CN110917341A - 一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法,其中,疫苗包含啤酒酵母外壳葡聚糖葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30,分别按照1:20‑25:10‑12的质量比进行连接。本发明提供了一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法,克服了现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,首次通过引入特异性的肿瘤佐剂,实现了激活CD4+T细胞的目的,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能;同时对用于治疗人类肿瘤疫苗的研发提供新的思路和基础。
Description
技术领域
本发明涉及疫苗开发技术领域,特别是涉及一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法。
背景技术
目前,肿瘤疫苗的研究呈现白炽化状态,进入2017年,PD-1疗法囊括多个适应症;CAR-T治疗在获得FDA专委会推荐后,成为免疫治疗又一里程碑事件,但是PD-1/PD-L1药物的作用机制非常复杂,受益群体相对有限,部分患者还可能存在耐药和加速进展的风险;而CAR-T疗法涉及基因工程改造,还可能会引发细胞因子风暴,而且靶点过于单一,且在实体瘤中效果不佳。为此,学者们努力尝试寻找新的治疗方法,以弥补上述两种免疫疗法的不足。研究肿瘤新抗原,并借此开发个性化肿瘤疫苗,就成为了一个重要而又热门的方向。
全球癌症疫苗研究已有近20年的历史,目前在美国ClinicalTrials.gov注册CancerVaccine的临床研发项目累计多达947项。2011年前后,肿瘤疫苗产品的研发达到一段黄金期。2013年下半年以来,多个重磅疫苗的三期临床试验遭遇滑铁卢,在耗费大量精力财力后,不得不放弃,其中不乏Stimuvax(靶向MUC1,默克公司)以及GSK1572932A(靶向MAGE-A3,GSK)这样的具有知名度的产品。即便是被FDA批准上市的首个肿瘤疫苗Provenge,也因为成本和有效性的问题,暂时被搁置。从研发策略来看,这些疫苗选择的都是肿瘤相关性抗原(TAA)。TAA是机体自身具有的蛋白(只是在癌症细胞上大量表达而已),因此病人对这些抗原应该是早就有“中枢免疫耐受”了。因此无论如何刺激,也不能达到疗效。所以这类被称为“癌症相关抗原”的蛋白并非理想“抗原”。在肿瘤疫苗研制方面所面临的问题有:疫苗很难找到理想的、能够诱发强烈免疫应答的癌细胞抗原,且癌症疫苗没有绕过复杂的免疫机制,高度依赖患者的免疫系统状态和肿瘤状态,目前无法成为主导性的治疗方式;同时癌症疫苗针对一个或几个癌细胞靶点发挥作用,但癌细胞高度可变,随时变异。而在用肿瘤相关抗原来制备抗肿瘤疫苗时也会产生新的问题,如自身抗原具有免疫耐受,很难诱导免疫反应,免疫原性很低或诱发免疫反应之后容易导致免疫性疾病的风险。
随着新技术的发展,neoantigen(肿瘤新抗原)逐步进入科学家视野,它通常由肿瘤细胞基因组突变产生,仅存在肿瘤细胞,所以又称为肿瘤特异性抗原(TSA)。由于正常细胞不会产生和表达TSA,所以能更有效的激发机体免疫反应。《Nature》杂志同期发表两项独立临床I期试验结果,就是通过对肿瘤细胞进行DNA和RNA测序,寻找肿瘤细胞因基因突变而特异表达的neoantigen,然后构建个性化的肿瘤疫苗,回输到体内激活免疫细胞,并杀死带有上述抗原的肿瘤细胞。随着NGS测序技术的发展,筛选肿瘤特异性抗原实现了技术上的突破。2013年,Rosenberg团队率先利用外显子技术,在肿瘤细胞系上发现neoantigens,并验证了其免疫反应。通过使用NGS技术和构建算法模型,外显子测序和转录组测序能准确表征肿瘤细胞的DNA和RNA,找出可能引起免疫细胞识别的肿瘤突变,生物信息学工具的发展则提高了肿瘤新生抗原的筛选能力,基因组大数据和计算机算法加速了肿瘤表位预测以及MHC(主要组织相容性复合体)亲和力预测,推动了个体化肿瘤疫苗的发展。
目前,个体化疫苗的核心问题是免疫策略,当前占有主流地位的方法是长肽免疫(多肽加Poly IC佐剂)和RNA免疫(新抗原多肽编码的RNA),利用RNA转染直接免疫。利用多肽直接做抗原进行免疫,具有更好的针对性和特异性以及能够有效应对肿瘤突变抗原的免疫应答,如M30多肽,其中M30多肽小鼠肿瘤细胞系B16F10突变基因筛选第30号的突变基因对应合成的多肽片段,由于受到HLA的限制,使得不表达共有型HLA的患者不能接受多肽疫苗的治疗。此外,常见的MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞,这就限制了CD8+细胞毒T细胞的效应。
