CN103687644B - 微创性皮肤电穿孔装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于电穿孔和递送一种或多种抗原的装置和一种使用所述装置进行电穿孔和递送一种或多种抗原至表皮组织的细胞的方法。所述装置包括：外壳；多个电极阵列，其从所述外壳伸出，每个电极阵列包括至少一个电极；脉冲发生器，其电连接至所述电极；可编程微控制器，其电连接至所述脉冲发生器；以及电源，其连接至所述脉冲发生器和所述微控制器。所述电极阵列限定空间上分开的部位。

Description

微创性皮肤电穿孔装置
相关申请的引用
本申请要求2011年6月28日提交的美国临时申请号61/502,198的权益，所述申请的内容以引用的方式整体并入本文。
联邦政府赞助的研究和开发
与本发明的主题的开发相关的活动至少部分地由美国政府陆军合同号W81XWH-11-C-0051资助，因此美国可以拥有本发明的某些权利。
技术领域
本发明涉及一种能够以可耐受的方式在空间上分开的部位上同时递送一种或多种质粒疫苗的电穿孔装置。
背景技术
经由抗原性质粒来有效接种疫苗的主要障碍是需要细胞内递送DNA疫苗。通过标准的肌肉内注射实施的裸DNA的递送在啮齿动物模型之外是出了名地低效的。在历史上，这导致在大型哺乳动物和人类中无法实现有力的免疫应答。已开发出一些策略来增强基于DNA的疫苗的表达，所述策略如密码子最佳化、RNA最佳化、添加前导序列以及开发最佳化的共有序列。这些最佳化策略可以产生改进的、交叉反应的免疫应答。添加共同递送的基于基因的分子佐剂是另一个领域，其中所得免疫应答增加频繁发生。尽管在载体设计和分子佐剂的使用方面有所改进，但是仍然对施用DNA疫苗的有效方法存在明显需要，所述方法引起质粒在所需组织(最常见的是肌肉、肿瘤或皮肤)的所需细胞类型中的高水平表达。
出于许多原因，将药物递送至皮肤组织(皮内)是在临床环境下的一种引人注意的方法。皮肤是人体最大的器官，最可接近、最易于监测并且具有高免疫能力。然而，皮肤的不透性屏障功能一直是有效进行透皮药物递送的主要障碍。
人皮肤包括大约2m2的面积并且平均厚度为大约2.5mm，使其成为人体最大的器官。通常，皮肤具有两种广义的组织类型：表皮和真皮。表皮是不断角质化的复层上皮。皮肤的最外层是角质层(SC)，并且充当主要屏障。SC是无生存力但具有生化活性的角质细胞的15至30个细胞厚度的层。表皮的其它三个层(颗粒层(S.granulosum)、棘层(S.spinosum)、基底层(S.basale))都含有处于不同分化阶段的角质化细胞(ketatinocyte)以及免疫朗格汉斯细胞和真皮树突状细胞。
用于透皮药物递送和基因递送的物理和化学方法已在世界范围内由诸多团体进行了详细地研究。离子电渗疗法、脂质递送以及基因枪是此类实例。临时增加皮肤渗透性的物理方法是电穿孔(“EP”)。电穿孔涉及施加短暂的电脉冲，从而在哺乳动物细胞的脂质双层膜内产生水性通路。这允许大分子(包括DNA)穿过细胞膜，否则细胞膜的渗透性将较低。因此，电穿孔增加了吸收或将药物和DNA递送至其靶组织的程度。
虽然尚未阐明电穿孔能够实现细胞转化的确切机制，但是提出的理论模型涉及由于膜的去稳定作用而引起的穿孔事件，接着是带电荷的分子进入细胞的电泳运动。为使电穿孔发生，孔隙的形成要求实现阈值能量，并且由电泳效应产生的移动取决于电场和脉冲长度。
在DNA疫苗的情况下，电穿孔已显示在数量上增强免疫应答，增加那些免疫应答的幅度以及改进剂量的效率。最近，DNA-EP平台已被成功地转换成人临床设置，并且已在一些疫苗研究中证实了明显改进的免疫应答。因此，形成了对皮肤电穿孔装置的需要，所述皮肤电穿孔装置将被认为是可耐受的、方便用户的并且易于进行大量生产的，同时继续实现高转染率从而产生有力的免疫应答。
虽然许多肌肉内装置现已成功进入临床试验，但是程序通常被认为是侵入性的且疼痛的。为了称得上是易于进行大规模疫苗接种的，尤其是在儿科环境中，需要用于更耐受的电穿孔方法的解决方案。因此，能够以可耐受的方式递送多药剂DNA疫苗的有效皮肤电穿孔装置是需要的。
发明内容
发明概述
本公开涉及一种用于电穿孔和递送一种或多种抗原的装置。所述装置包括：外壳；多个电极阵列，其从所述外壳伸出，每个电极阵列包括至少一个电极；脉冲发生器，其电连接至所述电极；可编程微控制器，其电连接至所述脉冲发生器；以及电源，其连接至所述脉冲发生器和所述微控制器。电极阵列限定了空间上分开的部位。电极被配置成将电穿孔脉冲递送至表皮组织的细胞。微控制器被配置成独立地调节每个电极的电穿孔脉冲的参数。
本公开还涉及一种使用本文描述的装置进行电穿孔和递送一种或多种抗原至表皮组织的细胞的方法。在实施方案中，抗原通常包括DNA疫苗质粒、肽、小分子及其组合。所述方法包括向表皮组织的细胞施用一种或多种抗原、使表皮组织与电极相接触、以及递送电穿孔脉冲。
附图说明
图1(A)、图1(B)和图1(C)是根据一个实施方案的用于EP的微创装置(MID)的透视图。
图2是图1(A)、图1(B)和图1(C)的实施方案的电力系统的示意图。
图3(A)、图3(B)和图3(C)是根据另一个实施方案的用于EP的MID的透视图。
图4是图3(A)、图3(B)和图3(C)的实施方案的电力系统的示意图。
图5(A)、图5(B)和图5(C)是使用具有(A)不锈钢电极或(B)金电极的MID进行质粒注射和电穿孔或(C)仅注射而没有进行电穿孔(作为对照)后的绿色荧光蛋白(GFP)表达的荧光显微照片。计算GFP像素强度(D)。
图6(A)和图6(B)是用于EP的MID的视图，其呈(A)1mm间隔的阵列(顶部)和1.5mm间隔的阵列(底部)电极机头的侧视图，和呈(B)示出所有25个针状电极的1mm间隔的阵列的面的近距图。
图7(A)、图7(B)和图7(C)是使用具有1.5mm或1mm电极间距并且具有(A)不锈钢电极或(B)金电极的MID进行质粒注射和穿孔后的GFP表达的荧光显微照片。仅注射而没有进行电穿孔的一组被用作对照。计算GFP像素强度(C)。
图8示出具有1.5mm或1mm电极间距的MID的电流和电阻的示图。电极在构成上是金或不锈钢(SS)。
图9示出在5或15伏下，具有1.5mm或1mm电极间距的MID的电流和阻抗的示图。
图10(A)示出使用具有1.5mm或1mm电极间距的MID在5或15伏下进行质粒注射和电穿孔后的GFP表达的荧光显微照片。计算GFP像素强度(B)。
