CN106659803A - 核酸疫苗 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于制备、制造和治疗性使用包含编码一种或多种抗原的多核苷酸分子的核糖核酸疫苗(NAV)的组合物和方法。
Description
相关申请
本申请根据美国法典第35篇第119条要求2014年4月23日提交的美国临时申请61/983,250和2014年12月8日提交的美国临时申请62/088994的权益，所述临时申请各自的全部内容以引用的方式并入本文。
发明领域
本发明涉及用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用疫苗、具体地说核酸疫苗(NAV)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。具体地说，本发明涉及用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核糖核酸(RNA)疫苗(例如mRNA疫苗)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。
发明背景
疫苗接种是用于提供针对感染性疾病，包括但不限于病毒性疾病、细菌性疾病和/或寄生虫病(如流感、AIDS、肝炎病毒感染、霍乱、疟疾和结核)以及许多其他疾病的预防性保护的有效方式。例如，流感感染是美国死亡的第七大主要原因，在美国每年有200,000例住院治疗和40,000例死亡；并且在全世界每年造成约3-5百万例住院治疗和约300,000至500,000例死亡。每年数百万人接受流感疫苗以保护他们免受季节性流感。疫苗接种还能够快速预防新兴流感大流行病的传播。
典型的疫苗含有类似于致病因子(disease-causing agent)的减弱或死亡形式的试剂，所述致病因子可以是微生物，例如细菌、病毒、真菌、寄生虫或一种或多种毒素和/或一种或多种蛋白质，例如所述微生物的表面蛋白(即，抗原)。疫苗中的抗原或试剂可刺激身体的免疫系统将所述试剂识别为外来侵入物，产生针对所述试剂的抗体，破坏所述试剂并且发展所述试剂的记忆。疫苗诱导的记忆使免疫系统能够快速作用来保护身体免受随后遇到的这些试剂中的任一种。
本领域中使用的疫苗生产，例如抗原疫苗生产具有若干阶段，包括产生抗原、抗原纯化和灭活以及疫苗配制。首先，通过在细胞系中培养病毒、在生物反应器中生长细菌或产生来源于细胞培养物中的病毒和细菌、酵母或细菌的重组蛋白来产生抗原。然后纯化重组蛋白，并且在病毒和细菌与佐剂一起配制在疫苗中之前使所述病毒和细菌灭活。大大减少与疫苗开发中的现有技术相关的时间和费用一直是挑战。
开发新疫苗的另一个障碍是大多数传染因子如病毒和细菌的不断进化。病毒通常使它们的表面蛋白突变以产生新的抗原，这可帮助它们跳过已通过含有所述病毒的疫苗免疫的主动免疫系统。相比之下，细菌获得且突变关键蛋白质以逃避宿主防御和有效的抗生素应用。
例如，甲型、乙型和丙型流感病毒是流感的病原体。血凝素(HA)是病毒的天然宿主，所述血凝素是甲型和乙型流感病毒的主要包膜糖蛋白或其同源物——丙型流感病毒中的血凝素-酯酶(HE)。流感病毒的血凝素(HA)蛋白的快速进化导致新毒株的不断出现，从而使得宿主的适应性免疫应答对新的感染仅是部分保护性的。使用传统疫苗的针对流感和其他感染的治疗和预防的最大挑战是疫苗在广度上的限制，从而提供仅针对密切相关的亚型的保护。此外，当前的生产过程长度抑制在大流行情况下开发且生产适应疫苗的任何快速反应。
开发抵抗感染性疾病和传染因子的新疫苗以及新方法具有重大意义。
发明概要
本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(NAV)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。具体地说，本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(例如RNA疫苗和mRNA疫苗)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。
本发明提供包含一种或多种核酸疫苗或NAV的组合物，例如药物组合物。
本发明的NAV或NAV组合物可被设计成包含编码一种或多种野生型或工程化蛋白质、肽或多肽(例如，抗原)的一种或多种核酸分子，例如多核苷酸。在一些实施方案中，所述核酸分子(例如多核苷酸)是RNA。在一些实施方案中，所述核酸分子(例如多核苷酸)是mRNA。在一些实施方案中，所述NAV或NAV组合物包含化学修饰的核酸(例如，RNA多核苷酸)。在一些实施方案中，抗原所来源或工程化自的传染因子包括但不限于病毒、细菌、真菌、原生动物和/或寄生虫。
在一些实施方案中提供诱导、引发、加强或触发细胞、组织或生物体中的免疫应答的方法，所述方法包括使所述细胞、组织或生物体与本文描述或教导的RNAV中的任一种相接触。
本发明的方面提供在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗(NAV)，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸。一些方面提供在载体中配制的NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述载体具有约20％-60％阳离子脂质:5％-25％非阳离子脂质:25％-55％固醇；以及0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。在一些实施方案中，所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质:约5％-25％非阳离子脂质:约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含约50％阳离子脂质、约1.5％PEG修饰的脂质、约38.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含约55％阳离子脂质、约2.5％PEG脂质、约32.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质是可电离阳离子脂质，并且所述非阳离子脂质是中性脂质，并且所述固醇是胆固醇。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有50:38.5:10:1.5摩尔比的阳离子脂质:胆固醇:PEG2000-DMG:DSPC。
在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有50-150nm的平均直径。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有80-100nm的平均直径。在一些实施方案中，所述疫苗包含1.5mg/mL的RNA多核苷酸和35-45mg/mL脂质。在一些实施方案中，所述NAV包含约2mg/mL的RNA多核苷酸和约40mg/mL脂质。
在一些实施方案中，所述开放阅读框是密码子优化的。在一些实施方案中，所述第一抗原多肽来源于传染因子。在一些实施方案中，所述传染因子选自由病毒的毒株和细菌的菌株组成的组的成员。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸编码另一抗原多肽。在一些实施方案中，所述另一RNA多核苷酸包含至少一种化学修饰和密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码抗原多肽。
在一些实施方案中，所述一种或多种抗原多肽选自在表6-16、表29-30中列出的那些蛋白质或其片段。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框和/或第二RNA多核苷酸的开放阅读框各自独立地编码选自表6-16、表29-30的抗原多肽或其片段。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框各自选自表28的RNA序列中的任一者或其片段。
在本文提供的任何实施方案中，所述传染因子是选自由以下组成的组的病毒株：腺病毒；单纯疱疹，1型；单纯疱疹，2型；脑炎病毒、乳头瘤病毒、水痘-带状疱疹病毒；爱泼斯坦-巴尔病毒；人巨细胞病毒；人疱疹病毒，8型；人乳头瘤病毒；BK病毒；JC病毒；天花；脊髓灰质炎病毒；乙型肝炎病毒；人博卡病毒；细小病毒B19；人星状病毒；诺沃克病毒；柯萨奇病毒；甲型肝炎病毒；脊髓灰质炎病毒；鼻病毒；严重急性呼吸道综合征病毒；丙型肝炎病毒；黄热病毒；登革热病毒；西尼罗病毒；风疹病毒；戊型肝炎病毒；人免疫缺陷病毒(HIV)；流感病毒；瓜纳里托病毒；胡宁病毒；拉沙病毒；马丘波病毒；萨比亚病毒；克里米亚-刚果出血热病毒；埃博拉病毒；马尔堡病毒；麻疹病毒；腮腺炎病毒；副流感病毒；呼吸道合胞病毒；人偏肺病毒；亨德拉病毒；尼帕病毒；狂犬病病毒；丁型肝炎；轮状病毒；环状病毒；科罗拉多壁虱热病毒(Coltivirus)；版纳病毒；人肠道病毒；汉坦病毒；西尼罗病毒；中东呼吸道综合征冠状病毒；日本脑炎病毒；水疱性疱疹病毒；以及东方马脑炎。
在一些实施方案中，所述病毒是甲型流感或乙型流感或其组合的毒株。在一些实施方案中，甲型流感或乙型流感的毒株与鸟、猪、马、犬、人或非人灵长类动物相关。在一些实施方案中，抗原多肽编码血凝素蛋白或其片段。在一些实施方案中，血凝素蛋白是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18或其片段。在一些实施方案中，血凝素蛋白不包含头部结构域(HA1)。在一些实施方案中，血凝素蛋白包含头部结构域(HA1)的一部分。在一些实施方案中，血凝素蛋白不包含细胞质结构域。在一些实施方案中，血凝素蛋白包含细胞质结构域的一部分。在一些实施方案中，截短血凝素蛋白。在一些实施方案中，截短血凝素蛋白包含跨膜结构域的一部分。在一些实施方案中，血凝素蛋白的氨基酸序列或其片段包含与表6-14中提供的氨基酸序列中的任一个的至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。在一些实施方案中，所述病毒选自由以下组成的组：H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。在一些实施方案中，所述抗原多肽选自在表6-14中列出的那些蛋白质或其片段。
在一些实施方案中，所述传染因子是选自以下各项的细菌的菌株：结核(结核分枝杆菌)、耐克林霉素艰难梭菌、耐氟喹诺酮艰难梭菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐多药物粪肠球菌、耐多药物屎肠球菌、耐多药物绿脓假单胞菌、耐多药物波美不动杆菌以及耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)。在一些实施方案中，所述细菌是艰难梭菌。
在一些实施方案中，所述NAV是多价的。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框编码至少2、3、4、5、6、7、8、9或10种抗原多肽。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框编码至少10、15、20或50种抗原多肽。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框编码2-10、10-15、15-20、20-50、50-100或100-200种抗原多肽。
在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
其他方面提供一种在纳米颗粒内配制的NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述纳米颗粒具有50-200nm的平均直径。在一些实施方案中，所述纳米颗粒具有小于0.4的多分散性(polydiversity)值。在一些实施方案中，所述纳米颗粒在中性pH下具有净中性电荷。在一些实施方案中，所述纳米颗粒具有80-100nm的平均直径。在一些实施方案中，所述纳米颗粒是包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质的阳离子脂质纳米颗粒。在一些实施方案中，所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。
其他方面提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述开放阅读框中的尿嘧啶的至少80％具有化学修饰。在一些实施方案中，所述开放阅读框中的尿嘧啶的100％具有化学修饰。在一些实施方案中，化学修饰是在尿嘧啶的5位处。在一些实施方案中，化学修饰是N1-甲基假尿苷。在一些实施方案中，所述核酸疫苗在阳离子脂质复合物或阳离子脂质纳米颗粒内进行配制。
其他方面提供在阳离子脂质纳米颗粒内配制的NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框、至少一个5′末端帽以及至少一种化学修饰的RNA多核苷酸。在一些实施方案中，5’末端帽是7mG(5')ppp(5')NlmpNp。在一些实施方案中，所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。在一些实施方案中，所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质:约5％-25％非阳离子脂质:约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
一些方面提供在阳离子脂质纳米颗粒内配制的NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码血凝素蛋白的开放阅读框的RNA多核苷酸以及药学上可接受的载体或赋形剂。在一些实施方案中，血凝素蛋白选自HA1、HA7和HA10。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸不编码F蛋白。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸进一步编码神经氨酸酶蛋白。在一些实施方案中，血凝素蛋白来源于甲型流感病毒或乙型流感病毒或其组合的毒株。在一些实施方案中，流感病毒选自H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。
在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。在一些实施方案中，第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。在一些实施方案中，所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质:约5％-25％非阳离子脂质:约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO 2459-2621。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO 2459-2621具有至少80％序列同一性的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ ID NO 2254具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2254的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ IDNO 2259具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO 2259的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ ID NO 2192具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO 2192的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ ID NO 2200具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2200的氨基酸序列的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2046。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO 2046具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO 2119。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO 2119具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO 2054。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO 2054具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO 2127。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸包含与SEQID NO 2127具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。
本发明的方面提供包含与SEQ ID NO 2127或SEQ ID NO 2054的80％-95％序列同一性的核酸。其他方面提供一种包含SEQ ID NO:2624的核酸。
其他方面提供一种诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法，所述方法包括以有效量向所述受试者施用本文所述的任何疫苗以产生抗原特异性免疫应答。在一些实施方案中，抗原特异性免疫应答包括T细胞应答。在一些实施方案中，抗原特异性免疫应答包括B细胞应答。在一些实施方案中，产生抗原特异性免疫应答的方法涉及所述疫苗的单次施用。在一些实施方案中，所述方法还包括施用所述疫苗的加强剂量。在一些实施方案中，所述疫苗通过皮内或肌肉内注射施用至受试者。
在一些实施方案中，所述疫苗的加强剂量在第二十一天施用至受试者。在一些实施方案中，介于10ug/kg与400ug/kg之间剂量的疫苗被施用至受试者。在一些实施方案中，25微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的疫苗中。在一些实施方案中，100微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的疫苗中。在一些实施方案中，400微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的疫苗中。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸在局部淋巴结中相较于远端淋巴结中以高100倍水平积聚。
方面提供预防或治疗流感病毒感染的方法，所述方法包括向受试者施用本文所述的任何疫苗。在一些实施方案中，抗原特异性免疫应答包括T细胞应答。在一些实施方案中，抗原特异性免疫应答包括B细胞应答。在一些实施方案中，产生抗原特异性免疫应答的方法涉及所述疫苗的单次施用。在一些实施方案中，所述疫苗通过皮内或肌肉内注射施用至受试者。
其他方面提供对受试者接种疫苗的方法，所述方法包括向所述受试者施用核酸疫苗，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。在一些实施方案中，介于10ug/kg与400ug/kg之间剂量的核酸疫苗被施用至受试者。在一些实施方案中，所述核酸疫苗通过皮内或肌肉内注射施用至受试者。在一些实施方案中，所述核酸疫苗在第零天施用至受试者。在一些实施方案中，所述核酸疫苗的第二剂量在第二十一天施用至受试者。
在一些实施方案中，25微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的核酸疫苗中。在一些实施方案中，100微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的核酸疫苗中。在一些实施方案中，400微克剂量的RNA多核苷酸包含于施用至受试者的核酸疫苗中。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸在局部淋巴结中相较于远端淋巴结中以高100倍水平积聚。
本发明的方面提供核酸疫苗，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件；以及药学上可接受的载体或赋形剂，其中佐剂不包含于所述疫苗中。在一些实施方案中，稳定元件是组蛋白茎-环。在一些实施方案中，稳定元件是相对于野生型序列具有降低的GC含量的核酸序列。
本发明的方面提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸存在于用于体内施用至宿主的制剂中，所述制剂赋予对于可接受百分比的人受试者而言优于所述第一抗原的血清保护标准的抗体效价。在一些实施方案中，抗体效价是中和抗体效价。
还提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸存在于用于体内施用至宿主以用于引发比由具有稳定元件或与佐剂一起配制且编码所述第一抗原多肽的mRNA疫苗引发的抗体效价更持久的高抗体效价的制剂中。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸被配制成在单次施用一周内产生中和抗体。在一些实施方案中，佐剂选自阳离子肽和免疫刺激性核酸。在一些实施方案中，阳离子肽是鱼精蛋白。
方面提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有包含至少一种化学修饰的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述开放阅读框编码第一抗原多肽，其中所述RNA多核苷酸存在于用于体内施用至宿主以使得所述宿主中的抗原表达水平显著超过由具有稳定元件或与佐剂一起配制且编码所述第一抗原多肽的mRNA疫苗产生的抗原表达水平的制剂中。
其他方面提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有包含至少一种化学修饰的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述开放阅读框编码第一抗原多肽，其中所述疫苗具有比未修饰的mRNA疫苗产生等效抗体效价所需的少至少10倍的RNA多核苷酸。在一些实施方案中，所述RNA多核苷酸以25-100微克的剂量存在。
本发明的方面还提供一种被配制用于递送至人受试者的单位使用疫苗，所述疫苗包含介于10ug与400ug之间的一种或多种具有包含至少一种化学修饰的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述开放阅读框编码第一抗原多肽；以及药学上可接受的载体或赋形剂。在一些实施方案中，所述疫苗还包含阳离子脂质纳米颗粒。
本发明的方面提供产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法，所述方法包括向所述个体或群体施用抗原记忆加强核酸疫苗，所述疫苗包含(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽；以及(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂。在一些实施方案中，所述疫苗经由选自由以下组成的组的途径施用至个体：肌肉内施用、皮内施用和皮下施用。在一些实施方案中，施用步骤包括使受试者的肌肉组织与适合于注射所述组合物的装置相接触。在一些实施方案中，施用步骤包括使受试者的肌肉组织与适合于注射所述组合物与电穿孔的组合的装置相接触。
本发明的方面提供对受试者接种疫苗的方法，所述方法包括以有效量向所述受试者施用介于25ug/kg与400ug/kg之间单次剂量的核酸疫苗以对所述受试者接种疫苗，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸。
方面提供NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码血凝素蛋白片段的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述血凝素蛋白包含以下中的至少一个的仅一部分：头部结构域(HA1)、细胞质结构域或跨膜结构域。在一些实施方案中，血凝素蛋白是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18。在一些实施方案中，血凝素蛋白不包含头部结构域(HA1)。在一些实施方案中，血凝素蛋白不包含细胞质结构域。在一些实施方案中，截短血凝素蛋白不包含跨膜结构域。在一些实施方案中，血凝素蛋白的氨基酸序列包含与表6-16中提供的氨基酸序列中的任一个的至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施方案中，所述疫苗在阳离子脂质复合物或阳离子脂质纳米颗粒内进行配制。在一些实施方案中，所述多核苷酸包含至少一个5′末端帽和至少一种化学修饰。
方面还提供用于在诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法中使用的本文所述的疫苗中的任一种。在一些实施方案中，所述方法包括以有效量向所述受试者施用所述疫苗以产生抗原特异性免疫应答。
其他方面提供一种本文所述的疫苗中的任一种在制造用于在诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法中使用的药剂中的用途，所述方法包括以有效量向所述受试者施用所述疫苗以产生抗原特异性免疫应答。
方面还提供用于在预防或治疗流感病毒感染的方法中使用的本文所述的疫苗中的任一种，所述方法包括向受试者施用所述疫苗。
其他方面提供一种本文所述的疫苗中的任一种在制造用于在预防或治疗流感病毒感染的方法中使用的药剂中的用途，所述方法包括向受试者施用所述疫苗。
其他方面提供用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的核酸疫苗，其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。在一些实施方案中，所述方法还包括向所述受试者施用所述疫苗。
其他方面提供一种核酸疫苗在制造用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的药剂中的用途，其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。在一些实施方案中，所述方法还包括向所述受试者施用所述疫苗。
本发明的方面提供一种用于在产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法中使用的抗原记忆加强核酸疫苗。在一些实施方案中，所述抗原记忆加强核酸疫苗包含(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽，以及(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂；并且其中所述方法包括向所述个体或群体施用所述抗原记忆加强核酸疫苗。
其他方面提供一种抗原记忆加强核酸疫苗在制造用于在产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法中使用的药剂中的用途，其中所述抗原记忆加强核酸疫苗包含(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽，以及(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂；并且其中所述方法包括向所述个体或群体施用所述抗原记忆加强核酸疫苗。
其他方面提供一种用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的核酸疫苗，其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，并且其中所述方法包括以有效量向所述受试者施用介于25ug/kg与400ug/kg之间单次剂量的核酸疫苗以对所述受试者接种疫苗。
其他方面提供一种核酸疫苗在制造用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的药剂中的用途，其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，并且其中所述方法包括以有效量向所述受试者施用介于25ug/kg与400ug/kg之间单次剂量的核酸疫苗以对所述受试者接种疫苗。
在一些实施方案中，所述NAV多核苷酸可编码作为抗原的流感毒株的一种或多种多肽。所述抗原包括但不限于由本文呈现的表中列出的多核苷酸编码的那些抗原。在所述表中，GenBank登录号或GI登录号表示所编码抗原的完整或部分CDS。所述NAV多核苷酸可包含在所述表中列出的任何序列的区域或所列出的mRNA的整个编码区。它们可包含杂合区或嵌合区，或模拟物或变体。
本发明的各种实施方案的细节在以下描述中阐述。本发明的其他特征、目的和优点将是从本发明的描述和附图以及权利要求清楚的。
附图简述
前述和其他目的、特征以及优点将是从如在附图中示出的本发明的具体实施方案的以下描述清楚的，在附图中相同参考符号贯穿不同视图指代相同部分。附图未必按比例绘制，而是将重点放在示出本发明的各种实施方案的原理上。
图1是多核苷酸构建体的示意图。图1A是在2013年3月9日提交的共同拥有的共同未决的美国专利申请13/791,922中教导的多核苷酸构建体的示意图，所述专利的内容以引用的方式并入本文。图1B是线性多核苷酸构建体的示意图。
图2是本发明的一系列嵌合多核苷酸的示意图。
图3是示出各种位置修饰模式且示出与mRNA多核苷酸的那些区域类似的区域的一系列嵌合多核苷酸的示意图。
图4是示出基于式I的各种位置修饰模式的一系列嵌合多核苷酸的示意图。
图5是示出基于式I的各种位置修饰模式且进一步示出封闭的或结构化的3’末端的一系列嵌合多核苷酸的示意图。
图6A和6B是本发明的环状构建体的示意图。
图7A-7B是本发明的环状构建体的示意图。
图8A-8B是本发明的环状构建体的示意图。图8A示出包含至少一个感应区和一个间隔区的环状构建体。图8B示出非编码环状构建体。
图9是本发明的非编码环状构建体的示意图。
图10示出相较于蛋白质和未修饰的mRNA疫苗，化学修饰的mRNA流感疫苗的HA中和效价。
图11示出在用编码H1N1病毒的血凝素蛋白的mRNA的不同剂量和制剂疫苗接种之后小鼠中的血凝素抑制效价。
图12A-12D示出在疫苗接种且用流感A/PR/8/34病毒激发之后小鼠的存活百分比。图12A示出在激发后1周的存活百分比。图12B示出在激发后2周的存活百分比。图12C示出在激发后3周的存活百分比。图12D示出在激发后4周的存活百分比。
图13示出在疫苗接种且用流感A/PR/8/34病毒激发之后小鼠的平均血凝素抑制效价。
图14A-14C示出CD4T细胞IFNγ细胞因子应答。图14A示出在H1蛋白/肽刺激之后的IFNγ产生。图14B示出在H7蛋白/肽刺激之后的IFNγ产生。图14C示出在PMA+离子霉素刺激之后的IFNγ产生。
图15A-15D示出在H1和H7蛋白质/肽刺激之后的IgG产生。
图16是示出在以所指示剂量施用H10N8/N1-甲基假尿苷/C0制剂MC3疫苗之后针对H10的血凝素抑制效价(HAI)的图。
图17是示出在以所指示剂量施用H10N8/N1-甲基假尿苷/C1制剂MC3疫苗之后针对H10的血凝素抑制效价(HAI)的图。
图18是比较在施用10μg/剂量的H7N9/C0制剂相较于H7N9/C1制剂之后针对H7的血凝素抑制效价(HAI)的图。
图19是在施用所指示制剂和剂量之前和之后的不同时间点来自食蟹猴的血清样品中的平均血凝素抑制效价(HAI)的图。
图20是示出在接受单次免疫之后第21天激发的雪貂中的H7N9病毒载量的图。
图21A-21D呈现在施用单次剂量的编码H7N9的mRNA NAV之后用致死剂量激发的小鼠中的小鼠存活和HAI效价。图21A示出在激发后第7天的存活。图21B示出在激发后第21天的存活。图21C示出在激发后第84天的存活。图21D示出HAI效价。
图22示出来自甲型流感H7N9毒株的血凝素蛋白的氨基酸序列相对于共有序列的比对。
图23示出来自甲型流感H10N8毒株的血凝素蛋白的氨基酸序列相对于共有序列的比对。
具体的实施方案
在治疗学领域、诊断学领域、试剂领域中以及对于生物测定而言，能够设计、合成和递送核酸，例如核糖核酸(RNA)，例如编码细胞内部的目标肽或多肽的信使RNA(mRNA)(无论是在体外、体内、原位还是离体)，诸如以便实现对细胞、组织或器官有益且最终对生物体有益的生理结果具有重大意义。一种有益的结果是引起核酸的细胞内翻译和产生至少一种编码的目标肽或多肽。
特别感兴趣的是出于接种目的设计、合成和递送核酸，例如核糖核酸(RNA)，例如编码抗原(例如来源于感染性微生物的抗原)的信使RNA(mRNA)的能力。
本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(NAV)的组合物(包括药物组合物)和方法，其中所述NAV的至少一种组分是核酸分子，例如多核苷酸。具体地说，本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(NAV)的组合物(包括药物组合物)和方法，其中所述NAV的至少一种组分是多核苷酸。具体地说，本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(NAV)的组合物(包括药物组合物)和方法，其中所述NAV的至少一种组分是RNA多核苷酸，例如编码抗原(例如，来源于感染性微生物的抗原)的mRNA多核苷酸。在某些实施方案中，本发明涉及用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核糖核酸疫苗(RNAV)的组合物(包括药物组合物)和方法，其中所述RNAV的至少一种组分是核糖核酸分子，例如编码抗原(例如，来源于感染性微生物的抗原)的mRNA。因此，本发明部分地涉及可充当疫苗或疫苗的组分的多核苷酸，具体地说体外转录(IVT)多核苷酸、嵌合多核苷酸和/或环状多核苷酸。
还提供用于选择、设计和/或使用本文所述的NAV的系统、过程、装置和试剂盒。
根据本发明，所述多核苷酸可以避免本领域的其他多核苷酸分子的缺陷或提供优于本领域的其他多核苷酸分子的改进的方式进行修饰。
尽管已经尝试产生功能性RNA疫苗，包括mRNA疫苗和自我复制RNA疫苗，但是这些RNA疫苗的治疗功效尚未充分确立。非常出人意料地，本发明人已经发现了用于在体内递送mRNA疫苗的一类制剂，所述类别的制剂产生显著增强的且在许多方面协同的免疫应答，包括增强的抗原产生和具有中和能力的功能性抗体产生。即使当相较于在其他类别的基于脂质的制剂中使用的mRNA剂量，施用显著更低剂量的mRNA时也实现这些结果。本发明的制剂已展示足以确立功能性mRNA疫苗作为预防剂和治疗剂的功效的显著出人意料的体内免疫应答。
在一些方面，本发明涉及以下出人意料的发现：脂质纳米颗粒(LNP)制剂显著增强mRNA疫苗(包括化学修饰的和未修饰的mRNA疫苗)的有效性。使用若干不同的病毒抗原且在多种不同的动物模型中在体内检查在LNP中配制的mRNA疫苗的功效。本文呈现的结果证明在LNP中配制的mRNA疫苗超过在其他基于脂质的载体中配制的其他mRNA疫苗以及超过蛋白质抗原的出人意料的优异功效。
除了提供增强的免疫应答之外，本发明的制剂在单次剂量的抗原之后产生比所测试的其他基于mRNA或蛋白质的疫苗更快速的免疫应答。本文所述的研究涉及对小鼠进行静脉内(IV)、肌内(IM)或皮内(ID)疫苗接种，随后用致死剂量的病毒激发。除了在致死剂量后存活的所有疫苗接种的动物之外，相较于蛋白质抗原和其他基于脂质的制剂(脂质复合物)，观察到显著更强的早期免疫应答(通过病毒中和测定和HA抑制(HAI)确定的抗病毒活性)。数据证明早在疫苗接种后1周，接受mRNA-LNP制剂(ID或IM)的两组动物展示超过40的HAI效价，分别为60和114。大于40的HAI效价被认为足以保护免受流感的致死性激发。快速应答是出人意料的，特别是当与在蛋白质抗原和在其他脂质载体(脂质复合物)中配制的mRNA疫苗情况下所观察到的应答相比时，所述蛋白质抗原或mRNA疫苗在疫苗接种后一周且甚至在疫苗接种后三周继续显示小于40的无效HAI效价。
在每个随后时间点(3周和5周)，本发明的制剂继续提供比蛋白质抗原所提供的显著更强的治疗应答。事实上，通过IV途径施用的化学未修饰的和修饰的mRNA-LNP制剂两者均具有相对于蛋白质抗原增强的HAI效价。到第3周时，与在一周和三周继续显示小于40的HAI效价的蛋白质抗原相比，通过IM或ID施用接受mRNA-LNP制剂的所有动物展现超过40的HAI活性。到第5周时，通过ID途径施用的mRNA-LNP制剂具有大于10,000的出人意料的HAI活性，这与在所述时间点蛋白质抗原的约400的HAI效价形成对比。与在所述时间点具有不可检测的中和活性的蛋白质抗原相比，接受mRNA-LNP制剂的小鼠还通过微量中和测定展现79-250(IM)和250(ID)的中和活性。在疫苗接种后第5周，六个LNP配制组中的五个显示介于789与24892之间的高中和活性。相比之下，用蛋白质抗原疫苗接种的小鼠仅在5只小鼠中的3只中展现中和活性，且范围仅介于79与250之间。
与在不同脂质载体(脂质复合物)中配制的mRNA疫苗相比，本发明的mRNA-LNP制剂还定量地且定性地产生更好的免疫应答。在第5周，与通过本发明的mRNA-LNP制剂实现的那些(635-10,152的HAI效价)相比，mRNA-脂质复合物疫苗产生197的HAI效价。在所有其他时间点且对于所有mRNA-脂质复合物疫苗而言，HAI效价都未达到大于40的临界水平。另外，即使迟至疫苗接种后5周，mRNA-脂质复合物疫苗在微量中和活性方面也未产生任何可检测的中和活性。
本文所述的数据证明本发明的制剂产生优于现有蛋白质抗原疫苗和mRNA疫苗制剂两者的显著出人意料的改进，包括：从致死性流感激发100％挽救，具有在1周后保护性抗体效价的快速发生和高抗体效价，即超过未修饰的mRNA 50倍且超过蛋白质疫苗20倍。
另外，即使当mRNA的剂量显著低于其他脂质制剂中时，本发明的mRNA-LNP制剂也优于其他脂质制剂。例如，与mRNA-脂质复合物制剂中的80μg mRNA相比，使用mRNA-LNP制剂中的10μg mRNA产生上述数据。
本发明的制剂在几种非啮齿动物模型(包括非人灵长类动物)中也显示较强功效。在食蟹猴和雪貂中观察到高度有效的疫苗接种。将食蟹猴用不同剂量的mRNA-LNP制剂(50μg/剂量、200μg/剂量、400μg/剂量)疫苗接种。非常出人意料地，当在单次疫苗接种后刚7天暴露于病毒时，在所测量的所有剂量下的本发明的疫苗制剂显著降低雪貂肺中的病毒效价。早在疫苗接种后7天且在研究的整个长度(84天)中检测到如通过HAI和微量中和测量的抗体效价的统计上显著的增加。单次疫苗接种能够消除大多数动物中的所有病毒。
在本文所述的研究中使用的LNP先前已经用于在各种动物模型以及人中递送siRNA。鉴于与LNP制剂的siRNA递送相关的观察结果，LNP适用于疫苗中的事实是非常出人意料的。已经观察到，在LNP中配制的siRNA的治疗性递送引起与瞬时IgM应答相关的不希望的炎症应答，从而通常导致抗原产生减少和受损的免疫应答。与在siRNA情况下观察到的发现相比，本发明的LNP-mRNA制剂在本文中被证明产生增强的IgG水平，其足以用于预防性和治疗性方法而不是瞬时IgM应答。
I.核酸疫苗(NAV)
本发明的核酸疫苗(NAV)包含一种或多种编码一种或多种野生型或工程化抗原的多核苷酸，例如多核苷酸构建体。示例性多核苷酸，例如多核苷酸构建体包括编码抗原的RNA多核苷酸，例如mRNA。在示例性方面，本发明的多核苷酸，例如编码抗原的RNA多核苷酸可包含至少一种化学修饰。
本发明的NAV组合物可包含其他组分，包括但不限于耐受剂或佐剂。
耐受剂或组合物
在出现自身免疫性介导的副作用的情况下，将耐受mRNA和/或如例如在2013年10月18日提交的USSN 61/892,556和2014年10月17日提交的PCT/US2014/61104(其内容以引用的方式整体并入本文)中教导的那些中的任一种与所述NAV共同施用以诱导抗原特异性耐受性。
佐剂
佐剂或免疫增效剂还可与一种或多种NAV一起或组合施用。
在一个实施方案中，佐剂充当共信号来关于感染的存在引发T细胞和/或B细胞和/或NK细胞。
佐剂的优点包括增强抗原的免疫原性、改变免疫应答的性质、减少成功免疫所需的抗原量、降低所需的加强免疫的频率以及改进年长者和免疫受损疫苗的免疫应答。这些可通过任何途径，例如肌内、皮下、IV或皮内注射共同施用。
适用于本发明的佐剂可包括但不限于天然的或合成的。它们可以是有机的或无机的。
佐剂可选自以下类别中的任一种：(1)矿物盐，例如氢氧化铝和磷酸铝或磷酸钙凝胶；(2)乳剂，包括：油乳剂和基于表面活性剂的制剂，例如微流化洗涤剂稳定的水包油乳剂、纯化的皂苷、水包油乳剂、稳定的油包水乳剂；(3)微粒佐剂，例如病毒体(并入流感血凝素的单层脂质体媒介物)、皂苷与脂质的结构化复合物、聚丙交酯乙交酯共聚物(PLG)；(4)微生物衍生物；(5)内源性人免疫调节剂；和/或(6)惰性媒介物，如金颗粒；(7)微生物来源的佐剂；(8)张力活性化合物；(9)碳水化合物；或其组合。
用于DNA核酸疫苗(DNA)的佐剂已公开于例如Kobiyama等人Vaccines,2013,1(3),278-292中，其内容以引用的方式整体并入本文。由Kobiyama公开的任何佐剂可用于本发明的RNAV中。
可用于本发明的RNAV中的其他佐剂包括在基于网络的疫苗佐剂数据库Vaxjo(http://www.violinet.org/vaxjo/)上列出的以及在例如Sayers等人,J.Biomedicineand Biotechnology,第2012(2012)卷,文章ID 831486,13页中描述的那些佐剂中的任一种，所述文献的内容以引用的方式整体并入本文。
适当佐剂的选择对于本领域的普通技术人员来说将是明显的。具体佐剂可包括但不限于，阳离子脂质体-DNA复合物JVRS-100、氢氧化铝疫苗佐剂、磷酸铝疫苗佐剂、硫酸铝钾佐剂、铝胶、ISCOM(s)TM、弗氏完全佐剂、弗氏不完全佐剂、CpG DNA疫苗佐剂、霍乱毒素、霍乱毒素B亚单位、脂质体、皂苷疫苗佐剂、DDA佐剂、基于角鲨烯的佐剂、Etx B亚单位佐剂、IL-12疫苗佐剂、LTK63疫苗突变型佐剂、TiterMax Gold佐剂、Ribi疫苗佐剂、蒙塔尼德(Montanide)ISA 720佐剂、棒状杆菌来源的P40疫苗佐剂、MPLTM佐剂、AS04、AS02、脂多糖疫苗佐剂、胞壁酰二肽佐剂、CRL1005、灭活的短小棒状杆菌疫苗佐剂、蒙塔尼德ISA 51、百日咳博德特氏杆菌组分疫苗佐剂、阳离子脂质体疫苗佐剂、金刚烷基酰胺二肽疫苗佐剂、Arlacel A、VSA-3佐剂、铝疫苗佐剂、多种价元素疫苗佐剂、AdjumerTM、海藻葡聚糖、BayR1005、硬脂酰酪氨酸、Specol、Algammulin、磷酸钙凝胶、CTA1-DD基因融合蛋白、DOC/明矾复合物、γ菊粉、Gerbu佐剂、GM-CSF、GMDP、重组hIFN-γ/干扰素-g、白介素-1β、白介素-2、白介素-7、Sclavo肽、Rehydragel LV、Rehydragel HPA、洛索立宾、MF59、MTP-PE脂质体、Murametide、Murapalmitine、D-Murapalmitine、NAGO、非离子型表面活性剂囊泡、PMMA、蛋白质螺旋体(Cochleates)、QS-21、SPT(抗原制剂)、纳米乳剂疫苗佐剂、AS03、Quil-A疫苗佐剂、RC529疫苗佐剂、LTR192G疫苗佐剂、大肠杆菌热不稳定毒素、LT、无定形羟基磷酸铝硫酸盐佐剂、磷酸钙疫苗佐剂、蒙塔尼德不完全Seppic佐剂、咪喹莫特、瑞喹莫德、AF03、鞭毛蛋白、聚(I:C)、Abisco-100疫苗佐剂、白蛋白-肝素微颗粒疫苗佐剂、AS-2疫苗佐剂、B7-2疫苗佐剂、DHEA疫苗佐剂、含有针对共刺激分子的抗体的免疫脂质体、SAF-1、仙台病毒蛋白脂质体、含仙台病毒的脂质基质、苏氨酰胞壁酰二肽(TMDP)、Ty颗粒疫苗佐剂、丁哌卡因疫苗佐剂、DL-PGL(聚酯聚(DL-丙交酯-乙交酯共聚物))疫苗佐剂、IL-15疫苗佐剂、LTK72疫苗佐剂、MPL-SE疫苗佐剂、霍乱毒素mCT-E112K的无毒性突变体E112K和/或基质-S。
可与本发明的NAV共同施用的其他佐剂包括但不限于干扰素、TNF-α、TNF-β、趋化因子如CCL21、嗜酸性粒细胞趋化因子、HMGB1、SA100-8α、GCSF、GMCSF、颗粒溶素、乳铁蛋白、卵白蛋白、CD-40L、CD28激动剂、PD-1、可溶性PD1、L1或L2、或白介素，如IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IL-10、IL-12、IL-13、IL-21、IL-23、IL-15、IL-17和IL-18。这些可与同一编码的多核苷酸(例如多顺反子)上的NAV一起施用或作为编码佐剂和抗原的单独mRNA施用。
价态
本发明的NAV可在其价态方面变化。价态是指NAV或NAV多核苷酸(例如，RNA多核苷酸)或多肽中的抗原组分的数目。在一些实施方案中，所述NAV是单价的。在一些实施方案中，所述NAV是二价的。在一些实施方案中，所述NAV是三价的。在一些实施方案中，所述NAV是多价的。多价疫苗可包含2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多种抗原或抗原部分(例如，抗原肽等)。NAV的抗原组分可在单个多核苷酸上或在单独多核苷酸上。
治疗剂
本发明的NAV可用作治疗剂或预防剂。它们被提供用于在医学中使用和/或用于引发免疫效应细胞，例如离体刺激/转染PBMC且重新输注活化的细胞。例如，本文所述的NAV可施用至受试者，其中所述多核苷酸在体内翻译以产生抗原。提供了用于诊断、治疗或预防人和其他哺乳动物的疾病或病状的组合物、方法、试剂盒和试剂。本发明的活性治疗剂包括NAV、含有NAV的细胞或从包含在所述NAV中的多核苷酸翻译的多肽。
本文提供使用本文所述的NAV的多核苷酸诱导细胞、组织或生物体中的多肽(例如，抗原或免疫原)的翻译的方法。此种翻译可为体内、离体、在培养物中或体外。将所述细胞、组织或生物体与有效量的含NAV的组合物接触，所述NAV包含具有编码目标多肽(例如，抗原或免疫原)的至少一个可翻译区的多核苷酸。
至少部分地基于靶组织、靶细胞类型、施用方式、多核苷酸的物理特征(例如，大小和修饰核苷的程度)以及NAV的其他组分和其他决定因素提供“有效量”的NAV组合物。一般来说，有效量的NAV组合物随细胞中的抗原产生变化而提供诱导或加强免疫应答，优选地比含有编码相同抗原的相应未修饰多核苷酸的组合物更有效。可通过细胞转染(即，用NAV转染的细胞的百分比)增加、从多核苷酸的蛋白质翻译增加、核酸降解减少(例如通过从修饰的多核苷酸的蛋白质翻译的持续时间增加所证实)或宿主细胞的先天性免疫应答改变来证实抗原产生增加。
本发明的方面涉及在有需要的哺乳动物受试者中诱导体内多肽抗原的翻译的方法。其中，使用本文所述的递送方法向受试者施用有效量的含有多核苷酸的NAV组合物，所述多核苷酸具有至少一种结构或化学修饰和编码所述多肽(例如，抗原或免疫原)的可翻译区。以使得在细胞中翻译多核苷酸的量和其他条件下提供所述多核苷酸。可用一轮或多于一轮的NAV施用来靶向多核苷酸所定位的细胞或存在细胞的组织。
在某些实施方案中，所施用的包含多核苷酸的NAV引导一种或多种多肽的产生，所述多肽提供翻译多肽的细胞、组织或生物体中大致上不存在的免疫系统相关的功能活性。例如，缺失的功能活性本质上可为酶促的、结构的或基因调控的。在相关实施方案中，所施用的多核苷酸引导一种或多种多肽的产生，所述多肽增加(例如，协同地)翻译多肽的细胞中存在但大致上不足的与免疫系统相关的功能活性。
另外，多肽直接或间接地拮抗存在于细胞中、在细胞的表面上或从细胞分泌的生物部分的活性。被拮抗的生物部分的实例包括脂质(例如，胆固醇)、脂蛋白(例如，低密度脂蛋白)、核酸、碳水化合物、蛋白毒素如志贺毒素和破伤风毒素，或小分子毒素如肉毒杆菌毒素、霍乱毒素和白喉毒素。另外，被拮抗的生物分子可为展现出不希望的活性如细胞毒性或细胞抑制活性的内源性蛋白质。
本文描述的蛋白质可工程化以用于在细胞内定位，潜在地在特定区室如细胞质或细胞核内，或工程化以用于从细胞分泌或易位至细胞的质膜。
在一些实施方案中，根据本发明的NAV的多核苷酸及其编码的多肽可用于治疗多种疾病、病症和/或病状中的任一种，包括但不限于病毒感染(例如流感、HIV、HCV、RSV)、寄生虫感染或细菌感染。
可向其施用治疗剂的受试者患有疾病、病症或有害病状或可处于发展疾病、病症或有害病状的风险中。提供了基于这些基础来鉴别、诊断和分类受试者的方法，所述方法可包括临床诊断、生物标志物水平、全基因组关联研究(GWAS)以及本领域中已知的其他方法。
可例如以组合的单位剂量同时施用所述药剂(例如，提供两种药剂的同时递送)。还可在指定的时间间隔下施用药剂，例如但不限于数分钟、数小时、数天或数周的间隔。通常，药剂在受试者体内可为同时生物利用的，例如可检测的。在一些实施方案中，可基本上同时施用药剂，例如在相同时间下施用两个单位剂量或两种药剂的组合单位剂量。在其他实施方案中，可以分开的单位剂量递送药剂。可以任何顺序或作为包括两种或更多种药剂的一个或多个制剂施用药剂。在优选的实施方案中，可在另一种药剂(例如，第二药剂)的数分钟、一小时、两小时、三小时或四小时内或甚至一天或两天内进行所述药剂中的一种(例如，第一药剂)的至少一次施用。在一些实施方案中，组合可实现协同结果，例如大于加合结果，例如比加合结果大至少25％、50％、75％、100％、200％、300％、400％或500％。
免疫应答的调节
免疫应答的活化
根据本发明，包含本文公开的多核苷酸(例如包含RNA多核苷酸)的NAV可充当作为疫苗的单一组合物。如本文所用，“疫苗”是指组合物，例如刺激、诱导、引起或改善生物体，例如动物生物体，例如哺乳动物生物体(例如人)中的免疫性的物质或制剂。优选地，疫苗提供针对生物体的一种或多种疾病或病症的免疫，包括预防性和/或治疗性免疫。示例性疫苗包括一种或多种类似于传染因子(例如致病微生物)的试剂，并且可例如由活、减毒、修饰、弱化或灭活形式的致病微生物或源自其的抗原(包括抗原组分的组合)制成。在示例性实施方案中，疫苗刺激、诱导、引起或改善生物体中的免疫性，或引起或模拟生物体中的感染而不诱导任何疾病或病症。疫苗将抗原引入受试者的组织、细胞外空间或细胞中并且引发免疫应答，从而保护受试者免于特定疾病或病原体感染。本发明的多核苷酸可编码抗原，并且当在细胞中表达多核苷酸时，实现所需的免疫应答。
NAV可作为主动免疫方案的一部分预防性地或治疗性地施用至健康个体或在潜育期期间的感染早期施用或在症状发作后的活性感染期间施用。
本发明的NAV也可在标准一线治疗如抗生素和抗病毒剂不能诱导被动免疫之后作为二线治疗施用。在此方面，本发明的NAV适用于已发展对一线治疗的抗性并且疾病持续且诱导慢性疾病的环境中。
NAV可作为潜伏性细菌感染(如MRSA或梭菌感染)的治疗方案的一部分施用。在此实施方案中，施用一种或多种多核苷酸，所述多核苷酸最终产生导致细菌周围的保护性屏障的除去或改变的蛋白质，从而使得细菌对抗生素治疗更加敏感。
在一个实施方案中，将编码一种或数种通用或患者特异性抗生素抗性基因的多核苷酸施用至患者，例如NDM-1。随后翻译所述多核苷酸以在体内产生酶。这种产生可产生针对中和抗生素抗性的分泌和/或细胞内酶的抗体介导的免疫应答，并且再次通过可用的抗生素使细菌易于清除。。鉴于抗生素抗性基因中的突变和变体的广泛范围，将有可能对患者所容宿的特定细菌基因进行测序，并且针对受感染患者中的特定变体设计确切疫苗。
就安全性、可行性、适用性以及产生免疫应答的有效性而言，在疫苗中或作为疫苗使用RNA克服了涉及将DNA并入细胞的常规遗传疫苗接种的缺点。RNA分子被认为比DNA疫苗显著更安全，因为RNA更容易降解。它们被快速清除出生物体，并且不能整合至基因组中并以不可控制的方式影响细胞的基因表达。RNA疫苗也不太可能引起严重的副作用，像产生自身免疫疾病或抗DNA抗体(Bringmann A.等人,Journal of Biomedicine andBiotechnology(2010),第2010卷,文章ID623687)。用RNA转染仅需要插入细胞的细胞质中，这比插入细胞核中更容易实现。然而，RNA易受RNA酶降解和细胞的细胞质中的其他自然分解。
增加RNA疫苗的稳定性和保存期的各种尝试。Von Der Mulbe等人的US 2005/0032730公开了通过增加mRNA分子的G(鸟苷)/C(胞嘧啶)含量来改进mRNA疫苗组合物的稳定性。Felgner等人的US 5580859教导并入编码调控蛋白的多核苷酸序列，所述调控蛋白结合并调控mRNA的稳定性。虽然不希望受理论束缚，但据信本发明的多核苷酸疫苗(NAV)将产生改进的稳定性和治疗功效，这至少部分地归因于构建体设计的特异性、纯度和选择性。
另外，当引入到本发明的NAV的多核苷酸中时，某些修饰的核苷或其组合将激活先天性免疫应答。在与多肽和/或其他疫苗组合时，此类激活分子可用作佐剂。在某些实施方案中，激活分子含有编码适用作疫苗的多肽序列的可翻译区，从而提供作为自佐剂的能力。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸可用于预防、治疗和诊断由传染因子引起的疾病和身体紊乱。本发明的多核苷酸可编码至少一种目标多肽(抗原)并且可提供至个体以便刺激免疫系统来保护免受致病因子。作为非限制性实例，可通过提供一种或多种具有结合和中和抗原和/或传染因子的能力的多核苷酸来抑制和/或消除来自抗原或传染因子的生物活性和/或作用。
作为一个非限制性实例，编码免疫原的多核苷酸可递送至细胞以触发多个先天性应答途径(参见国际公布号WO2012006377和美国专利公布号US20130177639；其以引用的方式整体并入本文)。作为另一个非限制性实例，编码免疫原的本发明的NAV的多核苷酸可以足够大以对脊椎动物具免疫原性的剂量递送至脊椎动物(参见国际公布号WO2012006372和WO2012006369以及美国公布号US20130149375和US20130177640；其各自的内容均以引用的方式整体并入本文)。
多核苷酸疫苗可治疗的感染性疾病的非限制性列表包括病毒感染性疾病(如AIDS(HIV)、导致分枝杆菌感染的HIV、AIDS相关的恶病质、AIDS相关的巨细胞病毒感染、HIV相关肾病、脂肪代谢障碍、AID相关的隐球菌性脑膜炎、AIDS相关的中性粒细胞减少症、耶氏肺孢子菌(卡氏肺孢子菌)感染、AID相关弓形体病、甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝炎、丁型肝炎或戊型肝炎、疱疹、带状疱疹(水痘)、德国麻疹(风疹病毒)、黄热病、登革热等(黄病毒)、流感(流感病毒))、出血性感染性疾病(马尔堡病毒或埃博拉病毒)、细菌感染性疾病(如军团病(军团菌)、胃溃疡(螺杆菌)、霍乱(弧菌)感染、大肠杆菌感染、葡萄球菌感染、沙门氏菌感染或链球菌感染、破伤风(破伤风梭菌))、原生动物感染性疾病(疟疾、昏睡病、利什曼病、弓形体病，即由疟原虫、锥虫、利什曼原虫和弓形体引起的感染)、白喉、麻风、麻疹、百日咳、狂犬病、破伤风、结核、伤寒、水痘、腹泻感染(如阿米巴病、艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、隐孢子虫病、贾第虫病、环孢子虫病和轮状病毒性胃肠炎)、脑炎(如日本脑炎、西方马脑炎和蜱传脑炎(TBE))、真菌性皮肤病(如念珠菌病、甲癣、头癣/头皮癣、体癣(Tinea corporis/bodyringworm)、股癣(Tinea cruris/jock itch)、孢子丝菌病和足癣(Tinea pedis/Athlete’sfoot))、脑膜炎(如乙型流感嗜血杆菌(Hib)脑膜炎、病毒性脑膜炎球菌感染和肺炎球菌感染)、被忽视的热带疾病(如阿根廷出血热、利什曼病、线虫/蛔虫感染、罗斯河病毒感染和西尼罗病毒(WNV)疾病)、非HIV STD(如滴虫病、人乳头瘤病毒(HPV)感染、性传播衣原体病、软下疳和梅毒)、非败血症细菌感染(如蜂窝织炎、莱姆病、MRSA感染、假单胞菌、葡萄球菌感染、南欧斑疹热、钩端螺旋体病、风湿热、肉毒中毒、立克次氏体病和乳突炎)、寄生虫感染(如囊尾幼虫病、包虫病、吸虫/吸虫感染、旋毛虫病、巴贝西虫病、皮下蝇蛆病(Hypodermyiasis)、裂头绦虫病和锥虫病)、呼吸道感染(如腺病毒感染、曲霉菌感染、禽(H5N1)流感、流感、RSV感染、严重急性呼吸综合征(SARS)、窦炎、球孢子菌病和猪(H1N1)流感)、败血症(如菌血症、败血症/败血性休克、早产儿败血症)、尿道感染(如阴道感染(细菌)、阴道感染(真菌)和淋球菌感染)、病毒性皮肤病(如B19细小病毒感染、疣、生殖器疱疹、口面部疱疹、带状疱疹、内耳感染、胎儿巨细胞病毒综合征)、食物源性疾病(如布鲁氏菌病(布鲁氏菌属)、产气荚膜梭菌(ε毒素)、大肠杆菌O157:H7(大肠杆菌)、沙门氏菌病(沙门氏菌属)、志贺氏菌病(志贺氏菌)、弧菌病和李斯特菌病)、生物恐怖主义和潜在流行病(如埃博拉出血热、拉沙热、马尔堡出血热、鼠疫、炭疽病、尼帕病毒疾病、汉坦病毒、天花、鼻疽病(鼻疽伯克霍尔德菌)、类鼻疽(类鼻疽伯克霍尔德菌)、鹦鹉热(鹦鹉热衣原体)、Q热(贝氏立克次氏体)、兔热病(土拉弗朗西斯菌)、风疹、腮腺炎以及脊髓灰质炎。
本发明的NAV可取决于感染的流行程度或未满足的医学需求的程度或水平而用于各种环境中。作为非限制性实例，本发明的NAV可用于治疗和/或预防流感感染，即与流感病毒感染(季节性和大流行)相关的疾病和病状。
流感感染的症状包括干咳、发热、发冷、进展为呼吸衰竭的肌痛以及继发性细菌感染(例如，MRSA)的风险。季节性流感是普遍存在的并且由三种主要毒株(A[H1N1]、A[H3N2]和B)组成，所述毒株由每年疫苗涵盖。大流行性流感发生的原因是因为病毒的独特重配能力，从而允许抗原性转变以及禽流感毒株与猪流感毒株之间的转移。东南亚的一个新出现的关注是若干新毒株的大流行潜力。这种大流行爆发具有高死亡率，几乎没有可用治疗。抗病毒仅提供症状缓解并且必须在前48小时内给予。
本发明的NAV具有优异特性，在于它们产生大得多的抗体效价，比可商购的抗病毒剂早产生应答，并且可在关键48小时时期之后施用，同时保留功效。
虽然不希望受理论束缚，但是本发明人假定本发明的作为mRNA多核苷酸的NAV被更好地设计来在NAV选择天然细胞机器时在翻译后产生适当的蛋白质构象。与离体制造且可触发不想要的细胞应答的传统疫苗不同，所述NAV以更天然的方式呈递至细胞系统。增加优异作用还可涉及所利用的制剂，所述制剂可既不用于防护也不运输所述NAV。
根据本发明，NAV代表不仅能够预防感染、而且能够限制流感的传播的定制活性疫苗。
在一些实施方案中，所述NAV可用于通过以非常快速的基于NAV的疫苗生产过程对出现的新毒株做出反应来预防大流行性流感。在一些实施方案中，用于治疗或预防性地预防流感爆发、包括用于新出现的毒株(例如H10N8)的新NAV可从抗原鉴别时间至可用疫苗在不到六周内产生。
在一些实施方案中，单次注射编码NAV多核苷酸的单一抗原可为整个流感季节提供保护。
本发明的NAV的多核苷酸不是自我复制RNA。自我复制RNA已例如在美国公布号US20110300205以及国际公布号WO2011005799和WO2013055905中进行了描述，其各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸可编码两亲性肽和/或免疫原性两亲性肽。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸的制剂可进一步包含两亲性肽和/或免疫原性两亲性肽。作为一个非限制性实例，包含两亲性肽和/或免疫原性两亲性肽的多核苷酸可如美国公布号US20110250237以及国际公布号WO2010009277和WO2010009065中所描述进行配制；所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸可以是免疫刺激性的。作为一个非限制性实例，所述多核苷酸可编码正义链或负义链RNA病毒基因组的全部或一部分(参见国际公布号WO2012092569和美国公布号US20120177701，其各自均以引用的方式整体并入本文)。在另一个非限制性实例中，本发明的免疫刺激性多核苷酸可用如本文所述和/或本领域中已知的用于施用的赋形剂配制(参见国际公布号WO2012068295和美国公布号US20120213812，其各自均以引用的方式整体并入本文)。所述多核苷酸还可包含编码促进免疫应答的细胞因子的序列区，所述细胞因子如单核因子、淋巴因子、白细胞介素或趋化因子，如IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-12、INF-α、INF-γ、GM-CFS、LT-α或生长因子如hGH。
在一个实施方案中，可通过添加各种化合物以诱导治疗作用来增强通过本文描述的方法配制的疫苗的应答。作为一个非限制性实例，疫苗制剂可包括MHC II结合肽或具有与MHC II结合肽类似的序列的肽(参见国际公布号WO2012027365、WO2011031298和美国公布号US20120070493、US20110110965，其各自均以引用的方式整体并入本文)。作为另一个实例，疫苗制剂可包含可对受试者体内的烟碱残留物产生抗体应答的修饰的烟碱化合物(参见国际公布号WO2012061717和美国公布号US20120114677，其各自均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，提供至细胞、组织或受试者的本发明的NAV的多核苷酸的有效量可足以用于免疫预防。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸可与其他预防性或治疗性化合物一起施用。作为一个非限制性实例，预防性或治疗性化合物可以是佐剂或加强剂。如本文所用，当提及预防性组合物如疫苗时，术语“加强剂”是指预防性组合物的额外施用。可在早期施用预防性组合物后给予加强剂(或加强疫苗)。介于预防性组合物的初始施用与加强剂之间的施用时间可以是但不限于1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、15分钟、20分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、1天、36小时、2天、3天、4天、5天、6天、1周、10天、2周、3周、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月、1年、18个月、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、11年、12年、13年、14年、15年、16年、17年、18年、19年、20年、25年、30年、35年、40年、45年、50年、55年、60年、65年、70年、75年、80年、85年、90年、95年或超过99年。
在一个实施方案中、本发明的NAV的多核苷酸可与活疫苗的施用类似地鼻内施用。另一方面，所述多核苷酸可与本领域中已知的灭活疫苗的施用类似地肌肉内或皮内施用。
在一个实施方案中，本发明的NAV可用于防御和/或预防可能已知或未知的新出现或工程化的威胁的传播。
在另一个实施方案中，所述NAV可通过本文所述的方法进行配制。一方面，所述制剂可包含可对多于一种疾病、病症或病状具有治疗和/或预防作用的NAV或多核苷酸。作为非限制性实例，所述制剂可包含编码抗原的多核苷酸，包括但不限于来自传染因子的蛋白质如病毒蛋白、寄生虫蛋白或细菌蛋白。
此外，本发明的NAV抗体可用于许多应用中的研究，如但不限于鉴别和定位细胞内和细胞外蛋白质、蛋白质相互作用、信号通路和细胞生物学。
在另一个实施方案中，所述NAV可用于降低流感病毒的风险或抑制流感病毒的感染，如但不限于高致病性禽流感病毒(如但不限于H5N1亚型)感染和人流感病毒(如但不限于H1N1亚型和H3N2亚型)感染。本文描述的多核苷酸可用于治疗流感感染或降低流感感染的风险，所述多核苷酸可编码在美国专利号8470771中描述的任何蛋白质序列，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，所述NAV可用于作为疫苗或调节针对由寄生虫产生的蛋白质的免疫应答。Bergmann-Leitner等人在美国专利号8470560(其内容以引用的方式整体并入本文)中描述了针对疟疾寄生虫的环子孢子蛋白(CSP)的DNA疫苗。作为非限制性实例，所述多核苷酸可编码C3d的CR2结合基序，并且可用作疫苗或治疗剂以调节针对疟疾寄生虫的CSP的免疫系统。
在一个实施方案中，所述NAV可用作疫苗，并且还可包含佐剂，所述佐剂可使疫苗能够引发更高的免疫应答。作为非限制性实例，佐剂可以是亚微米水包油乳剂，其能够在人小儿群体中引发更高的免疫应答(参见例如，在美国专利公布号US20120027813和美国专利号US8506966中描述的含佐剂的疫苗，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
II.传染因子和抗原
本发明的NAV可用于保护、治疗或治愈由与传染因子(例如微生物)接触引起的感染。传染因子包括细菌、病毒、真菌、原生动物和寄生虫。
A.管理感染
在一个实施方案中，提供用于通过施用包含一种或多种编码抗微生物多肽的多核苷酸的NAV治疗或预防受试者中的微生物感染(例如，细菌感染)和/或与微生物或病毒感染相关的疾病、病症或病状或其症状的方法。所述施用可与抗微生物剂(例如，抗细菌剂)，例如本文描述的抗微生物多肽或小分子抗微生物化合物组合。抗微生物剂包括但不限于抗细菌剂、抗病毒剂、抗真菌剂、抗原生动物剂、抗寄生虫剂以及抗朊病毒剂。
与细菌感染相关的病状
可使用本发明的NAV治疗的与细菌感染相关的疾病、病症或病状包括但不限于以下中的一种或多种：脓肿、放线菌病、急性前列腺炎、嗜水气单胞菌、一年生黑麦草毒性、炭疽、杆菌性紫癜、菌血症、细菌性肠胃炎、细菌性脑膜炎、细菌性肺炎、细菌性阴道炎、细菌相关的皮肤病状、巴尔通氏体病(bartonellosis)、BCG-oma、葡萄球菌病、肉毒中毒、巴西紫癜热、布罗迪囊肿、布鲁氏菌病、布鲁利溃疡、弯杆菌病、龋齿、卡里翁氏病、猫抓病、蜂窝织炎、衣原体感染、霍乱、慢性细菌性前列腺炎、慢性复发性多灶骨髓炎、梭菌坏死性肠炎、牙髓牙周联合病变、牛传染性胸膜肺炎、白喉、白喉性口炎、埃里希体病(ehrlichiosis)、丹毒、会厌炎(piglottitis)、丹毒、菲-休-柯三氏综合征(Fitz-Hugh-Curtis syndrome)、跳蚤传播性斑疹热、脚腐病(传染性蹄部皮炎)、加雷氏硬化性骨髓炎、淋病、腹股沟肉芽肿、人粒细胞边虫病、人嗜单核细胞埃里希体病、百日咳、脓疱病、晚期先天性梅毒眼病、军团杆菌病、勒米埃综合征(Lemierre's syndrome)、麻风病(汉森氏病)、钩端螺旋体病、李氏杆菌病、莱姆病、淋巴结炎、类鼻疽、脑膜炎球菌病、脑膜炎球菌败血病、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染、鸟胞内分枝杆菌(MAI)、支原体肺炎、坏死性筋膜炎、诺卡氏菌病、坏疽性口炎(走马疽或坏疽性口腔炎)、脐炎、眼眶蜂窝织炎、骨髓炎、无法抵抗的脾切除后感染(OPSI)、羊布鲁氏杆菌、巴氏杆菌病、眼眶周围蜂窝织炎、百日咳(pertussis)(百日咳(whoopingcough))、鼠疫、肺炎球菌性肺炎、波特氏疾病、直肠炎、假单胞菌感染、鹦鹉热、脓毒症、脓性肌炎、Q热、回归热(relapsing fever)(回归热(typhinia))、风湿热、落基山斑疹热(RMSF)、立克次氏体病、沙门氏菌病、猩红热、脓毒病、沙雷氏菌感染、志贺氏菌病、南方蜱相关疹病、葡萄球菌烫伤皮肤综合征、链球菌咽炎、游泳池肉芽肿、猪布鲁氏菌病、梅毒、梅毒性主动脉炎、破伤风、中毒性休克综合征(TSS)、沙眼、战壕热、热带溃疡、结核病、土拉菌病、伤寒、斑疹伤寒、泌尿生殖器结核、尿道感染、耐万古霉素金黄色葡萄球菌感染、沃-氟二氏综合征(Waterhouse-Friderichsen syndrome)、假结核病(耶尔森氏菌)病以及耶尔森菌病。
细菌病原体
本文描述的细菌可以是革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌。细菌病原体包括但不限于波美不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis)、包氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)、流产布鲁氏菌(Brucella abortus)、犬布鲁氏菌(Brucellacanis)、马尔他布鲁氏菌(Brucella melitensis)、猪布鲁氏菌(Brucella suis)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、肺炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)、沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)、鹦鹉热嗜衣原体(Chlamydophila psittaci)、肉毒梭状芽胞杆菌(Clostridium botulinum)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、产气荚膜梭状芽胞杆菌(Clostridium perfringens)、破伤风杆菌(Clostridium tetani)、凝固酶阴性葡萄球菌(coagulase Negative Staphylococcus)、白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheria)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、大肠杆菌(Escherichia coli)、肠产毒性大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli)(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(enteropathogenic E.coli)、大肠杆菌O157:H7、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、土拉热弗朗西斯杆菌(Francisella tularensis)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)、肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)、嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、肾脏钩端螺旋体(Leptospira interrogans)、单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、卡他莫拉氏菌(Moraxella catarralis)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)、淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae)、奈瑟氏脑膜炎菌(Neisseria meningitides)、奇异变形杆菌(Preteus mirabilis)、变形杆菌属(Proteus sps.)、绿脓假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、立氏立克次氏体(Rickettsia rickettsii)、伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphi)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcesens)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)、松内志贺氏菌(Shigella sonnei)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)、变异链球菌(Streptococcus mutans)、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、梅毒密螺旋体(Treponemapallidum)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)以及鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)。
细菌病原体还可包括引起耐药性细菌感染的细菌，例如耐克林霉素艰难梭菌、耐氟喹诺酮艰难梭菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐多药物粪肠球菌、耐多药物屎肠球菌、耐多药物绿脓假单胞菌、耐多药物波美不动杆菌以及耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)。
抗生素组合
在一个实施方案中，本发明的NAV，例如包含本发明的一种或多种编码抗原的多核苷酸的NAV可与一种或多种抗生素结合施用。
抗细菌剂
抗细菌剂包括但不限于氨基糖苷(例如，阿米卡星(amikacin)庆大霉素(gentamicin)卡那霉素(kanamycin)新霉素(neomycin)奈替米星(netilmicin)妥布霉素巴龙霉素(Paromomycin)安莎霉素(ansamycin)(例如，格尔德霉素(geldanamycin)、除莠霉素(herbimycin))、碳头孢烯(carbacephem)(例如，氯碳头孢(loracarbef)碳青霉烯(Carbapenem)(例如，厄他培南(ertapenem)多利培南(doripenem)亚胺培南(imipenem)/西司他丁(cilastatin)美罗培南(meropenem)头孢菌素(cephalosporin)(第一代)(例如，头孢羟氨苄头孢唑啉(cefazolin)头孢噻吩(cefalotin)或头孢噻吩(cefalothin)头孢氨苄(cefalexin)头孢菌素(第二代)(例如，头孢克洛头孢孟多(cefamandole)头孢西丁头孢丙烯头孢呋辛 头孢菌素(第三代)(例如，头孢克肟头孢地尼头孢托仑(cefditoren)头孢哌酮(cefoperazone)头孢噻肟(cefotaxime)头孢泊肟头孢他啶头孢布烯(ceftibuten)头孢唑肟(ceftizoxime)头孢曲松(ceftriaxone))、头孢菌素(第四代)(例如，头孢吡肟)、头孢菌素(第五代)(例如，头孢吡普(ceftobiprole))、糖肽(例如，替考拉宁(teicoplanin)万古霉素特拉万星(telavancin))、林可酰胺(lincosamide)(例如，克林霉素林可霉素)、脂肽(例如，达托霉素(daptomycin)大环内酯(例如，阿奇霉素 克拉霉素地红霉素(dirithromycin)红霉素 罗红霉素、醋竹桃霉素(troleandomycin)泰利霉素(telithromycin)壮观霉素(spectinomycin))、单环内酰胺(例如，氨曲南(aztreonam))、硝基呋喃(例如，呋喃唑酮呋喃妥因)、青霉素(例如，阿莫西林氨必西林阿洛西林(azlocillin)、羧苄西林(carbenicillin)氯唑西林(cloxacillin)双氯西林氟氯西林(flucloxacillin)美洛西林(mezlocillin)甲氧西林萘夫西林(nafcillin)苯唑西林(oxacillin)青霉素G青霉素V哌拉西林(piperacillin)替莫西林(temocillin)替卡西林(ticarcillin))、青霉素组合(例如，阿莫西林/克拉维酸盐氨必西林/舒巴坦(sulbactam)哌拉西林/三唑巴坦(tazobactam)替卡西林/克拉维酸盐)、多肽(例如，杆菌肽、粘菌素多粘菌素B、喹诺酮(例如，环丙沙星依诺沙星(enoxacin)加替沙星左氧氟沙星洛美沙星莫西沙星萘啶酸诺氟沙星氧氟沙星 曲伐沙星(trovafloxacin)格帕沙星(grepafloxacin)司帕沙星替马沙星(temafloxacin))、磺胺(例如，磺胺米隆(mafenide)磺胺柯衣汀(sulfonamidochrysoidine)磺胺醋酰(sulfacetamide) 磺胺嘧啶(sulfadiazine)磺胺嘧啶银磺胺甲二唑(sulfamethizole)(THIOSULFIL磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole)磺胺二甲异噁唑(sulfanilamide)、柳氮磺吡啶(sulfasalazine)磺胺异噁唑(sulfisoxazole)甲氧苄啶(trimethoprim) 甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(复方新诺明)(TMP-SMX))、四环素(例如，地美环素多西环素米诺环素氧四环素四环素 V、)、抵抗分枝杆菌的药物(例如，氯法齐明(clofazimine)氨苯砜(dapsone)卷曲霉素(capreomycin)环丝氨酸乙胺丁醇乙硫异烟胺异烟肼(isoniazid)吡嗪酰胺利福平利福布丁(rifabutin)利福喷汀(rifapentine)链霉素)以及其他抗细菌剂(例如，胂凡纳明(arsphenamine)氯胺苯醇磷霉素(fosfomycin)梭链孢酸利奈唑胺(linezolid)甲硝哒唑(metronidazole)莫匹罗星平板霉素(platensimycin)、奎奴普丁(quinupristin)/达福普汀(dalfopristin)利福昔明甲砜霉素(thiamphenicol)、替加环素替硝唑)。
与病毒感染相关的病状
在另一个实施方案中，提供用于通过与抗病毒剂(例如，本文描述的抗病毒多肽或小分子抗病毒剂)组合施用包含一种或多种编码抗病毒多肽(例如本文描述的抗病毒多肽)的多核苷酸的RNAV来治疗或预防受试者中的病毒感染和/或与病毒感染相关的疾病、病症或病状或其症状的方法。
可使用本发明的NAV治疗的与病毒感染相关的疾病、病症或病状包括但不限于急性热性咽炎、咽结膜热、流行性角结膜炎、幼儿胃肠炎、柯萨奇病毒感染(Coxsackieinfection)、传染性单核细胞增多症、伯基特淋巴瘤(Burkitt lymphoma)、急性肝炎、慢性肝炎、肝硬化、肝细胞癌、原发性HSV-1感染(例如，儿童龈口炎、成人扁桃体炎和咽炎、角膜结膜炎)、潜伏性HSV-1感染(例如，唇疱疹和感冒疮)、原发性HSV-2感染、潜伏性HSV-2感染、无菌性脑膜炎、传染性单核细胞增多症、巨细胞包涵体病、卡波西肉瘤(Kaposi sarcoma)、多中心型卡斯曼病(multicentric Castleman disease)、原发性渗出性淋巴瘤、AIDS、流感、雷依氏综合征(Reye syndrome)、麻疹、感染后脑脊髓炎、腮腺炎、上皮增生性病变(例如，寻常疣、扁平疣、足底疣和肛门生殖器疣、喉乳头状瘤、疣状表皮发育不良)、宫颈癌、鳞状细胞癌、哮吼(croup)、肺炎、毛细支气管炎、普通感冒、脊髓灰质炎、狂犬病、毛细支气管炎、肺炎、流感样综合征、重度毛细支气管炎伴肺炎、德国麻疹(German measle)、先天性风疹、水痘以及带状疱疹。
病毒病原体
病毒传染因子的实例包括但不限于腺病毒；单纯疱疹，1型；单纯疱疹，2型；脑炎病毒、乳头瘤病毒、水痘-带状疱疹病毒；爱泼斯坦-巴尔病毒；人巨细胞病毒；人疱疹病毒，8型；人乳头瘤病毒；BK病毒；JC病毒；天花；脊髓灰质炎病毒；乙型肝炎病毒；人博卡病毒；细小病毒B19；人星状病毒；诺沃克病毒；柯萨奇病毒；甲型肝炎病毒；脊髓灰质炎病毒；鼻病毒；严重急性呼吸道综合征病毒；丙型肝炎病毒；黄热病毒；登革热病毒；西尼罗病毒；风疹病毒；戊型肝炎病毒；人免疫缺陷病毒(HIV)；甲型或乙型流感病毒；瓜纳里托病毒；胡宁病毒；拉沙病毒；马丘波病毒；萨比亚病毒；克里米亚-刚果出血热病毒；埃博拉病毒；马尔堡病毒；麻疹病毒；腮腺炎病毒；副流感病毒；呼吸道合胞病毒；人偏肺病毒；亨德拉病毒；尼帕病毒；狂犬病病毒；丁型肝炎；轮状病毒；环状病毒；科罗拉多壁虱热病毒；汉坦病毒；中东呼吸道冠状病毒；基孔肯亚病毒或版纳病毒。
病毒病原体还可包括引起耐药性病毒感染的病毒。
抗病毒剂
示例性抗病毒剂包括但不限于阿巴卡韦(abacavir)阿巴卡韦/拉米夫定(lamivudine)/齐多夫定(zidovudine)阿昔洛韦(aciclovir)或无环鸟苷(acyclovir) 阿德福韦(adefovir)金刚胺安泼那韦(amprenavir)安普利近(ampligen)、阿比多尔(arbidol)、阿扎那韦(atazanavir)波普瑞韦(boceprevir)、西多福韦(cidofovir)、达芦那韦(darunavir)地拉韦啶(delavirdine)去羟肌苷二十二烷醇依度尿苷(edoxudine)、依法韦仑(efavirenz)恩曲他滨(emtricitabine)恩曲他滨/替诺福韦(tenofovir)/依法韦仑恩夫韦(enfuvirtide)恩替卡韦(entecavir) 泛昔洛韦(famciclovir)福米韦生(fomivirsen)福沙那韦(fosamprenavir) 磷卡萘替(foscarnet)磷乙酸盐(fosfonet)、更昔洛韦(ganciclovir) GS 9137咪喹莫特(imiquimod)茚地那韦(indinavir)肌苷、异丙肌苷(inosine pranobex)I型干扰素、II型干扰素、III型干扰素、kutapressin拉米夫定拉米夫定/齐多夫定洛匹那韦(lopinavir)、洛韦胺(loviride)、马拉维洛克(maraviroc)美替沙腙(methisazone)、MK-2048、吗啉胍、那非那韦(nelfinavir)奈韦拉平(nevirapine)奥塞米韦(oseltamivir)聚乙二醇干扰素α-2a喷昔洛韦(penciclovir)帕拉米韦(peramivir)、普来可那立(pleconaril)、鬼臼毒素拉替拉韦(raltegravir)利巴韦林(ribavirin) 和金刚乙胺利托那韦(ritonavir)嘧啶、沙奎那韦(saquinavir) 司他夫定(stavudine)、茶树油(千层油(melaleuca oil))、替诺福韦替诺福韦/恩曲他滨替拉那韦(tipranavir)曲氟尿苷曲金刚胺伐昔洛韦(valaciclovir)缬更昔洛韦(valganciclovir)维立韦罗(vicriviroc)、阿糖腺苷(vidarabine)、韦拉咪定(viramidine)、扎西他滨(zalcitabine)、扎那米韦(zanamivir)以及齐多夫定(叠氮胸苷(AZT)、)。
与真菌感染相关的病状
可使用本发明的NAV治疗的与真菌感染相关的疾病、病症或病状包括但不限于曲霉病、芽生菌病、假丝酵母病、球孢子菌病、隐球酵母病、组织胞浆菌病、足菌肿、副球孢子菌病以及皮癣菌病。此外，具有免疫缺陷的人特别易于感染由真菌属如曲霉属(Aspergillus)、念珠菌属(Candida)、隐球菌属(Cryptoccocus)、组织胞浆菌属(Histoplasma)和肺孢子虫属(Pneumocystis)引起的疾病。其他真菌可侵害眼部、指甲、头发，并且尤其皮肤(所谓的皮肤真菌和嗜角蛋白真菌)，并引起各种病状，其中以癣菌病如香港脚(athlete’s foot)较为常见。真菌孢子也是过敏症的主要原因，并且来自不同分类组的广范围真菌可激发一些人的过敏反应。
真菌病原体
真菌病原体包括但不限于子囊菌门(Ascomycota)(例如，尖胞镰刀菌(Fusariumoxysporum)、卡氏肺囊虫(Pneumocystis jirovecii)、曲霉菌属(Aspergillus spp.)、粗球孢子菌(Coccidioides immitis)/球孢子菌(posadasii)、白色念珠菌(Candidaalbicans))、担子菌门(Basidiomycota)(例如，新型线黑粉菌(Filobasidiellaneoformans)、毛孢子菌(Trichosporon))、微孢子目(Microsporidia)(例如，家兔脑胞内原虫(Encephalitozoon cuniculi)、腹泻原虫(Enterocytozoon bieneusi))以及毛霉菌亚门(Mucoromycotina)(例如，卷枝毛霉(Mucor circinelloides)、米根霉(Rhizopus oryzae)、伞枝犁头霉(Lichtheimia corymbifera))。
抗真菌剂
示例性抗真菌剂包括但不限于多烯抗真菌剂(例如，游霉素(natamycin)、龟裂杀菌素(rimocidin)、菲律宾菌素(filipin)、制霉菌素、两性霉素B、坎底辛(candicin)、哈霉素(hamycin))、咪唑抗真菌剂(例如，咪康唑(miconazole)酮康唑(ketoconazole) 克霉唑(clotrimazole)益康唑(econazole)、奥莫康唑(omoconazole)、联苯苄唑(bifonazole)、布康唑(butoconazole)、芬替康唑(fenticonazole)、异康唑(isoconazole)、奥昔康唑(oxiconazole)、舍他康唑(sertaconazole)硫康唑(sulconazole)、噻康唑(tioconazole))、三唑抗真菌剂(例如，阿泊康唑(albaconazole)、氟康唑(fluconazole)、伊曲康唑(itraconazole)、艾沙康唑(isavuconazole)、雷夫康唑(ravuconazole)、泊沙康唑(posaconazole)、伏立康唑(voriconazole)、特康唑(terconazole))、噻唑抗真菌剂(例如，阿巴芬净(abafungin))、烯丙胺(例如，特比萘芬(terbinafine)萘替芬(naftifine)布替萘芬(butenafine)Ultra))、棘白霉素(echinocandin)(例如，阿尼芬净(anidulafungin)、卡泊芬净(caspofungin)、米卡芬净(micafungin))以及其他抗真菌剂(例如，水蓼二醛(polygodial)、苯甲酸、环吡酮、托萘酯十一碳烯酸、氟胞嘧啶或5-氟胞嘧啶、灰黄霉素(griseofulvin)、卤普罗近(haloprogin)、碳酸氢钠、蒜素)。
与原生动物感染相关的病状
可使用本发明的NAV治疗的与原生动物感染相关的疾病、病症或病状包括但不限于阿米巴病、贾第虫病、滴虫病、非洲昏睡病、美国昏睡病、利什曼病(黑热病(Kala-Azar))、小袋虫病、弓形体病、疟疾、棘阿米巴角膜炎以及焦虫病。
原生动物病原体
原生动物病原体包括但不限于痢疾内变形虫(Entamoeba histolytica)、贾第鞭毛虫属(Giardia lambila)、阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)、布氏锥虫冈比亚(Trypanosoma brucei)、克氏锥虫(T.cruzi)、杜氏利什曼虫(Leishmania donovani)、肠袋虫属(Balantidium coli)、鼠弓形体(Toxoplasma gondii)、疟原虫属(Plasmodium spp.)以及田鼠巴贝虫(Babesia microti)。
抗原生动物剂
示例性抗原生动物剂包括但不限于依氟鸟氨酸(eflornithine)、呋喃唑酮美拉胂醇(melarsoprol)、甲硝唑奥硝唑(ornidazole)、硫酸巴龙霉素(paromomycin sulfate)喷他脒(pentamidine)、乙胺嘧啶(pyrimethamine)以及替硝唑(tinidazole)
与寄生虫感染相关的病状
可使用本发明的NAV治疗的与寄生虫感染相关的疾病、病症或病状包括但不限于棘阿米巴角膜炎、阿米巴病、蛔虫病、焦虫病、小袋虫病、贝蛔虫病(baylisascariasis)、查加斯病、华支睾吸虫病、锥蝇病(cochliomyia)、隐孢子虫病、裂头绦虫病、麦地那龙线虫病、包虫病、象皮病、蛲虫病、片吸虫病、姜片吸虫病、丝虫病、贾第鞭毛虫病、颚口线虫病、膜壳绦虫病、等孢子球虫病、钉螺热、利什曼病、莱姆病、疟疾、后殖吸虫病、蝇蛆病、盘尾丝虫病、虱病、疥疮、血吸虫病、昏睡病、类圆线虫病、绦虫病、弓蛔虫病、弓形体病、旋毛虫病以及鞭虫病。
寄生虫病原体
寄生虫病原体包括但不限于棘阿米巴属(Acanthamoeba)、异尖线虫(Anisakis)、人蛔虫(Ascaris lumbricoides)、马蝇(botfly)、肠袋虫属、臭虫、多节绦虫亚纲(Cestoda)、恙螨、螺旋蝇(Cochliomyia hominivorax)、痢疾内变形虫、肝片吸虫(Fasciolahepatica)、兰伯贾第虫(Giardia lamblia)、钩虫、利什曼虫属(Leishmania)、锯齿状舌形虫(Linguatula serrata)、肝吸虫、罗阿丝虫(Loa loa)、并殖吸虫属(Paragonimus)、蛲虫、恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)、血吸虫属(Schistosoma)、肠类圆线虫(Strongyloides stercoralis)、螨、绦虫、鼠弓形体(Toxoplasma gondii)、锥虫属(Trypanosoma)、鞭虫、班氏线虫(Wuchereria bancrofti)。
抗寄生虫剂
示例性抗寄生虫剂包括但不限于抗线虫剂(例如，甲苯咪唑、双羟萘酸噻嘧啶、噻苯达唑、乙胺嗪、伊维菌素(ivermectin))、抗绦虫剂(例如，氯硝柳胺(niclosamide)、吡喹酮(praziquantel)、阿苯达唑(albendazole))、抗吸虫剂(例如，吡喹酮)、抗变形虫剂(例如，利福平、两性霉素B)以及抗原生动物剂(例如，美拉胂醇、依氟鸟氨酸、甲硝唑、替硝唑)。
B.治疗环境和/或情况
本发明的NAV可取决于感染的流行程度或未满足的医学需求的程度或水平而用于各种环境中。本发明的NAV的一些应用在表1中概述。
表1.流行传染因子和医学需求
某些缩写包括：HPV–人乳头瘤病毒；HCV–丙型肝炎病毒；HEV–人肠道病毒；MERS-CoV：中东呼吸综合征冠状病毒；VZV–水痘-带状疱疹病毒；MRSA–耐甲氧西林金黄色葡萄球菌；TB—结核；WNV—西尼罗病毒；VEV--水疱性疱疹病毒；EEE—东方马脑炎病毒；JE—日本脑炎；ETEC—肠毒性大肠杆菌。
流感(季节性和大流行性)
流感的症状包括干咳、发热、发冷、进展为呼吸衰竭的肌痛以及继发性细菌感染(例如，MRSA)的风险。季节性流感是普遍存在的并且由三种主要毒株(A[H1N1]、A[H3N2]和B)组成，所述毒株由每年疫苗涵盖。大流行性流感发生的原因是因为病毒的独特重配能力，从而允许抗原性转变以及禽流感毒株与猪流感毒株之间的转移。东南亚的一个新出现的关注是若干新毒株的大流行潜力。这种大流行爆发具有高死亡率，几乎没有可用治疗。抗病毒仅提供症状缓解并且必须在前48小时内给予。
本发明的NAV具有优异特性，在于它们产生大得多的抗体效价，比可商购的抗病毒剂早产生应答，并且可在关键48小时时期之后施用，同时保留功效。
虽然不希望受理论束缚，但是本发明人假定本发明的作为mRNA多核苷酸的NAV被更好地设计来在NAV选择天然细胞机器时在翻译后产生适当的蛋白质构象。与离体制造且可触发不想要的细胞应答的传统疫苗不同，所述NAV以更天然的方式呈递至细胞系统。增加优异作用还可涉及所利用的制剂，所述制剂可用于防护或运输NAV。
根据本发明，NAV代表不仅能够预防感染、而且能够限制流感的传播的定制活性疫苗。
在一些实施方案中，所述NAV可用于通过以非常快速的基于NAV的疫苗生产过程对出现的新毒株做出反应来预防大流行性流感。在一些实施方案中，用于治疗或预防性地预防流感爆发、包括用于新出现的毒株(例如H7N9和H10N8)的新NAV可从抗原鉴别时间至可用疫苗在不到六周内产生。
在一些实施方案中，单次注射编码NAV多核苷酸的单一抗原可为整个流感季节提供保护。
流感:抗原记忆的维持
本发明的NAV组合物还可用于维持或恢复受试者或群体的抗原记忆作为疫苗接种计划的一部分。
伴随本发明的NAV技术的速度和通用性，现在有可能产生跨越时间和病毒株空间的疫苗接种计划。
在一个实施方案中，可产生包含编码一种或多种流感年度抗原的多核苷酸的NAV组合物。如本文所用，流感年度抗原是选自用作特定年份的流感疫苗的组分的流感毒株的抗原。例如，甲型流感毒株A/查默斯港/1/1973(H3N2)样病毒表示1974-1975年北半球疫苗的一种毒株组分。
根据本发明，开发了一种疫苗接种方案或计划，所述方案或计划不仅允许当前年度的正在进行的疫苗接种，而且允许跨越年度、毒株或其组的抗原记忆加强疫苗接种以在群体中建立和维持抗原记忆。以这种方式，群体不太可能死于涉及较老毒株的复发或来自较老毒株的抗原的出现的任何大流行或爆发。
用于产生或设计抗原记忆加强疫苗的先前疫苗组分毒株的任何组合在此称为参考集。
在一个实施方案中，施用为抗原记忆加强疫苗的NAV以跨2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50或更多年的时期加强抗原记忆。
在一个实施方案中，施用为抗原记忆加强疫苗的NAV以便相对于当前年度加强交替历史年份(包括每隔一年)的来自过去疫苗组分毒株的抗原记忆。在一些实施方案中，疫苗组分的选择可以是来自每第3年、第4年、第5年、第6年、第7年、第8年、第9年、第10年或更多年。
在一个实施方案中，施用为抗原记忆加强疫苗的NAV以便在十年时期内加强抗原记忆。
在一些实施方案中，施用为抗原记忆加强疫苗的NAV以便加强抗原记忆，并且所述NAV选自与来自多种乙型流感毒株或本文列出的其他毒株的选择组合的作为第一选择的多种甲型流感毒株。甲型或乙型的选择的数目可独立地为1、2、1、4、5、6、7、8、9、10或更多。
在所有情况下，用于NAV中的抗原编码的抗原记忆加强疫苗毒株可独立地选自北半球或南半球疫苗组分。
在一些实施方案中，NAV加强疫苗可在群体中一次或周期性地使用以产生群体免疫性。当大于30％的群体受到保护时，存在这种免疫性。
可用于抗原记忆加强疫苗的流感组分或毒株包括但不限于表2-5中的那些。
表2.逐年的流感疫苗组分
表3.逐年的流感疫苗组分-南半球
表4.逐年的流感疫苗组分-北半球
表5.逐年的流感疫苗组分-南半球
流感抗原
在一些实施方案中，所述NAV多核苷酸可编码作为抗原的流感毒株的一种或多种多肽。所述抗原包括但不限于由表6-18中列出的多核苷酸编码的那些抗原。在所述表中，GenBank登录号表示所编码抗原的完整或部分CDS。所述NAV多核苷酸可包含在所述表中列出的任何序列的区域或所列出的mRNA的整个编码区。它们可包含杂合区或嵌合区，或模拟物或变体。
在表6-14中提及的任何毒株也可用于如本文所述的抗原记忆加强疫苗中。
表6.流感H1N1抗原
表7.流感H3N2抗原
表8.流感H5N1抗原
表9.其他甲型流感抗原(H1N*、H2N*、H3N*)
表10.其他甲型流感抗原(H4N＊-H13N＊)
表11.乙型流感抗原
表12.丙型流感抗原
表13：H7血凝素氨基酸序列
表14：H10血凝素氨基酸序列
表15：野生型血凝素抗原的实例
表16：编码H1血凝素的密码子优化的序列
表17：编码H7血凝素的密码子优化的序列
表18：编码H10血凝素的密码子优化的序列
在图22中示出来自甲型流感H7N9毒株的血凝素蛋白的氨基酸序列相对于共有序列的比对。在图23中示出来自甲型流感H10N8毒株的血凝素蛋白的氨基酸序列相对于共有序列的比对。
