CN107988258A - 一种基于黑猩猩腺病毒载体的寨卡病毒疫苗及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于黑猩猩腺病毒载体的寨卡病毒疫苗及其制备方法,属于生物技术和病毒学领域。本发明人构建了黑猩猩型腺病毒AdC7为复制缺陷型重组表达载体,该载体具有良好的免疫原性和遗传稳定性,并在该载体的基础上制备了新型寨卡病毒疫苗。该疫苗免疫小鼠后,能有效地诱导针对寨卡病毒的中和抗体,保护小鼠不受感染,同时能够保护小鼠组织器官不受损伤。

Description

一种基于黑猩猩腺病毒载体的寨卡病毒疫苗及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于黑猩猩腺病毒载体的寨卡病毒疫苗及其制备方法,属于生物技术和病毒学领域。
背景技术
寨卡病毒属于黄病毒科黄病毒属,是一种蚊媒病毒。寨卡病毒最早于1947年在乌干达寨卡森林里的猴子体内分离,在近70年的时间里没有大范围传播,人类感染病毒后的症状也较温和。在2015-2016年间爆发的寨卡病毒成为全球危机,截止目前疫情已蔓延至84个国家,也包括中国。越来越多的证据表明孕妇被寨卡病毒感染很可能会造成胎儿的大脑发育异常,导致小头畸形。寨卡病毒感染成年人可能会导致格林.巴利综合症。寨卡病毒主要由埃及伊蚊传播,也可通过母婴传播,血液传播和性传播。据报道寨卡病毒可以在精液中存留数月。在小鼠模型中,我们先前的研究发现寨卡病毒感染可以引起免疫缺陷小鼠睾丸炎及萎缩。但是目前仍没有寨卡病毒的特效药物及疫苗,开发出高效的寨卡疫苗刻不容缓。
寨卡病毒是一种单股正链RNA病毒,具有囊膜结构,结构蛋白envelop(E)主要介导病毒入侵及膜融合,是病毒中和抗体的主要表位。Precursor-membrane(prM)和E蛋白可以在未成熟病毒颗粒中形成异源二聚体,病毒复制过程中,prM被宿主的蛋白酶切割形成pr和M,pr被释放离开病毒颗粒。我们选择了全长的寨卡病毒M和E基因去构建疫苗。
腺病毒载体已经被开发用于多种病原体的疫苗设计,包括流感病毒、埃博拉病毒、登革病毒等。腺病毒疫苗的有点包括较强的免疫能力、维持周期长、免疫宿主广泛、不需要添加佐剂、易于工厂化生产。但是常用的5型人腺病毒(HuAd5)在人群中预存免疫高达74.2%(Wang Xiang,Xing Man,Zhang Chao et al.Neutralizing antibody responsesto enterovirus and adenovirus in healthy adults in China.Emerg MicrobesInfect,2014,3(5):e30.),限制了这个载体的使用。另外,由于腺病毒的基因组比较大,大约有36kb,使直接克隆重组腺病毒载体成为技术瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于黑猩猩腺病毒载体表达寨卡病毒M/E蛋白预防寨卡病毒的方法。
本发明的第一个目的是提供一种表达寨卡病毒M/E蛋白的方法,所述方法应用腺病毒表达寨卡M/E病毒全长蛋白。
在本发明的一种实施方式中,由腺病毒载体来形成所述的腺病毒,所述的腺病毒载体中包含表达寨卡病毒M/E蛋白的元件。
在本发明的一种实施方式中,形成所述腺病毒的腺病毒载体以E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体作为骨架载体。
在本发明的一种实施方式中,所述的表达寨卡病毒M/E蛋白的元件按照5’→3’顺序依次包括:启动子,信号肽编码序列,寨卡病毒M/E基因序列,终止子。
在本发明的一种实施方式中,所述的信号肽是分泌信号肽。
在本发明的一种实施方式中,所述信号肽为JEV信号肽。
在本发明的一种实施方式中,所述的寨卡病毒M/E基因序列含有SEQ ID NO:2第1-1740位所示核苷酸片段。
在本发明的一种实施方式中,形成所述的腺病毒载体以E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体作为骨架载体,所述的表达寨卡病毒M/E蛋白的元件被插入到该载体中被删除的E1区域。
本发明的第二个目的是提供一种腺病毒表达载体,该载体以E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体作为骨架;且按照5’→3’顺序依次包括以下表达寨卡病毒M/E蛋白的元件:启动子,信号肽编码序列,寨卡病毒M/E蛋白编码序列,终止子。
在本发明的一种实施方式中,采用CMV作为启动子,其能够维持外源基因在肌肉中的持续表达;所述终止子为BGH poly A。
在本发明的一种实施方式中,所述表达寨卡病毒M/E蛋白的元件被插入到该载体中被删除的E1区域。
在本发明的一种实施方式中,所述的信号肽是分泌信号肽。
在本发明的一种实施方式中,所述信号肽为JEV信号肽,含有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
在本发明的一种实施方式中,所述的寨卡病毒M/E含有SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列。
在本发明的一种实施方式中,以E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体作为骨架载体时,所述腺病毒表达寨卡病毒M/E蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。
在本发明的一种实施方式中,所述AdC7载体可替换为黑猩猩型腺病毒AdC6、AdC68或人腺病毒AdHu26、AdHu36。