图11(A)示出使用具有1.5mm或1mm电极间距的MID在15伏下进行不同浓度(0.5mg/mL、0.25mg/mL和0.1mg/mL)的质粒注射和电穿孔后的GFP表达的荧光显微照片。计算GFP像素强度(B)。
图12(A)、图12(B)和图12(C)是使用MID进行质粒注射和电穿孔后的淋巴细胞染色的荧光显微照片。图12(A)是20倍放大下的未经处理的动物中的皮肤活检物。图12(B)是20倍放大下的来自用质粒表达GFP处理的动物的皮肤活检物。图12(C)是图12(B)中的样品，但是以40倍放大。
图13(A)是根据一个实施方案的用于EP的MID的透视图，图13(B)是具有4×4阵列和1.5mm间距的MID的照片，图13(C)是具有5×5阵列和1.0mm间距的MID的照片，并且图13(D)是示出对图13(B)和图13(C)中的MID进行并排比较的照片。
图14是示出与单独进行皮内注射(无EP)后的GFP表达相比，在皮内施用报告基因质粒和用图13(B)的双头MID进行EP后的GFP表达的荧光显微照片。
具体实施方式
本发明涉及一种电穿孔装置，其可以提供抗原至哺乳动物的异种皮内递送。可以经由具有多个电极阵列的微创装置(MID)，以可耐受的方式在空间上分开的部位处同时递送一种或多种抗原。电极阵列被配置成使阵列与阵列间的电穿孔脉冲各不相同。例如，每个电极阵列可以被独立地和选择性地激活或控制。因此，MID能够实现抗原的异种递送。经由此MID实施的皮肤电穿孔反映了有效地将疫苗递送至受试者皮肤的临床上可接受的方法。此装置易于以多种形式(核酸、蛋白质、小分子或其组合)同时递送多种疫苗，同时消除共同递送多种抗原所致的免疫干扰带来的潜在问题。所述装置还使得能够在单次处理期间递送更高剂量的单一抗原。
1.定义
本文使用的术语仅是出于描述具体实施方案的目的并且并不意图是限制性的。如在说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”以及“所述(the)”包括复数指代物，除非上下文另外清楚地指明。
对于本文数值范围的陈述，明确涵盖具有相同精确度的介于其间的每个数值。例如，对于6至9的范围，除了6和9以外还涵盖数字7和8，并且对于范围6.0至7.0，明确涵盖数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9和7.0。
如本文所使用，术语“电穿孔”是指使用跨膜电场脉冲以便在生物膜中诱导微观路径(孔隙)；孔隙的存在允许生物分子(如质粒、寡核苷酸、siRNA、药物、离子和水)暂时从细胞膜的一侧穿至另一侧。
如本文所使用的术语“微创”是指由所提供的EP装置的针状电极所进行的有限穿透，并且可以包括非侵入性电极(或非穿透性针)。优选地，穿透是达到穿透通过角质层的程度，并且优选地进入最外面的活组织层(颗粒层)，但不穿透基底层。穿透深度优选地不超过0.1mm，并且在一些实施方案中，穿透深度的范围为约0.01mm至约0.04mm以便冲破角质层。这可以使用具有套管末端的电极来完成，所述套管末端经过研磨以便提供锋利的尖头，从而允许穿透通过角质层但避免更深的穿透。
术语“可耐受”和“接近无痛”在本文中互换使用，并且在提及EP时，意思是与通常可用的EP装置相比，与EP相关联的疼痛水平大致降低。更确切地说，可耐受或接近无痛的EP是使用本文所述的装置、避免肌肉EP连同将低电场递送至角质层与基底层之间的表皮层的组合的结果。优选地，电场将包括低电压水平，例如0.01V至70V，或1V至15V。当使用视觉模拟量表进行测量时，经历根据本文所提供的方法、使用本文所述的装置的EP的受试者经历的疼痛水平在从其无痛或者没有疼痛的得分算起的20％以内(全量表的20％以内)，或例如，在0至10分全量表的情况下在2分范围内，并且优选在从其无痛得分算起的10％以内。
术语“大致防止损伤”在本文中用来指代由所描述的装置递送至靶细胞以便电穿孔所述细胞并且对相同细胞造成最小可辨别的损伤的能量的量。优选地，不对此类细胞造成可辨别的宏观组织损伤或改变。
2.微创装置
本发明涉及具有多个电极阵列的微创装置(MID)，所述电极阵列被配置成使阵列与阵列间的电穿孔脉冲各不相同。图1(A)、图1(B)和图1(C)公开了用于电穿孔和递送一种或多种抗原的具有多个电极阵列的MID100。MID 100包括：外壳102，其具有尖端部分104；多个电极阵列106、108，其连接至尖端部分104，每个电极阵列106、108包括以正方形4×4样式安排的电极110。在一些实施方案中，尖端部分104和电极110中的一个或两个可以从MID 100的其余部分中拆卸下来，例如用于在使用之后进行消毒以使得所拆卸的零件可以再次使用。或者，尖端部分104和电极110中的一个或两个可以用于单次使用。
电极阵列106、108限定了空间上分开的部位。虽然图1(A)、图1(B)和图1(C)图解了MID 100包括两个电极阵列106、108，但是在其它实施方案中，MID 100可以包括多于两个的电极阵列，例如三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个、八个或更多个、九个或更多个、或十个或更多个电极阵列。
在一些实施方案中，每个阵列106、108可以包括各自长度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm或10.0mm的4×4阵列电极110。虽然在图解的实施方案中，每个阵列106、108包括4×4阵列电极110，即16个电极110，但在其它实施方案中，阵列106、108各自可以分别包括其它数目和/或样式的电极110。例如，阵列106、108各自可以分别包括按以下样式安排的电极110：1×1、1×2、1×3、1×4、1×5、1×6、1×7、1×8、1×9、1×10、2×1、2×2、2×3、2×4、2×5、2×6、2×7、2×8、2×9、2×10、3×1、3×2、3×3、3×4、3×5、3×6、3×7、3×8、3×9、3×10、4×1、4×2、4×3、4×4、4×5、4×6、4×7、4×8、4×9、4×10、5×1、5×2、5×3、5×4、5×5、5×6、5×7、5×8、5×9、5×10、6×1、6×2、6×3、6×4、6×5、6×6、6×7、6×8、6×9、6×10、7×1、7×2、7×3、7×4、7×5、7×6、7×7、7×8、7×9、7×10、8×1、8×2、8×3、8×4、8×5、8×6、8×7、8×8、8×9、8×10、9×1、9×2、9×3、9×4、9×5、9×6、9×7、9×8、9×9、9×10、10×1、10×2、10×3、10×4、10×5、10×6、10×7、10×8、10×9、10×10、或11至100的倍数及其任何组合。可以以各种形状来安排样式，如正方形、三角形、矩形、平行四边形、圆形或任何其它几何形状。针状的电极110可以包含金、铂、钛、不锈钢、铝或任何其它导电金属。电极可以被涂有或镀有金属，如金、铜、铂、银或任何其它导电金属。
