner综合征;Weyers颅面骨发育不全;白色海绵状斑痣;Williams-Beuren综合征;肾母细胞瘤(1型);Wilson病;Wiskott-Aldrich综合征;Wolcott-Rallison综合征;Wolfram综合征;Wolman病;黄嘌呤尿(I型);着色性干皮病;X-SCID;也门聋盲色素减退症;低尿钙(ypocalciuric)高血钙症(I型);Zellweger综合征;Zlotogora-Ogur综合征。
在本发明上下文中待治疗的疾病还包括具有基因遗传背景并典型地由单基因缺损引起且根据孟德尔定律遗传的疾病,优选选自:常染色体隐性遗传疾病,例如腺苷脱氨酶缺乏症,家族性高胆固醇血症,卡纳万(Canavan’s)综合征,高雪氏病,范可尼贫血,神经元蜡样脂褐质沉积症,粘稠物阻塞症(囊性纤维化),镰状细胞性贫血,苯丙酮尿症,尿黑酸症,白化病,甲状腺功能低下,半乳糖血症,α-1-抗-胰蛋白酶缺乏症,着色性干皮病,迟发性多发性骨髓发育不良综合征(Ribbing′s syndrome),黏多糖症,唇裂,颚,腭,劳莫巴比四氏综合症(Laurence Moon Biedl Bardet sydrome),短肋多指综合征,呆小病,茹贝尔的综合征,II型早衰,短指畸形,肾上腺生殖综合征,和X-染色体的遗传性疾病,例如色盲如红/绿色盲,脆性X综合征,肌营养不良症(Duchenne和Becker-Kiener型)、血友病A和B,G6PD缺乏症,Fabry氏病、粘多糖病,诺里氏综合征,视网膜色素变性,化脓性肉芽肿,X-SCID,鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、Lesch-Nyhan综合征,或从常染色体显性遗传的疾病,例如遗传性血管性水肿、马凡氏综合征,神经纤维瘤病,I型早衰,成骨不全症,Klippel-Trenaurnay综合征,Sturge-Weber综合征,Hippel-Lindau综合征和结节硬化。
本发明还允许治疗没有遗传或者没有总结在上述分类中的疾病。该疾病可以包括例如对需要特异性蛋白质因子(例如前面提到的特异性的治疗活性蛋白质)的患者的治疗。这可以例如包括透析患者,例如经历(定期)肾透析或血液肾透析的患者,且可能需要如本文定义的特异性的治疗活性的蛋白质,例如促红细胞生成素(EPO)等。
同样地,本发明上下文中的疾病可以包括心血管疾病,选自但不限于冠心病、动脉硬化、中风和高血压等。
最后,本发明上下文中的疾病可以选自神经疾病,包括例如阿尔茨海默病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、肌张力障碍、癫痫、多发硬化症和帕金森氏病等。
根据另一实施方案,本发明涉及如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物用于借助基因治疗来治疗如本文定义的疾病的第二医疗用途。
在另外优选的实施方案中,本发明的聚合物载体运载物复合物可以用于制备药物组合物、免疫刺激剂、佐剂或疫苗。
本发明的药物组合物、免疫刺激剂、佐剂或疫苗可以另外被用于治疗如本文定义的疾病或病症。
根据最后的实施方案,本发明还提供试剂盒,尤其是组合的试剂盒(kit ofparts),作为单独的成分或者与其他组分结合包括至少一种如本文定义的本发明的聚合物载体运载物复合物,包括其的至少一种药物组合物、免疫刺激剂、佐剂或疫苗和/或包括上述物质和任选的具有施用和聚合物载体分子、核酸、本发明的聚合物载体复合物、和/或本发明的药物组合物的信息的技术说明书的试剂盒。该试剂盒,优选组合的试剂盒,可以应用于例如任意前面提到的应用或用途。当作为组合的试剂盒时,该试剂盒还在试剂盒的不同部分中包含本发明的药物组合物、免疫刺激剂、佐剂或疫苗的每种成分。
本发明中,如果没有另外指出,各种选择和实施方案的不同特征可以适当地互相结合。此外,如果没有特殊提到,术语“包括”不应解释为“由......组成”。然而,在本发明上下文中,术语“包括”可以适当地由术语“由......组成”代替。
附图:
下列附图旨在进一步说明本发明。不用于将本发明的主题限制于此。
图1:示出了用包含5μg编码荧光素酶的mRNA(R1180)的聚合物载体运载物复合物转染之后,在HepG2细胞中的荧光素酶表达。CR12C/R1180指示通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C(Cys-Arg12-Cys)和作为核酸运载物的mRNAR1180形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。R12/R1180指示通过非聚合的阳离子肽R12(Arg12)和作为核酸运载物的mRNAR1180形成的用于比较目的的非本发明的载体运载物复合物。
复合物包含质量比率如指示的为1∶2(w/w)或2∶1(w/w)的阳离子肽和核酸。
R1180代表用未复合的RNA转染的细胞。
缓冲液代表用于未转染的细胞的阴性对照。
24小时之后,通过荧光素氧化的化学发光测量来量化裂解物中荧光素酶的水平。
数据点指示单个的生物复制品。
结果首先显示:与具有非聚合的肽R12的非本发明的载体运载物复合物(R12/R1180)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR12C/R1180)诱导更高水平的荧光素酶表达。其次,可以显示N/P比率高于1对体外转染是有利的。