因此,针对上述技术缺陷,发明一种小鼠肿瘤疫苗,克服现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法,克服了现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,首次通过引入特异性的肿瘤佐剂,实现了激活CD4+T细胞的目的,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能;同时对用于治疗人类肿瘤疫苗的研发提供新的思路和基础。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种小鼠肿瘤疫苗,包含啤酒酵母外壳葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30;其中所述啤酒酵母外壳葡聚糖GP、所述佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和所述多肽M30分别按照1:20-25:10-12的质量比进行连接,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗。
其中,酒酵母外壳葡聚糖GP的制备方法如下:
(1)取5袋(15g/袋)安琪高效活性干酵母置于1L玻璃烧杯中,加入1L去离子水重悬酵母。
(2)将重悬酵母溶液置于离心瓶中并配平,2000rpm离心5min,弃上清。再次加入去离子水重复洗涤两次(去除酵母中的添加剂)。
(3)收集酵母菌体至烧杯中,加入1L NaOH(1M/L)置于磁力搅拌器上90℃加热搅拌1h。
(4)5000rpm离心5min,收集沉淀。加入900mL去离子水后,用盐酸调pH至4.5,并定容至1L,然后置于磁力搅拌器上75℃加热搅拌1h。
(5)离心收集沉淀,去离子水洗涤3次。
(6)5000rpm离心5min,收集沉淀。异丙醇洗涤4次。
(7)离心收集沉淀,丙酮洗涤2次。
(8)将沉淀放置于通风厨中干燥,然后收集白色粉末置于容器内备用。
本发明克服了现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,通过引入特异性的肿瘤佐剂,实现了激活CD4+T细胞的目的,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能;同时对用于治疗人类肿瘤疫苗的研发提供新的思路和基础。
一种小鼠肿瘤疫苗的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取GP至EP管中,向管中接入1-5ml油相溶液,至GP的浓度为5mg/ml置于超声波清洗仪超声分散50min。
(2)向管中加入荧光标记的多肽M30溶液和Poly溶液,搅拌过夜。
(3)取5-10μl 0.5%的壳聚糖溶液,加入到200-250μl油相溶液中混匀,然后将其与步骤(2)中的溶液混匀,并继续搅拌2-3h。
(4)取5-10μl 1%的戊二醛溶液,加入到200-250μl油相溶液中混匀,然后将其混匀加入到(3)中的溶液,继续搅拌2-3h,
(5)5000rpm,离心5-10min,收集目的油相溶液1-5ml备用。
(6)利用环己烷洗涤步骤(5)所述目的油相溶液3次去除Igepal,并利用空气泵吸取所述目的油相溶液后利用PBS洗涤3次,并加入1-2ml的PBS重悬,置于-20℃备用。
进一步的,所述油相溶液为环己烷与Igepal体积比为85:15的溶液。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明提供了一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法,具有如下技术优点:
克服了现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,首次通过引入特异性的肿瘤佐剂,制得了GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗,实现了激活CD4+T细胞的目的,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能;同时对用于治疗人类肿瘤疫苗的研发提供新的思路和基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的啤酒酵母外壳葡聚糖GP在电子显微镜下的结构示意图;
图2附图为本发明提供的体外GP—Poly(I:C)—M30稳定实验检测图;
图3附图为本发明提供的免疫后小鼠淋巴结中药物积累图;
图4附图为本发明提供的免疫后小鼠淋巴结中药物迁移图;
其中,A为近端淋巴结;B为远端淋巴结;
图5附图为本发明提供的不同药物刺激下对BMDC细胞的刺激作用图;
图6附图为本发明提供的Realtime-PCR检测IL-6含量柱状图;
图7附图为本发明提供的Realtime-PCR检测TNF-α含量柱状图;
图8附图为本发明提供的Realtime-PCR检测IL-1β含量柱状图;
图9附图为本发明提供的GP-Poly(I:C)-M30抑制肿瘤效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例公开了一种小鼠肿瘤疫苗,其中啤酒酵母外壳葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30分别按照1:20:10的质量比进行连接,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗。