在一些实施方案中，每个电极110是针状的。也就是说，电极110各自包括轴杆112和锥形的组织穿透末端或套管末端114。虽然图2图解了电极110通常为圆柱形的，但是在其它实施方案中，至少一个电极110可以假定为任何几何形状，包括但不限于半圆柱形、规则多面形以及不规则多面形状、其衍生物及其组合。组织穿透末端114可以促进电极110穿透通过角质层并且到达颗粒层。在一些实施方案中，组织穿透末端114允许电极110穿透通过角质层但避免深度穿透。为此，组织穿透末端114的长度可以为约0.1mm或更少、或约0.01mm至约0.04mm。
所图解的电极110被配置成将电穿孔脉冲递送至表皮组织的细胞。在一些实施方案中，电穿孔脉冲与大致防止表皮组织的细胞中的损伤的电场相关联。在另外的实施方案中，电穿孔脉冲与如视觉模拟量表所测量的是接近无痛的电势相关联。视觉模拟量表是大致长100mm的水平线，在所述水平线上0mm表示没有疼痛并且100mm表示最严重的疼痛。接近无痛是使用视觉模拟量表产生的平均得分为约20mm或更少(在95％置信区间内)、并且优选地10mm或更少(在95％置信区间内)的得分。
在一些实施方案中，邻接的电极110以不小于约1.5mm的距离彼此间隔开。在另外的实施方案中，邻接的电极110以不小于约1.0mm的距离彼此间隔开。电极110之间的距离更短意味着电极110以更紧凑的方式组装，这可以增加MID 100的功效并且因此可以是令人希望的。在一些实施方案中，每个电极110可以150mm或更少、100mm至1.0mm、50mm至1.0mm、40mm至1.0mm、30mm至1.0mm、20mm至1.0mm、10mm至1.0mm、5.0mm至2.0mm、5.0mm至1.0mm、大约2.0mm、大约1.5mm或大约1.0mm的距离与各邻近的电极110间隔开。
还参考图2，脉冲发生器116、118电连接至各自的电极阵列106、108。在一些实施方案中，至少一个脉冲发生器116、118可以是Elgen 1000(Inovio Pharmaceuticals,Inc.,Blue Bell,PA)脉冲发生器(未示出)。然而，在其它实施方案中，电穿孔脉冲可以使用其它适合的机械装置产生。在图解的实施方案中，可编程微控制器120电连接至脉冲发生器116、118。响应于输入条件/信号，微控制器120能够根据每个电极阵列106、108的使用要求或参数选择而独立地调节每个电极阵列106、108的EP参数。因而，微控制器120被配置成使阵列与阵列间的电穿孔脉冲各不相同。例如，脉冲电压、电流、持续时间以及所施加的电脉冲的数量可以因阵列而不同，以便改变在每个注射部位处施加的焦耳/cm3。在一些实施方案中，微控制器120被配置成大致同时递送电穿孔脉冲。在图解的实施方案中，每个电极阵列106、108用各自的脉冲发生器116、118驱动。MID 100还包括连接至脉冲发生器116、118的电源122和用于提供电功率的微控制器120。在图解的实施方案中，电源122是高低电压供应，尽管可以替代地使用表现出与本文所公开的电源122相同的功能的其它电源。
在一些实施方案中，每个电极阵列106、108的电穿孔脉冲与0.01V至70V、0.01V至50V、0.01V至40V、0.01V至30V、0.01V至20V、0.01V至15V、0.1V至70V、0.1V至50V、0.1V至40V、0.1V至30V、0.1V至20V、0.1V至15V、1V至30V、1V至20V、1V至15V、15V至30V、或15V至30V的电势相关联。在另外的实施方案中，电势优选地是低的，以使得EP如视觉模拟量表所测量的是可耐受的或接近无痛的，但也是足够高的以便实现表皮组织中的细胞的转染。例如，电势可以是5V、10V、15V，或在一些实施方案中，当MID 100的邻近电极110间隔开1.0mm至2.0mm时，电势为20V。
在一些实施方案中，每个电极阵列106、108的每个电穿孔脉冲与0.1mA至100mA、0.2mA至100mA、0.5mA至100mA、1mA至100mA、1mA至80mA、1mA至60mA、1mA至50mA、1mA至40mA、1mA至30mA、10mA至50mA、10mA至40mA、10mA至30mA、10mA至20mA、或10mA至15mA、或大约10mA的电流相关联，或在一些实施方案中，与大约20mA的电流相关联。像电势一样，电流优选地是低的，以使得EP如视觉模拟量表所测量的是可耐受的或接近无痛的，但也是足够高的以便实现表皮组织中的细胞的转染。
在一些实施方案中，每个电极阵列106、108的电穿孔脉冲与5ms至250ms、10ms至250ms、20ms至250ms、40ms至250ms、60ms至250ms、80ms至250ms、100ms至250ms、20ms至150ms、40ms至150ms、60ms至150ms、80ms至150ms、100ms至150ms、100ms至140ms、100ms至130ms、100ms至120ms、100ms至110ms、或大约100ms的持续时间相关联。在一些实施方案中，持续时间优选是短的，以使得EP如视觉模拟量表所测量的是可耐受的或接近无痛的，但也是足够长的以便实现表皮组织中的细胞的转染。
在一些实施方案中，微控制器120被配置成独立地调节每个电极阵列106、108的各自的电穿孔脉冲的数量，并且电脉冲的数目可以是1或更多个、2或更多个、3或更多个、4或更多个、5或更多个、6或更多个、7或更多个、8或更多个、9或更多个、10或更多个、20或更多个、30或更多个、40或更多个、50或更多个、60或更多个、70或更多个、80或更多个、90或更多个、或100或更多个。通过增加电穿孔脉冲的数量并且减少每脉冲能量，与更高能量下更少脉冲的情况相比，受试者所察觉或经历的疼痛量也可以有所减少。优选地，使用更低数目的脉冲(其不减少所产生的免疫应答)，因为它使得受试者经历的疼痛减少。此外，通过使用更低的每脉冲能量产生更少的疼痛和更好的耐受性。在一些实施方案中，电穿孔脉冲的数量是约1至约10个，优选地约1至约10个，并且更优选地约1至约3个。在一些实施方案中，使用了3个脉冲。