图2:示出了用包含5μg编码荧光素酶的mRNA(R1180)的聚合物载体运载物复合物转染之后,在HepG2和B16F10细胞中的(体外)荧光素酶表达。CR12C/R1180指示通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C(Cys-Arg12-Cys)和作为核酸运载物的mRNA R1180形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。R12/R1180指示通过非聚合的阳离子肽R12(Arg12)和作为核酸运载物的mRNA R1180形成的用于比较目的的非本发明的载体运载物复合物。CR9C/R1180指示通过聚合的阳离子肽CR9C(Cys-Arg9-Cys)和作为核酸运载物的mRNA R1180形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。
复合物包含质量比率为2∶1(w/w)的阳离子肽和核酸。
R1180代表用未复合的RNA转染的细胞。
缓冲液代表用于未转染的细胞的阴性对照。
24小时之后,通过荧光素氧化的化学发光测量来量化裂解物中荧光素酶的水平。
数据点指示单个的生物复制品。
结果显示:与具有非聚合的肽R9和R12的非本发明的载体运载物复合物(R12/R1180和R9/1180)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR12C/R1180和CR9C/R1180)诱导更高水平的荧光素酶表达。
图3:显示对雌性BALB/c小鼠皮内注射5μg编码荧光素的mRNA(R1180)之后,荧光素酶的体内表达。CR12C/R1180指示通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C(Cys-Arg12-Cys)和作为核酸运载物的mRNA R1180形成的本发明的聚合物载体运载物复合物。R12/R1180指示通过非聚合的阳离子肽R12(Arg12)和作为核酸运载物的mRNAR1180形成的用于比较目的的非本发明的载体运载物复合物。
复合物包含如指示的比率为1∶2(w/w)或2∶1的阳离子肽和核酸。
24小时之后,通过化学发光试验来量化组织裂解物中荧光素酶的水平。
结果首先显示:与具有非聚合的肽R12的非本发明的载体运载物复合物(R12/R1180)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR12C/R1180)诱导更高水平的荧光素酶表达(实际上在具有非聚合的肽R12的样品中未检测到荧光素酶表达)。其次,可以显示N/P比率低于1对体内转染是有利的。
图4:示出了通过使用Zetasizer Nano(Malvern Instruments,英国马尔文)的动态光散射,通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为载体的CR7C形成的冻干之后的本发明的聚合物载体运载物复合物与具有非聚合的阳离子肽作为载体(R12和R7)的非本发明的复合物相比的原始相关曲线。用新鲜制备的复合物和冻干后重构的复合物测量流体动力学直径。肽:RNA的质量比率为1∶2。结果可以显示,与通过导致尺寸降低并因此在冻干步骤中不稳定的非聚合肽形成的复合物相比,具有通过二硫键导致聚合物载体聚合的包含半胱氨酸的肽作为阳离子成分的本发明的聚合物载体运载物复合物不改变尺寸。所以,具有聚合的肽作为聚合物载体的复合物显示出对于冻干的有利特性。
图5:示出了通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的R722以不同的w/w比率根据本发明形成的本发明的聚合物载体运载物复合物的ζ电位。如可以看出的,在w/w比率从肽过剩改变为1∶1的比率(肽/RNA)时,ζ电位从正的变为负的。
图6A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的CpG2216以1∶2.5(w/w)(CR12C/CpG2216)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图6B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的CpG2216以1∶2.5(w/w)(CR12C/CpG2216)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物不导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。
图7A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的编码荧光素酶的mRNA R491以1∶2(w/w)(CR12C/R491)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图7B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的编码荧光素酶的mRNA R491以1∶2(w/w)(CR12C/R491)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。
图8A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的短的富含GU的RNA寡聚核苷酸(短的富含GU)以1∶2.5(w/w)(CR12C/短的富含Gu的)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图8B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的短的富含GU的RNA寡聚核苷酸(短的富含GU)以1∶2.5(w/w)(CR12C/短的富含GU的)的质量比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。