本公开的方面提供编码流感血凝素蛋白或其片段的RNA多核苷酸。术语“血凝素”、“血凝素蛋白”和“HA”可在全文中互换使用并且是指可存在于流感病毒的表面上的血凝素蛋白。在病毒表面上，血凝素蛋白存在于同三聚体中，所述同三聚体的每个单体包含通过二硫键连接的两个两个亚基HA1和HA2。在结构上，血凝素蛋白包含若干结构域：球状头部结构域、柄结构域(还称为茎结构域)、跨膜结构域和细胞质结构域。通常认为在宿主细胞(例如，真核细胞如人细胞)感染流感病毒期间，血凝素蛋白识别且结合宿主细胞表面上的受体的唾液酸，从而有助于病毒附着于宿主细胞(Gamblin等人,2004；Ha等人,2000)。在病毒的内吞作用和核内体的酸化之后，血凝素蛋白经历pH依赖性构象变化，所述变化允许血凝素蛋白促进病毒包膜与宿主细胞的核内体膜的融合以及病毒核酸进入宿主细胞中。
一般而言,流感病毒基于病毒血凝素蛋白的氨基酸序列和/或病毒神经氨酸酶(NA)的氨基酸序列进行分类。在一些实施方案中，血凝素具有亚型H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17或H18。不同亚型的血凝素蛋白之间的氨基酸序列的不同主要在所述蛋白质的头部结构域的序列内发现。相较于头部结构域的序列，柄结构域的氨基酸序列被认为在血凝素亚型之间更保守。血凝素蛋白的结构域可使用本领域中已知的常规方法来预测。
许多结合且中和血凝素蛋白的天然存在的和实验来源的抗体被认为结合血凝素的头部结构域内的表位并且防止或减少血凝素与宿主细胞受体上的唾液酸相互作用，从而预防或减少细胞感染。或者或此外，中和抗体可防止或减少病毒膜与核内体膜的融合。此类抗体可结合柄结构域内的表位，从而抑制蛋白质的构象变化。
在一些实施方案中，本文所述的RNA多核苷酸编码血凝素蛋白的片段，如截短血凝素蛋白。在一些实施方案中，所述片段是无头血凝素，意味着所述片段不包含头部结构域。在一些实施方案中，所述片段包含头部结构域的一部分。在一些实施方案中，所述片段是柄片段(参见例如，Mallajosyula等人PNAS(2014)E2514-E2523)。在一些实施方案中，片段不包含细胞质结构域。在一些实施方案中，所述片段不包含跨膜结构域。在此类实施方案中，所述片段可被称为可溶性或分泌性血凝素蛋白或片段。
在一些实施方案中，所述RNA多肽编码与由表14-16中的氨基酸序列提供的血凝素蛋白至少90％(例如，91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％)相同的血凝素蛋白或其片段。在两种或更多种多肽序列的背景下，术语“相同”或“同一性”百分比是指两种或更多种序列是相同的。多肽序列之间的同一性百分比可使用本领域中已知的算法如BLAST和CLUSTAL来进行。
血凝素蛋白或其片段的序列可自任何来源获得。在一些实施方案中，血凝素蛋白或其片段的序列来自禽流感毒株。在一些实施方案中，血凝素蛋白或其片段的序列来自能够感染人受试者或处于感染人受试者的风险的禽流感病毒。在一些实施方案中，血凝素蛋白或其片段的序列来自猪流感毒株。在一些实施方案中，血凝素蛋白或其片段的序列来自能够感染人受试者或处于感染人受试者的风险的猪流感病毒。
在本文所述的任何实施方案中，血凝素或其片段的序列可针对在特定细胞或宿主生物体中表达进行修饰或优化(如密码子优化的)。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)
MRSA是具有20-100/100,000人的发病率的最常见的侵袭性细菌感染。它代表仅在美国大约20,000例死亡。
MRSA的风险因素包括医护暴露、抗生素使用和HIV。它是关节置换手术的常见并发症，其随后需要移除和置换关节。症状包括肺炎、皮肤和软组织感染、骨髓炎(例如假体)、心内膜炎\菌血症和败血症。
当前治疗包括静脉内抗葡萄球菌抗生素(例如，万古霉素、利奈唑胺、库比星)、接触预防措施以及败血症管理(目标导向治疗+/-ICU收住)。
MRSA HA病原体具有多种抗原，因此组合方法是抵抗多药耐药性的重要原理。细胞培养限制传统生产的疫苗中抗原的数量，从而使得本发明NAV方法更优越。
MRSA抗原可包括但不限于NDM1、mecA、所有b-内酰胺酶(抗生素抗性)；蛋白质A突变体(免疫逃逸)；SDRD/SDRE(粘附)；IsdA或IsdB(乳铁蛋白逃逸，Fe转运)；TSST，a-HL和PVL(毒素)。
在一个实施方案中，本发明的NAV可包含多价疫苗，例如包含编码至少两种MRSA抗原(包括但不限于NDM-1和SpAmut)的多核苷酸。
在一个实施方案中，MRSA的SpA抗原或功能突变体SpAKKAA的丧失由NAV的多核苷酸编码。Kim等人(J.Exp.Med.第207卷第9期；1863-1870；其内容以引用的方式整体并入本文)描述在五个Ig结合结构域处的葡萄球菌蛋白A(SpA)的突变产生不能结合Fcγ或FabVH3且促进细胞凋亡的变体SpAKKAA。据发现用SpAKKAA产生的抗体免疫小鼠保护小鼠免受高毒性MRSA毒株激发且甚至使MRSA激发的小鼠能够发动对不同葡萄球菌抗原的抗体应答。Falugi等人(mBio 4(5):e00575-13.doi:10.1128/mBio.00575-13；其内容以引用的方式整体并入本文)发现SpAKKAA突变体引发保护动物免受致死性金黄色葡萄球菌激发的对关键毒性抗原的B细胞应答并且SpAKKAA突变体能够引发保护免受复发性感染的适应性应答。Schineewind等人在国际专利公布号WO2011127032、WO2011005341、WO2012003474、WO2012034067和WO2013025834以及美国专利公布号US20130136746、US20120114686、US20130171183和US20130230550中描述了SpA抗原或SpA的功能突变体的丧失，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，SpA突变体可包含氨基酸序列中破坏Fc结合的至少一个取代和氨基酸序列中破坏VH3结合的至少一个取代(参见例如国际公布号WO2011005341和美国专利公布号US20120114686，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。作为另一个非限制性实例，SpA突变体可包含在SpA序列的在所述SpA序列的位置9、10、36和37处的D结构域中的取代(参见例如，国际专利公布号WO2011127032、WO2012003474和WO2012034067以及美国专利公布号US20130136746、US20130171183和US20130230550，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。位置9和10处的氨基酸可被甘氨酸取代，位置36和37处的氨基酸可被丝氨酸取代(参见例如，国际专利公布号WO2011127032和WO2012003474以及美国专利公布号US20130136746和US20130171183，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。作为另一个非限制性实例，SpA突变体可包含在国际专利公布号WO2011127032和WO2012003474以及美国专利公布号US20130136746和US20130171183中描述的SEQ ID NO:2的位置9、10、36和37处的取代，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
与B细胞表面V(H)3的SpA结合导致B细胞受体交联，随后B细胞凋亡、克隆B细胞缺失以及亲和力成熟和B细胞记忆的阻断。与分泌的抗体的FcR结合位点处的Fcg的SpA结合抑制对细菌清除和适应性免疫来说关键的效应细胞的活化。
SpAKKAA是无功能性Fcg和V(H)3结合位点的SpA的功能丧失突变体。
用SpAKKAA疫苗接种允许克隆B细胞扩增和抗体亲和力成熟的足够时间，从而产生与SpA的Fcg或V(H)3结合相比对SpA表位具有更高亲和力的B细胞克隆。这使抗体能够通过亲和力成熟的CDR与SpA结合，其中Fc部分可自由用于效应细胞活化和B细胞记忆产生。
因此，SpAKKAA免疫使MRSA激发的受试者能够发动对许多不同葡萄球菌抗原的抗体应答。
在一个实施方案中，NAV是具有SpAKKAA作为中心抗原的多价疫苗。这提供优于目前处于临床开发的灭活的全MRSA疫苗的关键优点。
在一个实施方案中，MRSA NAV用于靶向风险群体，如患有利奈唑胺抗性关节/骨感染、慢性疾病的那些、医护人员；并且用于预防耐药性菌株的爆发。
MRSA毒素如PVL、a-HL、TSST-1可由本发明的NAV编码。或者，任何β-内酰胺酶基因均可以降低其保护细菌的能力的方式靶向，从而使其更易于受传统抗生素攻击。可将内酰胺酶的这种靶向针对特定受试者个性化，其中获得样品并且通过本领域中的标准技术确定独特内酰胺酶序列。随后可设计独特内酰胺酶序列的抑制剂，从而产生个性化药物或疫苗。
登革热
登革热是一种蚊传播的病毒并且是流行性的(东南亚)和地方性的(撒哈拉以南非洲、印度)。根据世界卫生组织，多达40％的世界人口处于危险中，每年有超过1亿感染。已存在约100-200万个临床记录的病例。死亡率取决于获得医疗保健的机会并且可高达20％。
症状包括急性发热伴随可怕的关节和肌肉疼痛持续5-7天，随后是数周昏睡和疲劳。脱水和出血是死亡率的主要驱动因素，因此需要接入IV流体以避免休克。支持性护理包括液体复苏，但预防是限制病毒影响的主要手段(例如，蚊子控制、个人保护)。
对于登革热，疾病特征需要针对四种最关键登革热血清型(DENV1-4)的中和、而非增强抗体应答。因此，靶向登革病毒的四种血清型(DENV 1-4)的关键蛋白质/蛋白质结构域的多价抗原将具有作为疫苗的价值。
在一个实施方案中，本发明的NAV包含一种或多种多核苷酸，所述多核苷酸编码E蛋白结构域III(DENV1-4串联mRNA)、E蛋白结构域I/II铰链区(DENV1-4单个mRNA)、prM蛋白(DENV1-4串联或单个mRNA)以及C蛋白(DENV1-4串联或单个mRNA)。
在一个实施方案中，通过测量Balb/c小鼠中的抗体效价、随后登革热疾病模型中选定疫苗的测试来选择最有效的NAV疫苗。在疾病模型中挽救时，进行体外病毒测定中的交叉反应性分析以确保多价疫苗针对所有血清型的活性。
在一些实施方案中，在体外或体内测试针对病毒中和测定中的四种登革热毒株(DENV1-4)中的每种的交叉中和Ab效价，如在(BMCMicrobiol.2014；14:44；和Immunology.2012年7月；136(3):334-43)中，其内容以引用的方式并入本文。
在一些实施方案中，评价中和对比增强Ab效价，并且在另一个实施方案中，在登革热疾病的人源化小鼠模型中测试RNAV(J Virol.2014年2月；88(4):2205-18，其内容以引用的方式整体并入本文)。
靶向登革热的NAV被称为多基因型抗原NAV。
肠毒性大肠杆菌(ETEC)
ETEC是发展中国家腹泻的最常见原因，每年死亡在300k-500k之间。传播是经由粪-口传播(水、食物)。症状包括分泌性腹泻(由两种毒素介导：热稳定和热不稳定)、腹痛和绞痛、恶心以及呕吐。一般来说，症状持续不到1周，且很少多于2周。所产生的脱水是更严重后遗症的主要原因。当前，支持性护理和液体复苏是通常不复杂的感染自身消退的治疗。
先前ETEC疫苗是基于单一抗原或仅仅集中于毒素中和，这不能有效提供长效免疫。
根据本发明，在多价方法中通过选定抗原解决三种途径：(1)毒素：Sta3和eltA/eltB；(2)对向内皮递送毒素至关重要的粘附蛋白：EatA、etpA和etpB；以及(3)实现定殖的蛋白质：cssA。
本发明的ETEC NAV被设计成能够长期保护免于ETEC。并且甚至如为旅行者提供预防性治疗。
艰难梭菌
艰难梭菌引起与关键风险因素相关的日益普遍的腹泻病，所述风险因素包括暴露于医疗保健环境(例如，住院、疗养院住宅)和抗生素(尤其阿莫西林、克林霉素)。
症状包括复发性腹泻和假膜性结肠炎。当前治疗包括使用毒素和反射抗原的诊断和/或使用甲硝唑和万古霉素的治疗。
本发明提供用于治疗艰难梭菌感染的三价抗原方法。所编码的抗原包括毒素A(肠毒素；CD毒素A 136754)；毒素b(细胞毒素；CD毒素B 136755)和二元毒素(cdtB；CD cdtB136757)。
在一些实施方案中，多价NAV预防以下患者中的艰难梭菌感染：(1)接受某些药物(抗生素，PPI)或(2)以阻断生物体的毒素和关键毒力因子的作用的方式的医护暴露(住院、疗养院等)。
结核
结核病是由各种分枝杆菌菌株、通常结核分枝杆菌引起的传染病。症状包括慢性咳嗽伴有血痰、发热、盗汗和体重减轻。
开发针对TB的疫苗的当前挑战是(i)需要不同组抗原的三种不同疾病状态：感染前(预防性疫苗)、潜伏性感染(治疗性疫苗)和活动性感染(治疗性疫苗)；和(ii)对诱导保护性而不过调节(overshoot)免疫应答至关重要的不同组佐剂；和(iii)关于针对清除感染的必要免疫应答的不清楚了解。
因此，将需要将作为佐剂的不同组的细胞因子与取决于疾病状态的不同组抗原组合。以下细胞因子提供疫苗的潜在佐剂臂：GM-CSF、IL-17、IFNg、IL-15、IL-2、IL-21、抗PD1/2、乳铁蛋白。以下抗原代表非详尽列表：Ag85A(Rv3804c)、Ag85B(Rv1886c)、TB10.4(Rv0288)、ESAT6(Rv3785)、Rv2660L、Rv3619、Rv1813c、Rv3620c、Rv2608、Rv1196、Rv0125以及MT401。
中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)
MERS-CoV(以前称为新型冠状病毒或SARS样病毒)是冠状病毒家族的成员。症状与SARS感染类似并且包括咳嗽粘液产生、呼吸急促、不适-不舒服的一般感觉、胸痛、发热、腹泻(在一些情况下)和肾(renal/kidney)衰竭。人肠道病毒71和人肠道病毒68
肠道病毒71(EV-71)是手足口病(HFMD)的主要致病因子之一，并且有时与严重中枢神经系统疾病相关。肠道病毒71(EV71)感染可以是无症状的。
肠道病毒68(EV68，EV-D68)是小核糖核酸病毒科的成员，一种肠病毒(含有脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒和艾柯病毒的一组ssRNA病毒)。首次在1962年分离，它在过去几年中一直在世界范围内上升。它可能涉及于加利福尼亚的脊髓灰质炎样疾病的最近爆发的情况中。
抗原
本发明的抗原包括多肽、目标肽和/或多肽，并且由本发明的多核苷酸编码。编码本发明的此类抗原的多核苷酸在下文“NAV多核苷酸的设计、合成和定量”中更详细地描述。
III.NAV多核苷酸的设计、合成和定量
根据本发明，所述多核苷酸编码至少一种目标多肽，例如抗原。本发明的抗原可以是野生型(即来源于传染因子)或修饰的(例如，工程化的、设计的或人工的)。它们可具有本文所述的特征的任何组合。
本发明提供核酸分子，具体地说多核苷酸，在一些实施方案中所述多核苷酸编码一种或多种目标肽或多肽。根据本发明的此类肽或多肽可用作抗原或抗原分子。术语“核酸”在其广义上包括包含核苷酸聚合物的任何化合物和/或物质。这些聚合物经常被称为多核苷酸。
本发明的示例性核酸或多核苷酸包括但不限于，核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)、苏糖核酸(TNA)、乙二醇核酸(GNA)、肽核酸(PNA)、锁核酸(LNA，包括具有β-D-核糖构型的LNA、具有α-L-核糖构型的α-LNA(LNA的非对映体)、具有2′-氨基官能化的2′-氨基-LNA以及具有2′-氨基官能化的2′-氨基-α-LNA)、乙烯核酸(ENA)、环己烯基核酸(CeNA)或其杂合体或组合。
在一个实施方案中，编码仅使用体外转录(IVT)酶合成方法制备的本发明的NAV的一种或多种抗原的线性多核苷酸被称为“IVT多核苷酸”。
在另一个实施方案中，具有在大小和/或化学修饰模式、化学修饰位置、化学修饰百分比或化学修饰群体以及前述的组合方面不同的部分或区域的本发明的多核苷酸被称为“嵌合多核苷酸”。根据本发明的“嵌合体”是具有两个或更多个不一致或异质部分或区域的实体。如本文所用，多核苷酸的“部分”或“区域”被定义为所述多核苷酸的小于多核苷酸的整个长度的任何部分。
在另一个实施方案中，为环形的本发明的多核苷酸被称为“环形多核苷酸”或“circP”。如本文所用，“环形多核苷酸”或“circP”意指基本上如同RNA作用且具有RNA的性质的单链环状多核苷酸，。术语“环形”还意指涵盖circP的任何二级或三级构型。
在一些实施方案中，所述多核苷酸包含约30至约100,000个核苷酸(例如，30至50、30至100、30至250、30至500、30至1,000、30至1,500、30至3,000、30至5,000、30至7,000、30至10,000、30至25,000、30至50,000、30至70,000、100至250、100至500、100至1,000、100至1,500、100至3,000、100至5,000、100至7,000、100至10,000、100至25,000、100至50,000、100至70,000、100至100,000、500至1,000、500至1,500、500至2,000、500至3,000、500至5,000、500至7,000、500至10,000、500至25,000、500至50,000、500至70,000、500至100,000、1,000至1,500、1,000至2,000、1,000至3,000、1,000至5,000、1,000至7,000、1,000至10,000、1,000至25,000、1,000至50,000、1,000至70,000、1,000至100,000、1,500至3,000、1,500至5,000、1,500至7,000、1,500至10,000、1,500至25,000、1,500至50,000、1,500至70,000、1,500至100,000、2,000至3,000、2,000至5,000、2,000至7,000、2,000至10,000、2,000至25,000、2,000至50,000、2,000至70,000、以及2,000至100,000)。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可编码至少一种目标肽或多肽。在另一个实施方案中，本发明的多核苷酸可以是非编码的。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸的编码至少一种目标肽或多肽的区的长度大于约30个核苷酸(例如，至少或大于约35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400、1,500、1,600、1,700、1,800、1,900、2,000、2,500、和3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000或多达且包括100,000个核苷酸)。如本文所用，这种区可被称为“编码区”或“编码……的区”。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸是或充当信使RNA(mRNA)。如本文所用，术语“信使RNA”(mRNA)是指编码至少一种目标肽或多肽并且能够被翻译以在体外、体内、原位或离体产生编码的目标肽或多肽的任何多核苷酸。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可以是结构修饰的或化学修饰的。如本文所用，“结构”修饰是其中两个或更多个连接核苷在多核苷酸中插入、缺失、复制、反转或随机化而无对所述核苷酸本身的显著化学修饰的修饰。因为要实现结构修饰就必须使化学键断裂并重新形成，所以结构修饰具有化学性质并因此是化学修饰。然而，结构修饰将产生不同的核苷酸序列。例如，多核苷酸“ATCG”可化学修饰成“AT-5meC-G”。同一多核苷酸可从“ATCG”结构修饰成“ATCCCG”。在此，已插入二核苷酸“CC”，从而产生对多核苷酸的结构修饰。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(如IVT多核苷酸或环状多核苷酸)可具有全部或任何同一核苷类型的均一化学修饰，或通过在全部或任何同一核苷类型中的相同起始修饰的仅仅向下滴定而产生的修饰群体，或全部或任何同一核苷类型的测量百分比的化学修饰但伴有随机并入，如其中所有尿苷被尿苷类似物(例如假尿苷)置换。在另一个实施方案中，所述多核苷酸可在整个多核苷酸中具有两种、三种或四种同一核苷类型的均一化学修饰(如所有尿苷和所有胞嘧啶等以相同方式修饰)。
当本发明的多核苷酸被化学和/或结构修饰时，所述多核苷酸可被称为“修饰的多核苷酸”。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可包含编码自裂解肽的序列。自裂解肽可以是但不限于2A肽。作为非限制性实例，2A肽可具有蛋白质序列：GSGATNFSLLKQAGDVEENPGP(SEQ ID NO:2005)、其片段或变体。在一个实施方案中，2A肽在最后一个甘氨酸与最后一个脯氨酸之间裂解。作为另一个非限制性实例，本发明的多核苷酸可包含编码2A肽的多核苷酸序列，所述2A肽具有蛋白质序列GSGATNFSLLKQAGDVEENPGP(SEQ ID NO:2005)、其片段或变体。
编码2A肽的这样一种多核苷酸序列是GGAAGCGGAGCTACTAACTTCAGCCTGCTGAAGCAGGCTGGAGACGTGGAGGAGAACCCTGGACCT(SEQ ID NO:2006)。2A肽的多核苷酸序列可通过本文所述的方法修饰或密码子优化和/或是本领域中已知的。
在一个实施方案中，此序列可用于分开两个或更多个目标多肽的编码区。作为非限制性实例，编码2A肽的序列可在第一编码区A与第二编码区B之间(A-2Apep-B)。2A肽的存在将导致一个长蛋白质裂解成蛋白质A、蛋白质B和2A肽。蛋白质A和蛋白质B可以是相同或不同的目标肽或多肽。在另一个实施方案中，2A肽可用于本发明的多核苷酸中以产生两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个蛋白质。
多核苷酸构造
传统上，mRNA分子的基本组分至少包括编码区、5′UTR、3′UTR、5′帽以及聚-A尾。本发明的IVT多核苷酸可充当mRNA，但在其功能和/或结构设计特征上不同于野生型mRNA，所述功能和/或结构设计特征用于克服使用基于核酸的治疗剂的有效多肽产生的现有问题。应了解本发明的NAV的抗原可由IVT多核苷酸编码，如本文所描述。
图1示出本发明的IVT多核苷酸的初级构建体100。此类多核苷酸适用于NAV组合物、RNAV组合物或mRNA疫苗中。如本文所用，“初级构建体”是指编码一种或多种目标多肽并且保留足够结构和/或化学特征以允许翻译其中编码的目标多肽的本发明的多核苷酸。
根据图1A和1B，多核苷酸100在此包含连接的核苷酸的第一区102，所述第一区由第一侧翼区104和第二侧翼区106侧接。目标多肽可在其5’末端包含由信号序列区103编码的一个或多个信号序列。侧翼区104可包含连接的核苷酸的包含一个或多个完整或不完整5′UTR序列的区，所述序列可以是完全密码子优化的或部分密码子优化的。侧翼区104可包含至少一个核酸序列，包括但不限于miR序列、TERZAKTM序列和翻译控制序列。侧翼区104还可包含5′末端帽108。5′末端加帽区108可包含天然存在的帽、合成帽或优化帽。优化帽的非限制性实例包括由Rhoads在美国专利号US7074596和国际专利公布号WO2008157668、WO2009149253和WO2013103659中教导的帽，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。第二侧翼区106可包含连接的核苷酸的包含一个或多个完整或不完整3′UTR的区。第二侧翼区106可以是完全密码子优化的或部分密码子优化的。侧翼区106可包含至少一个核酸序列，包括但不限于miR序列和翻译控制序列。侧翼区106还可包含3′加尾序列110。3’加尾序列110可包含合成加尾区112和/或链终止核苷114。合成加尾区的非限制性实例包括聚A序列、聚C序列和/或聚A-G四联体。链终止核苷的非限制性实例包括2’-O甲基、F和锁核酸(LNA)。
第一操作区105使第一区102的5′末端与第一侧翼区104桥接。传统上这个操作区包含起始密码子。操作区或者可包含含有起始密码子的任何翻译起始序列或信号。
第二操作区107使第一区102的3′端与第二侧翼区106桥接。传统上此操作区包含终止密码子。操作区或者可包含含有终止密码子的任何翻译起始序列或信号。多个连续终止密码子也可用于IVT多核苷酸中。在一个实施方案中，本发明的操作区可包含两个终止密码子。第一终止密码子可以是“TGA”或“UGA”并且第二终止密码子可选自由“TAA”、“TGA”、“TAG”、“UAA”、“UGA”或“UAG”组成的组。
本发明的IVT多核苷酸的初级构建体的第一区的最短长度可以是足以编码二肽、三肽、四肽、五肽、六肽、七肽、八肽、九肽或十肽的核酸序列的长度。在另一个实施方案中，所述长度可足以编码2-30个氨基酸，例如5-30、10-30、2-25、5-25、10-25或10-20个氨基酸的肽。所述长度可足以编码至少11、12、13、14、15、17、20、25或30个氨基酸的肽，或不超过40个氨基酸，例如不超过35、30、25、20、17、15、14、13、12、11或10个氨基酸的肽。多核苷酸序列可编码的二肽的实例包括但不限于肌肽和鹅肌肽。应了解本发明的NAV、RNAV或mRNA疫苗可以是可翻译的并且包含初级构建体的这种第一区。
编码本发明的目标多肽的IVT多核苷酸的初级构建体的第一区的长度大于约30个核苷酸(例如，至少或大于约35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400、1,500、1,600、1,700、1,800、1,900、2,000、2,500、和3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000或多达且包括100,000个核苷酸)。
在一些实施方案中，所述IVT多核苷酸包含约30至约100,000个核苷酸(例如，30至50、30至100、30至250、30至500、30至1,000、30至1,500、30至3,000、30至5,000、30至7,000、30至10,000、30至25,000、30至50,000、30至70,000、100至250、100至500、100至1,000、100至1,500、100至3,000、100至5,000、100至7,000、100至10,000、100至25,000、100至50,000、100至70,000、100至100,000、500至1,000、500至1,500、500至2,000、500至3,000、500至5,000、500至7,000、500至10,000、500至25,000、500至50,000、500至70,000、500至100,000、1,000至1,500、1,000至2,000、1,000至3,000、1,000至5,000、1,000至7,000、1,000至10,000、1,000至25,000、1,000至50,000、1,000至70,000、1,000至100,000、1,500至3,000、1,500至5,000、1,500至7,000、1,500至10,000、1,500至25,000、1,500至50,000、1,500至70,000、1,500至100,000、2,000至3,000、2,000至5,000、2,000至7,000、2,000至10,000、2,000至25,000、2,000至50,000、2,000至70,000、以及2,000至100,000)。
根据本发明，所述IVT多核苷酸的第一侧翼区和第二侧翼区的长度可独立地在15-1,000个核苷酸范围内(例如，大于30、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800和900个核苷酸，或至少30、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900和1,000个核苷酸)。
根据本发明，所述IVT多核苷酸的加尾序列的长度可在不存在至500个核苷酸的范围内(例如，至少60、70、80、90、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450或500个核苷酸)。在加尾区是聚A尾的情况下，所述长度可以聚A结合蛋白结合的单位或作为聚A结合蛋白结合的函数来确定。在这个实施方案中，聚A尾足够长以结合聚A结合蛋白的至少4个单体。聚A结合蛋白单体结合大约38个核苷酸的段。如此，已观察到约80个核苷酸(SEQ ID NO:2276)和160个核苷酸(SEQ ID NO:2277)的聚A尾是功能性的。
根据本发明，所述IVT多核苷酸的加帽区可包含单个帽或形成帽的一系列核苷酸。在这个实施方案中，加帽区的长度可以是1至10，例如2至9、3至8、4至7、1至5、5至10或至少2或10或更少个核苷酸。在一些实施方案中，帽不存在。
根据本发明，所述IVT多核苷酸的第一操作区和第二操作区可在3至40，例如5-30、10-20、15或至少4或30或更少个核苷酸的长度范围内，并且可另外包含起始和/或终止密码子、一个或多个信号序列和/或限制序列。
在一个实施方案中，本发明的IVT多核苷酸可以是结构修饰的或化学修饰的。当本发明的IVT多核苷酸被化学和/或结构修饰时，所述多核苷酸可被称为“修饰的IVT多核苷酸”。
在一个实施方案中，如果本发明的IVT多核苷酸是化学修饰的，则他们可具有全部或任何同一核苷类型的均一化学修饰，或通过在全部或任何同一核苷类型中仅仅向下滴定相同起始修饰而产生的修饰群体，或全部或任何同一核苷类型的测量百分比的化学修饰但具有随机并入，如其中所有尿苷被尿苷类似物(例如假尿苷)置换。在另一个实施方案中，所述IVT多核苷酸可在整个多核苷酸中具有两种、三种或四种同一核苷类型的均一化学修饰(如所有尿苷和所有胞嘧啶等以相同方式修饰)。
在一个实施方案中，本发明的IVT多核苷酸可包含本文所述的编码自裂解肽(如但不限于2A肽)的序列。所述IVT多核苷酸中的2A肽的多核苷酸序列可通过本文所述的方法修饰或密码子优化和/或是本领域中已知的。
在一个实施方案中，此序列可用于分开IVT多核苷酸中的两个或更多个目标多肽的编码区。
在一个实施方案中，本发明的IVT多核苷酸可以是结构和/或化学修饰的。当化学修饰和/或结构修饰时，所述IVT多核苷酸可被称为“修饰的IVT多核苷酸”。
在一个实施方案中，所述IVT多核苷酸可编码至少一种目标肽或多肽。在另一个实施方案中，所述IVT多核苷酸可编码两种或更多种目标肽或多肽。目标肽或多肽的非限制性实例包括抗体的重链和轻链、酶和它的底物、标记和它的结合分子、第二信使和它的酶或多聚体蛋白质或复合物的组分。
嵌合多核苷酸构造
本发明的嵌合多核苷酸或RNA构建体维持与IVT多核苷酸类似的模块组织，但嵌合多核苷酸包含向所述多核苷酸赋予有用特性的一种或多种结构和/或化学修饰或改变。如此，为本发明的修饰的mRNA分子的嵌合多核苷酸被称为“嵌合修饰的mRNA”或“嵌合mRNA”。
应了解本发明的NAV的抗原可由嵌合多核苷酸、RNA构建体、嵌合修饰的mRNA或嵌合mRNA编码。
嵌合多核苷酸具有在大小和/或化学修饰模式、化学修饰位置、化学修饰百分比或化学修饰群体以及前述的组合方面不同的部分或区域。
其中嵌合多核苷酸充当mRNA并且编码目标多肽的部分或区域的实例包括但不限于非翻译区(UTR，如5’UTR或3’UTR)、编码区、帽区、聚A尾区、起始区、终止区、信号序列区以及其组合。图2示出可用作mRNA的本发明的嵌合多核苷酸的某些实施方案。图3示出鉴别各种位置修饰模式且示出与mRNA多核苷酸的那些区域类似的区域的一系列嵌合多核苷酸的示意图。连接其他区域或位于其他区域之间的区域或部分也可被设计为具有亚区。这些在图中示出。
在一些实施方案中，本发明的嵌合多核苷酸具有包括式I的结构。
5’[An]x-L1-[Bo]y-L2-[Cp]z-L3 3’
式I
其中:
A和B各自独立地包含连接的核苷的区；
C是连接的核苷的任选区；
区A、B或C中的至少一个是定位修饰的，其中所述定位修饰的区包含腺苷、胸苷、鸟苷、胞苷或尿苷中的一种或多种同一核苷类型的至少两个化学修饰的核苷，并且其中同一类型的核苷的化学修饰中的至少两种是不同的化学修饰；
n、o和p独立地是15-1000之间的整数；
x和y独立地是1-20；
z是0-5；
L1和L2独立地是任选的接头部分，所述接头部分是基于核酸的或基于非核酸的；以及
L3是任选的缀合物或任选的接头部分，所述接头部分是基于核酸的或基于非核酸的。
在一些实施方案中，式I的嵌合多核苷酸编码一种或多种目标肽或多肽。这种编码的分子可跨两个或更多个区编码。
另一方面，本发明的特征是一种编码多肽的嵌合多核苷酸，其中所述多核苷酸具有包括式II的序列：
[An]-L1-[Bo]
式II
其中每个A和B独立地是任何核苷；
n和o独立地是15至1000；以及
L1具有式III的结构：
其中a、b、c、d、e以及f各自独立地是0或1；
R1、R3、R5以及R7各自独立地选自任选取代的C1-C6亚烷基、任选取代的C1-C6杂亚烷基、O、S以及NR8；
R2和R6各自独立地选自羰基、硫代羰基、磺酰基或磷酰基；
R4是任选取代的C1–C10亚烷基、任选取代的C2–C10亚烯基、任选取代的C2–C10亚炔基、任选取代的C2–C9亚杂环基、任选取代的C6–C12亚芳基、任选取代的C2-C100聚乙烯glycolene或任选取代的C1–C10杂亚烷基或将(R1)a-(R2)b-(R3)c连接至(R5)d-(R6)e-(R7)f的键，其中如果c、d、e、f、g和h是0，则R4不是键；以及
R8是氢、任选取代的C1–C4烷基、任选取代的C2–C4烯基、任选取代的C2–C4炔基、任选取代的C2–C6杂环基、任选取代的C6–C12芳基或任选取代的C1–C7杂烷基；
其中L1在核苷中的一个的糖处连接至[An]和[Bo](例如，在[An]的核苷的五元糖环的3’位置或六元糖环的4’位置和[Bo]的核苷的五元糖环的5’位置或六元糖环的6’位置，或在[An]的核苷的五元糖环的5’位置或六元糖环的6’位置和[Bo]的核苷的五元糖环的3’位置或六元糖环的4’位置)。
在一些实施方案中，[An]和[Bo]中的至少一个包括式IV的结构：
其中N1和N2各自独立地是核碱基；
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16各自独立地地是H、卤代、羟基、巯基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的氨基、叠氮基或任选取代的C6-C10芳基；
g和h各自独立地是0或1；
每个X1和X4独立地是O、NH或S；
每个X2独立地是O或S；以及
每个X3是OH或SH或其盐。
另一方面，本发明的特征是一种编码多肽的嵌合多核苷酸，其中所述多核苷酸具有包括式II的序列：
[An]-L1-[Bo]
式II
其中每个A和B独立地是任何核苷；
n和o独立地是15至1000；以及
L1是键或具有式III的结构：
其中a、b、c、d、e以及f各自独立地是0或1；
R1、R3、R5以及R7各自独立地选自任选取代的C1-C6亚烷基、任选取代的C1-C6杂亚烷基、O、S以及NR8；
R2和R6各自独立地选自羰基、硫代羰基、磺酰基或磷酰基；
R4是任选取代的C1–C10亚烷基、任选取代的C2–C10亚烯基、任选取代的C2–C10亚炔基、任选取代的C2–C9亚杂环基、任选取代的C6–C12亚芳基、任选取代的C2-C100聚乙烯glycolene或任选取代的C1–C10杂亚烷基或将(R1)a-(R2)b-(R3)c连接至(R5)d-(R6)e-(R7)f的键；以及
R8是氢、任选取代的C1–C4烷基、任选取代的C2–C4烯基、任选取代的C2–C4炔基、任选取代的C2–C6杂环基、任选取代的C6–C12芳基或任选取代的C1–C7杂烷基；
其中L1在核苷中的一个的糖处连接至[An]和[Bo](例如，在[An]的核苷的五元糖环的3’位置或六元糖环的4’位置和[Bo]的核苷的五元糖环的5’位置或六元糖环的6’位置，或在[An]的核苷的五元糖环的5’位置或六元糖环的6’位置和[Bo]的核苷的五元糖环的3’位置或六元糖环的4’位置)。
其中[An]或[Bo]中的至少一个包括式IV的结构：
其中N1和N2各自独立地是核碱基；
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16各自独立地地是H、卤代、羟基、巯基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的氨基、叠氮基或任选取代的C6-C10芳基；
g和h各自独立地是0或1；
每个X1和X4独立地是O、NH或S；以及
每个X2独立地是O或S；以及
每个X3是OH或SH或其盐；
其中X1、X2或X4中的至少一个是NH或S。
在一些实施方案中，X1是NH。在其他实施方案中，X4是NH。在某些实施方案中，X2是S。
在一些实施方案中，所述多核苷酸包含：(a)编码区；(b)包含至少一个Kozak序列的5’UTR；(c)3’UTR；以及(d)至少一个5’帽结构。在其他实施方案中，所述多核苷酸还包含(e)聚-A尾。
在一些实施方案中，编码区、包含至少一个Kozak序列的5’UTR、3’UTR、5’帽结构或聚-A尾中的一个包含[An]-L1-[Bo]。
在其他实施方案中，编码区、包含至少一个Kozak序列的5’UTR、3’UTR、5’帽结构或聚-A尾中的一个包含[An]并且编码区、包含至少一个Kozak序列的5’UTR、3’UTR、5’帽结构或聚-A尾中的另一个包含[Bo]。
在某些实施方案中，所述多核苷酸包含至少一个修饰的核苷(例如，表2的核苷)。
在一些实施方案中，R4是任选取代的C2–9亚杂环基，例如，杂环可具有结构：
在某些实施方案中，L1在所述核苷中的一个的五元糖环的3’位置或六元糖环的4’位置处连接至[An]并且在所述核苷中的一个的五元糖环的5’位置或六元糖环的6’位置处连接至[Bo]。
在一些实施方案中，所述多核苷酸是环状的。
另一方面，本发明的特征是一种产生包含编码多肽的嵌合多核苷酸的组合物的方法，其中所述多核苷酸包括式V的结构：
所述方法包括使具有式VI的结构的化合物：
与具有式VII的结构的化合物反应：
其中N1和N2各自独立地是核碱基；
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16各自独立地地是H、卤代、羟基、巯基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的氨基、叠氮基或任选取代的C6-C10芳基；
g和h各自独立地是0或1；
每个X1和X4独立地是O、NH或S；以及
每个X3独立地是OH或SH或其盐；
R17和R19各自独立地是连接的核苷的区；以及
R18是卤素。
另一方面，本发明的特征是一种产生包含编码多肽的嵌合多核苷酸的组合物的方法，其中所述多核苷酸包括式VIII的结构：
所述方法包括使具有式IX的结构的化合物：
与具有式X的结构的化合物反应：
其中N1和N2各自独立地是核碱基；
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16各自独立地地是H、卤代、羟基、巯基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的氨基、叠氮基或任选取代的C6-C10芳基；
g和h各自独立地是0或1；
每个X4独立地是O、NH或S；以及
每个X2独立地是O或S；
每个X3独立地是OH、SH或其盐；
R20和R23各自独立地是连接的核苷的区；以及
R21和R22各自独立地是任选取代的C1-C6烷氧基。
另一方面，本发明的特征是一种产生包含编码多肽的嵌合多核苷酸的组合物的方法，其中所述多核苷酸包括式XI的结构：
所述方法包括使具有式XII的结构的化合物：
与具有式XIII的结构的化合物反应：
其中N1和N2各自独立地是核碱基；
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16各自独立地地是H、卤代、羟基、巯基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的氨基、叠氮基或任选取代的C6-C10芳基；
g和h各自独立地是0或1；
每个X4独立地是O、NH或S；以及
每个X2独立地是O或S；
每个X3独立地是OH、SH或其盐；
R24和R26各自独立地是连接的核苷的区；以及
R25是任选取代的C1-C6亚烷基或任选取代的C1-C6亚杂烷基或R25和炔基一起形成任选取代的环炔基。
另一方面，本发明的特征是一种产生包含编码多肽的嵌合多核苷酸的组合物的方法，其中所述多核苷酸具有包括式II的序列：
[An]-L1-[Bo]，
式II
所述方法包括使具有式XIV的结构的化合物：
[An]-(R1)a-(R2)b-(R3)c-N3
式XIV
与具有式XV的结构的化合物反应：
R27-(R5)d-(R6)e-(R7)f-[Bo]
式XV
其中每个A和B独立地是任何核苷；
n和o独立地是15至1000；以及
L1具有式III的结构：
其中a、b、c、d、e以及f各自独立地是0或1；
其中每个A和B独立地是任何核苷；
n和o独立地是15至1000；
R1、R3、R5以及R7各自独立地选自任选取代的C1-C6亚烷基、任选取代的C1-C6杂亚烷基、O、S以及NR8；
R2和R6各自独立地选自羰基、硫代羰基、磺酰基或磷酰基；
R4是任选取代的三氮杂环烯(triazolene)；以及
R8是氢、任选取代的C1–C4烷基、任选取代的C3–C4烯基、任选取代的C2–C4炔基、任选取代的C2–C6杂环基、任选取代的C6–C12芳基或任选取代的C1–C7杂烷基；以及
R27是任选取代的C2-C3炔基或任选取代的C8-C12环炔基，
其中L1在所述核苷中的一个的糖处连接至[An]和[Bo]。
在一些实施方案中，所述任选取代的三氮杂环烯具有结构：
在一个实施方案中，A的连接的核苷的区中的至少一个可包含连接的核苷的可充当5’非翻译区(UTR)的序列。所述连接的核苷的序列可以是天然的或合成的5’UTR。作为非限制性实例，嵌合多核苷酸可编码目标多肽并且A的连接的核苷的序列可编码由所述嵌合多核苷酸编码的多肽的天然5’UTR，或连接的核苷的序列可以是非异源5’UTR，如但不限于合成UTR。
在另一个实施方案中，A的连接的核苷的区中的至少一个可以是帽区。所述帽区可位于A的连接的核苷的区的5’，从而充当5’UTR。所述帽区可包含至少一个帽，如但不限于帽0、帽1、ARCA、肌苷、N1-甲基-鸟苷、2′氟-鸟苷、7-脱氮-鸟苷、8-氧代-鸟苷、2-氨基-鸟苷、LNA-鸟苷、2-叠氮基-鸟苷、帽2以及帽4。
在一个实施方案中，B的连接的核苷的区中的至少一个可包含核酸序列的至少一个开放阅读框。所述核酸序列可以是密码子优化的和/或包含至少一种修饰。
在一个实施方案中，C的连接的核苷的区中的至少一个可包含连接的核苷的可充当3’UTR的序列。所述连接的核苷的序列可以是天然的或合成的3’UTR。作为非限制性实例，嵌合多核苷酸可编码目标多肽并且C的连接的核苷的序列可编码由所述嵌合多核苷酸编码的多肽的天然3’UTR，或连接的核苷的序列可以是非异源3’UTR，如但不限于合成UTR。
在一个实施方案中，A的连接的核苷的区中的至少一个包含连接的核苷的充当5’UTR的序列，并且C的连接的核苷的区中的至少一个包含连接的核苷的充当3’UTR的序列。在一个实施方案中，所述5’UTR和3’UTR可来自相同或不同物种。在另一个实施方案中，所述5’UTR和3’UTR可编码来自相同或不同物种的不同蛋白质的天然非翻译区。
图4和5提供示出基于式I的各种位置修饰模式的一系列嵌合多核苷酸以及具有封闭的或结构化的3’末端的一系列嵌合多核苷酸的示意图。
本发明的嵌合多核苷酸(包括其部分或区)可被分类为半聚体(hemimer)、缺口体(gapmer)、翼体(wingmer)或嵌段聚体(blockmer)。
如本文所用，“半聚体”是包含区或部分的嵌合多核苷酸，所述区或部分包含化学修饰的一种模式、百分比、位置或群体的一半和化学修饰的第二模式、百分比、位置或群体的一半。本发明的嵌合多核苷酸还可包含半聚体亚区。在一个实施方案中，部分或区是一个部分或区的50％和另一个部分或区的50％。
在一个实施方案中，整个嵌合多核苷酸可以是一种多核苷酸的50％和另一种多核苷酸的50％。任何嵌合多核苷酸的任何区或部分可以是半聚体。半聚体的类型包括模式半聚体、群体半聚体或位置半聚体。按照定义，半聚体是50％:50％半聚体。
如本文所用，“缺口体”是具有至少三个部分或区且在所述部分或区之间具有缺口的嵌合多核苷酸。“缺口”可包含连接的核苷或单个核苷的区，所述区与侧接其的两个部分或区的嵌合性质不同。缺口体的两个部分或区可以是相同的或彼此不同的。
如本文所用，“翼体”是具有至少三个部分或区且在所述部分或区之间具有缺口的嵌合多核苷酸。不同于缺口体，围绕翼体中的缺口的两个侧翼部分或区在程度或种类上是相同的。这种相似性可以是在不同修饰的单位的长度或数目方面或在修饰的数目方面。翼体的翼可比空位更长或更短。翼部分或区可在长度上比包含空位的区长或短20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％。
如本文所用，“嵌段聚体”是模式化多核苷酸，其中部分或区具有等效大小或修饰数目和类型。嵌段聚体中的区或亚区可以是50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61 62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490或500个核苷长。
本发明的具有化学修饰模式的嵌合多核苷酸(包括其部分或区)被称为“模式嵌合体”。模式嵌合体还可被称为嵌段聚体。模式嵌合体是具有在区或部分内、跨区或部分或在区或部分之中的修饰模式的那些多核苷酸。
部分或区内的修饰模式是在限定区内起始和终止的那些。跨部分或区的修饰模式是在一个部分或区中起始且在另一个相邻部分或区中终止的那些模式。在部分或区之中的修饰模式是在一个部分或区中起始且终止并且在不同的部分或区中重复的那些，所述不同的部分或区不必与第一区或部分相邻。
模式嵌合体或嵌段聚体的区或亚区可具有简单交替模式，如ABAB[AB]n，其中每个“A”和每个“B”表示不同的化学修饰(在碱基、糖或主链接头中的至少一个处)、不同类型的化学修饰(例如，天然存在的和非天然存在的)、不同修饰百分比或不同修饰群体。所述模式可重复n次，其中n＝3-300。此外，每个A或B可表示所述模式中的1-2500个单位(例如，核苷)。模式还可以是交替多重，如AABBAABB[AABB]n(交替双重)或AAABBBAAABBB[AAABBB]n(交替三重)模式。所述模式可重复n次，其中n＝3-300。
不同模式还可混合在一起以形成二阶模式。例如，单一交替模式可与三重交替模式组合以形成二阶交替模式A’B’。一个实例将是[ABABAB][AAABBBAAABBB] [ABABAB][AAABBBAAABBB][ABABAB][AAABBBAAABBB]，其中[ABABAB]是A’且[AAABBBAAABBB]是B’。以类似方式，这些模式可重复n次，其中n＝3-300。
模式可包括三种或更多种不同的修饰以形成ABCABC[ABC]n模式。这些三组分模式也可以是多重，如AABBCCAABBCC[AABBCC]n并且可被设计为与其他模式的组合如ABCABCAABBCCABCABCAABBCC，并且可以是更高阶模式。
位置、百分比和群体修饰的区或亚区不必反映来自每种修饰类型的相等贡献。它们可形成系列如“1-2-3-4”、“1-2-4-8”，其中每个整数表示特定修饰类型的单位数目。或者，它们可以是仅奇数‘1-3-3-1-3-1-5”或仅偶数“2-4-2-4-6-4-8”或奇数和偶数单位数目的混合物如“1-3-4-2-5-7-3-3-4”。
模式嵌合体可在其化学修饰程度(如以上所述的那些)或种类(例如，不同的修饰)方面不同。
本发明的具有至少一个区(所述至少一个区具有同一核苷类型(A、C、G、T或U)的两个或更多个核苷成员的两种或更多种不同的化学修饰)的嵌合多核苷酸(包括其部分或区)被称为“定位修饰的”嵌合体。定位修饰的嵌合体在本文还被称为“选择性放置”嵌合体或“选择性放置多核苷酸”。顾名思义，选择性放置是指凭借合成方法设计与本领域中的多核苷酸(其中对任何A、C、G、T或U的修饰是相同的)不同的多核苷酸可具有对多核苷酸或其区中的单个A、C、G、T或U的不同修饰。例如，在定位修饰的嵌合多核苷酸中，可存在对A、C、G、T或U的核苷类型中的任一种的两种或更多种不同的化学修饰。还可存在对同一核苷类型的任何两者或更多者的两种或更多种修饰的组合。例如，定位修饰的或选择性放置嵌合多核苷酸可包含对分子中的腺嘌呤群体的3种不同修饰并且还具有对构建体中的胞嘧啶群体的3种不同修饰——其全部可具有独特的、非随机的放置。
本发明的具有化学修饰百分比的嵌合多核苷酸(包括其部分或区)被称为“百分比嵌合体”。百分比嵌合体可具有包含至少1％、至少2％、至少5％、至少8％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％位置、模式或群体修饰。或者，百分比嵌合体可以是关于修饰位置、模式或群体完全修饰的。百分比嵌合体的修饰百分比可在天然存在的修饰与非天然存在的修饰之间分配。
本发明的具有化学修饰群体的嵌合多核苷酸(包括其部分或区)被称为“群体嵌合体”。群体嵌合体可包含其中核苷(其碱基、糖或主链键联或其组合)具有选定修饰群体的区或部分。此类修饰可选自功能性群体，如诱导、改变或调节表型结果的修饰。例如，功能性群体可以是增加细胞因子的水平的化学修饰群体或选择。其他功能性群体可单独地或共同地作用来降低一种或多种细胞因子的水平。在嵌合多核苷酸中使用这些相似功能修饰的选择将因此构成“功能性群体嵌合体”。如本文所用，“功能性群体嵌合体”可以是其独特功能特征由如上所述的修饰群体定义的功能性群体嵌合体，或所述术语可适用于嵌合多核苷酸本身的总体功能。例如，总体上，所述嵌合多核苷酸可相较于未修饰的或非嵌合多核苷酸以不同或优异方式起作用。
应注意到，具有全部或任何同一核苷类型的均一化学修饰或通过在全部或任何同一核苷类型中仅仅向下滴定相同起始修饰而产生的修饰群体或全部或任何同一核苷类型的测量百分比的化学修饰但具有随机并入，如其中所有尿苷被尿苷类似物(例如假尿苷)置换的多核苷酸被认为是嵌合的。同样，在整个多核苷酸中具有两种、三种或四种同一核苷类型的均一化学修饰(如所有尿苷和所有胞嘧啶等以相同方式修饰)的多核苷酸不认为是嵌合多核苷酸。不为嵌合的多核苷酸的一个实例是现有技术的典型假尿苷/5-甲基胞嘧啶修饰的多核苷酸。这些均一多核苷酸完全经由体外转录(IVT)酶合成达成；并且由于合成酶的限制，它们在多核苷酸中发现的同一核苷类型即腺苷(A)、胸苷(T)、鸟苷(G)、胞苷(C)或尿苷(U)中的每种的出现时仅包含一种修饰。此类多核苷酸可被表征为IVT多核苷酸。
本发明的嵌合多核苷酸可以是结构修饰的或化学修饰的。当本发明的嵌合多核苷酸被化学和/或结构修饰时，所述多核苷酸可被称为“修饰的嵌合多核苷酸”。
在本发明的一些实施方案中，所述嵌合多核苷酸可编码两种或更多种目标肽或多肽。此类目标肽或多肽包括抗体的重链和轻链、酶和它的底物、标记和它的结合分子、第二信使和它的酶或多聚体蛋白质或复合物的组分。
本发明的嵌合多核苷酸的区或部分可由接头或间隔基部分分开。此类接头或间隔基可以是基于核酸的或非核苷的。
在一个实施方案中，本发明的嵌合多核苷酸可包含本文所述的编码自裂解肽(如但不限于2A肽)的序列。所述嵌合多核苷酸中的2A肽的多核苷酸序列可通过本文所述的方法修饰或密码子优化和/或是本领域中已知的。
尽管如前所述，但本发明的嵌合多核苷酸可包含不为如本文定义的定位修饰的或嵌合的区或部分。
例如，嵌合多核苷酸的区或部分可以是在一个或多个A、T、C、G或U处均一修饰的，但根据本发明，所述多核苷酸将不是在整个区或部分中均一修饰的。
嵌合多核苷酸的区或部分的长度可以是15-1000个核苷并且多核苷酸可具有2-100个如本文所述的不同区或区模式。
在一个实施方案中，嵌合多核苷酸编码一种或多种目标多肽。在另一个实施方案中，嵌合多核苷酸是基本上非编码的。在另一个实施方案中，嵌合多核苷酸具有编码和非编码区和部分。
图2示出当基于图1的多核苷酸的支架时本发明的某些嵌合多核苷酸的设计。在所述图中示出嵌合多核苷酸的区或部分，其中模式化区表示定位修饰的那些区，并且开放区示出可或可未修饰但当修饰时均一修饰的区。本发明的嵌合多核苷酸可以是完全定位修饰的或部分定位修饰的。它们还可具有亚区，所述亚区可具有任何模式或设计。图2中示出嵌合亚区和半聚体亚区。
在一个实施方案中，本发明的编码肽的嵌合多核苷酸的区的最短长度可以是足以编码二肽、三肽、四肽、五肽、六肽、七肽、八肽、九肽或十肽的长度。在另一个实施方案中，所述长度可足以编码2-30个氨基酸，例如5-30、10-30、2-25、5-25、10-25或10-20个氨基酸的肽。所述长度可足以编码至少11、12、13、14、15、17、20、25或30个氨基酸的肽，或不超过40个氨基酸，例如不超过35、30、25、20、17、15、14、13、12、11或10个氨基酸的肽。多核苷酸序列可编码的二肽的实例包括但不限于肌肽和鹅肌肽。
在一个实施方案中，本发明的编码目标肽或多肽的嵌合多核苷酸的区的长度大于约30个核苷酸(例如，至少或大于约35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400、1,500、1,600、1,700、1,800、1,900、2,000、2,500、和3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000或多达且包括100,000个核苷酸)。如本文所用，这种区可被称为“编码区”或“编码……的区”。
在一些实施方案中，嵌合多核苷酸包括约30至约100,000个核苷酸(例如，30至50、30至100、30至250、30至500、30至1,000、30至1,500、30至3,000、30至5,000、30至7,000、30至10,000、30至25,000、30至50,000、30至70,000、100至250、100至500、100至1,000、100至1,500、100至3,000、100至5,000、100至7,000、100至10,000、100至25,000、100至50,000、100至70,000、100至100,000、500至1,000、500至1,500、500至2,000、500至3,000、500至5,000、500至7,000、500至10,000、500至25,000、500至50,000、500至70,000、500至100,000、1,000至1,500、1,000至2,000、1,000至3,000、1,000至5,000、1,000至7,000、1,000至10,000、1,000至25,000、1,000至50,000、1,000至70,000、1,000至100,000、1,500至3,000、1,500至5,000、1,500至7,000、1,500至10,000、1,500至25,000、1,500至50,000、1,500至70,000、1,500至100,000、2,000至3,000、2,000至5,000、2,000至7,000、2,000至10,000、2,000至25,000、2,000至50,000、2,000至70,000、以及2,000至100,000)。
根据本发明，嵌合多核苷酸的区或亚区的长度也可独立地在15-1,000个核苷酸的范围内(例如，大于30、40、45、50、55、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、550、600、650、700、750、800、850、900和950个核苷酸，或至少30、40、45、50、55、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950和1,000个核苷酸)。
根据本发明，嵌合多核苷酸的区或亚区的长度可在不存在至500个核苷酸的范围内(例如，至少60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、250、300、350、400、450或500个核苷酸)。在所述区是聚A尾的情况下，所述长度可以聚A结合蛋白结合的单位或作为聚A结合蛋白结合的函数来确定。在这个实施方案中，聚A尾足够长以结合聚A结合蛋白的至少4个单体。聚A结合蛋白单体结合大约38个核苷酸的段。如此，已观察到约80个核苷酸至约160个核苷酸(SEQ ID NO:2278)的聚A尾是功能性的。充当mRNA的本发明的嵌合多核苷酸不必包含聚A尾。
根据本发明，充当mRNA的嵌合多核苷酸可具有加帽区。所述加帽区可包含单个帽或形成帽的一系列核苷酸。在这个实施方案中，加帽区的长度可以是1至10，例如2-9、3-8、4-7、1-5、5-10或至少2或10或更少个核苷酸。在一些实施方案中，帽不存在。
本发明涵盖为环形或环状的嵌合多核苷酸。顾名思义，环形多核苷酸本质上是环形的，从而意味着末端以某种方式连接，无论是通过连接、共价键、与相同蛋白质或其他分子或复合物共同缔合或通过杂交。如例如在2013年9月3日提交的美国临时申请号61/873,010(代理人案号M51)中教导的任何环形多核苷酸可根据本发明制成为嵌合的，所述临时申请的内容以引用的方式整体并入本文。
嵌合多核苷酸、包含嵌合多核苷酸的制剂和组合物以及制备、使用和施用嵌合多核苷酸的方法还在2013年9月3日提交的标题为嵌合多核苷酸的共同拥有的美国临时申请号61/873,034和2013年9月13日提交的标题为嵌合多核苷酸的美国临时申请号61/877,582(代理人案号M57)中进行了描述，所述临时申请各自以引用的方式整体并入。
环形多核苷酸构造
本发明涵盖为环形或环状的多核苷酸。顾名思义，环形多核苷酸本质上是环形的，从而意味着末端以某种方式连接，无论是通过连接、共价键、与相同蛋白质或其他分子或复合物共同缔合或通过杂交。如例如在2013年9月3日提交的美国临时申请号61/873,010(代理人案号M51.60)中教导的任何环形多核苷酸，所述临时申请的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的环形多核苷酸可根据在图6-12中示出的环形RNA构建体支架来设计。此类多核苷酸是环形多核苷酸或环形构建体。
本发明的编码至少一种目标肽或多肽的环形多核苷酸或circP被称为环形RNA或circRNA。本发明的NAV的抗原可由一种或多种环形RNA或circRNA编码。
如本文所用，“环形RNA”或“circRNA”意指能够编码至少一种目标肽或多肽的环形多核苷酸。本发明的包含至少一个感应序列且不编码目标肽或多肽的circP被称为环形海绵状物或circSP。如本文所用，“环形海绵状物”、“环形多核苷酸海绵状物或“circSP”意指包含至少一个感应序列且不编码目标多肽的环形多核苷酸。此类非编码多核苷酸可适用于本发明的NAV中，因为非编码核酸可充当抗原组合物。
如本文所用，“感应序列”意指内源性核酸结合分子的受体或拟受体。感应序列的非限制性实例包括微小RNA结合位点、微小RNA种子序列、无种子序列的微小RNA结合位点、转录因子结合位点以及工程化为充当拟受体及其部分和片段的人工结合位点。
本发明的包含至少一个感应序列且编码至少一种目标肽或多肽的circP被称为环形RNA海绵状物或circRNA-SP。如本文所用，“环形RNA海绵状物”或“circRNA-SP”意指包含至少一个感应序列和至少一个编码至少一种目标肽或多肽的区的环形多核苷酸。
图6A示出本发明的环形多核苷酸的代表性环形构建体200。如本文所用，术语“环形构建体”是指可基本上类似于RNA分子起作用且具有RNA分子的特性的环形多核苷酸转录物。在一个实施方案中，环形构建体充当mRNA。如果环形构建体编码一种或多种目标肽或多肽(例如，circRNA或circRNA-SP)，则多核苷酸转录物保留足够结构和/或化学特征以允许翻译在其中编码的目标多肽。环形构建体可以是本发明的多核苷酸。当结构或化学修饰时，所述构建体可被称为修饰的circP、修饰的circSP、修饰的circRNA或修饰的circRNA-SP。
参见图6A，环形构建体200在此包含连接的核苷酸的第一区202，所述第一区由第一侧翼区204和第二侧翼区206侧接。如本文所用，“第一区”可被称为“编码区”“非编码区”或“编码……的区”或简单地“第一区”。在一个实施方案中，此第一区可包含核苷酸，如但不限于编码至少一种目标肽或多肽的核苷酸和/或编码感应区的核苷酸。目标肽或多肽可在其5’末端包含由信号肽序列区203编码的一个或多个信号肽序列。第一侧翼区204可包含连接的核苷的区或其部分，其可与mRNA和/或DNA序列中的非翻译区(UTR)类似地作用。所述第一侧翼区还可包含极性区208。极性区208可包括IRES序列或其部分。作为非限制性实例，当线性化时，这个区可分开以使第一部分在第一区202的5’末端上且第二部分在第一区202的3’末端上。第二侧翼区206可包含加尾序列区210并且可包含连接的核苷的区或其部分212，所述区或其部分可与mRNA和/或DNA中的UTR类似地作用。
第一操作区205使第一区202的5′末端与第一侧翼区104桥接。在一个实施方案中，这个操作区可包含起始密码子。所述操作区或者可包含含有起始密码子的任何翻译起始序列或信号。
第二操作区207使第一区202的3′末端与第二侧翼区106桥接。传统上这个操作区包含终止密码子。操作区或者可包含含有终止密码子的任何翻译起始序列或信号。根据本发明，还可使用多个连续终止密码子。在一个实施方案中，本发明的操作区可包含两个终止密码子。第一终止密码子可以是“TGA”或“UGA”并且第二终止密码子可选自由“TAA”、“TGA”、“TAG”、“UAA”、“UGA”或“UAG”组成的组。
转向图6B，至少一个非核酸部分201可用于制备环形构建体200，其中非核酸部分201用于使第一侧翼区204靠近第二侧翼区206。可用于本发明中的非核酸部分的非限制性实例在本文描述。环形构建体200可包含多于一个非核酸部分，其中另外的非核酸部分可与第一非核酸部分异源或同源。
转向图7A，连接的核苷的第一区202可包含间隔区214。这个间隔区214可用于分离连接的核苷的第一区202，以使得环形构建体可包括多于一个开放阅读框、非编码区或开放阅读框和非编码区。
转向图7B，第二侧翼区206可包含在3’UTR 212中的一个或多个感应区216。如本文所论述的这些感应序列作为环形构建体的局部微环境的配体的拟受体(或结合位点)操作。例如，微小RNA结合位点或miRNA种子可用作感应器，以使得它们充当存在于环形多核苷酸的环境中的任何微小RNA的拟受体。如在图9中示出，一个或多个感应区216可通过间隔区214分开。
如在图8A中示出，包括一个或多个感应区216的环形构建体200还可包括在连接的核苷的第一区202中的间隔区214。如以上针对图7所论述，这个间隔区214可用于分离连接的核苷的第一区202，以使得环形构建体可包括多于一个开放阅读框和/或多于一个非编码区。
转向图8B，环形构建体200可以是称为circSP的包含至少一个非编码区如但不限于感应区216的非编码构建体。感应区216中的每个可包括但不限于miR序列、miR种子、miR结合位点和/或无种子的miR序列。
转向图9，至少一个非核酸部分201可用于制备为非编码构建体的环形构建体200。为非编码构建体的环形构建体200可包含多于一个非核酸部分，其中另外的非核酸部分可与第一非核酸部分异源或同源。
环形多核苷酸、包含环形多核苷酸的制剂和组合物以及制备、使用和施用环形多核苷酸的方法还在2013年9月3日提交的标题为环形多核苷酸的共同拥有的美国临时申请号61/873,010和2013年9月13日提交的标题为环形多核苷酸的美国临时申请号61/877,527中进行了描述，所述临时申请各自以引用的方式整体并入。
多核苷酸的多聚体
根据本发明，多种不同的嵌合多核苷酸和/或IVT多核苷酸可使用在3′末端修饰的核苷酸通过3′端连接在一起。化学缀合可用于控制递送至细胞中的化学计量学。例如，可将乙醛酸循环酶，即异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶以1:1比例供应至细胞中以改变细胞脂肪酸代谢。这一比例可通过使用一种多核苷酸物种上的3′-叠氮基封端的核苷酸和相对的多核苷酸物种上的含有C5-乙炔基或炔基的核苷酸化学连接嵌合多核苷酸和/或IVT多核苷酸进行控制。根据制造商的方案使用末端转移酶(New England Biolabs,Ipswich,MA)在转录后添加修饰的核苷酸。在添加3′-修饰的核苷酸之后，两种多核苷酸物种可在存在或不存在铜的情况下组合在水溶液中，以便经由如文献中所描述的点击化学机制形成新的共价键联。
在另一个实例中，可使用官能化的接头分子将多于两个嵌合多核苷酸和/或IVT多核苷酸连接在一起。例如，官能化的糖分子可被化学修饰成包含多个化学反应性基团(SH-、NH2-、N3等…)以便与3′-官能化的mRNA分子上的同源部分(即3′-马来酰亚胺酯、3′-NHS-酯、炔基)反应。所修饰的糖上的反应性基团的数目可以化学计量方式进行控制，以便直接控制缀合的嵌合多核苷酸和/或IVT多核苷酸的化学计量比例。
在一个实施方案中，嵌合多核苷酸和/或IVT多核苷酸可以一种模式连接在一起。所述模式可以是简单交替模式如CD[CD]x，其中每个“C”和每个“D”表示嵌合多核苷酸、IVT多核苷酸、不同的嵌合多核苷酸或不同的IVT多核苷酸。所述模式可重复x次，其中x＝1-300。应了解本发明的NAV的抗原可由此类连接的多核苷酸编码，如本文所描述。模式还可以是交替多重，如CCDD[CCDD]x(交替双重)或CCCDDD[CCCDDD]x(交替三重)模式。所述交替双重或交替三重可重复x次，其中x＝1-300。
多核苷酸的缀合物和组合
为了进一步增强蛋白质产生，本发明的多核苷酸可被设计成与以下各项缀合：其他多核苷酸、染料、嵌入剂(intercalating agent)(例如吖啶)、交联剂(例如补骨脂素(psoralene)、丝裂霉素C)、卟啉类(TPPC4、德克萨卟啉(texaphyrin)、噻啉(Sapphyrin))、多环芳香烃(例如吩嗪、二氢吩嗪)、人工内切核酸酶(例如EDTA)、烷化剂、磷酸酯、氨基、巯基、PEG(例如PEG-40K)、MPEG、[MPEG]2、聚氨基、烷基、取代的烷基、放射性标记的标志物、酶、半抗原(例如生物素)、转运/吸收促进剂(例如阿司匹林、维生素E、叶酸)、合成核糖核酸酶、蛋白质(例如糖蛋白)或肽(例如具有针对共配体的特异性亲和力的分子)或抗体(例如结合指定细胞类型如癌细胞、内皮细胞或骨细胞的抗体)、激素和激素受体，非肽物种如脂质、凝集素、碳水化合物、维生素、辅因子或药物。
在一个优选实施方案中，本发明的编码抗原的多核苷酸被缀合至一种或多种树突细胞标志物。
缀合可产生增加的稳定性和/或半衰期并且可特别适用于使多核苷酸靶向细胞、组织或生物体中的特定位点。
根据本发明，多核苷酸可与以下中的一种或多种一起施用、缀合至以下中的一种或多种或进一步编码以下中的一种或多个：RNAi剂、siRNA、shRNA、miRNA、miRNA结合位点、反义RNA、核酶、催化性DNA、tRNA、诱导三螺旋形成的RNA、适体或载体等。
双功能多核苷酸
在本发明的一个实施方案中，NAV可包含双功能多核苷酸(例如，双功能IVT多核苷酸、双功能嵌合多核苷酸或双功能环形多核苷酸)。顾名思义，双功能多核苷酸是具有或能够有至少两种功能的那些多核苷酸。这些分子还可根据惯例被称为多功能的。应了解本发明的NAV多核苷酸可缀合至其他分子或药剂，如上文所述。
双功能多核苷酸的多重功能性可由NAV编码(所述功能可能直到编码的产物被翻译才显现)或可以是多核苷酸本身的特性。它可以是结构的或化学的。双功能修饰的多核苷酸可包含与多核苷酸共价或静电缔合的功能。此外，两种功能可在嵌合多核苷酸与另一种分子的复合物的背景下提供。
非编码多核苷酸
如本文所描述，提供具有为部分可翻译或大体上不可翻译的序列，例如具有非编码区的多核苷酸。作为一个非限制性实例，非编码区可以是IVT多核苷酸或环形多核苷酸的第一区。或者，非编码区可以是不同于所述第一区的区。作为另一个非限制性实例，非编码区可以是嵌合多核苷酸的A、B和/或C区。
此类分子通常不被翻译，但能够通过结合和螯合一种或多种翻译机器组分(如核糖体蛋白或转移RNA(tRNA))中的一种或多种对免疫应答或蛋白质产生发挥作用，从而有效地减少细胞中的蛋白质表达或调节细胞中的一种或多种途径或级联，这进而改变蛋白质水平。多核苷酸可包含或编码一种或多种长的非编码RNA(lncRNA或lincRNA)或其部分、小核仁RNA(sno-RNA)、微小RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)或Piwi-相互作用RNA(piRNA)。被设计为靶向这种lncRNA的此类lncRNA分子和RNAi构建体(其任一者可在多核苷酸中编码)的实例在国际公布WO2012/018881 A2中教导，其内容以引用的方式整体并入本文。
根据本发明，多核苷酸可被设计成编码一种或多种目标多肽或其片段。这种目标多肽可包括但不限于全多肽、多种多肽或多肽的片段，其独立地可由多核苷酸的一个或多个区或部分或整个多核苷酸编码。如本文所用，术语“目标多肽”是指被选择来在本发明的多核苷酸内编码或功能受本发明的多核苷酸影响的任何多肽。本发明的任何肽或多肽都可以是抗原性的。
如本文所用，“多肽”意指最经常通过肽键连接在一起的氨基酸残基(天然或不天然的)的聚合物。如本文所用，所述术语是指具有任何大小、结构或功能的蛋白质、多肽和肽。在一个实施方案中，目标多肽是由如本文所述的多核苷酸编码的抗原。
在一些情况下，编码的多肽小于约50个氨基酸并且所述多肽然后被称为肽。如果多肽是肽，那么它将是至少约2、3、4或至少5个氨基酸残基长。因此，多肽包括基因产物、天然存在的多肽、合成多肽、同源物、直向同源物、横向同源物、前述的片段和其他等效物、变体和类似物。多肽可以是单个分子或可以是多分子复合物如二聚物、三聚物或四聚物。它们还可包含单链或多链多肽如抗体或胰岛素并且可以是缔合的或连接的。最常见地，在多链多肽中发现二硫键。术语多肽还可应用于氨基酸聚合物，其中一个或多个氨基酸残基是对应的天然存在氨基酸的人工化学类似物。
术语“多肽变体”是指在其氨基酸序列方面与天然或参考序列不同的分子。与天然或参考序列相比，氨基酸序列变体可具有在氨基酸序列内的某些位置处的取代、缺失和/或插入。通常，变体将与天然或参考序列具有至少约50％同一性(同源性)，并且优选地它们将与天然或参考序列至少约80％、更优选至少约90％相同(同源)。
在一些实施方案中，提供“变体模拟物”。如本文所用，术语“变体模拟物”是包含将模拟所激活的序列的一个或多个氨基酸的一种变体模拟物。例如，谷氨酸可用作磷-苏氨酸和/或磷-丝氨酸的模拟物。或者，变体模拟物可引起去活或含有模拟物的灭活产物，例如，苯丙氨酸可充当酪氨酸的灭活取代；或丙氨酸可充当丝氨酸的灭活取代。
“同源性”在其应用于氨基酸序列时被定义为在比对序列并在必要时引入空位以实现最大百分比同源性之后，候选氨基酸序列中与第二序列的氨基酸序列中的残基相同的残基百分比。用于比对的方法和计算机程序是本领域熟知的。应理解同源性取决于百分比同一性的计算，但由于引入计算中的空位和罚分可能得到不同的值。
“同源物”在其应用于多肽序列时意指与第二物种的第二序列具有实质同一性的其他物种的对应序列。
“类似物”意欲包括因一个或多个氨基酸改变(例如，氨基酸残基的取代、添加或缺失)而不同但仍维持亲本或起始多肽的一种或多种特性的多肽变体。
本发明考虑为基于多肽的几种类型的组合物，包括变体和衍生物。这些包括取代、插入、缺失和共价变体和衍生物。术语“衍生物”与术语“变体”同义地使用，但通常是指已经相对于参考分子或起始分子以任何方式修饰和/或改变的分子。
如此，编码相对于参考序列，具体地说本文所公开的多肽序列含有取代、插入和/或添加、缺失和共价修饰的肽或多肽的多核苷酸包括在本发明的范围内。例如，序列标签或氨基酸(如一个或多个赖氨酸)可添加至本发明的肽序列(例如，在N末端或C末端处)。序列标签可用于肽纯化或定位。赖氨酸可用于增加肽溶解度或允许生物素化。或者，位于肽或蛋白质的氨基酸序列的羧基和氨基末端区处的氨基酸残基可任选地被缺失，从而提供截短序列。某些氨基酸(例如，C末端或N末端残基)可替代地被缺失，这取决于序列的使用，例如作为可溶或连接至固相支持物的较大序列的一部分的序列的表达。
当提及多肽时“取代变体”是天然或起始序列中的至少一个氨基酸残基被去除并且在其同一位置处的位置中插入不同的氨基酸的多肽。取代可以是单一的，其中分子中的仅一个氨基酸已被取代；或取代可以是多重的，其中同一分子中的两个或更多个氨基酸已被取代。
如本文所用，术语“保守氨基酸取代”是指通常存在于序列中的氨基酸被具有类似大小、电荷或极性的不同氨基酸取代。保守取代的实例包括非极性(疏水性)残基如异亮氨酸、缬氨酸和亮氨酸取代另一种非极性残基。同样，保守取代的实例包括一种极性(亲水性)残基取代另一种，如精氨酸与赖氨酸之间、谷氨酰胺与天冬酰胺之间和甘氨酸与丝氨酸之间。另外，碱性残基如赖氨酸、精氨酸或组氨酸取代另一种碱性残基、或一种酸性残基如天冬氨酸或谷氨酸取代另一种酸性残基是保守取代的另外实例。非保守取代的实例包括非极性(疏水性)氨基酸残基如异亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、蛋氨酸取代极性(亲水性)残基如半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸或赖氨酸，和/或极性残基取代非极性残基。
当提及多肽时“插入变体”是具有紧邻天然或起始序列中的特定位置处的氨基酸插入的一个或多个氨基酸的那些变体。“紧邻”氨基酸意指连接至所述氨基酸的α-羧基或α-氨基官能团。
当提及多肽时“缺失变体”是天然或起始氨基酸序列中的一个或多个氨基酸被去除的那些变体。通常，缺失变体将使一个或多个氨基酸在分子的特定区中缺失。
当提及多肽时“共价衍生物”包括用有机蛋白质或非蛋白质衍生化试剂修饰天然或起始蛋白质，和/或翻译后修饰。传统上通过使蛋白质的靶标氨基酸残基与能够与选定侧链或末端残基反应的有机衍生化试剂反应，或通过利用在选定重组宿主细胞中起作用的翻译后修饰的机制来引入共价修饰。所得共价衍生物适用于旨在鉴别对于生物活性、对于免疫测定或对于制备用于重组糖蛋白的免疫亲和纯化的抗蛋白质抗体来说重要的残基的程序中。这类修饰在本领域普通技术的范围内并且在无过度实验的情况下进行。
某些翻译后修饰是重组宿主细胞对所表达多肽的作用的结果。谷氨酰胺酰基和天冬酰胺酰基残基经常在翻译后脱去酰氨基成对应的谷氨酰基和天冬氨酰基残基。或者，这些残基在温和酸性条件下脱去酰氨基。这些残基的任一形式可存在于根据本发明产生的多肽中。
其他翻译后修饰包括脯氨酸和赖氨酸的羟基化，丝氨酰基或苏氨酰基残基的羟基的磷酸化，赖氨酸、精氨酸和组氨酸侧链的α-氨基的甲基化(T.E.Creighton,Proteins:Structure and Molecular Properties,W.H.Freeman&Co.,San Francisco,第79-86页(1983))。
当提及多肽时“特征”被定义为分子的基于氨基酸序列的不同组分。由本发明的多核苷酸编码的多肽的特征包括表面表观、局部构象形状、折叠、环、半环、结构域、半结构域、位点、末端或其任何组合。
如本文所用当提及多肽时，术语“表面表观”是指蛋白质的出现在最外表面上的基于多肽的组分。
如本文所用，当提及多肽时术语“局部构象形状”是指蛋白质的位于其可限定空间内的基于多肽的结构表观。
如本文所用当提及多肽时，术语“折叠”是指在能量最低化时氨基酸序列的所得构象。折叠可在折叠过程的二级或三级水平下发生。二级水平折叠的实例包括β折叠和α螺旋。三级折叠的实例包括由于高能力的聚集或分离形成的结构域和区。以这种方式形成的区包括疏水袋和亲水袋等。
如本文所用，术语“转角”在其涉及蛋白质构象时意指使肽或多肽的主链方向改变的弯曲并且可涉及一个、两个、三个或更多个氨基酸残基。
如本文所用，当提及多肽时，术语“环”是指可用于使肽或多肽的主链方向反向的多肽的结构特征。当环在多肽中存在并且仅改变主链的方向时，它可包含四个或更多个氨基酸残基。Oliva等人已经鉴别了至少5类蛋白质环(J.Mol Biol 266(4):814-830；1997)。环可以是开放的或闭合的。闭合的环或“环状”环可在桥接部分之间包含2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个氨基酸。这类桥接部分可包含在具有二硫桥的多肽中典型的半胱氨酸-半胱氨酸桥(Cys-Cys)，或可替代地桥接部分可以是基于非蛋白质的，如本文所使用的dibromozylyl试剂。
如本文所用，当提及多肽时术语“半环”是指所鉴别的环的一部分，所述部分具有其所衍生自的环的至少一半数目的氨基酸残基。应理解，环可能不总是包含偶数数目的氨基酸残基。因此，在环包含或被鉴别为包含奇数数目的氨基酸的那些情况下，奇数数目的环的半环将包含所述环的整数部分或下一个整数部分(所述环的氨基酸的数目/2+/-0.5个氨基酸)。例如，被鉴别为7个氨基酸环的环可产生3个氨基酸或4个氨基酸的半环(7/2＝3.5+/-0.5为3或4)。
如本文所用，当提及多肽时术语“结构域”是指具有一种或多种可鉴别的结构或功能特征或特性(例如，结合能力，用作蛋白质-蛋白质相互作用的位点)的多肽的基序。
如本文所用，当提及多肽时术语“半结构域”意指鉴别的结构域的一部分，所述部分具有其所衍生自的结构域的至少一半数目的氨基酸残基。应理解结构域可能不总是包含偶数数目的氨基酸残基。因此，在结构域包含或被鉴别为包含奇数数目的氨基酸的那些情况下，奇数数目的结构域的半结构域将包含所述结构域的整数部分或下一个整数部分(所述结构域的氨基酸的数目/2+/-0.5个氨基酸)。例如，被鉴别为7个氨基酸结构域的结构域可产生3个氨基酸或4个氨基酸的半结构域(7/2＝3.5+/-0.5为3或4)。还应理解，可在结构域或半结构域内鉴别亚结构域，这些亚结构域拥有少于其所衍生自的结构域或半结构域中鉴别出的所有结构或功能特性。还应理解，包含本文的任何结构域类型的氨基酸不必是沿多肽的主链连续的(即，不相邻的氨基酸可在结构上折叠以产生结构域、半结构域或亚结构域)。
如本文所用，当提及多肽时术语“位点”在其涉及基于氨基酸的实施方案时与“氨基酸残基”和“氨基酸侧链”同义地使用。位点表示肽或多肽内的可在本发明的基于多肽的分子内修饰、操纵、改变、衍生化或变化的位置。
如本文所用，术语“末端(termini)”或“末端(terminus)”当提及多肽时是指肽或多肽的末尾。这种末尾不仅仅限于肽或多肽的第一或最后位点，而且可包括末端区中的另外氨基酸。本发明的基于多肽的分子可被表征为具有N末端(由具有自由氨基(NH2)的氨基酸封端)和C末端(由具有自由羧基(COOH)的氨基酸封端)两者。本发明的蛋白质在一些情况下由通过二硫键或通过非共价力(多聚体、低聚物)集合在一起的多个多肽链组成。这些种类的蛋白质将具有多个N末端和C末端。或者，多肽的末端可进行修饰以使得它们根据情况以基于非多肽的部分(如有机缀合物)开始或结束。
一旦任何特征已被鉴别或定义为待由本发明的多核苷酸编码的多肽的所需组分，就可通过移动、交换、反转、缺失、随机化或复制来进行这些特征的若干操纵和/或修饰中的任何一种。此外，应理解特征的操纵可产生与对本发明分子的修饰相同的结果。例如，涉及使结构域缺失的操纵将产生正如修饰核酸以编码小于全长分子将产生的那样的分子长度的改变。
修饰和操纵可通过本领域已知的方法来实现，所述方法如但不限于在化学合成期间定点诱变或先验并入。然后可使用体外或体内测定(如本文所描述的那些)或本领域中已知的任何其他合适的筛选测定来测试所得到的修饰分子的活性。
根据本发明，多肽可包含通过多轮实验发现的共有序列。如本文所用，“共有”序列是表示允许一个或多个位点处的变异性的序列集合群体的单个序列。
如本领域技术人员所认识到，蛋白质片段、功能性蛋白质结构域和同源蛋白质也被认为在本发明的目标多肽的范围内。例如，本文提供长度为10、20、30、40、50、60、70、80、90、100或大于100个氨基酸的参考蛋白质的任何蛋白质片段(意指比参考多肽序列短至少一个氨基酸残基但在其他方面相同的多肽序列)。在另一个实例中，可根据本发明使用包含与本文所描述的任何序列为约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％或约100％相同的具有约20、约30、约40、约50或约100个氨基酸的段的任何蛋白质。在某些实施方案中，待根据本发明使用的多肽包含2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个突变，如本文所提供或提及的任何序列中所示。
在一个实施方案中，至少一种目标多肽可以是抗原或其片段或核糖核酸疫苗的任何组分。
参考分子(多肽或多核苷酸)可与所设计的分子(多肽或多核苷酸)共有一定同一性。如本领域中已知的术语“同一性”是指如通过比较序列所确定，两个或更多个肽、多肽或多核苷酸的序列之间的关系。在本领域中，同一性还意指如通过具有两个或更多个氨基酸残基或核苷的串之间的匹配数目确定的它们之间的序列相关性程度。同一性量度通过特定数学模型或计算机程序(即“算法”)解决的具有空位比对(如果存在)的两个或更多个序列之间较小者的相同匹配的百分比。相关肽的同一性可通过已知方法容易地计算。此类方法包括但不限于以下中描述的那些：Computational Molecular Biology,Lesk,A.M.编辑,Oxford University Press,New York,1988；Biocomputing:Informatics and GenomeProjects,Smith,D.W.编辑,Academic Press,New York,1993；Computer Analysis ofSequence Data,第1部分,Griffin,A.M.和Griffin,H.G.编辑,Humana Press,New Jersey,1994；Sequence Analysis in Molecular Biology,von Heinje,G.,Academic Press,1987；Sequence Analysis Primer,Gribskov,M.和Devereux,J.编辑,M.Stockton Press,New York,1991；和Carillo等人,SIAM J.Applied Math.48,1073(1988)。
在一些实施方案中，编码的多肽变体可具有与参考多肽相同或类似的活性。或者，变体可相对于参考多肽具有改变的活性(例如，增加的或减少的)。通常，本发明的特定多核苷酸或多肽的变体将与所述特定参考多核苷酸或多肽具有至少约40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％但小于100％的序列同一性，如通过本文所描述的和本领域技术人员已知的序列比对程序和参数确定的。用于比对的这类工具包括BLAST套件的那些(Stephen F.Altschul,Thomas L.Madden,Alejandro A.Jinghui Zhang,Zheng Zhang,Webb Miller,和David J.Lipman(1997),"Gapped BLAST and PSI-BLAST:a new generation of proteindatabase search programs",Nucleic Acids Res.25:3389-3402.)。其他工具在本文、具体地在“同一性”的定义中进行描述。
BLAST算法中的默认参数包括例如，预期阈值10、字长28、匹配/错配得分1、-2，空位损失线性。可应用任何滤波器以及选择物种特异性重复序列，例如智人。
细胞穿透多肽
本文公开的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)还可编码一种或多种细胞穿透多肽。如本文所用，“细胞穿透多肽”或CPP是指可有助于分子的细胞摄取的多肽。本发明的细胞穿透多肽可包含一种或多种可检测标记。所述多肽可被部分地标记或全部完全地标记。所述多核苷酸可完全、部分编码或完全不编码可检测标记。细胞穿透肽还可包括信号序列。如本文所用，“信号序列”是指在蛋白质翻译过程中结合在新生蛋白质的氨基末端处的氨基酸残基的序列。信号序列可用于信号传导细胞穿透肽的分泌。
在一个实施方案中，所述多核苷酸还可编码融合蛋白。融合蛋白可通过将带电荷的蛋白质可操作地连接至治疗性蛋白质来形成。如本文所用，“可操作地连接”是指当引入至细胞中时治疗性蛋白质和带电荷的蛋白质以允许表达复合物的这样一种方式连接。如本文所用，“带电荷的蛋白质”是指携带正、负或总体中性的电荷的蛋白质。优选地，在融合蛋白的形成中治疗性蛋白质可共价地连接至带电荷的蛋白质。表面电荷与总或表面氨基酸的比可以是大约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9。
由多核苷酸编码的细胞穿透多肽可在被翻译之后形成复合物。所述复合物可包含连接(例如共价连接)至细胞穿透多肽的带电荷的蛋白质。“治疗性蛋白质”是指当施用至细胞时具有治疗、诊断和/或预防性作用和/或引出所需的生物和/或药理学作用的蛋白质。
在一个实施方案中，细胞穿透多肽可包含第一结构域和第二结构域。第一结构域可包含超电荷的多肽。第二结构域可包含蛋白结合配偶体。如本文所用，“蛋白质结合配偶体”包括但不限于抗体及其功能性片段、支架蛋白或肽。细胞穿透多肽可进一步包含用于蛋白结合配偶体的细胞内结合配偶体。细胞穿透多肽可能能够从其中可引入多核苷酸的细胞分泌。细胞穿透多肽还可能够穿透第一细胞。
在另一实施方案中，细胞穿透多肽能够穿透第二细胞。第二细胞可来自与第一细胞相同的区域，或它可来自不同的区域。所述区域可包括但不限于组织和器官。第二细胞还可位于第一细胞的近端或远端。
在一个实施方案中，所述多核苷酸可编码可包含蛋白质结合配偶体的细胞穿透多肽。蛋白质结合配偶体可包括但不限于抗体、超电荷的抗体或功能性片段。所述多核苷酸可引入至被引入了包含蛋白质结合配偶体的细胞穿透多肽的细胞中。
抗微生物多肽和抗病毒多肽
本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可被设计成编码多核苷酸或与多核苷酸共施用，所述多核苷酸编码一种或多种抗微生物肽(AMP)或抗病毒肽(AVP)。已经从广泛范围的动物例如但不限于微生物、无脊椎动物、植物、两栖动物、鸟、鱼以及哺乳动物分离并且描述了AMP和AVP(Wang等人,Nucleic Acids Res.2009；37(数据库问题):D933-7)。例如，抗微生物多肽描述于以下各项中：抗微生物肽数据库(http://aps.unmc.edu/AP/main.php；Wang等人,Nucleic Acids Res.2009；37(数据库问题):D933-7)、CAMP：Collection of Anti-Microbial Peptides(http://www.bicnirrh.res.in/antimicrobial/)；Thomas等人,Nucleic Acids Res.2010；38(数据库问题):D774-80)、US 5221732、US 5447914、US 5519115、US 5607914、US 5714577、US5734015、US 5798336、US 5821224、US 5849490、US 5856127、US 5905187、US 5994308、US5998374、US 6107460、US 6191254、US 6211148、US 6300489、US 6329504、US 6399370、US6476189、US 6478825、US 6492328、US 6514701、US 6573361、US 6573361、US 6576755、US6605698、US 6624140、US 6638531、US 6642203、US 6653280、US 6696238、US 6727066、US6730659、US 6743598、US 6743769、US 6747007、US 6790833、US 6794490、US 6818407、US6835536、US 6835713、US 6838435、US 6872705、US 6875907、US 6884776、US 6887847、US6906035、US 6911524、US 6936432、US 7001924、US 7071293、US 7078380、US 7091185、US7094759、US 7166769、US 7244710、US 7314858以及US 7582301，所述文献的内容以引用的方式整体并入本文。
本文所描述的抗微生物多肽可通过一种或多种包膜病毒(例如HIV，HCV)来阻断细胞融合和/或病毒进入。例如，抗微生物多肽可包含合成肽或由其组成，所述合成肽对应于病毒包膜蛋白(例如HIV-1gp120或gp41)的跨膜亚基的一个区，例如为至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60个氨基酸的连续序列。HIV-1gp120或gp41的氨基酸和核苷酸序列描述于例如Kuiken等人,(2008).“HIV Sequence Compendium,”Los Alamos NationalLaboratory中。
在一些实施方案中，抗微生物多肽可与对应病毒蛋白质序列具有至少约75％、80％、85％、90％、95％、100％的序列同源性。在一些实施方案中，抗微生物多肽可与对应病毒蛋白质序列具有至少约75％、80％、85％、90％、95％或100％的序列同源性。
在其他实施方案中，抗微生物多肽可包含合成肽或由其组成，所述合成肽对应于衣壳结合蛋白的结合结构域的一个区，例如为至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60个氨基酸的连续序列。在一些实施方案中，抗微生物多肽可与衣壳结合蛋白的对应序列具有至少约75％、80％、85％、90％、95％或100％的序列同源性。
本文所描述的抗微生物多肽可阻断蛋白酶二聚作用并且抑制病毒前蛋白(例如，HIV Gag-pol加工)裂解成功能性蛋白质，从而防止一种或多种包膜病毒(例如，HIV，HCV)的释放。在一些实施方案中，抗微生物多肽可与对应病毒蛋白质序列具有至少约75％、80％、85％、90％、95％、100％的序列同源性。
在其他实施方案中，抗微生物多肽可包含合成肽或由其组成，所述合成肽对应于蛋白酶结合蛋白的结合结构域的一个区，例如为至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60个氨基酸的连续序列。在一些实施方案中，抗微生物多肽可与蛋白酶结合蛋白的对应序列具有至少约75％、80％、85％、90％、95％或100％的序列同源性。
本文所描述的抗微生物多肽可包括针对病毒病原体的体外进化的多肽。
抗微生物多肽
抗微生物多肽(AMP)是具有可变长度、序列和结构的小肽，所述小肽具有针对包括但不限于细菌、病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒和肿瘤/癌细胞的广泛范围微生物的广谱活性。(参见，例如Zaiou,J Mol Med,2007；85:317；以引用的方式整体并入本文)。已显示AMP具有广谱的快速起效的杀伤活性，连同潜在低水平的诱导抗性和伴随的广泛抗炎作用。
在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如，抗细菌多肽)可少于10kDa，例如少于8kDa、6kDa、4kDa、2kDa或1kDa。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)由约6至约100个氨基酸，例如约6至约75个氨基酸、约6至约50个氨基酸、约6至约25个氨基酸、约25至约100个氨基酸、约50至约100个氨基酸、或约75至约100个氨基酸组成。在某些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可由约15至约45个氨基酸组成。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)是大体上阳离子性的。
在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是大体上两亲性的。在某些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是大体上阳离子性的和两亲性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阳性细菌为细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阳性细菌为细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阳性细菌为细胞生长抑制性的和细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阴性细菌为细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阴性细菌为细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是针对革兰氏阳性细菌为细胞生长抑制性的和细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞毒性的。在某些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞生长抑制性的和细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对肿瘤或癌细胞(例如人肿瘤和/或癌细胞)为细胞毒性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对肿瘤或癌细胞(例如人肿瘤和/或癌细胞)为细胞生长抑制性的。在某些实施方案中，抗微生物多肽可以是针对肿瘤或癌细胞(例如人肿瘤或癌细胞)为细胞毒性的和细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗微生物多肽(例如抗细菌多肽)可以是分泌性多肽。
在一些实施方案中，抗微生物多肽包含防御素或由其组成。示例性防御素包括但不限于α-防御素(例如，中性粒细胞防御素1、防御素α1、中性粒细胞防御素3、中性粒细胞防御素4、防御素5、防御素6)、β-防御素(例如，β-防御素1、β-防御素2、β-防御素103、β-防御素107、β-防御素110、β-防御素136)和θ-防御素。在其他实施方案中，抗微生物多肽包含凯萨林菌素(cathelicidin)(例如，hCAP18)或由其组成。
抗病毒多肽
抗病毒多肽(AVP)是具有可变长度、序列和结构的小肽，所述小肽具有针对广泛范围的病毒的广谱活性。参见，例如Zaiou,J Mol Med,2007；85:317。已显示AVP具有广谱的快速起效的杀伤活性，连同潜在低水平的诱导抗性和伴随的广泛抗炎作用。在一些实施方案中，抗病毒多肽少于10kDa，例如少于8kDa、6kDa、4kDa、2kDa或1kDa。在一些实施方案中，抗病毒多肽包含约6至约100个氨基酸，例如约6至约75个氨基酸、约6至约50个氨基酸、约6至约25个氨基酸、约25至约100个氨基酸、约50至约100个氨基酸、或约75至约100个氨基酸或由其组成。在某些实施方案中，抗病毒多肽包含约15至约45个氨基酸或由其组成。在一些实施方案中，抗病毒多肽是大体上阳离子性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是大体上两亲性的。在某些实施方案中，抗病毒多肽是大体上阳离子性的和两亲性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对病毒为细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对病毒为细胞毒性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对病毒为细胞生长抑制性的和细胞毒性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对细菌、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对细菌、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞毒性的。在某些实施方案中，抗病毒多肽是针对细菌、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合为细胞生长抑制性的和细胞毒性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对肿瘤或癌细胞(例如人癌细胞)为细胞毒性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是针对肿瘤或癌细胞(例如人癌细胞)为细胞生长抑制性的。在某些实施方案中，抗病毒多肽是针对肿瘤或癌细胞(例如人癌细胞)为细胞毒性的和细胞生长抑制性的。在一些实施方案中，抗病毒多肽是分泌性多肽。