在一些实施方案中，电极阵列106、108彼此间隔至少一定距离以便在递送电穿孔脉冲时大致防止由两个阵列106、108递送的两种抗原的干扰。对于许多抗原而言，当在皮肤的相同部位处依次递送它们时已观察到质粒干扰。虽然不希望受具体理论束缚，但是这种现象可能归因于转录水平(启动子上的可能竞争等等)或翻译水平(蛋白质水平上的错误折叠或二聚作用)上的干扰。具有多个间隔的电极阵列106、108的MID 100可以消除这个干扰效应，所述干扰效应会对所产生的免疫应答造成负面影响。此外，具有多个电极阵列106、108的MID 100可以取消对两个分开的处理的需要，从而允许经处理的受试者经历一次处理事件，由此减少所经历的疼痛。
在一些实施方案中，MID 100包括电连接至每个电极阵列106、108的开关(未示出)，以用于选择性地使每个电极阵列106、108激活。例如，MID 100可以通过脚踏开关或触发按钮、或任何其它连接至电路的触发器来触发。
图3和图4图解了根据另一个实施方案的包括脉冲发生器202的MID200。此实施方案采用了许多与以上关于图1(A)至图1(C)描述的MID 100的实施方案相同的结构并且具有许多与其相同的性质。因此，以下描述主要集中在与以上关于图1(A)至图1(C)描述的实施方案不同的结构和特征上。在下文中，与图1(A)至图1(C)的实施方案的结构和特征像对应的在图3和图4中显示的实施方案的结构和特征用相同的参考号来指定。
在此实施方案中，脉冲发生器202由电池204来提供动力。在图解的实施方案中，电池204在外壳102之内。因此，MID 200可以是便携式的。电池204可以是锂离子电池、镍金属氢化物电池、铅酸电池或镍镉电池。
参考图4，脉冲发生器202是高低电压驱动器。在此实施方案中，脉冲发生器202驱动电极阵列106、108两者。微控制器206电连接至脉冲发生器202。微控制器206能够例如响应于输入条件/信号独立地调节每个电极阵列106、108的电穿孔参数。脉冲发生器202可以产生具有由微控制器206所调节的EP参数的脉冲，并且协同电池204视需要放大产生的脉冲。
3.电穿孔和递送一种或多种抗原的方法
一方面，本文所述的具有多个电极阵列106、108的MID 100、200可以用于如以下所讨论的电穿孔和递送一种或多种抗原通过受试者的皮肤、器官或其它身体部分的方法中。也就是说，MID 100、200可以用来施加在生物膜中诱导微观通路(孔隙)的跨膜电场脉冲，从而允许一种或多种抗原从细胞膜的一侧递送至另一侧。所述方法可以包括以下步骤：向表皮组织的细胞施用抗原、使表皮组织与电极相接触、以及递送电穿孔脉冲以便产生免疫应答。所述方法可以进一步包括同时递送抗原至细胞并且递送电穿孔脉冲以便产生免疫应答。
·向表皮组织的细胞施用抗原
首先在空间上分开的部位处皮内注射多个抗原。在一些实施方案中，使用Mantoux技术，例如使用29号(gauge)注射针将抗原皮内递送至靶组织。
·使表皮组织与电极相接触
接下来，用至少一个电极110穿透表皮组织约0.1mm或更少、或约0.01mm至约0.04mm的深度。注射部位和组织穿透部位优选地被共同定位。在一些实施中，为了促进共同定位或使注射部位和组织穿透部位置于中心，在皮内注射之前可以对表皮组织进行标记或压印。
·递送电穿孔脉冲
一旦表皮组织被穿透，使表皮组织与电极110相接触并且递送电穿孔脉冲。在一些实施方案中，电穿孔脉冲与大致防止表皮组织的细胞损伤的电场相关联。在另外的实施方案中，电穿孔脉冲与如由视觉模拟量表所测量的是接近无痛的电势相关联。例如，电穿孔脉冲与约1伏至约30伏、或优选地约15伏至约20伏的电势，约1mA至约50mA、或优选地约10mA至约15mA的电流，以及范围为约80ms至约150ms、或优选地100ms的持续时间或其组合相关联。可以连续地递送这些脉冲，优选递送1至10个脉冲，并且更优选地1至3个脉冲。
常规皮内递送的缺点是：可以递送至皮肤的体积是有限的。对于单针注射而言，由于皮肤分层问题，可以直接递送至皮肤的体积通常不大于100μl至150μl。因为抗原仅可以在不超过10mg/mL的浓度下产生，所以体积限制可以约束所得到的剂量。
在一些实施方案中，MID 100、200可以优选地递送更高剂量的单一疫苗。使用MID 100、200避免了100μL至150μL的单次注射体积限制。在一些实施方案中，可以在单次处理的同时递送明显更高的剂量，而不给患者造成更多的不适。递送更高剂量的能力可以对特定疫苗所产生的免疫应答有明显的正效应。使用多头装置也具有比单一阵列装置直接靶向更多细胞的附加益处。抗原转染的细胞的数目增加可以通过增加至抗原递呈细胞的穿透而产生改进的免疫应答。
在一些实施方案中，可以向受试者(如哺乳动物)施用所公开的方法。哺乳动物可以是人、猴、狗、猫、家畜、豚鼠、小鼠或大鼠。家畜可以是例如牛、猪、羊或奶牛。
4.抗原
本发明还涉及使用如上所讨论的具有多个电极阵列106、108的MID100、200来递送至少一种抗原的方法。所述方法可以涉及使用由MID 100、200实施的异种递送来递送两种或更多种抗原或其组合。在某些实施方案中，本文所述的MID 100、200可以用来增强抗原的递送。如本文中所使用，“抗原”是指当被引入到身体中时引起免疫应答(产生免疫性)的任何物质或有机体。
在一些实施方案中，抗原可以来源于传染因子或自体抗原，例如前列腺癌抗原，如前列腺特异性抗原(PSA)或前列腺特异性膜抗原(PSMA)。所使用的具体抗原不是至关重要的。抗原是本领域中已知的，并且可以使用任何常见方法来合并以用于本文所提供的方法和构成中。用于本文所述的不同方面和实施方案中的适合抗原的非限制性列表可以在以下文献中找到：例如BioCarb Chemicals Catalogue；和The Jordan Report:AcceleratedDevelopment of Vaccine 1995NIH,Bethesda,Md.,1995，这两个文献以引用的方式并入本文。抗原可以包括但不限于：核酸、肽、小分子、化学治疗剂、免疫治疗剂或其组合。抗原可以包括免疫原。