本发明的第三个目的是提供所述的腺病毒表达载体应用。
在本发明的一种实施方式中,所述应用包括用于制备腺病毒,所述的腺病毒能表达寨卡病毒M/E蛋白。
本发明的第四个目的是提供一种由所述腺病毒表达载体制备而成的腺病毒。
在本发明的一种实施方式中,将所述的腺病毒表达载体线性化后,转入病毒生产细胞制备腺病毒。
在本发明的一种实施方式中,所述病毒生产细胞为HEK 293细胞。
本发明的第五个目的是提供应用所述腺病毒制备的抗寨卡病毒的疫苗。
在本发明的一种实施方式中,所述抗寨卡病毒疫苗包括所述的腺病毒,以及药学上可接受的载体。
本发明的第六个目的是提供一种用于表达寨卡病毒M/E蛋白的试剂盒,所述的试剂盒中含有所述的腺病毒表达载体,或所述的腺病毒;或所述的抗寨卡病毒疫苗。
本发明的第七个目的是提供一种制备寨卡病毒疫苗的方法,所述方法包括:应用所述的寨卡病毒疫苗载体;将该表达载体转染病毒生产细胞,病毒在细胞内包装,从而获得具有免疫原性的寨卡病毒疫苗。
有益效果:本发明的重组腺病毒载体生成的重组腺病毒能高效感染哺乳动物细胞、易于扩增及纯化、毒性低;本发明的腺病毒载体疫苗生产工艺简单、价格低廉;本发明的腺病毒载体抗寨卡病毒疫苗效果显著:在小鼠实验中,(1)只需要免疫一次;(2)能在1周内快速激活抗寨卡病毒的中和抗体产生;(3)中和抗体能够维持3个月甚至更久;(4)能够抵抗多个寨卡病毒株系;(5)能够实现清除性免疫,在小鼠感染寨卡病毒后,血液和器官中都检测不到病毒,保护组织器官不受损伤。
附图说明
图1、复制缺陷型腺病毒载体pAdC7-M/E构建示意图;
图2、复制缺陷型腺病毒载体pAdC7-M/E鉴定结果;(A)载体pAdC7-M/E的BglII酶切鉴定结果。M:DNA分子量标准;1-55个不同的克隆;(B)挑选阳性克隆3号和5号克隆的质粒凝胶电泳分析。
图3、重组腺病毒的包装。在HEK 293细胞中包装AdC7-M/E重组腺病毒过程中形成的噬斑。
图4、Western Blot检测重组腺病毒AdC7-M/E的E蛋白表达情况;A为检测细胞裂解物的结果;B为检测上清的结果。
图5、AdC7-M/E免疫的BALB/c小鼠血清中抗体检测;血清中结合寨卡病毒E蛋白的抗体效价(A),中和抗体效价(B);AdC7-M/E-H:1.6x1011病毒颗粒(viral particles,vp);AdC7-M/E-L:4x1010vp;Sham:注射PBS作为对照。
图6、AdC7-M/E免疫的Ifnar1-/-小鼠血清中抗体检测;血清中结合寨卡病毒E蛋白的抗体水平(A),中和抗体水平(B),不同时间点的中和抗体效价(C);AdC7-M/E-H:1.6x1011vp;AdC7-M/E-L:4x1010vp;Sham:注射PBS作为对照。
图7、AdC7-M/E免疫的Ifnar1-/-小鼠血清抗多株寨卡病毒中抗体效价检测;AdC7-M/E-H:1.6x1011vp;AdC7-M/E-L:4x1010v[;Sham:注射PBS作为对照。
图8、AdC7-M/E免疫的Ifnar1-/-小鼠保护效果评价;小鼠的存活状况(A),体重变化(B);AdC7-M/E-H:1.6x1011vp;AdC7-M/E-L:4x1010vp;Sham:注射PBS作为对照。
图9、AdC7-M/E被动免疫免疫的Ifnar1-/-小鼠保护效果评价;小鼠的存活状况(A),体重变化(B);AdC7-M/E-H:1.6x1011vp;Sham:注射PBS作为对照。
图10、寨卡病毒感染Ifnar1-/-小鼠后病毒载量检测;在分别免疫高剂量、低剂量的AdC7-M/E疫苗和PBS的三组Ifnar1-/-小鼠腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1后,分别在注射病毒前及注射病毒后第3、6、9和16天取血检测血清中病毒量,PBS对照组结果如(A)所示,高剂量免疫组结果如(B)所示,低剂量免疫组结果如(C)所示。在分别免疫高剂量、低剂量的AdC7-M/E疫苗和PBS的三组Ifnar1-/-小鼠腹腔注射5x106PFU ZIKV-SMGC-1后,分别在注射病毒前及注射病毒后第3、6、9和16天取血检测血清中病毒量,PBS对照组结果如(D)所示,高剂量免疫组结果如(E)所示,低剂量免疫组结果如(F)所示。(G)分别给两组Ifnar1-/-小鼠免疫高剂量的AdC7-M/E疫苗和PBS,4周后通过腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1,每组半数的小鼠在感染后第8天安乐死,取出脑、脊髓、睾丸、脾和肝,对器官的寨卡病毒进行定量,每组另外半数的小鼠在感染后第16天安乐死,取出脑、脊髓、睾丸、脾和肝,对器官的寨卡病毒进行定量。高剂量(AdC7-M/E-H):1.6x1011vp;低剂量(AdC7-M/E-L):4x1010vp;Sham:注射PBS作为对照。
图11、AdC7-M/E疫苗保护Ifnar1-/-小鼠睾丸的效果评价;小鼠睾丸的形态大小(A),睾丸质量(B);AdC7-M/E-H:1.6x1011vp;Sham:注射PBS作为对照;Mock:不做任何处理。d.p.i:感染后天数。
图12、组织切片染色检测AdC7-M/E保护Ifnar1-/-小鼠睾丸效果;