图9A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR7C和作为核酸运载物的长的非编码富含GU的isRNAR722根据本发明形成。如可以看出的,与通过非聚合的肽R7形成的非本发明的载体运载物复合物(R7/R722)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR7C/R722)导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图9B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR7C和作为核酸运载物的长的非编码富含GU的isRNAR722根据本发明形成。如可以看出的,与通过非聚合的肽R7形成的非本发明的载体运载物复合物(R7/R722)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR7C/R722)仅导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的微弱增加。
图10A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR9C和作为核酸运载物的长的非编码富含GU的isRNAR722根据本发明形成。如可以看出的,与通过非聚合的肽R9形成的非本发明的载体运载物复合物(R9/R722)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR7C/R722)导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图10B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR9C和作为核酸运载物的长的非编码富含GU的isRNAR722根据本发明形成。如可以看出的,与通过非聚合的肽R9形成的非本发明的载体运载物复合物(R9/R722)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物(CR7C/R722)不导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。
图11A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的isRNAR722以不同的w/w比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图11B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的isRNAR722以不同的w/w比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。
图12A:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hIFNa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过阳离子肽CH6R4H6C、CH3R4H3C和CHK7HC与作为核酸运载物的isRNAR722以不同的N/P比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hIFNa细胞因子释放的增加。
图12B:示出了用聚合物载体运载物复合物刺激之后hPBMC中hTNFa细胞因子的分泌(体外),该聚合物载体运载物复合物通过二硫化物交联的阳离子肽CH6R4H6C、CH3R4H3C和CHK7HC与作为核酸运载物的isRNA R722以不同的N/P比率根据本发明形成。如可以看出的,与单独的核酸运载物或单独的阳离子肽相比,本发明的聚合物载体运载物复合物导致hPBMC中hTNFa细胞因子释放的增加。尤其是N/P比率大于或等于1的本发明的聚合物运载物复合物导致TNFα分泌。
图13:示出了向蛋白质疫苗卵清蛋白(OVA蛋白质)添加本发明的聚合物载体运载物复合物在肿瘤攻击实验中用作佐剂(体内)的作用,该聚合物载体运载物复合物通过作为载体的二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的isRNAR722形成。如可以看出的,与单独的蛋白质疫苗(与缓冲液对照相比对肿瘤生长没有作用)相比,本发明的聚合物载体运载物复合物极大地减缓(decelaterate)了肿瘤生长。
图14:示出了向蛋白质疫苗卵清蛋白(OVA蛋白质)添加本发明的聚合物载体运载物复合物用作佐剂对卵清蛋白特异性IgG2a抗体的诱导的(体内)作用,该聚合物载体运载物复合物通过作为载体的二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的isRNAR722形成。如可以看出的,本发明的聚合物载体运载物复合物大大增强B-细胞反应,这证实了,本发明的聚合物载体运载物复合物的有益佐剂特性,尤其是关于Th1移动的免疫反应的诱导。