细胞毒性核苷
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可并入一个或多个细胞毒性核苷。例如，细胞毒性核苷可并入至多核苷酸如双功能修饰的RNA或mRNA中。细胞毒性核苷抗癌剂包括但不限于阿糖腺苷、阿糖胞苷(cytarabine)、阿糖胞苷(cytosine arabinoside)、5-氟尿嘧啶、氟达拉滨、氟尿苷、(替加氟(tegafur)与尿嘧啶的组合)、替加氟((RS)-5-氟-1-(四氢呋喃-2-基)嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮)以及6-巯基嘌呤。
大量细胞毒性核苷类似物作为抗癌剂处于临床使用中或一直是临床试验的主题。这类类似物的实例包括但不限于，阿糖胞苷、吉西他滨、曲沙他滨、地西他滨、替扎他滨、2′-脱氧-2′-亚甲基胞苷(DMDC)、克拉屈滨、氯法拉滨、5-氮杂胞苷、4'-硫代-阿糖胞苷(4'-thio-aracytidine)、环戊烯基胞嘧啶和1-(2-C-氰基-2-脱氧-β-D-阿拉伯-呋喃戊糖基)-胞嘧啶。这种化合物的另一个实例是磷酸氟达拉滨。这些化合物可系统地施用并且可具有细胞毒性剂的典型副作用，例如但不限于相对于增殖性正常细胞对肿瘤细胞很少或没有特异性。
本领域还报道了细胞毒性核苷类似物的许多前药。实例包括但不限于N4-山嵛酰氧基-1-β-D-阿拉伯呋喃糖基胞嘧啶、N4-十八烷基-1-β-D-阿拉伯呋喃糖基胞嘧啶、N4-棕榈酰基-1-(2-C-氰基-2-脱氧-β-D-阿拉伯-呋喃戊糖基)胞嘧啶以及P-4055(阿糖胞苷5'-反油酸酯)。一般来说，这些前药可主要在肝和系统循环中转化成活性药物并且展示很少或不展示活性药物在肿瘤组织中的选择性释放。例如，5'-脱氧-5-氟胞苷(并且最终是5-氟尿嘧啶)的一种前药，卡培他滨，在肝和肿瘤组织两者中代谢。一系列含有“在生理条件下容易水解的基团”的卡培他滨类似物已由Fujiu等人(美国专利号4,966,891)要求保护并且以引用的方式并入本文。由Fujiu描述的系列包括5'-脱氧-5-氟胞苷的N4氨基甲酸烷基酯和氨基甲酸芳烷基酯和以下暗示：这些化合物将在正常生理条件下通过水解而激活以提供5'-脱氧-5-氟胞苷。
一系列阿糖胞苷N4-氨基甲酸酯已由Fadl等人(Pharmazie.1995,50,382-7，以引用的方式整体并入本文)报道，其中化合物被设计成在肝和血浆中转化成阿糖胞苷。以引用的方式整体并入本文的WO2004/041203公开了吉西他滨的前药，其中一些前药是N4-氨基甲酸酯。这些化合物被设计成克服吉西他滨的胃肠毒性并且意图在从胃肠道吸收完整前药之后通过在肝和血浆中水解释放来提供吉西他滨。Nomura等人(Bioorg Med.Chem.2003,11,2453-61，以引用的方式整体并入本文)描述了1-(3-C-乙炔基-β-D-核糖-呋喃戊糖基)胞嘧啶的缩醛衍生物，所述缩醛衍生物在生物还原时产生需要在酸性条件下进一步水解以产生细胞毒性核苷化合物的中间体。
可作为化学治疗剂的细胞毒性核苷还包括但不限于，吡唑并[3,4-D]-嘧啶、别嘌呤醇、硫唑嘌呤、卡培他滨、阿糖胞苷、氟尿嘧啶、巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤、阿昔洛韦、阿糖腺苷(ara-adenosine)、病毒唑、7-脱氮-腺苷、7-脱氮-鸟苷、6-氮杂-尿嘧啶、6-氮杂-胞苷、胸苷核糖核苷酸、5-溴脱氧尿苷、2-氯-嘌呤以及肌苷或其组合。
具有非翻译区(UTR)的多核苷酸
本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可包含一个或多个用作或充当非翻译区的区或部分。在多核苷酸被设计成编码至少一种目标多肽的情况下，所述多核苷酸可包含这些非翻译区中的一个或多个。
按照定义，基因的野生型非翻译区(UTR)被转录但不被翻译。在mRNA中，5′UTR开始于转录起始位点并且继续至起始密码子但不包括起始密码子；而3′UTR紧随终止密码子开始并且继续直到转录终止信号。关于就核酸分子和翻译的稳定性而言UTR所起的调控作用存在越来越多的证据。UTR的调控特征可并入本发明的多核苷酸中以尤其增强分子的稳定性。在转录物被错误引导至所不希望的器官部位的情况下还可并入所述特定特征以确保转录物的受控下调。
表19和20提供可用于本发明的多核苷酸中的示例性UTR的列表。表19中示出本发明的5′非翻译区的列表。可利用5’UTR的变体，其中一个或多个核苷酸被添加或移除至末端，包括A、T、C或G。
表19. 5’非翻译区
表20中示出本发明的3′非翻译区的列表。可利用3’UTR的变体，其中一个或多个核苷酸被添加或移除至末端，包括A、T、C或G。
表20. 3’非翻译区
5′UTR和翻译起始
天然5′UTR携带在翻译起始中起作用的特征。它们拥有像Kozak序列的签名序列，所述Kozak序列通常已知在核糖体起始许多基因的翻译的过程中有所涉及。Kozak序列具有共有CCR(A/G)CCAUGG，其中R是在起始密码子(AUG)的上游三个碱基处的嘌呤(腺嘌呤或鸟嘌呤)，其之后是另一个‘G’。还已知5′UTR形成在延伸因子结合中所涉及的二级结构。
通过工程化通常在特定靶器官的丰富表达的基因中发现的特征，可增强本发明的多核苷酸的稳定性和蛋白质产生。例如，引入肝表达的mRNA(如白蛋白、血清淀粉样蛋白A、载脂蛋白A/B/E、转铁蛋白、甲胎蛋白、促红细胞生成素或因子VIII)的5′UTR可用于增强核酸分子(如多核苷酸)在肝细胞系或肝中的表达。同样，使用来自其他组织特异性mRNA的5′UTR来改进所述组织中的表达对于以下各项来说是可能的：肌肉(MyoD、肌球蛋白、肌红蛋白、肌细胞生成素(Myogenin)、力蛋白(Herculin))、内皮细胞(Tie-1、CD36)、骨髓细胞(C/EBP、AML1、G-CSF、GM-CSF、CD11b、MSR、Fr-1、i-NOS)、白细胞(CD45、CD18)、脂肪组织(CD36、GLUT4、ACRP30、脂联素)以及肺上皮细胞(SP-A/B/C/D)。
适用于设计和制造多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)的非翻译区包括但不限于在共同未决的共同拥有的美国临时申请(USSN)61/829,372(代理人案号M42.60)、美国临时申请61/829,372(USSN)(代理人案号M42.61)和2014年3月7日提交的国际申请PCT/US14/21522中公开的那些，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
其他非UTR序列也可用作所述多核苷酸内的区或亚区。例如，内含子或内含子序列的部分可并入本发明的多核苷酸的区中。并入内含子序列可增加蛋白质产生以及多核苷酸水平。
特征的组合可包括于侧翼区中并且可包含于其他特征内。例如，ORF可由可包含强Kozak翻译起始信号的5'UTR和/或可包括用于模板化添加聚-A尾的oligo(dT)序列的3'UTR侧接。5'UTR可包含来自相同和/或不同基因的第一多核苷酸片段和第二多核苷酸片段，如美国专利申请公布号20100293625中所描述的5’UTR，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。
共同未决的共同拥有的美国临时申请(USSN)61/829,372(代理人案号M42.60)和美国临时申请61/829,372(USSN)(代理人案号M42.61)提供了可作为侧翼区用于本发明的多核苷酸中的示例性UTR的列表。可利用5’或3’UTR的变体，其中一个或多个核苷酸被添加或移除至末端，包括A、T、C或G。
应了解来自任何基因的任何UTR可被并入多核苷酸的区中。此外，可使用任何已知基因的多个野生型UTR。提供不为野生型区的变体的人工UTR也在本发明的范围内。这些UTR或其部分可置于与它们所选自的转录物中相同的取向或可在取向或位置上有所改变。因此，5′或3′UTR可反转、缩短、延长、与一个或多个其他5′UTR或3′UTR嵌合。如本文所用，术语“改变的”在其涉及UTR序列时意指所述UTR已相对于参考序列在某些方面改变。例如，3′或5′UTR可通过如上所教导的取向或位置的变化而相对于野生型或天然UTR改变或可通过另外核苷酸的包含、核苷酸的缺失、核苷酸的交换或转位来改变。产生“改变的”UTR(无论是3′还是5′)的任何这些变化包含变体UTR。
在一个实施方案中，可使用双重、三重或四重UTR如5′或3′UTR。如本文所用，“双重”UTR是其中同一UTR的两个拷贝串联或大体上串联编码的一种UTR。例如，可如美国专利公布20100129877中所描述使用双重β-珠蛋白3′UTR，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
具有图案化的UTR也在本发明的范围内。如本文所用，“图案化的UTR”是反映重复或交替图案如重复一次、两次或多于3次的ABABAB或AABBAABBAABB或ABCABCABC或其变体的那些UTR。在这些图案中，每个字母A、B或C表示在核苷酸层次上的不同UTR。
在一个实施方案中，侧翼区选自其蛋白质共享共同功能、结构、特性特征的转录物的家族。例如，目标多肽可属于在特定细胞、组织中或在发育过程中的某一时间表达的蛋白质的家族。来自任何这些基因的UTR可交换相同或不同蛋白质家族的任何其他UTR以便形成新的多核苷酸。如本文所用，“蛋白质家族”在广义上用于指共享至少一种功能、结构、特征、定位、起源或表达模式的两个或更多个目标多肽的群。
非翻译区还可包括翻译增强子元件(TEE)。作为非限制性实例，TEE可包括美国申请号20090226470中所描述的那些和本领域已知的那些，所述申请以引用的方式整体并入本文。
3′UTR和富含AU的元件
已知天然或野生型3′UTR具有嵌入它们之中的腺苷和尿苷段。这些富含AU的签名序列在具有高更新率的基因中是特别普遍的。基于其序列特征和功能特性，富含AU的元件(ARE)可分成这些类别(Chen等人,1995)：I类ARE在富含U的区内包含AUUUA基序的若干分散拷贝。C-Myc和MyoD包含I类ARE。II类ARE具有两个或更多个重叠的UUAUUUA(U/A)(U/A)九聚物。含有这种类型的ARE的分子包括GM-CSF和TNF-a。III类ARE的定义不太明确。这些富含U的区不包含AUUUA基序。c-Jun和肌细胞生成素是这种类别的两个被充分研究的实例。已知大多数结合ARE的蛋白质使信使不稳定，而ELAV家族的成员(最显著的是HuR)已被证明增加mRNA的稳定性。HuR结合所有三类的ARE。将HuR特异性结合位点工程化至核酸分子的3′UTR中将导致HuR结合，并因此导致体内信使的稳定化。
3′UTR富含AU的元件的引入、去除或修饰可用于调节本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)的稳定性。当工程化特定多核苷酸时，可引入ARE的一个或多个拷贝来使本发明的多核苷酸不那么稳定且由此缩减翻译和减少所得蛋白质的产生。同样，ARE可被鉴别和去除或突变以便增加细胞内稳定性并因此增加翻译和所得蛋白质的产生。可使用本发明的多核苷酸在相关细胞系中进行转染实验，并且可在转染后的不同时间点测定蛋白质产生。例如，可用不同的ARE工程化分子转染细胞，并且使用针对相关蛋白质的ELISA试剂盒测定转染后第6小时、第12小时、第24小时、第48小时以及7天产生的蛋白质。
微小RNA结合位点
微小RNA(或miRNA)是19至25个核苷酸长的非编码RNA，所述非编码RNA结合核酸分子的3′UTR并且通过降低核酸分子稳定性或通过抑制翻译来下调基因表达。本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可包含一个或多个微小RNA靶序列、微小RNA序列或微小RNA种子。此类序列可对应于任何已知的微小RNA如美国公布US2005/0261218和美国公布US2005/0059005中所教导的那些，所述公布的内容以引用的方式整体并入本文。
微小RNA序列包含“种子”区，即成熟微小RNA的位置2至8的区中的序列，所述序列与miRNA靶序列具有完美的沃森-克里克(Watson-Crick)互补性。微小RNA种子可包含成熟微小RNA的位置2至8或2至7。在一些实施方案中，微小RNA种子可包含7个核苷酸(例如成熟微小RNA的核苷酸2至8)，其中对应miRNA靶标中的种子互补位点由与微小RNA位置1相反的腺嘌呤(A)侧接。在一些实施方案中，微小RNA种子可包含6个核苷酸(例如成熟微小RNA的核苷酸2至7)，其中对应miRNA靶标中的种子互补位点由与微小RNA位置1相反的腺嘌呤(A)侧接。参见例如，Grimson A、Farh KK、Johnston WK、Garrett-Engele P、Lim LP、Bartel DP；Mol Cell.2007年7月6日；27(1):91-105；所述文献各自以引用的方式整体并入本文。微小RNA种子的碱基与靶序列具有完全互补性。通过将微小RNA靶序列工程化至本发明的多核苷酸(例如，在3’UTR氧区或其他区中)可靶向用于降解或减少翻译的分子，条件是所讨论的微小RNA是可获得的。这种方法将减少核酸分子递送时的脱靶效应的危害。已报道了微小RNA、微小RNA靶区及其表达模式和在生物学中的作用的鉴别(Bonauer等人,Curr Drug Targets2010 11:943-949；Anand和Cheresh Curr Opin Hematol 2011 18:171-176；Contreras和Rao Leukemia 201226:404-413(2011年12月20日.doi:10.1038/leu.2011.356)；BartelCell 2009 136:215-233；Landgraf等人,Cell,2007 129:1401-1414；所述文献各自以引用的方式整体并入本文)。
例如，如果核酸分子是mRNA并且不意图被递送至肝但最终被递送至肝，那么在miR-122(在肝中丰富的一种微小RNA)的一个或多个靶位点被工程化至多核苷酸的3′UTR区中的情况下，miR-122可抑制目标基因的表达。可工程化不同微小RNA的一个或多个结合位点的引入以便进一步减少多核苷酸的寿命、稳定性和蛋白质翻译。
如本文所用，术语“微小RNA位点”是指微小RNA靶位点或微小RNA识别位点或微小RNA所结合或缔合的任何核苷酸序列。应理解“结合”可遵循传统沃森-克里克杂交规则或可反映微小RNA与靶序列在或邻近微小RNA位点处的任何稳定的缔合。
相反地，出于本发明的多核苷酸的目的，可将微小RNA结合位点从它们存在的序列中工程化出来(即，去除)以便增加特定组织中的蛋白质表达。例如，可将miR-122结合位点去除以便改进肝中的蛋白质表达。多种组织中的表达的调控可通过引入或去除一个或若干微小RNA结合位点来实现。
已知微小RNA在其中调控mRNA并因此调控蛋白质表达的组织的实例包括但不限于，肝(miR-122)、肌肉(miR-133、miR-206、miR-208)、内皮细胞(miR-17-92、miR-126)、骨髓细胞(miR-142-3p、miR-142-5p、miR-16、miR-21、miR-223、miR-24、miR-27)、脂肪组织(let-7、miR-30c)、心脏(miR-1d、miR-149)、肾(miR-192、miR-194、miR-204)以及肺上皮细胞(let-7、miR-133、miR-126)。微小RNA还可调控复杂生物过程如血管生成(miR-132)(Anand和Cheresh Curr Opin Hematol 2011 18:171-176；以引用的方式整体并入本文)。
适用于本发明中的表达谱、微小RNA和细胞系包括在例如各自于2013年7月23日提交的美国临时申请号61/857,436(代理人案号M39)和61/857,304(代理人案号M37)中教导的那些，所述申请的内容以引用的方式整体并入。
在本发明的多核苷酸中，可去除或引入在此类过程中涉及的微小RNA结合位点，以便针对生物上相关的细胞类型或针对相关生物过程的背景定制多核苷酸的表达。微小RNA、miR序列和miR结合位点的列表在以下各项中列出：2013年1月17日提交的美国临时申请号61/753,661的表9、2013年1月18日提交的美国临时申请号61/754,159的表9以及2013年1月31日提交的美国临时申请号61/758,921的表7，所述申请各自以引用的方式整体并入本文。
列出了微小RNA用于驱动组织或疾病特异性基因表达的用途的实例(Getner和Naldini,Tissue Antigens.2012,80:393-403；以引用的方式整体并入本文)。此外，微小RNA种子位点可并入至mRNA中以减少某些细胞中的表达，这引起生物改进。这种的实例是将miR-142位点并入至表达UGT1A1的慢病毒载体中。miR-142种子位点的存在减少造血细胞中的表达，并因此减少抗原呈递细胞中的表达，从而导致不存在针对病毒表达的UGT1A1的免疫应答(Schmitt等人,Gastroenterology 2010；139:999-1007；Gonzalez-Asequinolaza等人Gastroenterology 2010,139:726-729；两者均以引用的方式整体并入本文)。将miR-142位点并入修饰mRNA中不仅可降低造血细胞中编码的蛋白质的表达，而且可减少或消除对mRNA编码的蛋白质的免疫应答。将miR-142种子位点(一个或多个)并入至mRNA中在治疗具有完全蛋白质缺陷(UGT1A1I型、LDLR-缺陷型患者、CRIM-阴性庞佩氏(Pompe)患者等)的患者的情况下将是重要的。
最后，通过理解微小RNA在不同细胞类型中的表达模式，多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可针对特定细胞类型中或仅在特定生物条件下更强靶向性的表达进行工程化。通过引入组织特异性微小RNA结合位点，可设计将对于组织中或生物条件的背景中的蛋白质表达来说最优的多核苷酸。
可使用工程化的多核苷酸在相关细胞系中进行转染实验，并且可在转染后的不同时间点测定蛋白质产生。例如，可用不同的微小RNA结合位点工程化的多核苷酸转染细胞，并且使用针对相关蛋白质的ELISA试剂盒测定转染后第6小时、第12小时、第24小时、第48小时、第72小时以及7天产生的蛋白质。还可使用微小RNA结合位点工程化的分子进行体内实验，以便检测所配制的多核苷酸的组织特异性表达的变化。
具有5′帽的区
天然mRNA的5′帽结构涉及核输出，从而增加mRNA稳定性，并且结合mRNA帽结合蛋白(CBP)，所述mRNA帽结合蛋白通过CBP与聚(A)结合蛋白缔合以形成成熟的环状mRNA物种来负责细胞中的mRNA稳定性和翻译能力。所述帽在mRNA剪接过程中进一步帮助去除5′近端内含子。
内源性mRNA分子可以是5′端加帽的，从而在末端鸟苷帽残基与mRNA分子的5′末端转录的有义核苷酸之间产生5′-ppp-5′-三磷酸酯键联。这种5′-鸟苷酸帽然后可被甲基化以便产生N7-甲基-鸟苷酸残基。mRNA的5′端的末端和/或前末端(anteterminal)转录的核苷酸的核糖还可任选地是2′-O-甲基化的。通过鸟苷酸帽结构的水解和裂解的5′-脱帽可靶向用于降解的核酸分子，如mRNA分子。
在一些实施方案中，多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可被设计成并入帽部分。对本发明的多核苷酸的修饰可产生不可水解的帽结构，从而防止脱帽并因此增加mRNA半衰期。因为帽结构水解要求5′-ppp-5′磷酸二酯键联的裂解，所以可在加帽反应过程中使用修饰核苷酸。例如，来自New England Biolabs(Ipswich,MA)的牛痘加帽酶可根据制造商的说明书与α-硫代-鸟苷核苷酸一起使用以便在5′-ppp-5′帽中形成硫代磷酸酯键联。可使用另外修饰的鸟苷核苷酸，如α-甲基-膦酸酯和硒代-磷酸酯核苷酸。
另外的修饰包括但不限于多核苷酸(如上述)在糖环的2′-羟基上的5′-末端和/或5′-前末端核苷酸的核糖的2′-O-甲基化。多种不同的5′帽结构可用于产生核酸分子如充当mRNA分子的多核苷酸的5′帽。
帽类似物，在本文还被称为合成帽类似物、化学帽、化学帽类似物或结构或功能帽类似物，在其化学结构上与天然(即内源性、野生型或生理的)5′帽不同，同时保留帽功能。帽类似物可以是化学(即非酶)或酶合成的和/或连接至本发明的多核苷酸。
例如，抗-反向帽类似物(ARCA)帽包含通过5′-5′-三磷酸酯基团连接的两个鸟嘌呤，其中一个鸟嘌呤包含N7甲基以及3′-O-甲基(即N7,3′-O-二甲基-鸟苷-5′-三磷酸酯-5′-鸟苷(m7G-3′mppp-G；其可等效地指定为3′O-Me-m7G(5')ppp(5')G)。另一未修饰鸟嘌呤的3′-O原子变成连接至加帽的多核苷酸的5′末端核苷酸。N7-和3′-O-甲基化的鸟嘌呤提供加帽的多核苷酸的末端部分。
另一种示例性帽是mCAP，其与ARCA类似但在鸟苷上具有2′-O-甲基(即N7,2′-O-二甲基-鸟苷-5′-三磷酸酯-5′-鸟苷，m7Gm-ppp-G)。
在一个实施方案中，帽是二核苷酸帽类似物。作为非限制性实例，二核苷酸帽类似物可在不同磷酸酯位置处用硼烷磷酸酯基团或硒代磷酸酯基团修饰，如在美国专利号US8,519,110中描述的二核苷酸帽类似物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，所述帽是帽类似物，所述帽类似物是本领域中已知和/或本文描述的帽类似物的N7-(4-氯苯氧基乙基)取代的二核苷酸形式。帽类似物的N7-(4-氯苯氧基乙基)取代的二核苷酸形式的非限制性实例包括N7-(4-氯苯氧基乙基)-G(5’)ppp(5’)G和N7-(4-氯苯氧基乙基)-m3’-OG(5’)ppp(5’)G帽类似物(参见例如，在Kore等人Bioorganic&Medicinal Chemistry 2013 21:4570-4574中描述的各种帽类似物和合成帽类似物的方法；所述文献的内容以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，本发明的帽类似物是4-氯/溴苯氧基乙基类似物。
虽然帽类似物允许多核苷酸或其区在体外转录反应中的伴随加帽，但高达20％的转录物可仍保持未加帽。这种情况以及帽类似物与通过内源性细胞转录机器产生的核酸的内源性5′帽结构的结构差异可导致降低的翻译能力和降低的细胞稳定性。
本发明的多核苷酸还可在制造后使用酶加帽(无论IVT还是化学合成)以便产生更真实的5′-帽结构。如本文所用，短语“更真实的”是指在结构或功能上接近地反映或模拟内源性或野生型特征的特征。也就是说，“更真实的”特征是与现有技术的合成特征或类似物等相比，内源性、野生型、天然或生理细胞功能和/或结构的更好表示，或在一个或多个方面胜过对应的内源性、野生型、天然或生理特征的特征。本发明的更真实的5′帽结构的非限制性实例是与本领域已知的合成5′帽结构(或与野生型、天然或生理5′帽结构)相比，除其他事项之外具有帽结合蛋白的增强的结合、增加的半衰期、对5′内切核酸酶减少的敏感性和/或减少的5′脱帽的那些实例。例如，重组牛痘病毒加帽酶和重组2′-O-甲基转移酶可在多核苷酸的5′-末端核苷酸与鸟嘌呤帽核苷酸之间形成规范的5′-5′-三磷酸酯键联，其中所述帽鸟嘌呤包含N7甲基化并且mRNA的5′-末端核苷酸包含2′-O-甲基。这种结构被称为帽1结构。这种帽导致与例如本领域已知的其他5′帽类似物结构相比更高的翻译能力和细胞稳定性以及减少的细胞促炎细胞因子的激活。帽结构包括但不限于，7mG(5')ppp(5')N,pN2p(帽0)、7mG(5')ppp(5')NlmpNp(帽1)以及7mG(5')-ppp(5')NlmpN2mp(帽2)。
作为非限制性实例，在制造后对嵌合多核苷酸加帽可以更有效，因为几乎100％的嵌合多核苷酸可被加帽。这与在体外转录反应过程中帽类似物被连接至嵌合多核苷酸时的约80％形成对比。
根据本发明，5′末端帽可包括内源性帽或帽类似物。根据本发明，5′末端帽可包含鸟嘌呤类似物。有用的鸟嘌呤类似物包括但不限于，肌苷、N1-甲基-鸟苷、2′氟-鸟苷、7-脱氮-鸟苷、8-氧代-鸟苷、2-氨基-鸟苷、LNA-鸟苷以及2-叠氮基-鸟苷。
病毒序列
另外的病毒序列，如但不限于大麦黄矮病毒(BYDV-PAV)、绵羊肺腺瘤病反转录病毒(JSRV)和/或地方性鼻内肿瘤病毒的翻译增强子序列(参见例如，国际公布号WO2012129648；以引用的方式整体并入本文)可被工程化且插入本发明的多核苷酸中，并且可在体外和体内刺激构建体的翻译。可在相关细胞系中进行转染实验并且可在转染后第12小时、第24小时、第48小时、第72小时和第7天通过ELISA测定蛋白质产生。
IRES序列
此外，提供可包含内部核糖体进入位点(IRES)的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)。首先被鉴别为特征细小核糖核酸病毒RNA，IRES在不存在5′帽结构的情况下在蛋白质合成的起始中起重要作用。IRES可用作唯一核糖体结合位点或可用作mRNA的多个核糖体结合位点之一。含有多于一个功能性核糖体结合位点的多核苷酸可编码独立地通过核糖体翻译的几种肽或多肽(“多顺反子核酸分子”)。当多核苷酸具有IRES时，进一步任选地提供第二可翻译区。可根据本发明使用的IRES序列的实例包括但不限于来自以下病毒的那些：细小核糖核酸病毒(例如FMDV)、昆虫病毒(CFFV)、脊髓灰质炎病毒(PV)、脑心肌炎病毒(ECMV)、口蹄疫病毒(FMDV)、丙型肝炎病毒(HCV)、典型猪瘟病毒(CSFV)、鼠白血病病毒(MLV)、猿猴免疫缺陷病毒(SIV)或蟋蟀麻痹病毒(CrPV)。
聚-A尾
在RNA加工过程中，可将长链腺嘌呤核苷酸(聚-A尾)添加至多核苷酸如mRNA分子以便增加稳定性。紧随转录之后，转录物的3'端可被裂解以释放3'羟基。然后聚-A聚合酶将腺嘌呤核苷酸链添加至RNA。被称为聚腺苷酸化的过程添加可在例如大约80与大约250个之间残基长(SEQ ID NO:2279)，包括大约80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240或250个残基长的聚-A尾。
聚A尾还可在从细胞核输出构建体之后添加。
根据本发明，聚A尾上的末端基团可出于稳定化并入本发明的多核苷酸(例如，在本发明的RNAV中表征的编码抗原的多核苷酸)中。本发明的多核苷酸可包括脱-3'羟基尾。它们还可包括结构部分或2’-O甲基修饰，如由Junjie Li,等人(Current Biology,第15卷,1501–1507,2005年8月23日，其内容以引用的方式整体并入本文)所教导。
本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可被设计成编码具有选择性聚A尾结构(包括组蛋白mRNA)的转录物。根据Norbury，还已在人复制依赖性组蛋白mRNA上检测到“末端尿苷化。这些mRNA的转换被认为对于在染色体DNA复制完成或抑制后预防潜在毒性组蛋白累积来说是重要的。这些mRNA的特征在于它们缺乏3'聚(A)尾，其功能相反由稳定的茎-环结构及其同源茎-环结合蛋白(SLBP)承担；后者执行与聚腺苷酸化mRNA上的PABP的那些相同的功能”(Norbury,“Cytoplasmic RNA:a case of thetail wagging the dog,”Nature Reviews Molecular Cell Biology；AOP,2013年8月29日在线公开；doi:10.1038/nrm3645)，其内容以引用的方式整体并入本文。
独特聚-A尾长度向本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)提供某些优点。
一般来说，聚-A尾(当存在时)的长度大于30个核苷酸(SEQ ID NO:2280)长。在另一个实施方案中，聚-A尾的长度大于35个核苷酸(SEQ ID NO:2281)(例如，至少或大于约35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400、1,500、1,600、1,700、1,800、1,900、2,000、2,500以及3,000个核苷酸)。在一些实施方案中，多核苷酸或其区包括约30至约3,000个核苷酸(例如，30至50、30至100、30至250、30至500、30至750、30至1,000、30至1,500、30至2,000、30至2,500、50至100、50至250、50至500、50至750、50至1,000、50至1,500、50至2,000、50至2,500、50至3,000、100至500、100至750、100至1,000、100至1,500、100至2,000、100至2,500、100至3,000、500至750、500至1,000、500至1,500、500至2,000、500至2,500、500至3,000、1,000至1,500、1,000至2,000、1,000至2,500、1,000至3,000、1,500至2,000、1,500至2,500、1,500至3,000、2,000至3,000、2,000至2,500以及2,500至3,000)。
在一个实施方案中，相对于总体多核苷酸的长度或多核苷酸的特定区的长度来设计聚-A尾。这种设计可以是基于编码区的长度、特定特征或区的长度或基于从多核苷酸表达的最终产物的长度。
在这种背景下，聚-A尾可在长度上大于多核苷酸或其特征10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。聚-A尾还可被设计为它所属的多核苷酸的一部分。在这种背景下，聚-A尾可以是构建体、构建体区的总长度或构建体减去聚-A尾的总长度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％或更多。此外，多核苷酸针对聚-A结合蛋白质的工程化的结合位点和缀合可增强表达。
另外，多个不同的多核苷酸可使用聚-A尾的3′末端处的修饰的核苷酸经由3′端一起连接至PABP(聚-A结合蛋白)。可在相关细胞系中进行转染实验并且可在转染后第12小时、第24小时、第48小时、第72小时和第7天通过ELISA测定蛋白质产生。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)被设计成包括聚A-G四联体区。G四联体是可通过DNA和RNA两者中的富含G的序列形成的四个鸟嘌呤核苷酸的环状氢键合阵列。在这个实施方案中，G四联体并入在聚-A尾的末端。在不同时间点针对稳定性、蛋白质产生和包括半衰期的其他参数来对所得多核苷酸进行测定。已发现聚A-G四联体使得来自mRNA的蛋白质产生等效于单独使用120个核苷酸(SEQ ID NO:2282)的聚-A尾所观察到的蛋白质产生的至少75％。
起始密码子区
在一些实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可具有与起始密码子区类似的或与起始密码子区类似起作用的区。
在一个实施方案中，多核苷酸的翻译可起始于不为起始密码子AUG的密码子。多核苷酸的翻译可起始于选择性起始密码子如但不限于ACG、AGG、AAG、CTG/CUG、GTG/GUG、ATA/AUA、ATT/AUU、TTG/UUG(参见Touriol等人Biology of the Cell 95(2003)169-178以及Matsuda和Mauro PLoS ONE,2010 5:11；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，多核苷酸的翻译开始于选择性起始密码子ACG。作为另一个非限制性实例，多核苷酸翻译开始于选择性起始密码子CTG或CUG。作为另一个非限制性实例，多核苷酸的翻译开始于选择性起始密码子GTG或GUG。
侧接起始翻译的密码子如但不限于起始密码子或选择性起始密码子的核苷酸已知影响多核苷酸的翻译效率、长度和/或结构。(参见例如，Matsuda和Mauro PLoS ONE,20105:11；其内容以引用的方式整体并入本文)。掩蔽侧接起始翻译的密码子的任何核苷酸可用于改变多核苷酸的翻译起始位置、翻译效率、长度和/或者结构。
在一个实施方案中，掩蔽剂可在起始密码子或选择性起始密码子附近使用以便掩蔽或隐蔽所述密码子以降低在所掩蔽的起始密码子或选择性起始密码子处翻译起始的可能性。掩蔽剂的非限制性实例包括反义锁核酸(LNA)多核苷酸和外显子连接复合物(EJC)(参见例如，Matsuda好Mauro描述掩蔽剂LNA多核苷酸和EJC(PLoS ONE,20105:11)；其内容以引用的方式整体并入本文)。
在另一个实施方案中，掩蔽剂可用于掩蔽多核苷酸的起始密码子以便增加翻译将起始于选择性起始密码子的可能性。
在一个实施方案中，掩蔽剂可用于掩蔽第一起始密码子或选择性起始密码子，以便增加翻译将起始于所掩蔽的起始密码子或选择性起始密码子下游的起始密码子或选择性起始密码子的机会。
在一个实施方案中，起始密码子或选择性起始密码子可位于miR结合位点的完全补体内。miR结合位点的完全补体可类似于掩蔽剂帮助控制多核苷酸的翻译、长度和/或结构。作为非限制性实例，起始密码子或选择性起始密码子可位于miR-122结合位点的完全补体的中间中。起始密码子或选择性起始密码子可位于第一核苷酸、第二核苷酸、第三核苷酸、第四核苷酸、第五核苷酸、第六核苷酸、第七核苷酸、第八核苷酸、第九核苷酸、第十核苷酸、第十一核苷酸、第十二核苷酸、第十三核苷酸、第十四核苷酸、第十五核苷酸、第十六核苷酸、第十七核苷酸、第十八核苷酸、第十九核苷酸、第二十核苷酸或第二十一核苷酸之后。
在另一个实施方案中，可从多核苷酸序列中去除多核苷酸的起始密码子，以便使多核苷酸的翻译开始于不为起始密码子的密码子。多核苷酸的翻译可开始于所去除的起始密码子之后的密码子或下游起始密码子或选择性起始密码子。在非限制性实例中，将作为多核苷酸序列的前3个核苷酸的起始密码子ATG或AUG去除，以便使翻译起始于下游起始密码子或选择性起始密码子。去除起始密码子的多核苷酸序列还可包含至少一种用于下游起始密码子和/或选择性起始密码子的掩蔽剂，以便控制或试图控制翻译的起始、多核苷酸的长度和/或多核苷酸的结构。
终止密码子区
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可在3’非翻译区(UTR)之前包含至少两个终止密码子。终止密码子可选自TGA、TAA和TAG。在一个实施方案中，本发明的多核苷酸包含终止密码子TGA和一个另外的终止密码子。在另一实施方案中，另外的终止密码子可以是TAA。在另一个实施方案中，本发明的多核苷酸包含三个终止密码子。
信号序列
本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)还可编码有助于将多肽运输至治疗相关位点的另外特征。帮助蛋白质运输的这样一种特征是信号序列。如本文所用，“信号序列”或“信号肽”分别是长度为约9至200个核苷酸(3至60个核酸)的多核苷酸或多肽，所述多核苷酸或多肽分别并入编码区或所编码的多肽的5′(或N-末端)。添加这些序列使得所编码的多肽通过一种或多种分泌途径运输至内质网。一些信号序列在蛋白质被转运之后通过信号肽酶从蛋白质裂解。
可在本发明中使用的另外信号序列包括例如在数据库如http://www.signalpeptide.de/或http://proline.bic.nus.edu.sg/spdb/所找到的那些中教导的那些。描述于美国专利8,124,379、7,413,875和7,385,034中的那些也在本发明的范围内，并且所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
蛋白质裂解信号和位点
在示例性实施方案中，本发明的多肽(例如，抗原多肽)可包含各种蛋白质裂解信号和/或位点。
在一个实施方案中，本发明的多肽可包括含有至少一个蛋白质裂解位点的至少一个蛋白质裂解信号。蛋白质裂解位点可位于N-末端，C-末端，在N-末端与C-末端之间的任何空间处如但不限于，在N-末端与C-末端之间的中间、在N-末端与中间点之间、在中间点与C-末端之间，以及其组合。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可被工程化以使得所述多核苷酸包含至少一个编码的蛋白质裂解信号。所述编码的蛋白质裂解信号可位于任一区中，包括但不限于起始密码子之前，起始密码子之后，编码区之前，编码区内例如但不限于编码区中间、起始密码子与中间点之间、中间点与终止密码子之间，编码区之后，终止密码子之前，两个终止密码子之间，终止密码子之后及其组合。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可包括含有至少一个蛋白质裂解位点的至少一个编码的蛋白质裂解信号。所述编码的蛋白质裂解信号可包括但不限于前蛋白转化酶(或激素原转化酶)、凝血酶和/或Xa因子蛋白质裂解信号。
作为非限制性实例，美国专利号7,374,930和美国公布号20090227660(以引用的方式整体并入本文)使用弗林蛋白酶裂解位点来裂解来自细胞的高尔基体的表达产物中的GLP-1的N末端蛋氨酸。在一个实施方案中，本发明的多肽包括至少一个蛋白质裂解信号和/或位点，其条件是所述多肽不是GLP-1。
插入和取代
在示例性实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可包含各种取代和/或插入。
在一个实施方案中，多核苷酸的5’UTR可通过同一碱基的核苷的至少一个区和/或串的插入而被置换。核苷酸的区和/或串可包括但不限于至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个或至少8个核苷酸并且所述核苷酸可以是天然的和/或非天然的。作为非限制性实例，核苷酸的群可包含5-8个腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、本文所公开的任何其他核苷酸的串和/或其组合。
在一个实施方案中，多核苷酸的5’UTR可通过两个不同碱基的核苷酸的至少两个区和/或串的插入而被置换，所述碱基如但不限于腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、本文所公开的任何其他核苷酸和/或其组合。例如，5’UTR可通过插入5至8个腺嘌呤碱基、接着插入5至8个胞嘧啶碱基来置换。在另一个实例中，5’UTR可通过插入5至8个胞嘧啶碱基、接着插入5至8个腺嘌呤碱基来置换。
在一个实施方案中，多核苷酸可包括在可由RNA聚合酶识别的转录起始位点下游的至少一个取代和/或插入。作为非限制性实例，至少一个取代和/或插入可通过取代紧靠转录起始位点下游(如但不限于+1至+6)的区中的至少一个核酸来在转录起始位点的下游发生。紧靠转录起始位点下游的核苷酸的区的变化可影响起始速率、增加表观核苷酸三磷酸(NTP)反应恒定值并且增加短转录物与转录复合物的解离从而消除(curing)初始转录(Brieba等人,Biochemistry(2002)41:5144-5149；以引用的方式整体并入本文)。至少一个核苷的修饰、取代和/或插入可引起序列的沉默突变或可引起氨基酸序列中的突变。
在一个实施方案中，多核苷酸可包括在转录起始位点下游的至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少11个、至少12个或至少13个鸟嘌呤碱基的取代。
在一个实施方案中，多核苷酸可包括紧靠转录起始位点下游的区中的至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个或至少6个鸟嘌呤碱基的取代。作为非限制性实例，如果所述区中的核苷酸是GGGAGA，那么鸟嘌呤碱基可被至少1个、至少2个、至少3个或至少4个腺嘌呤核苷酸取代。在另一个非限制性实例中，如果所述区中的核苷酸是GGGAGA，那么鸟嘌呤碱基可被至少1个、至少2个、至少3个或至少4个胞嘧啶碱基取代。在另一个非限制性实例中，如果所述区中的核苷酸是GGGAGA，那么鸟嘌呤碱基可被至少1个、至少2个、至少3个或至少4个胸腺嘧啶和/或本文所描述的任何核苷酸取代。
在一个实施方案中，多核苷酸可包括起始密码子上游的至少一个取代和/或插入。为清楚起见，本领域技术人员将理解起始密码子是蛋白质编码区的第一个密码子，而转录起始位点是转录开始的位点。多核苷酸可包括但不限于核苷酸碱基的至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个或至少8个取代和/或插入。核苷酸碱基可在起始密码子上游的1个、至少1个、至少2个、至少3个、至少4个或至少5个位置处插入或取代。所插入和/或取代的核苷酸可以是相同碱基(例如，全部是A或全部是C或全部是T或全部是G)、两种不同的碱基(例如，A和C、A和T或C和T)、三种不同的碱基(例如，A、C和T或A、C和T)或至少四种不同的碱基。作为非限制性实例，多核苷酸中的编码区上游的鸟嘌呤碱基可被腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或本文所描述的任何核苷酸取代。在另一个非限制性实例中，多核苷酸中的鸟嘌呤碱基的取代可进行设计以便保留在转录起始位点下游的区中并且在起始密码子之前的一个鸟嘌呤碱基(参见Esvelt等人Nature(2011)472(7344):499-503；其内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，至少5个核苷酸可插入转录起始位点下游但起始密码子上游的1个位置处并且所述至少5个核苷酸可以是同一碱基类型。
并入转录后控制调节剂
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可包含至少一种转录后控制调节剂。这些转录后控制调节剂可以是但不限于小分子、化合物和调控序列。作为非限制性实例，转录后控制可使用由PTC TherapeuticsInc.(South Plainfield,NJ)鉴别的小分子、使用其GEMSTM(来自Small-Moleclues的GeneExpression Modulation)筛选技术来实现。
转录后控制调节剂可以是基因表达调节剂，其通过国际公布号WO2006022712中所详述的方法或所描述的基因表达调节剂筛选，所述公布以引用的方式整体并入本文。鉴别翻译控制中所涉及的RNA调控序列的方法描述于国际公布号WO2004067728中，其以引用的方式整体并入本文；鉴别调节基因的非翻译区依赖性表达的化合物的方法描述于国际公布号WO2004065561中，其以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可包含至少一种转录后控制调节剂，所述转录后控制调节剂位于本发明的多核苷酸的5’和/或3’非翻译区中。
在另一个实施方案中，本发明的多核苷酸可包含至少一种转录后控制调节剂以便调节过早翻译终止。转录后控制调节剂可以是国际公布号WO2004010106、WO2006044456、WO2006044682、WO2006044503以及WO2006044505中所描述的化合物或通过所述国际公布中概述的方法发现的化合物，所述国际公布各自以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，所述化合物可结合28S核糖体RNA的区以便调节过早翻译终止(参见例如WO2004010106，以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸可包含至少一种转录后控制调节剂以改变蛋白质表达。作为非限制性实例，VEGF的表达可使用国际公布号WO2005118857、WO2006065480、WO2006065479以及WO2006058088中所描述的化合物或通过所述国际公布中描述的方法发现的化合物来调控，所述国际公布各自以引用的方式整体并入本文。
本发明的多核苷酸可包含至少一种转录后控制调节剂以控制翻译。在一个实施方案中，转录后控制调节剂可以是RNA调控序列。作为非限制性实例，RNA调控序列可通过国际公布号WO2006071903中描述的方法来鉴别，所述国际公布以引用的方式整体并入本文。
密码子优化
包含于本发明的NAV中的多核苷酸、其区或部分或亚区可以是密码子优化的。密码子优化方法是本领域已知的并且可适用于实现几个目标中的一个或多个的工作中。这些目标包括匹配靶标和宿主生物体中的密码子频率以确保正确折叠；偏置GC含量以增加mRNA稳定性或减少二级结构；最小化可能损害基因构建或表达的串联重复密码子或碱基运行，定制转录和翻译控制区域，插入或去除蛋白质运输序列，在编码的蛋白质中去除/添加翻译后修饰位点(例如糖基化位点)，添加、去除或改组蛋白质结构域，插入或缺失限制性位点，修饰核糖体结合位点和mRNA降解位点，以便调整翻译速率从而允许蛋白质的不同结构域正确地折叠，或以便减少或消除多核苷酸内的问题二级结构。密码子优化工具、算法和服务是本领域已知的，非限制性实例包括来自GeneArt(Life Technologies)的服务、DNA2.0(MenloPark CA)和/或专有方法。在一个实施方案中，使用优化算法优化ORF序列。用于每种氨基酸的密码子选择在表21中给出。
表21.密码子选择
可在本发明的一些实施方案中认为有益的特征可由多核氨酸的区编码，并且此类区可位于编码多肽的区的上游(5’)或下游(3’)。这些区可在编码区或开放阅读框(ORF)的蛋白质的密码子优化之前和/或之后并入多核苷酸中。不要求多核苷酸包含5′和3′侧翼区两者。这类特征的实例包括但不限于非翻译区(UTR)、Kozak序列、oligo(dT)序列以及可检测标签并且可包括可具有XbaI识别的多克隆位点。
在一些实施方案中，5′UTR和/或3′UTR区可被提供为侧翼区。多个5′或3′UTR可包括于侧翼区中并且可具有相同或不同的序列。侧翼区的任何部分(包括没有)可为密码子优化的，并且任何一个可在密码子优化之前和/或之后独立地含有一个或多个不同的结构或化学修饰。
在优化(如果需要)之后，多核苷酸组分进行重构并且转化到载体如但不限于质粒、病毒、粘粒和人工染色体中。例如，优化的多核苷酸可进行重构并且转化到化学感受态大肠杆菌、酵母、脉孢菌属、玉蜀黍、果蝇属等中，其中高拷贝质粒样或染色体结构通过本文所描述的方法发生。
合成多核苷酸及其核酸类似物在生物化学过程的调查和研究中起重要作用。已经开发了各种酶辅助的方法和基于化学的方法来合成多核苷酸和核酸，具体地说在本发明的NAV中表征的多核苷酸和核酸，如下文所述。
合成：酶方法
体外转录-酶合成
编码本文所述的多核苷酸的cDNA可使用体外转录(IVT)系统进行转录。所述系统通常包括转录缓冲液、核苷酸三磷酸(NTP)、RNA酶抑制剂和聚合酶。NTP可以自制制造、可选自供应商或可如本文所描述的合成。NTP可选自但不限于本文所描述的那些，包括天然和非天然(修饰的)NTP。聚合酶可选自但不限于T7RNA聚合酶、T3RNA聚合酶和突变体聚合酶如但不限于能够并入多核苷酸(例如，修饰的核酸)的聚合酶。
适用于合成的RNA聚合酶
任何数量的RNA聚合酶或变体可用于本发明的多核苷酸的合成中。
RNA聚合酶可通过插入或缺失RNA聚合酶序列的氨基酸来进行修饰。作为非限制性实例，RNA聚合酶可进行修饰以便与未修饰的RNA聚合酶相比表现出增加的并入2’修饰核苷酸三磷酸的能力(参见国际公布WO2008078180和美国专利8,101,385；以引用的方式整体并入本文)。
可通过进化RNA聚合酶、优化RNA聚合酶氨基酸和/或核酸序列和/或通过使用本领域中已知的其他方法来获得变体。作为非限制性实例，T7RNA聚合酶变体可使用由Esvelt等人(Nature(2011)472(7344):499-503；以引用的方式整体并入本文)提出的连续定向进化系统进行进化，其中T7RNA聚合酶的克隆可编码至少一个突变，如但不限于，位置93处的赖氨酸取代为苏氨酸(K93T)、I4M、A7T、E63V、V64D、A65E、D66Y、T76N、C125R、S128R、A136T、N165S、G175R、H176L、Y178H、F182L、L196F、G198V、D208Y、E222K、S228A、Q239R、T243N、G259D、M267I、G280C、H300R、D351A、A354S、E356D、L360P、A383V、Y385C、D388Y、S397R、M401T、N410S、K450R、P451T、G452V、E484A、H523L、H524N、G542V、E565K、K577E、K577M、N601S、S684Y、L699I、K713E、N748D、Q754R、E775K、A827V、D851N或L864F。作为另一个非限制性实例，T7RNA聚合酶变体可编码如美国公布号20100120024和20070117112中所描述的至少一个突变；所述公布以引用的方式整体并入本文。RNA聚合酶的变体还可包括但不限于，取代变体、保守氨基酸取代、插入变体、缺失变体和/或共价变体。
在一个实施方案中，多核苷酸可被设计成由野生型或变体RNA聚合酶识别。这样做时，多核苷酸可被修饰成包含来自野生型或亲本多核苷酸的序列变化的位点或区。
多核苷酸或核酸合成反应可通过使用聚合酶的酶方法来进行。聚合酶催化多核苷酸或核酸链中的核苷酸之间的磷酸二酯键的形成。当前已知的DNA聚合酶可基于氨基酸序列比较和晶体结构分析分成不同的家族。DNA聚合酶I(pol I)或A聚合酶家族，包括大肠杆菌、芽孢杆菌DNA聚合酶I、栖热水生菌(Taq)DNA聚合酶以及T7RNA和DNA聚合酶的Klenow片段在这些家族中得到最好研究。另一个大家族是DNA聚合酶α(polα)或B聚合酶家族，包括所有真核复制DNA聚合酶和来自噬菌体T4和RB69的聚合酶。尽管它们采用类似的催化机制，但这些聚合酶家族在底物特异性、底物类似物并入效率、引物延伸的程度和速率、DNA合成模式、核酸外切酶活性和针对抑制剂的敏感性方面不同。
DNA聚合酶也基于它们所需的最佳反应条件，如反应温度、pH以及模板和引物浓度来进行选择。有时使用多于一种DNA聚合酶的组合来实现所需的DNA片段大小和合成效率。例如，Cheng等人增加pH，添加甘油和二甲亚砜，减少变性时间，增加延长时间，并且利用具有3'至5'核酸外切酶活性的二级热稳定DNA聚合酶来有效扩增来自克隆插入物和人基因组DNA的长靶标(Cheng等人,PNAS,第91卷,5695-5699(1994)，其内容以引用的方式整体并入本文)。来自噬菌体T3、T7和SP6的RNA聚合酶已广泛用于制备用于生物化学和生物物理研究的RNA。RNA聚合酶、加帽酶和聚A聚合酶公开于共同未决的申请号PCT/US2013/054635(M032)中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可用于合成本文所述的嵌合多核苷酸的RNA聚合酶是Syn5RNA聚合酶(参见Zhu等人Nucleic Acids Research 2013，其内容以引用的方式整体并入本文)。Syn5RNA聚合酶最近由Zhu等人从海洋噬藻体Syn5表征，其中它们还鉴别了启动子序列(参见Zhu等人Nucleic Acids Research 2013，其内容以引用的方式整体并入本文)。Zhu等人发现相较于T7RNA聚合酶，Syn5RNA聚合酶在更广泛的温度和盐度范围内催化RNA合成。此外，据发现对启动子处的启动核苷酸的需要对Syn5RNA聚合酶相较于T7RNA聚合酶不那么严格，从而使得Syn5RNA聚合酶有望用于RNA合成。
在一个实施方案中，Syn5RNA聚合酶可用于本文所述的嵌合多核苷酸的合成中。作为非限制性实例，Syn5RNA聚合酶可用于需要精确3'-末端的嵌合多核苷酸的合成。
在一个实施方案中，Syn5启动子可用于嵌合多核苷酸的合成。作为非限制性实例，Syn5启动子可以是如由Zhu等人所述的5’-ATTGGGCACCCGTAAGGG-3’(SEQ ID NO:2041)(Nucleic Acids Research 2013，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，Syn5RNA聚合酶可用于包含本文所述和/或本领域中已知的至少一种化学修饰的嵌合多核苷酸的合成。(参见例如，Zhu等人Nucleic Acids Research2013中所描述的假UTP和5Me-CTP的并入，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本文所述的嵌合多核苷酸可使用Syn5RNA聚合酶合成，所述聚合酶已使用由Zhu等人(Nucleic Acids Research 2013，其内容以引用的方式整体并入本文)描述的修改的和改进的纯化程序进行纯化。
遗传工程化中的各种工具是基于充当模板的靶基因的酶扩增。为了研究单个基因或特定目标区域的序列和其他研究需求，有必要从多核苷酸或核酸的小样品中产生靶基因的多个拷贝。此类方法可用于制造本发明的多核苷酸。
聚合酶链式反应(PCR)在靶基因的快速扩增以及基因组定位和测序中具有广泛应用。用于合成DNA的关键组分包含作为模板的靶DNA分子、与靶DNA链的末端互补的引物、作为结构单元的脱氧核苷三磷酸(dNTP)以及DNA聚合酶。当PCR通过变性、退火和延伸步骤时，新产生的DNA分子可充当下一复制循环的模板，从而实现靶DNA的指数扩增。PCR需要加热和冷却循环以进行变性和退火。基本PCR的变化形式包括但不限于不对称PCR(参见例如，Innis等人，PNAS,第85卷,9436-9440(1988)，其内容以引用的方式整体并入本文)、反向PCR(参见例如，Ochman等人,Genetics,第120(3)卷,621-623,(1988)，其内容以引用的方式整体并入本文)和逆转录PCR(RT-PCR)(参见例如，Freeman等人,BioTechniques,第26(1)卷,112-22,124-5(1999)，其内容以引用的方式整体并入本文)。在RT-PCR中，单链RNA是所需靶标并且首先通过逆转录酶转化为双链DNA。
已开发了各种等温体外核酸扩增技术作为PCR的替代或补充。例如，链置换扩增(SDA)是基于限制酶形成缺口的能力(Walker等人,PNAS,第89卷,392-396(1992)，其内容以引用的方式并入本文)。将限制酶识别序列插入退火的引物序列中。将引物通过DNA聚合酶和dNTP延伸以形成双链体。将双链体的仅一条链通过限制酶裂解。然后每个单链链可用作后续合成的模板。SDA不需要PCR的复杂温度控制循环。
基于核酸序列的扩增(NASBA)(还称为转录介导的扩增(TMA))也是利用DNA聚合酶、逆转录酶、RNA酶H和T7RNA聚合酶的组合的等温扩增方法(Compton,Nature,第350卷,91-92(1991)，其内容以引用的方式整体并入本文)。靶RNA用作模板，并且逆转录酶合成其互补DNA链。RNA酶H水解RNA模板，从而为DNA聚合酶提供空间以合成与第一DNA链互补的DNA链，所述第一DNA链与RNA靶标互补，从而形成DNA双链体。T7RNA聚合酶连续产生此DNA双链体的互补RNA链。这些RNA链充当DNA合成的新循环的模板，从而导致靶基因的扩增。
滚环扩增(RCA)扩增单链环形多核苷酸，并且涉及多轮等温酶合成，其中Ф29DNA聚合酶通过在多核苷酸环周围连续行进来延伸引物，以反复地复制其序列。因此，实现了环形模板的线性拷贝。然后可将引物与此线性拷贝退火，并且可合成其互补链(Lizardi等人,Nature Genetics,第19卷,225-232(1998)，其内容以引用的方式整体并入本文)。单链环形DNA还可在RNA聚合酶存在下用作RNA合成的模板(Daubendiek等人,JACS,第117卷,7818-7819(1995)，其内容以引用的方式整体并入本文)。cDNA末端的反向快速扩增(RACE)RCA由Polidoros等人(BioTechniques,第41卷,35-42(2006)描述，其内容以引用的方式整体并入本文)。将信使RNA(mRNA)逆转录成cDNA，随后进行RNA酶H处理以分离cDNA。然后将cDNA通过Circ连接酶环化成环形DNA。所得环形DNA的扩增用RCA实现。
任何前述方法可用于制造本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)的一个或多个区。
还广泛使用通过连接酶组装多核苷酸或核酸(例如，编码抗原的多核苷酸或核酸)。DNA或RNA连接酶通过形成磷酸二酯键来促进多核苷酸链的5'和3'末端的分子间连接。连接酶链式反应(LCR)是一种有希望的诊断技术，所述技术基于两个相邻的多核苷酸探针与靶基因的一条链杂交且通过连接酶彼此偶联的原理。如果不存在靶基因，或者如果在靶基因处存在错配，如单核苷酸多态性(SNP)，则探针不能是连接酶(Wiedmann等人,PCRMethods and Application,第3(4)卷,s51-s64(1994)，其内容以引用的方式整体并入本文)。LCR可与各种扩增技术组合以提高检测的灵敏度或者如果其用于合成多核苷酸和核酸则增加产物的量。
用于核酸的若干文库制备试剂盒现在可商购。它们包括酶和缓冲液以将少量核酸样品转化成用于下游应用的索引文库。例如，可将DNA片段置于NEWENGLAND的ULTRATM DNA文库制备试剂盒中以用于末端制备、连接、大小选择、净化、PCR扩增和最终净化。
正在进行持续开发以改进扩增技术。例如，Asada等人的美国专利8,367,328(其内容以引用的方式整体并入本文)教导了利用反应增强剂来提高通过DNA聚合酶进行的DNA合成反应的效率。反应增强剂包含酸性物质或酸性物质的阳离子复合物。Kitabayashi等人的美国专利7.384,739(其内容以引用的方式整体并入本文)教导了促进酶DNA合成的提供羧酸根离子的物质，其中所述提供羧酸根离子的物质选自草酸、丙二酸、草酸酯、丙二酸酯、丙二酸盐和马来酸酯。Sobek等人的美国专利7,378,262(其内容以引用的方式整体并入本文)公开了提高DNA扩增的保真度的酶组合物。所述组合物包含一种具有3'核酸外切酶活性但不具有聚合酶活性的酶和另一种为聚合酶的酶。这两种酶均是热稳定的，并且被可逆地修饰成在较低温度下是无活性的。
Getts等人的美国专利7,550,264教导了有义RNA分子的多轮合成通过将寡脱氧核苷酸尾连接到cDNA分子的3'末端上并且使用RNA聚合酶启动RNA转录来进行，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。Rohayem的美国专利公布号2013/0183718教导了通过RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)进行的RNA合成，所述聚合酶在单链DNA模板上展示RNA聚合酶活性，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。具有非标准核苷酸的寡核苷酸可通过使包含非标准核苷酸的模板与同如在Benner的美国专利号6,617,106中公开的模板的核苷酸互补的核苷酸混合物接触、用酶聚合来合成，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
合成：固相化学合成
本发明的嵌合多核苷酸或环形多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可使用固相技术全部或部分制造。
多核苷酸或核酸的固相化学合成是一种自动化方法，其中分子被固定在固体支持体上并且在反应物溶液中逐步合成。将杂质和过量试剂洗掉，并且在每个步骤后不需要纯化。所述方法的自动化可在计算机控制的固相合成器上进行。固相合成允许以相对大规模快速生产多核苷酸或核酸，这带来一些多核苷酸或核酸的商业可用性。此外，它适用于多核苷酸或核酸序列中的化学修饰的位点特异性引入。它是设计天然核酸的修饰的衍生物中不可或缺的工具。
在自动化固相合成中，以3'至5'方向合成链。核苷的3'端中的羟基经由可化学裂解的或可光裂解的接头栓系至固体支持体上。将活化的核苷单体如2'-脱氧核苷(dA、dC、dG和T)、核糖核苷(A、C、G和U)或化学修饰的核苷顺序添加至支持体结合的核苷。当前最广泛使用的单体是核苷结构单元的3'-亚磷酰胺衍生物。活化单体的3'磷原子与支持体结合的核苷的5'氧原子偶联以形成亚磷酸三酯。为了防止副反应，将所有不参与偶联反应的官能团，如5'羟基、3'磷原子上的羟基、核糖核苷单体中的2'羟基和嘌呤或嘧啶碱基上的氨基都用保护基团封闭。下一步涉及亚磷酸三酯的氧化以形成磷酸三酯(phosphate triester)或磷酸三酯(phosphotriester)，其中磷原子是五价的。然后去除生长链的末端处的5'羟基上的保护基团，准备与进入的活化单体结构单元偶联。在合成结束时，添加裂解剂如氨或氢氧化铵以去除所有保护基团且从固体支持体释放多核苷酸链。也可施加光以裂解多核苷酸链。然后可用高压液相色谱(HPLC)或电泳进一步纯化产物。
在固相合成中，多核苷酸链经由其3'羟基与固体支持体共价结合。所述固体支持体是不溶性颗粒(也称为树脂)，通常直径为50-200μm。现在可获得许多不同种类的树脂，如在Guzaev的“Solid-phase supports for polynucleotide synthesis”(Guzaev,CurrentProtocols in Nucleic Acid Chemistry,3.1.1-3.1.60(2013)，其内容以引用的方式整体并入本文)中所综述。树脂的最常见材料包括高度交联的聚苯乙烯珠粒和可控孔度玻璃(CPG)珠粒。珠粒的表面可被处理为具有官能团，如可用作用于栓系核苷的接头的锚定点的氨基或氨基甲基。它们可以柱、多孔板、微阵列或微芯片实施。基于柱的形式允许多核苷酸或核酸的相对大规模合成。树脂被固持在使所有试剂和溶剂能够自由通过的柱中的过滤器之间。多孔板、微阵列或微芯片被专门设计用于有成本效益的小规模合成。可在单个微阵列芯片上产生多达一百万个多核苷酸。然而，基于微芯片的合成的错误率高于传统的基于柱的方法(Borovkov等人,Nucleic Acids Research,第38(19)卷,e180(2010)，其内容以引用的方式整体并入本文)。多孔板允许同时平行合成具有不同序列的多核苷酸或核酸(Sindelar,等人,Nucleic Acids Research,第23卷,982-987(1995)，其内容以引用的方式整体并入本文)。固体支持体上的负载受限制。此外，随着延伸进行，固体支持体上的生长链的形态和体积可能阻碍进入的单体与生长链的末端基团反应。因此，可添加至生长链的单体的数目也受到限制。
将接头连接至固体支持体上以进一步延伸链。它们对于在合成方法中使用的所有试剂来说都是稳定的，除了在合成结束时，此时链从固体支持体脱离。具有特定核苷接头(即A、C、dT、G或U)的固体支持体可分别用于制备具有A、C、T、G或U作为序列中的第一核苷酸的多核苷酸。具有非核苷接头的通用固体支持体可用于所有多核苷酸序列(Guzaev等人的美国专利6,653,468，其内容以引用的方式整体并入本文)。已开发了各种非核苷接头用于通用支持体，它们中的许多具有两个邻位羟基。例如，琥珀酰基是常用的接头。
如本文所用，接头是指一组原子，例如10-1,000个原子，并且可包含原子或基团如但不限于碳、氨基、烷基氨基、氧、硫、亚砜、磺酰基、羰基和亚胺。接头可连接到至核碱基或糖部分上的修饰的核苷或核苷酸。接头可以是基于核酸的或非核苷的。接头可具有足够的长度以便不干扰并入到核酸序列中。可出于任何有用目的使用接头，如为了形成多聚体(例如，通过连接两个或更多个嵌合多核苷酸分子)或缀合物以及为了施用治疗分子或并入标记，如本文所述。可并入到接头中的化学基团的实例包括但不限于烷基、烯基、炔基、酰氨基、氨基、醚、硫醚、酯、亚烷基、杂亚烷基、芳基或杂环基，其各自均可如本文所述任选取代的。接头的实例包括但不限于不饱和烷烃、聚乙二醇(例如，乙二醇或丙二醇单体单元，例如二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇或四乙二醇)以及葡聚糖聚合物及其衍生物。其他实例包括但不限于接头内的可裂解部分，例如像二硫键(-S-S-)或偶氮键(-N＝N-)，其可使用还原剂或光分解进行裂解。选择性可裂解的键的非限制性实例包括可例如通过使用三(2-羧乙基)膦(TCEP)或其他还原剂和/或光分解裂解的酰胺键，以及可例如通过酸性或碱性水解裂解的酯键。)
除了用于延长链的偶联反应所需的活化单体和生长链上的官能团外，所有其他官能团需要被保护以避免副反应。用于保护和脱保护的条件以及适当的保护基团的选择可由本领域的技术人员容易地确定。保护基团的化学可例如在Greene等人(Protective Groupsin Organic Synthesis,第2版,Wiley&Sons,1991，其内容以引用的方式整体并入本文)中找到和/或描述。例如，活化的核苷亚磷酰胺单体上的5'羟基可用4,4'-二甲氧基三苯甲基(DMT)保护，并且磷原子上的羟基可用2-氰基乙基保护。A、C、G碱基上的环外氨基可用酰基保护。
在固相合成系统中，活化单体的反应性由于培养基的异质性而是重要的。大多数固相合成使用亚磷酰胺核苷，其机制在上文进行了论述。另一种活化单体实例是核苷H-膦酸酯(Abramova,Molecules,第18卷,1063-1075(2013)，其内容以引用的方式整体并入本文)。需要大量过量的试剂，如单体、氧化剂和脱保护剂，以便确保固相合成系统中的高产率。
科学研究和调查正在进行以进一步改进固相合成方法。例如，代替公认的3'至5'合成，Srivastava等人的美国专利号8,309,707和美国专利公布号2013/0072670公开了使用新颖的亚磷酰胺和新颖的核苷衍生物的RNA的5'至3'合成，从而允许在3'端容易地修饰合成RNA。Church等人的PCT申请WO2013123125(其内容以引用的方式整体并入本文)描述了组装来自多个子序列的靶核酸序列，其中具有所述子序列的树脂被置于乳液液滴中。所述子序列从树脂裂解且组装在乳液液滴内。为了降低固体支持体的成本，已经开发了具有氢醌-O,O’-二乙酸接头(Q-接头)的可重复使用的CPG固体支持体(Pon等人,Nucleic AcidResearch,第27卷,1531-1538(1999)，其内容以引用的方式整体并入本文)。
还已经开发了用于固相合成的新的保护基团。Nagat等人已经通过使用2-氰基乙氧基甲基(CEM)作为2'-羟基保护基团成功地合成了具有候选前体微小RNA的序列的110-nt长的RNA(Shiba等人,Nucleic Acids Research,第35卷,3287-3296(2007)，其内容以引用的方式整体并入本文)。还使用CEM作为2'-O-保护基团，合成了编码包含胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的序列的33个氨基酸的肽的130-nt mRNA。人工130-nt mRNA的生物活性通过在无细胞蛋白质合成系统和中国仓鼠卵巢(CHO)细胞中产生GLP-1来显示(Nagata等人,NucleicAcids Research,第38(21)卷,7845-7857(2010)，其内容以引用的方式整体并入本文)。用于固相合成单体的新颖保护基团包括但不限于Dellinger等人的美国专利号8,309,706中公开的碳酸酯保护基团，Dellinger等人的美国专利号8,242,258中公开的原酸酯型2'羟基保护基团和酰基碳酸酯型羟基保护基团，Dellinger等人的美国专利号8,202,983中公开的2’-羟基硫代碳酸酯保护基团，Dellinger等人的美国专利号7,999,087中公开的含有硫代碳酸酯的2’-甲硅烷基保护基团，Alvarado的美国专利号7,667,033中公开的作为氨基保护基团的9-芴基甲氧基羰基(FMOS)衍生物，Scaringe等人的美国专利号5,889,136中公开的氟化物不稳定的5'-甲硅烷基保护基团，以及Griffey等人的美国专利公布号2008/0119645中公开的9-苯基黄嘌呤-9-基(Pixyl)保护基团，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。Debart等人的美国专利公布号2011/0275793教导了使用可通过碱基去除的核糖的位置2'中的羟基的保护基团的RNA合成，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。新颖的固体支持体包括由包含在Moody等人的美国专利号7.476,709中公开的连接至可聚合单元的受保护的羟基聚C2-4亚烷基氧基链的单体制成的聚合物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
合成：液相化学合成
通过连续添加单体结构单元合成本发明的嵌合多核苷酸或环形多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可在液相中进行。在单体之间或在生长链的末端官能团与引入的单体之间形成共价键。不参与反应的官能团必须临时保护。在添加每个单体结构单元之后，反应混合物必须在添加下一个单体结构单元之前进行纯化。链的一个末端处的官能团必须脱保护以能够与下一个单体结构单元反应。液相合成是耗费人力和时间的，并且不能不是自动化的。尽管有限制，但液相合成仍然适用于大规模制备短的多核苷酸。因为所述系统是均质的，所以不需要大量过量的试剂，并且在此方面是成本有效的。
合成：合成方法的组合
上文论述的合成方法各自具有其自身的优点和限制。已经进行尝试来组合这些方法以克服限制。此类方法组合在本发明的范围内。
具有2-4个核苷酸的短多核苷酸链可在液相中制备，随后通过固相合成与固体支持体结合以用于延伸反应。开发了使用聚乙二醇的单甲基醚(MPEG)珠粒作为单体结构单元的支持体的高效液相(HELP)合成。MPEG可溶于二氯甲烷和吡啶溶剂中，但在二乙醚溶剂中沉淀。通过选择适当的溶剂，单体之间或生长链与MPEG上结合的引入单体之间的偶联反应可在均质液相系统中进行。然后可用二乙醚溶剂洗涤混合物以容易地沉淀和纯化产物(Bonora等人,Nucleic Acids Research,第18卷,3155-3159(1990)，其内容以引用的方式整体并入本文)。Adamo等人的美国专利号8,304,532(其内容整体并入本文)教导了溶液相寡核苷酸合成，其中至少一些试剂是固体支持的。
使用固相或液相化学合成与酶连接的组合提供用于产生不能通过单独化学合成获得的长链多核苷酸的有效方式。Moore和Sharp描述了通过化学合成制备10-至20-nt长的RNA片段，可向所述片段引入位点特异性修饰，将所述片段与cDNA桥退火，且然后用T4DNA连接酶组装所述片段(Moore等人,Science,第256卷,992-997(1992)，其内容以引用的方式整体并入本文)。
固相合成器可产生具有良好纯度的足够多核苷酸或核酸以进行PCR和其他扩增技术。安捷伦科技公司(Agilent Technologies)已经开发了可商购的微阵列。多核苷酸可在微阵列底物上合成，通过强碱或光裂解，随后PCR扩增以产生多核苷酸文库(Cleary等人,Nature Methods,第1(3)卷,241-247(2004)，其内容以引用的方式整体并入本文)。
合成：小区域合成
本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)的区或亚区可包含小RNA分子如siRNA，且因此可以相同的方式合成。存在用于制备siRNA的若干方法，如使用适当保护的核糖核苷亚磷酰胺的化学合成、体外转录、siRNA表达载体以及PCR表达盒。是siRNA供应商之一，并且使用在2'位置处用叔丁基甲基甲硅烷基(TBDMS)保护的核糖核苷亚磷酰胺单体合成其siRNA。固相化学合成使用的超快速平行合成(UFPS)和超快速平行脱保护(UFPD)进行，以实现高偶联效率和快速脱保护。最终的siRNA产物可用HPLC或PAGE进行纯化。此类方法可用于合成嵌合多核苷酸的区或亚区。
从载体或PCR产生的siRNA盒体外转录和表达需要适当的模板来产生siRNA。可商购的siRNA构建试剂盒通过DNA模板的体外转录产生siRNA，并且含有所需的酶、缓冲液、引物。此类方法可用于合成嵌合多核苷酸的区或亚区。
合成：多核苷酸区或亚区的连接
本发明的多核苷酸(例如在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)如嵌合多核苷酸和/或环形多核苷酸可通过连接一个或多个区或亚区来制备。
连接是用于将多核苷酸或核酸片段组装成更大构建体的不可或缺的工具。DNA片段可通过连接酶催化的反应连接以产生具有不同功能的重组DNA。两个寡脱氧核苷酸(一个具有5'磷酰基，且另一个具有游离3'羟基)用作DNA连接酶的底物。具有荧光或化学发光标记的寡脱氧核苷酸也可用作DNA连接酶底物(Martinelli等人,Clinical Chemistry,第42卷,14-18(1996)，其内容以引用的方式整体并入本文)。RNA连接酶如T4RNA连接酶催化两个单链寡核糖核苷酸或RNA片段之间的磷酸二酯键的形成。已经用多核苷酸片段、热稳定性DNA聚合酶和DNA连接酶的组合合成了大DNA构建体的拷贝。Ignatov等人的美国专利公布号2009/0170090(其内容以引用的方式整体并入本文)公开了通过使用(除了DNA聚合酶外)DNA连接酶改进PCT，特别是增强长距离PCR和/或低拷贝DNA模板PCR扩增的产率。
连接酶可与其他酶一起使用以制备所需的嵌合多核苷酸或核酸分子并且进行基因组分析。例如，连接介导的选择性PCR扩增公开于Kato的欧洲专利公布号0735144中，将从组织或细胞来源的RNA或DNA逆转录的互补DNA(cDNA)用IIS型限制酶消化成片段，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。将生物素化的衔接子序列通过大肠杆菌DNA连接酶连接至所述片段上。然后将生物素标记的DNA片段固定到链霉亲和素包被的珠粒上以用于下游分析。
连接夹板或连接夹板寡核苷酸是用于使用连接酶或具有连接酶活性的另一种酶提供用于连接一种核酸的两端(即分子内连接)或两种核酸的两端(即分子间连接)的退火位点或连接模板的寡核苷酸。连接夹板将所述端彼此相邻固持，并且在待连接的5'-磷酸化端与3'-羟基化端之间产生连接接点。
在一个实施方案中，夹板介导的连接或夹板连接方法可用于合成本文所述的嵌合多核苷酸。嵌合多核苷酸可使用不依赖于限制性核酸内切酶裂解位点的存在的方法进行组装，如在国际专利公布号WO2012138453中描述的方法，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。夹板介导的连接允许使用受控级联且在不需要或有限需要在连接区域引入限制位点的情况下快速合成构建体。作为非限制性实例，可使用夹板连接来将至少一个非翻译区添加至嵌合多核苷酸的编码区。在一个实施方案中，夹板连接可在本文所述的嵌合多核苷酸的合成中与其他合成方法组合使用。
如果核酸的5'-磷酸化端和3'-羟基端在所述端与连接夹板退火以使得所述端相邻时连接，则可使用酶，如但不限于T4DNA连接酶、DNA连接酶Technologies)、Tth DNA连接酶、Tfl DNA连接酶或Tsc DNA连接酶(Prokaria)。Farugui在美国专利号6,368,801(其内容以引用的方式整体并入)描述了T4RNA连接酶能够在与RNA夹板杂交时有效连接DNA分子的彼此相邻的端。因此，T4RNA连接酶是用于连接DNA端与包含RNA或修饰的RNA的连接夹板寡核苷酸的合适连接酶。RNA夹板的实例包括使用在Dahl等人的美国专利号8,137,911和美国专利公布2012/0156679中公开的T7转录试剂盒Technologies)制备的含有2'-氟-CTP(2’-F-dCTP)和2'-氟-UTP(2’-F-dUTP)的修饰的RNA，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。从T7转录试剂盒产生的修饰的RNA是对RNA酶A消化完全抗性的。DNA夹板和DNA连接酶可用于产生在Szostak等人的美国专利号6,258,558中公开的RNA-蛋白融合物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
对于线性ssDNA的分子内连接，Kool等人的美国专利号7,906,490教导了通过在DNA合成仪上制备线性寡脱氧核苷酸片段、随后与T4DNA连接酶和两个30个核苷酸的夹板寡核苷酸连接来构建83个核苷酸的环。含有线性有义启动子的cDNA的循环公开于Dahl等人的美国专利公布号2012/0156679中，其内容以引用的方式整体并入本文。为来源于感染水管致黑栖热菌(Thermus scotoductus)的噬菌体TS2126的THERMOPHAGETM ssDNA连接酶(Prokazyme)催化DNA和RNA的ATP依赖性分子内和分子间连接。
使用亚磷酰胺单体的固相化学合成方法局限于产生具有短链的DNA分子。当长度超过150个碱基时，DNA产物的纯度和反应的产率变差。对于以高产率合成长多核苷酸，更方便的是使用与化学合成联合的酶连接方法。例如，Moore和Sharp描述了通过化学合成制备10-至20-nt长的RNA片段，可向所述片段引入位点特异性修饰，将所述片段与cDNA夹板退火，且然后用T4DNA连接酶组装所述片段(Moore等人,Science,第256卷,992-997(1992)，其内容以引用的方式整体并入本文)。寡核糖核苷酸与T4RNA连接酶和DNA夹板或多核糖核苷酸的连接反应以产生大的合成RNA描述于Bain等人,Nucleic Acids Research,第20(16)卷,4372(1992)；Stark等人,RNA,第12卷,2014-2019(2006)以及Deras等人的美国专利申请号2005/0130201中，所述文献各自的内容以引用的方式整体并入本文。通常通过酶添加来将5'-帽和3'-聚A尾添加至用固相方法合成的寡核苷酸。作为非限制性实例，合成的加帽42聚体mRNA已经以酶连接的三个片段合成，如由Iwase等人(Nucleic Acids Research,第20卷,1643-1648(1992)，其内容以引用的方式整体并入本文)所描述。作为另一个实例，已经从600个重叠的60聚体多核苷酸产生了16.3千碱基的小鼠线粒体基因组。可重复体外重组与扩增之间的方法循环直到达到所需长度(Gibson等人,Nature Methods,第7卷,901-903(2010)，其内容以引用的方式整体并入本文)。还已经报道了1.08兆碱基支原体丝状支原体(Mycoplasma mycoides)JCVI-syn1.0基因组的组装。作为非限制性实例，通过组装从多核苷酸合成仪化学产生的多核苷酸片段产生1080bp盒。然后通过在酵母中转化和同源重组在三个阶段中组装所述基因组(Gibson,等人,Science,第329卷,52-56(2010)，其内容以引用的方式整体并入本文)。
已经进行了研究来将短DNA片段与化学接头连接。'点击'化学或'点击'连接(叠氮化物与炔烃之间的环加成反应)已经由于其优点而获得了大量关注，所述优点如温和的反应条件、高产率和无害的副产物。'点击'化学由Nwe等人在Cancer Biotherapy andRadiopharmaceuticals,第24(3)卷,289-302(2009)中进行了综述，其内容以引用的方式整体并入本文。已经用点击连接产生了长度达300个碱基的DNA构建体，并且更长的序列是可行的。用PCR数据证明，尽管由环加成反应产生的片段之间的三唑接头，但各种DNA聚合酶能够扩增通过点击连接制备的合成DNA构建体。还可对合成的DNA构建体进行体外转录和滚环扩增。还已经用点击连接制备了长度达100个核苷酸的发夹核糖酶和环状微型DNA双链体(El-Sagheer等人,Accounts of Chemical Research,第45(8)卷,1258-1267(2012)，其内容以引用的方式整体并入本文)。
可在固体底物上进行顺序连接。例如，将在末端用生物素修饰的初始接头DNA分子连接至链霉亲和素包被的珠粒上。接头DNA分子的3'-端与进入的DNA片段的5'-端互补。在每个连接步骤后洗涤且收集珠粒，并且通过大范围核酸酶释放最终线性构建体。这种方法允许以优化的顺序和取向快速且有效地组装基因。(Takita,DNA Research,第20(4)卷,1-10(2013)，其内容以引用的方式整体并入本文)。在固体支持体上合成的标记的多核苷酸公开于Soloveichik等人的美国专利公布号2001/0014753和Vinayak等人的美国专利公布号2003/0191303中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
量化
在一个实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可在外来体中或当来源于一种或多种体液时量化。如本文所用，“体液”包括外周血、血清、血浆、腹水、尿液、脑脊髓液(CSF)、痰、唾液、骨髓、滑液、房水、羊水、耳垢、母乳、支气管肺泡灌洗液、精液、前列腺液、考珀液(cowper's fluid)或预射精液、汗液、粪便物、毛发、泪液、囊液、胸膜和腹膜液、心包液、淋巴液、食糜、乳糜、胆汁、间质液、经血、脓液、皮脂、呕吐物、阴道分泌物、粘膜分泌物、水样粪便、胰液、来自鼻窦腔的洗出液、支气管肺吸出物、胚泡腔液以及脐带血。或者，可从选自由以下组成的组的器官撷取外来体：肺、心脏、胰脏、胃、肠、膀胱、肾、卵巢、精巢、皮肤、结肠、乳房、前列腺、脑、食道、肝以及胎盘。
在外来体量化方法中，从受试者获得不超过2mL的样品并且通过尺寸排阻色谱法、密度梯度离心、差速离心、纳米膜超滤、免疫吸附剂捕获、亲和纯化、微流体分离或其组合来分离外来体。在分析中，多核苷酸的水平或浓度可以是所施用的构建体的表达水平、存在、不存在、截短或改变。有利的是，使所述水平与一种或多种临床表型或与用于人类疾病生物标志物的测定相关。所述测定可使用构建体特异性探针、细胞计数、qRT-PCR、实时PCR、PCR、流式细胞术、电泳、质谱法或其组合进行，同时可使用免疫组织化学方法如酶联免疫吸附测定(ELISA)方法分离外来体。还可通过尺寸排阻色谱法、密度梯度离心、差速离心、纳米膜超滤、免疫吸附剂捕获、亲和纯化、微流体分离或其组合来分离外来体。
这些方法给予研究者实时监测剩余的或所递送的多核苷酸的水平的能力。这是可能的，因为本发明的多核苷酸由于结构修饰或化学修饰而不同于内源形式。
在一个实施方案中，多核苷酸可使用诸如但不限于紫外可见光谱(UV/Vis)的方法来量化。UV/Vis光谱仪的非限制性实例是光谱仪(ThermoFisher,Waltham,MA)。量化的多核苷酸可进行分析以便确定所述多核苷酸是否可具有适当大小、检查没有发生所述多核苷酸的降解。多核苷酸的降解可通过以下方法来检查，例如但不限于琼脂糖凝胶电泳，基于HPLC的纯化方法如但不限于强阴离子交换HPLC、弱阴离子交换HPLC、反相HPLC(RP-HPLC)以及疏水相互作用HPLC(HIC-HPLC)，液相层析-质谱法(LCMS)，毛细管电泳(CE)以及毛细管凝胶电泳(CGE)。
纯化
本文描述的本发明的多核苷酸(例如，在本发明的RNAV中表征的编码抗原的多核苷酸)的纯化可包括但不限于，多核苷酸净化、质量保证和质量控制。净化可通过本领域已知的方法如但不限于珠粒(Beckman Coulter Genomics,Danvers,MA)、聚-T珠粒、LNATM oligo-T捕获探针Inc,Vedbaek,Denmark)，或基于HPLC的纯化方法如但不限于强阴离子交换HPLC、弱阴离子交换HPLC、反相HPLC(RP-HPLC)以及疏水相互作用HPLC(HIC-HPLC)来进行。术语“纯化的”当关于多核苷酸使用时如“纯化的多核苷酸”是指与至少一种污染物分离的多核苷酸。如本文所用，“污染物”是使另一种物质不适当、不纯或低品质的任何物质。因此，纯化的多核苷酸(例如DNA和RNA)以不同于在自然中发现它的形式或布置的形式或布置、或不同于在使它经受处理或纯化方法之前存在的形式或布置的形式或布置存在。
质量保证和/或质量控制检查可使用诸如但不限于凝胶电泳、UV吸光度或分析型HPLC的方法来进行。
在另一个实施方案中，多核苷酸可通过包括但不限于逆转录酶PCR的方法来测序。
IV.修饰
在示例性实施方案中，本发明的多核苷酸(例如，在本发明的NAV中表征的编码抗原的多核苷酸)可包含各种取代和/或插入。
在实施例中呈现的数据证明了使用本发明的制剂的显著增强的免疫应答。数据证明了本发明的化学修饰的和未修饰的RNA疫苗两者的有效性。出人意料地，与优选使用在用于生产疫苗的载体中配制的化学未修饰的mRNA的现有技术报道相比，本文发现化学修饰的mRNA-LNP疫苗需要比未修饰的mRNA低得多的有效mRNA剂量，即比未修饰的mRNA少十倍。
另外，本文所述的研究涉及对小鼠进行静脉内(IV)、肌内(IM)或皮内(ID)疫苗接种，随后用致死剂量的病毒激发。除了在致死剂量后存活的所有疫苗接种的动物之外，相较于蛋白质抗原和其他基于脂质的制剂(脂质复合物)，观察到显著更强的早期免疫应答(通过病毒中和测定和HA抑制(HAI)确定的抗病毒活性)。数据证明早在疫苗接种后1周，接受化学修饰的mRNA-LNP制剂(ID或IM)的两组动物分别展现在60和114下的超过40的HAI效价。大于40的HAI效价被认为足以保护免受流感的致死性激发。快速应答是出人意料的，特别是当与在蛋白质抗原和在其他脂质载体(脂质复合物)中配制的mRNA疫苗情况下所观察到的应答相比时，所述蛋白质抗原或mRNA疫苗在疫苗接种后一周且甚至在疫苗接种后三周继续显示小于40的无效HAI效价。
在每个随后时间点(3周和5周)，本发明的制剂继续提供比蛋白质抗原所提供的显著更强的治疗应答。事实上，甚至通过IV途径施用的化学未修饰的mRNA-LNP制剂也具有相对于蛋白质抗原增强的HAI效价。到第3周时，与在一周和三周继续显示小于40的HAI效价的蛋白质抗原相比，通过IM或ID施用接受mRNA-LNP制剂的所有动物展现超过40的HAI活性。到第5周时，通过1D途径施用的化学修饰的mRNA-LNP制剂具有大于10,000的出人意料的HAI活性，这与在所述时间点蛋白质抗原的约400的HAI效价形成对比。
与在不同脂质载体(脂质复合物)中配制的mRNA疫苗相比，本发明的化学修饰的和未修饰的RNA疫苗两者均产生更好的免疫应答。在第5周，与通过本发明的mRNA-LNP制剂实现的那些(635-10,152的HAI效价)相比，未化学修饰的mRNA-脂质复合物疫苗产生197的HAI效价。在所有其他时间点且对于所有化学修饰的mRNA-脂质复合物疫苗而言，HAI效价都未达到大于40的临界水平。另外，即使迟至疫苗接种后5周，mRNA-脂质复合物疫苗在微量中和活性方面也未产生任何可检测的中和活性。
如本文所用，在多核苷酸(如嵌合多核苷酸、IVT多核苷酸或环形多核苷酸)中，术语“化学修饰”或在适当时“化学修饰的”是指相对于腺苷(A)、鸟苷(G)、尿苷(U)、胸苷(T)或胞苷(C)核糖核苷或脱氧核糖核苷在它们的位置、模式、百分比或群体中的一个或多个方面的修饰。一般来说，在本文中，这些术语不意图指天然存在的5′末端mRNA帽部分中的核糖核苷酸修饰。
在多肽中，术语“修饰”是指如与20个氨基酸的规范组相比的修饰。
所述修饰可以是各种不同的修饰。在一些实施方案中，所述区可包含一种、两种或更多种(任选地不同的)核苷或核苷酸修饰。在一些实施方案中，引入至细胞的修饰的多核苷酸可表现出与未修饰的多核苷酸相比，细胞中的降解减少。
适用于本发明中的NAV的多核苷酸的修饰包括但不限于表22中的那些。在表中应注意的是修饰的符号、核碱基类型以及修饰是否是天然存在的。
表22.修饰
可适用于本发明的NAV的多核苷酸中的其他修饰在表23中列出。
表23.另外的修饰类型
所述NAV的多核苷酸可在核苷之间包含任何有用的接头。此类接头(包括主链修饰)在表24中给出。
表24.接头修饰
本发明的NAV的多核苷酸可包含任何有用的修饰，如对糖、核碱基或核苷间键联(例如对连接磷酸酯/对磷酸二酯键联/对磷酸二酯主链)的修饰。嘧啶核碱基的一个或多个原子可以被任选取代的氨基、任选取代的巯基、任选取代的烷基(例如甲基或乙基)或卤代(例如氯或氟)置换或取代。在某些实施方案中，修饰(例如，一个或多个修饰)可存在于糖和核苷间键联中的每个中。根据本发明的修饰可以是核糖核酸(RNA)修饰成脱氧核糖核酸(DNA)、苏糖核酸(TNA)、乙二醇核酸(GNA)、肽核酸(PNA)、锁核酸(LNA)或其杂合体)。另外的修饰在本文进行描述。
可在链合成或合成后期间将非天然修饰的核苷酸引入例如本发明的NAV的多核苷酸或核酸以实现所需的功能或性质。修饰可在核苷酸间键联、嘌呤或嘧啶碱基或糖上。修饰可在链的末端或链中的任何其他位置引入；使用化学合成或使用聚合酶。例如，己糖醇核酸(HNA)是核酸酶抗性的并且提供与RNA的强杂交。已经构建了在两个密码子中具有己糖醇残基的短信使RNA(mRNA)(Lavrik等人,Biochemistry,40,11777-11784(2001)，其内容以引用的方式整体并入本文)。还已经研究了包含由5'和3'HNA序列侧接的硫代磷酸酯中心序列的嵌合HNA缺口体寡核苷酸的反义作用(参见例如，Kang等人,Nucleic Acids Research,第32(4)卷,4411-4419(2004)，其内容以引用的方式整体并入本文)。RNA干扰、反义疗法或其他应用中的包含6元环的修饰的核苷酸的制备和用途公开于Herdewijn等人的美国专利申请号2008/0261905、美国专利申请号2010/0009865和PCT申请号WO97/30064中；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。修饰的核酸及其合成公开于共同未决的PCT申请号PCT/US2012/058519(代理人案号M09)中，其内容以引用的方式整体并入本文。修饰的多核苷酸的合成和策略由Verma和Eckstein在Annual Review of Biochemistry,第76卷,99-134(1998)中进行了综述，其内容以引用的方式整体并入本文。
酶或化学连接方法可用于使多核苷酸或其区与不同的功能单元如荧光标记、液体、纳米颗粒、递送剂等缀合。多核苷酸和修饰的多核苷酸的缀合物由Goodchild在Bioconjugate Chemistry,第1(3)卷,165-187(1990)中进行了综述，其内容以引用的方式整体并入本文。Vinayak等人的美国专利号6,835,827和美国专利号6,525,183(其各自的内容以引用的方式整体并入本文)教导了使用标记的固体支持体合成标记的寡核苷酸。
在某些实施方案中，可能令人希望的是细胞内降解被引入至细胞中的多核苷酸。例如，如果蛋白质产生的精确定时是所需的，那么多核苷酸的降解可能是优选的。因此，在一些实施方案中，本发明提供一种含有降解结构域的多核苷酸，所述降解结构域能够在细胞内以定向的方式被作用。
多核苷酸的任何区可如本文所教导或如2012年10月3日提交的国际申请号PCT/2012/058519(代理人案号M9)和2013年6月20日提交的美国临时申请号61/837297(代理人案号M36)中所教导进行化学修饰，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
修饰的多核苷酸分子
本发明还包括例如本发明的NAV的多核苷酸分子的结构单元，例如修饰的核糖核苷和修饰的核糖核苷酸。例如，这些结构单元可适用于制备本发明的多核苷酸。此类结构单元在2012年10月3日提交的国际申请号PCT/2012/058519(代理人案号M9)和2013年6月20日提交的美国临时申请号61/837297(代理人案号M36)中进行了教导，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
糖上的修饰
可并入多核苷酸(例如，RNA或mRNA，如本文所描述)中的修饰的核苷和核苷酸(例如，结构单元分子)可在核糖核酸的糖上被修饰。例如，2′羟基(OH)可以被多个不同的取代基修饰或置换。2′-位置处的示例性取代包括但不限于H、卤代、任选取代的C1-6烷基；任选取代的C1-6烷氧基；任选取代的C6-10芳氧基；任选取代的C3-8环烷基；任选取代的C3-8环烷氧基；任选取代的C6-10芳氧基；任选取代的C6-10芳基-C1-6烷氧基，任选取代的C1-12(杂环基)氧基；糖(例如，核糖、戊糖或本文所描述的任何糖)；聚乙二醇(PEG)，-O(CH2CH2O)nCH2CH2OR，其中R为H或任选取代的烷基，并且n为0至20(例如，0至4、0至8、0至10、0至16、1至4、1至8、1至10、1至16、1至20、2至4、2至8、2至10、2至16、2至20、4至8、4至10、4至16以及4至20)的整数；“锁”核酸(LNA)，其中2′-羟基通过C1-6亚烷基或C1-6杂亚烷基桥连接至同一核糖的4’-碳，其中示例性桥包括亚甲基、亚丙基、醚或氨基桥；如本文所定义的氨基烷基；如本文所定义的氨基烷氧基；如本文所定义的氨基；以及如本文所定义的氨基酸。
一般来说，RNA包括糖基核糖，所述糖基核糖是具有氧的5元环。示例性、非限制性的修饰核苷酸包括核糖中的氧的置换(例如，用S、Se或亚烷基如亚甲基或亚乙基置换)；添加双键(例如，以便用环戊烯基或环己烯基置换核糖)；核糖的环缩反应(例如，以便形成环丁烷或环氧丙烷的4元环)；核糖的扩环反应(例如，以便形成具有额外碳或杂原子的也具有氨基磷酸酯主链的6元或7元环，如对于失水己糖醇、阿卓糖醇、甘露醇、环己烷基、环己烯基以及吗啉代来说)；多环形式(例如，三环；以及“非锁定”形式，如乙二醇核酸(GNA)(例如，R-GNA或S-GNA，其中核糖被连接至磷酸二酯键的乙二醇单元置换)、苏糖核酸(TNA，其中核糖被α-L-苏型呋喃糖基-(3′→2′)置换)，和肽核酸(PNA，其中2-氨基-乙基-甘氨酸键联置换核糖和磷酸二酯主链)。糖基还可包含具有与核糖中对应碳的立体化学构型相反的立体化学构型的一个或多个碳。因此，多核苷酸分子可包括含有例如阿拉伯糖作为糖的核苷酸。此类糖修饰在2012年10月3日提交的国际申请号PCT/2012/058519(代理人案号M9)和2013年6月20日提交的美国临时申请号61/837297(代理人案号M36)中进行了教导，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
核碱基上的修饰
本公开提供修饰的核苷和核苷酸。如本文所描述，“核苷”被定义为含有糖分子(例如，戊糖或核糖)或其衍生物与有机碱基(例如，嘌呤或嘧啶)或其衍生物(本文还被称为“核碱基”)的组合的化合物。如本文所描述，“核苷酸”被定义为包含磷酸酯基的核苷。修饰的核苷酸可通过如本文所描述的任何有用的方法(例如，化学方法、酶方法或重组方法以便包括一个或多个修饰的或非天然的核苷)来合成。多核苷酸可包含连接的核苷的一个或多个区。此类区可具有可变主链键联。所述键联可以是标准磷酸酯键联，在这种情况下多核苷酸将包含核苷酸的区。
修饰的核苷酸碱基配对不仅涵盖标准腺苷-胸腺嘧啶、腺苷-尿嘧啶或鸟苷-胞嘧啶碱基对，而且涵盖在核苷酸和/或包含非标准或修饰的碱基的修饰的核苷酸之间形成的碱基对，其中氢键供体和氢键受体的排列允许非标准碱基与标准碱基之间或两个互补的非标准碱基结构之间的氢键合。这种非标准碱基配对的一个实例是修饰核苷酸肌苷与腺嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶之间的碱基配对。
修饰核苷和核苷酸可包含修饰核碱基。RNA中发现的核碱基的实例包括但不限于腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。DNA中发现的核碱基的实例包括但不限于腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。此类修饰的核碱基(包括天然存在与非天然存在之间的区别)在2012年10月3日提交的国际申请号PCT/2012/058519(代理人案号M9)和2013年6月20日提交的美国临时申请号61/837297(代理人案号M36)中进行了教导，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
修饰的糖、核碱基和核苷间键联的组合
本发明的多核苷酸，例如本发明的NAV可包括对糖、核碱基和/或核苷间键联的修饰的组合。这些组合可包括本文所描述的任何一个或多个修饰。