通过切片和苏木精-伊红法染色,观察睾丸形态。A和D是Mock组,小鼠不做任何处理。B和E是Sham组,小鼠免疫PBS作为对照,之后感染寨卡病毒。C和F是AdC7-M/E疫苗组,小鼠免疫AdC7-M/E疫苗后感染寨卡病毒。A、B和C是感染寨卡病毒后第16天检测,D、E和F是感染寨卡病毒后第30天检测。A1、B1、C1、D1、E1和F1为低倍显微镜下拍照,A2、B2、C2、D2、E2和F2为相应的样品高倍显微镜下拍照。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件如J.萨姆布鲁克等编著,分子克隆实验指南,第三版,科学出版社,2002中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件
(1)质粒、菌株及细胞:穿梭载体pShuttle-CMV购自Clontech Laboratories,Inc;改造的pAdC7载体敲除了E1和E3基因,在前期已完成;携带有优化密码子的寨卡病毒(FSS13025,Genbank No.:JN860885.1)M/E基因重组质粒由苏州金唯智生物科技有限公司合成;感受态菌株Stbl2购自Invitrogen;腺病毒包装细胞系HEK293(293A)细胞购自ATCC。
实验动物:6-8周龄雌性BALB/c小鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司。Ifnar1-/-小鼠购自中国医学科学院医学实验动物研究所。
主要试剂:
高保真DNA聚合酶购自赛默飞世尔科技公司,DNA凝胶回收试剂盒和质粒提取试剂盒购自天根生化科技(北京)有限公司,大片段DNA凝胶回收试剂盒QIAEX II GelExtraction Kit购自Qiagen公司,限制性内切酶和DNA连接酶购自NEB公司,Taq DNA聚合酶购自宝生物工程(大连)有限公司,转染试剂X-tremeGENE HP DNA Transfection Reagent购自罗氏公司。
制备重组腺病毒:提前一天把HEK 293细胞铺在6孔板里,第二天细胞密度在80%左右可用于转染。用限制性内切酶PacI线性化重组腺病毒质粒pAdC7-M/E,65℃加热20分钟灭活内切酶。使用X-tremeGENE转染试剂转染HEK 293细胞。37℃5%CO2条件下培养。第5天后开始每天用显微镜观察细胞,一般在第6-8天出现明显的噬斑。待50%左右的细胞已经变圆或者悬浮后收集细胞,反复冻融三次后离心取上清感染HEK 293细胞(75ml细胞培养瓶),2天后收集细胞。重复以上步骤直至收集30个被腺病毒感染的150ml培养瓶的细胞,使用氯化铯密度梯度离心法纯化腺病毒,测定260nm的OD值,加入终浓度为10%的甘油保存在-80℃。提取重组腺病毒的基因组DNA,测序进一步鉴定目的片段的序列,结果如SEQ ID NO.2所示。
ELISA实验方法:将ZIKV E蛋白用ELISA包被液稀释至6μg/ml,96孔ELISA板每孔加入100μl,4℃放置过夜。第二天封闭ELISA板,血清按照3倍梯度稀释,加入到ELISA板中孵育,之后加入goat anti-mouse HRP二抗,加入TMB显色液显色,使用2M盐酸终止,在酶标仪上用OD450读值。
微量中和实验方法:在96孔板里铺VERO细胞,37℃培养。第二天按照3倍梯度稀释血清,同时稀释寨卡病毒至每孔100PFU,将血清与病毒等体积混合,在37度孵育2小时,之后加到培养VERO细胞的96孔板里,培养4天后进行固定、封闭,孵育Z6 anti ZIKV-E抗体和goat anti-human HRP二抗,加入TMB显色液显色,使用2M盐酸终止,在酶标仪上用OD450读值,数据进行非线性拟合,计算MN50
寨卡病毒感染实验
在Ifnar1-/-小鼠免疫后第四周,腹腔注射5x106PFU ZIKV-SMGC-1病毒,注射当天及之后每天都称体重检测体重变化,记录小鼠死亡情况。在感染前及感染后第3、6、9、16天取120μl血液,分离血清,使用MagaBio Plus病毒RNA试剂盒在核酸自动提取仪Gene PurePlus(杭州博日科技有限公司)上提取RNA,之后使用FastKing一步法反转录-荧光定量试剂盒(天根生化科技(北京)有限公司)对寨卡病毒RNA进行定量。
被动免疫实验
将10只6-8周龄BALB/c小鼠分成2组,分别免疫AdC7-M/E-H(1.6x1011vp)和PBS,第4周处死取出全部血液,分离出血清。将一只BALB/c小鼠的200μl血清腹腔注射到一只Ifnar1-/-小鼠,6小时后给每只Ifnar1-/-小鼠注射1x106PFU ZIKV-SMGC-1病毒,注射当天及之后每天都称体重检测体重变化,记录小鼠死亡情况。
组织病毒量检测
将24只Ifnar1-/-小鼠分成2组,每组12只,分别免疫AdC7-M/E-H(1.6x1011vp)和PBS。在免疫后第四周,腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1病毒,分别在第8天和第16天每组解剖6只,取出脑、脊髓、肝、脾、睾丸,称重,用电动组织研磨器磨碎组织,离心取出上清,使用MagaBio Plus病毒RNA试剂盒在核酸自动提取仪Gene Pure Plus上提取RNA,之后使用FastKing一步法反转录-荧光定量试剂盒对寨卡病毒RNA进行定量。
寨卡病毒感染Ifnar1-/-小鼠后睾丸损伤情况监测
将24只Ifnar1-/-小鼠分成3组,每组8只,其中两组分别免疫AdC7-M/E-H(1.6x1011vp)和PBS,另一组不做任何处理,即为Mock组。在免疫后第四周,AdC7-M/E-H组和PBS组腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1病毒,Mock组不做任何处理,分别在第16天、第30天每组解剖4只,拍照记录睾丸大小,称量每个睾丸质量,并且把每只鼠的一个睾丸放进4%多聚甲醛中,浸泡72小时,更换成60%乙醇溶液,之后进行石蜡包埋,苏木精-伊红法染色。