图15:示出了向蛋白质疫苗卵清蛋白(OVA蛋白质)或卵清蛋白特异性肽疫苗SIINFEKL添加本发明的聚合物载体运载物复合物用作佐剂对卵清蛋白特异性细胞毒性T细胞的诱导的(体内)作用,该聚合物载体运载物复合物通过作为载体的二硫化物交联的阳离子肽CR12C和作为核酸运载物的isRNAR722形成。如可以看出的,与具有单独的蛋白质或肽的疫苗相比,本发明的聚合物载体运载物复合物大大增强了对卵清蛋白特异性细胞毒性T细胞的诱导,这进一步证实了,本发明的聚合物载体运载物复合物的有益佐剂特性,尤其是关于Th1移动的免疫反应的诱导。
实施例
下列实施例旨在进一步举例说明本发明。不意图用于将本发明的主题限于其。
1.试剂:
阳离子肽,作为阳离子成分:
R7:Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg(Arg7)
CR7C:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(CysArg7Cys)
R9:Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg(Arg9)
R12:Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg(Arg12)
CR9C:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Cys(Cys-Arg9-Cys)
CR12C:Cys-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg(Cys-Arg12-Cys)
核酸,作为运载物:
R1180:编码荧光素酶的mRNA(SEQ ID NO.384)
R722:长的非编码的富含GU的isRNA(SEQ ID NO.385)
R491:编码荧光素酶的mRNA(SEQ ID NO.386)
CpG2216:CpG寡聚核苷酸(SEQ ID NO.387)
短的富含GU的:富含GU的RNA寡聚核苷酸(SEQ ID NO.369)
2.核酸序列的制备:
用于本实施例,制备如实施例1中所指示的核酸序列,并用于形成本发明的聚合的聚合物载体运载物复合物,或用于比较的非聚合的载体运载物复合物。这些聚合物载体运载物复合物被用于体外和体内处理、用于体外免疫刺激和用于粒子表征。
根据第一制备,制备编码对应的RNA序列R1180、R722和R491序列的DNA序列。在序列表中示出了对应的RNA的序列(SEQ ID NO:384、385和386)。
通过自动固相合成借助于亚磷酰胺化学制备短的富含GU的序列和CpG2216寡聚核苷酸。在序列表(SEQ ID NO:387和369)中示出了序列。
2.体外转录:
使用T7-聚合酶(T7-Opti mRNA试剂盒,CureVac,德国图宾根)根据制造商的指示来体内转录根据实施例2制备的R1180、R722和R491的各DNA质粒。随后使用
Figure BDA00002761887300891
(CureVac,德国图宾根)纯化mRNA。
3.聚合物载体运载物复合物的合成:
将前面实施例1中定义的核酸序列与实施例1中定义的阳离子成分混合。所以,将指示量的核酸序列与各个阳离子成分以指示的质量比率混合,从而形成复合物。如果根据本发明使用聚合的阳离子成分,则阳离子成分的聚合与核酸运载物的复合同时发生。之后,用水将得到的溶液调节至最终体积为50μl并在室温下培养30分钟。表1中示出实验中使用的阳离子成分/核酸的不同比率。
Figure BDA00002761887300892
Figure BDA00002761887300901
表1
N/P比=聚合物载体的阳离子成分或聚合物载体自身的离子电荷的度量。在阳离子成分的阳离子特性由氮原子提供的情况下,N/P比是碱性氮原子与磷酸盐残基的比率,考虑到氮原子赋予正电荷和核酸的磷酸盐骨架的磷酸盐赋予负电荷。
N/P优选通过下列公式来计算:
Figure BDA00002761887300902
作为实例,应用根据SEQ ID NO:385的RNAR722,其分子量为186kDa。所以1μg R722RNA赋予5.38皮摩尔RNA.
4.HepG2和B16F10细胞的转染:
如实施例3中指示的制备包含5μg编码荧光素酶的mRNA(R1180)的聚合物载体运载物复合物。在转染前一天,将HepG2或B16F10细胞(150x103/孔)接种在24孔微量滴定板上,导致在进行转染时70%的融合。为了转染,将50μl聚合物载体运载物复合物溶液与250μl不含血清的培养基混合,并加入细胞中(最终RNA浓度:13μg/ml)。在添加不含血清的转染溶液之前,用每孔1mlOptimen(Invitrogen)温和并仔细地冲洗细胞。随后,向细胞中加入转染溶液(每孔300μl)并在37℃培养细胞4小时。之后每孔加入100μl包含10%FCS的RPMI-培养基(Camprex),并在37℃另外培养20小时。在转染之后24小时,吸出转染溶液,并在300μl裂解缓冲液(25mM Tris-PO4、2mM EDTA、10%甘油、1%Triton-X100、2mM DTT)中裂解细胞。之后将上清液与荧光素缓冲液(25mM双甘氨肽,15mM MgSO4,5mM ATP,62.5μM荧光素)混合,并使用光度计(Lumat LB9507(Berthold Technologies,德国Bad Wildbad))检测发光。
5.荧光素酶的体内表达:
如实施例3中指示的制备包含5μg编码荧光素酶的mRNA(R1180)的聚合物载体运载物复合物。随后用Ringer Lactate溶液调节得到的溶液至最终体积为100μl,并在室温下培养30分钟,获得聚合物载体运载物复合物的浓度为0.1g/l的溶液。对7周龄的BALB/c小鼠皮内施用(背部)100μl该溶液。24小时之后,将小鼠牺牲并收集样品(来自背部的皮肤),在-78℃冷冻并在组织破碎仪(Qiagen,德国Hilden)中全速裂解3分钟。随后加入600μl裂解缓冲液,得到的溶液在组织破碎仪中全速裂解6分钟。在4℃以13500rpm离心10分钟之后,将上清液与荧光素缓冲液(25mM双甘氨肽,15mM MgSO4,5mMATP,62.5μM荧光素)混合,并使用光度计(Lumat LB9507(Berthold Technologies,德国Bad Wildbad))检测发光。
6.hPBMC中的细胞因子刺激:
用Ficoll梯度分离来自健康供体外周血的HPBMC细胞,并随后用1(PBS(磷酸盐缓冲盐水)冲洗。随后将细胞接种在96孔微量滴定板上(200x103/孔)。用10μl包含指示量X-VIVO15培养基中的核酸(BioWhittaker)的来自实施例3的本发明的聚合物载体运载物复合物培养hPBMC细胞24h。通过检测hPBMC的细胞因子产生(肿瘤坏死因子α和干扰素α)来测量免疫刺激效应。所以,用附加包含特异性细胞因子抗体的结合缓冲液(0.02%NaN3,15mM Na2CO3,15mMNaHCO3,pH9.7)过夜(o/n)培养ELISA微量滴定板(Nunc Maxisorb)。随后用包含1%BSA(牛血清白蛋白)的1×PBS封闭细胞。加入细胞上清液并在37℃培养4小时。之后用包含0.05%Tween-20的1×PBS冲洗微量滴定板,并随后用生物素-标记的第二抗体(BD Pharmingen,德国海德堡)培养。向板中加入链亲和素偶联的辣根过氧化物酶。之后,再次用包含0.05%Tween-20的1×PBS冲洗该板,并加入ABTS(2,2′-联氮基-双(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)作为底物。通过使用重组的细胞因子(BD Pharmingen,德国海德堡)的标准曲线和来自的Tecan(Crailsheim,德国)的Sunrise ELISA-读取器测量在405nm的吸收(OD405)来确定细胞因子的量。
7.ζ电位测量:
用Zetasizer Nano(Malvern Instruments,英国马尔文)通过激光多普勒电泳法估测聚合物载体运载物复合物的ζ电位。测量在25℃进行并施用173°的散射角。
8.冻干后复合物的稳定性:
用Zetasizer Nano(Malvern Instruments,英国马尔文)根据制造商的说明通过动态光散射测量如上制备的聚合物载体运载物复合物的流体动力学直径。测量在25°在缓冲液中进行,通过累积方法进行分析以得到聚合物载体运载物复合物的流体动力学直径和多分散指数。如实施例3中指出的形成聚合物载体运载物复合物,并使用新鲜制备的复合物和冻干后的重构复合物测量流体动力学直径。
9.免疫实验:
为了免疫,将卵清蛋白疫苗(OVA)(5μg)或卵清蛋白特异性肽SIINFEKL(50μg)与本发明的聚合物运载物复合物R722/CR12C(比率为2∶1w/w)(30μgR722/15μgCR12C)结合,作为佐剂并皮内注射入雌性C57BL/6小鼠(每组7只小鼠用于肿瘤攻击和每组5只小鼠用于免疫反应的检测)。在两周内重复接种疫苗两次。对照小鼠没有注射本发明的聚合物运载物复合物。
10.抗原特异性免疫反应(B-细胞免疫反应)的检测:
通过检测抗原特异性抗体来实施抗原特异性免疫反应(B-细胞免疫反应)的检测。所以,在最后一次疫苗接种之后5天从接种了疫苗的小鼠采集血样,并制备血清。用原鸡(Gallus gallus)卵清蛋白涂布MaxiSorb板(Nalgene NuncInternational)。用包含0.05%Tween-20和1%BSA的1×PBS封闭之后,用稀释的小鼠血清培养板。随后加入生物素-偶联的第二抗体(抗-小鼠-IgG2aPharmingen)。冲洗之后,用辣根过氧化物酶-链亲和素培养该板,并随后测量ABTS底物(2,2’-联氮基-双(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)的转变。
11.通过ELISPOT检测抗原特异性细胞免疫反应:
最后一次疫苗接种5天之后牺牲小鼠,摘除脾脏并分离脾细胞。为了检测INFγ,将涂布的多筛选板(Millipore)使用包含抗INFγ抗体(BD Pharmingen,德国海德堡)的涂布缓冲液(0.1M碳酸盐-碳酸氢盐缓冲液,pH9.6,10.59g/l Na2CO3,8.4g/l NaHCO3)培养过夜。第二天,添加1x106细胞/孔,并用1μg/孔的相关肽(卵清蛋白的SIINFEKL)、无关肽(接合素=对照肽)或不含肽的缓冲液重新刺激。之后,在37℃培养细胞24小时。次日用PBS冲洗板3次,一次用水,一次用PBS/0.05%Tween-20冲洗,然后用生物素偶联的第二抗体在4℃培养该板11至24小时。之后用PBS/0.05%Tween-20冲洗板并在室温下用封闭缓冲液中的结合至链亲和素的碱性磷酸酶培养2小时。在用PBS/0.05%Tween-20冲洗之后,向板中加入底物(来自德国Taufkirchen的Sigma Aldrich的5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸盐/硝基蓝四唑液体底物体系),肉眼可以检测到底物的转化。然后通过用水冲洗板来停止反应。随后用ELISPOT读板仪读取干燥的板。为了使得斑点水平可视化,通过背景扣除法矫正数值。
12.肿瘤攻击:
在最后一次疫苗接种之后一周将1×106E.G7-OVA细胞(稳定表达卵清蛋白的肿瘤细胞)皮下植入接种了疫苗的小鼠。通过用测径器测量三维肿瘤尺寸来监控肿瘤生长。