在一些实施方案中，抗原包括核酸。核酸是指包括寡核苷酸的多核苷酸化合物，其包括具有含氮杂环碱基或碱基类似物、由标准磷酸二酯键或其它连接键共价连接的核苷或核苷类似物。核酸可以包括RNA、DNA、嵌合DNA-RNA聚合物或其类似物。DNA可以是表达相关具体抗原的质粒。例如，质粒可以是SynCon流感构建体(Inovio Pharmaceuticals,Inc.,BlueBell PA)。
在一些实施方案中，抗原包括肽。肽包括任何氨基酸序列。肽可以是合成的或从天然源中分离而来。肽可以是蛋白质。肽可以是抗体或抗体片段。
在一些实施方案中，抗原包括小分子。小分子包括有机化合物和无机化合物。
在一些实施方案中，抗原包括化学治疗剂。化学治疗剂可以包括细胞毒性或细胞抑制性药物，例如像甲氨蝶呤(methotrexate)(甲氨蝶呤(amethopterin))、阿霉素(doxorubicin)(阿霉素(adrimycin))、柔红霉素、胞嘧啶阿拉伯糖苷(cytosinarabinoside)、依托泊苷、5-氟尿嘧啶、美仑法、苯丁酸氮芥以及其它氮芥(例如环磷酰胺)、顺铂、长春地辛(和其它长春花生物碱)、丝裂霉素、博来霉素、嘌呤硫素(大麦粉寡肽)、巨毛霉素、1,4-苯醌衍生物以及三亚胺醌。
在一些实施方案中，抗原包括细胞因子。细胞因子是指由免疫系统的细胞分泌的在细胞之间局部传送信号的物质。细胞因子包括蛋白质、肽以及糖蛋白。细胞因子包括但不限于：干扰素、趋化因子、TGF-β、TNF-α以及白介素。白介素包括IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、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、IL-35以及IL-36。细胞因子可以来源于人源或表达人基因的转基因非人源。
抗原可以包括但不限于：微生物抗原(如寄生虫抗原、病毒抗原、细菌抗原、真菌抗原)、癌症抗原、疫苗抗原添加剂药物(如可卡因和烟碱衍生物)、减毒的或灭活的细菌、减毒的或灭活的病毒、自身免疫抗原或非结构蛋白质抗原或其任何组合。在一些实施方案中，抗原包括至少一种流感、自身免疫的、可卡因或癌症抗原。
在一些实施方案中，抗原包括来源于细菌表面多糖的可以用于基于碳水化合物的疫苗的任何抗原。细菌通常在细胞表面上表达碳水化合物，作为糖蛋白、糖脂质、脂多糖的O-特异性侧链、荚膜多糖等的部分。适合的菌株的非限制性实例包括链球菌肺炎(Streptococcus pneumonia)、脑膜炎双球菌(Neisseria meningitidis)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza)、克雷伯菌属(Klebsiella spp.)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.)、沙门氏菌属(Salmonella spp.)、志贺氏菌属(Shigella spp.)以及B链球菌属(Group Bstreptococci)。在一些实施方案中，任何已知的细菌碳水化合物表位(例如，Sanders等Pediatr.Res.1995,37,812-819；Bartoloni等Vaccine 1995,13,463-470；Pirofski等,Infect.Immun.1995,63,2906-2911；美国专利号6,413,935；以及国际公布号WO 93/21948中描述的那些)可以作为抗原用于本文所述的构成和方法中。
一些实施方案提供了抗原，所述抗原包括病毒抗原。病毒抗原的非限制性实例包括来源于HIV(例如gp120、nef、tat、pol)、流感以及西尼罗病毒(West Nile Virus)(WNV)的那些。在一些实施方案中，抗原可以包括全部灭活的病毒或减毒的病毒。
一些方面提供了真菌抗原。真菌抗原的非限制性实例包括来源于白色念珠菌(Candida albicans)、新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)、球孢子菌属(Coccidoides spp.)、组织胞浆菌属(Histoplasma spp.)以及曲霉菌属(Aspergillus spp.)的那些。
一些实施方案提供了来源于寄生虫的抗原。寄生虫抗原的非限制性实例包括来源于疟原虫属(Plasmodium spp.)、锥虫属(Trypanosoma spp.)、血吸虫属(Schistosoma spp.)、利什曼虫属(Leishmania spp.)等等的那些。
在一些实施方案中，抗原包括碳水化合物表位。可以用于本文所述的方面和实施方案的碳水化合物表位的非限制性实例包括：Galα1,4Galβ(用于细菌疫苗)；GalNAcα(用于癌症疫苗)；Manβ1,2(Manβ)nManβ-(用于对例如白色念球菌(C.albicans)有用的真菌疫苗)，其中n是任何整数，包括零；GalNAcβ1,4(NeuAcα2,3)Galβ1,4Glcβ-O-神经酰胺(用于癌症疫苗)；Galα1,2(Tyvα1,3)Manα1,4Rhaα1,3Galα1,2-(Tyα1,3)Manα4Rha-和Galα1,2(Abeα1,3)Manα1,4Rhaα1,3Galα1,2(Abeα1,3)Manα1,4Rhaα1,3Galα1,2(Abeα1,3)Manα1,4Rha(这两种表位均对例如沙门氏菌属有用)。作为抗原或免疫原的其它示例性碳水化合物表位及其合成的描述在美国专利号6,413,935中进一步描述，所述专利以引用的方式并入本文。