实施例1、构建pAdC7-M/E载体
目的基因的获得:蛋白表达使用来源于JEV的信号肽序列,M/E基因序列来源于FSS13025病毒株,信号肽及M/E基因序列都进行密码子优化,优化后的信号肽序列如SEQ IDNO.1所示,优化后的M/E基因序列如SEQ ID NO.2所示,在苏州金唯智生物科技有限公司合成后克隆进pCAGGS载体,获得pCAGGS-M/E。
重组腺病毒穿梭载体的获得:以pCAGGS-M/E为模板,设计正向引物接入接入XbaI酶切位点和Kozak序列(GCCACC),设计反向引物接入KpnI酶切位点,使用高保真DNA聚合酶进行PCR,PCR产物进行凝胶电泳,后用试剂盒回收纯化。将PCR产物和腺病毒穿梭载体pShuttle-CMV都经XalI和KpnI双酶切得到具有粘性末端的目的基因及载体,之后进行连接,转化DH5α感受态细胞,在含卡那霉素的抗性琼脂平板上筛选,在含卡那霉素的LB培养基中37℃过夜培养,提取质粒DNA。采用PCR、酶切方法进行鉴定,得到阳性克隆后将质粒交给北京擎科新业生物技术有限公司测序,测序结果进行比对确定完全正确,得到的重组质粒命名为pShuttle-M/E。实验中PCR,DNA凝胶回收,酶切,连接,转化,质粒提取都按照说明书要求操作。
获重组腺病毒质粒的获得:将病毒株FSS13025的M/E基因序列经密码子优化后进行合成,克隆进pShuttle载体,挑阳性克隆对目的片段进行测序,选择结果正确的质粒,得到pShuttle-M/E(图1)。将质粒pShuttle-M/E经PI-SceI和I-CeuI双酶切,得到带有粘性末端的目的基因,之后进行凝胶电泳和DNA回收纯化。将pAdC7载体经PI-SceI和I-CeuI双酶切,得到带有粘性末端的线性载体,之后进行凝胶电泳,使用QIAEX II Gel ExtractionKit回收纯化。把目的基因与pAdC7线性载体混合,使用T4 DNA连接酶在16℃连接。转化Stbl2感受态细胞,涂在含氨苄抗性的琼脂平板上在30℃培养18小时,挑选氨苄抗性克隆在含氨苄青霉素的LB中,于30℃培养16小时,小量提取质粒,将质粒进行凝胶电泳分析。把重组质粒用BglII单酶切,比较分析酶切图谱。分析质粒酶切图谱(图2A),挑选正确的克隆,即3和5号,再进行琼脂糖凝胶电泳,质粒条带正确(图2B)。将阳性重组腺病毒质粒按照1:1000比例,转接至200mlLB中培养,提取质粒DNA。得到的含寨卡M/E基因的重组腺病毒载体命名为pAdC7-M/E。
实施例2包装AdC7-M/E
将pAdC7-M/E使用PacI酶线性化后灭活,转染HEK 293细胞,7天左右可以见到噬斑(图3),说明已成功包装出腺病毒,再等2-3天细胞全部脱落,收集细胞及上清于冻存管中。
实施例3Western blot检测蛋白表达
将HEK293T细胞提前一天铺在12孔板上,第二天分别每孔加入109,108,107vpAdC7-M/E,48小时后分别收集细胞及上清,以GAPDH作为内参,Western blot检测E蛋白表达,发现在细胞及上清中,E蛋白的量都与加入的腺病毒量程正相关(图4A,B)。
实施例4、AdC7-M/E免疫BALB/c小鼠,测定血清中抗体水平
将18只BALB/c小鼠分成3组,分别免疫AdC7-M/E-H(1.6x1011vp)、AdC7-M/E-L(4x1010vp)和PBS,4周后使用相同剂量进行二次免疫。分别在初次免疫和二次免疫后4周取血,4℃离心分离血清,进行ELISA实验和微量中和实验。
结果显示,在使用低剂量AdC7-M/E(4x1010vp,AdC7-M/E-L)和高剂量(1.6x1011vp,AdC7-M/E-H)免疫BALB/c小鼠后,能诱导小鼠产生E蛋白抗体,ELISA检测滴定终点可以达到5x103(图5A),在进行二次免疫后,高剂量免疫组小鼠ELISA滴定值没有显著差异,低剂量组ELISA滴定值有略微升高,使用one-way ANOVA进行统计分析在统计学上没有显著性差异。同时我们测定了血清的中和抗体水平,在分别只一次免疫及共二次免疫情况下,高剂量与低剂量免疫组都可以检测到滴度将近1x103的中和抗体水平,使用one-way ANOVA进行统计分析二者没有显著差异,结合ELISA检测的结果,后续的实验都只采用一次免疫。
实施例5、AdC7-M/E免疫Ifnar1-/-小鼠,测定血清中抗体水平及时间进程变化。
将18只6-8周龄Ifnar1-/-小鼠分成3组,分别免疫AdC7-M/E-H(1.6x1011vp)、AdC7-M/E-L(4x1010vp)和PBS,4周后取血,4℃离心分离血清,检测血清检测ELISA和中和反应。
在使用低剂量AdC7-M/E(4x1010vp,AdC7-M/E-L)和高剂量(1.6x1011vp,AdC7-M/E-H)免疫Ifnar1-/-小鼠后,都能诱导小鼠产生E蛋白抗体,ELISA检测滴定终点平均值可以达到约1x104(图6A),中和抗体水平平均值达到约1x103(图6B),且高低剂量免疫没有显著差异,说明腺病毒疫苗在Ifnar1-/-小鼠体内仍可以很好的工作。
之后我们检测了在免疫AdC7-M/E后,不同时间点小鼠血清中的中和抗体水平,发现在免疫后第一周即可达到1x103的中和抗体水平(图6C),在第8周达到高峰值,且在第12周时仍维持在较高的水平。
实施例6、AdC7-M/E免疫Ifnar1-/-小鼠血清抗多株寨卡病毒中和抗体效价检测