修饰的核苷酸和修饰的核苷酸组合的实例提供在以下表25中。这些修饰的核苷酸的组合可用于形成本发明的多核苷酸。除非另外指明，否则修饰的核苷酸可完全取代本发明的多核苷酸的天然核苷酸。作为非限制性实例，天然核苷酸尿苷可以被本文所描述的修饰核苷取代。在另一个非限制性实例中，天然核苷酸尿苷可以被本文所公开的至少一种修饰核苷部分地取代(例如，约0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99.9％)。碱基/糖或接头的任何组合可并入本发明的多核苷酸中，并且此类修饰在2012年10月3日提交的国际申请号PCT/2012/058519(代理人案号M9)和2013年6月20日提交的美国临时申请号61/837297(代理人案号M36)中进行了教导，所述申请各自的内容以引用的方式整体并入本文。
表25.组合
V.药物疫苗组合物
配制、施用、递送和给药
本发明提供药物组合物，所述药物组合物包含任选地与一种或多种药学上可接受的赋形剂组合的NAV和NAV组合物和/或复合物。
本发明人已经发现，NAV在几个方面优于当前疫苗。首先，皮下和/或皮内注射优于作为递送途径的肌肉内施用。第二，脂质纳米颗粒递送优于其他制剂(包括文献中的鱼精蛋白方法)介于10-100倍之间，并且未发现需要另外的佐剂。第三，修饰的和配制的NAV优于未修饰的配制的NAV 50倍。
本发明提供任选地与一种或多种药学上可接受的赋形剂组合的NAV和NAV药物组合物和复合物。药物组合物可任选地包含一种或多种另外活性物质，例如治疗和/或预防活性物质。本发明的药物组合物可以是无菌的和/或无热原的。在配制和/或制造药剂方面的一般考虑因素可见于例如Remington:The Science and Practice of Pharmacy第21版,Lippincott Williams&Wilkins,2005(其以引用的方式整体并入本文)中。
在一些实施方案中，向人，即人患者或受试者施用组合物。为了本公开的目的，短语“活性成分”通常是指NAV或其中所含的多核苷酸，例如待如本文所描述递送的编码抗原的多核苷酸，例如RNA多核苷酸。
虽然本文提供的药物组合物的描述主要涉及适用于向人施用的药物组合物，但是熟练的业内人士将理解此类组合物通常适用于向任何其他动物例如向非人动物(例如非人哺乳动物)施用。改变适用于向人施用的药物组合物以便使得组合物适用于向各种动物施用为众所周知的，并且普通兽医药理学家可仅仅通过普通实验(如果需要)来设计和/或进行此种改变。所想到的向其施用药物组合物的受试者包括但不限于人和/或其他灵长类动物；哺乳动物，包括商业上相关的哺乳动物如牛、猪、马、绵羊、猫、犬、小鼠和/或大鼠；和/或鸟类，包括商业上相关的鸟类如家禽、鸡、鸭、鹅和/或火鸡。
本文描述的药物组合物的制剂可通过药理学领域中已知或此后开发的任何方法来制备。通常，此类制备方法包括以下步骤：使活性成分与赋形剂和/或一种或多种其他辅助成分缔合，并且然后如果必要和/或希望，使产品划分、成形和/或包装为所需的单剂量或多剂量单位。
根据本发明的药物组合物中的活性成分、药学上可接受的赋形剂和/或任何另外成分的相对量将取决于所治疗的受试者的身份、尺寸和/或病状并且进一步取决于待施用组合物的途径而改变。作为举例，组合物可包含0.1％与100％之间，例如0.5％与50％之间、1％至30％之间、5％与80％之间、至少80％(w/w)的活性成分。
制剂
本发明的NAV可使用一种或多种赋形剂来配制以便：(1)增加稳定性；(2)增加细胞转染；(3)容许持续或延迟释放(例如，从贮库制剂释放)；(4)改变生物分布(例如，靶向特定组织或细胞类型)；(5)增加体内编码的蛋白质的翻译；和/或(6)改变体内编码的蛋白质(抗原)的释放概况。除了传统赋形剂如任何和所有溶剂、分散介质、稀释剂或其他液体媒介物、分散或悬浮助剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂之外，本发明的赋形剂可包括但不限于类脂质(lipidoid)、脂质体、脂质纳米颗粒、聚合物、脂质复合物、核-壳纳米颗粒、肽、蛋白质、用NAV转染的细胞(例如，用于移植到受试者中)、透明质酸酶、纳米颗粒模拟物以及其组合。
因此，本发明的制剂可包括各自以一定的量存在的一种或多种赋形剂，所述量可增加NAV的稳定性、增加由NAV进行的细胞转染、增加多核苷酸编码的蛋白质的表达和/或改变多核苷酸编码的蛋白质的释放概况。此外，本发明的多核苷酸可使用自组装核酸纳米颗粒来配制。
本文描述的药物组合物的制剂可通过药理学领域中已知或此后开发的任何方法来制备。通常，此类制备方法包括使活性成分与赋形剂和/或一种或多种其他辅助成分缔合的步骤。
根据本公开的药物组合物可以单一单位剂量和/或以多个单一单位剂量大批量制备、包装和/或销售。如本文所使用，“单位剂量”是指包含预先确定的量的活性成分的药物组合物的个别量。活性成分的量通常等于将要向受试者施用的活性成分的剂量和/或这种剂量的合宜分数，例如像这种剂量的一半或三分之一。
根据本公开的药物组合物中的活性成分、药学上可接受的赋形剂和/或任何另外成分的相对量可取决于所治疗的受试者的身份、尺寸和/或病状并且进一步取决于待施用组合物的途径而改变。例如，组合物可包含0.1％与99％(w/w)之间的活性成分。作为举例，组合物可包含0.1％与100％之间，例如.5％与50％之间、1％至30％之间、5％与80％之间、至少80％(w/w)的活性成分。
在一些实施方案中，本文描述的制剂可含有至少一种多核苷酸，例如，编码抗原的多核苷酸。作为非限制性实例，制剂可含有1、2、3、4或5种多核苷酸。
在一个实施方案中，本文描述的制剂可包含多于一种类型的多核苷酸，例如，编码抗原的多核苷酸。在一个实施方案中，制剂可包含线性和环形形式的嵌合多核苷酸。在另一个实施方案中，制剂可包含环形多核苷酸和IVT多核苷酸。在另一个实施方案中，制剂可包含IVT多核苷酸、嵌合多核苷酸和环形多核苷酸。
在一个实施方案中，制剂可含有编码选自以下分类的蛋白质的多核苷酸，所述蛋白质分类例如但不限于人蛋白质、兽用蛋白质、细菌蛋白质、生物蛋白质、抗体、免疫原性蛋白、治疗性肽和蛋白质、分泌蛋白、质膜蛋白、胞质蛋白和细胞骨架蛋白、细胞内膜结合蛋白、核蛋白、与人类疾病相关的蛋白质和/或与非人类疾病相关的蛋白质。在一个实施方案中，制剂含有至少三种编码蛋白质的多核苷酸。在一个实施方案中，制剂含有至少五种编码蛋白质的多核苷酸。
药物制剂可另外包含药学上可接受的赋形剂，如本文所使用的赋形剂包括但不限于适合于所需的具体剂型的任何和所有溶剂、分散介质、稀释剂或其他液体媒介物、分散或悬浮助剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂等。用于配制药物组合物的各种赋形剂和用于制备所述组合物的技术是本领域中已知的(参见Remington:The Science andPractice of Pharmacy,第21版,A.R.Gennaro,Lippincott,Williams&Wilkins,Baltimore,MD,2006；以引用的方式整体并入本文)。常规赋形剂介质的使用可涵盖在本公开的范围内，除了如通过产生任何不希望的生物作用或另外以有害的方式与药物组合物的任何其他组分相互作用而可能与物质或其衍生物不相容的任何常规赋形剂介质。
在一些实施方案中，可增加和/或减小脂质纳米颗粒的粒度。粒度的变化可能够帮助抵消生物反应例如但不限于炎症或可增加递送至哺乳动物的修饰mRNA的生物作用。
在药物组合物的制造中使用的药学上可接受的赋形剂包括但不限于惰性稀释剂、表面活性剂和/或乳化剂、防腐剂、缓冲剂、润滑剂和/或油。此类赋形剂可任选包括在本发明的药物制剂中。
类脂质
已广泛描述了类脂质的合成并且含有这些化合物的制剂特别适用于递送多核苷酸(参见Mahon等人,Bioconjug Chem.2010 21:1448-1454；Schroeder等人,J InternMed.2010 267:9-21；Akinc等人,Nat Biotechnol.2008 26:561-569；Love等人,Proc NatlAcad Sci U S A.2010 107:1864-1869；Siegwart等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2011108:12996-3001；所有所述参考文献均整体并入本文)。
虽然这些类脂质已用来在啮齿动物和非人灵长类动物体内有效递送双链小干扰RNA分子(参见Akinc等人,Nat Biotechnol.2008 26:561-569；Frank-Kamenetsky等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2008 105:11915-11920；Akinc等人,Mol Ther.2009 17:872-879；Love等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2010 107:1864-1869；Leuschner等人,NatBiotechnol.2011 29:1005-1010；所有所述参考文献均整体并入本文)，但是本公开描述了其配制和在递送NAV或其中含有的多核苷酸中的用途。
复合物、胶束、脂质体或颗粒可制备成含有这些类脂质并且因此可产生多核苷酸的有效递送，如经由局部和/或系统施用途径注射类脂质制剂之后产生编码的蛋白质所判断的。多核苷酸的类脂质复合物可通过各种方式施用，包括但不限于静脉内途径、肌内途径或皮下途径。
核酸的体内递送可受许多参数包括但不限于制剂组成、颗粒PEG化的性质、负载程度、多核苷酸与脂质比率以及生物物理参数如但不限于粒度所影响(Akinc等人,MolTher.2009 17:872-879；其以引用的方式整体并入本文)。作为一个实例，聚(乙二醇)(PEG)脂质的锚链长度的小变化可对体内功效产生显著影响。可测试具有不同类脂质的制剂的体内活性，所述类脂质包括但不限于五[3-(1-月桂基氨基丙酰基)]-三亚乙基四胺盐酸盐(TETA-5LAP；又名98N12-5，参见Murugaiah等,Analytical Biochemistry,401:61(2010)；其以引用的方式整体并入本文)、C12-200(包括衍生物和变体)和MD1。
本文称为“98N12-5”的类脂质由Akinc等,Mol Ther.2009 17:872-879公开并且其以引用的方式整体并入。
本文称为“C12-200”的类脂质由Love等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2010107:1864-1869以及Liu和Huang,Molecular Therapy.2010 669-670公开；所述参考文献均以引用的方式整体并入本文。类脂质制剂可包括除了多核苷酸之外还包含3或4种或更多种组分的颗粒。作为一个实例，具有某些类脂质的制剂包括但不限于98N12-5并且可含有42％类脂质、48％胆固醇和10％PEG(C14烷基链长度)。作为另一个实例，具有某些类脂质的制剂包括但不限于C12-200并且可含有50％类脂质、10％二硬脂酰磷脂酰胆碱、38.5％胆固醇以及1.5％PEG-DMG。
在一个实施方案中，用类脂质配制的用于全身静脉内施用的多核苷酸可靶向肝脏。例如，最终优化的静脉内制剂可引起制剂大于90％分布至肝脏，所述最终优化的静脉内制剂使用多核苷酸，并且包含42％98N12-5、48％胆固醇和10％PEG-脂质的脂质摩尔组成，约7.5比1的总脂质比多核苷酸的最终重量比，以及在PEG脂质上的C14烷基链长度，且平均粒度为大约50-60nm。(参见，Akinc等人,Mol Ther.2009 17:872-879；其以引用的方式整体并入本文)。在另一个实例中，使用C12-200(参见美国临时申请61/175,770和公布的国际申请WO2010129709，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文)类脂质的静脉内制剂可具有50/10/38.5/1.5的C12-200/二硬脂酰磷脂酰胆碱/胆固醇/PEG-DMG的摩尔比，7比1的总脂质比多核苷酸的重量比，且平均粒度为80nm，其可有效于将多核苷酸递送至肝细胞(参见，Love等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2010 107:1864-1869，其以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，含MD1类脂质的制剂可用来在体内有效地将多核苷酸递送至肝细胞。
用于肌内途径或皮下途径的优化类脂质制剂的特征可取决于靶细胞类型和制剂扩散穿过细胞外基质进入血流的能力而显著变化。虽然由于内皮窗孔(endothelialfenestrae)的大小，可能希望小于150nm的粒度用于有效肝细胞递送(参见，Akinc等人,MolTher.2009 17:872-879，其以引用的方式整体并入本文)，但是使用类脂质配制的NAV将制剂递送至其他细胞类型(包括但不限于内皮细胞、骨髓细胞和肌细胞)可不受类似大小限制。
已报道使用类脂质制剂将siRNA体内递送至其他非肝细胞的细胞如骨髓细胞和内皮(参见Akinc等人,Nat Biotechnol.2008 26:561-569；Leuschner等人,NatBiotechnol.2011 29:1005-1010；Cho等人Adv.Funct.Mater.2009 19:3112-3118；8thInternational Judah Folkman Conference,Cambridge,MA 201010月8-9日；所述参考文献各自均以引用的方式整体并入本文)。有效递送至骨髓细胞如单核细胞的类脂质制剂可具有类似的组分摩尔比。类脂质与其他组分包括但不限于二硬脂酰磷脂酰胆碱、胆固醇和PEG-DMG的不同比率可用来优化用于递送至不同细胞类型(包括但不限于肝细胞、骨髓细胞、肌细胞等)的RNAV的配制。例如，组分摩尔比可包括但不限于50％C12-200、10％二硬脂酰磷脂酰胆碱、38.5％胆固醇和％1.5PEG-DMG(参见Leuschner等人,Nat Biotechnol 201129:1005-1010；其以引用的方式整体并入本文)。通过皮下或肌内递送来使用用于将核酸局部递送至细胞(例如但不限于脂肪细胞和肌细胞)的类脂质制剂可不需要全身递送所希望的所有制剂组分，并且因此可仅包含类脂质和NAV。
不同类脂质的组合可用来改进多核苷酸引导的蛋白质产生的功效，因为类脂质可能能够增加由RNAV进行的细胞转染；和/或增加编码的蛋白质的翻译(参见Whitehead等人,Mol.Ther.2011,19:1688-1694，其以引用的方式整体并入本文)。
脂质体、脂质复合物和脂质纳米颗粒
可使用一种或多种脂质体、脂质复合物或脂质纳米颗粒来配制本发明的NAV。在一个实施方案中，NAV的药物组合物包含脂质体。脂质体为人工制备的囊泡，其可主要由脂质双层组成并且可用作用于施用营养物和药物制剂的递送媒介物。脂质体可具有不同大小，例如但不限于直径可为数百纳米并且可含有被狭窄含水区室分开的一系列同心双层的多层囊泡(MLV)、直径可小于50nm的小单细胞囊泡(SUV)以及直径可在50nm与500nm之间的大单细胞囊泡(LUV)。脂质体设计可包括但不限于调理素或配体，以便改进脂质体对不健康组织的附着或启动诸如但不限于胞吞的事件。脂质体可含有低或高pH以便改进药物制剂的递送。
脂质体的形成可取决于物理化学特征，例如但不限于包埋的药物制剂和脂质体成分、其中分散脂质囊泡的介质的性质、所包埋物质的有效浓度和其潜在毒性、在囊泡的施加和/或递送过程中涉及的任何另外过程、用于预期应用的囊泡的优化大小、多分散性和保质期，以及大规模生产安全有效的脂质体产品的批与批之间的再现性和可能性。
作为非限制性实例，脂质体如合成膜囊泡可通过在美国专利公布号US20130177638、US20130177637、US20130177636、US20130177635、US20130177634、US20130177633、US20130183375、US20130183373以及US20130183372中描述的方法、设备和装置来制备，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文描述的药物组合物可包括但不限于脂质体，如从以下物质形成的那些：1,2-二油基氧基-N,N-二甲基氨基丙烷(DODMA)脂质体、来自MarinaBiotech(Bothell,WA)的DiLa2脂质体、1,2-二亚油基氧基-3-二甲基氨基丙烷(DLin-DMA)、2,2-二亚油基-4-(2-二甲基氨基乙基)-[1,3]-二氧杂环戊烷(DLin-KC2-DMA)和MC3(US20100324120；其以引用的方式整体并入本文)，以及可递送小分子药物的脂质体，如但不限于来自Janssen Biotech,Inc.(Horsham,PA)的
在一个实施方案中，本文描述的药物组合物可包括但不限于脂质体，如从合成先前已描述并且示出适用于体外和体内寡核苷酸递送的稳定质粒-脂质颗粒(SPLP)或稳定核酸脂质颗粒(SNALP)而形成的那些(参见Wheeler等人Gene Therapy.1999 6:271-281；Zhang等人Gene Therapy.1999 6:1438-1447；Jeffs等人Pharm Res.2005 22:362-372；Morrissey等人,Nat Biotechnol.2005 2:1002-1007；Zimmermann等人,Nature.2006 441:111-114；Heyes等人J Contr Rel.2005 107:276-287；Semple等人Nature Biotech.201028:172-176；Judge等人J Clin Invest.2009 119:661-673；deFougerolles Hum GeneTher.2008 19:125-132；美国专利公布号US20130122104；所有所述参考文献均整体并入本文)。Wheeler等的原始制造方法为清洁剂透析方法，其后来被Jeffs等改进并且称为自发囊泡形成方法。除了多核苷酸之外，脂质体制剂主要由3至4种脂质组分组成。作为一个实例，脂质体可含有但不限于如Jeffs等所述的55％胆固醇、20％二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、10％PEG-S-DSG以及15％1,2-二油基氧基-N,N-二甲基氨基丙烷(DODMA)。作为另一个实例，某些脂质体制剂可含有但不限于如Heyes等所述的48％胆固醇、20％DSPC、2％PEG-c-DMA以及30％阳离子脂质，其中阳离子脂质可为1,2-二硬脂氧基-N,N-二甲基氨基丙烷(DSDMA)、DODMA、DLin-DMA或1,2-二亚麻酰基氧基-3-二甲基氨基丙烷(DLenDMA)。
在一些实施方案中，脂质体制剂可包含约25.0％胆固醇至约40.0％胆固醇、约30.0％胆固醇至约45.0％胆固醇、约35.0％胆固醇至约50.0％胆固醇和/或约48.5％胆固醇至约60％胆固醇。在优选的实施方案中，制剂可包含选自由28.5％、31.5％、33.5％、36.5％、37.0％,、38.5％、39.0％和43.5％组成的组的胆固醇百分比。在一些实施方案中，制剂可包含约5.0％至约10.0％DSPC和/或约7.0％至约15.0％DSPC。
在一个实施方案中，药物组合物可包括脂质体，其可形成以递送可编码至少一种免疫原(抗原)或任何其他目标多肽的多核苷酸。NAV可被脂质体包封和/或它可包含在然后可被脂质体包封的含水核中(参见国际公布号WO2012031046、WO2012031043、WO2012030901和WO2012006378以及美国专利公布号US20130189351、US20130195969和US20130202684；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
在另一个实施方案中，脂质体可被配制用于靶向递送。作为非限制性实例，脂质体可被配制用于靶向递送至肝脏。用于靶向递送的脂质体可包括但不限于在美国专利公布号US20130195967中描述的脂质体和制备脂质体的方法，其内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，可编码免疫原(抗原)的多核苷酸可配制在阳离子型水包油乳剂中，其中乳剂颗粒包含油核和阳离子脂质，所述阳离子脂质与多核苷酸相互作用，从而将所述分子锚定至乳剂颗粒(参见国际公布号WO2012006380；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV可配制在包含其中分散有亲水相的连续疏水相的油包水乳剂中。作为非限制性实例，乳剂可通过在国际公布号WO201087791中描述的方法来制备；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，脂质制剂可包括至少阳离子脂质、可增强转染的脂质以及含有连接至脂质部分的亲水头基的至少一种脂质(国际公布号WO2011076807和美国公布号20110200582；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，编码免疫原的多核苷酸可配制在脂质囊泡中，所述脂质囊泡可在官能化的脂质双层之间具有交联(参见美国公布号20120177724，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，多核苷酸可配制在如国际专利公布号WO2013086526中描述的脂质体中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。可使用如在国际专利公布号WO2013086526中描述的反向pH梯度和/或优化的内部缓冲液组合物将NAV包封在脂质体中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV药物组合物可配制在脂质体中，例如但不限于DiLa2脂质体(Marina Biotech,Bothell,WA)、(Marina Biotech,Bothell,WA)、基于DOPC(1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱)的中性脂质体(例如，用于卵巢癌的siRNA递送(Landen等Cancer Biology&Therapy 2006 5(12)1708-1713)；其以引用的方式整体并入本文)以及透明质酸涂覆的脂质体(Quiet Therapeutics,Israel)。
在一个实施方案中，阳离子脂质可以是低分子量阳离子脂质，如在美国专利申请号20130090372中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可配制在脂质囊泡中，所述脂质囊泡可在官能化的脂质双层之间具有交联。
在一个实施方案中，NAV可配制在包含阳离子脂质的脂质体中。脂质体的阳离子脂质中的氮原子与RNA中的磷酸酯的摩尔比(N:P比)可在1:1与20:1之间，如在国际公布号WO2013006825中所述，其以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，脂质体的N:P比可为大于20:1或小于1:1。
在一个实施方案中，NAV可配制在脂质-聚阳离子复合物中。脂质-聚阳离子复合物的形成可通过本领域中已知和/或如在美国公布号20120178702中所述的方法来完成，所述专利以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，聚阳离子可包括阳离子肽或多肽例，如但不限于聚赖氨酸、聚鸟氨酸和/或聚精氨酸以及在国际公布号WO2012013326或美国专利公布号US20130142818中描述的阳离子肽；所述专利各自以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，NAV可配制在脂质-聚阳离子复合物中，所述脂质-聚阳离子复合物可进一步包括非阳离子脂质，如但不限于胆固醇或二油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)。
在一个实施方案中，NAV可配制在氨基醇类脂质中。可用于本发明中的氨基醇类脂质可通过描述于美国专利号8,450,298中的方法来制备；所述专利以引用的方式整体并入本文。
脂质体制剂可受(但不限于)以下因素影响：阳离子脂质组分的选择、阳离子脂质饱和度、PEG化的性质、所有组分比率以及生物物理参数如大小。在Semple等(Semple等Nature Biotech.2010 28:172-176；其以引用的方式整体并入本文)的一个实例中，脂质体制剂主要由57.1％阳离子脂质、7.1％二棕榈酰磷脂酰胆碱、34.3％胆固醇以及1.4％PEG-c-DMA组成。作为另一个实例，改变阳离子脂质的组成可更有效地将siRNA递送至各种抗原呈递细胞(Basha等Mol Ther.2011 19:2186-2200；其以引用的方式整体并入本文)。在一些实施方案中，脂质体制剂可包含约35％至约45％阳离子脂质、约40％至约50％阳离子脂质、约50％至约60％阳离子脂质和/或约55％至约65％阳离子脂质。在一些实施方案中，脂质体中脂质与mRNA的比率可以是约5:1至约20:1、约10:1至约25:1、约15:1至约30:1和/或至少30:1。
在一些实施方案中，可增加或减小脂质纳米颗粒(LNP)制剂中的PEG比率和/或可将PEG脂质的碳链长度从C14修改至C18以改变LNP制剂的药物代谢动力学和/或生物分布。作为非限制性实例，LNP制剂可相较于阳离子脂质、DSPC和胆固醇包含约0.5％至约3.0％、约1.0％至约3.5％、约1.5％至约4.0％、约2.0％至约4.5％、约2.5％至约5.0％和/或约3.0％至约6.0％的PEG-c-DOMG(R-3-[(ω-甲氧基-聚(乙二醇)2000)氨基甲酰基)]-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺)(在本文还称为PEG-DOMG)的脂质摩尔比。在另一个实施方案中，PEG-c-DOMG可被PEG脂质替代，所述PEG脂质如但不限于PEG-DSG(1,2-二硬脂酰基-sn-甘油、甲氧基聚乙二醇)、PEG-DMG(1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油)和/或PEG-DPG(1,2-二棕榈酰基-sn-甘油、甲氧基聚乙二醇)。阳离子脂质可选自本领域中已知的任何脂质，例如但不限于DLin-MC3-DMA、DLin-DMA、C12-200和DLin-KC2-DMA。
在一个实施方案中，NAV可配制在脂质纳米颗粒中，如在国际公布号WO2012170930中描述的脂质纳米颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，包含多核苷酸的NAV制剂是可包含至少一种脂质的纳米颗粒。所述脂质可选自但不限于DLin-DMA、DLin-K-DMA、98N12-5、C12-200、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMA、DODMA、PLGA、PEG、PEG-DMG、PEG化脂质以及氨基醇脂质。另一方面，所述脂质可以是阳离子脂质，如但不限于DLin-DMA、DLin-D-DMA、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMA、DODMA以及氨基醇脂质。氨基醇阳离子脂质可以是在美国专利公布号US20130150625中描述的和/或通过在所述专利中描述的方法制备的脂质，所述专利以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，阳离子脂质可以是2-氨基-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]-2-{[(9Z,2Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]甲基}丙-1-醇(US20130150625中的化合物1)；2-氨基-3-[(9Z)-十八碳-9-烯-1-基氧基]-2-{[(9Z)-十八碳-9-烯-1-基氧基]甲基}丙-1-醇(US20130150625中的化合物2)；2-氨基-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]-2-[(辛基氧基)甲基]丙-1-醇(US20130150625中的化合物3)；以及2-(二甲基氨基)-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]-2-{[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]甲基}丙-1-醇(US20130150625中的化合物4)；或其任何药学上可接受的盐或立体异构体。
脂质纳米颗粒制剂通常包含脂质，具体地说，可电离的阳离子脂质，例如2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)或二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)，并且还包含中性脂质、固醇以及能够减少颗粒聚集的分子，例如PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，脂质纳米颗粒制剂基本上由以下各项组成：(i)至少一种选自由以下组成的组的脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；(ii)选自DSPC、DPPC、POPC、DOPE和SM的中性脂质；(iii)固醇，例如胆固醇；以及(iv)PEG-脂质，例如PEG-DMG或PEG-cDMA，处于约20％-60％阳离子脂质:5％-25％中性脂质:25％-55％固醇；0.5％-15％PEG-脂质的摩尔比。
在一个实施方案中，所述制剂包含按摩尔计约25％至约75％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)，例如按摩尔计约35％至约65％、约45％至约65％、约60％、约57.5％、约50％或约40％。
在一个实施方案中，所述制剂包含按摩尔计约0.5％至约15％的中性脂质，例如按摩尔计约3％至约12％、约5％至约10％或约15％、约10％或约7.5％。示例性中性脂质包括但不限于DSPC、POPC、DPPC、DOPE和SM。在一个实施方案中，所述制剂包含按摩尔计约5％至约50％的固醇(例如，按摩尔计约15％至约45％、约20％至约40％、约40％、约38.5％、约35％或约31％。示例性固醇是胆固醇。在一个实施方案中，所述制剂包含按摩尔计约0.5％至约20％的PEG或PEG修饰的脂质(例如，按摩尔计约0.5％至约10％、约0.5％至约5％、约1.5％、约0.5％、约1.5％、约3.5％或约5％。在一个实施方案中，PEG或PEG修饰的脂质包含平均分子量为2,000Da的PEG分子。在其他实施方案中，PEG或PEG修饰的脂质包含平均分子量小于2,000(例如，大约1,500Da、大约1,000Da或大约500Da)的PEG分子。示例性PEG修饰的脂质包括但不限于PEG-二硬脂酰基甘油(PEG-DMG)(在本文还称为PEG-C14或C14-PEG)、PEG-cDMA(在Reyes等人J.Controlled Release,107,276-287(2005)中进一步论述，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计25％-75％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；0.5％-15％的中性脂质；5％-50％的固醇；以及0.5％-20％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计35％-65％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；3％-12％的中性脂质；15％-45％的固醇；以及0.5％-10％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计45％-65％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；5％-10％的中性脂质；25％-40％的固醇；以及0.5％-10％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约60％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；约7.5％的中性脂质；约31％的固醇；以及约1.5％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约50％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；约10％的中性脂质；约38.5％的固醇；以及约1.5％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约50％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；约10％的中性脂质；约35％的固醇；约4.5％或约5％的PEG或PEG修饰的脂质；以及约0.5％的靶向脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约40％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；约15％的中性脂质；约40％的固醇；以及约5％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约57.2％的选自以下的阳离子脂质：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)和二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)；约7.1％的中性脂质；约34.3％的固醇；以及约1.4％的PEG或PEG修饰的脂质。
在一个实施方案中，本发明的制剂包含按摩尔计约57.5％的选自为PEG-cDMA的PEG脂质的阳离子脂质(PEG-cDMA在Reyes等人(J.Controlled Release,107,276-287(2005)中进一步论述，其内容以引用的方式整体并入本文)、约7.5％的中性脂质、约31.5％的固醇以及约3.5％的PEG或PEG修饰的脂质。
在优选的实施方案中，脂质纳米颗粒制剂基本上由处于20％-70％阳离子脂质:5％-45％中性脂质:20％-55％胆固醇:0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比；更优选处于约20％-60％阳离子脂质:5％-25％中性脂质:25％-55％胆固醇:0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比的脂质混合物组成。
在具体实施方案中，摩尔脂质比率是大约50/10/38.5/1.5(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-DMG、PEG-DSG或PEG-DPG))、57.2/7.1134.3/1.4(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DPPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-cDMA))、40/15/40/5(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-DMG))、50/10/35/4.5/0.5(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-DSG))、50/10/35/5(阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(PEG-DMG))、40/10/40/10(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如，DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-DMG或PEG-cDMA))、35/15/40/10(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如PEG-DMG或PEG-cDMA))或52/13/30/5(mol％阳离子脂质/中性脂质(例如DSPC)/Chol/PEG修饰的脂质(例如，PEG-DMG或PEG-cDMA))。
示例性脂质纳米颗粒组合物和制备所述组合物的方法描述于例如Semple等人(2010)Nat.Biotechnol.28:172-176；Jayarama等人(2012),Angew.Chem.Int.Ed.,51:8529–8533；以及Maier等人(2013)Molecular Therapy 21,1570-1578(其各自的内容以引用的方式整体并入本文)中。
在一个实施方案中，本文所述的脂质纳米颗粒制剂可包含阳离子脂质、PEG脂质和结构脂质并且任选地包含非阳离子脂质。作为非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约40％-60％的阳离子脂质、约5％-15％的非阳离子脂质、约1％-2％的PEG脂质以及约30％-50％的结构脂质。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约50％阳离子脂质、约10％非阳离子脂质、约1.5％PEG脂质以及约38.5％结构脂质。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约55％阳离子脂质、约10％非阳离子脂质、约2.5％PEG脂质以及约32.5％结构脂质。在一个实施方案中，阳离子脂质可以是本文所述的任何阳离子脂质，如但不限于DLin-KC2-DMA、DLin-MC3-DMA和L319。
在一个实施方案中，本文所述的脂质纳米颗粒制剂可以是4组分脂质纳米颗粒。脂质纳米颗粒可包含阳离子脂质、非阳离子脂质、PEG脂质和结构脂质。作为非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约40％-60％的阳离子脂质、约5％-15％的非阳离子脂质、约1％-2％的PEG脂质以及约30％-50％的结构脂质。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约50％阳离子脂质、约10％非阳离子脂质、约1.5％PEG脂质以及约38.5％结构脂质。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒可包含约55％阳离子脂质、约10％非阳离子脂质、约2.5％PEG脂质以及约32.5％结构脂质。在一个实施方案中，阳离子脂质可以是本文所述的任何阳离子脂质，如但不限于DLin-KC2-DMA、DLin-MC3-DMA和L319。
在一个实施方案中，本文所述的脂质纳米颗粒制剂可包含阳离子脂质、非阳离子脂质、PEG脂质和结构脂质。作为非限制性实例，脂质纳米颗粒包含约50％的阳离子脂质DLin-KC2-DMA、约10％的非阳离子脂质DSPC、约1.5％的PEG脂质PEG-DOMG以及约38.5％的结构脂质胆固醇。作为非限制性实例，脂质纳米颗粒包含约50％的阳离子脂质DLin-MC3-DMA、约10％的非阳离子脂质DSPC、约1.5％的PEG脂质PEG-DOMG以及约38.5％的结构脂质胆固醇。作为非限制性实例，脂质纳米颗粒包含约50％的阳离子脂质DLin-MC3-DMA、约10％的非阳离子脂质DSPC、约1.5％的PEG脂质PEG-DMG以及约38.5％的结构脂质胆固醇。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒包含约55％的阳离子脂质L319、约10％的非阳离子脂质DSPC、约2.5％的PEG脂质PEG-DMG以及约32.5％的结构脂质胆固醇。
在一个实施方案中，阳离子脂质可选自但不限于在国际公布号WO2012040184、WO2011153120、WO2011149733、WO2011090965、WO2011043913、WO2011022460、WO2012061259、WO2012054365、WO2012044638、WO2010080724、WO201021865、WO2008103276、WO2013086373和WO2013086354、美国专利号7,893,302、7,404,969、8,283,333和8,466,122以及美国专利公布号US20100036115、US20120202871、US20130064894、US20130129785、US20130150625、US20130178541和US20130225836中描述的阳离子脂质；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，阳离子脂质可选自但不限于在国际公布号WO2012040184、WO2011153120、WO2011149733、WO2011090965、WO2011043913、WO2011022460、WO2012061259、WO2012054365、WO2012044638和WO2013116126或美国专利公布号US20130178541和US20130225836中描述的式A；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，阳离子脂质可选自但不限于国际公布号WO2008103276的式CLI-CLXXIX、美国专利号7,893,302的式CLI-CLXXIX、美国专利号7,404,969的式CLI-CLXXXXII以及美国专利公布号US20100036115的式I-VI、美国专利公布号US20130123338的式I；所述专利各自以引用的方式整体并入本文。作为一个非限制性实例，阳离子脂质可选自(20Z,23Z)-N,N-二甲基二十九-20,23-二烯-10-胺、(17Z,20Z)-N,N-二甲基二十六-17,20-二烯-9-胺、(1Z,19Z)-N5N-二甲基二十五-16,19-二烯-8-胺、(13Z,16Z)-N,N-二甲基二十二-13,16-二烯-5-胺、(12Z,15Z)-N,N-二甲基二十一-12,15-二烯-4-胺、(14Z,17Z)-N,N-二甲基二十三-14,17-二烯-6-胺、(15Z,18Z)-N,N-二甲基二十四-15,18-二烯-7-胺、(18Z,21Z)-N,N-二甲基二十七-18,21-二烯-10-胺、(15Ζ,18Ζ)-Ν,Ν--二甲基二十四-15,18-二烯-5-胺、(14Z,17Z)-N,N-二甲基二十三-14,17-二烯-4-胺、(19Z,22Z)-N,N-二甲基二十八-19,22-二烯-9-胺、(18Z,21Z)-N,N-二甲基二十七-18,21-二烯-8-胺、(17Z,20Z)-N,N-二甲基二十六-17,20-二烯-7-胺、(16Z,19Z)-N,N-二甲基二十五-16,19-二烯-6-胺、(22Z,25Z)-N,N-二甲基三十一-22,25-二烯-10-胺、(21Z,24Z)-N,N-二甲基三十-21,24-二烯-9-胺、(18Z)-N,N-二甲基二十七-18-烯-10-胺、(17Z)-N,N-二甲基二十六-17-烯-9-胺、(19Z,22Z)-N,N-二甲基二十八-19,22-二烯-7-胺、N,N-二甲基二十七-10-胺、(20Z,23Z)-N-乙基-N-甲基二十九-20,23-二烯-10-胺、1-[(11Z,14Z)-1-壬基二十-11,14-二烯-1-基]吡咯烷、(20Z)-N,N-二甲基二十七-20-烯-10-胺、(15Z)-N,N-二甲基二十七-15-烯-10-胺、(14Z)-N,N-二甲基二十九-14-烯-10-胺、(17Z)-N,N-二甲基二十九-17-烯-10-胺、(24Z)-N,N-二甲基三十三-24-烯-10-胺、(20Z)-N,N-二甲基二十九-20-烯-10-胺、(22Z)-N,N-二甲基三十一-22-烯-10-胺、(16Z)-N,N-二甲基二十五-16-烯-8-胺、(12Z,15Z)-N,N-二甲基-2-壬基二十一-12,15-二烯-1-胺、(13Z,16Z)-N,N-二甲基-3-壬基二十二-13,16-二烯-1-胺、N,N-二甲基-1-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]十七-8-胺、1-[(1S,2R)-2-己基环丙基]-N,N-二甲基十九-10-胺、Ν,Ν-二甲基-1-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]十九-10-胺、N,N-二甲基-21-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]二十一-10-胺、Ν,Ν-二甲基-1-[(1S,2S)-2-{[(1R,2R)-2-戊基环丙基]甲基}环丙基]十九-10-胺、Ν,Ν-二甲基-1-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]十六-8-胺、Ν,Ν-二甲基-[(1R,2S)-2-十一烷基环丙基]十四-5-胺、N,N-二甲基-3-{7-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]庚基}十二-1-胺、1-[(1R,2S)-2-庚基环丙基]-Ν,Ν-二甲基十八-9-胺、1-[(1S,2R)-2-癸基环丙基]-N,N-二甲基十五-6-胺、N,N-二甲基-1-[(1S,2R)-2-辛基环丙基]十五-8-胺、R-N,N-二甲基-1-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]-3-(辛基氧基)丙-2-胺、S-N,N-二甲基-1-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]-3-(辛基氧基)丙-2-胺、1-{2-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]-1-[(辛基氧基)甲基]乙基}吡咯烷、(2S)-N,N-二甲基-1-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]-3-[(5Z)-辛-5-烯-1-基氧基]丙-2-胺、1-{2-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]-1-[(辛基氧基)甲基]乙基}氮杂环丁烷、(2S)-1-(己基氧基)-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]丙-2-胺、(2S)-1-(庚基氧基)-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]丙-2-胺、Ν,Ν-二甲基-1-(壬基氧基)-3-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]丙-2-胺、Ν,Ν-二甲基-1-[(9Z)-十八-9-烯-1-基氧基]-3-(辛基氧基)丙-2-胺；(2S)-N,N-二甲基-1-[(6Z,9Z,12Z)-十八-6,9,12-三烯-1-基氧基]-3-(辛基氧基)丙-2-胺、(2S)-1-[(11Z,14Z)-二十-11,14-二烯-1-基氧基]-N,N-二甲基-3-(戊基氧基)丙-2-胺、(2S)-1-(己基氧基)-3-[(11Z,14Z)-二十-11,14-二烯-1-基氧基]-N,N-二甲基丙-2-胺、1-[(11Z,14Z)-二十-11,14-二烯-1-基氧基]-Ν,Ν-二甲基-3-(辛基氧基)丙-2-胺、1-[(13Z,16Z)-二十二-13,16-二烯-1-基氧基]-N,N-二甲基-3-(辛基氧基)丙-2-胺、(2S)-1-[(13Z,16Z)-二十二-13,16-二烯-1-基氧基]-3-(己基氧基)-N,N-二甲基丙-2-胺、(2S)-1-[(13Z)-二十二-13-烯-1-基氧基]-3-(己基氧基)-N,N-二甲基丙-2-胺、1-[(13Z)-二十二-13-烯-1-基氧基]-N,N-二甲基-3-(辛基氧基)丙-2-胺、1-[(9Z)-十六-9-烯-1-基氧基]-N,N-二甲基-3-(辛基氧基)丙-2-胺、(2R)-N,N-二甲基-H(1-甲酰基辛基)氧基]-3-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]丙-2-胺、(2R)-1-[(3,7-二甲基辛基)氧基]-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八-9,12-二烯-1-基氧基]丙-2-胺、N,N-二甲基-1-(辛基氧基)-3-({8-[(1S,2S)-2-{[(1R,2R)-2-戊基环丙基]甲基}环丙基]辛基}氧基)丙-2-胺、N,N-二甲基-1-{[8-(2-辛基环丙基)辛基]氧基}-3-(辛基氧基)丙-2-胺以及(11E,20Z,23Z)-N,N-二甲基二十九-11,20,2-三烯-10-胺或其药学上可接受的盐或立体异构体。
在一个实施方案中，脂质可为可裂解的脂质，如在国际公布号WO2012170889中描述的那些，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，脂质可以是阳离子脂质，如但不限于美国专利申请号US20130064894的式(I)，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，阳离子脂质可通过本领域中已知和/或如在国际公布号WO2012040184、WO2011153120、WO2011149733、WO2011090965、WO2011043913、WO2011022460、WO2012061259、WO2012054365、WO2012044638、WO2010080724、WO201021865、WO2013086373和WO2013086354中所述的方法合成；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，阳离子脂质可以是三烷基阳离子脂质。三烷基阳离子脂质以及制备和使用三烷基阳离子脂质的方法的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2013126803中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV的LNP制剂可包含3％脂质摩尔比下的PEG-c-DOMG。在另一个实施方案中，LNP制剂RNAV可包含1.5％脂质摩尔比下的PEG-c-DOMG。
在一个实施方案中，NAV的药物组合物可包含在国际公布号WO2012099755中描述的PEG化脂质中的至少一种，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，LNP制剂可含有PEG-DMG 2000(1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000)。在一个实施方案中，LNP制剂可含有PEG-DMG2000、本领域中已知的阳离子脂质以及至少一种其他组分。在另一个实施方案中，LNP制剂可含有PEG-DMG 2000、本领域中已知的阳离子脂质、DSPC以及胆固醇。作为一个非限制性实例，LNP制剂可含有PEG-DMG 2000、DLin-DMA、DSPC以及胆固醇。作为另一个非限制性实例，LNP制剂可含有摩尔比为2:40:10:48的PEG-DMG 2000、DLin-DMA、DSPC以及胆固醇(参见例如Geall等,Nonviral delivery of self-amplifying RNA vaccines,PNAS 2012；PMID:22908294；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，LNP制剂可通过在国际公布号WO2011127255或WO2008103276中描述的方法配制，所述专利各自的内容均以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，本文描述的NAV可包封在如WO2011127255和/或WO2008103276中所述的LNP制剂中；所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文描述的NAV可配制在如美国公布号US20120207845中所述的待通过胃肠外途径递送的纳米颗粒中；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可配制在通过美国专利公布号US20130156845或国际公布号WO2013093648或WO2012024526中描述的方法制备的脂质纳米颗粒中，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
本文所述的脂质纳米颗粒可在无菌环境中通过美国专利公布号US20130164400中描述的系统和/或方法来制备，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，LNP制剂可配制在诸如美国专利号8,492,359中描述的核酸-脂质颗粒的纳米颗粒中；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，脂质颗粒可包含一种或多种活性剂或治疗剂；构成存在于颗粒中的总脂质的约50mol％至约85mol％的一种或多种阳离子脂质；构成存在于颗粒中的总脂质的约13mol％至约49.5mol％的一种或多种非阳离子脂质；以及构成存在于颗粒中的总脂质的约0.5mol％至约2mol％的一种或多种抑制颗粒聚集的缀合的脂质。纳米颗粒中的核酸可以是本文所述和/或本领域中已知的多核苷酸。
在一个实施方案中，LNP制剂可通过在国际公布号WO2011127255或WO2008103276中描述的方法配制，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，本文描述的修饰RNA可包封在如WO2011127255和/或WO2008103276中所描述的LNP制剂中；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文描述的LNP制剂可包含聚阳离子组合物。作为非限制性实例，聚阳离子组合物可选自美国专利公布号US20050222064的式1-60；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，包含聚阳离子组合物的LNP制剂可用于在体内和/或在体外递送本文描述的修饰RNA。
在一个实施方案中，本文描述的LNP制剂可另外包含穿透增强剂分子。非限制性的穿透增强剂分子在美国专利公布号US20050222064中描述；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV药物组合物可配制在脂质体中，例如但不限于DiLa2脂质体(Marina Biotech,Bothell,WA)、(Marina Biotech,Bothell,WA)、基于DOPC(1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱)的中性脂质体(例如，用于卵巢癌的siRNA递送(Landen等Cancer Biology&Therapy 2006 5(12)1708-1713)；其以引用的方式整体并入本文)以及透明质酸涂覆的脂质体(Quiet Therapeutics,Israel)。
在一个实施方案中，NAV可配制于如在美国公布号US2012060293中描述的冻干凝胶相脂质体组合物中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
纳米颗粒制剂可包含磷酸酯缀合物。磷酸酯缀合物可增加体内循环时间和/或增加纳米颗粒的靶向递送。用于与本发明一起使用的磷酸酯缀合物可通过在国际申请号WO2013033438或美国专利公布号号US20130196948中描述的方法来制备，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，磷酸酯缀合物可包括在国际申请号WO2013033438中描述的式中的任一个的化合物，所述专利以引用的方式整体并入本文。
纳米颗粒制剂可包含聚合物缀合物。所述聚合物缀合物可以是水溶性缀合物。所述聚合物缀合物可具有如在美国专利申请号20130059360中描述的结构，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，具有本发明的多核苷酸的聚合物缀合物可使用美国专利申请号20130072709中描述的方法和/或分段的聚合物试剂来制备，所述专利以引用的方式整体并入本文。另一方面，所述聚合物缀合物可具有包含环部分的侧基，所述环部分如但不限于在美国专利公布号US20130196948中描述的聚合物缀合物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
纳米颗粒制剂可包含缀合物以增强本发明的纳米颗粒在受试者中的递送。此外，所述缀合物可抑制纳米颗粒在受试者中的吞噬细胞清除。一方面，所述缀合物可以是从人膜蛋白CD47设计的“自身”肽(例如，由Rodriguez等人(Science 2013 339,971-975)描述的“自身”颗粒，所述文献以引用的方式整体并入本文)。如由Rodriguez等人所示，所述自身肽延迟巨噬细胞介导的纳米颗粒的清除，这增强纳米颗粒的递送。另一方面，所述缀合物可以是膜蛋白CD47(例如，参见Rodriguez等人Science 2013 339,971-975，所述文献以引用的方式整体并入本文)。Rodriguez等人表明，与“自身”肽类似，CD47可相较于乱序肽和PEG包被的纳米颗粒增加受试者中的循环颗粒比率。
在一个实施方案中，本发明的NAV在纳米颗粒中配制，所述纳米颗粒包含缀合物以增强本发明的纳米颗粒在受试者中的递送。所述缀合物可以是CD47膜蛋白或所述缀合物可来源于CD47膜蛋白，如先前所述的“自身”肽。另一方面，纳米颗粒可包含PEG以及CD47的缀合物或其衍生物。另一方面，纳米颗粒可包含以上所述的“自身”肽和膜蛋白CD47两者。
另一方面，“自身”肽和/或CD47蛋白可缀合至如本文所述的病毒样颗粒或假病毒粒子以用于递送本发明的NAV。
在另一个实施方案中，NAV药物组合物包含本发明的多核苷酸以及可具有可降解的键联的缀合物。缀合物的非限制性实例包括包含可电离的氢原子的芳香族部分、间隔基部分以及水溶性聚合物。作为非限制性实例，包含具有可降解的键联的缀合物的药物组合物以及用于递送此类药物组合物的方法描述于美国专利公布号US20130184443中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
纳米颗粒制剂可以是包含碳水化合物载体和NAV的碳水化合物纳米颗粒。作为一个非限制性实例，碳水化合物载体可包括但不限于酸酐修饰的植物糖原或糖原型材料、辛烯基琥珀酸植物糖原、植物糖原β-糊精、酸酐修饰的植物糖原β-糊精。(参见例如，国际公布号WO2012109121；其内容以引用的方式整体并入本文)。
本发明的纳米颗粒制剂可涂覆有表面活性剂或聚合物以便改进所述颗粒的递送。在一个实施方案中，纳米颗粒可涂覆有亲水性涂层，如但不限于PEG涂层和/或具有中性表面电荷的涂层。亲水性涂层可有助于递送具有较大有效负载的纳米颗粒，如但不限于中枢神经系统内的NAV。作为非限制性实例，包含亲水性涂层的纳米颗粒以及制备此类纳米颗粒的方法描述于美国专利公布号US201301832443中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的脂质纳米颗粒可以是亲水性聚合物颗粒。亲水性聚合物颗粒以及制备亲水性聚合物颗粒的方法的非限制性实例描述于美国专利公布号US20130210991中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本发明的脂质纳米颗粒可以是疏水性聚合物颗粒。
可通过用称为快速消除型脂质纳米颗粒(reLNP)的生物可降解阳离子脂质替代所述阳离子脂质来改进脂质纳米颗粒制剂。已显示可电离的阳离子脂质如但不限于DLinDMA、DLin-KC2-DMA和DLin-MC3-DMA随时间推移在血浆和组织中积累并且可为潜在的毒性来源。快速消除型脂质的快速代谢可使脂质纳米颗粒在大鼠中的耐受性和治疗指数提高从1mg/kg剂量至10mg/kg剂量的数量级。包括酶促降解的酯键可改进阳离子组分的降解和代谢概况，同时仍维持reLNP制剂的活性。酯键可位于脂质链的内部或它可位于脂质链的终端上。内酯键可替代脂质链中的任何碳。
在一个实施方案中，内酯键可位于饱和碳的任一侧上。
在一个实施方案中，可通过递送可包括纳米种类、聚合物和免疫原的脂质纳米颗粒来引发免疫应答。(美国公布号20120189700和国际公布号WO2012099805；其各自均以引用的方式整体并入本文)。聚合物可包封纳米种类或部分地包封纳米种类。免疫原可以是重组蛋白、修饰的RNA和/或本文描述的多核苷酸。在一个实施方案中，脂质纳米颗粒可配制用于诸如但不限于抵抗病原体的疫苗中。
可对脂质纳米颗粒工程化以改变颗粒的表面性质，使得脂质纳米颗粒可穿透粘膜屏障。粘液位于粘膜组织上，例如但不限于口腔(例如，口腔和食道膜和扁桃体组织)、眼、胃肠(例如，胃、小肠、大肠、结肠、直肠)、鼻、呼吸道(例如，鼻、咽、气管和支气管膜)、生殖器(例如，阴道、宫颈和尿道膜)的粘膜组织。优选用于较高药物包封效率和能够提供广泛药物持续递送的大于10-200nm的纳米颗粒已被认为太大而不能快速扩散穿过粘膜屏障。粘液连续分泌、流出、丢弃或消化和再循环，所以大多数捕获的颗粒可在几秒内或在几小时内从粘膜组织上除去。已密集涂覆有低分子量聚乙二醇(PEG)的大聚合物纳米颗粒(直径为200nm-500nm)仅以低于相同颗粒在水中扩散程度的4至6倍的程度扩散穿过粘液(Lai等PNAS 2007104(5):1482-487；Lai等Adv Drug Deliv Rev.2009 61(2):158-171；所述参考文献各自均以引用的方式整体并入本文)。可使用穿透速率和/或荧光显微镜技术确定纳米颗粒的转运，所述技术包括但不限于荧光漂白恢复(FRAP)和高分辨率多颗粒追踪(MPT)。作为非限制性实例，可穿透粘膜屏障的组合物可如美国专利号8,241,670或国际专利公布号WO2013110028中所描述制备，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
工程化以穿透粘液的脂质纳米颗粒可包含聚合物材料(即聚合物核)和/或聚合物-维生素缀合物和/或三嵌段共聚物。聚合物材料可包括但不限于聚胺、聚醚、聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚碳酸酯、聚(苯乙烯)、聚酰亚胺、聚砜、聚氨酯、聚乙炔、聚乙烯、聚乙烯亚胺、聚异氰酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈以及聚芳酯。聚合物材料可为生物可降解和/或生物相容的。生物相容聚合物的非限制性实例在国际专利公布号WO2013116804中描述，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。聚合物材料可另外受到辐射。作为一个非限制性实例，聚合物材料可受到γ辐射(参见例如国际申请号WO201282165，其以引用的方式整体并入本文)。具体聚合物的非限制性实例包括聚(己内酯)(PCL)、乙烯乙酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚(乳酸)(PLA)、聚(L-乳酸)(PLLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、聚(L-乳酸-共-乙醇酸)(PLLGA)、聚(D,L-丙交酯)(PDLA)、聚(L-丙交酯)(PLLA)、聚(D,L-丙交酯-共-己内酯)、聚(D,L-丙交酯-共-己内酯-共-乙交酯)、聚(D,L-丙交酯-共-PEO-共-D,L-丙交酯)、聚(D,L-丙交酯-共-PPO-共-D,L-共)、聚氰基丙烯酸烷基酯、聚氨酯、聚-L-赖氨酸(PLL)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、聚乙二醇、聚-L-谷氨酸、聚(羟基酸)、聚酸酐、聚原酸酯、聚(酯酰胺)、聚酰胺、聚(酯醚)、聚碳酸酯、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚亚烷基二醇如聚(乙二醇)(PEG)、聚环氧烷(PEO)、聚对苯二甲酸亚烷基酯如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醚、聚乙烯酯如聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯卤化物如聚(氯乙烯)(PVC)、聚乙烯吡咯烷酮、聚硅氧烷、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯、衍生的纤维素如烷基纤维素、羟基烷基纤维素、纤维素醚、纤维素酯、硝基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、丙烯酸的聚合物如聚((甲基)丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚((甲基)丙烯酸乙酯)、聚((甲基)丙烯酸丁酯)、聚((甲基)丙烯酸异丁酯)、聚((甲基)丙烯酸己酯)、聚((甲基)丙烯酸异癸酯)、聚((甲基)丙烯酸月桂酯)、聚((甲基)丙烯酸苯酯)、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸异丙酯)、聚(丙烯酸异丁酯)、聚(丙烯酸十八烷基酯)及其共聚物和混合物、聚二氧杂环己酮和其共聚物、聚羟基烷羧酸酯、聚丙二醇富马酸酯、聚甲醛、泊洛沙姆(poloxamer)、聚(原酸)酯、聚(丁酸)、聚(戊酸)、聚(丙交酯-共-己内酯)、PEG-PLGA-PEG以及三亚甲基碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮。脂质纳米颗粒可涂覆有共聚物或与其缔合，如但不限于嵌段共聚物(如在国际公布号WO2013012476中描述的支链聚醚-聚酰胺嵌段共聚物，所述专利以引用的方式整体并入本文)和(聚(乙二醇))-(聚(环氧丙烷))-(聚(乙二醇))三嵌段共聚物(参见例如美国公布20120121718和美国公布20100003337以及美国专利号8,263,665；其各自均以引用的方式整体并入本文)。共聚物可为一般认为安全的(GRAS)聚合物并且脂质纳米颗粒的形成可以没有新化学实体产生的方式进行。例如，脂质纳米颗粒可包含涂覆PLGA纳米颗粒而没有形成新化学实体的泊洛沙姆，其仍然能够快速穿透人粘液(Yang等人Angew.Chem.Int.Ed.2011 50:2597-2600；其内容以引用的方式整体并入本文)。用于产生可穿透人粘液的纳米颗粒的非限制性可规模化方法由Xu等人描述。(参见例如，JControl Release 2013,170(2):279-86，其内容以引用的方式整体并入本文)。
聚合物-维生素缀合物的维生素可为维生素E。缀合物的维生素部分可被其他合适的组分取代，如但不限于维生素A、维生素E、其他维生素、胆固醇、疏水部分或其他表面活性剂的疏水组分(例如，固醇链、脂肪酸、烃链和环氧烷链)。
工程化以穿透粘液的脂质纳米颗粒可包括表面改变剂如但不限于多核苷酸、阴离子蛋白质(例如，牛血清白蛋白)、表面活性剂(例如，阳离子表面活性剂例如像二甲基双十八烷基溴化铵)、糖或糖衍生物(例如，环糊精)、核酸、聚合物(例如，肝素、聚乙二醇和泊洛沙姆)、粘液溶解剂(例如，N-乙酰半胱氨酸、艾蒿、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、龙吐珠(clerodendrum)、乙酰半胱氨酸、溴己新(bromhexine)、羧甲司坦(carbocisteine)、依普拉酮(eprazinone)、美司钠(mesna)、氨溴索(ambroxol)、索布瑞醇(sobrerol)、多米奥醇(domiodol)、来托司坦(letosteine)、司替罗宁(stepronin)、硫普罗宁(tiopronin)、凝溶胶蛋白、胸腺素β4阿法链道酶、奈替克新(neltenexine)、厄多司坦(erdosteine))以及各种DNA酶包括rhDNA酶。表面改变剂可包埋或嵌入在颗粒的表面中或安置(例如，通过涂覆、吸附、共价连接或其他方法)在脂质纳米颗粒的表面上。(参见例如，美国公布20100215580和美国公布20080166414和US20130164343；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，粘液穿透脂质纳米颗粒可包含至少一种本文所述的多核苷酸。多核苷酸可包封在脂质纳米颗粒中和/或安置在颗粒的表面上。多核苷酸可共价偶联至脂质纳米颗粒。粘液穿透脂质纳米颗粒的制剂可包含多个纳米颗粒。此外，制剂可含有可与粘液相互作用并且改变周围粘液的结构和/或粘着性质以减少粘膜粘附的颗粒，从而可增加粘液穿透脂质纳米颗粒向粘膜组织递送。
在另一个实施方案中，粘液穿透脂质纳米颗粒可以是包含粘膜穿透增强涂层的低渗制剂。所述制剂对它所递送至的上皮而言可以是低渗的。低渗制剂的非限制性实例可在国际专利公布号WO2013110028中找到，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，为了增强通过粘膜屏障的递送，NAV制剂可包含或可以是低渗溶液。据发现低渗溶液增加粘膜惰性(mucoinert)颗粒(如但不限于粘液穿透颗粒)能够到达阴道上皮表面的速率(参见例如，Ensign等人Biomaterials 2013 34(28):6922-9；其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV被配制为脂质复合物，如但不限于ATUPLEXTM系统、DACC系统、DBTC系统和来自Silence Therapeutics(London,United Kingdom)的其他siRNA-脂质复合物技术；来自(Cambridge,MA)的STEMFECTTM以及基于聚乙烯亚胺(PEI)或鱼精蛋白的靶向和非靶向核酸递送(Aleku等人,Cancer Res.2008 68:9788-9798；Strumberg等人,Int J Clin Pharmacol Ther 2012 50:76-78；Santel等人,Gene Ther2006 13:1222-1234；Santel等人,Gene Ther 2006 13:1360-1370；Gutbier等人,PulmPharmacol.Ther.2010 23:334-344；Kaufmann等人,Microvasc Res 2010 80:286-293；Weide等人,J Immunother.2009 32:498-507；Weide等人，J Immunother.2008 31:180-188；Pascolo Expert Opin.Biol.Ther.4:1285-1294；Fotin-Mleczek等人,2011J.Immunother.34:1-15；Song等人,Nature Biotechnol.2005,23:709-717；Peer等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2007 6；104:4095-4100；deFougerolles Hum GeneTher.2008 19:125-132；所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，此类制剂还可构建为或组合物可改变为使得其在体内被动或主动指向不同细胞类型，所述细胞类型包括但不限于肝细胞、免疫细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、抗原呈递细胞以及白细胞(Akinc等Mol Ther.2010 18:1357-1364；Song等,NatBiotechnol.2005 23:709-717；Judge等,J Clin Invest.2009 119:661-673；Kaufmann等,Microvasc Res 2010 80:286-293；Santel等,Gene Ther 2006 13:1222-1234；Santel等,Gene Ther 2006 13:1360-1370；Gutbier等,Pulm Pharmacol.Ther.2010 23:334-344；Basha等,Mol.Ther.2011 19:2186-2200；Fenske和Cullis,Expert Opin Drug Deliv.20085:25-44；Peer等,Science.2008 319:627-630；Peer和Lieberman,Gene Ther.2011 18:1127-1133；所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。制剂被动靶向肝脏细胞的一个实例包括基于DLin-DMA、DLin-KC2-DMA和DLin-MC3-DMA的脂质纳米颗粒制剂，其已显示可结合载脂蛋白E并且在体内促进这些制剂结合和吸收到肝细胞中(Akinc等,MolTher.2010 18:1357-1364；其以引用的方式整体并入本文)。制剂还可通过其表面上不同配体的表达而选择性靶向，例如但不限于通过叶酸、转铁蛋白、N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)以及抗体靶向的方法所举例说明(Kolhatkar等人,Curr Drug Discov Technol.2011 8:197-206；Musacchio和Torchilin,Front Biosci.2011 16:1388-1412；Yu等人,Mol MembrBiol.2010 27:286-298；Patil等人,Crit Rev Ther Drug Carrier Syst.2008 25:1-61；Benoit等人,Biomacromolecules.2011 12:2708-2714；Zhao等人,Expert Opin DrugDeliv.2008 5:309-319；Akinc等人,Mol Ther.2010 18:1357-1364；Srinivasan等人,Methods Mol Biol.2012 820:105-116；Ben-Arie等人,Methods Mol Biol.2012 757:497-507；Peer 2010J Control Release.20:63-68；Peer等人,Proc Natl Acad Sci U SA.2007 104:4095-4100；Kim等人,Methods Mol Biol.2011 721:339-353；Subramanya等人,Mol Ther.2010 18:2028-2037；Song等人,Nat Biotechnol.2005 23:709-717；Peer等人,Science.2008 319:627-630；Peer和Lieberman,Gene Ther.2011 18:1127-1133；所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV被配制为固体脂质纳米颗粒。固体脂质纳米颗粒(SLN)可为球形的，其中平均直径在10nm至1000nm之间。SLN拥有可使亲脂分子溶解并且可用表面活性剂和/或乳化剂稳定的固体脂质核基质。在另一实施方案中，脂质纳米颗粒可以是自组装脂质-聚合物纳米颗粒(参见Zhang等人,ACS Nano,2008,2(8),第1696-1702页；其内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，SLN可以是在国际专利公布号WO2013105101中描述的SLN；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，SLN可通过在国际专利公布号WO2013105101中描述的方法或过程来制备；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
脂质体、脂质复合物或脂质纳米颗粒可用来改进多核苷酸引导的蛋白质产生的功效，因为这些制剂可能能够增加由NAV进行的细胞转染；和/或增加编码的蛋白质的翻译。这样一个实例涉及使用脂质包封来实现聚合复合物(polyplex)质粒DNA的有效系统递送(Heyes等,Mol Ther.2007 15:713-720；其以引用的方式整体并入本文)。脂质体、脂质复合物或脂质纳米颗粒还可用来增加多核苷酸的稳定性。
在一个实施方案中，本发明的NAV可被配制用于控制释放和/或靶向递送。如本文所使用，“控制释放”是指遵循用于实现治疗结果的具体释放模式的药物组合物或化合物释放概况。在一个实施方案中，RNAV可被包封至本文描述和/或本领域中已知用于控制释放和/或靶向递送的递送剂中。如本文所使用，术语“包封”意指封住、包围或包住。在它涉及本发明化合物的制剂时，包封可为大致上的、完全的或部分的。术语“大致上包封”意指至少大于50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.9％、99.9％或大于99.999％的本发明的药物组合物或化合物可在递送剂内封住、包围或包住。“部分包封”意指小于10％、10％、20％、30％、40％、50％或更少的本发明的药物组合物或化合物可在递送剂内封住、包围或包住。有利地，可通过使用荧光和/或电子显微照片测量本发明的药物组合物或化合物的逸出或活性来确定包封。例如，至少1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.9％、99.99％或大于99.99％的本发明的药物组合物或化合物包封在递送剂中。
在一个实施方案中，控制释放制剂可包括但不限于三嵌段共聚物。作为非限制性实例，制剂可包括两种不同类型的三嵌段共聚物(国际公布号WO2012131104和WO2012131106；其各自的内容均以引用的方式整体并入本文)。
在另一个实施方案中，NAV可被包封至脂质纳米颗粒或快速消除型脂质纳米颗粒中，并且所述脂质纳米颗粒或快速消除型脂质纳米颗粒然后可包封至本文描述和/或本领域中已知的聚合物、水凝胶和/或外科密封剂中。作为非限制性实例，聚合物、水凝胶或外科密封剂可以是PLGA、乙烯乙酸乙烯酯(EVAc)、泊洛沙姆、(Nanotherapeutics,Alachua,Inc.FL)、(Halozyme Therapeutics,San Diego CA)，外科密封剂如纤维蛋白原聚合物(Ethicon Inc.Cornelia,GA)、(Baxter International,Deerfield,Inc,IL)、基于PEG的密封剂以及(Baxter International,Deerfield Inc,IL)。
在另一个实施方案中，脂质纳米颗粒可包封到本领域中已知的当注射到受试者中时可形成凝胶的任何聚合物中。作为另一个非限制性实例，脂质纳米颗粒可包封到可生物可降解的聚合物基质中。
在一个实施方案中，用于控制释放和/或靶向递送的NAV制剂还可包括至少一个控制释放涂层。控制释放涂层包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、EUDRAGIT以及纤维素衍生物如乙基纤维素水性分散体和
在一个实施方案中，NAV控制释放和/或靶向递送制剂可包含至少一种可含有聚阳离子侧链的可降解聚酯。可降解聚酯包括但不限于聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)以及其组合。在另一个实施方案中，可降解聚酯可包括PEG缀合以形成PEG化的聚合物。
在一个实施方案中，包含至少一种多核苷酸的NAV控制释放和/或靶向递送制剂可包含至少一种如美国专利号8,404,222中所描述的PEG和/或PEG相关的聚合物衍生物，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，包含至少一种多核苷酸的NAV控制释放递送制剂可以是US20130130348中描述的控制释放聚合物系统，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV可被包封在治疗性纳米颗粒中，本文称为“治疗性纳米颗粒RNAV”。治疗性纳米颗粒可通过本文描述和本领域中已知的方法来配制，如但不限于国际公布号WO2010005740、WO2010030763、WO2010005721、WO2010005723、WO2012054923、美国公布号US20110262491、US20100104645、US20100087337、US20100068285、US20110274759、US20100068286、US20120288541、US20130123351和US20130230567以及美国专利号8,206,747、8,293,276、8,318,208和8,318,211，其各自的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，治疗性聚合物纳米颗粒可通过在美国公布号US20120140790中描述的方法来鉴别，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒NAV可配制用于持续释放。如本文所使用，“持续释放”是指在特定时间段内遵循释放速率的药物组合物或化合物。时间段可包括但不限于几小时、几天、几周、几个月以及几年。作为一个非限制性实例，持续释放纳米颗粒可包含聚合物和治疗剂如但不限于本发明的多核苷酸(参见国际公布号2010075072和美国公布号US20100216804、US20110217377和US20120201859，其各自均以引用的方式整体并入本文)。在另一个非限制性实例中，持续释放制剂可包含允许持久生物利用度的试剂，如但不限于晶体、大分子凝胶和/或微粒混悬液(参见美国专利公布号US20130150295，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒NAV可配制为靶特异性的。作为一个非限制性实例，治疗性纳米颗粒可包括皮质类固醇(参见国际公布号WO2011084518；其以引用的方式整体并入本文)。作为一个非限制性实例，治疗性纳米颗粒可配制在描述于国际公布号WO2008121949、WO2010005726、WO2010005725、WO2011084521和美国公布号US20100069426、US20120004293和US20100104655中的纳米颗粒中，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的纳米颗粒可包含聚合物基质。作为一个非限制性实例，纳米颗粒可包含两种或更多种聚合物，例如但不限于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚羟基酸、聚富马酸丙酯、聚己内酯、聚酰胺、聚缩醛、聚醚、聚酯、聚(原酸酯)、聚氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、聚脲、聚苯乙烯、聚胺、聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)或其组合。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒包含二嵌段共聚物。在一个实施方案中，二嵌段共聚物可包含PEG与聚合物组合，所述聚合物例如但不限于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚羟基酸、聚富马酸丙酯、聚己内酯、聚酰胺、聚缩醛、聚醚、聚酯、聚(原酸酯)、聚氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、聚脲、聚苯乙烯、聚胺、聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)或其组合。在另一个实施方案中，二嵌段共聚物可包含在欧洲专利公布号中描述的二嵌段共聚物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，二嵌段共聚物可以是高X二嵌段共聚物，如在国际专利公布号WO2013120052中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
作为一个非限制性实例，治疗性纳米颗粒包含PLGA-PEG嵌段共聚物(参见美国公布号US20120004293和美国专利号8,236,330，其各自均以引用的方式整体并入本文)。在另一个非限制性实例中，治疗性纳米颗粒是包含PEG和PLA或PEG和PLGA的二嵌段共聚物的隐形(stealth)纳米颗粒(参见美国专利号8,246,968和国际公布号WO2012166923，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。在另一个非限制性实例中，治疗性纳米颗粒是如在美国专利公布号US20130172406中描述的隐形纳米颗粒或靶标特异性隐形纳米颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含多嵌段共聚物(参见例如，美国专利号8,263,665和8,287,910以及美国专利公布号US20130195987；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
在另一个非限制性实例中，脂质纳米颗粒包含嵌段共聚物PEG-PLGA-PEG(参见例如，热敏性水凝胶(PEG-PLGA-PEG)在Lee等人Thermosensitive Hydrogel as a Tgf-β1Gene Delivery Vehicle Enhances Diabetic Wound Healing.PharmaceuticalResearch,200320(12):1995-2000中用作TGF-β1基因递送媒介物；在Li等人ControlledGene Delivery System Based on Thermosensitive BiodegradableHydrogel.Pharmaceutical Research 2003 20(6):884-888中用作控制基因递送系统；以及Chang等人,Non-ionic amphiphilic biodegradable PEG-PLGA-PEG copolymerenhances gene delivery efficiency in rat skeletal muscle.J ControlledRelease.2007 118:245-253；其各自以引用的方式整体并入本文)。本发明的NAV可配制在包含PEG-PLGA-PEG嵌段共聚物的脂质纳米颗粒中。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含多嵌段共聚物(参见例如，美国专利号8,263,665和8,287,910以及美国专利公布号US20130195987；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本文描述的嵌段共聚物可包括在聚离子复合物中，所述聚离子复合物包含非聚合物胶束和嵌段共聚物。(参见例如美国公布号20120076836；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种丙烯酸聚合物。丙烯酸聚合物包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚氰基丙烯酸酯以及其组合。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种聚(乙烯基酯)聚合物。聚(乙烯基酯)聚合物可以是诸如无规共聚物的共聚物。作为非限制性实例，无规共聚物可具有如在国际申请号WO2013032829或美国专利公布号US20130121954中描述的那些的结构，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，聚(乙烯基酯)聚合物可缀合至本文所述的多核苷酸。另一方面，可用于本发明中的聚(乙烯基酯)聚合物可以是在中描述的那些，其以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种二嵌段共聚物。二嵌段共聚物可以是但不限于聚(乳酸)-聚(乙二醇)共聚物(参见例如，国际专利公布号WO2013044219；其以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，治疗性纳米颗粒可用于治疗癌症(参见国际公布号WO2013044219；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种本文描述和/或本领域中已知的阳离子聚合物。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种含胺聚合物，例如但不限于聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚(酰氨基胺)树枝状聚合物、聚(β-氨基酯)(参见例如美国专利号8,287,849；其以引用的方式整体并入本文)以及其组合。
在另一个实施方案中，本文所述的纳米颗粒可包含胺阳离子脂质，如在国际专利申请号WO2013059496中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，阳离子脂质可具有氨基-胺或氨基-酰胺部分。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包含至少一种可含有聚阳离子侧链的可降解聚酯。可降解聚酯包括但不限于聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)以及其组合。在另一个实施方案中，可降解聚酯可包括PEG缀合以形成PEG化的聚合物。
在另一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可包括至少一个靶向配体的缀合。靶向配体可为本领域中已知的任何配体，例如但不限于单克隆抗体。(Kirpotin等,CancerRes.2006 66:6732-6740；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒可配制在可用来靶向癌症的水溶液中(参见国际公布号WO2011084513和美国公布号US20110294717，其各自均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，治疗性纳米颗粒NAV，例如包含至少一种NAV的治疗性纳米颗粒可使用Podobinski等人在美国专利号8,404,799中描述的方法来配制，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可包封在合成纳米载体中、连接至所述合成纳米载体和/或与其缔合。合成纳米载体包括但不限于在国际公布号WO2010005740、WO2010030763、WO201213501、WO2012149252、WO2012149255、WO2012149259、WO2012149265、WO2012149268、WO2012149282、WO2012149301、WO2012149393、WO2012149405、WO2012149411、WO2012149454和WO2013019669以及美国公布号US20110262491、US20100104645、US20100087337和US20120244222中描述的那些，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。可使用本领域中已知和/或本文描述的方法配制合成纳米载体。作为一个非限制性实例，合成纳米载体可通过描述于国际公布号WO2010005740、WO2010030763和WO201213501以及美国公布号US20110262491、US20100104645、US20100087337和US2012024422中的方法来配制，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，合成纳米载体制剂可通过描述于国际公布号WO2011072218和美国专利号8,211,473中的方法来冻干；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，本发明的制剂(包括但不限于合成纳米载体)可通过美国专利公布号US20130230568中描述的方法冻干或重构，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，合成纳米载体可包含用于释放本文描述的多核苷酸的反应性基团(参见国际公布号WO20120952552和美国公布号US20120171229，其各自以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，合成纳米载体可含有增强来自合成纳米载体递送的免疫应答的免疫刺激剂。作为一个非限制性实例，合成纳米载体可包含可增强免疫系统的基于Th1的应答的Th1免疫刺激剂(参见国际公布号WO2010123569和美国公布号US20110223201，其各自均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，合成纳米载体可配制用于靶向释放。在一个实施方案中，合成纳米载体被配制成在指定pH下和/或在所需时间间隔后释放多核苷酸。作为非限制性实例，合成纳米颗粒可被配制成在24小时后和/或在pH 4.5下释放NAV(参见国际公布号WO2010138193和WO2010138194以及美国公布号US20110020388和US20110027217，其各自以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，合成纳米载体可被配制用于控制释放和/或持续释放本文描述的多核苷酸。作为一个非限制性实例，用于持续释放的合成纳米载体可通过本领域中已知、本文描述和/或如在国际公布号WO2010138192和美国公布号20100303850中所述的方法来配制，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可被配制用于控制和/或持续释放，其中制剂包含至少一种为结晶侧链(CYSC)聚合物的聚合物。CYSC聚合物描述于美国专利号8,399,007中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，合成纳米载体可配制用作疫苗。在一个实施方案中，合成纳米载体可包封编码至少一种抗原的至少一种多核苷酸。作为一个非限制性实例，合成纳米载体可包括至少一种抗原和用于疫苗剂型的赋形剂(参见国际公布号WO2011150264和美国公布号US20110293723，其各自均以引用的方式整体并入本文)。作为另一个非限制性实例，疫苗剂型可包括至少两种合成纳米载体与相同或不同的抗原以及赋形剂(参见国际公布号WO2011150249和美国公布号US20110293701，其各自均以引用的方式整体并入本文)。可通过本文描述、本领域中已知和/或在国际公布号WO2011150258和美国公布号US20120027806中描述的方法来选择疫苗剂型，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，合成纳米载体可包含编码至少一种佐剂的至少一种多核苷酸。作为非限制性实例，佐剂可包含二甲基双十八烷基溴化铵、二甲基双十八烷基氯化铵、二甲基双十八烷基磷酸铵或二甲基双十八烷基乙酸铵(DDA)以及分枝杆菌的总脂质提取物的非极性级分或所述非极性级分的部分(参见例如美国专利号8,241,610；其以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，合成纳米载体可包含至少一种多核苷酸和佐剂。作为一个非限制性实例，包含佐剂的合成纳米载体可通过描述于国际公布号WO2011150240和美国公布号US20110293700中的方法来配制，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，合成纳米载体可包封至少一种编码来自病毒的肽、片段或区的多核苷酸。作为一个非限制性实例，合成纳米载体可包括但不限于描述于国际公布号WO2012024621、WO201202629、WO2012024632以及美国公布号US20120064110、US20120058153和US20120058154中的纳米载体，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，合成纳米载体可偶联至可能能够触发体液和/或细胞毒性T淋巴细胞(CTL)应答的多核苷酸(参见例如，国际公布号WO2013019669，其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV可包封在两性离子型脂质中、连接至两性离子型脂质和/或与其缔合。两性离子型脂质以及使用两性离子型脂质的方法的非限制性实例描述于美国专利公布号US20130216607中，其内容以引用的方式整体并入本文。一方面，两性离子型脂质可用于本文所述的脂质体和脂质纳米颗粒中。