抗原的其它实例包括但不限于对以下疾病和致病物质产生免疫应答或抗原应答的那些：炭疽；腺病毒；百日咳博代氏杆菌属(Bordetellapertussus)；肉毒中毒(Botulism)；牛鼻气管炎；粘膜炎布兰汉球菌(Branhamella catarrhalis)；犬肝炎；犬瘟热；衣原体(Chlamydiae)；霍乱(Cholera)；球孢子菌病；牛痘；巨细胞病毒；巨细胞病毒；登革热(Denguefever)；登革热弓形体病；白喉(Diphtheria)；脑炎；产肠毒素的大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli)；埃-巴二氏病毒(Epstein Barr virus)；马脑炎；马传染性贫血症；马流感；马肺炎；马鼻病毒；猫白血病；黄病毒；球蛋白；乙型流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza type b)；流感嗜血杆菌；百日咳嗜血杆菌(Haemophilus pertussis)；幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)；嗜血杆菌属(Hemophilus spp.)；肝炎；甲型肝炎；乙型肝炎；丙型肝炎；疱疹病毒；HIV；HIV-1病毒；HIV-2病毒；HTLV；流感；日本脑炎；克雷伯氏菌属；嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)；利什曼虫(leishmania)；麻风病；莱姆病；疟疾免疫原；麻疹；脑膜炎；脑膜炎球菌；A群脑膜炎球菌多糖(Meningococcal Polysaccharide Group A)、C群脑膜炎球菌多糖(Meningococcal Polysaccharide Group C)；腮腺炎；腮腺炎病毒；分枝杆菌；结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)；奈瑟氏菌属(Neisseria spp)；淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae)；脑膜炎奈瑟氏菌(Neisseriameningitidis)；羊蓝舌病；羊脑炎；乳头状瘤；副流感；副粘病毒；副粘病毒；百日咳；瘟疫；肺炎球菌属(Pneumococcus spp.)；卡氏肺囊虫(Pneumocystis carinii)；肺炎；脊髓灰质炎病毒；变形杆菌(Proteus species)；绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)；狂犬病；呼吸道合胞体病毒；轮状病毒；风疹；沙门氏菌；血吸虫病；志贺氏菌(Shigellae)；猴免疫缺陷病毒；天花；金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)；葡萄球菌属(Staphylococcusspp.)；肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)；酿脓链球菌(Streptococcuspyogenes)；链球菌属(Streptococcus spp.)；猪流感；破伤风；梅毒螺旋体(Treponema pallidum)；伤寒；牛痘；水痘-带状疱疹病毒；以及霍乱弧菌(Vibrio cholerae)。抗原或免疫原可以包括各种类毒素、病毒抗原和/或细菌抗原，如以下疫苗中常用的抗原：水痘疫苗；白喉、破伤风以及百日咳疫苗；b型流感嗜血杆菌疫苗(Hib)；甲型肝炎疫苗；乙型肝炎疫苗；流感疫苗；麻疹、腮腺炎以及风疹疫苗(MMR)；肺炎球菌疫苗；脊髓灰质炎疫苗；轮状病毒疫苗；炭疽疫苗；以及破伤风和白喉疫苗(Td)(参见，例如美国专利号6,309,633)。
在一些实施方案中，抗原可以包括与癌症相关的任何类型的抗原，例如像肿瘤相关的抗原(TSA)(包括与白血病和淋巴瘤相关的抗原)，如癌胚抗原、前列腺酸性磷酸酶、PSA、PSMA等等；以及与可以引起癌症的物质(例如，致瘤病毒，例如像腺病毒、HBV、HCV、HTLV、卡波济氏肉瘤相关的疱疹病毒、HPV(加德西(Gardasil))等等)相关的抗原。
抗原可以包括如肽、多糖、脂质、核酸等等的组合的抗原的组合。抗原可以包括糖蛋白、糖脂、糖蛋白、脂蛋白、脂多糖等等。
用于实施所公开的EP方法的抗原包括以某种方式来衍生或修饰的那些抗原，所述方式例如通过使一个或多个额外的基团共轭或偶联至其上以便增强功能或实现额外的功能(如靶向或其增强的递送)，包括本领域中已知的技术，例如像Pizzo等在美国专利号6,493,402(α-2巨球蛋白复合体)；美国专利号6,309,633；美国专利号6,207,157以及美国专利号5,908,629中所描述的那些技术。
MID 100、200的说明性实例和使用MID 100、200的方法在以下更详细地描述。
实施例
实施例1
电极构成对转染效率的影响
为了解决电极材料对报告基因定位的影响，将具有不同电极构成(金和不锈钢)的两种微创装置(MID)的转染效率进行比较。这种比较是为了评定是否可以使用金电极的更便宜的替代物(不锈钢)，同时仍维持转染功效。容易地测试电极构成，因为镀金电极易从其套筒中去除并且被相同规格和长度的不锈钢电极替代。这产生了仅电极构成不同的相同的电极头。
表1中详细描述了实验概要。
表1
完成了一系列的体内表达定位研究。在Hartley豚鼠(Charles RiverLaboratories,Wilmington,MA)中进行所有的体内实验，所述哈特利豚鼠被认为是用于皮肤病学应用的优良模型。在机构IACUC试验方案下进行所有的实验。根据美国国防部(DoD)3216.1“Use of Laboratory Animals inDoD Programs,”9CFR部分1-4“Animal Welfare Regulations,”国家科学院出版社“Guide for the Care&Use of Laboratory Animals,”(如所修改的)，和实施动物福利法案的农业部规定(7U.S.C.2131-2159)以及其它适用的联邦和州法律法规和DoD指令进行所有的动物实验。所有的动物处理在麻醉下进行。
将表达报告基因GFP的质粒皮内注射(0.5mg/mL、1mg/mL以及2mg/mL)至豚鼠皮肤。在注射之后，立即使用具有金或不锈钢电极的MID装置在注射部位处对皮肤进行电穿孔。在处理后三天，将动物处死。切除皮肤并且在荧光显微镜下观察。取得高分辨率照片并且随后使用标准软件(Adobe Photoshop CS5)分析像素强度。通过预先限定的处理区的像素计数来计算表达水平。在假定转染仅在施加电场的地方发生并且电场仅在电极与皮肤直接接触的地方形成的情况下确立用于像素分析的电极接触的“门控区域”。MID装置中的第一电极与第四电极之间的距离是4.5mm。因此，Adobe Photoshop CS5中的‘标尺工具’用于分离4.5mm2区域，所述区域被定义为长度上为大约95像素。Adobe Photoshop CS5识别在三种不同通道(红、绿、蓝)中的范围为0至255(最暗至最亮)的像素强度。因为正GFP信号将在绿色通道中占主导，所以像素分析受限于此通道。CS5版AdobePhotoshop能够自动计算所选区域的平均像素强度和中值像素强度。因为像素强度的分布在大多数情况下是不对称的，所以中值被认为更好代表了直方图的中心趋势。为了确保结果准确，分析来自多个动物上的多个处理部位的汇总数据。