寨卡病毒分为亚洲系和非洲系,亚洲系又有两个分支:此次爆发之前的东南亚系2007-1012和此次爆发的流行株2015-2016,我们构建腺病毒疫苗是使用的东南亚系(FSS13025病毒株)的基因序列,为了检测疫苗AdC7-M/E能有激活抗体的产生中和东南亚系2007-2012和非洲系,我们增加了MR766(非洲系)和FSS13025(东南亚系)进行中和抗体活性检测。
在使用低剂量AdC7-M/E(4x1010vp,AdC7-M/E-L)和高剂量(1.6x1011vp,AdC7-M/E-H)免疫Ifnar1-/-小鼠后第四周取血,分别使用SMGC,MR766,FSS13025,进行微量中和实验检测实验,发现AdC7-M/E激活的抗体能够很好的中和MR766,FSS13025(图7),并且中和MR766和FSS13025病毒的抗体滴度值与SMGC-1相比无显著性差异。
实施例7、Ifnar1-/-小鼠免疫后攻毒保护试验
我们以Ifnar1-/-小鼠为模型,以肌肉注射方式免疫了低剂量AdC7-M/E(4x1010vp,AdC7-M/E-L)和高剂量(1.6x1011vp,AdC7-M/E-H)的疫苗,注射PBS作为Sham对照。4周后腹腔注射5x106PFU ZIKV-SMGC-1,可见对照组从第4天体重开始逐渐降低,(图8B),8只小鼠都在注射病毒后的8天内死亡(图8A),而免疫组小鼠体重没有下降(图8B),也都没有死亡(图8A),证明了AdC7-M/E免疫能够很好的保护小鼠抵抗寨卡病毒感染。
实施例8、Ifnar1-/-小鼠被动免疫试验
为了检测在BALB/c小鼠中是否可以在免疫AdC7-M/E后产生足够中和病毒的抗体,我们对5只BALB/c高剂量免疫了AdC7-M/E,另外5只注射PBS作为对照。4周后安乐死,取出血液。将一只BALB/c的200μl血清经腹腔注射到一只Ifnar1-/-小鼠体内。6小时候注射致死剂量的1x106PFU ZIKV-SMGC-1,每天监测小鼠状态及体重,可见对照组从第4天开始体重明显下降(图9B),并从第5天开始出现死亡(图9A),直至第8天,5只对照组小鼠全部死亡。而接受疫苗免疫小鼠血清的Ifnar1-/-小鼠在第4天没有出现明显的体重下降(图9B),但是仍然在第8天体重下降了一部分,之后迅速回升,免疫组小鼠没有出现死亡情况(图9A)。实验结果说明AdC7-M/E疫苗免疫BALB/c能很好的激活免疫,保护小鼠抵抗寨卡病毒的感染。
实施例9病毒载量检测
为了检测疫苗能否保护小鼠病毒感染后引起的病毒血症,在分别免疫高剂量、低剂量的AdC7-M/E疫苗和PBS的三组Ifnar1-/-小鼠腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1后,分别在注射病毒前及注射病毒后第3、6、9和16天取血检测血清中病毒量,对照组小鼠在感染后第3天达到较高的病毒滴度,每毫升血清可检测约1x107病毒拷贝数(图10A),而所有免疫小鼠在感染后血清里都检测不到病毒(图10B和10C),说明疫苗能够很好的保护小鼠抵抗病毒血症。
为了检测在更高病毒量感染的情况下,疫苗能否保护小鼠被感染后引起的病毒血症,在分别免疫高剂量、低剂量的AdC7-M/E疫苗和PBS的三组Ifnar1-/-小鼠腹腔注射5x106PFU ZIKV-SMGC-1后,分别在注射病毒前及注射病毒后第3、6、9和16天取血检测血清中病毒量,对照组小鼠在感染后第3天达到较高的病毒滴度,每毫升血清可检测约8.6x107病毒拷贝数(图10D),并且在6-8天死亡时仍维持较高病毒滴度,而所有免疫小鼠在感染后血清里都检测不到病毒(图10E和10F),说明疫苗能够很好的保护小鼠抵抗高病毒量引起的病毒血症。
为了检测疫苗能够保护小鼠器官不受感染,Ifnar1-/-小鼠免疫高剂量疫苗,一组小鼠注射PBS作为对照,4周后腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1,分别在第8天和第16天取组织器官提RNA进行病毒定量,对照组小鼠的脑、脊髓、睾丸、脾脏、肝都能检测到较高的病毒量(图10G),尤其是睾丸组织从感染后第8天到第16天,病毒量上升到每克组织约109病毒拷贝数,而免疫组小鼠在所有实验检测的5个器官中都检测不到病毒(图10G),说明AdC7-M/E疫苗一次免疫就能够实现清除性免疫,保护小鼠组织器官不受感染。
实施例10AdC7-M/E疫苗对小鼠睾丸的保护作用
我们之前的研究已经发现寨卡病毒感染Ifnar1-/-小鼠能够引起严重的睾丸损伤,包括睾丸炎及睾丸萎缩,睾丸内部组织细胞被破坏死亡。因此我们试图检测疫苗能否保护Ifnar1-/-小鼠睾丸不受寨卡病毒感染的损伤。第一组(Mock组)不做任何处理,第二组(Sham组)注射PBS作为对照,第三组Ifnar1-/-小鼠免疫高剂量AdC7-M/E,4周后AdC7-M/E组和Sham组腹腔注射5x104PFU ZIKV-SMGC-1,Mock注射PBS。分别在16天和30天解剖取出睾丸检测质量和进行组织切片分析。结果可见Sham组小鼠睾丸与Mock组相比,在第16天形状变小(图11A),质量下降(图11B),第30天时更加明显(图11A和11B)。而免疫组小鼠能保持正常的大小,质量也没有下降(图11A和11B)。
组织形态分析可见Sham组小鼠在感染后第16天睾丸已经有明显的损伤,形态被破坏,生精小管损失(图12B1和12B2),睾丸内填充了纤维组织和炎症细胞,在第30天几乎完全破坏(图12E1和12E2)。而免疫组小鼠能够和未感染病毒小鼠一样维持正常的睾丸形态,没有任何损伤(图12A1,12A2,12C1,12C2,12D1,12D2,12F1和12F2),说明AdC7-M/E疫苗能够完全保护小鼠睾丸不受寨卡病毒感染的损伤。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国科学院微生物研究所