其中,酒酵母外壳葡聚糖GP的制备方法如下:
(1)取5袋(15g/袋)安琪高效活性干酵母置于1L玻璃烧杯中,加入1L去离子水重悬酵母。
(2)将重悬酵母溶液置于离心瓶中并配平,2000rpm离心5min,弃上清。再次加入去离子水重复洗涤两次(去除酵母中的添加剂)。
(3)收集酵母菌体至烧杯中,加入1L NaOH(1M/L)置于磁力搅拌器上90℃加热搅拌1h。
(4)5000rpm离心5min,收集沉淀。加入900mL去离子水后,用盐酸调pH至4.5,并定容至1L,然后置于磁力搅拌器上75℃加热搅拌1h。
(5)离心收集沉淀,去离子水洗涤3次。
(6)5000rpm离心5min,收集沉淀。异丙醇洗涤4次。
(7)离心收集沉淀,丙酮洗涤2次。
(8)将沉淀放置于通风厨中干燥,然后收集白色粉末置于容器内备用。
啤酒酵母外壳葡聚糖GP在电子显微镜下的结构如图1所示。
其制备方法为(1)称取5mg GP至2ml的EP管中,向管中接入1ml油相溶液(环己烷/Igepal=体积比85:15)置于超声波清洗仪超声分散50min。
(2)向管中放入磁子后,然后加入10μl10mg/ml的荧光标记的多肽M30溶液和5μl10mg/ml的Poly(I:C)溶液,磁力搅拌器上搅拌过夜。
(3)取5μl0.5%的壳聚糖溶液,加入到200μl油相溶液中混匀,然后将其混合均后与步骤(2)中的溶液进行混匀,继续搅拌2h。
(4)取5μl1%的戊二醛溶液,加入到200μl油相溶液中混匀,然后将其混匀加入到步骤(3)中的溶液,继续搅拌2h,
(5)5000rpm,离心5min,收集收集目的油相溶液1ml备用。
(6)环己烷洗涤收集目的油相溶液3次去除Igepal,空气泵吸取收集目的油相溶液,后用PBS洗涤3次,并加入1ml的PBS重悬,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗置于-20℃,备用。
实施例2
本发明实施例公开了一种小鼠肿瘤疫苗,其中啤酒酵母外壳葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30分别按照1:25:11的质量比进行连接,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗。其中啤酒酵母外壳葡聚糖GP在电子显微镜下的结构如图1所示。
其制备方法为(1)称取5mg GP至2ml的EP管中,向管中接入2ml油相溶液(环己烷/Igepal=体积比85:15)置于超声波清洗仪超声分散50min。
(2)向管中放入磁子后,然后加入12.5μl10mg/ml的荧光标记的多肽M30溶液和5.5μl10mg/ml的Poly(I:C)溶液,磁力搅拌器上搅拌过夜。
(3)取10μl0.5%的壳聚糖溶液,加入到250μl油相溶液中混匀,然后将其混合均后与步骤(2)中的溶液进行混匀,继续搅拌3h。
(4)取5μl1%的戊二醛溶液,加入到250μl油相溶液中混匀,然后将其混匀加入到步骤(3)中的溶液,继续搅拌2h。
(5)5000rpm,离心10min,收集收集目的油相溶液5ml备用。
(6)环己烷洗涤收集目的油相溶液3次去除Igepal,空气泵吸取收集目的油相溶液,后用PBS洗涤3次,并加入2ml的PBS重悬,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗置于-20℃,备用。
实施例3
本发明实施例公开了一种小鼠肿瘤疫苗,其中啤酒酵母外壳葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30分别按照1:22:12的质量比进行连接,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗。其中啤酒酵母外壳葡聚糖GP在电子显微镜下的结构如图1所示。
其制备方法为(1)称取5mg GP至2ml的EP管中,向管中接入5ml油相溶液(环己烷/Igepal=体积比85:15)置于超声波清洗仪超声分散50min。
(2)向管中放入磁子后,然后加入11μl10mg/ml的荧光标记的多肽M30溶液和6μl10mg/ml的Poly(I:C)溶液,磁力搅拌器上搅拌过夜。
(3)取7μl0.5%的壳聚糖溶液,加入到220μl油相溶液中混匀,然后将其混合均后与步骤(2)中的溶液进行混匀,继续搅拌2h。
(4)取7μl 1%的戊二醛溶液,加入到220μl油相溶液中混匀,然后将其混匀加入到步骤(3)中的溶液,继续搅拌3h,
(5)5000rpm,离心6min,收集收集目的油相溶液2ml备用。
(6)环己烷洗涤收集目的油相溶液3次去除Igepal,空气泵吸取收集目的油相溶液,后用PBS洗涤3次,并加入1ml的PBS重悬,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗置于-20℃,备用。