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Claims (15)

1.一种用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其包括:
a)由二硫化物交联的阳离子成分形成的聚合物载体作为载体,和
b)至少一种核酸分子作为运载物。
2.根据权利要求1的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述至少一种核酸分子是RNA。
3.根据权利要求1或2的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述至少一种核酸分子是免疫刺激性核酸。
4.根据权利要求1至3中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述至少一种核酸分子是免疫刺激性RNA(isRNA)或mRNA。
5.根据权利要求1至4中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述阳离子成分与所述至少一种核酸分子的氮/磷酸盐(N/P)比率在0.1至20的范围内,或者在0.1至5的范围内,或者在0.1至1的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述聚合物载体除了所述阳离子成分之外还包括功能性的肽或蛋白质。
7.根据权利要求6的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述功能性的肽或蛋白质是肽或蛋白质抗原或抗原表位。
8.根据权利要求1至7中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述聚合物载体另外包括配体。
9.根据权利要求8的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述配体是甘露糖。
10.根据权利要求1至9中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述阳离子成分是阳离子肽。
11.根据权利要求10的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述阳离子肽选自根据式(I)的肽
(Arg)1;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x
其中
l+m+n+o+x=3至100,和
l、m、n或o=互相独立地是选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80、81至90和91至100的任意数,条件是Arg、Lys、His和Orn的总含量代表所述阳离子肽的所有氨基酸的至少10%;并且Xaa是选自除了Arg、Lys、His或Orn之外的天然(=天然存在的)氨基酸或非天然氨基酸的任意氨基酸;和
x=选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80、81至90的任意数,条件是Xaa的总含量不超过所述阳离子肽的所有氨基酸的90%,
或者选自根据子式(Ia)的肽
{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa’)x(Cys)y}
或者选自根据子式(Ib)的肽
Cys1{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}Cys2
其中(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;和x如上所定义的;Xaa’是选自除了Arg、Lys、His、Orn或Cys之外的天然(=天然存在的)氨基酸或非天然氨基酸的任意氨基酸;并且y是选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21至30、31至40、41至50、51至60、61至70、71至80和81至90的任意数,条件是Arg(精氨酸)、Lys(赖氨酸)、His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)的总含量代表寡肽的所有氨基酸的至少10%并且其中Cys1和Cys2是在(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x的近端或末端的半胱氨酸。
12.根据权利要求10至11中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述二硫化物键由包括在所述阳离子肽中的半胱氨酸残基形成。
13.根据权利要求12的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其中所述半胱氨酸残基在所述阳离子肽的近端,优选在阳离子肽的末端。
14.根据权利要求1至13中任一项的用作免疫刺激剂或佐剂的聚合物载体运载物复合物,其包括:
a.由二硫化物交联的阳离子聚合物形成的聚合物载体作为载体,和
b.至少一种核酸(分子)作为运载物,
其用于治疗或预防选自肿瘤或癌症、心血管疾病、传染病、自身免疫疾病或过敏的疾病;或者用作治疗或预防选自肿瘤或癌症、心血管疾病、传染病、自身免疫疾病或过敏中的疾病的免疫刺激剂或佐剂。
15.一种疫苗,其包括根据权利要求1至13中任一项限定的聚合物载体运载物复合物和抗原。
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