结果在图5中示出。还将结果与在皮内注射但随后没有进行电穿孔之后的GFP表达进行比较。在金组与不锈钢组之间不存在统计学上明显的差异(这两个处理组与仅ID注射的对照之间的P值<0.05)。结果表明在诱发报告基因表达方面更便宜的不锈钢电极与金电极一样有效。
实施例2
电极间距对转染效率的影响
为了评定电极间距对转染效率和报告基因定位的影响，创制1mm间隔的电路板并且将其安装在头件外壳中并且与具有1.5mm间隔的电路板的类似MID进行比较。为了确保表面处理面积在不同间距的两个机头之间保持相同，将额外一行电极添加至1mm间隔的电路板中。因此，将具有4×4行电极(16个电极)的1.5mm间隔的机头与具有5×5行电极(25个电极)的1mm间隔的机头进行比较。因此，每个机头具有大约4至4.5mm2的近似处理表面积。图6A示出来自侧面视角的这两个机头的照片。顶部机头间距为1mm，并且底部机头间距为1.5mm。图6B示出1mm机头的面的近距视图。
如实施例1中所描述，完成了一系列的体内表达定位研究。确切地说，将已知剂量(0.5mg/mL、1mg/mL以及2mg/mL)的表达报告基因GFP的质粒DNA皮内注射到豚鼠皮肤中之后，几乎立即(在注射后10秒之内)使用1mm或1.5mm原型装置对所产生的注射泡进行电穿孔。电极在构成上是金或不锈钢。在处理后三天，将动物处死。切除皮肤并且在荧光显微镜下观察。取得高分辨率照片并且随后使用标准软件(Adobe PhotoshopCS5)分析像素强度。通过预先限定的处理区的像素计数来计算表达水平。为了确保结果准确，分析来自多个动物上的多个处理部位的汇总数据。在不同的时间段内(12、24以及48小时)监测GFP的表达，以便允许评定表达动力学。
表2中详细描述了实验概要。
表2
结果在图7中示出。结果针对每种条件的6个处理而示出。还将结果与在皮内注射而随后没有进行电穿孔之后的GFP表达进行比较。在具有1.5mm间隔的电路板与1mm间隔的电路板的装置的结果之间不存在统计学上明显的差异(处理组与仅ID注射的对照之间的P值<0.05)。结果代表了多个实验，并且证实了使用采用1.5mm或1mm电极间距的微创装置电穿孔(MID EP)能实现成功有力的转染。
这些结果表明电极间距不影响皮肤中的GFP表达，因为在两种电极间距之间未观察到明显的差异(如通过眼睛和可量化地通过像素计数所确定的)。因此，使用采用1.5mm或1mm电极间距的MID EP的电穿孔会产生有力的报告基因表达。
实施例3
电极间距对电流的影响
本文所述的装置可以具有当在每个电穿孔脉冲过程中出现所有电参数时实时捕获和存储它们的能力。如实施例1中所描述，完成了一系列的体内表达定位研究，以便检验用不同电极间距和构成的装置实施的电穿孔的电流和电压。当外加电压保持恒定(15伏)时，针对每种电极间距和每种电极构成检验对每个处理所递送的阻抗(电阻)和电流。
图8示出所产生的阻抗(以欧姆计的电阻)和电流(以毫安计)两者。
与1.5mm机头(平均23mA)相比，1mm机头(平均85mA)中的电流大约大三倍，而在所有条件下外加电压相同。1.5mm机头中的电流增加导致组织的阻抗大幅减少(大约75％)。从产生可耐受性皮肤装置的观点来看，电流增加由于引起患者更多的疼痛或感觉而会是有问题的。电流增加可以引起患者更多的疼痛或感觉，并且因此电流增加在产生可耐受性皮肤装置方面会是有问题的。这些结果表明，虽然电极间距看上去不影响所产生的GFP表达，但是额外电极的间距或存在会影响组织的电流并且因此影响阻抗。
为了进一步解决电流增加的问题，调查研究了外加电压是否可以减小至三分之一(至5伏)并且仍产生10mA至20mA的电流。电极是不锈钢。结果在图9中示出。结果表明额外的电极(而非实际的电极间距)影响所产生的电流。
为了评定电压减少是否影响转染功效，将表达报告基因GFP的DNA质粒皮内递送至豚鼠皮肤并且随后立即使用具有1.5mm(4×4)电极间距或1mm(4×4或5×5)电极间距的MID装置在15或5伏下进行电穿孔。在处理后三天，将动物处死。切除皮肤并且在荧光显微镜下观察。取得高分辨率照片并且随后使用标准软件(Adobe Photoshop CS5)分析像素强度。
结果在图10中示出。这些结果表明在更大的电极机头上输入电压可以减少，同时仍维持转染功效。因此，结果表明用更大的阵列同时维持无痛和低电压参数可以实现有力的转染。很有可能的是，在人临床装置中，取决于使用要求或偏好(例如，注射体积)将要求至少25个电极来维持最佳化覆盖范围。
实施例4
质粒浓度对转染效率的影响
用不同构成和电极间距的装置检验更低浓度的表达报告基因GFP的质粒对转染效率的影响。
如实施例1中所描述，完成了一系列的体内表达定位研究。将表达报告基因GFP的质粒(0.5mg/mL、0.25mg/mL以及0.1mg/mL)皮内注射至豚鼠皮肤，并且随后立即使用具有金或不锈钢电极和1mm间隔(5×5)或1.5mm间隔(4×4)的电极的MID装置在15伏下进行电穿孔。在处理后三天，将动物处死。切除皮肤并且在荧光显微镜下观察。取得高分辨率照片并且随后使用标准软件(Adobe Photoshop CS5)分析像素强度。通过预先限定的处理区的像素计数来计算表达水平。为了确保结果准确，分析来自多个动物上的多个处理部位的汇总数据。
结果在图11中示出。在单独ID注射(无EP)后也观察到GFP表达，但检测到极小的表达(数据未示出)。在任何浓度的表达报告基因GFP的质粒下，没有观察到间距或电极构成之间的统计学上明显的差异。
实施例5
在细胞水平下分析的电穿孔效率
在免疫组织化学上分析从以上实施例所详细描述的实验的处理动物中移取的皮肤样品。在死后切除处理后皮肤、切片、并且用石蜡封固。观察表达GFP的细胞并且使用高功率荧光显微镜(Olympus-BX51TF)计数。记录表达GFP的细胞的数目和区域(即，表皮中的组织层的层)。还在封固之前用一批商业上可获得的抗体计数染色组织切片，以便允许直接鉴别转染的细胞类型，如淋巴细胞IHC、角化细胞(表皮中的大多数细胞)以及朗格汉斯细胞(表皮中最常见的APC)。所述抗体还用来观察电穿孔对淋巴细胞浸润的影响。