<120> 一种基于黑猩猩腺病毒载体的寨卡病毒疫苗及其制备方法
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
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<212> DNA
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ggcttcgctc tggctgctgc cgctatcgct tggctgctcg gctccagcac ctcccagaag 180
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cacgccggcg ccgacaccgg aaccccccac tggaataaca aggaagccct cgtggagttt 960
aaggacgccc acgctaaaag gcagaccgtg gtggtgctgg gatcccagga aggcgctgtg 1020
cacaccgctc tcgctggcgc tctggaggct gagatggatg gcgccaaagg aaggctctcc 1080
tccggccatc tgaaatgcag actgaagatg gacaagctga ggctgaaggg cgtgagctat 1140
tccctgtgca ccgccgcctt caccttcaca aagatccccg ccgagaccct ccacggcaca 1200
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gctgtggata tgcagaccct gacacccgtg ggcaggctca ttaccgctaa ccccgtgatt 1320
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tacatcgtga ttggcgtggg cgagaagaaa atcacccacc attggcatag gagcggcagc 1440
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cagaaggtga tctacctggt gatgatcctg ctgatcgccc ctgcttattc catcaggtgc 3600
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gaactcgtga ccaccaccgt gtccaacatg gccgaggtga gaagctactg ctacgaggcc 3780
agcatctccg acatggccag cgacagcaga tgccccacac agggcgaagc ctacctggac 3840
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ggctgcggcc tgtttggaaa gggctccctg gtgacctgcg ccaagtttgc ctgcagcaag 3960
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gcttaaggta ccaagcttaa gtttaaaccg ctgatcagcc tcgactgtgc cttctagttg 5160
ccagccatct gttgtttgcc cctcccccgt gccttccttg accctggaag gtgccactcc 5220
cactgtcctt tcctaataaa atgaggaaat tgcatcgcat tgtctgagta ggtgtcattc 5280
tattctgggg ggtggggtgg ggcaggacag caagggggag gattgggaag acaatagcag 5340
gcatgctggg gatgcggtgg gctctatggc ttctgaggcg gaaagaacca gcagatctgc 5400
agatctgaat tcatctatgt cgggtgcgga gaaagaggta atgaaatggc atatgctggc 5460
caccgtgcat gtgacctcgc acccccgcaa gacatggccc gagttcgagc acaacgtcat 5520
gacccgatgc aatgtgcacc tggggtcccg ccgaggcatg ttcatgccct accagtgcaa 5580
catgcaattt gtgaaggtgc tgctggagcc cgatgccatg tccagagtga gcctgacggg 5640
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cagcggggaa gaatctgact agagtgagta gtgtttgggg gaggtggagg gcttgtatga 5880
ggggcagaat gactaaaatc tgtgtttttc tgtgtgttgc agcagcatga gcggaagcgc 5940
ctcctttgag ggaggggtat tcagccctta tctgacgggg cgtctcccct cctgggcggg 6000
agtgcgtcag aatgtgatgg gatccacggt ggacggccgg cccgtgcagc ccgcgaactc 6060