在一个实施方案中，NAV可配制在如美国专利公布号US20130197100中描述的胶体纳米载体中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，纳米颗粒可优化用于经口施用。纳米颗粒可包含至少一种阳离子生物聚合物，例如但不限于壳聚糖或其衍生物。作为一个非限制性实例，纳米颗粒可通过描述于美国公布号20120282343中的方法来配制；所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一些实施方案中，LNP包含脂质KL52(在美国申请公布号2012/0295832中公开的氨基-脂质，其明确地以引用的方式整体并入本文)。LNP施用的活性和/或安全性(如通过检查ALT/AST、白细胞计数和细胞因子诱导中的一种或多种所测量)可通过并入此类脂质来改进。包含KL52的LNP可静脉内和/或以一个或多个剂量施用。在一些实施方案中，相较于包含MC3的LNP，施用包含KL52的LNP产生相等或改进的mRNA和/或蛋白质表达。
在一些实施方案中，NAV可使用较小LNP来递送。此类颗粒可包含在0.1um以下直至100nm的直径，如但不限于小于0.1um、小于1.0um、小于5um、小于10um、小于15um、小于20um、小于25um、小于30um、小于35um、小于40um、小于50um、小于55um、小于60um、小于65um、小于70um、小于75um、小于80um、小于85um、小于90um、小于95um、小于100um、小于125um、小于150um、小于175um、小于200um、小于225um、小于250um、小于275um、小于300um、小于325um、小于350um、小于375um、小于400um、小于425um、小于450um、小于475um、小于500um、小于525um、小于550um、小于575um、小于600um、小于625um、小于650um、小于675um、小于700um、小于725um、小于750um、小于775um、小于800um、小于825um、小于850um、小于875um、小于900um、小于925um、小于950um、小于975um。
在另一个实施方案中，可使用较小LNP递送NAV，所述LNP可包含约1nm至约100nm、约1nm至约10nm、约1nm至约20nm、约1nm至约30nm、约1nm至约40nm、约1nm至约50nm、约1nm至约60nm、约1nm至约70nm、约1nm至约80nm、约1nm至约90nm、约5nm至约100nm、约5nm至约10nm、约5nm至约20nm、约5nm至约30nm、约5nm至约40nm、约5nm至约50nm、约5nm至约60nm、约5nm至约70nm、约5nm至约80nm、约5nm至约90nm、约10至约50nM、约20至约50nm、约30至约50nm、约40至约50nm、约20至约60nm、约30至约60nm、约40至约60nm、约20至约70nm、约30至约70nm、约40至约70nm、约50至约70nm、约60至约70nm、约20至约80nm、约30至约80nm、约40至约80nm、约50至约80nm、约60至约80nm、约20至约90nm、约30至约90nm、约40至约90nm、约50至约90nm、约60至约90nm和/或约70至约90nm的直径。
在一些实施方案中，此类LNP使用包括微流体混合器的方法来合成。示例性微流体混合器可包括但不限于狭缝交指式微混合器，包括但不限于由Microinnova(Allerheiligen bei Wildon,Austria)制造的那些；和/或交错鲱鱼骨式微混合器(SHM)(Zhigaltsev,I.V.等人已经公开了使用毫秒微流体混合的具有水性和甘油三酯核的极限大小脂质纳米颗粒系统的自下而上设计和合成(Langmuir.2012.28:3633-40；Belliveau,N.M.等人,Microfluidic synthesis of highly potent limit-size lipidnanoparticles for in vivo delivery of siRNA.Molecular Therapy-NucleicAcids.2012.1:e37；Chen,D.等人,Rapid discovery of potent siRNA-containing lipidnanoparticles enabled by controlled microfluidic formulation.J Am ChemSoc.2012.134(16):6948-51；所述文献各自以引用的方式整体并入本文)。在一些实施方案中，包括SHM的LNP产生方法还包括混合至少两个输入流，其中混合通过微结构诱导的混乱平流(MICA)发生。根据这种方法，流体流流过鲱鱼骨图案中存在的通道，从而引起旋转流动并且使流体围绕彼此折叠。这种方法还可包括用于流体混合的表面，其中所述表面在流体循环期间改变取向。使用SHM产生LNP的方法包括在美国申请公布号2004/0262223和2012/0276209中公开的那些，所述专利各自明确地以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在使用微混合器如但不限于狭缝交指式微结构化混合器(SIMM-V2)或标准狭缝交指式微混合器(SSIMM)或卡特彼勒(CPMM)或来自Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH,Mainz Germany)的冲击射流(IJMM)产生的脂质纳米颗粒中。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在使用微流体技术产生的脂质纳米颗粒中(参见Whitesides,George M.The Origins and the Future ofMicrofluidics.Nature,2006 442:368-373；和Abraham等人Chaotic Mixer forMicrochannels.Science,2002 295:647-651；其各自以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，受控微流体配制包括用于在低雷诺数下在微通道中混合稳定压力驱动流的多个流的被动方法(参见例如Abraham等人，Chaotic Mixer for Microchannels.Science,2002 295:647-651；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在使用微混合器芯片，如但不限于来自Harvard Apparatus(Holliston,MA)或Dolomite Microfluidics(Royston,UK)的那些产生的脂质纳米颗粒中。微混合器芯片可用于使用分流和重组机制快速混合两个或更多个流体流。
在一个实施方案中，本发明的NAV可被配制用于使用国际专利公布号WO2013063468或美国专利号8,440,614中描述的药物包封微球递送，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。微球可包含如国际专利公布号WO2013063468中描述的式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)或(VI)的化合物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。另一方面，氨基酸、肽、多肽、脂质(APPL)适用于将本发明的NAV递送至细胞(参见国际专利公布号WO2013063468，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在直径为约10至约100nm，如但不限于约10至约20nm、约10至约30nm、约10至约40nm、约10至约50nm、约10至约60nm、约10至约70nm、约10至约80nm、约10至约90nm、约20至约30nm、约20至约40nm、约20至约50nm、约20至约60nm、约20至约70nm、约20至约80nm、约20至约90nm、约20至约100nm、约30至约40nm、约30至约50nm、约30至约60nm、约30至约70nm、约30至约80nm、约30至约90nm、约30至约100nm、约40至约50nm、约40至约60nm、约40至约70nm、约40至约80nm、约40至约90nm、约40至约100nm、约50至约60nm、约50至约70nm、约50至约80nm、约50至约90nm、约50至约100nm、约60至约70nm、约60至约80nm、约60至约90nm、约60至约100nm、约70至约80nm、约70至约90nm、约70至约100nm、约80至约90nm、约80至约100nm和/或约90至约100nm的脂质纳米颗粒中。
在一个实施方案中，脂质纳米颗粒可具有约10至500nm的直径。
在一个实施方案中，脂质纳米颗粒可具有大于100nm、大于150nm、大于200nm、大于250nm、大于300nm、大于350nm、大于400nm、大于450nm、大于500nm、大于550nm、大于600nm、大于650nm、大于700nm、大于750nm、大于800nm、大于850nm、大于900nm、大于950nm或大于1000nm的直径。
一方面，脂质纳米颗粒可以是国际专利公布号WO2013059922中描述的极限大小脂质纳米颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。极限大小脂质纳米颗粒可包含围绕水性核心或疏水核心的脂质双层；其中所述脂质双层可包含磷脂，如但不限于二酰基磷脂酰胆碱、二酰基磷脂酰乙醇胺、神经酰胺、鞘磷脂、二氢鞘磷脂、脑磷脂、脑苷脂、C8-C20脂肪酸二酰基磷脂酰胆碱以及1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱。另一方面，极限大小脂质纳米颗粒可包含聚乙二醇-脂质，如但不限于DLPE-PEG、DMPE-PEG、DPPC-PEG和DSPE-PEG。
在一个实施方案中，NAV可使用国际专利公布号WO2013063530中描述的递送方法递送、定位和/或集中在特定位置中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，可在将NAV递送至受试者之前、同时或之后向受试者施用空聚合物颗粒。空聚合物颗粒一旦与受试者接触就经历体积变化，并且变得嵌入、包埋、固定或截留在受试者中的特定位置处。
在一个实施方案中，NAV可配制在活性物质释放系统中(参见例如，美国专利公布号US20130102545，其内容以引用的方式整体并入本文)。活性物质释放系统可包括1)至少一种键合至与催化活性核酸杂交的寡核苷酸抑制剂链的纳米颗粒；和2)键合至至少一种与治疗活性物质(例如本文所述的多核苷酸)键合的底物分子的化合物，其中所述治疗活性物质通过底物分子经由催化活性核酸裂解而释放。
在一个实施方案中，NAV可配制在纳米颗粒中，所述纳米颗粒包含含有非细胞材料的内核和含有细胞膜的外表面。细胞膜可来源于细胞或源自病毒的膜。作为非限制性实例，纳米颗粒可通过描述于国际专利公布号WO2013052167中的方法来制备；所述专利以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，在国际专利公布号WO2013052167(其以引用的方式整体并入本文)中描述的纳米颗粒可用于递送本文所述的NAV。
在一个实施方案中，NAV可配制在多孔纳米颗粒支撑的脂质双层(原始细胞)中。原始细胞在国际专利公布号WO2013056132中描述，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文所述的NAV可配制在如美国专利号8,420,123和8,518,963以及欧洲专利号EP2073848B1中描述的聚合物纳米颗粒或通过所述专利中描述的方法制备的聚合物纳米颗粒中，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，聚合物纳米颗粒可具有高玻璃化转变温度，如在美国专利号8,518,963中描述的纳米颗粒或通过所述专利中描述的方法制备的纳米颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，用于口服和胃肠外制剂的聚合物纳米颗粒可通过在欧洲专利号EP2073848B1中描述的方法来制备；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本文所述的NAV可配制在用于成像的纳米颗粒中。纳米颗粒可以是脂质体纳米颗粒，如在美国专利公布号US20130129636中描述的那些，所述专利以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，脂质体可包含2-{4,7-双-羧甲基-10-[(N,N-二硬脂基酰胺基甲基-N′-酰胺基-甲基]-1,4,7,10-四-氮杂环十二烷-1-基}-乙酸钆(III)和中性、完全饱和的磷脂组分(参见例如，美国专利公布号US20130129636，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，可用于本发明的纳米颗粒通过美国专利申请号US20130130348中描述的方法形成，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的纳米颗粒还可包含营养物，如但不限于缺乏可导致从贫血至神经管缺陷的健康危害的营养物(参见例如，国际专利公布号WO2013072929中描述的纳米颗粒，其内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，营养物可以是呈亚铁、铁盐或元素铁形式的铁、碘、叶酸、维生素或微量营养素。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在可溶胀的纳米颗粒中。可溶胀的纳米颗粒可以是但不限于在美国专利号8,440,231中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实施方案，可溶胀的纳米颗粒可用于将本发明的NAV递送至肺部系统(参见例如，美国专利号8,440,231，其内容以引用的方式整体并入本文)。
本发明的NAV可配制在聚酸酐纳米颗粒中，如但不限于在美国专利号8,449,916中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的纳米颗粒和微颗粒可进行几何工程化以调节巨噬细胞和/或免疫应答。一方面，几何工程化颗粒可具有改变的形状、大小和/或表面电荷，以便并入用于靶向递送(如但不限于肺部递送)的本发明的多核苷酸(参见例如，国际公布号WO2013082111，其内容以引用的方式整体并入本文)。几何工程化颗粒可具有的其他物理特征包括但不限于开窗部、成角度的臂、不对称性和表面粗糙度、能够改变与细胞和组织的相互作用的电荷。作为非限制性实例，本发明的纳米颗粒可通过在国际公布号WO2013082111中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的纳米颗粒可以是水溶性纳米颗粒，如但不限于在国际公布号WO2013090601中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。纳米颗粒可以是具有紧密和两性离子配体的无机纳米颗粒，以便展示良好水溶性。纳米颗粒还可具有较小流体动力学直径(HD)，关于时间、pH和盐度的稳定性以及低水平的非特异性蛋白质结合。
在一个实施方案中，本发明的纳米颗粒可通过在美国专利公布号US20130172406中描述的方法来开发，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的纳米颗粒是隐形纳米颗粒或靶标特异性隐形纳米颗粒，如但不限于在美国专利公布号US20130172406中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。本发明的纳米颗粒可通过在美国专利公布号US20130172406中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，隐形或靶标特异性隐形纳米颗粒可包含聚合物基质。聚合物基质可包含两种或更多种聚合物，如但不限于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚羟基酸、聚富马酸丙酯、聚己内酯、聚酰胺、聚缩醛、聚醚、聚酯、聚(原酸酯)、聚氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、聚脲、聚苯乙烯、聚胺、聚酯、聚酸酐、聚醚、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯或其组合。
在一个实施方案中，纳米颗粒可以是具有高密度核酸层的纳米颗粒-核酸杂合体结构。作为非限制性实例，纳米颗粒-核酸杂合体结构可通过在美国专利公布号US20130171646中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。纳米颗粒可包含核酸，如但不限于本文所述和/或本领域中已知的多核苷酸。
本发明的至少一种纳米颗粒可包埋在纳米结构的核心中或涂覆有低密度多孔3-D结构或涂层，所述结构或涂层能够在纳米结构的表面内或表面上携带至少一种有效负载或与其缔合。包含至少一种纳米颗粒的纳米结构的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2013123523中，其内容以引用的方式整体并入本文。
聚合物、生物可降解纳米颗粒和核-壳纳米颗粒
本发明的NAV可使用天然和/或合成的聚合物来配制。可用于递送的聚合物的非限制性实例包括但不限于来自Bio(Madison,WI)和Roche Madison(Madison,WI)的DYNAMIC(Arrowhead Research Corp.,Pasadena,CA)制剂、PHASERXTM聚合物制剂如但不限于SMARTT POLYMER TECHNOLOGYTM Seattle,WA)、DMRI/DOPE、泊洛沙姆、来自Vical(San Diego,CA)的佐剂、壳聚糖、来自Calando Pharmaceuticals(Pasadena,CA)的环糊精、树枝状聚合物以及聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)聚合物。RONDELTM(RNAi/寡核苷酸纳米颗粒递送)聚合物(Arrowhead ResearchCorporation,Pasadena,CA)和pH响应性共嵌段聚合物如但不限于(Seattle,WA)。
壳聚糖制剂的一个非限制性实例包括带正电荷的壳聚糖的核以及带负电荷的底物的外部部分(美国公布号20120258176；其以引用的方式整体并入本文)。壳聚糖包括但不限于N-三甲基壳聚糖、单-N-羧甲基壳聚糖(MCC)、N-棕榈酰基壳聚糖(NPCS)、EDTA-壳聚糖、低分子量壳聚糖、壳聚糖衍生物或其组合。
在一个实施方案中，用于本发明中的聚合物已经历加工来减少和/或抑制不想要的物质如但不限于细菌对聚合物表面的附着。可通过本领域中已知和/或描述和/或在国际公布号WO2012150467中描述的方法来加工聚合物，所述专利以引用的方式整体并入本文。
PLGA制剂的一个非限制性实例包括但不限于PLGA可注射贮库(例如，通过将PLGA溶解于66％N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中并且剩余物为水性溶剂和亮丙瑞林(leuprolide)而形成的一旦注射，PLGA和亮丙瑞林肽沉淀到皮下间隙中)。
已证明许多这些聚合物方法在体内递送寡核苷酸到细胞质中的功效(综述于deFougerolles Hum Gene Ther.2008 19:125-132中；所述参考文献以引用的方式整体并入本文)。已产生核酸(在这种情况下用小干扰RNA(siRNA))的稳健体内递送的两种聚合物方法是动力学多缀合物(dynamic polyconjugate)和基于环糊精的纳米颗粒(参见例如，美国专利公布号US20130156721，其以引用的方式整体并入本文)。这些递送方法中的第一种使用了动力学多缀合物并且已显示在小鼠中有效递送siRNA和使肝细胞中的内源性靶mRNA沉默(Rozema等,Proc Natl Acad Sci U S A.2007 104:12982-12887；其以引用的方式整体并入本文)。这个具体方法为多组分聚合物系统，其重要特征包括核酸(在这种情况下为siRNA)通过二硫键共价偶联的膜活性聚合物并且其中PEG(用于电荷掩蔽)和N-乙酰半乳糖胺(用于肝细胞靶向)基团都通过pH敏感的键连接(Rozema等,Proc Natl Acad Sci U SA.2007 104:12982-12887；其以引用的方式整体并入本文)。在结合到肝细胞并进入内体时，聚合物复合物在低pH环境下分解，其中聚合物暴露出其正电荷，导致内体逸出并且siRNA从聚合物释放到细胞质。通过用甘露醇基团替代N-乙酰半乳糖胺基团，已显示可将靶向从表达脱唾液酸糖蛋白受体的肝细胞改变为肝窦内皮细胞和Kupffer细胞。另一种聚合物方法涉及使用转铁蛋白靶向的含环糊精的聚阳离子纳米颗粒。这些纳米颗粒已证明使表达转铁蛋白受体的尤因氏肉瘤肿瘤细胞中的EWS-FLI1基因产物靶向沉默(Hu-Lieskovan等,Cancer Res.2005 65:8984-8982；其以引用的方式整体并入本文)并且配制在这些纳米颗粒中的siRNA在非人灵长类动物体内耐受良好(Heidel等,Proc Natl Acad Sci USA2007 104:5715-21；其以引用的方式整体并入本文)。这些递送策略都结合了使用靶向递送和内体逸出机制的合理方法。
聚合物制剂可允许多核苷酸的持续或延迟释放(例如，在肌内注射或皮下注射之后)。多核苷酸的改变的释放概况可导致例如在延长的时间段内翻译编码的蛋白质。聚合物制剂还可用来增加多核苷酸的稳定性。生物可降解的聚合物先前已用来保护除多核苷酸以外的核酸不受降解并且已显示在体内引起有效负载的持续释放(Rozema等人,Proc NatlAcad Sci U S A.2007 104:12982-12887；Sullivan等人,Expert Opin Drug Deliv.20107:1433-1446；Convertine等人,Biomacromolecules.2010年10月1日；Chu等人,Acc ChemRes.2012年1月13日；Manganiello等人,Biomaterials.2012 33:2301-2309；Benoit等人,Biomacromolecules.2011 12:2708-2714；Singha等人,Nucleic Acid Ther.2011 2:133-147；deFougerolles Hum Gene Ther.2008 19:125-132；Schaffert和Wagner,GeneTher.2008 16:1131-1138；Chaturvedi等人,Expert Opin Drug Deliv.2011 8:1455-1468；Davis,Mol Pharm.2009 6:659-668；Davis,Nature 2010 464:1067-1070；其各自以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV药物组合物可以是持续释放制剂。在另外的实施方案中，持续释放制剂可用于皮下递送。持续释放制剂可包括但不限于PLGA微球、乙烯乙酸乙烯酯(EVAc)、泊洛沙姆、(Nanotherapeutics,Inc.Alachua,FL)、(Halozyme Therapeutics,San Diego CA)，外科密封剂如纤维蛋白原聚合物(EthiconInc.Cornelia,GA)、(Baxter International,Inc Deerfield,IL)、基于PEG的密封剂以及(Baxter International,Inc Deerfield,IL)。
作为非限制性实例，可通过制备具有可调释放速率(例如，几天和几周)的PLGA微球并且将修饰的mRNA包封在PLGA微球中同时在包封过程中维持修饰的mRNA的完整性来将NAV配制在PLGA微球中。EVAc为广泛用于临床前持续释放植入物应用中的非生物可降解、生物相容的聚合物(例如，延长释放产品Ocusert，即一种用于青光眼的匹鲁卡品(pilocarpine)眼插入物，或progestasert，即一种持续释放孕酮子宫内装置；透皮递送系统Testoderm、Duragesic和Selegiline；导管)。泊洛沙姆F-407NF为在小于5℃温度下具有低粘度的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的亲水非离子型表面活性剂三嵌段共聚物，并且在大于15℃温度下形成固体凝胶。基于PEG的外科密封剂包含混合在递送装置中的两种合成PEG组分，其可在一分钟内制备、在3分钟内密封并且在30天内重新吸收。和天然聚合物能够在施用部位处原位凝胶化。已显示它们通过离子相互作用与蛋白质和肽治疗候选物相互作用以提供稳定效应。
聚合物制剂还可通过不同配体的表达而选择性靶向，如但不限于通过叶酸、转铁蛋白和N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)所举例说明(Benoit等,Biomacromolecules.2011 12:2708-2714；Rozema等,Proc Natl Acad Sci U S A.2007 104:12982-12887；Davis,MolPharm.2009 6:659-668；Davis,Nature 2010 464:1067-1070；其各自均以引用的方式整体并入本文)。
本发明的NAV可用聚合化合物配制或配制在聚合化合物中。聚合物可包括至少一种聚合物如但不限于聚乙烯、聚乙二醇(PEG)、聚(l-赖氨酸)(PLL)、接枝到PLL的PEG、阳离子脂质聚合物、生物可降解阳离子脂质聚合物、聚乙烯亚胺(PEI)、交联支链聚(亚烷基亚胺)、聚胺衍生物、修饰的泊洛沙姆、生物可降解聚合物、弹性生物可降解聚合物、生物可降解嵌段共聚物、生物可降解无规共聚物、生物可降解聚酯共聚物、生物可降解聚酯嵌段共聚物、生物可降解聚酯嵌段无规共聚物、多嵌段共聚物、线性生物可降解共聚物、聚[α-(4-氨基丁基)-L-乙醇酸)(PAGA)、生物可降解交联阳离子多嵌段共聚物、聚碳酸酯、聚酸酐、聚羟基酸、聚富马酸丙酯、聚己内酯、聚酰胺、聚缩醛、聚醚、聚酯、聚(原酸酯)、聚氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、聚脲、聚苯乙烯、聚胺、聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)、丙烯酸聚合物、含胺聚合物、葡聚糖聚合物、葡聚糖聚合物衍生物或其组合。
作为非限制性实例，本发明的NAV可用如美国专利号6,177,274中所述的用PLL接枝的PEG的聚合化合物来配制；所述专利以引用的方式整体并入本文。制剂可用于体外转染细胞或用于体内递送多核苷酸。在另一个实例中，多核苷酸可悬浮在具有阳离子聚合物的溶液或介质中、处在干燥药物组合物中或处在能够如在美国公布号20090042829和20090042825中所述进行干燥的溶液中；所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
作为另一个非限制性实例，本发明的NAV可用PLGA-PEG嵌段共聚物(参见美国公布号US20120004293和美国专利号8,236,330，其以引用的方式整体并入本文)或PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物(参见美国专利号6,004,573，其以引用的方式整体并入本文)配制。作为非限制性实例，本发明的NAV可用PEG和PLA或PEG和PLGA的二嵌段共聚物配制(参见美国专利号8,246,968，其以引用的方式整体并入本文)。
聚胺衍生物可用来递送核酸或治疗和/或预防疾病或包括在可植入或可注射装置中(美国公布号20100260817(现在美国专利号8,460,696)，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，药物组合物可包含NAV以及在美国公布号20100260817(现在美国专利号8,460,696；其内容以引用的方式整体并入本文)中描述的聚胺衍生物。作为非限制性实例，本发明的NAV可使用聚酰胺聚合物来递送，所述聚酰胺(polyaminde)聚合物如但不限于包含通过使碳水化合物二叠氮单体与包含低聚胺的二炔单元(dilkyneunite)组合所制备的1,3-偶极加成聚合物的聚合物(美国专利号8,236,280；其以引用的方式整体并入本文)。
本发明的NAV可用至少一种丙烯酸聚合物配制。丙烯酸聚合物包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚氰基丙烯酸酯以及其组合。
在一个实施方案中，本发明的NAV可用描述于国际公布号WO2011115862、WO2012082574和WO2012068187以及美国公布号20120283427中的至少一种聚合物和/或其衍生物配制，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本发明的NAV可用WO2011115862中所述的式Z聚合物配制，所述专利以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，NAV可用国际公布号WO2012082574或WO2012068187以及美国公布号2012028342中所述的式Z、Z’或Z”的聚合物配制，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。与本发明的修饰RNA一起配制的聚合物可通过在国际公布号WO2012082574或WO2012068187中描述的方法来合成，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
本发明的NAV可用至少一种丙烯酸聚合物配制。丙烯酸聚合物包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚氰基丙烯酸酯以及其组合。
本发明的NAV的制剂可包含至少一种含胺聚合物，如但不限于聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚(酰胺基胺)树枝状聚合物、聚(胺-酯共聚物)或其组合。作为非限制性实例，聚(胺-酯共聚物)可以是国际公布号WO2013082529中描述的聚合物和/或通过所述国际公布中的方法制备的聚合物；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
例如，本发明的NAV可配制在药物化合物中，所述药物化合物包括聚(亚烷基亚胺)、生物可降解阳离子脂质聚合物、生物可降解嵌段共聚物、生物可降解聚合物、或生物可降解无规共聚物、生物可降解聚酯嵌段共聚物、生物可降解聚酯聚合物、生物可降解聚酯无规共聚物、线性生物可降解共聚物、PAGA、生物可降解交联阳离子多嵌段共聚物或其组合。生物可降解阳离子脂质聚合物可通过本领域中已知和/或在美国专利号6,696,038、美国申请号20030073619和20040142474中描述的方法来制得，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。聚(亚烷基亚胺)可使用本领域中已知和/或如在美国公布号20100004315中所述的方法来制得，所述专利以引用的方式整体并入本文。生物可降解聚合物、生物可降解嵌段共聚物、生物可降解无规共聚物、生物可降解聚酯嵌段共聚物、生物可降解聚酯聚合物或生物可降解聚酯无规共聚物可使用本领域中已知和/或如在美国专利号6,517,869和6,267,987中所述的方法来制得，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。线性生物可降解共聚物可使用本领域中已知和/或如在美国专利号6,652,886中所述的方法来制得。PAGA聚合物可使用本领域中已知和/或如在美国专利号6,217,912中所述的方法来制得，所述专利以引用的方式整体并入本文。可将PAGA聚合物共聚以与聚合物如但不限于聚-L-赖氨酸、聚精氨酸、聚鸟氨酸、组蛋白、抗生物素蛋白、鱼精蛋白、聚交酯和聚(丙交酯-共-乙交酯)形成共聚物或嵌段共聚物。生物可降解交联阳离子多嵌段共聚物可通过本领域中已知和/或如在美国专利号8,057,821、8,444,992或美国公布号2012009145中所述的方法来制备，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。例如，多嵌段共聚物可使用与支链聚乙烯亚胺相比具有相异形式的线性聚乙烯亚胺(LPEI)嵌段来合成。此外，组合物或药物组合物可通过本领域中已知、本文描述或如在美国公布号20100004315或美国专利号6,267,987和6,217,912中所述的方法来制得，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
本发明的NAV可用至少一种可含有聚阳离子侧链的可降解聚酯配制。可降解聚酯包括但不限于聚(丝氨酸酯)、聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)以及其组合。在另一个实施方案中，可降解聚酯可包括PEG缀合以形成PEG化的聚合物。
本发明的NAV可用至少一种可交联聚酯配制。可交联聚酯包括在本领域中已知和在美国公布号20120269761中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的NAV可配制在至少一种环糊精聚合物中或与至少一种环糊精聚合物一起配制。环糊精聚合物和制备环糊精聚合物的方法包括本领域已知和描述于美国公布号20130184453中的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在至少一种交联的阳离子结合聚合物中或与至少一种交联的阳离子结合聚合物一起配制。交联的阳离子结合聚合物和制备交联的阳离子结合聚合物的方法包括本领域已知和描述于国际专利公布号WO2013106072、WO2013106073和WO2013106086中的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在至少一种支化聚合物中或与至少一种支化聚合物一起配制。支化聚合物和制备支化聚合物的方法包括本领域已知和描述于国际专利公布号WO2013113071中的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在至少PEG化的白蛋白聚合物中或与至少PEG化的白蛋白聚合物一起配制。PEG化白蛋白聚合物和制备PEG化白蛋白聚合物的方法包括本领域中已知和描述于美国专利公布号US20130231287中的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文描述的聚合物可缀合至脂质封端的PEG。作为一个非限制性实例，PLGA可缀合至脂质封端的PEG，从而形成PLGA-DSPE-PEG。作为另一个非限制性实例，与本发明一起使用的PEG缀合物描述于国际公布号WO2008103276中，所述专利以引用的方式整体并入本文。聚合物可使用配体缀合物如但不限于在美国专利号8,273,363中描述的缀合物来缀合，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可在施用之前与PEG或磷酸钠/碳酸钠溶液混合。
在另一个实施方案中，编码目标蛋白质的多核苷酸可与PEG混合，并且还可与磷酸钠/碳酸钠溶液混合。
在另一个实施方案中，编码目标蛋白质的多核苷酸可与PEG混合，并且编码第二目标蛋白质的多核苷酸可与磷酸钠/碳酸钠溶液混合。
在一个实施方案中，本文描述的NAV可与另一种化合物缀合。缀合物的非限制性实例描述于美国专利号7,964,578和7,833,992中，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。在另一个实施方案中，本发明的NAV可与如在美国专利号7,964,578和7,833,992中所述的式1-122的缀合物缀合，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。本文描述的NAV可与金属如但不限于金缀合。(参见例如，Giljohann等人,Journ.Amer.Chem.Soc.2009 131(6):2072-2073；其以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，本文描述的NAV可缀合和/或包封在金纳米颗粒中。(国际公布号WO201216269以及美国公布号20120302940和US20130177523；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
如在美国公布号20100004313中所述(所述专利以引用的方式整体并入本文)，基因递送组合物可包括核苷酸序列和泊洛沙姆。例如，本发明的NAV可用于具有在美国公布号20100004313中描述的泊洛沙姆的基因递送组合物中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的聚合物制剂可通过使可包括阳离子载体的聚合物制剂与可共价连接至胆固醇和聚乙二醇基团的阳离子脂质聚合物接触来稳定。聚合物制剂可使用描述于美国公布号20090042829中的方法与阳离子脂质聚合物接触，所述专利以引用的方式整体并入本文。阳离子载体可包括但不限于聚乙烯亚胺、聚(三亚甲基亚胺)、聚(四亚甲基亚胺)、聚丙烯亚胺、氨基糖苷-聚胺、二脱氧-二氨基-b-环糊精、精胺、亚精胺、聚甲基丙烯酸(2-二甲基氨基)乙酯、聚(赖氨酸)、聚(组氨酸)、聚(精氨酸)、阳离子化明胶、树枝状聚合物、壳聚糖、1,2-二油酰基-3-三甲铵-丙烷(DOTAP)、N-[1-(2,3-二油酰基氧基)丙基]-N,N,N-三甲基氯化铵(DOTMA)、1-[2-(油酰基氧基)乙基]-2-油基-3-(2-羟乙基)咪唑啉氯化物(DOTIM)、2,3-二油酰基氧基-N-[2(精胺羧酰胺)乙基]-N,N-二甲基-1-丙基三氟乙酸铵(DOSPA)、3B-[N—(N′,N′-二甲基氨基乙烷)-氨甲酰基]胆固醇盐酸盐(DC-胆固醇HCl)、二(十七烷基)酰氨基甘氨酰亚精胺(DOGS)、N,N-二硬脂基-N,N-二甲基溴化铵(DDAB)、N-(1,2-二肉豆蔻基氧基丙-3-基)-N,N-二甲基-N-羟乙基溴化铵(DMRIE)、N,N-二油基-N,N-二甲基氯化铵DODAC)以及其组合。作为非限制性实例，NAV可用阳离子脂质聚合物配制，所述阳离子脂质聚合物如在美国专利申请号20130065942中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的NAV可配制在一种或多种聚合物的聚合复合物中(参见例如，美国专利号8,501,478、美国公布号20120237565和20120270927和20130149783以及国际专利公布号WO2013090861；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，聚合复合物可使用在国际公布号WO2013090861中描述的新颖α-氨基脒聚合物形成，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，聚合复合物可使用在美国专利号8,501,478中描述的点击化合物形成，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，聚合复合物包含两种或更多种阳离子聚合物。阳离子聚合物可包含聚(乙烯亚胺)(PEI)，如线性PEI。在另一个实施方案中，聚合复合物包含p(TETA/CBA)、其PEG化类似物p(TETA/CBA)-g-PEG2k及其混合物(参见例如，美国专利公布号US20130149783，其内容以引用的方式整体并入本文)。
本发明的NAV还可使用以下的组合配制为纳米颗粒：聚合物、脂质和/或其他生物可降解剂如但不限于磷酸钙。组分可组合在核-壳、杂合体和/或叠层结构中以允许精细调节纳米颗粒从而可增强NAV的递送(Wang等人,Nat Mater.2006 5:791-796；Fuller等人,Biomaterials.2008 29:1526-1532；DeKoker等人,Adv Drug Deliv Rev.2011 63:748-761；Endres等人,Biomaterials.2011 32:7721-7731；Su等人,Mol Pharm.2011Jun 6；8(3):774-87；其以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，纳米颗粒可包含多种聚合物如但不限于亲水-疏水聚合物(例如，PEG-PLGA)、疏水聚合物(例如，PEG)和/或亲水聚合物(国际公布号WO20120225129；其内容以引用的方式整体并入本文)。
作为另一个非限制性实例，NAV的包含亲水聚合物的纳米颗粒可以是国际专利公布号WO2013119936中描述的那些或通过所述专利中描述的方法制备的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可用于本发明的生物可降解聚合物是聚(醚-酐)嵌段共聚物。作为非限制性实例，本文使用的生物可降解聚合物可以是如国际专利公布号WO2006063249(其以引用的方式整体并入本文)中描述的嵌段共聚物或通过国际专利公布号WO2006063249(其以引用的方式整体并入本文)中描述的方法制备的嵌段共聚物。
在另一个实施方案中，可用于本发明的生物可降解聚合物是烷基和环烷基封端的生物可降解脂质。作为非限制性实例，烷基和环烷基封端的生物可降解脂质可以是国际公布号WO2013086322中描述的和/或通过国际公布号WO2013086322中描述的方法制备的那些；所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，可用于本发明的生物可降解聚合物是具有位于脂质部分中的一个或多个生物可降解基团的阳离子脂质。作为非限制性实例，生物可降解脂质可以是美国专利公布号US20130195920中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
已显示与脂质和/或聚合物组合的生物可降解磷酸钙纳米颗粒在体内递送多核苷酸。在一个实施方案中，还可含有靶向配体如茴香酰胺的脂质涂覆的磷酸钙纳米颗粒可用来递送本发明的NAV。例如，为了在小鼠转移性肺模型中有效递送siRNA，使用了脂质涂覆的磷酸钙纳米颗粒(Li等,J Contr Rel.2010 142:416-421；Li等,J Contr Rel.2012 158:108-114；Yang等,Mol Ther.2012 20:609-615；其以引用的方式整体并入本文)。这个递送系统组合了靶向纳米颗粒与增强内体逸出的组分磷酸钙以便增强siRNA的递送。
在一个实施方案中，具有PEG-聚阴离子嵌段共聚物的磷酸钙可用来递送NAV(Kazikawa等人,J Contr Rel.2004 97:345-356；Kazikawa等人,J Contr Rel.2006 111:368-370；其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，PEG-电荷变换聚合物(Pitella等人,Biomaterials.2011 32:3106-3114；其内容以引用的方式整体并入本文)可用于形成纳米颗粒以递送本发明的NAV。在PEG-聚阴离子嵌段共聚物通过在酸性pH下裂解为聚阳离子时，PEG-电荷变换聚合物可改进，从而增强内体逸出。
在一个实施方案中，在本发明中使用的聚合物可以是五嵌段聚合物，如但不限于在国际专利公布号WO2013055331中描述的五嵌段聚合物，所述专利以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，五嵌段聚合物包含PGA-PCL-PEG-PCL-PGA，其中PEG是聚乙二醇，PCL是聚(ε-己内酯)，PGA是聚(乙醇酸)，并且PLA是聚(乳酸)。作为另一个非限制性实例，五嵌段聚合物包含PEG-PCL-PLA-PCL-PEG，其中PEG是聚乙二醇，PCL是聚(ε-己内酯)，PGA是聚(乙醇酸)，并且PLA是聚乳酸)。
在一个实施方案中，可用于本发明的聚合物包含至少一种二环氧化物和至少一种氨基糖苷(参见例如，国际专利公布号WO2013055971，其内容以引用的方式整体并入本文)。二环氧化物可选自但不限于1,4-丁二醇二缩水甘油醚(1,4B)、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚(1,4C)、4-乙烯基环己烯二环氧化物(4VCD)、乙二醇二缩水甘油醚(EDGE)、甘油二缩水甘油醚(GDE)、新戊二醇二缩水甘油醚(NPDGE)、聚(乙二醇)二缩水甘油醚(PEGDE)、聚(丙二醇)二缩水甘油醚(PPGDE)和间苯二酚二缩水甘油醚(RDE)。氨基糖苷可选自但不限于链霉素、新霉素、新霉素B、巴龙霉素、核糖霉素、卡那霉素、阿米卡星、阿贝卡星、卡那霉素B、地贝卡星、妥布霉素、壮观霉素、潮霉素、庆大霉素、奈替米星、紫苏霉素、异帕米星、甲基姿苏霉素(verdamicin)、阿司米星以及安普霉素。作为非限制性实例，聚合物可通过在国际专利公布号WO2013055971中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，包含任何含有至少一种二环氧化物和至少一种氨基糖苷的聚合物的组合物可通过国际专利公布号WO2013055971中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可用于本发明的聚合物可以是交联聚合物。作为非限制性实例，交联聚合物可用于形成如美国专利号8,414,927中描述的颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，交联聚合物可通过在美国专利公布号US20130172600中描述的方法来获得，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，可用于本发明的聚合物可以是交联聚合物，如在美国专利号8,461,132中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，交联聚合物可用于治疗性组合物中以用于治疗身体组织。治疗性组合物可使用本领域中已知和/或本文描述的各种方法(如注射或导管插入术)施用至损伤组织。
在一个实施方案中，可用于本发明的聚合物可以是二脂族取代的聚乙二醇化脂质，如但不限于国际专利公布号WO2013049328中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，嵌段共聚物PEG-PLGA-PEG(参见例如，热敏性水凝胶(PEG-PLGA-PEG)在Lee等人Thermosensitive Hydrogel as a Tgf-β1Gene Delivery VehicleEnhances Diabetic Wound Healing.Pharmaceutical Research,2003 20(12):1995-2000中用作TGF-β1基因递送媒介物；在Li等人Controlled Gene Delivery System Based onThermosensitive Biodegradable Hydrogel.Pharmaceutical Research 2003 20(6):884-888中用作控制基因递送系统；以及Chang等人,Non-ionic amphiphilicbiodegradable PEG-PLGA-PEG copolymer enhances gene delivery efficiency in ratskeletal muscle.J Controlled Release.2007 118:245-253；其各自以引用的方式整体并入本文)可用于本发明中。本发明可用PEG-PLGA-PEG配制以用于施用，如但不限于肌内和皮下施用。
在另一个实施方案中，PEG-PLGA-PEG嵌段共聚物在本发明中用于开发生物可降解的持续释放系统。另一方面，本发明的NAV在施用之前与嵌段共聚物混合。另一方面，本发明的NAV与嵌段共聚物共同施用。
在一个实施方案中，用于本发明的聚合物可以是多功能聚合物衍生物，如但不限于美国专利号US8454946中描述的多功能N-马来酰亚胺基聚合物衍生物，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
使用核-壳纳米颗粒另外集中在合成阳离子交联纳米凝胶核和各种壳的高通量方法上(Siegwart等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2011 108:12996-13001；其内容以引用的方式整体并入本文)。可通过改变纳米颗粒的核和壳组分中的化学组成来精确控制聚合纳米颗粒的复合、递送和内化。例如，核-壳纳米颗粒可在它们将胆固醇共价附着至纳米颗粒之后有效地将siRNA递送至小鼠肝细胞。
在一个实施方案中，包含中间PLGA层和含有PEG的外部中性脂质层的空心脂质核可用来递送本发明的NAV。作为一个非限制性实例，在携带荧光素酶表达肿瘤的小鼠中，已确定与常规脂质复合物相比，脂质-聚合物-脂质杂交纳米颗粒显著压制荧光素酶表达(Shi等,Angew Chem Int Ed.2011 50:7027-7031；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，脂质纳米颗粒可包含本文公开的NAV的核以及聚合物壳。聚合物壳可为本文描述的任何聚合物并且为本领域所已知。在另一实施方案中，聚合物壳可用来保护核中的多核苷酸。
用于与本发明的NAV一起使用的核-壳纳米颗粒在美国专利号8,313,777或国际专利公布号WO2013124867中描述并且可通过在所述专利中描述的方法形成，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，与本文描述的制剂一起使用的聚合物可以是如在国际公布号WO2011120053中描述的修饰的聚合物(如但不限于修饰的聚缩醛)，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，制剂可以是包含聚合物载体和至少一种核酸分子的聚合物载体货物复合物。聚合物载体货物复合物的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2013113326、WO2013113501、WO2013113325、WO2013113502和WO2013113736以及欧洲专利公布号EP2623121中，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，聚合物载体货物复合物可包含带负电荷的核酸分子，如但不限于国际专利公布号WO2013113325和WO2013113502中描述的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，药物组合物可包含本发明的NAV和聚合物载体货物复合物。多核苷酸可编码目标蛋白质，如但不限于来自与感染性疾病相关的病原体的抗原、与过敏症或过敏性疾病相关的抗原、与自身免疫性疾病相关的抗原或与癌症或肿瘤疾病相关的抗原(参见例如，在国际专利公布号WO2013113326、WO2013113501、WO2013113325、WO2013113502和WO2013113736以及欧洲专利公布号EP2623121中描述的抗原，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
作为非限制性实例，核-壳纳米颗粒可用来治疗眼睛疾病或病症(参见例如，美国公布号20120321719，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，与本文描述的制剂一起使用的聚合物可以是如在国际公布号WO2011120053中描述的修饰的聚合物(如但不限于修饰的聚缩醛)，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
肽和蛋白质
本发明的NAV可用肽和/或蛋白质配制以便增加由多核苷酸进行的细胞转染。在一个实施方案中，肽诸如但不限于细胞穿透肽和能实现细胞内递送的蛋白质和肽可用来递送药物制剂。可与本发明的药物制剂一起使用的细胞穿透肽的非限制性实例包括促进递送至细胞内空间的附着至聚阳离子的细胞穿透肽序列，例如HIV-来源的TAT肽、穿膜肽(penetratin)、转运肽(transportan)或hCT来源的细胞穿透肽(参见例如，Caron等,Mol.Ther.3(3):310-8(2001)；Langel,Cell-Penetrating Peptides:Processes andApplications(CRC Press,Boca Raton FL,2002)；El-Andaloussi等,Curr.Pharm.Des.11(28):3597-611(2003)；以及Deshayes等,Cell.Mol.Life Sci.62(16):1839-49(2005)，所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。组合物还可配制来包括细胞穿透剂例如脂质体，其增强组合物至细胞内空间的递送。本发明的NAV可复合至肽和/或蛋白质诸如但不限于来自Aileron Therapeutics(Cambridge,MA)和Permeon Biologics(Cambridge,MA)的肽和/或蛋白质以便能实现细胞内递送(Cronican等人,ACS Chem.Biol.2010 5:747-752；McNaughton等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2009 106:6111-6116；Sawyer,Chem BiolDrug Des.2009 73:3-6；Verdine和Hilinski,Methods Enzymol.2012；503:3-33；所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，细胞穿透多肽可包含第一结构域和第二结构域。第一结构域可包含超电荷的多肽。第二结构域可包含蛋白结合配偶体。如本文所使用，“蛋白结合配偶体”包括但不限于抗体及其功能片段、支架蛋白或肽。细胞穿透多肽可进一步包含用于蛋白结合配偶体的细胞内结合配偶体。细胞穿透多肽可能能够从其中可引入多核苷酸的细胞分泌。
包括肽或蛋白质的制剂可用来增加由NAV进行的细胞转染，改变多核苷酸的生物分布(例如，通过靶向特定组织或细胞类型)和/或增加编码的蛋白质的翻译。(参见例如，国际公布号WO2012110636和WO2013123298；其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，细胞穿透肽可以是但不限于美国专利公布号US20130129726、US20130137644和US20130164219中描述的那些，其各自以引用的方式整体并入本文。
细胞
本发明的NAV可离体转染至细胞中，所述细胞随后移植到受试者中。
作为一个非限制性实例，来自患者或受试者的血液样品可用抗原或佐剂或两者处理，其中一种或多种由本发明的NAV编码以活化PBMC群体。然后可将这种活化的样品或特定细胞亚群返回供体患者，从而活化免疫系统。可使用本公开的任何NAV设计这种活化的PBMC疫苗。
作为非限制性实例，药物组合物可包括将修饰RNA递送至肝脏和骨髓细胞的红细胞、以病毒样颗粒(VLP)递送修饰RNA的病毒体以及递送修饰RNA的诸如但不限于来自(Gaithersburg,MD)和来自(Lyon,France)的电穿孔细胞。已记载了使用红细胞、病毒颗粒和电穿孔细胞递送除了多核苷酸以外的有效负载的实例(Godfrin等人,Expert Opin Biol Ther.2012 12:127-133；Fang等人,Expert Opin BiolTher.2012 12:385-389；Hu等人,Proc Natl Acad Sci US A.2011 108:10980-10985；Lund等人,Pharm Res.2010 27:400-420；Huckriede等人,J Liposome Res.2007；17:39-47；Cusi,Hum Vaccin.2006 2:1-7；de Jonge等人,Gene Ther.2006 13:400-411；所有所述参考文献均以引用的方式整体并入本文)。
NAV可在通过描述于国际公布号WO2011085231和WO2013116656以及美国公布号20110171248中的方法合成的合成VLP中递送，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
本发明的NAV的基于细胞的制剂可用来确保细胞转染(例如，在细胞载体中)、改变多核苷酸的生物分布(例如，通过使细胞载体靶向特定组织或细胞类型)和/或增加编码的蛋白质的翻译。
引入细胞中
各种方法是本领域中已知的并且适于将核酸引入细胞中，包括病毒和非病毒介导的技术，并且这些方法中的任何一种可用于引入本发明的NAV。典型的非病毒介导的技术的实例包括但不限于电穿孔、磷酸钙介导的转移、核转染、声致穿孔、热激、磁转染、脂质体介导的转移、微量注射、微弹介导的转移(纳米颗粒)、阳离子聚合物介导的转移(DEAE-葡聚糖、聚乙烯亚胺、聚乙二醇(PEG)等)或细胞融合。
声致穿孔或细胞超声的技术是使用声音(例如，超声波频率)来改变细胞质膜的穿透性。声致穿孔方法为本领域技术人员已知的并且用来体内递送核酸(Yoon和Park,ExpertOpin Drug Deliv.2010 7:321-330；Postema和Gilja,Curr Pharm Biotechnol.2007 8:355-361；Newman和Bettinger,Gene Ther.2007 14:465-475；所有均以引用的方式整体并入本文)。声致穿孔方法是本领域中已知的并且还例如在它涉及细菌时教导在美国专利公布20100196983中并且在它涉及其他细胞类型时教导在例如美国专利公布20100009424中，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
电穿孔技术也为本领域中熟知的并且用来体内和临床上递送核酸(Andre等,CurrGene Ther.2010 10:267-280；Chiarella等,Curr Gene Ther.2010 10:281-286；Hojman,Curr Gene Ther.2010 10:128-138；所有均以引用的方式整体并入本文)。电穿孔装置由全世界许多公司销售，包括但不限于仪器(Holliston,MA)(例如，AgilePulse体内系统)和Inovio(Blue Bell,PA)(例如，Inovio SP-5P肌内递送装置或3000皮内递送装置)。在一个实施方案中，NAV可通过如在实施例9中所述的电穿孔来递送。
微器官
NAV可包含于微器官中，所述微器官然后可在长效治疗制剂中表达所编码的目标多肽。一方面，微器官可包含载体，所述载体包含可操作地连接至一个或多个调控序列的编码目标多肽的核酸序列(例如，本发明的多核苷酸)。作为非限制性实例，与本发明一起使用的长效治疗性微器官可以是美国专利号US845948中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，微器官可用于维持所需的目标多肽水平持续一段时间(例如，维持生理血红蛋白水平，如美国专利号US845948中所描述，其内容以引用的方式整体并入本文)。
微器官可能能够产生目标多肽持续至少1天、至少2天、至少3天、至少4天、至少5天、至少6天、至少7天、至少8天、至少9天、至少10天、至少11天、至少12天、至少13天、至少14天、至少3周、至少1个月和/或至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月或大于6个月。
在一个实施方案中，微器官可具有至少0.5mm至至少20mm，如但不限于至少0.5mm、至少1mm、至少1.5mm、至少2mm、至少2.5mm、至少3mm、至少3.5mm、至少4mm、至少4.5mm、至少5mm、至少5.5mm、至少6mm、至少6.5mm、至少7mm、至少7.5mm、至少8mm、至少8.5mm、至少9mm、至少9.5mm、至少10mm、至少10.5mm、至少11mm、至少11.5mm、至少12mm、至少12.5mm、至少13mm、至少13.5mm、至少14mm、至少14.5mm、至少15mm、至少15.5.mm、至少16mm、至少16.5mm、至少17mm、至少17.5mm、至少18mm、至少18.5mm、至少19mm、至少19.5mm或至少20mm的直径。在另一个实施方案中，微器官可具有0.5-2.5mm、1-2.5mm、1.5-2.5mm、0.5-3mm、1-3mm、1.5-3mm、0.5-3.5mm、1-3.5mm、1.5-3.5mm、0.5-4mm、1-4mm、1.5-4mm、2-4mm、0.5-5mm、1-5mm、1.5-5mm、2-5mm、2.5-5mm、3-5mm、0.5-6mm、1-6mm、1.5-6mm、2-6mm、2.5-6mm、3-6mm、3.5-6mm、4-6mm、0.5-7mm、1-7mm、1.5-7mm、2-7mm、2.5-7mm、3-7mm、3.5-7mm、4-7mm、4.5-7mm、5-7mm、0.5-8mm、1-8mm、1.5-8mm、2-8mm、2.5-8mm、3-8mm、3.5-8mm、4-8mm、4.5-8mm、5-8mm、5.5-8mm、6-8mm、0.5-9mm、1-9mm、1.5-9mm、2-9mm、2.5-9mm、3-9mm、3.5-9mm、4-9mm、4.5-9mm、5-9mm、5.5-9mm、6-9mm、6.5-9mm、7-9mm、0.5-10mm、1-10mm、1.5-10mm、2-10mm、2.5-10mm、3-10mm、3.5-10mm、4-10mm、4.5-10mm、5-10mm、5.5-10mm、6-10mm、6.5-10mm、7-10mm、7.5-10nm或8-10nm的直径。
在一个实施方案中，微器官可具有至少2mm至至少150mm，如但不限于至少2mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少6mm、至少7mm、至少8mm、至少9mm、至少10mm、至少15mm、至少20mm、至少25mm、至少30mm、至少35mm、至少40mm、至少45mm、至少50mm、至少55mm、至少60mm、至少65mm、至少70mm、至少75mm、至少80mm、至少85mm、至少90mm、至少95mm、至少100mm、至少105mm、至少110mm、至少115mm、至少120mm、至少125mm、至少130mm、至少135mm、至少140mm、至少145mm或至少150mm的长度。在另一个实施方案中，微器官可具有5-100mm、10-100mm、15-100mm、20-100mm、25-10mm、30-100mm、35-100mm、40-100mm、45-100mm、50-100mm、55-100mm、60-100mm、65-100mm、70-100mm、75-100mm、80-100mm、85-100mm、90-100mm、5-90mm、10-90mm、15-90mm、20-90mm、25-10mm、30-90mm、35-90mm、40-90mm、45-90mm、50-90mm、55-90mm、60-90mm、65-90mm、70-90mm、75-90mm、80-90mm、5-80mm、10-80mm、15-80mm、20-80mm、25-10mm、30-80mm、35-80mm、40-80mm、45-80mm、50-80mm、55-80mm、60-80mm、65-80mm、70-80mm、5-70mm、10-70mm、15-70mm、20-70mm、25-10mm、30-70mm、35-70mm、40-70mm、45-70mm、50-70mm、55-70mm、60-70mm、5-60mm、10-60mm、15-60mm、20-60mm、25-10mm、30-60mm、35-60mm、40-60mm、45-60mm、50-60mm、5-50mm、10-50mm、15-50mm、20-50mm、25-10mm、30-50mm、35-50mm、40-50mm、5-40mm、10-40mm、15-40mm、20-40mm、25-10mm、30-40mm、5-30mm、10-30mm、15-30mm、20-30mm、5-20mm、10-20mm或5-10mm的长度。
透明质酸酶
本发明的NAV的肌内或皮下局部注射液可包含催化透明质酸水解的透明质酸酶。通过催化间质屏障的组分透明质酸的水解，透明质酸酶降低了透明质酸的粘度，从而增加组织穿透性(Frost,Expert Opin.Drug Deliv.(2007)4:427-440；其以引用的方式整体并入本文)。加速由转染的细胞产生的编码蛋白质的分散和系统分布是有用的。或者，透明质酸酶可用来增加暴露于肌内或皮下施用的本发明的多核苷酸的细胞数目。
纳米颗粒模拟物
本发明的NAV可包封在纳米颗粒模拟物内和/或吸收至纳米颗粒模拟物。纳米颗粒模拟物可模拟生物体或颗粒诸如但不限于病原体、病毒、细菌、真菌、寄生虫、朊病毒以及细胞的递送功能。作为非限制性实例，本发明的NAV可包封在可模拟病毒的递送功能的非病毒体颗粒中(参见国际公布号WO2012006376以及美国专利公布号US20130171241和US20130195968，其各自的内容以引用的方式整体并入本文)。
纳米管
本发明的NAV可附着或以另外的方式结合至至少一种纳米管，如但不限于蔷薇状纳米管、具有双碱基接头的蔷薇状纳米管、碳纳米管和/或单壁碳纳米管。NAV可通过力诸如但不限于空间力、离子力、共价力和/或其他力结合到纳米管。
在一个实施方案中，纳米管可将一种或多种NAV释放至细胞中。可改变至少一种纳米管的大小和/或表面结构以便调整身体内的纳米管的相互作用和/或附着或结合到本文公开的NAV。在一个实施方案中，可改变结构单元和/或附着至少一种纳米管的结构单元的官能团以便调节纳米管的尺寸和/或特性。作为一个非限制性实例，可改变纳米管的长度以阻碍纳米管穿过正常血管壁中的孔但仍足够小以穿过肿瘤组织的血管中的较大的孔。
在一个实施方案中，至少一种纳米管还可涂覆有递送增强化合物，其包括聚合物如但不限于聚乙二醇。在另一个实施方案中，至少一种纳米管和/或NAV可与药学上可接受的赋形剂和/或递送媒介物混合。
在一个实施方案中，NAV附着和/或以另外的方式结合到至少一种蔷薇状纳米管。蔷薇状纳米管可通过本领域中已知的方法和/或通过在国际公布号WO2012094304中描述的方法来形成，所述专利以引用的方式整体并入本文。至少一种NAV可通过如在国际公布号WO2012094304中所述的方法附着和/或以另外的方式结合到至少一种蔷薇状纳米管，所述专利以引用的方式整体并入本文，其中在可引起至少一种NAV附着或以另外的方式结合到蔷薇状纳米管的条件下，将蔷薇状纳米管或形成蔷薇状纳米管的模块与至少一种RNAV混合在水性介质中。
在一个实施方案中，NAV可附着和/或以另外的方式结合到至少一种碳纳米管。作为非限制性实例，NAV可结合到连接剂并且连接剂可结合到碳纳米管(参见例如美国专利号8,246,995；其以引用的方式整体并入本文)。碳纳米管可为单壁纳米管(参见例如美国专利号8,246,995；其以引用的方式整体并入本文)。
缀合物
本发明的NAV包括缀合物，如共价连接至载体或靶向基团的多核苷酸，或包括共同产生融合蛋白的两个编码区(例如，带有靶向基团和治疗性蛋白质或肽)。
本发明的缀合物包括天然存在的物质，如蛋白质(例如，人血清白蛋白(HSA)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)或球蛋白)；碳水化合物(例如，葡聚糖、支链淀粉、壳多糖、壳聚糖、菊粉、环糊精或透明质酸)；或脂质。配体还可为重组或合成分子，如合成聚合物，例如合成聚氨基酸，寡核苷酸(例如，适体)。聚氨基酸的实例包括聚氨基酸为聚赖氨酸(PLL)、聚L-天冬氨酸、聚L-谷氨酸、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚(L-丙交酯-共-乙交酯)共聚物、二乙烯醚-马来酸酐共聚物、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺共聚物(HMPA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯、聚(2-乙基丙烯酸)、N-异丙基丙烯酰胺聚合物或聚膦嗪。聚胺的实例包括：聚乙烯亚胺、聚赖氨酸(PLL)、精胺、亚精胺、聚胺、假肽-聚胺、肽模拟物聚胺、树枝状聚合物聚胺、精氨酸、脒、鱼精蛋白、阳离子脂质、阳离子卟啉、聚胺的季盐或α螺旋肽。
教导多核苷酸缀合物(具体为RNA)的制备的代表性美国专利包括但不限于美国专利号4,828,979；4,948,882；5,218,105；5,525,465；5,541,313；5,545,730；5,552,538；5,578,717；5,580,731；5,591,584；5,109,124；5,118,802；5,138,045；5,414,077；5,486,603；5,512,439；5,578,718；5,608,046；4,587,044；4,605,735；4,667,025；4,762,779；4,789,737；4,824,941；4,835,263；4,876,335；4,904,582；4,958,013；5,082,830；5,112,963；5,214,136；5,082,830；5,112,963；5,214,136；5,245,022；5,254,469；5,258,506；5,262,536；5,272,250；5,292,873；5,317,098；5,371,241；5,391,723；5,416,203；5,451,463；5,510,475；5,512,667；5,514,785；5,565,552；5,567,810；5,574,142；5,585,481；5,587,371；5,595,726；5,597,696；5,599,923；5,599,928和5,688,941；6,294,664；6,320,017；6,576,752；6,783,931；6,900,297；7,037,646；其各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本发明的缀合物可用作用于本发明的NAV的载体。缀合物可包含阳离子聚合物如但不限于聚胺、聚赖氨酸、聚亚烷基亚胺以及可接枝到聚(乙二醇)的聚乙烯亚胺。作为一个非限制性实例，缀合物可类似于聚合缀合物并且合成聚合缀合物的方法描述于美国专利号6,586,524中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
用于缀合至底物的方法的非限制性实例描述于美国专利公布号US20130211249中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。所述方法可用于制备包含NAV的缀合的聚合物颗粒。
缀合物还可包括靶向基团，例如细胞或组织靶向剂，例如凝集素、糖蛋白、脂质或蛋白质，例如结合到指定细胞类型如肾细胞的抗体。靶向基团可为促甲状腺素、促黑激素、凝集素、糖蛋白、表面活性蛋白A、粘蛋白碳水化合物、多价乳糖、多价半乳糖、N-乙酰基-半乳糖胺、N-乙酰基-葡糖胺多价甘露糖、多价岩藻糖、糖基化的聚氨基酸、多价半乳糖、转铁蛋白、双膦酸盐、聚谷氨酸盐、聚天冬氨酸盐、脂质、胆固醇、类固醇、胆汁酸、叶酸盐、维生素B12、生物素、RGD肽、RGD肽模拟物或适体。
靶向基团可为蛋白质，例如糖蛋白，或肽，例如对共配体具有特异亲和性的分子，或抗体，例如结合到指定细胞类型如癌细胞、内皮细胞或骨细胞的抗体。靶向基团还可包括激素和激素受体。它们还可包括非肽种类，如脂质、凝集素、碳水化合物、维生素、辅因子、多价乳糖、多价半乳糖、N-乙酰基-半乳糖胺、N-乙酰基-葡糖胺多价甘露糖、多价岩藻糖或适体。配体可例如为脂多糖或p38MAP激酶的激活剂。
靶向基团可为能够靶向特定受体的任何配体。实例包括但不限于叶酸、GalNAc、半乳糖、甘露糖、甘露糖-6P、适体、整联蛋白受体配体、趋化因子受体配体、转铁蛋白、生物素、5-羟色胺受体配体、PSMA、内皮素、GCPII、生长激素抑制素、LDL以及HDL配体。在具体实施方案中，靶向基团为适体。适体可为未修饰的或具有本文公开的修饰的任何组合。
作为非限制性实例，靶向基团可以是用于跨血液-中枢神经系统屏障靶向递送的谷胱甘肽受体(GR)-结合缀合物(参见例如，美国专利公布号US2013021661012，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本发明的缀合物可以是协同生物分子-聚合物缀合物。协同生物分子-聚合物缀合物可以是长效持续释放系统以提供更大的治疗功效。协同生物分子-聚合物缀合物可以是美国专利公布号US20130195799中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，可用于本发明的缀合物可以是适体缀合物。适体缀合物的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2012040524中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。适体缀合物可用于提供包含NAV的制剂的靶向递送。
在一个实施方案中，可用于本发明的缀合物可以是含胺聚合物缀合物。含胺聚合物缀合物的非限制性实例描述于美国专利号US8,507,653中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。因子IX部分聚合物缀合物可包含可释放的键联以在递送至受试者时和/或之后释放NAV。
在一个实施方案中，本发明的药物组合物可包括化学修饰如但不限于类似于锁核酸的修饰。
教导锁核酸(LNA)如来自Santaris的那些的制备的代表性美国专利包括但不限于以下：美国专利号6,268,490；6,670,461；6,794,499；6,998,484；7,053,207；7,084,125以及7,399,845，其各自均以引用的方式整体并入本文。
教导PNA化合物的制备的代表性美国专利包括但不限于美国专利号5,539,082；5,714,331和5,719,262，其各自均以引用的方式并入本文。PNA化合物的其他教义可见于例如Nielsen等人,Science,1991,254,1497-1500中。
本发明中表征的一些实施方案包括具有硫代磷酸酯主链的多核苷酸和具有其他修饰的主链的寡核苷，并且尤其上文所提及的美国专利号5,489,677的--CH2--NH--CH2--,--CH2--N(CH3)--O--CH2--[称作亚甲基(甲基亚氨基)或MMI主链]、--CH2--O--N(CH3)--CH2--、--CH2--N(CH3)--N(CH3)--CH2--和--N(CH3)--CH2--CH2--[其中天然磷酸二酯主链表述为--O--P--O--CH2--]，和上文所提及的美国专利号5,602,240的酰胺主链。在一些实施方案中，在本文中表征的多核苷酸具有以上引用的美国专利号5,034,506的吗啉代主链结构。
2′位置上的修饰也可帮助递送。优选地，2′位置上的修饰不位于编码多肽的序列中，即不在可翻译区中。2′位置上的修饰可位于5′UTR、3′UTR和/或加尾区(tailingregion)中。2′位置上的修饰可包括2'位置上的以下之一：H(即，2′-脱氧)；F；O-、S-或N-烷基；O-、S-或N-烯基；O-、S-或N-炔基；或O-烷基-O-烷基，其中烷基、烯基和炔基可为取代或未取代的C1至C10烷基或C2至C10烯基和炔基。示例性适合的修饰包括O[(CH2)nO]mCH3、O(CH2).nOCH3、O(CH2)nNH2、O(CH2)nCH3、O(CH2)nONH2和O(CH2)nON[(CH2)nCH3)]2，其中n和m是从1至约10。在其他实施方案中，多核苷酸在2’位置处包括以下之一：C1至C10低级烷基、取代的低级烷基、烷芳基、芳烷基、O-烷芳基或O-芳烷基、SH、SCH3、OCN、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、SOCH3、SO2CH3、ONO2、NO2、N3、NH2、杂环烷基、杂环烷芳基、氨基烷基氨基、多烷基氨基、取代的甲硅烷基、RNA裂解基团、报告基因基团、嵌入剂、用于改进药物代谢动力学特性的基团或用于改进药效特性的基团以及具有类似特性的其他取代基。在一些实施方案中，所述修饰包括2'-甲氧基乙氧基(2'-O--CH2CH2OCH3，也称为2'-O-(2-甲氧基乙基)或2'-MOE)(Martin等人，,Helv.Chim.Acta,1995,78:486-504)即，烷氧基-烷氧基基团。另一种示例性修饰是2’-二甲基氨基氧基乙氧基，即O(CH2)2ON(CH3)2基团，也称为2’-DMAOE，如下文在本文的实施例中所描述；和2’-二甲基氨基乙氧基乙氧基(在本领域中又称为2’-O-二甲基氨基乙氧基乙基或2’-DMAEOE)，即2’-O--CH2--O--CH2-N(CH2)2，其也在下文本文的实施例中描述。其他修饰包括2’-甲氧基(2’-OCH3)、2’-氨基丙氧基(2’-OCH2CH2CH2NH2)以及2’-氟代(2’-F)。类似修饰还可在其他位置上进行，具体为3'末端核苷酸上或2'-5'连接的dsRNA中的糖的3'位置和5'末端核苷酸的5'位置。本发明的多核苷酸还可具有糖模拟物如环丁基部分以替代呋喃戊糖基糖。教导此类修饰的糖结构的制备的代表性美国专利包括但不限于美国专利号4,981,957；5,118,800；5,319,080；5,359,044；5,393,878；5,446,137；5,466,786；5,514,785；5,519,134；5,567,811；5,576,427；5,591,722；5,597,909；5,610,300；5,627,053；5,639,873；5,646,265；5,658,873；5,670,633以及5,700,920；所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可缀合至药剂以增强递送。作为一个非限制性实例，所述试剂可为单体或聚合物，如靶向单体或具有如在国际公布号WO2011062965中所述的靶向嵌段的聚合物，所述专利以引用的方式整体并入本文。在另一个非限制性实例中，药剂可以是共价偶联至本发明的多核苷酸的转运剂(参见例如，美国专利号6,835.393和7,374,778，其各自以引用的方式整体并入本文)。在又另一个非限制性实例中，试剂可为膜屏障转运增强剂如在美国专利号7,737,108和8,003,129中描述的那些，所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，多核苷酸可缀合至SMARTT POLYMER(Inc.Seattle,WA)。
另一方面，缀合物可以是将纳米颗粒选择性地引导至组织或生物体中的神经元的肽。作为非限制性实例，所使用的肽可以是但不限于在美国专利公布号US20130129627中描述的肽，所述专利以引用的方式整体并入本文。
另一方面，缀合物可以是能够帮助穿过血脑屏障的肽。
自组装纳米颗粒
核酸自组装纳米颗粒
自组装纳米颗粒具有明确定义的大小，其可精确控制为可容易重新编程的核酸链。例如，用于癌症靶向的纳米递送载体的最佳粒度为20-100nm，因为大于20nm的直径避免了肾清除并且通过增强的穿透性和保留效应增强了至某些肿瘤的递送。(Lee等,NatureNanotechnology 2012 7:389-393；其以引用的方式整体并入本文)。此类自组装纳米颗粒也可适用于配制本发明的NAV。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可配制为自组装纳米颗粒。作为非限制性实例，核酸可用来制得可用于本发明的NAV的递送系统中的纳米颗粒(参见例如国际公布号WO2012125987；其以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，核酸自组装纳米颗粒可包含本文公开的NAV的核以及聚合物壳。聚合物壳可为本文描述的任何聚合物并且为本领域所已知。在另一实施方案中，聚合物壳可用来保护核中的NAV。
可用于本发明的金属纳米颗粒可以是pH敏感的纳米颗粒，如但不限于在美国专利公布号US20130138032中描述的那些，所述专利以引用的方式整体并入本文。
另一方面，金属和/或金属-合金纳米颗粒可通过描述于美国专利公布号US20130133483中的方法来制备，所述专利以引用的方式整体并入本文。
基于聚合物的自组装纳米颗粒
聚合物可用来形成自组装到纳米颗粒中的薄片。这些纳米颗粒可用来递送本发明的NAV。在一个实施方案中，这些自组装纳米颗粒可为由RNA发夹的长聚合物形成的微海绵，所述RNA发夹的长聚合物在自组装到微海绵之前形成结晶的‘打褶’薄片。这些微海绵为密集压积的海绵样微粒，其可用作有效的载体并且可能够将货物递送至细胞。微海绵的直径可为1um至300nm。微海绵可与本领域中已知的其他试剂复合以形成更大的微海绵。作为一个非限制性实例，微海绵可与一种试剂复合以形成促进细胞吸收的外层如聚阳离子聚乙烯亚胺(PEI)。这个复合物可形成在高温(150℃)下能保持稳定的250-nm直径的颗粒(Grabow和Jaegar,Nature Materials 2012,11:269-269；其以引用的方式整体并入本文)。另外，这些微海绵可能够展现出保护不受核糖核酸酶降解的非比寻常的程度。
在另一个实施方案中，基于聚合物的自组装纳米颗粒如但不限于微海绵可为完全可编程的纳米颗粒。可精确控制纳米颗粒的几何学、大小和化学计量学以产生用于递送货物如但不限于NAV的最佳纳米颗粒。
在另一个实施方案中，基于聚合物的纳米颗粒可包含非核酸聚合物，所述非核酸聚合物包含多个异种单体，如在国际公布号WO2013009736中描述的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
自组装大分子
NAV可配制在两亲性大分子(AM)中以用于递送。AM包含具有与聚(乙二醇)共价连接的烷基化糖主链的生物相容性两亲聚合物。在水溶液中，AM自组装以形成胶束。形成AM的方法和AM的非限制性实例描述于美国专利公布号US20130217753中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
无机纳米颗粒
本发明的NAV可配制在无机纳米颗粒中(美国专利号8,257,745，其以引用的方式整体并入本文)。无机纳米颗粒可包括但不限于水可溶胀的粘土物质。作为非限制性实例，无机纳米颗粒可包括由简单硅酸盐制得的合成蒙脱石粘土(参见例如美国专利号5,585,108和8,257,745，其各自均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，无机纳米颗粒可包含本文公开的NAV的核以及聚合物壳。聚合物壳可为本文描述的任何聚合物并且为本领域所已知。在另一实施方案中，聚合物壳可用来保护核中的NAV。
半导电纳米颗粒和金属纳米颗粒
本发明的NAV可配制在包含半导电材料或金属材料的水可分散纳米颗粒中(美国公布号20120228565；其以引用的方式整体并入本文)或在磁性纳米颗粒中形成(美国公布号20120265001和20120283503；其各自均以引用的方式整体并入本文)。水可分散纳米颗粒可为疏水纳米颗粒或亲水纳米颗粒。
在一个实施方案中，半导电纳米颗粒和/或金属纳米颗粒可包含本文公开的NAV的核以及聚合物壳。聚合物壳可为本文描述的任何聚合物并且为本领域所已知。在另一实施方案中，聚合物壳可用来保护核中的NAV。
外科密封剂：凝胶和水凝胶
在一个实施方案中，本文公开的NAV可包封至本领域中已知的当注射至受试者中时可形成凝胶的任何水凝胶中。水凝胶为亲水聚合物链的网络，并且有时以其中水为分散介质的胶体凝胶形式存在。水凝胶为高度吸收性(它们可含有超过99％的水)的天然或合成聚合物。水凝胶由于其大量的水含量还拥有非常类似于天然组织的柔软度。本文描述的水凝胶可用来包封生物相容、生物可降解和/或多孔的脂质纳米颗粒。水凝胶可由溶液注射原位制备或植入。
作为一个非限制性实例，水凝胶可为适体功能化的水凝胶。适体功能化的水凝胶可使用核酸杂交来编程以释放一种或多种多核苷酸。(Battig等人,J.Am.Chem.Society.2012 134:12410-12413；其内容以引用的方式整体并入本文)。
作为另一个非限制性实例，水凝胶可成形为倒置的蛋白石。蛋白石水凝胶展现出较高的溶胀比并且溶胀动力学同样也比常规水凝胶快一个数量级。产生蛋白石水凝胶的方法和蛋白石水凝胶的描述在国际公布号WO2012148684中描述，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在又另一个非限制性实例中，水凝胶可为抗细菌水凝胶。抗细菌水凝胶可包含药学上可接受的盐或有机材料，例如但不限于药用级和/或医用级银盐和芦荟凝胶或提取物。(国际公布号WO2012151438，其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，NAV可包封在脂质纳米颗粒中并且然后脂质纳米颗粒可包封至水凝胶中。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可包封至本领域中已知的任何凝胶中。作为非限制性实例，凝胶可为氟尿嘧啶可注射凝胶或含有本领域中已知的化学化合物和/或药物的氟尿嘧啶可注射凝胶。作为另一个实例，NAV可包封在含肾上腺素的氟尿嘧啶凝胶中(参见例如，Smith等人Cancer Chemotherapty and Pharmacology,1999 44(4):267-274；其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可包封至纤维蛋白凝胶、纤维蛋白水凝胶或纤维蛋白胶中。
在另一个实施方案中，NAV可在包封至纤维蛋白凝胶、纤维蛋白水凝胶或纤维蛋白胶中之前配制在脂质纳米颗粒或快速消除型脂质纳米颗粒中。在另一个实施方案中，NAV可在包封至纤维蛋白凝胶、水凝胶或纤维蛋白胶中之前配制为脂质复合物。纤维蛋白凝胶、水凝胶和胶包含两种组分，即纤维蛋白原溶液和富含钙的凝血酶溶液(参见例如，Spicer和Mikos,Journal of Controlled Release 2010.148:49-55；Kidd等Journal ofControlled Release 2012.157:80-85；其各自均以引用的方式整体并入本文)。可改变纤维蛋白凝胶、水凝胶和/或胶的组分的浓度以改变凝胶、水凝胶和/或胶的特征、网络筛孔大小和/或降解特征，例如但不限于改变纤维蛋白凝胶、水凝胶和/或胶的释放概况。(参见例如，Spicer和Mikos,Journal of Controlled Release 2010.148:49-55；Kidd等,Journalof Controlled Release 2012.157:80-85；Catelas等,Tissue Engineering 2008.14:119-128；其各自均以引用的方式整体并入本文)。这个特征可在用来递送本文公开的修饰mRNA时为有利的。(参见例如，Kidd等,Journal of Controlled Release 2012.157:80-85；Catelas等,Tissue Engineering 2008.14:119-128；其各自均以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可与水凝胶一起使用，如但不限于美国专利申请号20130071450或20130211249中描述的水凝胶，其各自的内容以引用的方式整体并入本文。
作为非限制性实例，可用于本发明的水凝胶可通过在国际专利公布号WO2013124620中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本文公开的NAV可配制用于经皮递送。所述制剂可包含至少一种在美国专利申请号20130071450中描述的水凝胶，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可用于本发明的水凝胶描述于美国专利号8,420,605、美国专利号8,415,325和/或国际专利公布号WO2013091001和WO2013124620中，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可用于本发明的水凝胶可以是但不限于(QLTInc.Vancouver,British Columbia)、壳聚糖、藻酸盐、胶原或透明质酸水凝胶。
在另一个实施方案中，可用于本发明的水凝胶是交联甲基丙烯酸酯。作为非限制性实例，本发明的水凝胶可用于伤口敷料中。
可用于本发明的水凝胶还可与本文所述的药剂和赋形剂复合，所述药剂和赋形剂包括但不限于PEI、PVA、聚赖氨酸、泊洛沙姆124、泊洛沙姆181、泊洛沙姆182、泊洛沙姆407、泊洛沙姆237、泊洛沙姆331以及泊洛沙姆338。将水凝胶与药剂和/或赋形剂复合可有助于改进细胞、组织和/或生物体中的mRNA稳定性和摄取。作为非限制性实例，水凝胶可与泊洛沙姆188复合以改进mRNA的稳定性和摄取。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在外科密封剂中。外科密封剂可以是但不限于基于纤维蛋白原聚合物的密封剂(Ethicon Inc.Cornelia,GA)、(Baxter International,Inc Deerfield,IL)或基于PEG的密封剂，如但不限于(Baxter International,Inc Deerfield,IL)和DURASEALTM(三赖氨酸胺/PEG酯)(Covidien,Waltham,MA)。
在一个实施方案中，NAV可配制在中或与一起施用或在向细胞、组织或生物体施用之后施用。包含两种合成聚乙二醇(PEG)(季戊四醇PEG酯四-琥珀酰亚胺基和季戊四醇PEG醚四硫醇)、稀氯化氢溶液以及磷酸钠/碳酸钠溶液。在稀氯化氢溶液中保持PEG与磷酸钠/碳酸钠溶液分离直到施用。在施用后，形成水凝胶，所述水凝胶可粘附至组织并且在数秒内形成硬凝胶，所述硬凝胶在30天内被吸收。
在另一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在包含大分子基质的水凝胶中。大分子基质可包含可与胶原组分交联的透明质酸组分。用于本发明中的水凝胶可以是但不限于国际专利公布号WO2013106715中描述的水凝胶，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在壳聚糖甘油磷酸酯(CGP)水凝胶中。所述制剂还可包含有效量的壳聚糖酶以溶解CGP水凝胶并且释放与CGP水凝胶缔合的NAV。作为非限制性实例，NAV可配制在包含在美国专利公布号US20130189241中描述的CGP水凝胶的控制释放递送系统中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在被配制用于控制释放的水凝胶中，如但不限于在美国专利公布号US20130196915中描述的多孔基质复合物和制剂，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在包含可具有可降解键联的异双官能聚(环氧烷)的水凝胶中。异双官能聚(环氧烷)的非限制性实例描述于美国专利号8,497,357中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，NAV可配制在可用作胰岛素递送系统的水凝胶中。作为非限制性实例，水凝胶可以是如国际专利公布号WO2013123491中描述的葡萄糖结合两亲性肽水凝胶，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，水凝胶可以是微凝胶，如国际专利公布号WO2013123492中描述的葡萄糖反应性微凝胶，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV可配制在水凝胶系统中，如但不限于多隔室水凝胶。多隔室水凝胶的非限制性实例和制备所述水凝胶的方法描述于国际专利公布号WO2013124855中，其内容以引用的方式整体并入本文。多隔室水凝胶可用于修复或再生受试者中的受损组织。
在另一个实施方案中，NAV可配制在基于葫芦脲的水凝胶中。基于葫芦脲的水凝胶的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2013124654中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在基于PEG的外科密封剂或水凝胶中。
在一个实施方案中，外科密封剂或水凝胶可包括至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种或多于六种PEG脂质。PEG脂质可选自但不限于季戊四醇PEG酯四琥珀酰亚胺基和季戊四醇PEG醚四硫醇、PEG-c-DOMG、PEG-DMG(1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油、甲氧基聚乙二醇)、PEG-DSG(1,2-二硬脂酰基-sn-甘油、甲氧基聚乙二醇)、PEG-DPG(1,2-二棕榈酰基-sn-甘油、甲氧基聚乙二醇)、PEG-DSA(与1,2-二硬脂酰基氧基丙基-3-胺偶联的PEG)、PEG-DMA(与1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺偶联的PEG)、PEG-c-DNA、PEG-c-DMA、PEG-S-DSG、PEG-c-DMA、PEG-DPG、PEG-DMG 2000以及本文所述和/或本领域中已知的那些。外科密封剂或水凝胶中PEG脂质的浓度和/或比率可改变以便优化用于递送和/或施用的制剂。