在表皮中实现了有力的角化细胞染色。清楚限定皮肤切片中的表皮区域。总体来说，结果表明额外的电极极大地影响了组织的电流，并且因此影响了阻抗。这种增加的电流看上去不影响所产生的报告基因的表达。然而，显而易见的是在5×5 1mm机头上电压可以减少，同时仍实现强电流和有力的转染。
为了在皮肤中看到对朗格汉斯特异性抗体的阳性染色，从处死的动物中移取脾脏和淋巴结以便用作抗体的阳性对照。在脾脏和淋巴结两者中均检测到强的抗体染色，但在皮肤中没有检测到。虽然不希望受具体理论束缚，但是这表明抗体是起作用的，但要不皮肤中的信号太弱而不能检测到，要不在所测试的组织中不存在朗格汉斯细胞。
额外的结果在图12中示出。观察到电穿孔和报告基因的表达均导致淋巴细胞浸润至处理区。EP和报告基因表达的组合导致最大的浸润。虽然观察到角化细胞染色和报告基因表达的共同定位，但是染色不是一致的。然而，一致确认了淋巴细胞IHC和报告基因表达的共同定位。
实施例6
双头装置
制造了具有并排两个阵列的带有小缓冲地带的双头装置。阵列被设计成同时递送脉冲。或者，每个头可以在额外的设备修改下独立地进行脉冲。塑料外壳和定制电力组件是原型的。装置在图13中示出。
如实施例1中所描述，完成了一系列的体内表达定位研究。将1mg/mL浓度的表达报告基因GFP或RFP的质粒皮内注射至豚鼠皮肤。在注射之后立即使用双头装置(具有4×4阵列形式和1.5mm间距的16个不锈钢电极，在25V下)进行电穿孔。结果在图14中示出，所述图14是示出与单独进行皮内注射(无EP)后的GFP表达相比，在皮内施用报告基因质粒和用MID 100、200进行EP后的GFP表达的荧光显微照片。MID 100、200的电极110彼此间隔开1.5mm的间距。在处理后将动物处死，并且切除皮肤并在荧光显微镜下观察。荧光显微照片确认了多种质粒在空间上分开的部位上同时递送。
实施例7
转染动力学
使用实施例1中所描述的方法，完成了一系列的体内表达定位研究。确切地说，将已知剂量(0.5mg/mL、1mg/mL以及2mg/mL)的表达报告基因GFP的质粒DNA皮内注射进入豚鼠皮肤之后，将使用1mm或1.5mm原型装置对所产生的注射泡立即进行电穿孔。MID的电极在构成上将是金或不锈钢。将在处理后不同的时间点(12小时、24小时以及48小时、3天)将动物处死。将针对每个时间点，切除皮肤并且在荧光显微镜下观察。将取得高分辨率照片并且随后使用标准软件(Adobe Photoshop CS5)分析像素强度。将通过预先限定的处理区的像素计数来计算表达水平。为了确保结果准确，将分析来自多个动物上的多个处理部位的汇总数据。将在不同时间段下比较GFP的表达，以便促进表达动力学的评定。
从上文应当理解到，虽然已说明并且描述了具体的实施方案，但是可以在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种修改，这对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。此类变化和修改在如本公开所附权利要求书所限定的本公开的范围和教义内。

Claims (14)

1.一种用于电穿孔和递送一种或多种抗原的装置，所述装置包括：
外壳；
多个电极阵列，其从所述外壳伸出，所述电极阵列限定空间上分开的部位，每个电极阵列包括至少一个电极；
脉冲发生器，其电连接至所述电极；
可编程微控制器，其电连接至所述脉冲发生器；以及
电源，其连接至所述脉冲发生器和所述微控制器，其中所述电极被配置成将电穿孔脉冲递送至表皮组织的细胞，邻接的电极以不小于1.0mm的距离彼此间隔开，并且其中所述微控制器被配置成独立地调节每个电极阵列的电穿孔脉冲的参数，
其中，所述装置能够：
(i).同时递送多种抗原，或
(ii).在单次处理期间递送多种剂量的单一抗原。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述电穿孔脉冲与电势相关联，并且其中所述微控制器被配置成使阵列与阵列间的所述电势各不相同。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述电穿孔脉冲与电流相关联，并且其中所述微控制器被配置成使阵列与阵列间的所述电流各不相同。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述电穿孔脉冲与持续时间相关联，并且其中所述微控制器被配置成使阵列与阵列间的所述持续时间各不相同。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述微控制器被配置成独立地调节每个电极阵列的各自的电穿孔脉冲的数量，并且其中所述数量为1至10。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述多个电极阵列彼此间隔至少一定距离，以当递送所述电穿孔脉冲时基本防止所述抗原的干扰。
7.如权利要求1所述的装置，其中每个电极阵列中的所述电极以各自的样式安排。
8.如权利要求1所述的装置，其中至少一个电极包括长0.1mm或更少的组织穿透末端。
9.如权利要求1所述的装置，其中至少一个电极包括长0.01mm至0.04mm的组织穿透末端。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述电穿孔脉冲产生基本防止所述表皮组织的细胞中的损伤的电场。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述电穿孔脉冲产生由视觉模拟量表所测量的接近无痛的电势。
12.如权利要求1所述的装置，其中邻接的电极彼此间隔开1.0mm的距离。
13.如权利要求1所述的装置，其中邻接的电极彼此间隔开不小于1.5mm的距离。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述电极被配置成同时递送所述电穿孔脉冲。
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Denomination of invention: Minimally invasive skin electroporation device

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