ttcaaccctg acctacgcga ccctgagctc ctcgtccgtg gacgcagctg ccgccgcagc 6120
tgctgcttcc gccgccagcg ccgtgcgcgg aatggccctg ggcgccggct actacagctc 6180
tctggtggcc aactcgactt ccaccaataa tcccgccagc ctgaacgagg agaagctgct 6240
gctgctgatg gcccagctcg aggccctgac ccagcgcctg ggcgagctga cccagcaggt 6300
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gatttttcgc gcgcggtagg ccctggacca ccggtctcga tcattgagca cccggtggat 6480
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ccgggggtgg aggtagctcc attgcagggc ctcgtgctcg ggggtggtgt tgtaaatcac 6600
ccagtcatag caggggcgca gggcgtggtg ctgcacgatg tccttgagga ggagactgat 6660
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gaatttgtca tgcaacttgg aagggaaggc gtgaaagaat ttggagacgc ccttgtgacc 6900
gcccaggttt tccatgcact catccatgat gatggcgatg ggcccgtggg cggcggcctg 6960
ggcaaagacg tttcgggggt cggacacatc gtagttgtgg tcctgggtga gctcgtcata 7020
ggccatttta atgaatttgg ggcggagggt gcccgactgg gggacgaagg tgccctcgat 7080
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ggccggtcct cgagcggggt gccgcggtcc tcgtcgtaga ggaaccccgc ccactccgag 8160
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tccaccagcg ggtccacctt ctccagggta tgcaagcaca tgtccccctc gtccacatcc 8280
aggaaggtga ttggcttgta agtgtaggcc acgtgaccgg gggtcccggc cgggggggta 8340
taaaaggggg cgggcccctg ctcgtcctca ctgtcttccg gatcgctgtc caggagcgcc 8400
agctgttggg gtaggtattc cctctcgaag gctggcataa cctcggcact caggttgtca 8460
gtttctagaa acgaggagga tttgatattg acggtgccgt tggagacgcc tttcatgagc 8520
ccctcgtcca tctggtcaga aaagacgatc tttttgttgt cgagcttggt ggcgaaggag 8580
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aggcgcccgc ccttgcgcga gcagaagggg ggcagcgggt ccagcatgag ctcgtcgggg 8880
gggtcggcgt ccacggtgaa gatgccgggc agaagctcgg ggtcgaagta gctgatgcag 8940
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ttggaggaga tggtgggcct ctggaagatg ttgaagtggg cgtggggcag gccgaccgag 9300
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tgctgatgcc caactacgcg ctgcatcctt ccatcatccc cacgccgggc taccgcggca 19380
cgcgcttcta ccgcggctac accagcagcc gccgcaagac caccacccgc cgccgccgtc 19440
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cgctcaaaac ctatggcaac aaggcgtgga acagcagcac agggcaggcg ctgagggaaa 20100
agctgaaaga gcagaacttc cagcagaagg tggtcgatgg cctggcctcg ggcatcaacg 20160
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cttccagcaa agcctccacg cgcacatcca gaaacaagac aatagcgaaa gcgggagggt 32880
tctctaattc ctcaatcatc atgttacact cctgcaccat ccccagataa ttttcatttt 32940