与外科密封剂或水凝胶的PEG脂质组合使用的缓冲剂和/或酸的量也可改变。在一个非限制性实例中，缓冲剂和/或酸与PEG脂质的比率是1:1。作为非限制性实例，可增加与PEG脂质一起使用的缓冲剂和/或酸的量以改变缓冲剂/酸与PEG的比率，以便优化外科密封剂或水凝胶。作为另一个非限制性实例，可减少与PEG脂质一起使用的缓冲剂和/或酸的量以改变缓冲剂/酸与PEG的比率，以便优化外科密封剂或水凝胶。
负载至缓冲剂、酸和/或PEG脂质中的NAV的量可改变。负载至缓冲剂、酸和/或PEG脂质中的NAV的量可以是但不限于至少1uL、至少2uL、至少5uL、至少10uL、至少15uL、至少20uL、至少25uL、至少30uL、至少35uL、至少40uL、至少45ul、至少50uL、至少55uL、至少60uL、至少65uL、至少70uL、至少75uL、至少80uL、至少85uL、至少90uL、至少100uL、至少125uL、至少150uL、至少200uL、至少250uL、至少300uL、至少350uL、至少400uL、至少450uL、至少500uL或多于500uL。
在一个实施方案中，本发明的NAV可负载于PEG中并且还可负载于缓冲剂或酸中。负载于PEG中的NAV的量可与负载于缓冲剂或酸中的量相同，大于或小于负载于缓冲剂或酸中的量。在另一个实施方案中，可在负载于PEG、缓冲剂或酸中之前通过本文描的方法和/或本领域中已知的方法配制NAV。
可用于本发明的基于PEG的水凝胶的非限制性实例描述于美国专利8,524,215中，其内容以引用的方式整体并入本文。基于PEG的水凝胶可以是由具有约3至约8个臂的多臂PEG-乙烯砜和具有约3至约8个臂的多臂PEG-R-巯基制备的可吸收水凝胶(参见例如，美国专利号8,524,215)。在一个实施方案中，基于PEG的水凝胶可以是可吸收的水凝胶。虽然不希望受理论束缚，但是可吸收的基于PEG的水凝胶可有益于减少永久性慢性异物反应，因为可吸收的水凝胶可由身体吸收和通过。
在一个实施方案中，水凝胶可以是热敏性水凝胶。一方面，热敏性水凝胶可以是但不限于三嵌段聚合物，如本文描述和本领域中已知的那些。作为非限制性实例，三嵌段聚合物可以是PEG-PLGA-PEG(参见例如，热敏性水凝胶(PEG-PLGA-PEG)在Lee等人Thermosensitive Hydrogel as a Tgf-β1Gene Delivery Vehicle Enhances DiabeticWound Healing.Pharmaceutical Research,2003 20(12):1995-2000中用作TGF-β1基因递送媒介物；在Li等人Controlled Gene Delivery System Based on ThermosensitiveBiodegradable Hydrogel.Pharmaceutical Research 2003 20(6):884-888中用作控制基因递送系统；以及Chang等人,Non-ionic amphiphilic biodegradable PEG-PLGA-PEGcopolymer enhances gene delivery efficiency in rat skeletal muscle.JControlled Release.2007 118:245-253；其各自以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，热敏性水凝胶可用于通过在国际公布号WO2013123407中描述的方法制备纳米颗粒和脂质体，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，水凝胶可以是生物可降解的共聚物水凝胶(参见例如，由Nguyen和Lee(Injectable Biodegradable Hydrogels.Macromolecular Bioscience.201010:563-579)描述的生物可降解的水凝胶，其以引用的方式整体并入本文)。这些水凝胶可展现出响应于外部刺激的溶胶-凝胶相变，如但不限于温度变化、pH改变或两者。生物可降解的共聚物水凝胶的非限制性实例包括三嵌段共聚物PEG-PLLA-PEG、PEG-PLA-PEG(参见例如，Chang等人，Non-ionic amphiphilic biodegradable PEG-PLGA-PEG copolymerenhances gene delivery efficiency in rat skeletal muscle.J ControlledRelease.2007 118:245-253，其以引用的方式整体并入本文)、PLGA-PEG-PLGA、PEG-PCL-PEG、PCL-PEG-PCL、聚酯如聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)、聚磷腈如L-异亮氨酸乙酯(IleOEt)、D,L-亮氨酸乙酯(LeuOEt)、L-缬氨酸乙酯(ValOEt)或二肽、三肽和寡肽、多肽以及壳聚糖。可用于形成生物可降解共聚物水凝胶的温度和pH敏感的聚合物包括但不限于基于磺胺二甲基嘧啶-、聚(β-氨基酯)-、聚(氨基氨基甲酸酯)-和聚(酰氨基胺)-的聚合物。可使用释放行为的位点特异性控制来施用生物可降解共聚物水凝胶和NAV的制剂。
在一个实施方案中，用于本发明的水凝胶可以是基于PEG的水凝胶，如但不限于在国际专利公布号WO2013082590中描述的那些，所述专利以引用的方式整体并入本文。基于PEG的水凝胶可具有但不限于在固化时小于或等于50％的总聚合物重量浓度。作为非限制性实例，基于PEG的水凝胶可通过在国际专利公布号WO2013082590中描述的方法来制备，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，NAV可配制在纳米结构的凝胶组合物中。纳米结构的凝胶可能能够控制释放所包封的NAV。纳米结构的凝胶或自组装凝胶的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2012040623中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，可选择本发明的NAV在外科密封剂、凝胶和/或水凝胶中的浓度以提供具有所需治疗作用的范围内的剂量。
在一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸在外科密封剂、凝胶和/或水凝胶中的浓度可以是在至少0.1ml至至少30ml的外科密封剂、凝胶或水凝胶中至少0.001mg至至少150mg。本发明的多核苷酸的浓度可以是在至少0.1ml、至少0.2ml、至少0.3ml、至少0.4ml、至少0.5ml、至少0.6ml、至少0.7ml、至少0.8ml、至少0.9ml、至少1ml、至少2ml、至少3ml、至少4ml、至少5ml、至少6ml、至少7ml、至少8ml、至少9ml、至少10ml、至少11ml、至少12ml、至少13ml、至少14ml、至少15ml、至少16ml、至少17ml、至少18ml、至少19ml、至少20ml、至少21ml、至少22ml、至少23ml、至少24ml、至少25ml、至少26ml、至少27ml、至少28ml、至少29ml或至少30ml的外科密封剂、凝胶或水凝胶中至少0.001mg、至少0.005mg、至少0.01mg、至少0.05mg、至少0.1mg、至少0.5mg、至少1mg、至少5mg、至少7mg、至少10mg、至少12、至少15mg、至少17mg、至少20mg、至少22mg、至少25mg、至少27mg、至少30mg、至少32mg、至少35mg、至少40mg、至少45mg、至少50mg、至少55mg、至少60mg、至少65mg、至少70mg、至少75mg、至少80mg、至少85mg、至少90mg、至少95mg、至少100mg、至少105mg、至少110mg、至少115mg、至少120mg、至少125mg、至少130mg、至少135mg、至少140mg、至少145mg或至少150mg。
在另一个实施方案中，本发明的NAV的多核苷酸在外科密封剂、凝胶和/或水凝胶中的浓度可以是至少0.001mg/ml、至少0.005mg/ml、至少0.01mg/ml、至少0.05mg/ml、至少0.1mg/ml、至少0.5mg/ml、至少1mg/ml、至少5mg/ml、至少7mg/ml、至少10mg/ml、至少12、至少15mg/ml、至少17mg/ml、至少20mg/ml、至少22mg/ml、至少25mg/ml、至少27mg/ml、至少30mg/ml、至少32mg/ml、至少35mg/ml、至少40mg/ml、至少45mg/ml或至少50mg/ml。
还可使用本领域中已知的允许较大皮下输注体积的技术，如但不限于(Halozyme Therapeutics,San Diego,CA)。本文所述的修饰的mRNA的分散和/或吸附可使用来增加，因为暂时分解透明质酸，从而引起正好在皮肤外表面下方的皮下空间中的暂时降解(持续约24小时)的，从而开放微通道且允许流体或药物在体内分散和吸收。
混悬液制剂
在一些实施方案中，提供了包含NAV、水不混溶油贮库、表面活性剂和/或共表面活性剂和/或共溶剂的混悬液制剂。油和表面活性剂的组合可实现具有NAV的混悬液制剂。在水不混溶贮库中递送NAV可用于通过NAV从贮库持续释放至周围生理环境中来提高生物利用度并且防止多核苷酸被核酸酶降解。
在一些实施方案中，可使用多核苷酸、基于油的溶液和表面活性剂的组合来制备NAV的混悬液制剂。此类制剂可被制备为两部分系统，所述系统包含含有多核苷酸的水相以及含有油和表面活性剂的油基相。用于混悬液制剂的示例性油可包括但不限于芝麻油和Miglyol(包含饱和椰子油和棕榈仁油衍生的辛酸和癸酸脂肪酸与甘油或丙二醇的酯)、玉米油、大豆油、花生油、蜂蜡和/或棕榈籽油。示例性表面活性剂可包括但不限于聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor)、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯80、聚乙二醇、二乙二醇单乙基醚(transcutol)、labrasol、肉豆蔻酸异丙酯和/或司盘80。在一些实施方案中，混悬液可包含共溶剂，包括但不限于乙醇、甘油和/或丙二醇。
混悬液可通过首先制备包含多核苷酸的水溶液以及含有一种或多种表面活性剂的油基相的NAV制剂而形成。混悬液形成由于混合两种相(水基和油基)而发生。在一些实施方案中，可将这种混悬液递送至水相以形成水包油乳剂。在一些实施方案中，将混悬液递送至水相导致形成水包油乳剂，其中包含多核苷酸的油基相形成大小可在从纳米大小的微滴至微米大小的微滴范围内的微滴。
在一些实施方案中，油、表面活性剂、共表面活性剂和/或共溶剂的特定组合可用于在油相中悬浮NAV和/或在递送至水性环境中时形成水包油乳剂。
在一些实施方案中，混悬液可提供NAV释放至周围环境中的调节。在此类实施方案中，NAV释放可通过从水不混溶的贮库扩散、随后再溶解至周围环境(例如水性环境)中来进行调节。
在一些实施方案中，水不混溶贮库(例如悬浮在油相内)内的NAV可产生改变的多核苷酸稳定性(例如，改变的由核酸酶进行的降解)。
在一些实施方案中，可配制NAV以使得在注射后，乳液自发形成(例如当递送至水相时)。这种颗粒形成可提供高表面积与体积比以用于将多核苷酸从油相释放至水相。
在一个实施方案中，NAV可配制在纳米乳剂中，如但不限于在美国专利号8,496,945中描述的纳米乳剂，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。纳米乳剂可包含本文所述的纳米颗粒。作为非限制性实例，纳米颗粒可包含可被脂质或表面活性剂层包围或涂覆的液体疏水核。脂质或表面活性剂层可包含至少一种膜整合肽并且还可包含靶向配体(参见例如，美国专利号8,496,945，其内容以引用的方式整体并入本文)。
阳离子和阴离子
本文公开的NAV的制剂可包含阳离子和阴离子。在一个实施方案中，制剂包括金属阳离子如但不限于Zn2+、Ca2+、Cu2+、Mg+以及其组合。作为非限制性实例，制剂可包含聚合物以及与金属阳离子复合的RNAV(参见例如，美国专利号6,265,389和6,555,525，其各自以引用的方式整体并入本文)。
在一些实施方案中，包含二价阳离子与单价阳离子的组合的阳离子纳米颗粒可与NAV一起配制。此类纳米颗粒可在给定时期(例如数小时、数天等)内在溶液中自发形成。此类纳米颗粒不会在单独二价阳离子存在下或在单独单价阳离子存在下形成。在阳离子纳米颗粒或在一个或多个包含阳离子纳米颗粒的贮库中递送NAV可通过充当长效贮库和/或降低被核酸酶降解的速率来提高NAV生物利用度。
模制的纳米颗粒和微粒
本文公开的NAV可配制在纳米颗粒和/或微粒中。这些纳米颗粒和/或微粒可模制成任何大小、形状和化学性质。作为一个实例，可使用LIQUIDA(Morrisville,NC)的技术来制备纳米颗粒和/或微粒(参见例如，国际公布号WO2007024323；其内容以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，模制的纳米颗粒可包含本文公开的NAV的核以及聚合物壳。聚合物壳可为本文描述的任何聚合物并且为本领域所已知。在另一实施方案中，聚合物壳可用来保护核中的NAV。
在一个实施方案中，本发明的NAV可配制在微粒中。微粒可包含NAV的核以及生物相容和/或生物可降解聚合物的表层(cortext)。作为非限制性实例，可与本发明一起使用的微粒可以是美国专利号8,460,709、美国专利公布号US20130129830和国际专利公布号WO2013075068中描述的那些，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。作为另一个非限制性实例，微粒可被设计成在所需的时间段内延长本发明的NAV的释放(参见例如，美国专利公布号US20130129830中的治疗性蛋白质的延长释放，所述专利以引用的方式整体并入本文)。
用于与本发明一起使用的微粒可具有至少1微米至至少100微米(例如，至少1微米、至少5微米、至少10微米、至少15微米、至少20微米、至少25微米、至少30微米、至少35微米、至少40微米、至少45微米、至少50微米、至少55微米、至少60微米、至少65微米、至少70微米、至少75微米、至少80微米、至少85微米、至少90微米、至少95微米、至少97微米、至少99微米以及至少100微米)的直径。
纳米夹克(NanoJacket)和纳米脂质体
本文公开的NAV可配制在Keystone Nano(State College,PA)的纳米夹克和纳米脂质体中。纳米夹克由天然存在于身体中的化合物包括钙、磷酸盐制成，并且还可包括少量硅酸盐。纳米夹克的大小可在5nm至50nm范围内，并且可用来递送亲水和疏水化合物如但不限于NAV。
纳米脂质体由脂质制成，例如但不限于天然存在于身体中的脂质。纳米脂质体的大小可在60nm至80nm范围内，并且可用来递送亲水和疏水化合物如但不限于NAV。一方面，本文公开的NAV配制在纳米脂质体如但不限于神经酰胺纳米脂质体中。
假病毒粒子
在一个实施方案中，本文公开的NAV可配制在假病毒粒子(例如，假-病毒粒子)中。作为非限制性实例，假病毒粒子可以是由Aura Biosciences(Cambridge,MA)开发和/或描述的那些。一方面，可开发假病毒粒子以将药物递送至角质形成细胞和基底膜(参见例如，美国专利公布号US20130012450、US20130012566、US21030012426和US20120207840以及国际公布号WO2013009717，其各自以引用的方式整体并入本文)。
在一个实施方案中，用于递送本发明的NAV的假病毒粒子可来源于病毒，如但不限于疱疹和乳头瘤病毒(参见例如，美国专利公布号US20130012450、US20130012566、US21030012426和US20120207840以及国际公布号WO2013009717，其各自以引用的方式整体并入本文；以及Ma等人HPV pseudovirions as DNA delivery vehicles.TherDeliv.2011:2(4):427-430；Kines等人The initial steps leading to papillomavirusinfection occur on the basement membrane prior to cell surface binding.PNAS2009:106(48),20458-20463；Roberts等人Genital transmission of HPV in a mousemodel is potentiated by nonoxynol-9and inhibited by carrageenan.NatureMedicine.2007:13(7)857-861；Gordon等人,Targeting the Vaginal Mucosa with HumanPapillomavirus Psedudovirion Vaccines delivering SIV DNA.J Immunol.2012 188(2)714-723；Cuburu等人,Intravaginal immunization with HPV vectors inducestissue-resident CD8+T cell responses.The Journal of ClinicalInvestigation.2012:122(12)4606-4620；Hung等人,Ovarian Cancer Gene TherapyUsing HPV-16Psedudovirion Carrying the HSV-tk Gene.PLoS ONE.2012:7(7)e40983；Johnson等人,Role of Heparan Sulfate in Attachment to and Infection of theMurine Femal Genital Tract by Human Papillomavirus.J Virology.2009:83(5)2067-2074；其各自以引用的方式整体并入本文)。
假病毒粒子可以是通过在美国专利公布号US20120015899和US20130177587以及国际专利公布号WO2010047839、WO2013116656、WO2013106525和WO2013122262中描述的方法制备的病毒样颗粒(VLP)，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，VLP可以是但不限于噬菌体MS、Qβ、R17、fr、GA、Sp、MI、I、MXI、NL95、AP205、f2、PP7，以及植物病毒芜菁皱缩病毒(TCV)、番茄丛矮病毒(TBSV)、南方菜豆花叶病毒(SBMV)和雀麦花叶病毒属的成员，包括蚕豆斑驳病毒、雀麦草花叶病毒、肉桂黄斑病毒、豇豆褪绿斑驳病毒(CCMV)、女娄菜黄点病毒和春美草潜伏病毒(Spring beauty latent virus)。另一方面，VLP可来源于如美国专利公布号US20130177587或美国专利号8,506,967中描述的流感病毒，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。另一方面，VLP可包含锚定至脂质膜或如国际专利公布号WO2013116656中描述的颗粒外部的B7-1和/或B7-2分子，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。一方面，VLP可来源于诺如病毒、轮状病毒重组VP6蛋白或双层VP2/VP6，如国际专利公布号WO2012049366中描述的VLP，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
假病毒粒子可以是人乳头状瘤病毒样颗粒，如但不限于在以下中描述的那些：国际公布号WO2010120266和美国专利公布号US20120171290，其各自以引用的方式整体并入本文；以及Ma等人HPV pseudovirions as DNA delivery vehicles.Ther Deliv.2011:2(4):427-430；Kines等人The initial steps leading to papillomavirus infectionoccur on the basement membrane prior to cell surface binding.PNAS2009:106(48),20458-20463；Roberts等人Genital transmission of HPV in a mouse model ispotentiated by nonoxynol-9and inhibited by carrageenan.Nature Medicine.2007:13(7)857-861；Gordon等人,Targeting the Vaginal Mucosa with HumanPapillomavirus Psedudovirion Vaccines delivering SIV DNA.J Immunol.2012 188(2)714-723；Cuburu等人,Intravaginal immunization with HPV vectors inducestissue-resident CD8+T cell responses.The Journal of ClinicalInvestigation.2012:122(12)4606-4620；Hung等人,Ovarian Cancer Gene TherapyUsing HPV-16Psedudovirion Carrying the HSV-tk Gene.PLoS ONE.2012:7(7)e40983；Johnson等人,Role of Heparan Sulfate in Attachment to and Infection of theMurine Femal Genital Tract by Human Papillomavirus.J Virology.2009:83(5)2067-2074；所述文献各自以引用的方式整体并入本文。
一方面，假病毒粒子可以是病毒粒子源性的纳米颗粒，如但不限于在美国专利公布号US20130116408和US20130115247中描述的那些，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。作为非限制性实例，病毒粒子源性的纳米颗粒可用于递送可用于治疗癌症和/或增强免疫系统对肿瘤的识别的NAV。作为非限制性实例，可将药剂选择性地递送至至少一个肿瘤的病毒粒子源性的纳米颗粒可以是国际专利公布号WO2013119877中描述的乳头瘤源性的颗粒，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。病毒粒子源性的纳米颗粒可通过美国专利公布号US20130116408和US20130115247或国际专利公布号WO2013119877中描述的方法来制备，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，病毒样颗粒(VLP)可以是自组装颗粒。自组装VLP和制备自组装VLP的方法的非限制性实例描述于国际专利公布号WO2013122262中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
微细胞
一方面，NAV可配制在细菌微细胞中。作为非限制性实例，细菌微细胞可以是国际公布号WO2013088250或美国专利公布号US20130177499中描述的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。包含治疗剂如本文所述的NAV的细菌微细胞可用于将治疗剂递送至脑肿瘤。
半固体组合物
在一个实施方案中，NAV可与疏水性基质一起配制以形成半固体组合物。。作为非限制性实例，半固体组合物或糊状组合物可通过国际专利公布号WO201307604中描述的方法来制备，所述专利以引用的方式整体并入本文。半固体组合物可以是如国际专利公布号WO201307604中描述的持续释放制剂，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，半固体组合物还可具有在组合物周围形成的微孔膜或生物可降解聚合物(参见例如，国际专利公布号WO201307604，其以引用的方式整体并入本文)。
使用本发明的NAV的半固体组合物可具有如国际专利公布号WO201307604中描述的半固体混合物的特征，所述专利以引用的方式整体并入本文(例如，至少10-4N·mm-2的弹性模量和/或至少100mPa·s的粘度)。
外来体
在一个实施方案中，NAV可配制在外来体中。外来体可负载有至少一种NAV并且被递送至细胞、组织和/或生物体。作为非限制性实例，NAV可负载于国际公布号WO2013084000中描述的外来体中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
基于丝的递送
在一个实施方案中，NAV可配制在持续释放基于丝的递送系统中。基于丝的递送系统可通过使丝纤蛋白溶液与治疗剂接触而形成，所述治疗剂如但不限于本文所述和/或本领域中已知的NAV。作为非限制性实例，可用于本发明的持续释放基于丝的递送系统和制备这种系统的方法描述于美国专利公布号US20130177611中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
微粒
在一个实施方案中，包含NAV的制剂可包含微粒。微粒可包含本文所述和/或本领域中已知的聚合物，如但不限于聚(α-羟基酸)、聚羟基丁酸、聚己内酯、聚原酸酯和聚酸酐。微粒可具有吸附表面以吸附生物活性分子如NAV。作为非限制性实例，用于与本发明一起使用的微粒和制备微粒的方法描述于美国专利公布号US2013195923和US20130195898以及美国专利号8,309,139和8,206,749中，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
在另一个实施方案中，制剂可以是包含微粒和NAV的微乳剂。作为非限制性实例，包含微粒的微乳剂描述于美国专利公布号US2013195923和US20130195898以及美国专利号8,309,139和8,206,749中，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
氨基酸脂质
在一个实施方案中，NAV可配制在氨基酸脂质中。氨基酸脂质是包含氨基酸残基和一个或多个亲脂性尾部的亲脂性化合物。氨基酸脂质以及制备氨基酸脂质的方法的非限制性实例描述于美国专利号8,501,824中，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，氨基酸脂质具有亲水性部分和亲脂性部分。亲水性部分可以是氨基酸残基，并且亲脂性部分可包含至少一个亲脂性尾部。
在一个实施方案中，氨基酸脂质制剂可用于将NAV递送至受试者。
在另一个实施方案中，氨基酸脂质制剂可递送呈包含结合和释放NAV的氨基酸脂质的可释放形式的NAV。作为非限制性实例，NAV的释放可通过酸不稳定接头提供，所述接头如但不限于美国专利号7,098,032、6,897,196、6,426,086、7,138,382、5,563,250和5,505,931中描述的那些，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
微泡
在一个实施方案中，NAV可配制在微泡中。微泡的非限制性实例包括描述于美国专利公布号US20130209544中的那些，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，微泡是ARRDC1介导的微泡(ARMM)。ARMM的非限制性实例和制备ARMM的方法描述于国际专利公布号WO2013119602中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
聚电解质间复合物
在一个实施方案中，NAV可配制在聚电解质间复合物中。当电荷动态聚合物与一种或多种阴离子分子复合时形成聚电解质间复合物。电荷动态聚合物和聚电解质间复合物以及制备聚电解质间复合物的方法的非限制性实例描述于美国专利号8,524,368中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
晶体聚合物系统
在一个实施方案中，NAV可配制在晶体聚合物系统中。晶体聚合物系统是具有晶体部分和/或包含晶体部分的末端单元的聚合物。具有晶体部分和/或包含晶体部分的末端单元的被称为“CYC聚合物”的聚合物、晶体聚合物系统以及制备此类聚合物和系统的方法的非限制性实例描述于美国专利号US 8,524,259中，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
赋形剂
NAV药物制剂可另外包含药学上可接受的赋形剂，如本文所用的赋形剂包括但不限于适合于所需的特定剂型的任何和所有溶剂、分散介质、稀释剂或其他液体媒介物、分散或悬浮助剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂、固体粘合剂、润滑剂、调味剂、稳定剂、抗氧化剂、渗透压调节剂、pH调节剂等。用于配制药物组合物的各种赋形剂和用于制备所述组合物的技术是本领域中已知的(参见Remington:The Science and Practiceof Pharmacy,第21版,A.R.Gennaro(Lippincott,Williams&Wilkins,Baltimore,MD,2006；其以引用的方式整体并入本文)。常规赋形剂介质的使用可涵盖在本公开的范围内，除了如通过产生任何不希望的生物作用或另外以有害的方式与药物组合物的任何其他组分相互作用而与物质或其衍生物不相容的任何常规赋形剂介质，其用途预期在本发明的范围内。
在一些实施方案中，药学上可接受的赋形剂可以是至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％纯的。在一些实施方案中，赋形剂被批准用于人和用于兽医使用。在一些实施方案中，赋形剂可由美国食品与药品管理局批准。在一些实施方案中，赋形剂可具有药用级。在一些实施方案中，赋形剂可满足美国药典(USP)、欧洲药典(EP)、英国药典和/或国际药典的标准。
在药物组合物的制造中使用的药学上可接受的赋形剂包括但不限于惰性稀释剂、分散剂和/或成粒剂、表面活性剂和/或乳化剂、崩解剂、粘合剂、防腐剂、缓冲剂、润滑剂和/或油。此类赋形剂可任选包含在药物组合物中。组合物还可包含赋形剂(如可可脂和栓剂蜡)、着色剂、包衣剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂。
示例性稀释剂包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、磷酸钙、磷酸二钙、硫酸钙、磷酸氢钙、磷酸钠、乳糖、蔗糖、纤维素、微晶纤维素、高岭土、甘露醇、山梨糖醇、肌醇、氯化钠、干淀粉、玉米淀粉、糖粉等和/或其组合。
示例性成粒剂和/或分散剂包括但不限于土豆淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、羟乙酸淀粉钠、粘土、海藻酸、瓜尔胶、柑橘浆、琼脂、膨润土、纤维素和木材产品、天然海绵、阳离子交换树脂、碳酸钙、硅酸盐、碳酸钠、交联聚(乙烯吡咯烷酮)(交聚维酮)、羧甲基淀粉钠(羟乙酸淀粉钠)、羟甲基纤维素、交联羟甲基纤维素钠(交联羧甲纤维素)、甲基纤维素、预胶凝淀粉(淀粉1500)、微晶淀粉、水不可溶淀粉、羧甲基纤维素钙、硅酸镁铝月桂基硫酸钠、季铵化合物等和/或其组合。
示例性表面活性剂和/或乳化剂包括但不限于天然乳化剂(例如，阿拉伯树胶、琼脂、海藻酸、海藻酸钠、黄芪胶、角叉菜属(chondrux)、胆固醇、黄原胶、果胶、明胶、蛋黄、酪蛋白、羊毛脂、胆固醇、蜡以及卵磷脂)、胶状粘土(例如膨润土[硅酸铝]和[硅酸镁铝])、长链氨基酸衍生物、高分子量醇类(例如硬脂醇、鲸蜡醇、油醇、单硬脂酸三乙酸甘油酯、乙二醇二硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、以及丙二醇单硬脂酸酯、聚乙烯醇)、卡波姆(例如羧基聚亚甲基、聚丙烯酸、丙烯酸聚合物、以及羧乙烯聚合物)、卡拉胶、纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素钠、粉末状纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素)、脱水山梨糖醇脂肪酸酯(例如，聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯聚氧乙烯脱水山梨糖醇聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯脱水山梨糖醇三硬脂酸酯单油酸甘油酯、脱水山梨糖醇单油酸酯聚氧乙烯酯(例如聚氧乙烯单硬脂酸酯聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚乙氧基化蓖麻油、聚甲醛硬脂酸酯、以及)、蔗糖脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯(例如)、聚氧乙烯醚(例如聚氧乙烯月桂基醚)、聚(乙烯基-吡咯烷酮)、二乙二醇单月桂酸酯、三乙醇胺油酸酯、油酸钠、油酸钾、油酸乙酯、油酸、月桂酸乙酯、月桂基硫酸钠、F68、188、溴化十六烷基三甲基铵、氯化十六烷基吡啶、苯扎氯铵、多库酯钠等、和/或其组合。
示例性粘合剂包括但不限于淀粉(例如玉米淀粉和淀粉糊)；明胶；糖(例如蔗糖、葡萄糖、右旋糖、糊精、糖蜜、乳糖、乳糖醇、甘露醇)；氨基酸(例如，甘氨酸)；天然和合成的树胶(例如阿拉伯树胶、海藻酸钠、角叉菜提取物、panwar树胶、印度树胶、isapol皮的粘液质、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、微晶纤维素、乙酸纤维素、聚(乙烯吡咯烷酮)、硅酸镁铝以及落叶松阿拉伯半乳聚糖)；海藻酸盐；聚环氧乙烷；聚乙二醇；无机钙盐；硅酸；聚甲基丙烯酸酯；蜡；水；醇等；以及其组合。
示例性防腐剂可包括但不限于抗氧化剂、螯合剂、抗微生物防腐剂、抗真菌防腐剂、醇防腐剂、酸性防腐剂和/或其他防腐剂。氧化是mRNA的潜在降解途径，特别是对于液体mRNA制剂而言。为了防止氧化，可将抗氧化剂添加至制剂。示例性抗氧化剂包括但不限于α生育酚、抗坏血酸、棕榈酸抗坏血酸酯、苯甲醇、丁羟茴醚、EDTA、间甲酚、蛋氨酸、丁羟甲苯、单硫代甘油、焦亚硫酸钾、丙酸、没食子酸丙酯、抗坏血酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代甘油和/或亚硫酸钠。示例性螯合剂包括乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸单水合物、依地酸二钠、依地酸二钾、依地酸、富马酸、苹果酸、磷酸、依地酸钠、酒石酸和/或依地酸三钠。示例性抗微生物防腐剂包括但不限于苯扎氯铵、苯索氯铵、苯甲醇、溴硝丙二醇、西曲溴铵、氯化十六烷基吡啶、氯己定、氯丁醇、氯甲酚、氯二甲苯酚、甲酚、乙醇、甘油、海克替啶、咪脲、苯酚、苯氧乙醇、苯乙醇、硝酸苯汞、丙二醇和/或硫柳汞。示例性抗真菌防腐剂包括但不限于对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸、羟基苯甲酸、苯甲酸钾、山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钠和/或山梨酸。示例性醇防腐剂包括但不限于乙醇、聚乙二醇、苯酚、酚类化合物、双酚、氯丁醇、羟基苯甲酸酯和/或苯乙醇。示例性酸性防腐剂包括但不限于维生素A、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、柠檬酸、乙酸、脱氢乙酸、抗坏血酸、山梨酸和/或植酸。其他防腐剂包括但不限于，生育酚、生育酚乙酸酯、甲磺酸去铁敏、溴化十六烷基三甲铵、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、丁羟甲苯(BHT)、乙二胺、月桂基硫酸钠(SLS)、月桂基乙醚硫酸钠(SLES)、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾、焦亚硫酸钾、GLYDANT对羟基苯甲酸甲酯、NEOLONETM、KATHONTM和/或
在一些实施方案中，NAV溶液的pH维持在pH 5与pH 8之间以提高稳定性。用于控制pH的示例性缓冲剂可包括但不限于磷酸钠、柠檬酸钠、琥珀酸钠、组氨酸(或组氨酸-HCl)、碳酸钠和/或苹果酸钠。在另一个实施方案中，以上列出的示例性缓冲剂可与另外的单价抗衡离子(包括但不限于钾)一起使用。二价阳离子也可用作缓冲抗衡离子；然而，由于复合物形成和/或mRNA降解，这些不是优选的。
示例性缓冲剂还可包括但不限于柠檬酸盐缓冲溶液、乙酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液、氯化铵、碳酸钙、氯化钙、柠檬酸钙、葡乳醛酸钙、葡庚糖酸钙、葡糖酸钙、D-葡糖酸、甘油磷酸钙、乳酸钙、丙酸、乙酰丙酸钙、戊酸、磷酸氢钙、磷酸、磷酸三钙、羟基磷酸钙、乙酸钾、氯化钾、葡糖酸钾、钾混合物、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钾混合物、乙酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钠混合物、氨基丁三醇、氢氧化镁、氢氧化铝、海藻酸、无热原水、等渗盐水、林格氏液(Ringer’s solution)、乙醇等和/或其组合。
示例性润滑剂包括但不限于硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、二氧化硅、滑石、麦芽、山嵛酸甘油酯、氢化植物油、聚乙二醇、苯甲酸钠、乙酸钠、氯化钠、亮氨酸、月桂基硫酸镁、月桂基硫酸钠等以及其组合。
示例性油包括但不限于扁桃、杏仁、鳄梨、巴巴苏椰子、佛手柑、黑加仑籽、琉璃苣、杜松、洋甘菊、芥花、葛缕子、棕榈蜡、蓖麻、肉桂、可可脂、椰子、鱼肝、咖啡、玉米、棉籽、鸸鹋、桉树、月见草、鱼、亚麻籽、香茅醇、葫芦、葡萄籽、榛子、海索草、肉豆蔻酸异丙酯、西蒙德木、夏威夷核果、杂薰衣草、薰衣草、柠檬、山苍子、澳洲坚果、锦葵、芒果籽、白芒花籽、水貂、肉豆蔻、橄榄、柑橘、橙连鳍鲑、棕榈、棕榈仁、桃仁、花生、罂粟籽、南瓜籽、油菜籽、米糠、迷迭香、红花、檀香木、山茶花、塔花、沙棘、芝麻、牛油树脂、硅酮、大豆、向日葵、茶树、蓟、椿、岩兰草、胡桃以及小麦胚芽油。示例性油包括但不限于硬脂酸丁酯、辛酸甘油三酯、癸酸甘油三酯、环甲硅油、癸二酸二乙酯、聚二甲基硅氧烷360、肉豆蔻酸异丙酯、矿物油、辛基十二烷醇、油醇、硅油和/或其组合。
根据配制者的判断，赋形剂如可可脂和栓剂蜡、着色剂、涂覆剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂可存在于组合物中。
示例性添加剂包括生理上生物相容性缓冲剂(例如，三甲胺盐酸盐)，螯合剂(例如像，DTPA或DTPA-双酰胺)或钙螯合物复合物(例如像，钙DTPA、CaNaDTPA-双酰胺)的添加，或任选地钙或钠盐(例如，氯化钙、抗坏血酸钙、葡萄糖酸钙或乳酸钙)的添加。此外，可使用抗氧化剂和悬浮剂。
低温保护剂
在一些实施方案中，NAV制剂可包含低温保护剂。如本文所用，术语“低温保护剂”是指当与给定物质组合时，有助于减少或消除在冷冻时发生的对所述物质的损害的一种或多种试剂。在一些实施方案中，将低温保护剂与NAV组合以便在冷冻期间使其稳定。在-20℃与-80℃之间冷冻储存NAV对于多核苷酸的长期(例如36个月)稳定性可以是有利的。在一些实施方案中，低温保护剂包含于NAV制剂中以通过冷冻/解冻循环和在冷冻储存条件下稳定多核苷酸。本发明的低温保护剂可包括但不限于蔗糖、海藻糖、乳糖、甘油、右旋糖、棉子糖和/或甘露醇。海藻糖由食品与药品管理局列为一般认为安全的(GRAS)，并且通常用于商业药物制剂中。
填充剂
在一些实施方案中，NAV制剂可包含填充剂。如本文所用，术语“填充剂”是指包含在制剂中以赋予制剂所需的稠度和/或制剂组分的稳定的一种或多种试剂。在一些实施方案中，填充剂包含于冻干的NAV制剂中以产生“药学上优良”的饼状物，从而在长期(例如36个月)储存期间稳定冻干的NAV。本发明的填充剂可包括但不限于蔗糖、海藻糖、甘露醇、甘氨酸、乳糖和/或棉子糖。在一些实施方案中，可包含低温保护剂和填充剂(例如蔗糖/甘氨酸或海藻糖/甘露醇)的组合以在冷冻期间稳定NAV并且提供用于冻干的填充剂。
用于配制本发明的NAV的制剂和方法的非限制性实例也提供于2012年12月14日提交的国际公布号WO2013090648中，其内容以引用的方式整体并入本文。
非活性成分
在一些实施方案中，NAV制剂可包含至少一种为非活性成分的赋形剂。如本文所用，术语“非活性成分”是指制剂中包含的一种或多种非活性剂。在一些实施方案中，可在本发明的制剂中使用的非活性成分中的全部、没有或一些可由美国食品与药品管理局(FDA)批准。可配制的非活性成分和所述非活性成分的施用途径的非详尽列表描述于表26中。在表26中，“AN”意指麻醉剂，“CNBLK”意指颈神经阻滞，“NBLK”意指神经阻滞，“IV”意指静脉内，“IM”意指肌内，并且“SC”意指皮下。
表26.非活性成分
递送
本公开涵盖通过考虑可能推进药物递送科学的任何适当途径用于任何治疗剂、药物、诊断剂或成像的NAV的递送。递送可以是裸露的或配制的。
裸露的递送
本发明的NAV可裸露递送至细胞。如本文所用，“裸露的”是指递送不含促进转染的试剂的NAV。例如，递送至细胞的NAV可不含有修饰。可使用本领域中已知和本文描述的施用途径将裸露的NAV递送至细胞。
配制的递送
可使用本文描述的方法配制本发明的NAV。所述制剂可含有可修饰和/或未修饰的多核苷酸。制剂还可包括但不限于细胞穿透剂、药学上可接受的载体、递送剂、生物可侵蚀或生物相容的聚合物、溶剂以及持续释放递送贮库。可使用本领域中已知和本文描述的施用途径将配制的NAV递送至细胞。
组合物还可配制用于以本领域中若干方式中的任何方式直接递送至器官或组织，所述方式包括但不限于通过使用基质如涂覆或浸渍有组合物等的织物或生物可降解材料，通过凝胶、粉末、软膏、霜剂、凝胶、洗剂和/或滴剂经过导管直接浸泡或沉浸。
施用
可通过产生治疗有效结果的任何途径施用本发明的NAV。这些包括但不限于肠内(进入肠中)、胃肠、硬膜外(硬膜外)(进入硬脑膜中)、口服(通过口腔)、经皮、硬膜外(硬膜外)、大脑内(进入大脑)、脑室内(进入脑室)、表皮(施加在皮肤上)、皮内(进入皮肤本身)、皮下(在皮肤之下)、经鼻施用(通过鼻)、静脉内(进入静脉)、静脉内推注、静脉内滴注、动脉内(进入动脉)、肌内(进入肌肉)、心脏内(进入心脏)、骨内输注(进入骨髓)、鞘内(进入椎管内)、腹膜内(输注或注射至腹膜中)、膀胱内输注、玻璃体内(通过眼睛)、海绵体内注射(进入病理性腔)、腔内(进入阴茎根部)、阴道内施用、子宫内、羊膜腔外施用、经皮(通过完整皮肤扩散以用于全身分布)、经粘膜(通过粘膜扩散)、经阴道、吹入(鼻吸)、舌下、唇下、灌肠、滴眼剂(到结膜上)、滴耳液、耳(耳中或通过耳)、颊(针对脸颊)、结膜、皮肤、牙(至一个或多个牙齿或牙齿)、电渗透、子宫颈内、窦内、气管内、体外、血液透析、浸润、间质、腹内、羊膜内、关节内、胆囊内、支气管内、囊内、软骨内(在软骨内)、尾部内(在马尾内)、脑池内(在小脑延髓池内)、角膜内(在角膜内)、牙冠内、冠状动脉内(在冠状动脉内)、海绵体内(在阴茎的阴茎海绵体的可膨胀空间内)、椎间盘内(在椎间盘内)、管内(在腺管内)、十二指肠内(在十二指肠内)、硬膜内(在硬膜内或下)、表皮内(至表皮)、食管内(至食管)、胃内(在胃内)、齿龈内(在齿龈内)、回肠内(在小肠的远端部分内)、病灶内(在局部病变内或直接引入至局部病变)、管腔内(在管的内腔内)、淋巴管内(在淋巴内)、髓内(在骨的骨髓腔内)、脑膜内(在脑膜内)、眼内(在眼睛内)、卵巢内(在卵巢内)、心包内(在心包内)、胸膜内(在胸膜内)、前列腺内(在前列腺内)、肺内(在肺或其支气管内)、窦内(在鼻或眶周窦内)、脊柱内(在脊柱内)、滑膜内(在关节的滑液腔内)、腱内(在腱内)、睾丸内(在睾丸内)、鞘内(在脑脊髓轴的任何水平下的脑脊液内)、胸内(在胸部内)、小管内(在器官的小管内)、肿瘤内(在肿瘤内)、鼓室内(在中耳(aurus media)内)、血管内(在一个或多个血管内)、心室内(在心室内)、离子电渗(通过电流，其中可溶性盐的离子迁移至身体组织中)、冲洗(用于浸洗或冲洗开放性伤口或体腔)、喉(直接在喉上)、鼻饲(通过鼻且进入胃)、封闭敷料技术、眼(至外眼)、口咽(直接至口腔和咽)、胃肠外、经皮、关节周围、硬膜外、神经周、牙周、直肠、呼吸道(在呼吸道内通过口或鼻吸入以用于局部或全身作用)、眼球后(脑桥后或眼球后)、心肌内(进入心肌)、软组织、蛛网膜下、结膜下、粘膜下、经胎盘(通过或穿过胎盘)、经气管(通过气管壁)、经鼓室(穿过或通过鼓室)、输尿管(至输尿管)、尿道(至尿道)、阴道、骶管阻滞、诊断、神经阻滞、胆道灌注、心脏灌注、光分离置换法或脊柱。在具体的实施方案中，组合物可以允许其穿过血脑屏障、血管屏障或其他上皮屏障的方式施用。在一个实施方案中，用于施用途径的制剂可包含至少一种非活性成分。可包含于用于特定施用途径的制剂中的施用途径和非活性成分的非限制性实例在表20中示出。在表27中，“AN”意指麻醉剂，“CNBLK”意指颈神经阻滞，“NBLK”意指神经阻滞，“IV”意指静脉内，“IM”意指肌内，并且“SC”意指皮下。
表27.施用途径和非活性成分
用于本发明的NAV的施用的非限制性途径在下文描述。
胃肠外和注射施用
用于胃肠外施用的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液、混悬液、糖浆剂和/或酏剂。除了活性成分以外，液体剂型可包含在本领域中通常使用的惰性稀释剂，例如像水或其他溶剂、溶解剂和乳化剂如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别为棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和脱水山梨糖醇的脂肪酸酯以及其混合物。除了惰性稀释剂以外，经口组合物可包括佐剂如润湿剂、乳化剂和悬浮剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂。在用于胃肠外施用的某些实施方案中，组合物与溶解剂如醇、油、改性油、二醇类、聚山梨醇酯、环糊精、聚合物和/或其组合混合。
用于胃肠外施用的药物组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以胃肠外施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括盐酸、甘露醇、氮、乙酸钠、氯化钠和氢氧化钠。
可注射制剂，例如无菌可注射水性或油性混悬液可根据已知技术使用合适的分散剂、润湿剂和/或悬浮剂配制。无菌可注射制剂可以是非毒性胃肠外可接受的稀释剂和/或溶剂中的无菌可注射溶液、混悬液和/或乳剂，如在1,3-丁二醇中的溶液。可采用的可接受的媒介物和溶剂为水、林格氏液(U.S.P.)和等渗氯化钠溶液。无菌不挥发油常规用作溶剂或悬浮介质。出于这个目的，可采用任意温和固定油，包括合成的甘油单酯或二甘油酯。脂肪酸如油酸可用于可注射剂的制备中。无菌制剂还可包含佐剂，如局部麻醉剂、防腐剂和缓冲剂。
可注射制剂可例如通过滤过细菌滞留过滤器和/或通过在使用之前可溶解或分散于无菌水或其他无菌可注射介质中的无菌固体组合物中加入灭菌剂来灭菌。
可注射制剂可用于直接注射至组织、器官和/或受试者的区域中。作为非限制性实例，组织，器官和/或受试者可通过心肌内注射将制剂直接注射至缺血区域中。(参见例如，Zangi等人Nature Biotechnol ogy 2013；其内容以引用的方式整体并入本文)。
为了延长活性成分的作用，常常希望减缓对来自皮下注射或肌内注射的活性成分的吸收。这可通过使用水溶性差的结晶或无定形材料的液体混悬液来实现。药物的吸收速率则取决于其溶解速率，而溶解速率又可取决于晶体大小和晶形。或者，通过将药物溶解或悬浮于油媒介物中来完成胃肠外施用的药物形式的延迟吸收。可注射贮库形式通过在生物可降解聚合物如聚丙交酯-聚乙交酯中形成药物的微胶囊基质来制得。取决于药物与聚合物的比率和所采用的具体聚合物的性质，可控制药物释放的速率。其他可生物降解聚合物的实例包括聚(原酸酯)和聚(酸酐)。贮库可注射制剂通过将药物包埋在与身体组织相容的脂质体或微乳剂中来制备。
直肠和阴道施用
用于直肠或阴道(例如，经阴道)施用的组合物通常是栓剂，其可通过将组合物与在环境温度下为固体但在体温下为液体并且因此在直肠或阴道腔中熔融并且释放活性成分的合适的非刺激性赋形剂如可可脂、聚乙二醇或栓剂蜡混合来制备。
作为非限制性实例，用于直肠和/或阴道施用的制剂可通过将药物与合适的非刺激性赋形剂混合来制备，所述赋形剂在常温下为固体，但在直肠温度下为液体，且因此将在直肠和/或阴道中熔融以释放药物。此类材料包括可可脂和聚乙二醇。
用于直肠施用的药物组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用于直肠施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括醇、脱水醇、碱式乙酸铝、无水柠檬酸、茴香子油、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、秘鲁香脂、苯甲酸、苯甲醇、碱式没食子酸铋、丁基化羟基茴香醚、丁羟甲苯、对羟基苯甲酸丁酯、焦糖、卡波姆934、卡波姆934p、羧基聚甲烯、cerasynt-se、鲸蜡醇，鲸蜡醇、可可脂、椰子油、氢化椰子油/棕榈仁油甘油酯、氢化可乐果籽提取物、d&c黄10号、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、二甲基二十八烷基铵膨润土、依地酸钙二钠、依地酸二钠、依地酸、表乳糖(epilactose)、乙二胺、食用脂肪、硬脂、fd&c蓝1号、fd&c绿3号、fd&c黄6号、风味无花果827118、风味覆盆子pfc-8407、果糖、半乳糖、甘油、棕榈酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯/peg硬脂酸酯、硬脂酸甘油酯/peg-40硬脂酸酯、甘氨酸、烃、盐酸、氢化棕榈油、羟丙甲纤维素、乳糖、羊毛脂、卵磷脂、轻质矿物油、硅酸镁铝、水合硅酸铝镁、对羟基苯甲酸甲酯、氮、棕榈仁油、石蜡、白凡士林、聚乙二醇1000、聚乙二醇1540、聚乙二醇3350、聚乙二醇400、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80、乙酸钾、焦亚硫酸钾、丙二醇、对羟基苯甲酸丙酯、糖精钠、无水糖精钠、胶体二氧化硅、西甲硅油、苯甲酸钠、碳酸钠、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、焦亚硫酸钠、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇倍半油酸酯、山梨糖醇、山梨糖醇溶液、淀粉、硬脂醇聚醚-10、硬脂醇聚醚-40、蔗糖、d-塔格糖、dl-酒石酸、三乙醇胺、氨丁三醇、氢化植物油甘油酯、氢化植物油、乳化蜡、白蜡、黄原胶和氧化锌。
用于阴道施用的药物组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以阴道施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括己二酸、变性醇、尿囊素、无水乳糖、杏仁油peg-6酯、硫酸钡、蜂蜡、膨润土、苯甲酸、苯甲醇、丁基化羟基茴香醚、丁羟甲苯、乳酸钙、卡波姆934、卡波姆934p、微晶纤维素、鲸蜡醇聚醚-20、鲸蜡硬脂醇、鲸蜡醇、鲸蜡酯蜡、棕榈酸鲸蜡酯、胆固醇、胆甾醇聚醚、柠檬酸、柠檬酸一水合物、氢化椰子油/棕榈仁油甘油酯、交聚维酮、依地酸二钠、乙基纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(28％乙酸乙烯酯)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(9％乙酸乙烯酯)、脂肪醇、fd&c黄5号、明胶、dl-谷氨酸、甘油、异硬脂酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、瓜尔胶、高密度聚乙烯、水凝胶聚合物、氢化棕榈油、羟丙甲纤维素2208(15000mpa.s)、羟丙甲纤维素、肉豆蔻酸异丙酯、乳酸、dl-乳酸、乳糖、乳糖一水合物、含水乳糖、羊毛脂、无水羊毛脂、卵磷脂、大豆卵磷脂、轻质矿物油、硅酸镁铝、水合硅酸铝镁、硬脂酸镁、硬脂酸甲酯、对羟基苯甲酸甲酯、微晶蜡、矿物油、硝酸、辛基十二烷醇、花生油、peg 6-32硬脂酸酯/硬脂酸乙二醇酯、peg-100硬脂酸酯、peg-120硬脂酸甘油酯、peg-2硬脂酸酯、peg-5油酸酯、聚乙二醇(pegoxol)7硬脂酸酯、白凡士林、乙酸苯汞、phospholipon90g、磷酸、哌嗪六水合物、二甲基乙烯基或二甲基羟基或三甲基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷/甲基氢硅氧烷)、聚卡波非、聚酯、聚乙二醇1000、聚乙二醇3350、聚乙二醇400、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚甘油基-3油酸酯、聚甘油基-4油酸酯、棕榈酸聚烃氧基酯、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80、聚氨酯、钾明矾、氢氧化钾、聚维酮k29/32、聚维酮、promulgend、丙二醇、丙二醇单棕榈酸硬脂酸酯、对羟基苯甲酸丙酯、顺式形式的季铵盐-15、二氧化硅、胶体二氧化硅、硅酮、碳酸氢钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、月桂基硫酸钠、焦亚硫酸钠、无水磷酸氢二钠、无水磷酸二氢钠、山梨酸、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、山梨糖醇、山梨糖醇溶液、鲸蜡、2-乙基己酸亚锡、淀粉、预胶化淀粉1500、玉米淀粉、硬脂酰胺乙基二乙胺、硬脂酸、硬脂醇、dl-酒石酸、叔丁基氢醌、原硅酸四丙酯、三乙醇胺、尿素、氢化植物油、wecobee fs、白色地蜡和白蜡。
经口施用
用于经口施用的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液、混悬液、糖浆剂和/或酏剂。除了活性成分以外，液体剂型可包含在本领域中通常使用的惰性稀释剂和/或赋形剂，例如像水或其他溶剂、溶解剂和乳化剂如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别为棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和脱水山梨糖醇的脂肪酸酯以及其混合物。除了惰性稀释剂以外，经口组合物可包含佐剂如润湿剂、乳化剂和悬浮剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂。在用于胃肠外施用的某些实施方案中，组合物与溶解剂如醇、油、改性油、二醇类、聚山梨醇酯、环糊精、聚合物和/或其组合混合。
可用增甜剂例如甘油、丙二醇、山梨糖醇、葡萄糖或蔗糖配制糖浆剂和酏剂。此类制剂还可含有缓和剂、防腐剂和调味剂以及着色剂。药物组合物可呈无菌可注射水性混悬液或油性混悬液形式。可根据已知技术，使用上述那些适合的分散剂或润湿剂以及悬浮剂来配制所述混悬液。无菌可注射制剂也可以是在无毒胃肠外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液或混悬液，例如为在1,3-丁二醇中的溶液。可用媒介物和溶剂中可使用的是水、林格氏溶液(Ringer's solution)和等渗氯化钠溶液。另外，无菌的固定油通常用作溶剂或悬浮介质。出于这个目的，可采用任何温和固定油，包括合成的甘油单酯或甘油二酯。另外，如油酸的脂肪酸在可注射制剂中获得使用。
用于口服剂量的混悬液可含有与适合用于制造水性混悬液的赋形剂混合的活性材料。此类赋形剂可以是助悬剂，作为非限制性实例所述助悬剂可以是羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基-甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、黄蓍胶以及阿拉伯树胶；分散剂或润湿剂可以是天然存在的磷脂(例如，卵磷脂)、或者环氧烷与脂肪酸的缩合产物(例如，聚氧乙烯硬脂酸酯)、或者环氧乙烷与长链脂肪醇的缩合产物(例如十七乙烯氧基十六醇)、或者环氧乙烷与源于脂肪酸和己糖醇的部分酯的缩合产物(如聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯)、或者环氧乙烷与源于脂肪酸和己糖醇酐的部分酯的缩合产物(例如，聚乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)。水性混悬液也可含有一种或多种防腐剂(例如，对羟基苯甲酸乙酯或正丙酯)、一种或多种着色剂、一种或多种调味剂以及一种或多种甜味剂(如蔗糖或糖精)。
用于口服剂量的油性混悬液可通过使活性成分混悬于植物油(例如花生油、橄榄油、芝麻油或椰子油)或矿物油(如液体石蜡)中来配制。含油混悬液可包含增稠剂，例如蜂蜡、硬石蜡或十六醇。可添加甜味剂和调味剂以提供可口的口服制剂。这些组合物可通过添加抗氧化剂如抗坏血酸来保存。
口服剂量还可处于水包油乳剂的形式。油相可以是植物油或矿物油或这些的混合物。适合的乳化剂可以是天然存在的树胶(例如阿拉伯树胶或黄蓍胶)、天然存在的磷脂(例如，大豆卵磷脂)以及源于脂肪酸和己糖醇酐的酯或部分酯(例如，脱水山梨糖醇单油酸酯)以及所述部分酯与环氧乙烷的缩合产物(例如，聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)。所述乳剂还可包含甜味剂和调味剂。
用于经口施用的固体剂型包括胶囊、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂。在此类固体剂型中，活性成分与至少一种惰性药学上可接受的赋形剂如柠檬酸钠或磷酸二钙和/或填充剂或增量剂(例如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇以及硅酸)、粘合剂(例如羧甲基纤维素、海藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖以及阿拉伯树胶)、保湿剂(例如甘油)、崩解剂(例如琼脂、碳酸钙、土豆或木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸盐以及碳酸钠)、溶解延缓剂(例如石蜡)、吸收促进剂(例如季铵盐化合物)、润湿剂(例如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯)、吸收剂(例如高岭土和膨润土粘土)以及润滑剂(例如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、月桂基硫酸钠)以及其混合物混合。在胶囊、片剂和丸剂的情况下，剂型可包含缓冲剂。固体剂型一旦它们与液体如但不限于唾液和胆汁接触时也可溶解。
意图用于口服使用的组合物可根据本领域已知的用于制造药物组合物的任何方法来制备，并且此类组合物可包含一种或多种此类增甜剂、调味剂、着色剂或防腐剂，以便提供药学上优良且可口的制剂。
固体剂型可以是未包衣的，或者它们可通过已知技术包衣。在一些情况下，此类包衣可通过已知技术来制备以延缓在胃肠道中的崩解和吸收并且由此提供较长时间的持续作用。例如，可使用延时材料，诸如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。
用于口服使用的制剂也可作为硬明胶胶囊存在，其中所述活性成分与惰性固体稀释剂(例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合，或作为软明胶胶囊存在，其中所述活性成分与水或油介质(例如花生油、液体石蜡或橄榄油)混合。
用于口服递送的剂型也可以是可咀嚼的或可以是可吮吸的(例如，锭剂形式)。可咀嚼的剂型可以是持续释放制剂，如但不限于国际公布号WO2013082470和美国公布号US20130142876中描述的持续释放组合物，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。可咀嚼的剂型可包含两亲性脂质，如但不限于国际公布号WO2013082470和美国公布号US20130142876中描述的那些，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
局部或经皮施用
如本文所述，含有本发明的NAV的组合物可配制用于经皮施用。皮肤可为递送的理想靶部位，因为其易于进入。不仅可对皮肤限制基因表达(潜在地避免非特异性毒性)，而且对皮肤内的特定层和细胞类型的基因表达加以限制。
所递送组合物的皮肤表达的部位将取决于核酸递送的途径。通常考虑两种途径来将NAV递送至皮肤：(ii)皮内注射；和(iii)全身递送(例如用于治疗影响皮肤和皮肤外区域的皮肤病学疾病)。可通过本领域中已知的若干不同方法将NAV递送至皮肤。在递送核酸之后，在许多不同皮肤细胞类型中检测到基因产物，包括但不限于基础角质形成细胞、皮脂腺细胞、皮肤成纤维细胞以及皮肤巨噬细胞。
在一个实施方案中，本发明提供待以多于一次注射递送的NAV组合物。
在一个实施方案中，在经皮施用之前，至少一个组织区域如皮肤可受到可增加穿透性的装置和/或溶液作用。在一个实施方案中，组织可受到磨损装置作用以增加皮肤的穿透性(参见美国专利公布号20080275468，其以引用的方式整体并入本文)。在另一个实施方案中，组织可受到超声增强装置作用。超声增强装置可包括但不限于在美国公布号20040236268和美国专利号6,491,657和6,234,990中描述的装置；所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。增强组织穿透性的方法描述于美国公布号20040171980和20040236268以及美国专利号6,190,315中；所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，装置可用来在递送本文描述的修饰mRNA的制剂之前增加组织的穿透性。皮肤的穿透性可通过本领域中已知和/或在美国专利号6,190,315中描述的方法来测量，所述专利以引用的方式整体并入本文。作为一个非限制性实例，修饰mRNA制剂可通过描述于美国专利号6,190,315中的药物递送方法来递送，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在另一个非限制性实例中，可在组织可受到可增加穿透性的装置作用之前、期间和/或之后用局部麻醉剂共溶合质(EMLA)霜剂处理组织。Katz等(Anesth Analg(2004)；98:371-76；其以引用的方式整体并入本文)证实与低能量组合使用EMLA霜剂，在用低能量超声预处理之后5分钟很快就见到表面皮肤镇痛开始。
在一个实施方案中，可在组织已处理来增加穿透性之前、期间和/或之后将增强剂施加至组织。增强剂包括但不限于转运增强剂、物理增强剂和空化增强剂。增强剂的非限制性实例描述于美国专利号6,190,315中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，装置可用来在递送本文描述的NAV的制剂之前增加组织的穿透性，所述制剂还可含有引起免疫应答的物质。在另一个非限制性实例中，含有引起免疫应答的物质的制剂可通过在美国公布号20040171980和20040236268中描述的方法来递送；所述专利各自均以引用的方式整体并入本文。
用于经皮施用组合物的剂型可包括软膏、糊剂、霜剂、洗剂、凝胶、粉末、溶液、喷雾剂、吸入剂和/或贴剂。通常，在无菌条件下将活性成分与药学上可接受的载体和/或任何所需的防腐剂和/或可能需要的缓冲剂混合。
另外，本发明涵盖透皮贴剂的使用，所述透皮贴剂常常具有提供将化合物受控制的递送至身体的额外优点。此种剂型可例如通过将化合物溶解和/或分散于适当的介质中来制备。可选地或另外地，可通过提供速率控制膜和/或通过将化合物分散于聚合物基质和/或凝胶中来控制速率。
用于经皮施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以经皮施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸异辛酯共聚物、丙烯酸粘合剂788、adcote 72a103、aerotex树脂3730、醇、脱水醇、铝聚酯、膨润土、丁羟甲苯、丁二醇、丁酸、辛酸/癸酸甘油三酯、卡波姆1342、卡波姆940、卡波姆980、角叉菜胶、氯化十六烷基吡啶、柠檬酸、交聚维酮、daubert 1-5pestr(消光剂)164z、二甘醇单乙醚、邻苯二甲酸二乙基己基酯、二甲聚硅氧烷共聚醇、二甲聚硅氧烷mdx4-4210、二甲聚硅氧烷医用流体360、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、二丙二醇、duro-tak280-2516、duro-tak 387-2516、duro-tak 80-1196、duro-tak 87-2070、duro-tak 87-2194、duro-tak 87-2287、duro-tak 87-2296、duro-tak87-2888、duro-tak 87-2979、依地酸二钠、乙酸乙酯、油酸乙酯、乙基纤维素、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、脂肪酸酯、gelva 737、甘油、月桂酸甘油酯、油酸甘油酯、庚烷、高密度聚乙烯、盐酸、氢化聚丁烯635-690、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、乳糖、无水羊毛脂、乳酸月桂酯、卵磷脂、乙酰丙酸、轻质矿物油、医用粘合剂改性的s-15、甲醇、月桂酸甲酯、矿物油、氮、水杨酸辛酯(octisalate)、辛基十二烷醇、油酸、油醇、油酸油醇酯、十五内酯、白凡士林、波拉克林、聚丙烯酸(250000mw)、聚丁烯(1400mw)、聚酯、聚酯聚胺共聚物、聚酯人造丝、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚异丁烯、聚异丁烯(1100000mw)、聚异丁烯(35000mw)、聚异丁烯178-236、聚异丁烯241-294、聚异丁烯35-39、低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯、聚异丁烯/聚丁烯粘合剂、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氯乙烯-聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡啶、聚维酮k29/32、聚维酮、丙二醇、丙二醇单月桂酸酯、ra-2397、ra-3011、硅、胶体二氧化硅、硅酮、硅酮粘合剂4102、硅酮粘合剂4502、硅酮粘合剂bio-psa q7-4201、硅酮粘合剂bio-psa q7-4301、硅酮/聚酯薄膜条、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、脱水山梨糖醇单油酸酯、司拉氯铵水辉石/碳酸丙烯酯、二氧化钛、三乙酸甘油酯、三乙醇胺、氨丁三醇、union 76amsco-res 6038以及粘胶/棉。
用于皮内施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以皮内施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括苯扎氯铵、苯甲醇、羧甲基纤维素钠、肌酸酐、依地酸二钠、甘油、盐酸、间甲酚、对羟基苯甲酸甲酯、苯酚、聚山梨醇酯80、硫酸鱼精蛋白、乙酸钠、亚硫酸氢钠、氯化钠、氢氧化钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钠七水合物、无水磷酸二氢钠钠以及氯化锌。
贮库施用
如本文所述，在一些实施方案中，组合物配制在用于延长释放的贮库中。通常，特定器官或组织(“靶组织”)被靶向用于施用。
在本发明的一些方面中，NAV在空间上保留于靶组织内或邻近靶组织。提供了通过在使得组合物(具体为组合物的核酸组分)大致上保留在靶组织中，意味着至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.9％、99.99％或大于99.99％的组合物保留在靶组织中的条件下使靶组织(其含有一个或多个靶细胞)与组合物接触来向哺乳动物受试者的靶组织提供组合物的方法。有利地，通过测量存在于进入一个或多个靶细胞的组合物中的核酸的量来确定保留。例如，在施用之后的一段时间里，至少1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.9％、99.99％或大于99.99％的施用至受试者的核酸存在于细胞内。例如，使用含核糖核酸和转染试剂的水性组合物进行向哺乳动物受试者肌内注射，并且通过测量存在于肌细胞中的核糖核酸的量来确定组合物的保留。
本发明的方面涉及通过在使得组合物大致上保留在靶组织中的条件下使靶组织(含有一个或多个靶细胞)与组合物接触来向哺乳动物受试者的靶组织提供组合物的方法。组合物含有有效量的多核苷酸以使得目标多肽在至少一个靶细胞中产生。组合物通常含有细胞穿透剂，但是也涵盖“裸露的”NAV(如不具有细胞穿透剂或其他试剂的核酸)，以及药学上可接受的载体。
在一些情况下，由组织中的细胞产生的蛋白质的量按希望地增加。优选地，蛋白质产生的这种增加在空间上局限于靶组织内的细胞。因此，提供了增加哺乳动物受试者的组织中目标蛋白质的产生的方法。提供含有多核苷酸的组合物，其特征在于已确定单位量的组合物在包含于预先确定体积的靶组织内的很大百分比的细胞中产生目标多肽。
在一些实施方案中，NAV组合物包含多种不同的多核苷酸，其中一种或多于一种多核苷酸编码目标多肽。任选地，组合物还含有细胞穿透剂以帮助组合物的细胞内递送。对包含在预先确定体积的靶组织内的很大百分比的细胞中产生目标多肽所需要的组合物的剂量进行确定(通常，在接近预先预定的体积或在靶组织远端的组织中不诱导目标多肽的显著产生)。在此确定之后，将确定的剂量直接引入到哺乳动物受试者的组织中。
在一个实施方案中，本发明提供待以多于一次注射或通过分次剂量注射递送的NAV。
在一个实施方案中，本发明可使用小的一次性药物储器、贴片泵或渗透泵而保留在靶组织附近。贴片泵的非限制性实例包括由(Franklin Lakes,NJ)、InsuletCorporation(Bedford,MA)、SteadyMed Therapeutics(San Francisco,CA)、Medtronic(Minneapolis,MN)(例如，MiniMed)、UniLife(York,PA)、Valeritas(Bridgewater,NJ)以及SpringLeaf Therapeutics(Boston,MA)制造和/或销售的那些。渗透泵的一个非限制性实例包括由(Cupertino,CA)(例如，和制造的那些。
肺施用
药物组合物可以适用于经过口腔进行肺施用的制剂形式制备、包装和/或销售。这种制剂可包含干颗粒，其包含活性成分并且其具有在约0.5nm至约7nm或约1nm至约6nm范围内的直径。此类组合物适当地以待施用的干粉末形式存在，所述干粉末使用包括可指导推进剂流向其分散粉末的干粉末储器的装置和/或使用自推进溶剂/粉末分散容器如包含溶解和/或悬浮于密封容器中的低沸点推进剂中的活性成分的装置来施用。此类粉末包含颗粒，其中至少98重量％的颗粒具有大于0.5nm的直径并且至少95％数目的颗粒具有小于7nm的直径。或者，至少95重量％的颗粒具有大于1nm的直径并且至少90％数目的颗粒具有小于6nm的直径。干粉末组合物可包括固体精细粉末稀释剂如糖并且合宜地以单位剂型提供。
低沸点推进剂通常包括在大气压力下沸点低于65℉的液体推进剂。通常，推进剂可占组合物的50％至99.9％(w/w)，并且活性成分可占组合物的0.1％至20％(w/w)。推进剂可进一步包含另外成分，如液体非离子型和/或固体阴离子表面活性剂和/或固体稀释剂(其粒度可与包含活性成分的颗粒的数量级相同)。
作为非限制性实例，本文描述的NAV可配制用于通过在美国专利号8,257,685中描述的方法进行肺部递送；所述专利以引用的方式整体并入本文。
配制用于肺部递送的药物NAV组合物可以溶液和/或混悬液的微滴形式提供活性成分。此类制剂可呈任选无菌的、包含活性成分的水性和/或稀释醇溶液和/或混悬液形式制备、包装和/或销售，并且可合宜地使用任何喷雾和/或雾化装置施用。此类制剂可进一步包含一种或多种另外成分，包括但不限于调味剂如糖精钠、挥发油、缓冲剂、表面活性剂和/或防腐剂如羟基苯甲酸甲酯。通过此施用途径提供的液滴可具有在约0.1nm至约200nm范围内的平均直径。
本文提供的可用于肺部递送的组合物和制剂还可包含一种或多种表面活性剂。用于增强本发明组合物的摄取的合适表面活性剂或表面活性剂组分包括合成和天然以及全长和截短形式的表面活性剂蛋白A、表面活性剂蛋白B、表面活性剂蛋白C、表面活性剂蛋白D和表面活性剂蛋白E、二饱和的磷脂酰胆碱(除了二棕榈酰基外)、二棕榈酰磷脂酰胆碱、磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、泛醌、溶血磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰胆碱、棕榈酰-溶血磷脂酰胆碱、脱氢表雄酮、长醇、硫苷脂酸(sulfatidic acid)、甘油-3-磷酸、磷酸二羟丙酮、甘油、甘油基-3-磷酸胆碱、二羟基丙酮、棕榈酸酯、胞苷二磷酸(CDP)二酰基甘油、CDP胆碱、胆碱、磷酸胆碱；以及天然和人工片层体(其是用于表面活性剂的组分的天然载体媒介物)、ω-3脂肪酸、多烯酸(polyenic acid)、多烯酸(polyenoic acid)、卵磷脂、棕榈酸、环氧乙烷或环氧丙烷的非离子型嵌段共聚物、单体和聚合的聚氧丙烯、单体和聚合的聚氧乙烯、具有葡聚糖和/或烷酰基侧链的聚(乙烯胺)、Brij 35、Triton X-100以及合成表面活性剂ALEC、Exosurf、Survan和阿托伐醌等。这些表面活性剂可作为制剂中的多组分表面活性剂的单独或部分使用，或作为本文的药物组合物的核酸组分的5'和/或3'端的共价结合添加使用。
鼻内、鼻和口腔施用
本文描述为适用于肺递送的制剂适用于NAV药物组合物的鼻内递送。适合用于鼻内施用的另一种制剂是包含活性成分且具有从约0.2μm至500μm的平均颗粒的粗糙粉末。这种制剂以采用鼻吸的方式施用，即通过从置于鼻子附近的粉末容器快速吸入穿过鼻通道。
适用于鼻施用的制剂可例如包含少至0.1％(w/w)并且多至100％(w/w)的活性成分，并且可包含一种或多种本文描述的另外成分。药物组合物可以适用于口腔施用的制剂形式制备、包装和/或销售。此类制剂可例如以使用常规方法制得的片剂和/或锭剂的形式存在，并且可例如包含0.1％至20％(w/w)活性成分，其余包含经口可溶解和/或可降解的组合物和任选地一种或多种本文描述的另外成分。或者，适用于口腔施用的制剂可包含含有活性成分的粉末和/或气雾化和/或雾化的溶液和/或混悬液。此类粉状、气雾化和/或气雾化的制剂在分散时可具有在约0.1nm至约200nm范围内的平均颗粒和/或液滴大小，并且可进一步包含一种或多种本文描述的任何另外成分。
用于吸入(呼吸)施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以吸入(呼吸)施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括丙酮合亚硫酸氢钠、乙酰半胱氨酸、醇、脱水醇、氨、阿帕氟烷、抗坏血酸、苯扎氯铵、碳酸钙、二氧化碳、氯化十六烷基吡啶、氯丁醇、柠檬酸、d&c黄10号、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、依地酸二钠、依地酸钠、fd&c黄6号、氟氯烃、明胶、甘油、甘氨酸、盐酸、稀盐酸、乳糖、乳糖一水合物、卵磷脂、氢化大豆卵磷脂、大豆卵磷脂、赖氨酸一水合物、甘露醇、薄荷醇、对羟基苯甲酸甲酯、硝酸、氮、诺氟烷、油酸、聚乙二醇1000、聚维酮k25、丙二醇、对羟基苯甲酸丙酯、糖精、糖精钠、胶体二氧化硅、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、月桂基硫酸钠、焦亚硫酸钠、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、脱水山梨糖醇三油酸酯、硫酸、百里酚、二氧化钛、三氯一氟甲烷、氨基丁三醇以及氧化锌。
用于经鼻施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以经鼻施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括乙酸、脱水醇、烯丙基α-紫罗兰酮、无水右旋糖、无水柠檬酸三钠、苯扎氯铵、苄索氯铵、苯甲醇、丁基化羟基茴香醚、丁羟甲苯、咖啡因、二氧化碳、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、氯丁醇、柠檬酸、柠檬酸一水合物、右旋糖、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、依地酸二钠、甘油、氢化松香的甘油酯、盐酸、羟丙甲纤维素2910(15000mpa.s)、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、氮、诺氟烷、油酸、白凡士林、苯乙醇、聚乙二醇3350、聚乙二醇400、硬脂酸聚烃氧基400酯、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯80、磷酸二氢钾、山梨酸钾、丙二醇、对羟基苯甲酸丙酯、乙酸钠、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、无水磷酸氢二钠、磷酸氢二钠二水合物、磷酸氢二钠十二水合物、磷酸氢二钠七水合物、无水磷酸二氢钠、磷酸二氢钠二水合物、脱水山梨糖醇三油酸酯、山梨糖醇、山梨糖醇溶液、三氯蔗糖、硫酸、三氯一氟甲烷以及柠檬酸三钠二水合物。
眼部和耳(耳部)施用
药物NAV组合物可以适合于递送至眼睛和/或眼睛周围和/或递送至耳朵(例如，耳(耳部)施用)的制剂的形式制备、包装和/或出售。用于递送至眼睛和/或眼睛周围的施用途径的非限制性实例包括眼球后、结膜、角膜内、眼内、玻璃体内、眼部以及结膜下。此类制剂可例如以滴眼剂或滴耳剂的形式存在，包括例如活性成分在水性或油性液体赋形剂中的0.1％/1.0％(w/w)溶液和/或混悬液。此类滴剂还可包含缓冲剂、盐和/或一种或多种本文描述的其他任何另外成分。有用的其他眼可施用的制剂包括呈微晶形式和/或呈脂质体制剂形式的包含活性成分的那些。滴耳剂和/或滴眼剂涵盖在本发明的范围内。多层薄膜装置可制备为含有用于递送至眼睛和/或周围组织的药物组合物。
用于眼部施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以眼部施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括乙酸、醇、脱水醇、海藻酸、amerchol-cab、氢氧化铵、无水柠檬酸三钠、安替比林、苯扎氯铵、苄索氯铵、苯度溴铵、硼酸、咖啡因、氯化钙、卡波姆1342、卡波姆934p、卡波姆940、卡波姆均聚物b型(交联的烯丙基季戊四醇)、羧甲基纤维素钠、蓖麻油、鲸蜡醇、氯丁醇、无水氯丁醇、胆固醇、柠檬酸、柠檬酸一水合物、肌酸酐、二乙醇胺、邻苯二甲酸二乙基己酯、二乙烯基苯苯乙烯共聚物、依地酸二钠、无水依地酸二钠、依地酸钠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、结冷胶(低酰基)、甘油、硬脂酸甘油酯、高密度聚乙烯、增塑烃类凝胶、盐酸、稀盐酸、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素2906、羟丙甲纤维素2910(15000mpa.s)、羟丙甲纤维素、jelene、羊毛脂、羊毛脂醇、无水羊毛脂、羊毛脂非离子衍生物、劳拉氯铵、月桂酰肌氨酸、轻质矿物油、氯化镁、甘露醇、甲基纤维素(4000mpa.s)、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、矿物油、硝酸、氮、壬苯醇醚-9、辛苯聚醇-40、辛基酚聚甲烯、凡士林、白凡士林、苯乙醇、乙酸苯汞、硝酸苯汞、磷酸、泊利氯铵、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、聚卡波非、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇8000、聚氧乙烯-聚氧丙烯1800、聚烃氧基35蓖麻油、聚烃氧基40氢化蓖麻油、硬脂酸聚烃氧基40酯、聚丙二醇、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80、聚乙烯醇、乙酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、山梨酸钾、聚维酮k29/32、聚维酮k30、聚维酮k90、聚维酮、丙二醇、对羟基苯甲酸丙酯、苏打灰、乙酸钠、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、硼酸钠、硼酸钠十水合物、碳酸钠、碳酸钠一水合物、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、焦亚硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸钠二水合物、磷酸氢二钠、无水磷酸氢二钠、磷酸氢二钠二水合物、磷酸氢二钠七水合物、磷酸二氢钠、无水磷酸二氢钠、磷酸二氢钠二水合物、磷酸二氢钠一水合物、硫酸钠、无水硫酸钠、硫酸钠十水合物、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、山梨酸、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、山梨糖醇、山梨糖醇溶液、稳定的氧氯复合物、硫酸、硫柳汞、二氧化钛、托可索仑、柠檬酸三钠二水合物、triton 720、氨丁三醇、泰洛沙泊以及氯化锌。
用于眼球后施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以眼球后施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括盐酸和氢氧化钠。
用于眼内施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以眼内施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括苯扎氯铵、氯化钙、柠檬酸一水合物、盐酸、氯化镁、聚乙烯醇、氯化钾、乙酸钠、氯化钠、柠檬酸钠和氢氧化钠。
用于玻璃体内施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以玻璃体内施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括氯化钙、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、透明质酸钠、盐酸、氯化镁、硬脂酸镁、聚山梨醇酯80、聚乙烯醇、氯化钾、乙酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氯化钠、氢氧化钠、磷酸氢二钠七水合物、磷酸二氢钠一水合物和柠檬酸三钠脱水物。
用于结膜下施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以结膜下施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括苯甲醇、盐酸和氢氧化钠。
用于耳施用的药物NAV组合物可包含至少一种非活性成分。所使用的任何或没有非活性成分可能已经由美国食品与药品管理局(FDA)批准。用于在用以耳施用的药物组合物中使用的非活性成分的非详尽列表包括乙酸、乙酸铝、无水硫酸铝、苯扎氯铵、苄索氯铵、苯甲醇、硼酸、碳酸钙、鲸蜡醇、氯丁醇、氯二甲酚、柠檬酸、肌酸酐、硫酸铜、无水硫酸铜、依地酸二钠、依地酸、甘油、硬脂酸甘油酯、盐酸、氢化可的松、羟乙基纤维素、肉豆蔻酸异丙酯、乳酸、氢化卵磷脂、对羟基苯甲酸甲酯、矿物油、凡士林、白凡士林、苯乙醇、硬脂酸聚烃氧基40酯、硬脂酸聚烃氧基酯、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯80、聚乙烯醇、焦亚硫酸钾、磷酸二氢钾、聚维酮k90f、聚维酮、丙二醇、丙二醇二乙酸酯、对羟基苯甲酸丙酯、乙酸钠、亚硫酸氢钠、硼酸钠、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、无水磷酸氢二钠、磷酸氢二钠七水合物、无水磷酸二氢钠、亚硫酸钠、硫酸以及硫柳汞。
有效负载施用：可检测剂和治疗剂
本文描述的NAV可用于许多不同的情景中，其中希望将物质(“有效负载”)递送至生物靶标，例如递送用于检测靶标的可检测物质或递送治疗剂。检测方法可包括但不限于体外成像和体内成像方法，例如免疫组织化学、生物发光成像(BLI)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层摄影术(PET)、电子显微术、X-射线计算断层摄影、拉曼成像、光学相干断层成像、吸收成像、热成像、荧光反射成像、荧光显微术、荧光分子断层成像、核磁共振成像、X-射线成像、超声成像、光声成像、实验室测定或在需要标记/染色/成像的任何情况下。
本文描述的NAV可用于有效负载例如可检测剂或治疗剂对特定细胞器的细胞内靶向中。示例性的细胞内靶标可包括但不限于用于高级mRNA加工的核定位或连接至含有抑制剂的mRNA的核定位序列(NLS)。
另外，本文描述的NAV可用来将治疗剂递送至例如活动物体内的细胞或组织。例如，本文描述的NAV可用来递送高度极性的化学治疗剂以杀死癌细胞。通过接头附着至治疗剂的NAV可促进允许治疗剂行进到细胞中到达细胞内靶标的膜穿透。
在一些实施方案中，有效负载可以是治疗剂如细胞毒素、放射性离子、化学治疗剂或其他治疗剂。细胞毒素或细胞毒性剂包括可对细胞有害的任何药剂。实例包括但不限于紫杉醇、细胞松弛素B、短杆菌肽D、溴化乙锭、吐根碱、丝裂霉素、依托泊苷(etoposide)、替尼泊苷(teniposide)、长春新碱、长春碱、秋水仙碱、阿霉素、柔红霉素、二羟基蒽二酮(dihydroxyanthracinedione)、米托蒽醌、光辉霉素、放线菌素D、1-脱氢睾酮、糖皮质激素、普鲁卡因(procaine)、丁卡因(tetracaine)、利多卡因(lidocaine)、普萘洛尔(propranolol)、嘌呤霉素、美登木素生物碱(maytansinoid)例如美登木醇(maytansinol)(参见美国专利号5,208,020，其整体并入本文)、拉奇霉素(rachelmycin)(CC-1065，参见美国专利号5,475,092、5,585,499和5,846,545，所有所述专利均以引用的方式并入本文)以及其类似物或同系物。放射性离子包括但不限于碘(例如，碘125或碘131)、锶89、磷、钯、铯、铱、磷酸盐、钴、钇90、钐153以及镨。其他治疗剂包括但不限于抗代谢物(例如，甲氨蝶呤、6-巯基嘌呤、6-硫代鸟嘌呤、阿糖胞苷、5-氟尿嘧啶、氮烯咪胺)、烷基化剂(例如，氮芥、塞替派、苯丁酸氮芥、拉奇霉素(CC-1065)、美法仑(melphalan)、卡莫司汀(carmustine)(BCNU)、洛莫司汀(lomustine)(CCNU)、环磷酰胺、白消安(busulfan)、二溴甘露醇、链脲霉素、丝裂霉素C以及顺-二氯二胺铂(II)(DDP)、顺铂)、蒽环霉素(anthracyclines)(例如，柔红霉素(以前称为道诺霉素)和阿霉素)、抗生素(例如，更生霉素(dactinomycin)(以前称为放线菌素)、博来霉素、光辉霉素和安曲霉素(anthramycin)(AMC))以及抗有丝分裂剂(例如，长春新碱、长春碱、紫杉醇和美登木素生物碱)。
在一些实施方案中，有效负载可以是可检测剂，如各种有机小分子、无机化合物、纳米颗粒、酶或酶底物、荧光材料、发光材料(例如，鲁米诺(luminal))、生物发光材料(例如，荧光素酶、荧光素和水母蛋白)、化学发光材料、放射性材料(例如，18F、67Ga、81mKr、82Rb、111In、123I、133Xe、201Tl、125I、35S、14C、3H或99mTc(例如，如高锝酸盐(高锝酸根(VII)，TcO4 -))以及造影剂(例如，金(例如，金纳米颗粒)、钆(例如，螯合的Gd)、氧化铁(例如，超顺磁性氧化铁(SPIO)、单晶氧化铁纳米颗粒(MION)和超小超顺磁性氧化铁(USPIO))、镁螯合物(例如，Mn-DPDP)、硫酸钡、碘化造影介质(碘海醇)、微泡或全氟化碳)。此类光学可检测的标记物包括例如不限于：4-乙酰氨基-4’-异硫氰酸根合二苯乙烯-2,2′二磺酸；吖啶和衍生物(例如，吖啶和吖啶异氰酸酯)；5-(2′-氨基乙基)氨基萘-1-磺酸(EDANS)；4-氨基-N-[3-乙烯基磺酰基)苯基]萘酰亚胺-3,5二磺酸酯；N-(4-苯胺基-l-萘基)马来酰亚胺；邻氨基苯甲酰胺；BODIPY；亮黄；香豆素和衍生物(例如，香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素(AMC，香豆素120)和7-氨基-4-三氟甲基香豆素(香豆素151))；花青染料；焰红染料；4’,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)；5′5"-二溴连苯三酚-磺酞(溴邻苯三酚红)；7-二乙基氨基-3-(4’-异硫氰酸根合苯基)-4-甲基香豆素；二亚乙基三胺五乙酸酯；4,4’-二异硫氰酸根合二氢-二苯乙烯-2,2′-二磺酸；4,4’-二异硫氰酸根合二苯乙烯-2,2′-二磺酸；5-[二甲基氨基]-萘-1-磺酰氯(DNS，丹酰氯)；4-二甲基氨基苯基偶氮苯基-4’-异硫氰酸酯(DABITC)；曙红和衍生物(例如，曙红和曙红异硫氰酸酯)；藻红和衍生物(例如，藻红B和藻红异硫氰酸酯)；乙锭；荧光素和衍生物(例如，5-羧基荧光素(FAM)、5-(4,6-二氯三嗪-2-基)氨基荧光素(DTAF)、2′,7’-二甲氧基-4’5′-二氯-6-羧基荧光素、荧光素、异硫氰酸荧光素、X-罗丹明-5-(和-6)-异硫氰酸酯(QFITC或XRITC)以及荧光胺)；2-[2-[3-[[1,3-二氢-1,1-二甲基-3-(3-磺丙基)-2H-苯并[e]吲哚-2-亚基]亚乙基]-2-[4-(乙氧基羰基)-1-哌嗪基]-1-环戊烯-1-基]乙烯基]-1,1-二甲基-3-(3-磺丙基)-1H-苯并[e]吲哚氢氧化物，内盐，与n,n-二乙基乙胺复合(1:1)(IR144)；5-氯-2-[2-[3-[(5-氯-3-乙基-2(3H)-苯并噻唑-亚基)亚乙基]-2-(二苯基氨基)-1-环戊-1-基]乙烯基]-3-乙基苯并噻唑高氯酸盐(IR140)；孔雀石绿异硫氰酸酯；4-甲基伞形酮邻甲酚酞；硝基酪氨酸；碱性副品红；酚红；B-藻红蛋白；邻苯二醛；芘和衍生物(例如，芘、芘丁酸酯以及琥珀酰亚胺基1-芘)；丁酸酯量子点；活性红4(CIBACRONTM亮红3B-A)；罗丹明和衍生物(例如，6-羧基-X-罗丹明(ROX)、6-羧基罗丹明(R6G)、丽丝胺罗丹明B、磺酰氯罗丹明(Rhod)、罗丹明B、罗丹明123、罗丹明X异硫氰酸酯、磺基罗丹明B、磺基罗丹明101、磺基罗丹明101的磺酰氯衍生物(德克萨斯红)、N,N,N’,N’四甲基-6-羧基罗丹明(TAMRA)四甲基罗丹明以及四甲基罗丹明异硫氰酸酯(TRITC))；核黄素；玫红酸；铽螯合物衍生物；花青-3(Cy3)；花青-5(Cy5)；花青-5.5(Cy5.5)、花青-7(Cy7)；IRD 700；IRD 800；Alexa 647；La Jolta Blue；酞菁以及萘酞菁。
在一些实施方案中，可检测剂可以是在激活时变为可检测的非可检测前体(例如，发荧光的四嗪荧光团构建体(例如，四嗪-BODIPY FL、四嗪-奥勒冈绿488或四嗪-BODIPYTMR-X)或酶可激活发荧光剂(例如，(VisEn Medical)))。可使用酶标记的组合物的体外测定包括但不限于酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫沉淀测定、免疫荧光法、酶免疫测定(EIA)、放射性免疫测定(RIA)以及蛋白质印迹分析。
组合
NAV可与一种或多种其他治疗剂、预防剂、诊断剂或成像剂组合使用。“组合”并非旨在暗示药剂必须同时施用和/或配制用于一起递送，虽然这些递送方法在本公开的范围内。组合物可在一种或多种其他所需的治疗剂或医学程序同时、之前或之后施用。通常，每种药剂将在一定剂量下和/或根据针对所述药剂确定的时间表施用。在一些实施方案中，本公开涵盖与可改进其生物利用度、减少和/或改变其代谢、抑制其排泄和/或改变其在身体内分布的药剂组合递送药物组合物、预防组合物、诊断组合物或成像组合物。
所述组合可方便地存在以用于以药物制剂的形式使用，并且因此包含如上定义的组合连同药学上可接受的稀释剂或载体的药物组合物代表本发明的另一方面。
此类组合的单独化合物可在分开的或组合的药物制剂中顺序或同时施用。在一个实施方案中，单独化合物将在组合的药物制剂中同时施用。
将进一步了解的是，组合使用的治疗活性剂、预防活性剂、诊断活性剂或成像活性剂可以单一组合物一起施用或以不同组合物分开施用。通常，预期组合使用的药剂在不超过它们单独使用的水平下使用。在一些实施方案中，组合使用的水平将低于单独使用的那些水平。在一个实施方案中，可根据本文描述的分次给药方案施用所述组合，各自施用或一起施用。
剂量
本发明提供了包括向有需要的受试者施用根据本发明的NAV的方法。所需要的精确量可取决于受试者的种类、年龄和一般状况、疾病的严重性、具体组合物、其施用方式、其作用方式等在受试者与受试者之间不同。根据本发明的组合物通常配制成便于施用和剂量均匀的剂量单位形式。然而，将理解的是，本发明的组合物的总每日用量可由主治医师在合理医学判断范围内决定。任何具体患者的具体治疗有效、预防有效或适当成像的剂量水平将取决于各种因素，所述因素包括所治疗的病症和病症的严重性；所采用的具体化合物的活性；所采用的具体组合物；患者年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；所采用的具体化合物的施用时间、施用途径和排泄速率；治疗持续时间；与所采用的具体化合物组合或同时使用的药物；以及医学领域中熟知的类似因素。
在某些实施方案中，根据本发明的组合物可以足够每天递送约0.0001mg/kg至约100mg/kg、约0.001mg/kg至约0.05mg/kg、约0.005mg/kg至约0.05mg/kg、约0.001mg/kg至约0.005mg/kg、约0.05mg/kg至约0.5mg/kg、约0.01mg/kg至约50mg/kg、约0.1mg/kg至约40mg/kg、约0.5mg/kg至约30mg/kg、约0.01mg/kg至约10mg/kg、约0.1mg/kg至约10mg/kg或约1mg/kg至约25mg/kg受试者体重的剂量水平一天一次或多次施用，以获得所需的治疗、诊断、预防或成像作用(参见例如，在国际公布号WO2013078199中描述的单位剂量的范围，其以引用的方式整体并入本文)。可一天三次、一天两次、一天一次、每隔一天、每三天、每周、每两周、每三周或每四周递送所需的剂量。在某些实施方案中，可使用多次施用(例如，两次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次、十一次、十二次、十三次、十四次或更多次施用)递送所需的剂量。当采用多次施用时，可使用分次给药方案，如本文描述的那些。
根据本发明，NAV可以分剂量方案施用如本文所使用，“分剂量”为将单个单位剂量或总每日剂量分成两次或更多次剂量，例如单个单位剂量的两次或更多次施用。如本文所使用，“单个单位剂量”为以一次剂量/一次/单个途径/单个接触点施用的任何治疗剂的剂量，即，单次施用事件。如本文所使用，“总每日剂量”为24小时时期内给予或规定的量。所述总每日剂量可作为单个单位剂量施用。在一个实施方案中，以分剂量向受试者施用本发明的NAV。NAV可仅配制在缓冲液中或配制在本文描述的制剂中。
剂型
本文描述的NAV药物组合物可配制成本文描述的剂型，如鼻内、气管内或可注射的(例如，静脉内、眼内、玻璃体内、肌内、心脏内、腹膜内、皮下)。
液体剂型
用于胃肠外施用的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液、混悬液、糖浆剂和/或酏剂。除了活性成分以外，液体剂型可包含在本领域中通常使用的惰性稀释剂，包括但不限于水或其他溶剂、溶解剂和乳化剂如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别为棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和脱水山梨糖醇的脂肪酸酯以及其混合物。在用于胃肠外施用的某些实施方案中，组合物可与溶解剂如醇、油、改性油、二醇类、聚山梨醇酯、环糊精、聚合物和/或其组合混合。
可注射剂
可注射制剂，例如无菌可注射水性或油性混悬液可根据已知技术配制并且可包括合适的分散剂、润湿剂和/或悬浮剂。无菌可注射制剂可以是非毒性胃肠外可接受的稀释剂和/或溶剂中的无菌可注射溶液、混悬液和/或乳剂，例如在1,3-丁二醇中的溶液。可采用的可接受的媒介物和溶剂包括但不限于水、林格氏液(U.S.P.)以及等渗氯化钠溶液。无菌不挥发油常规用作溶剂或悬浮介质。出于这个目的，可采用任意温和固定油，包括合成的甘油单酯或二甘油酯。脂肪酸如油酸可用于可注射剂的制备中。
可注射制剂可例如通过滤过细菌滞留过滤器和/或通过在使用之前可溶解或分散于无菌水或其他无菌可注射介质中的无菌固体组合物中加入灭菌剂来灭菌。
为了延长活性成分的作用，可希望减缓对来自皮下注射或肌内注射的活性成分的吸收。这可通过使用水溶性差的结晶或无定形材料的液体混悬液来实现。于是NAV的吸收速率取决于其溶解速率，溶解速率进而可取决于晶体尺寸和结晶形式。或者，胃肠外施用的NAV的延迟吸收可通过将NAV溶解于或混悬于油性媒介物中来实现。可注射贮库式形式通过在生物可降解聚合物如聚丙交酯-聚乙交酯中形成NAV的微胶囊基质来制得。根据NAV与聚合物的比率和所采用的特定聚合物的性质，可控制多核苷酸的释放速率。其他生物可降解聚合物的实例包括但不限于聚(原酸酯)和聚(酸酐)。可通过将NAV包埋在与身体组织相容的脂质体或微乳液中来制备长效可注射制剂。
肺
作为可用于肺部递送的本文描述的制剂还可用于药物组合物的鼻内递送。适合用于鼻内施用的另一种制剂可以是包含活性成分并且具有从约0.2μm至500μm的平均颗粒的粗糙粉末。这种制剂可以采用鼻吸的方式施用，即通过从置于鼻子附近的粉末容器快速吸入穿过鼻通道。
适用于鼻施用的制剂可例如包含少至0.1％(w/w)并且多至100％(w/w)的活性成分，并且可包含一种或多种本文描述的另外成分。药物组合物可以适用于口腔施用的制剂形式制备、包装和/或销售。此类制剂可例如以使用常规方法制得的片剂和/或锭剂的形式存在，并且可例如含有约0.1％至20％(w/w)活性成分，其中其余可包含经口可溶解和/或可降解的组合物和任选地一种或多种本文描述的另外成分。或者，适用于口腔施用的制剂可包含含有活性成分的粉末和/或气雾化和/或雾化的溶液和/或混悬液。此类粉状、气雾化和/或气雾化的制剂在分散时可具有在约0.1nm至约200nm范围内的平均颗粒和/或液滴大小，并且可进一步包含一种或多种本文描述的任何另外成分。
在配制和/或制造药剂方面的一般考虑因素可见于例如Remington:The Scienceand Practice of Pharmacy第21版,Lippincott Williams&Wilkins,2005(其以引用的方式整体并入本文)中。
包衣或壳
可用包衣和壳如药物配制领域中熟知的肠包衣和其他包衣制备片剂、糖衣丸、胶囊、丸剂和颗粒剂的固体剂型。它们可任选包含遮光剂并且可具有它们仅仅或优选地在肠道的某一部分中任选地以延迟的方式释放活性成分的组成。可使用的包埋组合物的实例包括聚合物质和蜡。类似类型的固体组合物可使用如乳糖或奶糖的赋形剂以及高分子量聚乙二醇等来用作软质和硬质填充明胶胶囊中的填充剂。
多剂量和重复剂量施用
在一些实施方案中，本发明的NAV化合物和/或组合物可以两个或更多个剂量施用(本文称为“多剂量施用”)。此类剂量可包含相同的组分或可包含未包括于先前剂量中的组分。相较于先前剂量，此类剂量可包含相同质量和/或体积的组分或改变的质量和/或体积的组分。在一些实施方案中，多剂量施用可包括重复剂量施用。如本文所用，术语“重复剂量施用”是指连续施用的或在重复剂量方案内施用的两个或更多个剂量，所述重复剂量方案包括以基本上相同的质量和/或体积提供的基本上相同的组分。在一些实施方案中，受试者可展示重复剂量反应。如本文所用，术语“重复剂量反应”是指受试者中对与重复剂量施用方案内施用的另一剂量的重复剂量不同的重复剂量的反应。在一些实施方案中，这种应答可以是响应于包含NAV的重复剂量的蛋白质表达。在此类实施方案中，相较于在重复剂量施用方案内施用的另一剂量，蛋白质表达可升高，或者相较于在重复剂量施用方案内施用的另一剂量，蛋白质表达可降低。蛋白质表达的改变可以是约1％至约20％、约5％至约50％、约10％至约60％、约25％至约75％、约40％至约100％和/或至少100％。作为重复剂量方案的一部分施用的mRNA表达的降低(其中相较于重复剂量方案内的另一剂量，从所施用的RNA翻译的蛋白质水平降低超过40％)在本文中称为“重复剂量抗性”。
药物组合物的特性
本文所述的NAV药物组合物可通过以下特性中的一种或多种来表征：
生物利用度
当与如本文所述的递送剂配制成组合物时，NAV可展现出与缺乏如本文所述的递送剂的组合物相比生物利用度的增加。如本文所用，术语“生物利用度”是指向哺乳动物施用的给定量的NAV的系统利用度。可通过测量将化合物施用至哺乳动物之后未改变形式的化合物的曲线下面积(AUC)或最大血清或血浆浓度(Cmax)来评定生物利用率。AUC为沿着纵坐标(Y轴)的化合物的血清或血浆浓度对沿着横坐标(X轴)的时间作图的曲线下面积的确定。通常，可使用本领域普通技术人员已知并且如G.S.Banker,Modern Pharmaceutics,Drugs and the Pharmaceutical Sciences,第72卷,Marcel Dekker,New York,Inc.,1996中所述的方法来计算具体化合物的AUC，所述参考文献以引用的方式整体并入本文。
Cmax值是在将化合物施用至哺乳动物之后在哺乳动物的血清或血浆中达到的化合物的最大浓度。可使用本领域普通技术人员已知的方法来测量具体化合物的Cmax值。如本文所使用的短语“增加生物利用度”或“改进药物代谢动力学”意指在与本文所述的递送剂共同施用时在哺乳动物中作为AUC、Cmax或Cmin测量的第一NAV的系统利用度比在没有发生这种共同施用时更大。在一些实施方案中，NAV的生物利用度可增加至少约2％、至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％或约100％。
在一些实施方案中，NAV的液体制剂可具有不同的体内半衰期，从而需要调节剂量以产生治疗作用。为了解决这个问题，在本发明的一些实施方案中，NAV制剂可被设计成在重复施用期间改进生物利用度和/或治疗作用。此类制剂可实现NAV的持续释放和/或降低NAV通过核酸酶降解的速率。在一些实施方案中，提供了包含NAV、水不混溶油贮库、表面活性剂和/或共表面活性剂和/或共溶剂的混悬液制剂。油和表面活性剂的组合可实现具有NAV的混悬液制剂。在水不混溶贮库中递送NAV可用于通过多核苷酸从贮库持续释放至周围生理环境中来提高生物利用度和/或防止多核苷酸被核酸酶降解。
在一些实施方案中，包含二价阳离子与单价阳离子的组合的阳离子纳米颗粒可与NAV一起配制。此类纳米颗粒可在给定时期(例如数小时、数天等)内在溶液中自发形成。此类纳米颗粒不会在单独二价阳离子存在下或在单独单价阳离子存在下形成。在阳离子纳米颗粒或在一个或多个包含阳离子纳米颗粒的贮库中递送NAV可通过充当长效贮库和/或降低被核酸酶降解的速率来提高NAV生物利用度。
治疗窗
当与本文所述的递送剂配制成组合物时，NAV可展现出所施用的NAV组合物的治疗窗与缺乏本文所述的递送剂的所施用的NAV组合物的治疗窗相比有所增加。如本文所使用的“治疗窗”是指血浆浓度的范围或作用部位处的治疗活性物质的水平范围，具有高的引发治疗作用的可能性。在一些实施方案中，在与本文所述的递送剂共同施用时NAV的治疗窗可增加至少约2％、至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％或约100％。
分布体积
当与本文所述的递送剂配制成组合物时，NAV可展现出相对于缺乏本文所述的递送剂的组合物，分布体积(Vdist)有所改进，例如减小或靶向。分布体积(Vdist)使身体内的药物的量与血液或血浆中的药物的浓度联系起来。如本文所使用，术语“分布体积”是指在与血液或血浆中的相同浓度下在身体内容纳药物总量所需要的流体体积：Vdist等于身体内的药物量/血液或血浆中的药物浓度。例如，针对10mg剂量和10mg/L的血浆浓度，分布体积将为1升。分布体积反映出药物存在于血管外组织中的程度。大的分布体积反映出与血浆蛋白结合相比化合物结合组织组分的倾向。在临床环境中，Vdist可用来确定实现稳态浓度的负载剂量。在一些实施方案中，在与本文所述的递送剂共同施用时NAV的分布体积可减少至少约2％、至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％。
生物作用
在一个实施方案中，递送至动物的NAV的生物作用可通过分析动物中的蛋白质表达来分类。蛋白质表达可通过分析从施用本发明的NAV的哺乳动物中收集的生物样品来确定。
通过质谱法检测多核苷酸
质谱法(MS)是可在分子转化为离子之后提供关于分子的结构和分子质量/浓度信息的分析技术。首先电离分子以获得正电荷或负电荷并且然后它们行进穿过质量分析器以根据其质/荷(m/z)比到达检测器的不同区域。
使用质谱仪进行质谱法，所述质谱仪包括用于电离分级分离的样品和产生用于进一步分析的带电荷分子的离子源。例如样品的电离可通过电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)、光致电离、电子电离、快速原子轰击(FAB)/液相次级电离(LSIMS)、基质辅助激光解吸/电离(MALDI)、场致电离、场解吸、热喷射/等离子体喷射电离以及粒子束电离来进行。熟练技术人员将理解可基于待测量的分析物、样品类型、检测器类型、正负模式的选择等确定电离方法的选择。
在样品被电离之后，可分析由此产生的带正电荷或带负电荷的离子以确定质荷比(即，m/z)。用于确定质荷比的合适的分析器包括四极分析器、离子阱分析器和飞行时间分析器。可使用若干检测模式检测离子。例如，可检测(即，使用选择性离子监测模式(SIM))检测选择的离子，或可选地，可使用扫描模式例如多重反应监测(MRM)或选择反应监测(SRM)来检测离子。
已显示与稳定的同位素标记的肽标准物稀释物偶联的液相色谱法-多重反应监测(LC-MS/MRM)是用于蛋白质验证的有效方法(例如，Keshishian等,Mol Cell Proteomics2009 8:2339-2349；Kuhn等,Clin Chem 2009 55:1108-1117；Lopez等,Clin Chem 201056:281-290；其各自均以引用的方式整体并入本文)。不像频繁用于生物标志物发现研究中的未靶向的质谱法，靶向的MS方法是集中仪器的全部分析能力在复杂混合物中的数十至数百种选择的肽上的基于肽序列的MS模式。通过将检测和分级分离仅局限于来源于目标蛋白质的那些肽，灵敏度和可再现性与发现模式MS方法相比显著改进。基于质谱法的多重反应监测(MRM)定量蛋白质的这种方法可通过临床样品的快速、靶向的、倍增蛋白质表达谱绘制显著地影响生物标志物的发现和定量。
在一个实施方案中，可通过MRM-MS的方法来分析可含有由本发明的至少一种修饰mRNA编码的至少一种蛋白质的生物样品。生物样品的定量可进一步包括但不限于作为内标物的同位素标记的肽或蛋白质。
根据本发明，生物样品一旦从受试者中获得便可受到酶消化。如本文所使用，术语“消化”意指碎裂成更短的肽。如本文所使用，短语“处理样品以消化蛋白质”意指以为了破坏样品中的蛋白质的方式操纵样品。这些酶包括但不限于胰蛋白酶、内切蛋白酶Glu-C和胰凝乳蛋白酶。在一个实施方案中，可使用酶来消化可含有由本发明的至少一种修饰mRNA编码的至少一种蛋白质的生物样品。
在一个实施方案中，可使用电喷雾电离分析可含有由本发明的修饰mRNA编码的蛋白质的生物样品中的蛋白质。电喷雾电离(ESI)质谱法(ESIMS)使用电能来帮助离子在通过质谱法进行分析之前从溶液转移至气相。可使用本领域中已知的方法分析样品(例如，Ho等,Clin Biochem Rev.2003 24(1):3-12；其以引用的方式整体并入本文)。可通过分散电荷液滴的细小喷雾、蒸发溶剂以及使离子从带电荷液滴射出以产生高度带电荷液滴的薄雾，来将包含在溶液中的离子种类转移到气相中。可使用至少1个、至少2个、至少3个或至少4个质量分析器如但不限于四极质量分析器来分析高度带电荷液滴的薄雾。此外，质谱方法可包括纯化步骤。作为一个非限制性实例，可设置第一四极以选择单一m/z比，这样它可滤掉具有不同m/z比的其他分子离子，这可在MS分析之前消除复杂耗时的样品纯化工序。
在一个实施方案中，可在串联ESIMS系统(例如，MS/MS)中分析可含有由本发明的修饰mRNA编码的蛋白质的生物样品中的蛋白质。作为非限制性实例，可使用产物扫描(或子离子扫描)、前体扫描(母离子扫描)、中性丢失或多重反应监测来分析液滴。
在一个实施方案中，可使用基质辅助激光解吸/电离(MALDI)质谱法(MALDIMS)分析可含有由本发明的修饰mRNA编码的蛋白质的生物样品。MALDI提供大分子和小分子如蛋白质的非破坏性汽化和电离。在MALDI分析中，首先使分析物与大量摩尔过量的基质化合物共同结晶，所述基质化合物还可包括但不限于吸收紫外线的弱有机酸。用于MALDI中的基质的非限制性实例为α-氰基-4-羟基肉桂酸、3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸和2,5-二羟基苯甲酸。分析物-基质混合物的激光辐射可引起基质和分析物的汽化。激光诱导的解吸提供完整分析物的高离子产率并且允许高精度地测量化合物。可使用本领域中已知的方法分析样品(例如，Lewis,Wei和Siuzdak,Encyclopedia of Analytical Chemistry 2000:5880-5894；其以引用的方式整体并入本文)。作为非限制性实例，用于MALDI分析中的质量分析器可包括线性飞行时间(TOF)、TOF反射器或傅里叶变换质量分析器。
在一个实施方案中，可使用干燥液滴方法形成分析物-基质混合物。将生物样品与基质混合以产生基质与样品比率为大约5000:1的饱和基质溶液。然后允许饱和基质溶液的等分试样(大约0.5-2.0uL)干燥以形成分析物-基质混合物。
在一个实施方案中，可使用薄层方法形成分析物-基质混合物。首先形成基质匀膜并且然后涂敷样品，并且可被基质吸收以形成分析物-基质混合物。
在一个实施方案中，可使用厚层方法形成分析物-基质混合物。用硝基纤维素基质添加剂形成基质匀膜。一旦获得均匀的硝基纤维素基质层，便涂敷样品并且吸收到基质中以形成分析物-基质混合物。
在一个实施方案中，可使用夹层方法形成分析物-基质混合物。如在薄层方法中那样基质晶体的薄层，接着添加水性三氟乙酸、样品和基质的液滴。然后使样品吸收到基质中以形成分析物-基质混合物。
VI.试剂盒和装置
套件
本发明提供各种用于方便和/或有效进行本发明的方法的试剂盒。通常试剂盒将包括足够量和/或数目的组分以允许使用者进行受试者的多次治疗和/或进行多个实验。
一方面，本发明提供包含本发明的NAV分子(包括任何蛋白质或多核苷酸)的试剂盒。在一个实施方案中，试剂盒包括一种或多种功能性抗原或其功能片段。
试剂盒可用于蛋白质生产，从而包括含有抗原的可翻译区的第一多核苷酸。试剂盒还可包括包装和说明书和/或形成制剂组合物的递送剂。递送剂可包括盐水、缓冲溶液、类脂质或本文公开的任何递送剂。
在一个实施方案中，缓冲溶液可包括氯化钠、氯化钙、磷酸盐和/或EDTA。在另一个实施方案中，缓冲溶液可包括但不限于盐水、具有2mM钙的盐水、5％蔗糖、具有2mM钙的5％蔗糖、5％甘露醇、具有2mM钙的5％甘露醇、林格氏乳酸盐、氯化钠、具有2mM钙的氯化钠以及甘露糖(参见例如美国公布号20120258046；其以引用的方式整体并入本文)。在另外的实施方案中，缓冲溶液可为沉淀的或它可为冻干的。可改变每种组分的量以实现一致的、可再现的更高浓度的盐水或样品缓冲制剂。
还可改变组分以便增加经过一段时间和/或在各种条件下多核苷酸在缓冲溶液中的稳定性。
一方面，本发明提供用于蛋白质生产的试剂盒，其包括：包含可翻译区的多核苷酸，其以有效于在引入到靶细胞中时产生希望的量的由可翻译区编码的蛋白质的量提供；包含抑制性核酸的第二多核苷酸，其以有效于大致上抑制细胞的先天性免疫应答的量提供；以及包装和说明书。
一方面，本发明提供用于蛋白质产生的试剂盒，其包括：包含可翻译区的多核苷酸，其中多核苷酸展现出由细胞核酸酶引起的降解减少；以及包装和说明书。
一方面，本发明提供用于蛋白质产生的试剂盒，其包括：包含可翻译区的多核苷酸，其中多核苷酸展现出由细胞核酸酶引起的降解减少；以及适用于翻译第一核酸的可翻译区的哺乳动物细胞。
装置
本发明提供可并入RNAV的装置，所述RNAV包含编码目标多肽(例如编码抗原多肽)的多核苷酸。这些装置包含处于稳定制剂中的试剂，所述试剂用于合成可供立即递送至有需要的受试者如人患者的制剂形式的多核苷酸。
可使用用于施用的装置以根据本文教导的单次给药方案、多次给药方案或分次给药方案递送本发明的NAV。此类装置在例如2013年3月9日提交的国际申请PCT/US2013/30062(代理人案号M300)中教导，其内容以引用的方式整体并入本文。
设想到本领域中已知的用于向细胞、器官和组织多次施用的方法和装置与本文公开的方法和组合物结合使用作为本发明的实施方案。这些包括例如具有多个针的那些方法和装置、采用例如管腔或导管的混合型装置以及使用热、电流或辐射驱动机制的装置。
根据本发明，可使用这些多次施用装置来递送本文想到的单次剂量、多次剂量或分剂量。此类装置在例如2013年3月9日提交的国际申请PCT/US2013/30062(代理人案号M300)中教导，其内容以引用的方式整体并入本文。
在一个实施方案中，NAV经由至少3个针同时或在60分钟时间段内皮下或肌内施用至三个不同的、任选相邻的部位(例如，同时或在60分钟时间段内施用至4、5、6、7、8、9或10个部位)。
使用导管和/或管腔的方法和装置
可采用使用导管和管腔的方法和装置按照单次、多次或分次给药方案施用本发明的NAV。此类方法和装置在2013年3月9日提交的国际申请PCT/US2013/30062(代理人案号M300)中描述，其内容以引用的方式整体并入本文。
使用电流的方法和装置
可采用使用电流的方法和装置根据本文教导的单次给药方案、多次给药方案或分次给药方案递送本发明的NAV。此类方法和装置在2013年3月9日提交的国际申请PCT/US2013/30062(代理人案号M300)中描述，其内容以引用的方式整体并入本文。
VII.定义
在本说明书中的各个地方，本公开的化合物的取代基以基团或以范围公开。确切意图为本公开包括此类基团和范围的成员的每种和每个单独子组合。。例如，术语“C1-6烷基”明确意图个别地公开甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。在本文中形式“任选取代的X”(例如，任选取代的烷基)的短语旨在等于“X，其中X为任选取代的”(例如，“烷基，其中所述烷基为任选取代的”)。并不用以意指特征“X”(例如，烷基)本身为任选的。
约：如本文所使用，术语“约”意指所列举的值的+/-10％。
组合施用：如本文所使用，术语“组合施用”或“组合的施用”意指同时或在使得对患者存在每种药剂的作用重叠的时间段内向受试者施用两种或更多种试剂。在一些实施方案中，在彼此约60、30、15、10、5或1分钟内施用它们。在一些实施方案中，使药剂的施用足够靠近地间隔以使得实现组合(例如，协同)作用。
佐剂：如本文所用，术语“佐剂”意指增强受试者对抗原的免疫应答的物质。本发明的NAV可任选地包含一种或多种佐剂。
动物：如本文所使用，术语“动物”是指动物界的任何成员。在一些实施方案中，“动物”是指在任何发育阶段下的人。在一些实施方案中，“动物”是指在任何发育阶段下的非人动物。在某些实施方案中，非人动物为哺乳动物(例如，啮齿动物、小鼠、大鼠、兔、猴、犬、猫、绵羊、牛、灵长类动物或猪)。在一些实施方案中，动物包括但不限于哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼以及蠕虫。在一些实施方案中，动物为转基因动物、基因工程化的动物或克隆。
抗原：如本文所定义，术语“抗原”或“抗体产生者”(“Ag”)是指组合物，例如在生物体中引起免疫应答的物质或试剂，例如引起生物体的免疫应答以产生针对特定物质或试剂的抗体，其在生物体中引发适应性免疫应答。抗原可以是任何免疫原性物质，具体地说包括蛋白质、多肽、多糖、核酸、脂质等。示例性抗原来源于传染因子。此类试剂可包括传染因子的部分或亚单位，例如传染因子(例如，细菌、病毒和其他微生物的外壳、外壳组分(例如外壳蛋白或多肽)、表面组分(例如表面蛋白或多肽)、胶囊组分、细胞壁组分、鞭毛、纤毛和/或毒素或类毒素。某些抗原，例如脂质和/或核酸是抗原性的，优选地当与蛋白质和/或多糖组合时。
目标抗原或所需抗原：如本文所使用，术语“目标抗原”或“所需抗原”包括为一种或多种NAV的组分的多核苷酸的组分或由所述多核苷酸编码的本文提供的那些蛋白质和其他生物分子。
近似：如本文所使用，当应用到一种或多种感兴趣的值时，术语“近似”或“约”是指类似于规定的参考值的值。在某些实施方案中，术语“大约”或“约”是指在所说明的参考值的任一方向上的(大于或小于)25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更小范围内的值范围，除非另外说明或以另外的方式从上下文显而易见(除了这样的数值将超过可能值的100％)。
缔合：如本文所使用，在关于两个或更多个部分使用时，术语“缔合”、“缀合”、“连接”、“附着”和“栓系”意味着所述部分直接或经充当连接剂的一个或多个另外的部分彼此物理缔合或连接以形成足够稳定的结构，从而使得在使用所述结构的条件例如生理条件下所述部分保持物理缔合。“缔合”不需要是严格地通过直接共价化学结合。还可表明离子键合或氢键合或基于杂交的连接足够稳定以使得“缔合的”实体保持物理缔合。
双功能的：如本文所使用，术语“双功能的”是指能够或维持至少两个功能的任何物质、分子或部分。所述功能可实现相同结果或不同结果。产生功能的结构可为相同的或不同的。例如，本发明的双功能性的修饰RNA可编码细胞毒性肽(第一功能)，同时包含编码RNA的那些核苷在它们本身中和它们制得的产品中为细胞毒性的(第二功能)。在此实例中，双功能性的修饰RNA向癌细胞的递送将不仅产生可改善或治疗癌症的肽或蛋白质分子，而且如果发生降解而不是修饰RNA的翻译，还将细胞毒性有效负载的核苷递送至细胞。
生物相容：如本文所使用，术语“生物相容”意指与活细胞、组织、器官或系统相容，造成很少或没有损伤、毒性或被免疫系统排斥的风险。
生物可降解：如本文所使用，术语“生物可降解”意指能够通过活物的作用分解成无害产物。
生物活性的：如本文所使用，短语“生物活性的”是指在生物系统和/或生物体中具有活性的任何物质的特征。例如，在向生物体施用时对所述生物体具有生物效应的物质被认为具有生物活性。在具体实施方案中，如果甚至本发明的多核苷酸的一部分是生物活性的或模拟认为生物相关的活性，则可认为多核苷酸是生物活性的。
癌干细胞：如本文所用，“癌干细胞”是可经历自我更新和/或异常增殖和分化以形成肿瘤的细胞。
化学术语：以下提供了“酰基”至“巯基”的各种化学术语的定义。
如本文所使用的术语“酰基”代表通过如本文所定义的羰基连接至母体分子基团的氢或如本文所定义的烷基(例如，卤代烷基)并且由甲酰基(即羧基醛基团)、乙酰基、三氟乙酰基、丙酰基、丁酰基等举例说明。示例性未取代的酰基包括1至7、1至11或1至21个碳。在一些实施方案中，烷基进一步被本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
任选取代的酰基的非限制性实例包括烷氧基羰基、烷氧基羰基酰基、芳基烷氧基羰基、芳酰基、氨基甲酰基、羧基醛、(杂环基)亚氨基和(杂环基)酰基：
如本文所使用的“烷氧基羰基”代表通过羰基原子连接至母体分子基团的如本文所定义的烷氧基(例如，-C(O)-OR，其中R是H或任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基包括1至21个碳(例如，1至11或1至7个碳)。在一些实施方案中，烷氧基进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“烷氧基羰基酰基”代表用如本文所定义的烷氧基羰基取代的如本文所定义的酰基(例如，-C(O)-烷基-C(O)-OR，其中R是任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基酰基包括3至41个碳(例如，3至10、3至13、3至17、3至21或3至31个碳，如C1-6烷氧基羰基-C1-6酰基、C1-10烷氧基羰基-C1-10酰基或C1-20烷氧基羰基-C1-20酰基)。在一些实施方案中，对于每个基团，每个烷氧基和烷基均进一步独立地被如本文所述的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
如本文所使用的“芳基烷氧基羰基”代表通过羰基连接至母体分子基团的如本文所定义的芳基烷氧基(例如，-C(O)-O-烷基-芳基)。示例性未取代的芳基烷氧基包括8至31个碳(例如，8至17或8至21个碳，如C6-10芳基-C1-6烷氧基-羰基、C6-10芳基-C1-10烷氧基-羰基或C6-10芳基-C1-20烷氧基-羰基)。在一些实施方案中，芳基烷氧基羰基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“芳酰基”代表通过羰基连接至母体分子基团的如本文所定义的芳基。示例性未取代的芳酰基具有7至11个碳。在一些实施方案中，芳基可用如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“氨基甲酰基”代表–C(O)-N(RN1)2，其中各RN1的意思见于本文提供的“氨基”的定义中。
如本文所用的“羧基醛”代表具有结构-CHO的酰基。
如本文所使用的“(杂环基)亚氨基”代表通过亚氨基连接至母体分子基团的如本文所定义的杂环基。在一些实施方案中，杂环基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“(杂环基)酰基”代表通过羰基连接至母体分子基团的如本文所定义的杂环基。在一些实施方案中，杂环基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“烷基”包括1至20个碳(例如，1至10或1至6)的直链和支链饱和基团，除非另外指明。烷基由甲基、乙基、正丙基和异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基、新戊基等举例说明，并且可任选地被一个、两个、三个或(在两个碳或更多个碳的烷基的情况下)四个独立地选自由以下组成的组的取代基取代：(1)C1-6烷氧基；(2)C1-6烷基亚磺酰基；(3)如本文所定义的氨基(例如，未取代的氨基(即，-NH2)或取代的氨基(即，-N(RN1)2，其中RN1是如针对氨基所定义)；(4)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(5)叠氮基；(6)卤代；(7)(C2-9杂环基)氧基；(8)羟基，任选地被O-保护基团取代；(9)硝基；(10)氧代(例如，羧基醛或酰基)；(11)C1-7螺环基；(12)硫代烷氧基；(13)巯基；(14)-CO2RA’，任选地被O-保护基团取代并且其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(15)-C(O)NRB’RC’，其中RB’和RC’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(16)-SO2RD’，其中RD’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)C1-6烷-C6-10芳基，以及(d)羟基；(17)-SO2NRE’RF’，其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)-C(O)RG’，其中RG’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(19)-NRH’C(O)RI’，其中RH’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RI’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(20)-NRJ’C(O)ORK’，其中RJ’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RK’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；以及(21)脒。在一些实施方案中，这些基团各自均可如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基的亚烷基可进一步被氧代基取代以得到相应的芳酰基取代基。
如本文所使用的术语“亚烷基”代表通过去除两个氢原子衍生自直链或支链饱和烃的饱和二价烃基，并且由亚甲基、亚乙基、亚异丙基等举例说明。术语“Cx-y亚烷基”和前缀“Cx-y烷-”代表具有x与y个之间的碳的亚烷基。x的示例性值是1、2、3、4、5和6，并且y的示例性值是2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20(例如，C1-6、C1-10、C2-20、C2-6、C2-10或C2-20亚烷基)。在一些实施方案中，亚烷基可进一步被针对烷基如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。类似地，附加至任何基团的后缀“-烯”表示所述基团是二价基团。
任选取代的烷基和亚烷基的非限制性实例包括酰基氨基烷基、酰基氧基烷基、烷氧基烷基、烷氧基羰基烷基、烷基亚磺酰基、烷基亚磺酰基烷基、氨基烷基、氨基甲酰基烷基、羧基烷基、羧基氨基烷基、卤代烷基、羟基烷基、全氟烷基和磺基烷基：
如本文所用的“酰基氨基烷基”代表与氨基连接的如本文所定义的酰基，所述氨基进而通过如本文所定义的亚烷基连接至母体分子基团(即，–烷基-N(RN1)-C(O)-R，其中R是H或任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基(例如，卤代烷基)，并且RN1是如本文所定义。示例性未取代的酰基氨基烷基包括1至41个碳(例如，1至7、1至13、1至21、2至7、2至13、2至21或2至41个碳)。在一些实施方案中，亚烷基进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代，和/或氨基是–NH2或–NHRN1，其中RN1独立地是OH、NO2、NH2、NRN2 2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2烷基、芳基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文所述的其他酰基)或烷氧基羰基烷基，并且每个RN2可以是H、烷基或芳基。
如本文所用的“酰基氧基烷基”代表与氧原子连接的如本文所定义的酰基，所述氧原子进而通过亚烷基连接至母体分子基团(即，–烷基-O-C(O)-R，其中R是H或任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基)。示例性未取代的酰基氧基烷基包括1至21个碳(例如，1至7或1至11个碳)。在一些实施方案中，亚烷基独立地进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所用的“烷氧基烷基”代表被烷氧基取代的烷基。示例性未取代的烷氧基烷基包括2至40个之间的碳(例如，2至12或2至20个碳，如C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-10烷氧基-C1-10烷基或C1-20烷氧基-C1-20烷基)。在一些实施方案中，烷基和烷氧基各自均可进一步被针对相应基团如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“烷氧基羰基烷基”代表被如本文所定义的烷氧基羰基取代的如本文所定义的烷基(例如，-烷基-C(O)-OR，其中R是任选取代的C1-20、C1-10或C1-6烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基烷基包括3至41个碳(例如，3至10、3至13、3至17、3至21或3至31个碳，如C1-6烷氧基羰基-C1-6烷基、C1-10烷氧基羰基-C1-10烷基或C1-20烷氧基羰基-C1-20烷基)。在一些实施方案中，每个烷基和烷氧基均进一步独立地被如本文所述的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
如本文所使用的“烷基亚磺酰基烷基”代表被烷基亚磺酰基取代的如本文所定义的烷基。示例性未取代的烷基亚磺酰基烷基是2至12、2至20或2至40个碳。在一些实施方案中，各烷基可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“氨基烷基”代表被如本文所定义的氨基取代的如本文所定义的烷基。烷基和氨基各自均可进一步被针对相应基团如本文所述的1、2、3或4个取代基取代(例如，CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基、(b)C6-10芳基、(c)氢和(d)C1-6烷-C6-10芳基，例如羧基，和/或N-保护基团)。
如本文所使用的“氨基甲酰基烷基”代表被如本文所定义的氨基甲酰基取代的如本文所定义的烷基。烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“羧基烷基”代表被如本文所定义的羧基取代的如本文所定义的烷基。烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代，并且羧基可任选地被一个或多个O-保护基团取代。
如本文所使用的“羧基氨基烷基”代表被如本文所定义的羧基取代的如本文所定义的氨基烷基。羧基、烷基和氨基各自均可进一步被针对相应基团如本文所述的1、2、3或4个取代基取代(例如，CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基、(b)C6-10芳基、(c)氢和(d)C1-6烷-C6-10芳基，例如羧基，和/或N-保护基团，和/或O-保护基团)。
如本文所用的“卤代烷基”代表被卤素基团(即，F、Cl、Br或I)取代的如本文所定义的烷基基团。卤代烷基可被一个、两个、三个或(在具有两个或更多个碳的烷基情况下)四个卤素取代。卤代烷基包括全氟烷基(例如，-CF3)、-CHF2、-CH2F、-CCl3、-CH2CH2Br、-CH2CH(CH2CH2Br)CH3以及-CHICH3。在一些实施方案中，卤代烷基可进一步被针对烷基如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“羟基烷基”代表被一个至三个羟基取代的如本文所定义的烷基，其条件为不多于一个羟基可连接至烷基的单个碳原子，并且由羟基甲基、二羟基丙基等举例说明。在一些实施方案中，羟基烷基可被针对烷基如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，O-保护基团)取代。
如本文所使用的“全氟烷基”代表其中结合至烷基的每个氢基已被氟基替代的如本文所定义的烷基。全氟烷基由三氟甲基、五氟乙基等举例说明。
如本文所使用的“磺基烷基”代表被–SO3H的磺基取代的如本文所定义的烷基。在一些实施方案中，烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代，并且磺基可进一步被一个或多个O-保护基团(例如，如本文所述)取代。
如本文所使用的术语“烯基”代表除非另外指明否则具有2至20个碳(例如，2至6或2至10个碳)的含有一个或多个碳-碳双键的单价直链或支链基团，并且由乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基等举例说明。烯基包括顺式异构体和反式异构体。烯基可任选地被如本文所定义的1、2、3或4个独立地选自氨基、芳基、环烷基或杂环基(例如，杂芳基)的取代基或本文描述的任何示例性烷基取代基取代。
任选取代的烯基的非限制性实例包括烷氧基羰基烯基、氨基烯基和羟基烯基：
如本文所使用的“烷氧基羰基烯基”代表被如本文所定义的烷氧基羰基取代的如本文所定义的烯基(例如，-烯基-C(O)-OR，其中R是任选取代的C1-20、C1-10或C1-6烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基烯基包括4至41个碳(例如，4至10、4至13、4至17、4至21或4至31个碳，如C1-6烷氧基羰基-C2-6烯基、C1-10烷氧基羰基-C2-10烯基或C1-20烷氧基羰基-C2-20烯基)。在一些实施方案中，每个烷基、烯基和烷氧基均进一步独立地被如本文所述的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
如本文所使用的“氨基烯基”代表被如本文所定义的氨基取代的如本文所定义的烯基。烯基和氨基各自均可进一步被针对相应基团如本文所述的1、2、3或4个取代基取代(例如，CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基、(b)C6-10芳基、(c)氢和(d)C1-6烷-C6-10芳基，例如羧基，和/或N-保护基团)。
如本文所使用的“羟基烯基”代表被一个至三个羟基取代的如本文所定义的烯基，其条件为不多于一个羟基可连接至烷基的单个碳原子，并且由二羟基丙烯基、羟基异戊烯基等举例说明。在一些实施方案中，羟基烯基可被针对烷基如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，O-保护基团)取代。
如本文所使用的术语“炔基”代表含有碳-碳三键的2至20个碳原子(例如，2至4、2至6或2至10个碳)的单价直链或支链基团并且由乙炔基、1-丙炔基等举例说明。炔基可任选地被如本文所定义的1、2、3或4个独立地选自芳基、环烷基或杂环基(例如，杂芳基)的取代基或本文描述的任何示例性烷基取代基取代。
任选取代的炔基的非限制性实例包括烷氧基羰基炔基、氨基炔基和羟基炔基：
如本文所使用的“烷氧基羰基炔基”代表被如本文所定义的烷氧基羰基取代的如本文所定义的炔基(例如，-炔基-C(O)-OR，其中R是任选取代的C1-20、C1-10或C1-6烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基炔基包括4至41个碳(例如，4至10、4至13、4至17、4至21或4至31个碳，如C1-6烷氧基羰基-C2-6炔基、C1-10烷氧基羰基-C2-10炔基或C1-20烷氧基羰基-C2-20炔基)。在一些实施方案中，每个烷基、炔基和烷氧基均进一步独立地被如本文所述的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
如本文所使用的“氨基炔基”代表被如本文所定义的氨基取代的如本文所定义的炔基。炔基和氨基各自均可进一步被针对相应基团如本文所述的1、2、3或4个取代基取代(例如，CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基、(b)C6-10芳基、(c)氢和(d)C1-6烷-C6-10芳基，例如羧基，和/或N-保护基团)。
如本文所使用的“羟基炔基”代表被一个至三个羟基取代的如本文所定义的炔基，其条件为不多于一个羟基可连接至烷基的单个碳原子。在一些实施方案中，羟基炔基可被针对烷基如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，O-保护基团)取代。
如本文所用的术语“氨基”代表–N(RN1)2，其中每个RN1独立地是H、OH、NO2、N(RN2)2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2、N-保护基团、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、烷芳基、环烷基、烷环烷基、羧基烷基(例如，任选地被O-保护基团取代，如任选取代的芳基烷氧基羰基或本文所述的任何)、磺基烷基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文描述的其他)、烷氧基羰基烷基(例如，任选地被O-保护基团取代，如任选取代的芳基烷氧基羰基或本文描述的任何)、杂环基(例如，杂芳基)或烷杂环基(例如，烷杂芳基)，其中这些列举的RN1基团可以是对于每个基团如本文所定义任选取代的；或两个RN1组合以形成杂环基或N-保护基团，并且其中每个RN2独立地是H、烷基或芳基。本发明的氨基可以是未取代的氨基(即，–NH2)或取代的氨基(即，–N(RN1)2)。在优选的实施方案中，氨基是–NH2或–NHRN1，其中RN1独立地是OH、NO2、NH2、NRN2 2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2、烷基、羧基烷基、磺基烷基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文所述的其他)、烷氧基羰基烷基(例如，叔丁氧基羰基烷基)或芳基，并且每个RN2可以是H、C1-20烷基(例如，C1-6烷基)或C6-10芳基。
任选取代的氨基的非限制性实例包括酰基氨基和氨基甲酰基：
如本文所使用的“酰基氨基”代表通过如本文所定义的氨基连接至母体分子基团的如本文所定义的酰基(即，–N(RN1)-C(O)-R，其中R是H或任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基(例如，卤代烷基)，并且RN1是如本文所定义)。示例性未取代的酰氨基包括1至41个碳(例如，1至7、1至13、1至21、2至7、2至13、2至21或2至41个碳)。在一些实施方案中，烷基进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代，和/或氨基是–NH2或–NHRN1，其中RN1独立地是OH、NO2、NH2、NRN2 2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2烷基、芳基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文所述的其他酰基)或烷氧基羰基烷基，并且每个RN2可以是H、烷基或芳基。
如本文所使用的“氨基甲酰基”是指具有结构-NRN1C(＝O)OR或-OC(＝O)N(RN1)2的氨基甲酸酯基团，其中各RN1的意思见于本文提供的“氨基”定义中，并且R是如本文所定义的烷基、环烷基、烷环烷基、芳基、烷芳基、杂环基(例如，杂芳基)或烷杂环基(例如，烷杂芳基)。
如本文所述的“氨基酸”是指具有侧链、氨基和酸基团(例如，–CO2H的羧基或–SO3H的磺基)的分子，其中氨基酸通过侧链、氨基或酸基团(例如，侧链)连接至母体分子基团。在一些实施方案中，氨基酸通过羰基连接至母体分子基团，其中侧链或氨基连接至羰基。示例性侧链包括任选取代的烷基、芳基、杂环基、烷芳基、烷基杂环基、氨基烷基、氨基甲酰基烷基以及羧基烷基。示例性氨基酸包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、羟基正缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、正缬氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、吡咯赖氨酸、硒代半胱氨酸、丝氨酸、牛磺酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸以及缬氨酸。氨基酸基团可任选地被一个、两个、三个或(在具有两个或更多个碳的氨基酸基团的情况下)四个取代基取代，所述取代基独立地选自由以下组成的组：(1)C1-6烷氧基；(2)C1-6烷基亚磺酰基；(3)如本文所定义的氨基(例如，未取代的氨基(即，-NH2)或取代的氨基(即，-N(RN1)2，其中RN1是如针对氨基所定义)；(4)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(5)叠氮基；(6)卤代；(7)(C2-9杂环基)氧基；(8)羟基；(9)硝基；(10)氧代(例如，羧基醛或酰基)；(11)C1-7螺环基；(12)硫代烷氧基；(13)巯基；(14)-CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(15)-C(O)NRB’RC’，其中RB’和RC’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(16)-SO2RD’，其中RD’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)C1-6烷-C6-10芳基以及(d)羟基；(17)-SO2NRE’RF’，其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)-C(O)RG’，其中RG’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基以及(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(19)-NRH’C(O)RI’，其中RH’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RI’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(20)-NRJ’C(O)ORK’，其中RJ’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RK’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10的整数(例如，1至6或1至4)，s2和s3各自独立地是0至10的整数(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)，并且每个RN1独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；以及(21)脒。在一些实施方案中，这些基团各自均可如本文所述进一步被取代。
如本文所使用的术语“芳基”代表具有一个或两个芳环的单环、双环或多环碳环系统并且由苯基、萘基、1,2-二氢萘基、1,2,3,4-四氢萘基、蒽基、菲基、芴基、茚满基、茚基等举例说明，并且可任选地被独立地选自由以下组成的组的1、2、3、4或5个取代基取代：(1)C1-7酰基(例如，羧基醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧基醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤代；(12)C1-12杂环基(例如，C1-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)–(CH2)qCO2RA’，其中q是0至4的整数，并且RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)–(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB’和RC’独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)–(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD’选自由以下组成的组：(a)烷基，(b)C6-10芳基以及(c)烷-C6-10芳基；(20)–(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)巯基；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)C2-20烯基；以及(27)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自均可如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可进一步被氧代基团取代以得到对应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基基团。
如本文所使用的“芳基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基连接至母体分子基团的如本文所定义的芳基。示例性未取代的芳基烷基包括7至30个碳(例如，7至16或7至20个碳，如C1-6烷-C6-10芳基、C1-10烷-C6-10芳基或C1-20烷-C6-10芳基)。在一些实施方案中，亚烷基和芳基各自均可进一步被针对相应基团如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。以相同方式定义加上前缀“烷-(alk-)”的其他基团，其中“烷”是指C1-6亚烷基，除非另外指出，并且连接的化学结构如本文所定义。
术语“叠氮基”代表–N3基团，其还可表示为–N＝N＝N。
如本文所使用的术语“双环”是指具有两个环的结构，其可为芳香族的或非芳香族的。双环结构包括如本文所定义的螺环基和共有一个或多个桥联的两个环，其中所述桥联可包括一个原子或包括两个、三个或更多个原子的链。示例性双环基团包括双环碳环基，其中第一环和第二环为如本文所定义的碳环基；双环芳基，其中第一环和第二环为如本文所定义的芳基；双环杂环基，其中第一环为杂环基并且第二环为碳环基(例如，芳基)或杂环基(例如，杂芳基)；以及双环杂芳基，其中第一环为杂芳基并且第二环为碳环基(例如，芳基)或杂环基(例如，杂芳基)。在一些实施方案中，双环基团可被针对环烷基、杂环基和芳基如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所用的术语“硼烷基”代表–B(RB1)3，其中每个RB1独立地选自由H和任选取代的烷基组成的组。在一些实施方案中，硼烷基可被针对烷基如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“碳环”和“碳环基”是指其中可为芳香族的或非芳香族的环由碳原子形成的任选取代的C3-12单环、双环或三环结构。碳环结构包括环烷基、环烯基、环炔基以及芳基。
如本文所使用的术语“羰基”代表C(O)基团，其还可表示为C＝O。
如本文所使用的术语“羧基”意指–CO2H。
如本文所使用的术语“氰基”代表–CN基团。
如本文所使用的术语“环烷基”代表三至八个碳的单价饱和或不饱和非芳香族环烃基，除非另外指明，并且由环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、双环庚基等举例说明。当否则将是环烷基包括一个或多个碳-碳双键时，所述基团被称为“环烯基”。出于本发明的目的，环烯基不包括芳基。当否则将是环烷基包括一个或多个碳-碳三键时，所述基团被称为“环炔基”。示例性环烯基包括环戊烯基、环己烯基等。本发明的环烷基可任选被以下取代：(1)C1-7酰基(例如，羧基醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧基醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤代；(12)C1-12杂环基(例如，C1-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)–(CH2)qCO2RA’，其中q是0至4的整数，并且RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)–(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB’和RC’独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C6-10烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)–(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD’选自由以下组成的组：(a)C6-10烷基，(b)C6-10芳基以及(c)C1-6烷-C1-6芳基；(20)–(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C6-10烷基，(c)C6-10芳基，以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)巯基；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)氧代；(27)C2-20烯基；以及(28)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自均可如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可进一步被氧代基团取代以得到对应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基基团。
如本文使用的“环烷基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基(例如，具有1至4、1至6、1至10或1至20个碳的亚烷基)连接至母体分子基团的如本文所定义的环烷基。在一些实施方案中，亚烷基和环烷基各自均可进一步被针对相应基团如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“卤代基”代表选自溴、氯、碘或氟的卤素。
如本文所使用的术语“杂烷基”是指其中一个或两个组成碳原子已各自被氮、氧或硫替代的如本文所定义的烷基。在一些实施方案中，杂烷基可进一步被针对烷基如本文描述的1、2、3、或4个取代基取代。如本文所使用的术语“杂烯基”是指其中一个或两个组成碳原子已各自被氮、氧或硫替代的分布如本文所定义的烯基和炔基。在一些实施方案中，杂烯基和杂炔基可进一步被针对烷基如本文所描述的1、2、3、或4个取代基取代。
任选取代的杂烷基、杂烯基和杂炔基的非限制性实例包括酰氧基、烯氧基、烷氧基、烷氧基烷氧基、烷氧基羰基烷氧基、炔氧基，氨基烷氧基、芳基烷氧基、羧基烷氧基、环烷氧基、卤代烷氧基、(杂环基)氧基、全氟烷氧基、硫代烷氧基以及硫代杂环基烷基：
如本文所使用的“酰氧基”代表通过氧原子连接至母体分子基团的如本文所定义的酰基(即，–O-C(O)-R，其中R是H或任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基)。示例性未取代的酰氧基包括1至21个碳(例如，1至7或1至11个碳)。在一些实施方案中，烷基进一步被本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
除非另外指明，否则如本文所使用的“烯基氧基”代表式–OR的化学取代基，其中R是C2-20烯基(例如，C2-6或C2-10烯基)。示例性烯氧基包括乙烯氧基、丙烯氧基等。在一些实施方案中，烯基可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
除非另外说明，否则如本文所使用的“烷氧基”代表式–OR的化学取代基，其中R是C1-20烷基(例如，C1-6或C1-10烷基)。示例性烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基(例如，正丙氧基和异丙氧基)、叔丁氧基等。在一些实施方案中，烷基可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，羟基或烷氧基)取代。
如本文所使用的“烷氧基烷氧基”代表被烷氧基取代的烷氧基。示例性未取代的烷氧基烷氧基包括2至40个之间的碳(例如，2至12或2至20个碳，如C1-6烷氧基-C1-6烷氧基、C1-10烷氧基-C1-10烷氧基或C1-20烷氧基-C1-20烷氧基)。在一些实施方案中，每个烷氧基均可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“烷氧基羰基烷氧基”代表被如本文所定义的烷氧基羰基取代的如本文所定义的烷氧基(例如，-O-烷基-C(O)-OR，其中R是任选取代的C1-6、C1-10或C1-20烷基)。示例性未取代的烷氧基羰基烷氧基包括3至41个碳(例如，3至10、3至13、3至17、3至21或3至31个碳，如C1-6烷氧基羰基-C1-6烷氧基、C1-10烷氧基羰基-C1-10烷氧基或C1-20烷氧基羰基-C1-20烷氧基)。在一些实施方案中，每个烷氧基均进一步独立地被如本文所述的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
除非另外指明，否则如本文所使用的“炔基氧基”代表式–OR的化学取代基，其中R是C2-20炔基(例如，C2-6或C2-10炔基)。示例性炔氧基包括乙炔氧基、丙炔氧基等。在一些实施方案中，炔基可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基(例如，羟基)取代。
如本文所使用的“氨基烷氧基”代表被如本文所定义的氨基取代的如本文所定义的烷氧基。烷基和氨基各自均可进一步被针对相应基团如本文所述的1、2、3或4个取代基取代(例如，CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基、(b)C6-10芳基、(c)氢和(d)C1-6烷-C6-10芳基，例如羧基)。
如本文所使用的“芳基烷氧基”代表通过氧原子连接至母体分子基团的如本文所定义的烷芳基。示例性未取代的芳基烷氧基包括7至30个碳(例如，7至16或7至20个碳，如C6-10芳基-C1-6烷氧基、C6-10芳基-C1-10烷氧基或C6-10芳基-C1-20烷氧基)。在一些实施方案中，芳基烷氧基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“芳氧基”代表式–OR′的化学取代基，其中R′是6至18个碳的芳基，除非另外指明。在一些实施方案中，芳基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“羧基烷氧基”代表被如本文所定义的羧基取代的如本文所定义的烷氧基。烷氧基可进一步被针对烷基如本文所述的1、2、3或4个取代基取代，并且羧基可任选地被一个或多个O-保护基团取代。
如本文所使用的“环烷氧基”表示式–OR的化学取代基，其中R是C3-8环烷基，除非另外说明。环烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。示例性未取代的环烷氧基为3至8个碳。在一些实施方案中，环烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所用的“卤代烷氧基”代表被卤素基团(即，F、Cl、Br或I)取代的如本文所定义的烷氧基基团。卤代烷氧基可被一个、两个、三个或(在具有两个或更多个碳的烷基情况下)四个卤素取代。卤代烷氧基包括全氟烷氧基(例如，-OCF3)、-OCHF2、-OCH2F、-OCCl3、-OCH2CH2Br、-OCH2CH(CH2CH2Br)CH3以及-OCHICH3。在一些实施方案中，卤代烷氧基可进一步被针对烷基如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“(杂环基)氧基”代表通过氧原子连接至母体分子基团的如本文所定义的杂环基。在一些实施方案中，杂环基可被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“全氟烷氧基”代表其中结合至烷氧基的每个氢基已被氟基替代的如本文所定义的烷氧基。全氟烷氧基由三氟甲氧基、五氟乙氧基等举例说明。
如本文所使用的“烷基亚磺酰基”代表通过-S(O)-基团连接至母体分子基团的烷基。示例性未取代的烷基亚磺酰基为1至6、1至10或1至20个碳。在一些实施方案中，烷基可进一步被如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“硫代芳基烷基”代表式–SR的化学取代基，其中R是芳基烷基。在一些实施方案中，芳基烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“硫代烷氧基”代表式–SR的化学取代基，其中R是如本文所定义的烷基。在一些实施方案中，烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的“硫代杂环基烷基”代表式–SR的化学取代基，其中R是杂环基烷基。在一些实施方案中，杂环基烷基可进一步被如本文所述的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所用，术语“杂芳基”表示为芳香族的如本文所定义的杂环基的子集：即，它们在单环或多环环系统内含有4n+2个π电子。示例性未取代的杂芳基具有1至12(例如，1至11、1至10、1至9、2至12、2至11、2至10或2至9)个碳。在一些实施方案中，杂芳基被针对杂环基所定义的1、2、3或4个取代基取代。
术语“杂芳基烷基”是指通过如本文所定义的亚烷基连接至母体分子基团的如本文所定义的杂芳基。示例性未取代的杂芳基烷基是2至32个碳(例如，2至22、2至18、2至17、2至16、3至15、2至14、2至13或2至12个碳，如C1-6烷-C1-12杂芳基、C1-10烷-C1-12杂芳基或C1-20烷-C1-12杂芳基)。在一些实施方案中，亚烷基和杂芳基各自均可进一步被针对相应基团如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。杂芳基烷基是杂环基烷基的子集。
如本文所使用的术语“杂环基”代表含有一个、两个、三个或四个杂原子的5元环、6元环或7元环(除非另外指明)，所述杂原子独立地选自由氮、氧和硫组成的组。5元环具有0至2个双键，并且6元环和7元环具有0至3个双键。示例性未取代的杂环基具有1至12(例如，1至11、1至10、1至9、2至12、2至11、2至10或2至9)个碳。术语“杂环基”还代表具有桥联的多环结构的杂环化合物，其中一个或多个碳和/或杂原子桥联单环的两个非相邻成员，例如奎宁环基。术语“杂环基”包括双环基团、三环基团和四环基团，其中任何以上杂环稠合至一个、两个或三个碳环，例如芳环、环己烷环、环己烯环、环戊烷环、环戊烯环或另一个单环杂环，如吲哚基、喹啉基、异喹啉基、四氢喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基等。稠合杂环的实例包括莨菪烷和1,2,3,5,8,8a-六氢吲嗪。杂环包括吡咯基、吡咯啉基、吡咯烷基、吡唑基、吡唑啉基、吡唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、吡啶基、哌啶基、高哌啶基、吡嗪基、哌嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噁唑基、噁唑烷基、异噁唑基、异噁唑烷基、吗啉基、硫代吗啉基、噻唑基、噻唑烷基、异噻唑基、异噻唑烷基、吲哚基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、二氢喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并噻二唑基、呋喃基、噻吩基、噻唑烷基、异噻唑基、三唑基、四唑基、噁二唑基(例如，1,2,3-噁二唑基)、嘌呤基、噻二唑基(例如，1,2,3-噻二唑基)、四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、二氢噻吩基、二氢吲哚基、二氢喹啉基、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、二氢异喹啉基、吡喃基、二氢吡喃基、二噻唑基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基等，包括其二氢形式和四氢形式，其中一个或多个双键被还原并且用氢替代。其他示例性杂环基包括：2,3,4,5-四氢-2-氧代-噁唑基；2,3-二氢-2-氧代-1H-咪唑基；2,3,4,5-四氢-5-氧代-1H-吡唑基(例如，2,3,4,5-四氢-2-苯基-5-氧代-1H-吡唑基)；2,3,4,5-四氢-2,4-二氧代-1H-咪唑基(例如，2,3,4,5-四氢-2,4-二氧代-5-甲基-5-苯基-1H-咪唑基)；2,3-二氢-2-硫代-1,3,4-噁二唑基(例如，2,3-二氢-2-硫代-5-苯基-1,3,4-噁二唑基)；4,5-二氢-5-氧代-1H-三唑基(例如，4,5-二氢-3-甲基-4-氨基5-氧代-1H-三唑基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代吡啶基(例如，1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3,3-二乙基吡啶基)；2,6-二氧代-哌啶基(例如，2,6-二氧代-3-乙基-3-苯基哌啶基)；1,6-二氢-6-氧代嘧啶基；1,6-二氢-4-氧代嘧啶基(例如，2-(甲硫基)-1,6-二氢-4-氧代-5-甲基嘧啶-1-基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代嘧啶基(例如，1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3-乙基嘧啶基)；1,6-二氢-6-氧代-哒嗪基(例如，1,6-二氢-6-氧代-3-乙基哒嗪基)；1,6-二氢-6-氧代-1,2,4-三嗪基(例如，1,6-二氢-5-异丙基-6-氧代-1,2,4-三嗪基)；2,3-二氢-2-氧代-1H-吲哚基(例如，3,3-二甲基-2,3-二氢-2-氧代-1H-吲哚基和2,3-二氢-2-氧代-3,3’-螺环丙烷-1H-吲哚-1-基)；1,3-二氢-1-氧代-2H-异吲哚基；1,3-二氢-1,3-二氧代-2H-异吲哚基；1H-苯并吡唑基(例如，1-(乙氧基羰基)-1H-苯并吡唑基)；2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑基(例如，3-乙基-2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑基)；2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基(例如，5-氯-2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基)；2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基；2-氧代-2H-苯并吡喃基；1,4-苯并二噁烷基；1,3-苯并二噁烷基；2,3-二氢-3-氧代,4H-1,3-苯并噻嗪基；3,4-二氢-4-氧代-3H-喹唑啉基(例如，2-甲基-3,4-二氢-4-氧代-3H-喹唑啉基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3H-喹唑啉基(例如，1-乙基-1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3H-喹唑啉基)；1,2,3,6-四氢-2,6-二氧代-7H-嘌呤基(例如，1,2,3,6-四氢-1,3-二甲基-2,6-二氧代-7H-嘌呤基)；1,2,3,6-四氢-2,6-二氧代-1H-嘌呤基(例如，1,2,3,6-四氢-3,7-二甲基-2,6-二氧代-1H-嘌呤基)；2-氧代苯并[c,d]吲哚基；1,1-二氧代-2H-萘并[1,8-c,d]异噻唑基；以及1,8-亚萘基二甲酰胺基。另外的杂环包括3,3a,4,5,6,6a-六氢-吡咯并[3,4-b]吡咯-(2H)-基和2,5-二氮杂二环[2.2.1]庚-2-基、高哌嗪基(或二氮杂环庚烷基)、四氢吡喃基、二噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、氧杂环庚烷基、硫杂环庚烷基、氮杂环辛烷基、氧杂环辛烷基(oxecanyl)以及硫杂环辛烷基。杂环基团还包括下式的基团
其中
E′选自由由-N-和-CH-组成的组；F′选自由-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-、-NH-、-CH＝N-、-CH2-NH-、-C(O)-NH-、-CH＝CH-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-O-和-S-组成的组；并且G′选自由-CH-和-N-组成的组。本文提到的任何杂环基可任选被一个、两个、三个、四个或五个取代基取代，所述取代基独立地选自由以下组成的组：(1)C1-7酰基(例如，羧基醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧基醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤代；(12)C1-12杂环基(例如，C2-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)–(CH2)qCO2RA’，其中q是0至4的整数，并且RA’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)–(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB’和RC’独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)–(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基以及(c)C1-6烷-C1-6芳基；(20)–(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，以及(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)巯基；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)芳基烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)氧代；(27)(C1-12杂环基)亚氨基；(28)C2-20烯基；以及(29)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自均可如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可进一步被氧代基团取代以得到对应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基基团。
如本文所使用的“杂环基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基连接至母体分子基团的如本文所定义的杂环基。示例性未取代的杂环基烷基是2至32个碳(例如，2至22、2至18、2至17、2至16、3至15、2至14、2至13或2至12个碳，如C1-6烷-C1-12杂环基、C1-10烷-C1-12杂环基或C1-20烷-C1-12杂环基)。在一些实施方案中，亚烷基和杂环基各自均可进一步被针对相应基团如本文所定义的1、2、3或4个取代基取代。
如本文所使用的术语“烃”代表仅由碳原子和氢原子组成的基团。
如本文所使用的术语“羟基”代表–OH基团。
如本文所使用的术语“N-保护的氨基”是指其上连接如本文所定义的一个或两个N-保护基的如本文所定义的氨基。
如本文所使用的术语“N-保护基”代表在合成过程中用于保护氨基抵抗不希望的反应的那些基团。经常使用的N-保护基团公开于Greene,“Protective Groups in OrganicSynthesis,”第3版(John Wiley&Sons,New York,1999)中，其以引用的方式并入本文。N-保护基团包括酰基、芳酰基或氨甲酰基如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻苯二甲酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、4-硝基苯甲酰基和手性助剂如保护的或未保护的D、L或D,L-氨基酸如丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等；含磺酰基的基团如苯磺酰基、对甲苯磺酰基等；氨基甲酸酯形成基团如苄氧羰基、对氯苄氧羰基、对甲氧基苄氧羰基、对硝基苄氧羰基、2-硝基苄氧羰基、对溴苄氧羰基、3,4-二甲氧基苄氧羰基、3,5-二甲氧基苄氧羰基、2,4-二甲氧基苄氧羰基、4-甲氧基苄氧羰基、2-硝基-4,5-二甲氧基苄氧羰基、3,4,5-三甲氧基苄氧羰基、1-(对联苯基)-1-甲基乙氧基羰基、α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄氧羰基、二苯甲基氧基羰基、叔丁氧羰基、二异丙基甲氧基羰基、异丙氧羰基、乙氧基羰基、甲氧基羰基、烯丙氧基羰基、2,2,2,-三氯乙氧基羰基、苯氧基羰基、4-硝基苯氧基羰基、芴基-9-甲氧基羰基、环戊氧羰基、金刚烷基氧基羰基、环己氧羰基、苯硫基羰基等；烷芳基如苯甲基、三苯基甲基、苯甲氧基甲基等，以及甲硅烷基如三甲基甲硅烷基等。优选的N-保护基为甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、丙氨酰基、苯磺酰基、苯甲基、叔丁氧羰基(Boc)以及苄氧羰基(Cbz)。
如本文所用，术语“硝基”表示-NO2基团。
如本文所用，术语“O-保护基团”表示意图保护含氧(例如，苯酚、羟基或羰基)基团免于合成程序期间的不希望的反应的那些基团。经常使用的O-保护基团公开于Greene,“Protective Groups in Organic Synthesis,”第3版(John Wiley&Sons,New York,1999)中，其以引用的方式并入本文。示例性O-保护基团包括酰基、芳酰基或氨基甲酰基，如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻苯二甲酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷氧基甲基、4,4'-二甲氧基三苯甲基、异丁酰基、苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、二甲基甲脒基和4-硝基苯甲酰基；烷基羰基，如酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基等；任选取代的芳基羰基，如苯甲酰基；甲硅烷基，如三甲基甲硅烷基(TMS)、叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)、三异丙基甲硅烷基氧基甲基(TOM)、三异丙基甲硅烷基(TIPS)等；与羟基形成醚的基团，如甲基、甲氧基甲基、四氢吡喃基、苄基、对甲氧基苄基、三苯甲基等；烷氧基羰基，如甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基、正异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧羰基、仲丁氧羰基、叔丁氧羰基、2-乙基己氧羰基、环己氧羰基、甲氧羰基等；烷氧基烷氧羰基，如甲氧基甲氧羰基、乙氧基乙氧羰基、2-甲氧基乙氧羰基、2-乙氧基乙氧羰基、2-丁氧基乙氧羰基、2-甲氧基乙氧基甲氧羰基、烯丙氧基羰基、炔丙氧基羰基、2-丁烯氧基羰基、3-甲基-2-丁烯氧基羰基等；卤代烷氧基羰基，如2-氯乙氧基羰基、2-氯乙氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基等；任选取代的芳基烷氧基羰基，如苄氧基羰基、对甲基苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、2,4-二硝基苄氧基羰基、3,5-二甲基苄氧基羰基、对氯苄氧基羰基、对溴苄氧基羰基、芴基甲氧基羰基等；以及任选取代的芳氧基羰基，如苯氧基羰基、对硝基苯氧基羰基、邻硝基苯氧基羰基、2,4-二硝基苯氧基羰基、对甲基苯氧基羰基、间甲基苯氧基羰基、邻溴苯氧基羰基、3,5-二甲基苯氧基羰基、对氯苯氧基羰基、2-氯-4-硝基苯氧基-羰基等)；取代的烷基、芳基和烷芳基醚(例如，三苯甲基；甲硫基甲基；甲氧基甲基；苄氧基甲基；甲硅烷氧基甲基；2,2,2-三氯乙氧基甲基；四氢吡喃基；四氢呋喃基；乙氧基乙基；1-[2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基]乙基；2-三甲基甲硅烷基乙基；叔丁基醚；对氯苯基、对甲氧基苯基、对硝基苯基、苄基、对甲氧基苄基和硝基苄基)；甲硅烷基醚(例如，三甲基甲硅烷基；三乙基甲硅烷基；三异丙基甲硅烷基；二甲基异丙基甲硅烷基；叔丁基二甲基甲硅烷基；叔丁基二苯基甲硅烷基；三苄基甲硅烷基；三苯基甲硅烷基；和二苯基甲基甲硅烷基)；碳酸酯(例如，甲基、甲氧基甲基、9-芴基甲基；乙基；2,2,2-三氯乙基；2-(三甲基甲硅烷基)乙基；乙烯基、烯丙基、硝基苯基；苄基；甲氧基苄基；3,4-二甲氧基苄基；和硝基苄基)；羰基保护基团(例如缩醛和缩酮基团，如二甲基缩醛、1,3-二氧戊环等；缩羰基(acylal group)；以及二噻烷基，如1,3-二噻烷、1,3-二硫戊环等)；羧酸保护基团(例如酯基，如甲酯、苄酯、叔丁酯、原酸酯等)；以及噁唑啉基。
如本文所使用的术语“氧代”代表＝O。
如本文所使用的前缀“全氟”代表其中结合至烷基的每个氢基被氟基替代的如本文所定义的烷基。例如，全氟烷基由三氟甲基、五氟乙基等举例说明。
如本文所用的术语“受保护的羟基”是指结合至O-保护基团的氧。
如本文所使用的术语“螺环基”代表其两端均结合至母体基团的相同碳原子以形成螺环基团的C2-7亚烷基二基，并且还代表其两端均结合至相同原子的C1-6杂亚烷基二基。形成螺环基的杂亚烷基可含有一个、两个、三个或四个独立地选自由氮、氧和硫组成的组的杂原子。在一些实施方案中，螺环基包括一至七个碳，不包括其上连接二基的碳原子。本发明的螺环基可任选被本文提供的1、2、3或4个取代基如用于环烷基和/或杂环基的任选取代基取代。
如本文所使用的术语“磺酰基”代表-S(O)2-基团。
如本文所用的术语“巯基”表示–SH基团。
嵌合体：如本文所用，“嵌合体”是具有两个或更多个不一致或异质部分或区域的实体。
嵌合多核苷酸：如本文所用，“嵌合多核苷酸”是具有在大小和/或化学修饰模式、化学修饰位置、化学修饰百分比或化学修饰群体以及前述的组合方面不同的部分或区域的那些核酸聚合物。
化合物：如本文所使用，术语“化合物”意指包括描绘的结构的所有立体异构体、几何异构体、互变异构体和同位素。
本文所述的化合物可为不对称的(例如具有一个或多个立体中心)。除非另外指示，否则意指所有立体异构体，如对映异构体和非对映异构体。可以光学活性形式或消旋形式分离含有不对称取代的碳原子的本公开化合物。关于如何从光学活性起始材料制备光学活性形式的方法为本领域中已知的，如通过消旋混合物的拆分或通过立体选择性合成。烯烃的许多几何异构体、C＝N双键等也可存在于本文描述的化合物中，并且所有此类稳定的异构体均涵盖于本公开中。描述了本公开化合物的顺式几何异构体和反式几何异构体，并且可以异构体混合物或分开的异构形式分离。
本公开的化合物还包括互变异构形式。互变异构形式由单键与相邻双键交换并且同时伴随质子迁移而产生。互变异构形式包括质子转移互变异构体，其为具有相同经验式和总电荷的异构质子化状态。实例质子异变互变异构体包括酮-烯醇对、酰胺-酰亚胺酸对、内酰胺-内酰亚胺对、酰胺-酰亚胺酸对、烯胺-亚胺对，以及环状形式，其中质子可占据杂环系统中的两个或更多个位置，如1H-咪唑和3H-咪唑；1H-1,2,4-三唑、2H-1,2,4-三唑和4H-1,2,4-三唑；1H-异吲哚和2H-异吲哚；以及1H-吡唑和2H-吡唑。互变异构形式可处于平衡状态或通过适当取代而在空间上锁定为一种形式。
本公开的化合物还包括出现于中间体或最终化合物中的原子的所有同位素。“同位素”是指具有相同原子数但具有由原子核中的中子数不同而产生的不同质量数的原子。举例来说，氢的同位素包括氚和氘。
本公开的化合物和盐可通过常规方法与溶剂或水分子组合以形成溶剂化物和水合物来制备。
保守的：如本文所使用，术语“保守的”是指分别在比较的两个或更多个序列的相同位置上未发生改变的多核苷酸序列或多肽序列的核苷酸或氨基酸残基。相对保守的核苷酸或氨基酸为在较为相关的序列之间比出现于序列的其他地方的核苷酸或氨基酸保守的那些核苷酸或氨基酸。
在一些实施方案中，如果两个或更多个序列彼此100％相同，将它们称为“完全保守的”。在一些实施方案中，如果两个或更多个序列彼此至少70％相同、至少80％相同、至少90％相同或至少95％相同，将它们被称为“高度保守的”。在一些实施方案中，如果两个或更多个序列彼此约70％相同、约80％相同、约90％相同、约95％、约98％或约99％相同，将它们称为“高度保守的”。在一些实施方案中，如果两个或更多个序列彼此至少30％相同、至少40％相同、至少50％相同、至少60％相同、至少70％相同、至少80％相同、至少90％相同或至少95％相同，将它们被称为“保守的”。在一些实施方案中，如果两个或更多个序列彼此约30％相同、约40％相同、约50％相同、约60％相同、约70％相同、约80％相同、约90％相同、约95％相同、约98％相同或约99％相同，将它们称为“保守的”。序列的保守可适用于多核苷酸或多肽的整个长度或可适用于其部分、区或特征。
控制释放：如本文所使用，术语“控制释放”是指遵循用于实现治疗结果的特定释放模式的药物组合物或化合物释放概况。
环状或环化：如本文所使用，术语“环状”是指存在连续环路。环状分子不需要为环形的，仅连接形成不断开链的亚单位。环状分子如本发明的工程化的RNA或mRNA可为单一单元或多聚体或包含复合物或高级结构的一种或多种组分。
细胞抑制性：如本文所使用，“细胞抑制性”是指抑制、减少、压制细胞(例如，哺乳动物细胞(例如，人细胞))、细菌、病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合的生长、分裂或繁殖。
细胞毒性：如本文所使用，“细胞毒性”是指杀死细胞(例如，哺乳动物细胞(例如，人细胞))、细菌、病毒、真菌、原生动物、寄生虫、朊病毒或其组合或对其造成有害的、毒性的或致死的作用。
递送：如本文所使用，“递送”是指递送化合物、物质、实体、部分、货物或有效负载的动作或方式。
递送剂：如本文所使用，“递送剂”是指至少部分地促进多核苷酸体内递送至靶细胞的任何物质。
去稳定：如本文所使用，术语“不稳定的”、“去稳定化”或“去稳定区”意指比相同区或分子的起始野生型或天然形式的稳定性差的区或分子。
可检测标记：如本文所使用，“可检测标记”是指附接、并入或缔合另一个通过本领域中已知的方法容易检测的实体的一种或多种标志物、信号或部分，所述方法包括射线照相术、荧光、化学发光、酶活性、吸光度等。可检测标记包括放射性同位素、荧光团、发色团、酶、染料、金属离子、配体如生物素、抗生物素蛋白、抗生物素蛋白链菌素和半抗原、量子点等。可检测标记可位于本文公开的肽或蛋白质中的任何位置上。它们可在氨基酸、肽或蛋白质内，或位于N-末端或C-末端上。
非对映异构体：如本文所用，术语“非对映异构体”意指彼此不为镜像并且彼此不可重叠的立体异构体。
消化：如本文所使用，术语“消化”意指裂开成更小的片或组分。在指多肽或蛋白质时，消化引起肽的产生。
分化细胞：如本文所用，术语“分化细胞”是指在其天然形式下不是多能性的任何体细胞。分化细胞还涵盖部分分化的细胞。
分化：如本文所用，术语“分化因子”是指可诱导细胞分化成所需细胞类型的发育潜在改变因子，如蛋白质、RNA或小分子。
分化：如本文所用，“分化”是指其中未定型或定型不足的细胞获得定型细胞的特征的过程。
远端：如本文所使用，术语“远端”意指位置远离中心或远离目标点或区。
给药方案：如本文所使用，术语“给药方案”为施用时间表或治疗、预防或缓和护理的医师确定方案。
剂量分割因子(DSF)-剂量分开治疗的PUD除以总每日剂量或单次单位剂量的PUD的比率。该值来源于给药方案组的比较。
对映异构体：如本文使用，否则术语“对映异构体”是指具有至少80％(即，至少90％的一种对映异构体和至多10％的另一种对映异构体)、优选至少90％且更优选至少98％的光学纯度或对映异构体过量(如由本领域中标准的方法测定)的本发明化合物的各单个旋光形式。
包封：如本文所使用，术语“包封”意指封住、包围或包住。
编码的蛋白质裂解信号：如本文所使用，“编码的蛋白质裂解信号”是指编码蛋白质裂解信号的核苷酸序列。
工程化的：如本文所使用，本发明的实施方案在它们被设计来具有不同于起始点野生型或天然分子的无论结构或化学上的特征或特性时为“工程化的”。
有效量：如本文所用，术语药剂的“有效量”是足以实现有益或所需结果，例如临床结果的量，并且因此“有效量”取决于施加其的背景。例如，在施用治疗癌症的药剂的背景下，有效量的药剂为例如足以与没有施用药剂所获得的应答相比实现癌症的如本文所定义的治疗的量。
外来体：如本文所使用，“外来体”为哺乳动物细胞分泌的囊泡或涉及RNA降解的复合物。
表达：如本文所使用，核酸序列的“表达”是指以下事件中的一个或多个：(1)从DNA序列产生RNA模板(例如，通过转录)；(2)加工RNA转录物(例如，通过剪接、编辑、5’帽形成和/或3’端加工)；(3)RNA翻译成多肽或蛋白质；以及(4)多肽或蛋白质的翻译后修饰。
特征：如本文所使用，“特征”是指特点、特性或独特要素。
制剂：如本文所使用，“制剂”至少包含NAV的多核苷酸和递送剂。
片段：如本文所使用的“片段”是指部分。例如，蛋白质的片段可包含通过消化从培养的细胞中分离的全长蛋白质获得的多肽。
功能性：如本文使用，“功能性”生物分子为呈展现出可借以对其进行表征的特性和/或活性的形式的生物分子。
同源性：如本文所使用，术语“同源性”是指聚合物分子之间例如核酸分子(例如，DNA分子和/或RNA分子)之间和/或多肽分子之间的总体相关性。在一些实施方案中，如果聚合物分子的序列为至少25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％相同或相似，则认为它们是彼此“同源的”。术语“同源的”必定是指至少两个序列(多核苷酸序列或多肽序列)之间的比较。根据本发明，如果两个多核苷酸序列编码的多肽是具有至少约20个氨基酸的至少一段的至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％或甚至99％，则认为两个多核苷酸序列是同源的。在一些实施方案中，同源多核苷酸序列的特征在于编码一段至少4-5个独特指定的氨基酸的能力。对于长度小于60个核苷酸的多核苷酸序列，通过编码一段至少4-5个独特指定的氨基酸的能力来确定同源性。根据本发明，如果两种蛋白质对于具有至少约20个氨基酸的至少一段为至少约50％、60％、70％、80％或90％相同，则认为两个蛋白质序列是同源的。
同一性：如本文所使用，术语“同一性”是指聚合物分子之间例如多核苷酸分子(例如，DNA分子和/或RNA分子)之间和/或多肽分子之间的总体相关性。两个多核苷酸序列的同一性百分比的计算例如可通过出于最佳比较目的比对两个序列来进行(例如，为了最佳比对可将空位引入第一核酸序列和第二核酸序列之一或两者中并且出于比较目的可忽视不相同的序列)。在某些实施方案中，出于比较目的比对的序列的长度为参比序列长度的至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或100％。然后比较相应核苷酸位置的核苷酸。当第一序列中的位置由与第二序列中的相应位置相同核苷酸占据时，那么在此位置的分子是相同的。两个序列之间的一致性百分比随着由序列共享的相同位置的数目而变化，考虑到为了最优比对两个序列而需要引入的间隙的数目，和每个间隙的长度。两个序列之间的序列的比较和一致性百分比的确定可使用数学算法来完成。例如，可使用如描述于以下中的那些方法确定两个核苷酸序列之间的同一性百分比：Computational Molecular Biology,Lesk,A.M.编著,Oxford University Press,NewYork,1988；Biocomputing:Informatics and Genome Projects,Smith,D.W.编著,Academic Press,New York,1993；Sequence Analysis in Molecular Biology,vonHeinje,G.,Academic Press,1987；Computer Analysis of Sequence Data,Part I,Griffin,A.M.,和Griffin,H.G.编著,Humana Press,New Jersey,1994；以及SequenceAnalysis Primer,Gribskov,M.and Devereux,J.编著,M Stockton Press,New York,1991；所述参考文献各自均以引用的方式并入本文。例如，可使用Meyers和Miller(CABIOS,1989,4:11-17)的算法确定两个核苷酸序列之间的同一性百分比，所述算法已结合到ALIGN程序(2.0版本)中，使用PAM120权重残基表、空位长度罚分12和空位罚分4。两个核苷酸序列之间的一致性百分比可替代地使用GCG软件包中的GAP程序来确定，所述GCG软件包使用NWSgapdna.CMP矩阵。确定序列之间的同一性百分比的经常采用的方法包括但不限于在Carillo,H.和Lipman,D.,SIAM J Applied Math.,48:1073(1988)中公开的那些；所述参考文献以引用的方式并入本文。用于确定同一性的技术编写在公众可获得的计算机程序中。确定两个序列之间的同源性的示例性计算机软件包括但不限于GCG程序包，Devereux,J.等人,Nucleic Acids Research,12(1),387(1984))、BLASTP、BLASTN和FASTA Altschul,S.F.等人,J.Molec.Biol.,215,403(1990))。
传染因子：如本文所用，短语“传染因子”意指能够在生物体例如动物中产生感染的因子。传染因子可指可作为生物技术的结果工程化的任何微生物、病毒、感染性物质或生物产品、或任何此类微生物、病毒、感染性物质或生物产品的任何天然存在的或生物工程化的组分可在人、动物、植物或另一种生物体中引起新兴和传染性疾病、死亡或其他生物学故障。
抑制基因的表达：如本文所使用，短语“抑制基因的表达”意指引起基因的表达产物的量减少。表达产物可为从基因转录的RNA(例如，mRNA)或从基因转录的mRNA翻译的多肽。通常，mRNA的水平减少导致从其翻译的多肽的水平减少。可使用用于测量mRNA或蛋白质的标准技术确定表达的水平。
流感:如本文所用，“流行性感冒”或“流感”是由正粘病毒科家族的RNA病毒(流感病毒)引起的鸟和哺乳动物的感染性疾病。
异构体：如本文所用，术语“异构体”意指本发明的任何化合物的任何互变异构体、立体异构体、对映异构体或非对映异构体。可认识到本发明的化合物可具有一个或多个手性中心和/或双键，并且因此呈立体异构体如双键异构体(即，几何E/Z异构体)或非对映异构体(例如，对映异构体(即，(+)或(-))或顺式/反式异构体)存在。根据本发明，本文描绘的化学结构并且因此本发明的化合物涵盖所有对应的立体异构体，即立体异构纯形式(例如，几何纯、对映异构纯或非对映异构纯)和对映异构和立体异构混合物，例如消旋体。本发明的化合物的对映异构和立体异构混合物通常可通过熟知的方法，如手性相气相色谱法、手性相高效液相色谱法、使化合物结晶为手性盐复合物或在手性溶剂中结晶化合物来拆分成其组分对映异构体或立体异构体。还可通过熟知的不对称合成方法从立体异构或对映异构纯中间体、试剂和催化剂中获得对映异构体和立体异构体。
体外：如本文所用，术语“体外”是指事件发生在人工环境中，例如在试管或反应容器中、在细胞培养物中、在皮氏培养皿(Petri dish)中等，而非在生物体(例如，动物、植物或微生物)内。
体内：如本文所使用，术语“体内”是指发生在生物体(例如，动物、植物或微生物或其细胞或组织)内的事件。
分离的：如本文所使用，术语“分离的”是指已从其缔合(无论在自然中或在实验设置中)的至少一些组分中分离的物质或实体。分离的物质可相对于它们缔合的物质具有不同水平的纯度。分离的物质和/或实体可从至少约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％或更多的它们最初与其缔合的其他组分中分离。在一些实施方案中，分离的药剂为大于约80％、约85％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或多于约99％纯。如本文所使用，如果物质基本上不含其他组分，则它为“纯的”。大致上分离的：“大致上分离的”意指化合物从其形成或检测的环境中大致上分离。部分分离可包括例如富集本公开化合物的组合物。大致上分离可包括含有至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约97重量％或至少约99重量％的本公开化合物或其盐的组合物。分离化合物和其盐的方法在本领域中为常规的。
IVT多核苷酸：如本文所用，“IVT多核苷酸”是可使用体外转录(IVT)酶合成方法制备的线性多核苷酸。
接头：如本文所使用，接头是指一组原子，例如10-1,000个原子，并且可包含原子或基团如但不限于碳、氨基、烷基氨基、氧、硫、亚砜、磺酰基、羰基和亚胺。接头可在第一端处附着至核碱基或糖部分上的修饰核苷或核苷酸，并且在第二端处附着至有效负载例如可检测剂或治疗剂。接头可具有足够的长度以便不干扰并入到核酸序列中。可出于任何有用目的使用接头，如为了形成多核苷酸多聚体(例如，通过连接两个或更多个嵌合多核苷酸分子或IVT多核苷酸)或多核苷酸缀合物以及为了施用如本文所述的有效负载。可并入到接头中的化学基团的实例包括但不限于烷基、烯基、炔基、酰氨基、氨基、醚、硫醚、酯、亚烷基、杂亚烷基、芳基或杂环基，其各自均可如本文所述任选取代的。接头的实例包括但不限于不饱和烷烃、聚乙二醇(例如，乙二醇或丙二醇单体单元，例如二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇或四乙二醇)以及葡聚糖聚合物及其衍生物。其他实例包括但不限于接头内的可裂解部分，例如像二硫键(-S-S-)或偶氮键(-N＝N-)，其可使用还原剂或光分解进行裂解。选择性可裂解的键的非限制性实例包括可例如通过使用三(2-羧乙基)膦(TCEP)或其他还原剂和/或光分解裂解的酰胺键，以及可例如通过酸性或碱性水解裂解的酯键。