tccagccttg aatgattcga actagttcct gaggtaaatc caagccagcc atgataaaga 33000
gctcgcgcag agcgccctcc accggcattc ttaagcacac cctcataatt ccaagatatt 33060
ctgctcctgg ttcacctgca gcagattgac aagcggaata tcaaaatctc tgccgcgatc 33120
cctaagctcc tccctcagca ataactgtaa gtactctttc atatcctctc cgaaattttt 33180
agccatagga ccaccaggaa taagattagg gcaagccaca gtacagataa accgaagtcc 33240
tccccagtga gcattgccaa atgcaagact gctataagca tgctggctag acccggtgat 33300
atcttccaga taactggaca gaaaatcacc caggcaattt ttaagaaaat caacaaaaga 33360
aaaatcctcc aggtgcacgt ttagagcctc gggaacaacg atgaagtaaa tgcaagcggt 33420
gcgttccagc atggttagtt agctgatctg taaaaaacaa aaaataaaac attaaaccat 33480
gctagcctgg cgaacaggtg ggtaaatcgt tctctccagc accaggcagg ccacggggtc 33540
tccggcgcga ccctcgtaaa aattgtcgct atgattgaaa accatcacag agagacgttc 33600
ccggtggccg gcgtgaatga ttcgacaaga tgaatacacc cccggaacat tggcgtccgc 33660
gagtgaaaaa aagcgcccga ggaagcaata aggcactaca atgctcagtc tcaagtccag 33720
caaagcgatg ccatgcggat gaagcacaaa atcctcaggt gcgtacaaaa tgtaattact 33780
cccctcctgc acaggcagcg aagcccccga tccctccaga tacacataca aagcctcagc 33840
gtccatagct taccgagcag cagcacacaa caggcgcaag agtcagagaa aggctgagct 33900
ctaacctgtc cacccgctct ctgctcaata tatagcccag atctacactg acgtaaaggc 33960
caaagtctaa aaatacccgc caaataatca cacacgccca gcacacgccc agaaaccggt 34020
gacacactca aaaaaatacg cgcacttcct caaacgccca aactgccgtc atttccgggt 34080
tcccacgcta cgtcatcgga attcgacttt caaattccgt cgaccgttaa aaacgtcacc 34140
cgccccgccc ctaacggtcg cccgtctctc ggccaatcac cttcctccct ccccaaattc 34200
aaacagctca tttgcatatt aacgcgcacc aaaagtttga ggtatattat tgatgatgtt 34260
aattaagcga tcgc 34274

Claims (10)

1.一种腺病毒表达载体,其特征在于,以E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体作为骨架;含有信号肽和编码寨卡病毒M/E蛋白的序列;所述编码寨卡病毒M/E蛋白的序列含有SEQ IDNO:2所示的核苷酸序列。
2.根据权利要求1所述的腺病毒表达载体,其特征在于,表达寨卡病毒M/E蛋白的元件按照5’→3’顺序依次包括:启动子、信号肽、寨卡病毒M/E基因、终止子。
3.根据权利要求1所述的腺病毒表达载体,其特征在于,所述的信号肽为JEV信号肽。
4.权利要求1-~3任一所述的腺病毒表达载体在表达病毒方面的应用。
5.一种基于黑猩猩腺病毒载体表达寨卡病毒M/E蛋白预防寨卡病毒的方法,其特征在于,应用权利要求1~3任一所述的腺病毒表达载体表达寨卡M/E病毒全长蛋白。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,将含有编码寨卡病毒M/E蛋白的基因插入到E1和E3缺失的黑猩猩型AdC7载体中被删除的E1区域。
7.由权利要求1~3任一所述的腺病毒表达载体制备而成的腺病毒;其特征在于,是将所述的腺病毒表达载体线性化后,转入病毒生产细胞制备腺病毒。
8.应用权利要求7所述的腺病毒制备的抗寨卡病毒的疫苗。
9.一种用于表达寨卡病毒M/E蛋白的试剂盒,其特征在于,所述的试剂盒中含有权利要求1~3任一所述的腺病毒表达载体,或权利要求7所述的腺病毒;或权利要求8所述的抗寨卡病毒疫苗。
10.一种制备寨卡病毒疫苗的方法,其特征在于,所述方法包括:应用将权利要求4所述的腺病毒表达载体转染病毒生产细胞,使病毒在细胞内包装,从而获得具有免疫原性的寨卡病毒疫苗。
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