微小RNA(miRNA)结合位点：如本文所用，微小RNA(miRNA)结合位点代表miRNA的至少“种子”区结合的核酸转录物的核苷酸位置或区。
修饰的：如本文所用，“修饰的”是指本发明的分子的变化的状态或结构。可以许多方式包括化学上、结构上和功能上的方式修饰分子。在一个实施方案中，本发明的多核苷酸分子通过引入非天然的核苷和/或核苷酸来修饰，例如在它涉及天然核糖核苷酸A、U、G和C时。诸如帽结构的非规范核苷酸虽然它们不同于A、C、G、U核糖核苷酸的化学结构，但不认为“修饰的”。
粘液：如本文所使用，“粘液”是指粘稠的天然物质并且包含粘蛋白糖蛋白。
天然存在的：如本文所用，“天然存在的”意指不需要人工辅助在自然中存在。
中和抗体：如本文所用，“中和抗体”是指结合其抗原并且通过中和或消除其具有的任何生物活性来保护细胞免于抗原或感染因子的抗体。
非人脊椎动物：如本文所使用，“非人脊椎动物”包括除了智人(Homo sapiens)以外的所有脊椎动物，包括野生种类和驯养种类。非人脊椎动物的实例包括但不限于哺乳动物，如羊驼、白臀野牛、野牛、骆驼、猫、牛、鹿、犬、驴、大额牛、山羊、豚鼠、马、美洲驼、骡、猪、兔、驯鹿、绵羊、水牛以及牦牛。
核酸疫苗：如本文所用，“核酸疫苗”或“NAV”或“NAV组合物”是指包含编码抗原(例如抗原蛋白或多肽)的核酸或核酸分子(例如多核苷酸)的疫苗或疫苗组合物。在示例性实施方案中，核酸疫苗或NAV包含核糖核酸(“RNA”)多核苷酸、核糖核酸(“RNA”)或核糖核酸(“RNA”)分子。此类实施方案可被称为核糖核酸(“RNA”)疫苗(RNAV)。在优选的实施方案中，核酸疫苗或NAV包含如本文详细描述的信使RNA(“mRNA”)多核苷酸、信使RNA(“mRNA”)或信使RNA(“mRNA”)分子。此类实施方案可被称为信使RNA(“mRNA”)疫苗(mRNAV)。
脱靶：如本文所用，“脱靶”是指对任何一个或多个靶标、基因或细胞转录物的任何非预期作用。
开放阅读框：如本文所用，术语“开放阅读框”或“ORF”是指连续的多核苷酸序列，例如，DNA序列或RNA序列(例如mRNA序列)，其包含起始密码子、包含多个氨基酸编码密码子的随后区和终止密码子，其中包含多个氨基酸编码密码子的区域不含终止密码子。
可操作地连接：如本文所使用，短语“可操作地连接”是指两个或更多个分子、构建体、转录物、实体、部分等之间的功能连接。
任选取代的：在本文中形式“任选取代的X”(例如，任选取代的烷基)的短语旨在等于“X，其中X为任选取代的”(例如，“烷基，其中所述烷基为任选取代的”)。并不用以意指特征“X”(例如，烷基)本身为任选的。
部分：如本文所用，多核苷酸的“部分”或“区域”被定义为所述多核苷酸的小于多核苷酸的整个长度的任何部分。
肽：如本文所用，“肽”小于或等于50个氨基酸长，例如约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50个氨基酸长。
互补位：如本文所用，“互补位”是指抗体的抗原结合位点。
患者：如本文所使用，“患者”是指可寻求或有治疗需要、要求治疗、正接受治疗、将接受治疗的受试者，或针对特定疾病或病状在受过训练的专业人员的护理下的受试者。
药学上可接受的：本文采用短语“药学上可接受的”是指在合理医学判断范围内、适用于与人类和动物组织接触而没有过量毒性、刺激、过敏反应或其他问题或并发症、与合理的利益/风险比相称的那些化合物、材料、组合物和/或剂型。
药学上可接受的赋形剂：如本文所使用的短语“药学上可接受的赋形剂”是指除了本文描述的化合物以外的任何成分(例如，能够悬浮或溶解活性化合物的媒介物)并且在患者中具有大致上无毒和非炎症性的特性。赋形剂可包括例如：抗粘剂、抗氧化剂、粘合剂、包衣、压缩助剂、崩解剂、染料(颜料)、软化剂、乳化剂、填充剂(稀释剂)、成膜剂或包衣、调味剂、香料、助流剂(流动增强剂)、润滑剂、防腐剂、印刷油墨、吸附剂、悬浮剂或分散剂、甜味剂以及水合作用的水。示例性赋形剂包括但不限于：丁羟甲苯(BHT)、碳酸钙、磷酸钙(二碱的)、硬脂酸钙、交联羧甲纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸、交聚维酮、半胱氨酸、乙基纤维素、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乳糖、硬脂酸镁、麦芽糖醇、甘露醇、甲硫氨酸、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚维酮、预胶凝淀粉、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、虫胶、二氧化硅、羧甲基纤维素钠、柠檬酸钠、淀粉羟基乙酸钠、山梨糖醇、淀粉(玉米)、硬脂酸、蔗糖、滑石、二氧化钛、维生素A、维生素E、维生素C以及木糖醇。
药学上可接受的盐：本公开还包括本文所述的化合物的药学上可接受的盐。如本文所使用，“药学上可接受的盐”是指公开的化合物的衍生物，其中母体化合物通过将现有酸或碱部分转化为其盐形式(例如，通过使自由碱基团与合适的有机酸反应)来修饰。药学上可接受的盐的实例包括(但不限于)碱性残基(如胺)的无机酸或有机酸盐；酸性残基(如羧酸)的碱盐或有机盐；等。代表性酸加成盐包括乙酸盐(acetate)、乙酸(acetic acid)盐、己二酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐(benzenesulfonate)、苯磺酸(benzene sulfonic acid)盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐等。代表性碱金属盐或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁等以及无毒的铵、季铵和胺阳离子，包括但不限于铵、四甲铵、四乙铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙胺等。本公开的药学上可接受的盐包括例如从无毒无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐。可通过常规化学方法从含有碱性部分或酸性部分的母体化合物合成本公开的药学上可接受的盐。通常，可通过使游离酸或游离碱形式的这些化合物与化学计量的量的适当碱或酸在水或在有机溶剂中或者在水与有机溶剂的混合物中反应来制备此类盐；通常，像乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈的非水性介质为优选的。合适的盐的列表见于Remington’s Pharmaceutical Sciences,第17版,Mack PublishingCompany,Easton,Pa.,1985,第1418页,Pharmaceutical Salts:Properties,Selection,and Use,P.H.Stahl和C.G.Wermuth(编著),Wiley-VCH,2008和Berge等人,Journal ofPharmaceutical Science,66,1-19(1977)，所述参考文献各自以引用的方式整体并入本文。
药学上可接受的溶剂化物：如本文所使用的术语“药学上可接受的溶剂化物”意指其中合适溶剂的分子并入晶格中的本发明的化合物。合适的溶剂在所施用的剂量下为生理上可耐受的。例如，可通过从包括有机溶剂、水或其混合物的溶液中结晶、重结晶或沉淀来制备溶剂化物。合适溶剂的实例是乙醇、水(例如，一水合物、二水合物和三水合物)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲亚砜(DMSO)、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAC)、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMEU)、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-(1H)-嘧啶酮(DMPU)、乙腈(ACN)、丙二醇、乙酸乙酯、苯甲醇、2-吡咯烷酮、苯甲酸苄酯等。当水为溶剂时，溶剂化物称为“水合物”。
药物代谢动力学：如本文所使用，“药物代谢动力学”是指当涉及确定施用给活生物体的物质的命运时，分子或化合物的任何一种或多种特性。药物代谢动力学分成若干区域，包括吸收、分布、代谢和排泄的程度和速率。这通常称为ADME，其中：(A)吸收是物质进入血液循环的过程；(D)分布是物质在整个身体的体液和组织中的分散或散布；(M)代谢(或生物转化)是母体化合物不可逆转化成子代谢物；并且(E)排泄(或消除)是指物质从身体消除。在极少数情况下，一些药物不可逆地在身体组织中积累。
物理化学：如本文所使用，“物理化学”意指或关于物理和/或化学特性。
多肽/单位药物(PUD)：如本文所使用，PUD或产物/单位药物定义为总每日剂量的细分部分，通常如在体液或组织中所测量的1mg、pg、kg等的产物(如多肽)，通常以除以体液中的量值的浓度定义如pmol/mL、mmol/mL等。
预防：如本文所使用，术语“预防”是指部分或完全延迟感染、疾病、病症和/或病状的发作；部分或完全延迟特定感染、疾病、病症和/或病状的一个或多个症状、特征或临床表现的发作；部分或完全延迟特定感染、疾病、病症和/或病状的一个或多个症状、特征或表现的发作；部分或完全延迟特定疾病、病症和/或病状从感染的进展；和/或减少发展与感染、疾病、病症和/或病状相关的病理的风险。
前药：本公开还包括本文描述的化合物的前药。如本文所使用，“前药”是指呈在化学或物理改变时充当治疗剂的物质、分子或实体的形式的任何物质、分子或实体。前药可以一定方式共价键合或螯合并且在向哺乳动物受试者施用之前、之时或之后释放或转化为活性药物部分。可通过以在常规操纵或体内使修饰裂解为母体化合物的方式修饰存在于化合物中的官能团来制备前药。前药包括其中羟基、氨基、硫氢基或羧基结合至在向哺乳动物受试者施用时分别裂解以形成游离羟基、氨基、硫氢基或羧基的任何基团的化合物。前药的制备和用途讨论于T.Higuchi和V.Stella,“Pro-drugs as Novel Delivery Systems,”A.C.S.学术讨论会丛刊第14期和Bioreversible Carriers in Drug Design,编著EdwardB.Roche,American Pharmaceutical Association and Pergamon Press,1987中，所述参考文献均特此以引用的方式整体并入。
增殖：如本文所使用，术语“增殖”意指生长、扩增或增加或引起快速生长、扩增或增加。“增殖性的”意指具有增殖的能力。“抗增殖性的”意指具有抵消或与增殖特性相反的特性。
预防性(Prophylactic)：如本文所用,“预防性”是指用于预防疾病的传播的治疗或作用过程。
预防(Prophylaxis)：如本文所用，“预防”是指用于维持健康且预防疾病的传播的措施。“免疫预防”是指用于产生主动或被动免疫以防止疾病的传播的措施。
蛋白质裂解位点：如本文所使用，“蛋白质裂解位点”是指其中可通过化学方式、酶促方式或光化学方法完成氨基酸链的控制裂解的位点。
蛋白质裂解信号：如本文所使用，“蛋白质裂解信号”是指标志或标记用于裂解的多肽的至少一个氨基酸。
目标蛋白质：如本文所使用，术语“目标蛋白质”或“所需的蛋白质”包括本文提供的那些和其片段、突变体、变体和改变。
近端：如本文所使用，术语“近端”意指位置比较靠近中心或目标点或区。
假尿苷：如本文所使用，假尿苷是指核苷尿苷的C-糖苷异构体。“假尿苷类似物”为假尿苷的任何修饰、变体、同工型或衍生物。例如，假尿苷类似物包括但不限于1-羧甲基-假尿苷、1-丙炔基-假尿苷、1-牛磺酸甲基-假尿苷、1-牛磺酸甲基-4-硫代-假尿苷、1-甲基假尿苷(m1ψ)、1-甲基-4-硫代-假尿苷(m1s4ψ)、4-硫代-1-甲基-假尿苷、3-甲基-假尿苷(m3ψ)、2-硫代-1-甲基-假尿苷、1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、二氢假尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-甲氧基尿苷、2-甲氧基-4-硫代-尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、N1-甲基-假尿苷、1-甲基-3-(3-氨基-3-羧丙基)假尿苷(acp3ψ)以及2’-O-甲基-假尿苷(ψm)。
纯化的：如本文所使用，“纯化”、“纯化的”、“纯化作用”意指使之为大致上纯的或没有不想要的组分、材料污物、混合物或瑕疵。
重复转染：如本文所用，术语“重复转染”是指用多核苷酸转染同一细胞培养物多次。细胞培养物可转染至少2次、至少3次、至少4次、至少5次、至少6次、至少7次、至少8次、至少9次、至少10次、至少11次、至少12次、至少13次、至少14次、至少15次、至少16次、至少17次、至少18次、至少19次、至少20次、至少25次、至少30次、至少35次、至少40次、至少45次、至少50次或更多次。
样品：如本文所使用，术语“样品”或“生物样品”是指其组织、细胞或组成部分的子集(例如体液，包括但不限于血液、粘液、淋巴液、滑液、脑脊髓液、唾液、羊水、羊膜脐带血、尿、阴道液和精液)。样品进一步可包括从整个生物体或其组织、细胞或组成部分的子集或其馏分或部分制备的匀浆、裂解物或萃取物，包括但不限于例如血浆、血清、脊髓液、淋巴液，皮肤、呼吸道、肠道和泌尿生殖道的外切片，眼泪、唾液、乳、血细胞、肿瘤、器官。样品进一步是指可含有细胞组分如蛋白质或核酸分子的培养基如营养肉汤或凝胶。
信号序列：如本文所使用，短语“信号序列”是指可指导蛋白质转运或定位的序列。
单个单位剂量：如本文所使用，“单个单位剂量”为以一次剂量/一次/单个途径/单个接触点施用的任何治疗剂的剂量，即，单次施用事件。
相似性：如本文所使用，术语“相似性”是指聚合物分子之间例如多核苷酸分子(例如，DNA分子和/或RNA分子)之间和/或多肽分子之间的总体相关性。可以与同一性百分比计算相同的方式进行聚合物分子彼此的相似性百分比的计算，除了相似性百分比计算考虑到如本领域中所理解的保守取代。
分剂量：如本文所使用，“分剂量”是单个单位剂量或总每日剂量分成两次或更多次剂量。
稳定的：如本文所使用“稳定的”是指足够稳固以经受从反应混合物中分离成有用的纯度并且优选能够配制成有效治疗剂的化合物。
稳定：如本文所使用，术语“使…..稳定”、“稳定了的”、“稳定区”意指使之稳定或变为稳定的。
立体异构体：如本文所使用，术语“立体异构体”是指化合物可拥有的所有可能的不同异构体形式以及构象形式(例如，本文描述的任何式的化合物)，具体为基本分子结构的所有可能的立体化学和构象异构体形式、所有非对映异构体、对映异构体和/或构象异构体。本发明的一些化合物可以不同互变异构形式存在，所有互变异构形式都包括在本发明的范围内。
受试者：如本文所使用，术语“受试者”或“患者”是指例如出于实验、诊断、预防和/或治疗目的可向其施用根据本发明的组合物的任何生物体。典型受试者包括动物(例如，哺乳动物如小鼠、大鼠、兔、非人灵长类动物和人)和/或植物。
基本上：如本文所用，术语“基本上”是指展现总体或接近总体范围或程度的目标特征或特性的定性情况。生物领域的普通技术人员将了解生物和化学现象很少(如果曾发生)达到完全和/或进行至完全或达成或避免绝对结果。因此，本文使用术语“基本上”来获得在许多生物现象和化学现象中固有的潜在完全性缺乏。
大致上相等：如本文所使用，在它涉及剂量之间的时间差时，术语意指正/负2％。
大致上同时：如本文所使用并且在它涉及多个剂量时，术语意指在2秒内。
遭受：“遭受”疾病、病症和/或病状的个体已诊断具有或表现疾病、病症和/或病状的一个或多个症状。
易感：“易感”疾病、病症和/或病状的个体尚未诊断具有和/或可不展现疾病、病症和/或病状的症状但怀疑有发展疾病或其症状的倾向。在一些实施方案中，易感疾病、病症和/或病状(例如，癌症)的个体可具有以下的一个或多个特征：(1)与发展疾病、病症和/或病状相关的基因突变；(2)与发展疾病、病症和/或病状相关的遗传多态性；(3)与疾病、病症和/或病状相关的蛋白质和/或核酸的表达和/或活性增加和/或减少；(4)与发展疾病、病症和/或病状相关的习惯和/或生活方式；(5)疾病、病症和/或病状的家族史；以及(6)暴露于和/或感染与发展疾病、病症和/或病状相关的微生物。在一些实施方案中，易感疾病、病症和/或病状的个体将发展所述疾病、病症和/或病状。在一些实施方案中，易感疾病、病症和/或病状的个体将不发展所述疾病、病症和/或病状。
持续释放：如本文所使用，术语“持续释放”是指在特定时间段内遵循释放速率的药物组合物或化合物释放概况。
合成的：术语“合成的”意指通过人为产生、制备和/或制造的。本发明的多核苷酸或多肽或其他分子的合成可以是化学或酶促的。
疫苗：如本文所用，疫苗是包含至少一种编码至少一种抗原的多核苷酸的化合物或组合物。
靶细胞：如本文所使用，“靶细胞”是指任何一种或多种目标细胞。细胞可存在于体外、体内、原位或在生物体的组织或器官中。生物体可为动物，优选地哺乳动物，更优选地人并且最优选地患者。
治疗剂：术语“治疗剂”是指当向受试者施用时具有治疗、诊断和/或预防作用和/或引出希望的生物和/或药理学作用的任何药剂。
治疗有效量：如本文所使用，术语“治疗有效量”意指在向遭受或易感感染、疾病、病症和/或病状的受试者施用时足以实现感染、疾病、病症和/或病状的治疗、症状改善、诊断、预防和/或发作延迟的待递送药剂(例如，核酸、药物、治疗剂、诊断剂、预防剂等)的量。
治疗有效结果：如本文所使用，术语“治疗有效结果”意指在遭受或易感感染、疾病、病症和/或病状的受试者中足以实现感染、疾病、病症和/或病状的治疗、症状改善、诊断、预防和/或发作延迟的结果。
总每日剂量：如本文所使用，“总每日剂量”为24小时时期内给予或规定的量。所述总每日剂量可作为单个单位剂量施用。
转录因子：如本文所使用，术语“转录因子”是指例如通过激活或抑制转录来调节DNA向RNA的转录的DNA结合蛋白。一些转录因子单独实现转录的调节，而其他转录因子与其他蛋白质协力作用。一些转录因子在某些条件下可激活和抑制转录。通常，转录因子结合特定靶序列或与靶基因的调节区中的特定共有序列高度相似的序列。转录因子可单独或与其他分子复合来调节靶基因的转录。
转染：如本文所用，术语“转染”是指将外源核酸引入细胞的方法。转染方法包括但不限于化学方法、物理处理和阳离子脂质或混合物。
翻译：如本文所用，“翻译”是通过核糖体或核糖体样机器(例如细胞或人工)加工多核苷酸分子以产生肽或多肽的过程。
转录：如本文所用，“转录”是通过聚合酶或其他酶加工多核苷酸分子以产生多核苷酸(例如，RNA多核苷酸)的过程。
治疗：如本文所用，术语“治疗”是指部分或完全地实现特定感染、疾病、病症和/或病状的一个或多个症状或特征的减轻、改善、改进、缓解、发作延迟、进展抑制、严重性降低和/或发生率降低。可出于减少发展与疾病、感染、病症和/或病状相关的病理的风险的目的，向没有展现疾病、感染、病症和/或病状的征兆的受试者和/或仅展现疾病、感染、病症和/或病状的早期征兆的受试者施用治疗。
未修饰的：如本文所用，“未修饰的”是指在以任何方式变化之前的任何物质、化合物或分子。未修饰的可但并非总是指野生型或天然形式的生物分子。分子可经历一系列修饰，从而每个修饰分子均可充当后续修饰的“未修饰的”起始分子。
疫苗：如本文所用，短语“疫苗”是指在特定疾病、病症或病状背景下改善免疫性的生物制剂。
病毒蛋白质：如本文所用，短语“病毒蛋白质”意指源自病毒的任何蛋白质。
等效物和范围
本领域的技术人员将认识到，或仅使用常规实验就能够确定本文描述的根据本发明的具体实施方案的许多等效物。本发明的范围并不打算限于以上描述，而是如所附权利要求书所阐述。
在权利要求中，除非相反指出或另外从上下文明显看出，否则冠词如“一个(a)”、“一种(an)”以及“所述(the)”可意指一个或多于一个。除非相反指出或另外从上下文明显看出，否则如果一个、多于一个或所有组成员出现于、被用于或以其他方式关联于给定的产品或过程，那么认为包括在组的一个或多个成员之间的“或”的权利要求或描述得到了满足。本发明包括其中恰有组中的一个成员出现于、被用于或以其他方式关联于给定的产品或过程的实施方案。本发明包括多于一个或所有的组成员存在于、被用于或以其他方式关联于给定的产品或过程的实施方案。
还应该注意术语“包含”旨在为开放的并且容许但并非要求包括另外的要素或步骤。当本文中使用术语“包含”时，因此还涵盖并且公开术语“由……组成”。
在给出范围时，端点被包括在内。此外，应该理解，除非另外指出或另外从上下文和本领域普通技术人员的理解显而易见，否则在本发明的不同实施方案中，表述为范围的值可假定为任何特定值或所述范围内的子范围，到所述范围的下限的单位的十分之一，除非在上下文中另有明确规定。
另外，应该理解，在现有技术内的本发明的任何具体实施方案可从任何一个或多个权利要求中明确排除。因为认为此类实施方案为本领域普通技术人员所已知的，即使本文没有明确阐述排除，也可排除它们。本发明的组合物的任何具体实施方案(例如，因此编码的任何核酸或蛋白质；任何生产方法；任何使用方法等)可出于无论是否与现有技术存在相关的任何原因而从任何一个或多个权利要求中排除。
所有引用的来源例如参考文献、出版物、数据库、数据库条目和本文引用的技术均以引用的方式并入本申请，即使在引用中没有明确陈述。在引用的来源和本申请的陈述冲突的情况下，应当以本申请中的陈述为准。
小节标题和表格标题并不旨在限制性的。
实施例
实施例1.多核苷酸的制造
根据本发明，多核苷酸和或其部分或区域的制造可使用在2013年3月15日提交的标题为“Manufacturing Methods for Production of RNA Transcripts”(代理人案号M500)的USSN 61/800,049中教导的方法来实现，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
纯化方法可包括在美国临时专利申请号61/799,872、美国临时专利申请号61/794,842、美国临时专利申请号61/800,326中教导的那些，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
多核苷酸的检测和表征方法可如美国临时专利申请号61/799,780和美国临时专利申请号61/798,945中所教导来进行，所述专利各自以引用的方式整体并入本文。
本发明的多核苷酸的表征可使用选自由以下组成的组的程序来进行：多核苷酸定位、逆转录酶测序、电荷分布分析以及RNA杂质的检测，其中表征包括确定RNA转录物序列、确定RNA转录物的纯度或确定RNA转录物的电荷异质性。此类方法在例如美国临时专利申请号61/799,905和美国临时专利申请号61/800,110中教导，所述专利各自的内容以引用的方式整体并入本文。
实施例2.嵌合多核苷酸合成
引言
根据本发明，嵌合多核苷酸的两个区或部分可使用三磷酸化学连结或连接。
根据这种方法，具有100个核苷酸或更少的第一区或部分用5'单磷酸和末端3’desOH或封闭的OH化学合成。如果所述区长于80个核苷酸，则其可合成为用于连接的两条链。
如果使用体外转录(IVT)将第一区或部分合成为非位置修饰的区或部分，则接着可转化5'单磷酸酯，随后对3'末端加帽。
单磷酸酯保护基团可选自本领域种已知的任何一种。
嵌合多核苷酸的第二区或部分可使用化学合成或IVT方法合成。IVT方法可包括可利用具有修饰的帽的引物的RNA聚合酶。或者，可化学合成达130个核苷酸的帽并且将其连接至IVT区或部分。
应注意，对于连接方法，用DNA T4连接酶连接、然后用DNA酶处理应容易地避免级联。
整个嵌合多核苷酸不需要用磷酸酯-糖主链制造。如果所述区或部分之一编码多肽，则优选这种区或部分包含磷酸酯-糖主链。
然后使用任何已知的点击化学、正点击化学、solulink或本领域的技术人员已知的其他生物缀合物化学进行连接。
合成途径
使用一系列起始区段制备嵌合多核苷酸。此类区段包括：
(a)包含正常3’OH的加帽的和保护的5'区段(SEG.1)
(b)5'三磷酸区段，其可包括多肽的编码区并且包含正常3’OH(SEG.2)
(c)包含虫草素或不包含3'OH的嵌合多核苷酸的3'端的5'单磷酸酯区段(例如，尾)(SEG.3)
在合成(化学或IVT)后，用虫草素处理区段3(SEG.3)，并且然后用焦磷酸酶处理以产生5'单磷酸酯。
然后使用RNA连接酶将区段2(SEG.2)连接至SEG.3。然后纯化连接的多核苷酸并且用焦磷酸酶处理以裂解二磷酸。然后纯化经处理的SEG.2-SEG.3构建体并且将SEG.1连接至5'末端。可进行嵌合多核苷酸的进一步纯化步骤。
在嵌合多核苷酸编码多肽的情况下，连接的或连结的区段可表示为：5’UTR(SEG.1)，开放阅读框或ORF(SEG.2)和3’UTR+聚A(SEG.3)。
每个步骤的产率可高达90％-95％。
实施例3：用于cDNA产生的PCR
使用Kapa Biosystems(Woburn,MA)的2x KAPA HIFITM HotStart ReadyMix来执行用于制备cDNA的PCR程序。此体系包括2x KAPA ReadyMix 12.5μl；正向引物(10uM)0.75μl；反向引物(10uM)0.75μl；模板cDNA-100ng；以及dH20，稀释至25.0μl。反应条件是：在95℃下持续5分钟；和25个循环：在98℃下持续20秒，接着在58℃下持续15秒，接着在72℃下持续45秒，接着在72℃下持续5分钟，接着在4℃下至终止。
本发明的反向引物针对mRNA中的聚-A120(SEQ ID NO:2282)并入聚-T120(SEQ IDNO:2283)。具有更长或更短聚(T)序列段的其他反向引物可用于调整多核苷酸mRNA中聚(A)尾的长度。
使用Invitrogen的PURELINKTM PCR Micro试剂盒(Carlsbad,CA)根据制造商的说明清洗反应物(至5μg)。更大的反应物将需要使用具有更大容量的产品来清洗。清洗后，使用NANODROPTM将cDNA定量，并通过琼脂糖凝胶电泳进行分析，以确认cDNA是期望大小。然后使cDNA进行测序分析，之后进行体外转录反应。
实例4.体外转录(IVT)
体外转录反应生成含有均一修饰的多核苷酸的多核苷酸。此类均一修饰的多核苷酸可包含本发明的多核苷酸的区或部分。使用天然或非天然NTP内部制备输入核苷酸三磷酸(NTP)混合物。
典型的体外转录反应液包括以下：
7在37℃下孵育3小时至5小时。
粗制IVT混合物可在4℃下储存过夜，用于第二天清洗。然后使用1U不含RNA酶的DNA酶来消化原始模板。在37℃下孵育15分钟后，使用Ambion的MEGACLEARTM试剂盒(Austin,TX)按照制造商的说明纯化mRNA。此试剂盒可纯化达500μg的RNA。清洗后，使用NanoDrop将RNA定量，并且通过琼脂糖凝胶电泳进行分析，以确认RNA为适当大小并且RNA未发生降解。
实例5.酶促加帽
如下执行多核苷酸的加帽，其中混合物包含：IVT RNA 60μg-180μg和dH20，至72μl。将混合物在65℃下孵育5分钟，以使RNA变性，然后立即转移到冰上。
方案然后涉及10x加帽缓冲液(0.5M Tris-HCl(pH 8.0)、60mM KCl、12.5mMMgCl2)(10.0μl)、20mM GTP(5.0μl)、20mM S-腺苷甲硫氨酸(2.5μl)、RNA酶抑制剂(100U)、2′-O-甲基转移酶(400U)、牛痘加帽酶(鸟苷酸转移酶)(40U)、dH20(至28μl)的混合；以及在37℃下孵育30分钟(对于60μg RNA)或长至2小时(对于180μg RNA)。
然后使用Ambion的MEGACLEARTM试剂盒(Austin,TX)按照制造商的说明对多核苷酸进行纯化。清洗后，使用NANODROPTM(ThermoFisher,Waltham,MA)将RNA定量，并且通过琼脂糖凝胶电泳进行分析，以确认RNA为适当大小并且RNA未发生降解。还可通过运行反转录PCR以生成用于测序的cDNA来对RNA产物进行测序。
实例6.聚A加尾反应
在cDNA中没有聚-T的情况下，必须在清洗最终产物之前执行聚-A加尾反应。这通过以下来进行：将加帽的IVT RNA(100μl)、RNA酶抑制剂(20U)、10x加尾缓冲液(0.5M Tris-HCl(pH 8.0)、2.5M NaCl、100mM MgCl2)(12.0μl)、20mM ATP(6.0μl)、聚-A聚合酶(20U)、dH20(至123.5μl)混合并在37℃下孵育30min。如果转录物中已经存在聚-A尾，那么可跳过加尾反应，并且使用Ambion的MEGACLEARTM试剂盒(Austin,TX)直接进行清洗(最多500μg)。聚-A聚合酶优选为在酵母中表达的重组酶。
应了解，聚A加尾反应的可加工性或完整性可能不总是产生精确大小的聚A尾。因此，大约介于40-200个核苷酸(SEQ ID NO:2284)，例如约40、50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、150-165、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164或165个核苷酸的聚A尾在本发明的范围内。
实例7.天然5’帽和5’帽类似物
可使用以下用以生成5′-鸟苷帽结构的化学RNA帽类似物，根据制造商的方案，在体外转录反应期间伴随地完成多核苷酸的5′加帽：3′-O-Me-m7G(5')ppp(5')G[ARCA帽]；G(5')ppp(5')A；G(5')ppp(5')G；m7G(5')ppp(5')A；m7G(5')ppp(5')G(New EnglandBioLabs,Ipswich,MA)。可使用用以生成“Cap0”结构：m7G(5')ppp(5')G的牛痘病毒加帽酶(New England BioLabs,Ipswich,MA)在转录后完成修饰RNA的5′加帽。可使用牛痘病毒加帽酶和用以生成m7G(5')ppp(5')G-2′-O-甲基的2′-O甲基转移酶来生成Cap1结构。可由Cap1结构，之后使用2′-O甲基转移酶将5′倒数第三个核苷酸2′-O甲基化来生成Cap2结构。可由Cap2结构，之后使用2′-O甲基转移酶将5′倒数第四个核苷酸2′-O甲基化来生成Cap3结构。酶优选源自重组来源。
当转染到哺乳动物细胞中时，修饰的mRNA具有在12小时至18小时之间或大于18小时，例如24小时、36小时、48小时、60小时、72小时或大于72小时的稳定性。
实例8.加帽测定
A.蛋白质表达测定
可以相等浓度将编码含有本文教导的任何帽的多肽的多核苷酸转染至细胞中。在转染后6小时、12小时、24小时和36小时，可通过ELISA测定分泌到培养基中的蛋白质的量。向培养基中分泌较高水平蛋白质的合成多核苷酸将对应于具有较高翻译能力Cap结构的合成多核苷酸。
B.纯度分析合成
可使用变性琼脂糖-尿素凝胶电泳或HPLC分析针对纯度对编码含有本文教导的任何帽的多肽的多核苷酸进行比较。与具有多个条带或拖尾条带的多核苷酸相比，通过电泳具有单个统一条带的多核苷酸对应于较高纯度产物。具有单个HPLC峰的多核苷酸也将对应于较高纯度产物。具有较高效率的加帽反应将提供更纯的多核苷酸群。
C.细胞因子分析
可以多个浓度将编码含有本文教导的任何帽的多肽的多核苷酸转染至细胞中。在转染后6小时、12小时、24小时和36小时，可通过ELISA测定分泌到培养基中的促炎性细胞因子(如TNF-α和IFN-β)的量。产生较高水平的促炎性细胞因子分泌至培养基中的多核苷酸将对应于含有免疫激活帽结构的多核苷酸。
D.加帽反应效率
可在核酸酶处理之后通过LC-MS针对加帽反应效率来对编码含有本文教导的任何帽的多肽的多核苷酸进行分析。加帽的多核苷酸的核酸酶处理将产生可通过LC-MS检测的游离核苷酸和加帽的5′-5-三磷酸帽结构的混合物。LC-MS图谱上加帽产物的量可表示为来自反应的总多核苷酸的百分比并且将对应于加帽反应效率。具有较高加帽反应效率的帽结构通过LC-MS将具有较高量的加帽产物。
实例9.修饰的RNA或RT PCR产物的琼脂糖凝胶电泳
将每个多核苷酸(200-400ng，20μl体积)或反转录的PCR产物(200-400ng)负载至非变性的1.2％琼脂糖E-Gel(Invitrogen,Carlsbad,CA)上的孔中，并且根据制造商的方案跑胶12-15分钟。
实例10.Nanodrop修饰RNA定量和UV光谱数据
TE缓冲液中的修饰的多核苷酸(1μl)用于Nanodrop UV吸光度读数，以对来自化学合成或体外转录反应的每个多核苷酸的产率进行定量。
实例11.使用类脂质的修饰mRNA的配制
通过在添加至细胞之前，将多核苷酸与类脂质以设定比率混合来配制多核苷酸用于体外实验。体内配制可能需要添加额外成分，以有利于在整个身体中循环。为了测试这些类脂质形成适用于体内工作的颗粒的能力，可使用用于siRNA-类脂质制剂的标准配制方法作为起始点。在颗粒配制之后，添加多核苷酸并允许其与复合物整合。使用标准染料排除测定法对包封效率进行测定。
实例12.蛋白质表达的筛选方法
A.电喷雾电离
制备了可包含由施用至受试者的多核苷酸编码的蛋白质的生物样品并且根据电喷雾电离(ESI)的制造商方案使用1、2、3或4个质量分析仪对其进行分析。还可使用串联ESI质谱系统对生物样品进行分析。
将蛋白质片段或整个蛋白质的模式与给定蛋白质的已知对照进行比较，并且通过比较确定身份。
B.基质辅助激光解吸/电离
制备可包含由施用至受试者的一种或多种多核苷酸编码的蛋白质的生物样品，并根据基质辅助激光解吸/电离(MALDI)的制造商方案对其进行分析。
将蛋白质片段或整个蛋白质的模式与给定蛋白质的已知对照进行比较，并且通过比较确定身份。
C.液相色谱-质谱-质谱
可将可包含由一种或多种多核苷酸编码的蛋白质的生物样品用胰蛋白酶处理，以消化其中包含的蛋白质。通过液相色谱-质谱-质谱(LC/MS/MS)对所得的肽进行分析。将肽在质谱仪中片段化，以产生诊断模式，其可经由计算机算法与蛋白质序列数据库进行匹配。可将所消化的样品稀释，以实现1ng或更少的给定蛋白质的起始材料。含有简单缓冲液背景(例如，水或挥发性盐)的生物样品适合于直接在溶液中消化；更复杂的背景(例如，去污剂、非挥发性盐、甘油)需要另外的清洗步骤以便于样品分析。
将蛋白质片段或整个蛋白质的模式与给定蛋白质的已知对照进行比较，并且通过比较确定身份。
实施例13.环化和/或连环化
根据本发明，可使多核苷酸环化或连环化(concatemerized)，以产生有翻译能力的分子来帮助聚-A结合蛋白与5′端结合蛋白之间的相互作用。环化或连环化的机制可通过至少3种不同的途径发生：1)化学，2)酶，以及3)核酶催化。新形成的5′-/3′-键联可以是分子内或分子间的。
在第一途径中，核酸的5′端和3′端包含当靠近时在分子的5′端与3′端之间形成新的共价键联的化学反应性基团。5′端可包含NHS-酯反应性基团并且3′端可包含3′-氨基封端的核苷酸，以使得在有机溶剂中合成mRNA分子的3′端上的3′-氨基封端的核苷酸将经历5′-NHS-酯部分上的亲核攻击，从而形成新的5′-/3′-酰胺键。
在第二途径中，T4RNA连接酶可用于将5′-磷酸化的核酸分子酶连接至核酸的3′-羟基端，从而形成新的磷酸二酯键联。在示例反应中，根据制造商的方案将1μg核酸分子与1至10单位的T4RNA连接酶(New England Biolabs,Ipswich,MA)在37℃下孵育1小时。连接反应可在存在能够与并列的5′-和3′-区两者碱基配对以帮助酶连接反应的分离多核苷酸的情况下发生。
在第三途径中，cDNA模板的5′-或3′-端编码连接酶核酶序列，以使得在体外转录过程中，所得核酸分子可包含能够将核酸分子的5′端连接至核酸分子的3′端的活性核酶序列。连接酶核酶可源自I组内含子、I组内含子、丁型肝炎病毒、发夹状核酶或可通过SELEX(指数富集的配体系统进化技术)选择。核酶连接酶反应可在0℃与37℃之间的温度下进行1至24小时。
实施例14.抗原多核苷酸
用于在此的研究中的编码某些传染因子抗原或其变体的多核苷酸在表28中示出。
表28.抗原多核苷酸(RNA疫苗)
包括野生型抗原和工程化抗原的另外抗原教导于表29和30中。
泛流感NAV
在一个实施方案中，一种或多种流感病毒毒株的“HA头”区被去除，从而仅留下干区或跨膜区。如果选定，则这个区或多个区用作免疫原来筛选对病毒激发的最佳应答。如此，可实现针对多种毒株或对一种毒株的多应答的广泛中和。所得到的疫苗将代表泛流感疫苗。
此外，泛流感疫苗还可与本文公开的任何免疫增效剂组合。
在本文的研究中使用的编码某些传染因子抗原或其变体的多核苷酸可配置在本文描述的任何制剂(包括LNP)中，并且可皮内(ID)或肌内(IM)或通过任何适合的途径施用。
在表29中公开待用于刚刚描述的干疫苗接种产生方案中的若干流感毒株的HA区、跨膜区和细胞质区。
表29.由NAV多核苷酸编码的野生型抗原
在所述表中，TM代表跨膜并且CY代表细胞质。
在上述疫苗产生策略之后，工程化的抗原还可用于开发泛流感疫苗。此类构建体在表30中示出。
表30.由NAV多核苷酸编码的工程化抗原
实施例15.流感研究-H1N1血凝素(HA)抗原
本研究分两个阶段设计，第一阶段是在小鼠中测试编码来自流感A/PR/8(H1N1)的HA的mRNA疫苗的免疫原性，并且第二阶段是在小鼠中测试候选流感疫苗针对流感(INFV)A/PR/8/34(H1N1)的致死性激发的功效。研究设计概括于表31中。用于研究中的NAV多核苷酸是来自表28的构建体4(ORF SEQ ID NO:2045，mRNA SEQ ID NO:2118)。
在所述研究的I期中，在第0周和第3周将小鼠通过静脉内(IV)、肌内(IM)或皮内(ID)途径疫苗接种。一组保持未疫苗接种，且一组施用灭活的PR8抗原。在第1周、第3周(剂量前)和第5周从每只小鼠收集血清。通过病毒中和测定和HA抑制(HAI)针对抗HA活性对来自所有三个时间点的个体出血进行测试，并且来自第5周的合并样品仅使用A/PR/8/34(H1N1)通过蛋白质印迹进行测试。
II期
由于达到了所需免疫应答(HAI效价>40)，所以进行所述研究的II期。在II期中，通过鼻内(IN)滴注用致死剂量(10xLD90；约100个空斑形成单位；PFU)的A/PR/8/34(H1N1)激发小鼠。监测小鼠的重量、健康和存活持续14天。
所述研究在小鼠中测试了编码来自流感A/PR/8(H1N1)的HA的mRNA疫苗的免疫原性。所述研究使用每组5只BALB/c雌性小鼠的12个组。将小鼠在第0周和第3周通过鼻内(阳性对照)、静脉内、肌内或皮内途径疫苗接种。一组未疫苗接种，并且一组通过鼻内疫苗接种施用灭活的PR8抗原。
所述研究测试候选核糖核酸疫苗和制剂是否能够保护小鼠免受致死流感A/PR/8/34(H1N1)感染。所使用的小鼠是6-8周龄雌性BALB/c小鼠，每组10只。将小鼠在第0周和第3周通过IM、ID或IV途径疫苗接种。针对微量中和和HAI对小鼠血清进行测试。然后在鼻内施用(IN)第7周用约1LD90的流感A/PR/8/34(H1N1)激发小鼠。终点是感染后第13天、死亡或安乐死。将展示如通过>30％重量减轻、极度嗜睡或麻痹确定的严重疾病的动物安乐死。每天取得温度和重量。
LNP制剂由50:10:1.5:38.5比率的阳离子脂质、非阳离子脂质、PEG脂质和结构脂质组成。阳离子脂质是DLin-KC2-DMA(50mol％)，非阳离子脂质是DSPC(10mol％)，PEG脂质是PEG-DOMG(1.5mol％)，并且结构脂质是胆固醇(38.5mol％)。
在第1周、第3周(剂量前)和第5周从每只小鼠收集血清。通过病毒中和测定和HA抑制(HAI)针对抗HA活性对来自所有三个时间点(个体动物)的个体出血进行测试，并且来自第5周的合并样品仅使用灭活的流感A/PR/8(H1N1)通过蛋白质印迹进行测试。
用于小鼠的鼻内感染的标准方案
将雌性6-8周龄BALB/c小鼠以每组5只小鼠圈养。在研究开始前将小鼠在研究地点(Noble Life Sciences,Gaithersburg,MD)隔离至少3天。任意提供食物和水。
在轻度麻醉(异氟烷)下，通过用PBS中的100μL INFV中的约10xLD90鼻内(IN)接种来感染用INFV激发的小鼠组。在感染后，将小鼠放回其笼中用于观察和随后给药。
微量中和
微量中和方案是由世界卫生组织在2010年12月6日公布并且由WHO流感监测、流行病学和控制协作中心(WHO Collaborating Center for Surveillance,Epidemiology andControl of Influenza)、美国亚特兰大疾病控制和预防中心(Centers for DiseaseControl and Prevention,Atlanta,USA)概述的用于流感微量中和的标准方案，其内容以引用的方式整体并入本文。
通过血凝抑制进行的流感病毒感染的血清学诊断。
用于抑制血凝的标准方案可在出版物WHO Influenza Manual,WHO/CDS/CSR/NCS/2002.5Rev.1第37页中找到，其内容以引用的方式整体并入本文。
简单地说，所述方案如下。
步骤
I.处理血清
1.通过血凝鉴别流感分离株。
2.吸附血清以除去如上所述的非特异性凝集素。
II.RBC的标准化
根据本领域公认程序中的程序标准化RBC。
III.对照抗原的HA滴定
按照上文给出的用于对照抗原的滴定的程序。
IV.制备用于HAI测试和“反滴定”的标准化抗原。
每种对照抗原必须被标准化为包含4个HA单位/25μl、8个HA单位/50μl。
注意：将四个HA单位以25μl添加至测试，因为所述HA单位计算是基于50μl的体积。
V.用于血清学诊断的HAI测试
1.标记适当的微量滴定板。
2.将25μl的PBS添加至每个编号柱的孔B至H(B1-H12)。
3.将50μl的每种处理的血清(1:10)添加至所述编号柱的适当的第一孔(A1-A12)。
4.通过将来自编号柱1-12的第一孔的25μl转移至连续孔来制备处理的血清的连续两倍稀释液。
在行H之后丢弃最终25μl。
5.将25μl的标准抗原添加至一组处理的血清中的所有孔(A1-H12)。
6.将25μl的PBS代替抗原添加至所述组处理的血清以用于血清对照(A1-H12)。
7.通过在机械振动器上振荡10秒或通过手动搅拌所述板来混合所述板的内容物。
8.覆盖所述板且在室温(22至25℃)下孵育30-45分钟。
9.将50μl的标准化RBC添加至所有孔。如先前一样混合。
10.覆盖所述板且允许RBC在室温(22至25C)下沉降持续根据所使用的RBC的适当时间。
11.记录HAI效价。
当与先前测试比较时，阳性对照抗原和相应的抗血清应给出一致结果。急性期血清与恢复期血清之间的四倍效价增加被认为对于所述流感类型/亚型是诊断上阳性的。
蛋白质印迹
合并来自在第5周对疫苗接种的小鼠进行的出血的血清，并且1:1000稀释以用于蛋白质印迹中的分析。通过SDS-PAGE分离灭活的PR8抗原，并且用合并的血清探测。在组2-7和12中观察到阳性信号，在组4-7和12中观察到最高信号。
在10％bis-tris凝胶上通过SDS-分离500ng/泳道的灭活的PR8抗原。将蛋白质转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜，并且将膜用牛乳封闭且用来自第5周出血的每组的合并血清的1:1000稀释液探测。
用山羊抗小鼠碱性磷酸酶(AP)的1:3000稀释液检测抗体。
观察小鼠
在感染后13天(共14天，感染后0-13天)观察小鼠。
在Ohause量表上每日称重小鼠并记录重量。
所有动物在病毒激发前至少3天植入监测体温的芯片。每日记录温度。
每天一次评价每只小鼠的存活和健康。
表31.研究设计
在表中，应用以下缩写：IM，肌内；ID，皮内；IN，鼻内；IV，静脉内；LNP，脂质纳米颗粒
表32.平均HAI效价
血凝抑制
在疫苗接种后第1周、第3周和第5周，在小鼠血清样品中测量血凝抑制(HAI)。在第1周后，第5组和第7组均展示超过40的HAI效价，分别为60和114。在第3周，第3-7组展示超过40的HAI活性，其中最高是第7组在965下。在第5周，除第1组(初次接受实验的)和第9组之外的所有组均展示超过40的HAI活性，其中第7组>10,000。
注意1:40是功效的预测。>40的HAI效价被认为是保护免受流感的致死性激发所需的。
数据表明存在从致死性流感激发的100％挽救，具有在1周后保护性抗体效价的快速发生和高抗体效价，即超过未修饰的mRNA 50倍且超过蛋白质疫苗20倍。此外，表明对于本发明的核糖核酸疫苗，需要低得多的有效mRNA剂量，即比未修饰的mRNA低十倍。(图10)。
微量中和
将小鼠血清的两倍稀释液添加至96孔板中的100TCID50/ml的病毒。在孵育24小时后，向每个孔中添加1.5×104个马丁达比(Madin-Darby)犬-肾细胞。在37℃下孵育约20小时后，检测病毒并且用抗NP抗体计计分且在490nm下读取。使用第1周样品未检测到中和活性(信号<50；检测下限)。到第3周，第5组和第7组中的小鼠展示介于79与250(第5组)与250(第7组)之间的中和活性。其他组均未展示任何中和活性。在第5周，第2-4组显示介于789与2493之间的高中和活性，其中第7组展示2494和约25,000的中和活性。用灭活的PR8疫苗接种的小鼠的对照组在5只小鼠中的3只中展示中和活性并且范围介于79与250之间。数据在表33-35中示出。
表33.第1周微量中和
*‘<50’的效价指示效价低于检测限(1:50)
表34.第3周微量中和
*‘<50’的效价指示效价低于检测限(1:50)
表35.第5周微量中和
*‘<50’的效价指示效价低于检测限(1:50)
存活
在疫苗接种后第7周，用致死剂量(10xLD90)的INFV A/PR/8/34激发所有小鼠。观察小鼠的发病率和死亡率达14天。相较于未疫苗接种的初次实验组(第1组)，所有疫苗接种的小鼠都展示出100％存活。通过用约100PFU的INFV A/PR/8/34(H1N1)IN滴注激发每组5只小鼠的12个组。针对健康、发病率和死亡率每日观察小鼠持续14天。除了未疫苗接种的动物(其在大约第7天死亡)之外的所有动物在14天研究后存活。
重量减轻数据
用A/PR/8/34激发的小鼠的重量减轻和健康。通过用约100PFU的INFV A/PR/8/34(H1N1)IN滴注激发每组5只小鼠的12个组。针对健康、发病率和死亡率每日观察小鼠持续14天。
所有疫苗接种的小鼠展示100％存活，但是一些组展示重量减轻。未疫苗接种的组展示0％存活，并且在感染后第6天和第7天死亡。尽管在激发的疫苗接种的小鼠中观察到重量减轻的差异，但是关于其显著性未能得出结论。用具有带有裸mRNA的N1甲基假尿苷/5-甲基胞嘧啶的NAV疫苗接种的组在感染后第2天和第3天展示健康得分“2”，但在研究的剩余部分恢复至“健康”。用具有N1甲基假尿苷/5-甲基胞嘧啶ID 80ug w/lipofecatmine 2000(LF2000)以及N1甲基假尿苷和5-甲基胞嘧啶LNP ID的NAV疫苗接种的组均在感染后第5天和第6天展示健康得分“2”，所述得分在研究的持续时间中继续。LNP制剂由50:10:1.5:38.5比率的阳离子脂质、非阳离子脂质、PEG脂质和结构脂质组成。阳离子脂质是DLin-KC2-DMA(50mol％)，非阳离子脂质是DSPC(10mol％)，PEG脂质是PEG-DOMG(1.5mol％)，并且结构脂质是胆固醇(38.5mol％)。
所有组通常维持介于原始重量的90％-110％之间的重量，除了未疫苗接种疫苗的组。这些动物到第6天处于其原始重量的约70％。健康评分是根据表36。
表36.健康得分表
实施例16.MRSA研究
可由核糖核酸疫苗编码的MRSA的抗原包括SpA、SpAKKAA、IsdA、IsdB、SDRD、SDRE、TSST-1、PVL、a-HL、NMD-1和SCCmec。研究设计在表37中示出。在这些研究中，使用来自表28的24号构建体。
A.在小鼠中的金黄色葡萄球菌肺炎激发模型中测试修饰的核糖核酸疫苗的功效。
此研究将测试编码MRSA Ag808的核糖核酸疫苗在BALB/c小鼠中的功效。所述研究使用15只BALB/c雌性小鼠的15个组(总计225只)。将小鼠在0周和第3周通过皮内(ID)或肌内(IM)途径用包含DLin-KC2-DMA(“KC2”)或DLin-MC3-DMA(“MC3”)的LNP制剂疫苗接种。KC2LNP制剂由阳离子脂质(DLin-KC2-DMA，50mol％)、非阳离子脂质(DSPC，10mol％)、PEG脂质(PEG-DOMG 1.5mol％)和结构脂质(胆固醇，38.5mol％)组成。MC3LNP制剂由阳离子脂质(DLin-MC3-DMA，50mol％)、非阳离子脂质(DSPC，10mol％)、PEG脂质(PEG-DOMG 1.5mol％)和结构脂质(胆固醇，38.5mol％)组成。一组未疫苗接种，且一组施用阳性对照抗原。在激发之前，将小鼠在第1周、第3周和第5周通过尾静脉取血，并且血清样品将被保留用于稍后分析。在第5周将小鼠通过鼻内(IN)接种用约1xLD90的MRSA(菌株Newman)激发。将使用基于标准评分系统、重量减轻和死亡率指定的健康得分来监测小鼠的发病率，并且终点是感染后第14天、死亡或安乐死。将展示如通过>30％重量减轻、极度嗜睡或麻痹确定的严重疾病的动物安乐死。小鼠将保持直到第7周以进行动物的额外工作(例如进一步疫苗接种、取血或感染激发)。
B.测试N1-甲基假尿苷修饰的核糖核酸疫苗在金黄色葡萄球菌腹膜炎激发中的功效
此研究测试了编码MRSA Ag808的核糖核酸疫苗在BALB/c小鼠中的功效。所述研究使用15只BALB/c雌性小鼠的15个组(总计270只)。将小鼠在0周和第3周通过皮内(ID)或肌内(IM)途径用包含DLin-KC2-DMA(“KC2”)或DLin-MC3-DMA(“MC3”)的LNP制剂疫苗接种。KC2LNP制剂由阳离子脂质(DLin-KC2-DMA，50mol％)、非阳离子脂质(DSPC，10mol％)、PEG脂质(PEG-DOMG 1.5mol％)和结构脂质(胆固醇，38.5mol％)组成。MC3LNP制剂由阳离子脂质(DLin-MC3-DMA，50mol％)、非阳离子脂质(DSPC，10mol％)、PEG脂质(PEG-DOMG 1.5mol％)和结构脂质(胆固醇，38.5mol％)组成。一组未疫苗接种，且一组施用阳性对照抗原。在激发之前，将小鼠在第1周、第3周和第5周通过尾静脉取血，并且血清样品被保留用于稍后分析。通过鼻内滴注激发的小鼠接受预测激发剂量的2e8CFU/小鼠(在反滴定之后实际是3.3e8/小鼠)并且通过IP感染激发的小鼠接受预测的1e7CFU/小鼠(在反滴定之后实际是6.7e6CFU/小鼠)。使用基于标准评分系统、重量减轻和死亡率指定的健康得分来监测小鼠的发病率，并且终点是感染后第14天、死亡或安乐死。将展示如通过>30％体重减轻、极度嗜睡或麻痹确定的严重疾病的动物安乐死。
表37.研究设计
疫苗接种且通过IP途径用3％猪粘蛋白激发的小鼠在激发的24小时内都展示0％存活。疫苗接种且通过IN滴注激发的小鼠展示6％与33％之间的存活和2天与3天之间的中值存活时间。在任一激发模型中用所测试的RNA疫苗构建体或对照(灭活的细菌和蛋白质对照)未显示功效，从而表明所述模型不适合用于测试构建体。媒介物疫苗接种的组展示20％存活和3天的中值存活时间。不受理论束缚，据信MRSA感染模型的严重性妨碍了疫苗功效的检测。可对其他模型进行测试以测定功效。
实施例17.登革热研究：小鼠中的登革热病毒RNA疫苗免疫原性
此研究提供BALB/c小鼠中使用登革热病毒(DENV)血清型2抗原的核酸mRNA疫苗的免疫原性的初步分析。所述研究使用10只BALB/c雌性(5)和雄性(5)小鼠的44个组(总计440只，在研究开始时6-8周龄，关于设计概要参见表38)。在此研究中，所使用的构建体编号参考且见于表28中。
将小鼠在第0周和第3周通过肌内(IM)或皮内(ID)途径疫苗接种。一组保持未疫苗接种，并且一组通过静脉内(IV)注射施用105个空斑形成单位(PFU)活DENV2、D2Y98P分离物作为阳性对照。在第1周、第3周和第5周从每只小鼠收集血清；第1周和第3周的出血是活体样品(尾静脉或下颌下出血)，且第5周将是终末(心脏内)出血。将各个血清样品储存在-80℃下直到通过中和或微量中和测定进行分析。通过蛋白质印迹针对与病毒裂解物的反应性对在第5周时间点来自每组的合并样品进行测试。
表38.详细实验设计(处理，读出)
在第5组、第15组、第39组和第44组(活病毒对照)中通过在蛋白质印迹数据中显示50与60kDa之间的条带检测信号。数据表明针对单一登革热病毒抗原的mRNA疫苗能够在初步研究中产生抗体。
实施例18.结核核糖核酸疫苗：佐剂与抗原的组合方法
所述研究的目标是鉴别在结核的不同疾病分期中有效的多价、多佐剂疫苗。初始实验在三种疾病分期模型中评估了具有8种细胞因子佐剂的12种抗原。由本发明的多核苷酸编码的抗原包括Ag85A(Rv3804c)、Ag85B(Rv1886c)、TB10.4(Rv0288)、ESAT6(Rv3785)、Rv2660L、Rv3619、Rv1813c、Rv3620c、Rv2608、Rv1196、Rv0125和/或MT401。靶细胞因子佐剂包括GM-CSF、IL-17、IFNg、IL-15、IL-2、IL-21、抗-PD1/2和/或乳铁蛋白。
实施例19.人肠道病毒(HEV68和HEV71)研究。
已经鉴别了用于产生疫苗的若干关键抗原。这些应用包括：(i)所有三种HEV68谱系的VP1BC/DE环和(ii)HEV71的VP1+VP2。用于从HEV71抗原产生疫苗的RNAV多核苷酸是来自表28的构建体72(ORF SEQ ID NO:211，mRNA SEQ ID NO:2186)。
实施例20.MERS-CoV研究。
因为MERS-CoV通过DPP4Fc结合细胞，所以用于MERS-CoV的治疗可包括有或无MERS-CoA结合位点的编码DPP4-Fc的mRNA和用于糖尿病信号传导的突变体结合位点以及MERS-CoV刺突蛋白的截短受体结合结构域。参见PLoS One.2013；8(12):e81587)。这种疫苗将充当所述病毒的诱饵，因为它将吸引MERS-CoV。
用于MERS-CoV的另一种关键疫苗被鉴别为编码作为抗原的MERS-CoV刺突糖蛋白的mRNA。蛋白质序列在此给出(SEQ ID NO:2275)。
SEQ ID NO.2275：
mihsvfllmflltptesyvdvgpdsiksacievdiqqtffdktwprpidvskadgiiypqgrtysnitityqglfpyqgdhgdmyvysaghatgttpqklfvanysqdvkqfangfvvrigaaanstgtviispstsatirkiypafmlgssvgnfsdgkmgrffnhtlvllpdgcgtllrafycileprsgnhcpagnsytsfatyhtpatdcsdgnynrnaslnsfkeyfnlrnctfmytynitedeilewfgitqtaqgvhlfssryvdlyggnmfqfatlpvydtikyysiiphsirsiqsdrkawaafyvyklqpltflldfsvdgyirraidcgfndlsqlhcsyesfdvesgvysvssfeakpsgsvveqaegvecdfspllsgtppqvynfkrlvftncnynltkllslfsvndftcsqispaaiasncysslildyfsyplsmksdlsvssagpisqfnykqsfsnptclilatvphnlttitkplkysyinkcsrllsddrtevpqlvnanqyspcvsivpstvwedgdyyrkqlsplegggwlvasgstvamteqlqmgfgitvqygtdtnsvcpklefandtkiasqlgncveyslygvsgrgvfqnctavgvrqqrfvydayqnlvgyysddgnyyclracvsvpvsviydketkthatlfgsvacehisstmsqysrstrsmlkrrdstygplqtpvgcvlglvnsslfvedcklplgqslcalpdtpstltprsvrsvpgemrlasiafnhpiqvdqlnssyfklsiptnfsfgvtqeyiqttiqkvtvdckqyvcngfqkceqllreygqfcskinqalhganlrqddsvrnlfasvkssqsspiipgfggdfnltllepvsistgsrsarsaiedllfdkvtiadpgymqgyddcmqqgpasardlicaqyvagykvlpplmdvnmeaaytssllgsiagvgwtaglssfaaipfaqsifyrlngvgitqqvlsenqkliankfnqalgamqtgftttneafhkvqdavnnnaqalsklaselsntfgaisasigdiiqrldvleqdaqidrlingrlttlnafvaqqlvrsesaalsaqlakdkvnecvkaqskrsgfcgqgthivsfvvnapnglyfmhvgyypsnhievvsayglcdaanptnciapvngyfiktnntrivdewsytgssfyapepitslntkyvapqvtyqnistnlpppllgnstgidfqdeldeffknvstsipnfgsltqinttlldltyemlslqqvvkalnesyidlkelgnytyynkwpwyiwlgfiaglvalalcvffilcctgcgtncmgklkcnrccdryeeydlephkvhvh
实施例21：H10N8体外研究
在HeLa细胞中进行关于H10血凝素mRNA的可翻译性的体外研究。
蛋白质印迹分析揭示在用编码流感病毒的H10N8毒株的HA蛋白的mRNA NAV转染之后HA表达于HeLa细胞中。
实施例22：流感研究–给药和制剂
在不同剂量下且在不同制剂中针对引发小鼠中的免疫应答的能力对编码流感病毒的H1N1毒株的HA蛋白的mRNA疫苗进行测试。
在小鼠中评价了不同剂量好制剂的功效。在第0天和第21天用编码H1N1病毒的HA的mRNA疫苗接种之后第35天测定的小鼠的HAI效价在图11中示出。效价在ID或IM施用的KC2和MC3制剂的10μg mRNA/小鼠(400μg mRNA/kg)剂量下最高(表39)。
表39：在用编码H1N1病毒疫苗的血凝素蛋白的mRNA的不同剂量和制剂疫苗接种之
后小鼠中的血凝素抑制效价
G0＝第0代，即规范未修饰的核苷酸；G2＝修饰的核苷酸的第2代；G5＝修饰的核苷酸的第5代(意图用于临床开发)。
C0＝CAP0；C1＝CAP1(意图用于临床开发)
N/A：不适用。
IN：鼻内；ID：皮内；IM：肌内
实施例23：流感研究–免疫性的开始–存活和HAI
此研究评价了在用流感A/PR/8病毒致死激发后，雌性BALB/c小鼠中编码流感A/PR/8(H1N1)的mRNA疫苗的功效。将各组动物疫苗接种并且在第1周、第2周、第3周或第4周之后激发。在激发之前一天从每只小鼠收集血清。使用流感A/PR/8(H1N1)针对血凝抑制对个体出血进行测试。对照组包括未疫苗接种的小鼠和用灭活的PR8病毒接种的小鼠作为阳性对照。这些动物与用mRNA疫苗接种的组并行激发。通过鼻内滴注用致死剂量(100PFU)的A/PR/8/34(H1N1)进行激发。使用基于标准评分系统、重量减轻和死亡率指定的健康得分来监测动物的发病率。接受mRNA疫苗的所有小鼠显示100％存活和最小重量减轻(图12A-12D)。在疫苗接种后第1周，接受mRNA疫苗的小鼠和接受阳性对照疫苗的小鼠的血凝抑制效价是类似的。然而，在疫苗接种后第2周、第3周和第4周，相较于接受阳性对照疫苗的小鼠，接受mRNA疫苗的小鼠显示更高的平均效价(图13)。
在第0周用以下各项对多组15只雌性BALB/c小鼠(6-8周龄)接种疫苗：通过ID注射在0.4mg/kg剂量下的包封于LNP中的mRNA；IN给予的灭活的PR8病毒；或媒介物。
在疫苗接种后第1周、第2周、第3周和第4周，在轻度麻醉下用流感A/PR/8/34病毒对动物进行接种。动物通过IN滴注接受100μL的在PBS中稀释至1×103PFU/mL最终浓度的病毒。
进行健康评估，并且每日记录重量持续14天(感染后第0-13天)。使用表36中所示的评分系统评价存活和健康。
所有动物在病毒激发前至少3天植入监测体温的芯片。每日记录温度。在每次激发之前一天，收集血清样品并且在HAI测定中分析血清。
存活曲线呈现于图15中。监测动物的存活持续14天。在GraphPadPrism v6中进行对数秩分析。
用mRNA疫苗或灭活的PR8疫苗接种的小鼠都展示100％存活，而未疫苗接种的小鼠展示0％和40％存活(表40)。未检测到处理的小鼠体重的显著降低。
表40：在疫苗接种且用流感A/PR/8/34病毒激发之后小鼠的存活百分比和平均存
活
平均HA效价在图13和表41中示出。
表41.在疫苗接种且用流感A/PR/8/34病毒激发之后小鼠的平均血凝抑制(±SD)
效价
值是平均值±SD(标准偏差)
这些数据证明用0.4mg/kg ID剂量的mRNA疫苗或灭活的PR8病毒疫苗接种的小鼠在用流感A/PR/8/34病毒激发后在第1周、第2周、第3周或第4周中显示100％存活，从而表明所述疫苗在此研究的条件下提供针对流感A/PR/8/34病毒感染的保护。对于用灭活的PR8病毒疫苗接种的动物，HAI活性在第1至4周保持较低。用mRNA疫苗接种的小鼠在激发后第1周中显示较低平均HAI效价，但在第2周、第3周和第4周中分别增加效价。
实施例24：流感疫苗中的H1和H7特异性T细胞应答的评价
在第0周和第3周用编码流感H1N1或H7N9病毒的HA蛋白的mRNA疫苗对小鼠ID免疫，并且在第5周收集脾细胞。用复制H1或H7序列的HA肽文库(全长蛋白质的15聚体)刺激T细胞16-18小时。使用PMA+离子霉素进行T细胞的非特异性刺激。IFNγELISpot用于鉴别针对IFNγ的染色。用复制H1或H7序列的肽文库(全长蛋白质的15聚体)刺激B细胞。使用R848+rIL-2进行多克隆B细胞刺激。B细胞ELISpot用于鉴别针对抗原特异性IgG的染色。
IFNγELISpot结果证明，在用H1或H7肽刺激后，T细胞的IFNγ分泌增加(图14A和14B)。在用PMA+离子霉素刺激的T细胞中未观察到增加的IFNγ分泌(图14C)。结果证明T细胞应答是抗原特异性的。
B细胞ELISpot结果展示了在用完整抗原刺激B细胞时的IgG分泌，但用H1/H7肽刺激无IgG分泌(图15A-15D)。因为IgG应答是通过MHCII抗原(其倾向于比刺激T细胞应答所需的MHCI抗原长)刺激的，所以预期缺乏用肽文库刺激。
实施例25：小鼠脾细胞中针对流感疫苗的H1、H7和H10特异性T细胞和B细胞应答的
评价
在施用编码H1、H10和H7血凝素蛋白的mRNA疫苗(NAV)后评价流感特异性T细胞和B细胞应答。简言之，在第0天通过皮内途径(ID)用不同剂量对每组5只雌性6-8周龄BALB/c小鼠的36个组接种疫苗。在疫苗接种后第七周，杀死小鼠并且收获脾。通过IFNγELISpot；针对CD3、CD4、CD8、CD45、CCR7、CD44、CD25、IL-2IFNγ和TNFα标记物的细胞内细胞因子染色(ICS)；和通过B细胞ELISpot评估脾细胞。
IFNγELISpot分析
通过IFNγELISpot针对H1、H7和H10特异性IFNγ产生评估已施用H10N8/N1-甲基假尿苷/C0的多组小鼠的脾细胞。初次接受实验的小鼠未产生可测量的IFNγ细胞因子应答，而在用H10N8/N1-甲基假尿苷/C0皮内接种的小鼠中检测到H10肽特异性IFNγELISpot应答。据发现这些应答的量值取决于所施用的疫苗的剂量。肽刺激的脾细胞不产生可检测的H1或H7特异性IFNγELISpot应答。所有组在用PMA+离子霉素刺激后产生IFNγELISpot应答(阳性对照)。
从分离自已皮内施用H1N1/G2/C1、H1N1/G2/C0(MC3制剂)或H1N1/G2/C0(KC2制剂)的小鼠的脾细胞以及从分离自已肌内施用H1N1/G2/C0(MC3制剂)的小鼠的脾细胞检测到H1肽特异性IFNγELISpot应答。
从分离自已皮内或肌内施用H7N9/G2/C0的小鼠的脾细胞检测到H7肽特异性IFNγELISpot应答。
来自已接受H1N1/G2/C1/PBS的对照小鼠的脾细胞显示对肽刺激无反应。
B细胞ELISpot分析
简言之，在用不同H1疫苗制剂疫苗接种的几组小鼠中检测到H1特异性IgG和IgM应答。还分别在H7N9/N1-甲基假尿苷/C0和H10N8/N1-甲基假尿苷/C0疫苗接种的小鼠中引发了H7和H10特异性IgG和IgM应答。
细胞内细胞因子染色结果
细胞内细胞因子染色和流式细胞术分析指示，在CD4+T细胞和CD8+T细胞中在具有相应肽或蛋白质的情况下来自H1疫苗接种的小鼠的脾细胞刺激后16-18小时和48小时诱导了H1特异性Th1(IFNγ、TNFα、IL-2)细胞因子应答。
此外，还在CD4+和CD8+T细胞中检测到H7和H-10肽和蛋白质特异性Th1(IFNγ、TNFα、IL-2)应答。在用H7疫苗制剂疫苗接种的组中注意到H7特异性应答，并且在用H10疫苗制剂疫苗接种的组中观察到H10特异性应答。
实施例26：小鼠脾细胞中针对流感疫苗的H7和H10特异性T细胞和B细胞应答的评
价–时程
在施用编码H10和H7血凝素蛋白的mRNA疫苗(NAV)后评价流感特异性T细胞和B细胞应答。简言之，如表42中示出在第0天通过皮内途径(ID)用不同剂量对每组5只雌性6-8周龄BALB/c小鼠的27个组(总计135只小鼠)接种疫苗。在第7天，将第21组和第84组的5只动物杀死，并且收获血液样品和脾。
使用IFNγELISPOT、IgG ELISPOT(对于B细胞应答)和细胞内细胞因子染色(ICS)对小鼠脾进行分析。通过首先用受体破坏酶(RDE)处理以灭活血清中存在的血凝的非特异性抑制剂(假阳性)来分析血清样品的血凝素抑制(HAI)。接着，使用红细胞(RBC)吸附RDE处理的血清以除去非特异性凝集素(假阴性)。将系列稀释的处理血清(2倍稀释)与标准量的重组流感抗原预孵育，然后将RBC添加至混合物。血凝抑制表明HA特异性抗体的存在。将合并的抗H10小鼠血清用作阳性对照，并且显示在之前观察到的数据范围内的HAI效价。
在第0天接受单剂量的mRNA NAV后，在第7天(表42)未检测到HAI效价，但在第21天(表43)检测到HAI效价并且持续增加至第84天(表44)。第84天效价比来自第21天的效价高2倍至15倍(图15和16)。
相较于通过H10N8/N1-甲基假尿苷/C0制剂MC3诱导的HAI效价，H10N8/N1-甲基假尿苷/C1制剂MC3的施用产生更高的HAI效价(图17)。MC3LNP制剂由阳离子脂质(DLin-MC3-DMA，50mol％)、非阳离子脂质(DSPC，10mol％)、PEG脂质(PEG-DOMG 1.5mol％)和结构脂质(胆固醇，38.5mol％)组成。
以10μg/剂量施用H10N8/N1-甲基假尿苷/C1制剂MC3实现最高HAI效价，而在施用2.0μg/剂量和0.4μg/剂量后的HAI效价彼此相似(图16)。
表42：在第7天针对H10和H7的HAI效价
表43：在第21天针对H10和H7的HAI效价
表44：在第84天针对H10和H7的HAI效价
实施例27：非人灵长类动物中的抗H10血凝素分析
将多组食蟹猴用各种剂量的编码H10HA的NAV/LNP制剂(50μg/剂量、200μg/剂量、400μg/剂量)、用3M装置递送的编码H10HA的NAV/LNP或编码H10HA的对照NAV/PBS疫苗接种。每周从猴取得血清样品并且评估血凝素抑制(表45，图19)。
表45：针对H10蛋白的HAI效价
实施例28：在雪貂模型中使用H7N9疫苗测定免疫性开始的时间
在流感感染的雪貂模型中评价流感A/安徽/1/2013(H7N9)疫苗的免疫开始的时间(如通过激发后的抗体效价和病毒效价的降低所测量)。简言之，在第0天用10μg、50μg或200μg剂量的H7N9mRNANAV疫苗、200μg剂量的缺少14kDa帽的vH7N9疫苗、或PBS对照通过皮内途径对每组8只雪貂的20个组接种疫苗。20个组中的5个接受第二次疫苗接种(加强)以确定第二次剂量是否增加保护。然后通过鼻内途径使动物暴露于流感A/安徽/1/2013(H7N9)病毒。研究设计在表45中示出：
表45.研究设计
因为H7N9未在雪貂中诱导致死性疾病，所以主要终点是激发后3天的组织(主要是肺)中的病毒载量，如通过TCID50(50％组织培养感染剂量)所测定。除了病毒效价，在疫苗接种之前和就在激发之前收集血液以测定流感特异性抗体效价，如通过血凝抑制(HAI)和微量中和(MN)测定所测定。
肺匀浆数据表明，在任何浓度下单次疫苗接种导致病毒效价降低，在疫苗接种后7天之前具有免疫开始的时间(表46)。在疫苗接种后7天激发的所有疫苗组中存在1个对数降低。对于在疫苗接种后21天以剂量依赖性方式激发的组，对于200-、50-和10-μg组这分别改进3、2和1个对数降低(图20)。对于在疫苗接种后49天激发的组，对于200-、50-和10-μg组这分别进一步改进4、2和3个对数降低。在疫苗接种后7天，相对于PBS对照组在10-和200-μg组中观察到统计学显著差异(p<0.05)。50-μg剂量组还倾向于降低的肺病毒效价，但是当施用加强时仅具有与PBS组的统计学显著差异。这可能是由于偶然外围高病毒效价样品，其增加了此组中的可变性。
表46：病毒载量(TCID50组几何平均值)
158是鼻洗液TCID50测定的检测下限。所有低于LLOQ值被指定为值79以用于产生鼻洗液的几何平均值。15.8是肺匀浆TCID50测定的检测下限。所有低于LLOQ值被指定为值8以用于产生鼻洗液的几何平均值。
与单次疫苗接种相比，不存在从加强疫苗接种观察到的统计益处，但是这可能是由于在单次疫苗接种组和2次(加强)疫苗接种组两者中观察到的到49天时病毒肺效价的2-4对数降低(表47)。
表47：肺病毒载量(TCID50组几何平均值)-加强对比未加强
15.8是肺匀浆TCID50测定的检测下限。所有低于LLOQ值被指定为值8以用于产生鼻洗液的几何平均值。
就在疫苗接种和激发之前从每只动物收集血清，并且通过HAI测定进行分析。如从表48看出，在疫苗接种后7天可观察到剂量依赖性增加，并且效价随时间推移增加。在10-μg疫苗与PBS应答之间，200-μg至14-kDa帽疫苗确实提供高于背景的一些效价。接受第二次疫苗接种的组显示在第二次疫苗接种后抗体效价的剂量依赖性38倍增加。200-μg至14-kDa帽疫苗还显示在第二次疫苗接种后抗体效价的大约2倍增加。在所有情况下，在疫苗接种后21天首次观察到相对于接种前血液样品的统计学显著增加(p<0.05)。
表48：HAI抗体效价结果
10是HAI测定的检测下限。所有<10被指定值5以用于产生几何平均值。
NA＝不适用。
还通过MN测定分析血清样品。如表49中所示，早在接种后7天观察到MN效价的增加，并且继续增加到接种后49天。效价在200-μg疫苗组中最高，并且在50-和10-μg组中相似。对于50-和200-μg疫苗剂量组，到疫苗接种后7天观察到统计学显著增加(p<0.05)。对于10-μg疫苗剂量组，直到疫苗接种后21天仍未观察到显著增加(p<0.05)。200-μg 14-kDa帽疫苗确实提供高于背景的一些效价，其到疫苗接种后49天是统计学显著的(p<0.05)并且低于50-和10-μg组的效价。接受第二次疫苗接种的组在第二次疫苗接种后经历效价的3.0-4.5倍增加。200-μg 14-kDa帽疫苗还显示在第二次疫苗接种后效价的大约1.5倍增加。
表49：MN抗体效价结果
20是MN测定的检测下限。所有<20被指定值10以用于产生几何平均值。
N/A＝不适用
非常出人意料地，当在疫苗接种后刚7天暴露于病毒时，本发明的疫苗构建体降低肺中的病毒效价。早在疫苗接种后7天检测到如通过HAI和MN测量的抗体效价的统计学显著增加。第二次疫苗接种(即，加强)确实增加抗体效价，但未统计学上降低病毒效价，因为单次疫苗接种在大多数动物中消除了所有病毒。200μg/动物下的-14kDa帽疫苗提供比10-μg完整疫苗更低的保护，但相对于PBS对照两者确实均降低肺中的病毒载量且增加抗体效价。
虽然已关于若干所描述的实施方案相当详细并相当具体地描述了本发明，但是并不预期本发明应限于任何所述细节或实施方案或任何具体实施方案，而是参考随附权利要求进行说明，以便考虑到现有技术提供所述权利要求的最广泛的可能解释，并且因此有效地涵盖本发明的预期范围。
本文提到的所有公布、专利申请、专利和其他参考文献以引用的方式整体并入。如有矛盾，以包括定义在内的本说明书为准。另外，章节标题、材料、方法和实施例仅为示例性的并且不旨在具有限制性。
应理解，已使用的措辞为描述性措辞，而不是限制性措辞，并且可在随附权利要求的范围内做出改变，而不脱离在本发明的更宽的方面内的本发明的真实范围和精神。
Claims (131)
1.一种在阳离子脂质纳米颗粒中配制的核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
2.如权利要求1所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。
3.如权利要求2所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。
4.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
5.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含约50％阳离子脂质、约1.5％PEG修饰的脂质、约38.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。
6.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含约55％阳离子脂质、约2.5％PEG脂质、约32.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。
7.如权利要求2所述的疫苗，其中所述阳离子脂质是可电离阳离子脂质，并且所述非阳离子脂质是中性脂质，并且所述固醇是胆固醇。
8.如权利要求1-7中任一项所述的疫苗，其中所述开放阅读框是密码子优化的。
9.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽来源于传染因子。
10.如权利要求9所述的疫苗，其中所述传染因子选自由病毒的毒株和细菌的菌株组成的组的成员。
11.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸编码另一抗原多肽。
12.如权利要求1-8所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸包含至少一种化学修饰。
13.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽选自在表6-14、表29-30中列出的那些蛋白质或其抗原片段。
14.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码选自表6-11、表22-23的抗原多肽或其抗原片段。
15.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框各自选自来自表28的RNA序列中的任一个或其抗原片段。
16.如权利要求9-10中任一项所述的疫苗，其中所述传染因子是甲型流感或乙型流感或其组合的毒株。
17.如权利要求16所述的疫苗，其中所述甲型流感或乙型流感的毒株与鸟、猪、马、犬、人或非人灵长类动物相关。
18.如权利要求1-16中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽编码血凝素蛋白或其片段。
19.如权利要求18所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18或其片段。
20.如权利要求18或19所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含头部结构域(HA1)。
21.如权利要求18或19所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白包含所述头部结构域(HA1)的一部分。
22.如权利要求18-21中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含细胞质结构域。
23.如权利要求18-21中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白包含所述细胞质结构域的一部分。
24.如权利要求18-23中任一项所述的疫苗，其中所述截短血凝素蛋白。
25.如权利要求18-23中任一项所述的疫苗，其中所述截短血凝素蛋白包含所述跨膜结构域的一部分。
26.如权利要求18-25中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白的氨基酸序列或其片段包含与表14-16中提供的氨基酸序列中的任一个的至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
27.如权利要求18所述的疫苗，其中所述病毒选自由以下组成的组：H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。
28.如权利要求18所述的疫苗，其中所述抗原多肽选自在表6-12中列出的那些蛋白质或其抗原片段。
29.如权利要求1-28中任一项所述的疫苗，其中所述核酸疫苗是多价的。
30.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码至少2、3、4、5、6、7、8、9或10种抗原多肽。
31.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码至少10、15、20或50种抗原多肽。
32.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码2-10、10-15、15-20、20-50、50-100或100-200种抗原多肽。
33.如权利要求1-32中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
34.如权利要求33所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。
35.如权利要求34所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
36.如权利要求35所述的疫苗，其中第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
37.一种在纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述纳米颗粒具有50-200nm的平均直径。
38.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒具有小于0.4的多分散性值。
39.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒在中性pH下具有净中性电荷。
40.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒具有80-100nm的平均直径。
41.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒是包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质的阳离子脂质纳米颗粒。
42.如权利要求41所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。
43.一种核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述开放阅读框中的尿嘧啶的至少80％具有化学修饰。
44.如权利要求43所述的疫苗，其中所述开放阅读框中的所述尿嘧啶的100％具有化学修饰。
45.如权利要求43或44所述的疫苗，其中所述化学修饰是在所述尿嘧啶的5位处。
46.如权利要求43-44中任一项所述的疫苗，其中所述化学修饰是N1-甲基假尿苷。
47.如权利要求43-46中任一项所述的疫苗，其在阳离子脂质复合物或阳离子脂质纳米颗粒中配制。
48.一种在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框、至少一个5′末端帽以及至少一种化学修饰的RNA多核苷酸。
49.如权利要求48所述的疫苗，其中所述5’末端帽是7mG(5′)ppp(5′)NlmpNp。
50.如权利要求48-49中任一项所述的疫苗，其中所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
51.如权利要求50所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。
52.如权利要求50所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
53.如权利要求52所述的疫苗，其中第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
54.如权利要求48所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。
55.如权利要求54所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。
56.如权利要求54或55所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
57.一种在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码血凝素蛋白的开放阅读框的RNA多核苷酸以及药学上可接受的载体或赋形剂。
58.如权利要求57所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白选自HA1、HA7和HA10。
59.如权利要求57或58所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸不编码F蛋白。
60.如权利要求57-59中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸进一步编码神经氨酸酶蛋白。
61.如权利要求57-60中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白来源于甲型流感病毒或乙型流感病毒或其组合的毒株。
62.如权利要求61所述的疫苗，其中所述流感病毒选自由以下组成的组：H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。
63.如权利要求57-62中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
64.如权利要求63所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。
65.如权利要求63所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。
66.如权利要求65所述的疫苗，其中第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。
67.如权利要求57所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。
68.如权利要求67所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。
69.如权利要求67或68所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。
70.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2459-2621。
71.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO2459-2621具有至少80％序列同一性的多核苷酸。
72.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ IDNO 2254具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。
73.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2254的氨基酸序列的多核苷酸。
74.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ IDNO 2259具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。
75.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2259的氨基酸序列的多核苷酸。
76.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ IDNO 2192具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。
77.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2192的氨基酸序列的多核苷酸。
78.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码与SEQ IDNO 2200具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多核苷酸。
79.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含编码SEQ ID NO2200的氨基酸序列的多核苷酸。
80.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2046。
81.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO2046具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。
82.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2119。
83.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO2119具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。
84.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2054。
85.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO2054具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。
86.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含SEQ ID NO2127。
87.如权利要求57-69中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含与SEQ ID NO2127具有80％-98％序列同一性的多核苷酸。
88.一种核酸，其包含与SEQ ID NO 2127或SEQ ID NO 2054的80％-95％序列同一性。
89.一种核酸，其包含SEQ ID NO：2624。
90.一种诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法，其包括以有效量向所述受试者施用如权利要求1-89中任一项所述的疫苗以产生抗原特异性免疫应答。
91.如权利要求90所述的方法，其中所述抗原特异性免疫应答包括T细胞应答。
92.如权利要求90所述的方法，其中所述抗原特异性免疫应答包括B细胞应答。
93.如权利要求90所述的方法，其中所述产生抗原特异性免疫应答的方法涉及所述疫苗的单次施用。
94.如权利要求90所述的方法，其还包括施用所述疫苗的加强剂量。
95.如权利要求90所述的方法，其中所述疫苗通过皮内或肌内注射施用至所述受试者。
96.一种用于在诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法中使用的如权利要求1-89中任一项所述的疫苗，所述方法包括以有效量向所述受试者施用所述疫苗以产生抗原特异性免疫应答。
97.如权利要求1-89中任一项所述的疫苗在制造用于在诱导受试者中的抗原特异性免疫应答的方法中使用的药剂中的用途，所述方法包括以有效量向所述受试者施用所述疫苗以产生抗原特异性免疫应答。
98.一种预防或治疗流感病毒感染的方法，其包括向受试者施用如权利要求57-89中任一项所述的疫苗。
99.如权利要求98所述的方法，其中所述抗原特异性免疫应答包括T细胞应答。
100.如权利要求98所述的方法，其中所述抗原特异性免疫应答包括B细胞应答。
101.如权利要求98所述的方法，其中所述产生抗原特异性免疫应答的方法涉及所述疫苗的单次施用。
102.如权利要求98所述的方法，其中所述疫苗通过皮内或肌内注射施用至所述受试者
103.一种用于在预防或治疗流感病毒感染的方法中使用的如权利要求57-89中任一项所述的疫苗，所述方法包括向受试者施用所述疫苗。
104.如权利要求57-89中任一项所述的疫苗在制造用于在预防或治疗流感病毒感染的方法中使用的药剂中的用途，所述方法包括向受试者施用所述疫苗。
105.一种对受试者接种疫苗的方法，其包括向所述受试者施用核酸疫苗，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。
106.如权利要求105所述的方法，其中介于10ug/kg与400ug/kg之间剂量的所述核酸疫苗被施用至所述受试者。
107.如权利要求105所述的方法，其中所述核酸疫苗通过皮内或肌内注射施用至所述受试者。
108.如权利要求105所述的方法，其中所述核酸疫苗在第0天施用至所述受试者。
109.如权利要求108所述的方法，其中所述核酸疫苗的第二剂量在第二十一天施用至所述受试者。
110.如权利要求105所述的方法，其中25微克剂量的所述RNA多核苷酸包含于施用至所述受试者的所述核酸疫苗中。
111.如权利要求105所述的方法，其中100微克剂量的所述RNA多核苷酸包含于施用至所述受试者的所述核酸疫苗中。
112.如权利要求105所述的方法，其中400微克剂量的所述RNA多核苷酸包含于施用至所述受试者的所述核酸疫苗中。
113.如权利要求105所述的方法，其中所述RNA多核苷酸在局部淋巴结中相较于远端淋巴结中以高100倍水平积聚。
114.一种用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的核酸疫苗
其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。
115.一种核酸疫苗在制造用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的药剂中的用途
其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸，其中所述RNA多核苷酸不包含稳定元件，并且其中佐剂不与所述疫苗共同配制或共同施用。
116.一种产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法，其包括向所述个体或群体施用抗原记忆加强核酸疫苗，所述疫苗包含
(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽；以及
(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂。
117.如权利要求116所述的方法，其中所述疫苗通过选自由以下组成的组的途径施用至所述个体：肌肉内施用、皮内施用和皮下施用。
118.如权利要求117所述的方法，其中所述施用步骤包括使所述受试者的肌肉组织与适合于注射所述组合物的装置相接触。
119.如权利要求117所述的方法，其中所述施用步骤包括使所述受试者的肌肉组织与适合于注射所述组合物与电穿孔的组合的装置相接触。
120.一种用于在产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法中使用的抗原记忆加强核酸疫苗
其中所述抗原记忆加强核酸疫苗包含
(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽；以及
(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂
并且其中所述方法包括向所述个体或群体施用所述抗原记忆加强核酸疫苗。
121.一种抗原记忆加强核酸疫苗在制造用于在产生、维持或恢复个体或个体群体中对流感毒株的抗原记忆的方法中使用的药剂中的用途
其中所述抗原记忆加强核酸疫苗包含
(a)至少一种RNA多核苷酸，所述多核苷酸包含至少一种化学修饰和两个或更多个密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码一组参考抗原多肽；以及
(b)任选地药学上可接受的载体或赋形剂
并且其中所述方法包括向所述个体或群体施用所述抗原记忆加强核酸疫苗。
122.一种用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的核酸疫苗
其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸
并且其中所述方法包括以有效量向所述受试者施用介于25ug/kg与400ug/kg之间单次剂量的所述核酸疫苗以对所述受试者接种疫苗。
123.一种核酸疫苗在制造用于在对受试者接种疫苗的方法中使用的药剂中的用途
其中所述核酸疫苗包含具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的第一RNA多核苷酸
并且其中所述方法包括以有效量向所述受试者施用介于25ug/kg与400ug/kg之间单次剂量的所述核酸疫苗以对所述受试者接种疫苗。
124.一种核酸疫苗，其包含：
一种或多种具有编码血凝素蛋白片段的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述血凝素蛋白包含以下中的至少一个的仅一部分：头部结构域(HA1)、细胞质结构域或跨膜结构域。
125.如权利要求124所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18。
126.如权利要求124所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含所述头部结构域(HA1)。
127.如权利要求124所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含所述细胞质结构域。
128.如权利要求124-127中任一项所述的疫苗，其中所述截短血凝素蛋白不包含所述跨膜结构域。
129.如权利要求124-128中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白的氨基酸序列包含与14-16中提供的氨基酸序列中的任一个的至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
130.如权利要求124-129中任一项所述的疫苗，其中所述疫苗在阳离子脂质复合物或阳离子脂质纳米颗粒中配制。
131.如权利要求124-130中任一项所述的疫苗，其中所述多核苷酸包含至少一个5′末端帽和至少一种化学修饰。
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