实施例4
根据实施例1得到的GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗,加入1mLPBS重悬。放置于37℃恒温摇床,振荡孵育7d,每隔48h离心观察上清中颜色的变化,并用拍照记录,结果如图2所示。由图2可知,随着时间的推移,M30缓慢的释放到外部,且具有足够的稳定性。
实施例5
将C57BL/6小鼠分成5组,每组10只,雌性不限,根据实施例1得到的GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗,加入1mLPBS重悬。按照100μL/只的量接种至C57BL/6小鼠腹部皮下,并分别在0、1、3、5、7天乙醚麻醉小鼠,使用动物活体成像观察注射位点荧光强度的变化,并使用计算机拍照记录实验结果,结果如图3所示;同时分别在1、3、5和7天处死小鼠,取出近端淋巴结和远端淋巴结,利用小动物活体成像系统观察微球向淋巴结迁移和积累的效果,结果如图4所示。由图3和图4可知,强烈的荧光信号来自于接种位点,并维持一周,甚至更长时间;且GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗能够控制抗原的释放,防止抗原的降解,具有很好的体内体外稳定性。
实施例6
利用小鼠股骨骨髓,根据常规的诱导方法,诱导产生小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC)。用DC培养基将诱导产生的BMDC细胞(小鼠骨髓来源的树突状细胞)调至浓度为2×106个/mL,并向24孔板中加入250μL细胞悬液,共分为5组,分别为生理盐水组、M30组、GP组、GP-Poly(I:C)-M30组和LPS组(阳性对照),每组设3重复。向对应的各组中加入250μLDC培养基,其中含有GP浓度为50μg/mL;M30为3μg/mL;GP-Poly(I:C)-M30为50μg/mL;LPS浓度为2μg/mL。放入培养箱中孵育24h后1400rpm离心7min,收集细胞培养上清,备用。
将每孔细胞重悬入流式管中,加入PBS至4mL,1400rpm离心7min,弃上清,并向其中加入PE anti-mouse MHCⅡ抗体和APC anti-mouse CD86抗体,其中抗体利用PBS溶液稀释,比例为1:100,室温下孵育20min。最后向各管加入4mL PBS洗涤一次,1400rpm离心7min,弃上清,并加入300μL PBS重悬,流式上机检测,结果如图5所示。由图5可知GP组和GP-Poly(I:C)-M30组显著地增加CD86+MHC II+的比例,且具有统计学意义。而生理盐水组和M30组具有相同的比例。这些结果表明GP-M30能够激活BMDC细胞,促进BMDC细胞的成熟,且抗原的包裹不影响GP对BMDC细胞的活化能力。
实施例7
用DC培养基将诱导产生的BMDC细胞(小鼠骨髓来源的树突状细胞)调至浓度为2×106个/mL,并向24孔板中加入250μL细胞悬液,共分为6组,分别为PBS组、M30组、Poly(I:C)-M30组、GP-M30组、GP-Poly(I:C)-M30组和LPS组(阳性对照),每组设3重复。向对应的各组中加入250μLDC培养基,其中含有PBS浓度为1μg/mL;M30浓度为1μg/mL;Poly(I:C)-M30为1μg/mL;GP-M30为1μg/mL;GP-Poly(I:C)-M30为1μg/mL;LPS浓度为1μg/mL。放入培养箱中孵育24h后1400rpm离心7min,收集细胞培养上清,备用。
利用分别提取各组细胞培养上清液的RNA,并反转录为DNA,利用Real-time PCR分别检测在肿瘤治疗过程中众多炎症细胞因子中,起主要作用的TNF-α、IL-1β、IL-6的含量,结果如图6-8。由图6-8可知,GP-Poly(I:C)-M30和GP-M30能够有效促进TNF-α、IL-1β、IL-6的分泌,增加了对T细胞活化增殖、分化的诱导。
实施例8
将C57BL/6小鼠分成4组,每组10只,雌性不限,分别小鼠背部皮下接种7.5×104个黑色素瘤细胞,此时即为第0天。从接种肿瘤第4天时候开始免疫,4组分别接种PBS每只100μL、M30每只100μg、Poly(I:C)-M30 100μg/只、GP-Poly(I:C)-M30 100μg/只,每隔7天免疫一次,从肿瘤可见开始测量肿瘤大小,每隔1天测量一次,直到第22天。按照的公式计算肿瘤的体积并绘制肿瘤抑制曲线,结果如图9所示,其中公式为:肿瘤体积=肿瘤的长度×肿瘤的宽度2×0.5。由图9可知,GP-Poly(I:C)-M30能够显著抑制肿瘤的生长。
本发明提供了一种小鼠肿瘤疫苗及其制备方法,克服了现有技术中MHCⅠ类分子与短肽结合不能激活CD4+T细胞的技术缺陷,首次通过引入特异性的肿瘤佐剂,实现了激活CD4+T细胞的目的,使得小鼠肿瘤疫苗具有抑制肿瘤生长的功能;同时对用于治疗人类肿瘤疫苗的研发提供新的思路和基础。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种小鼠肿瘤疫苗,其特征在于,包含啤酒酵母外壳葡聚糖GP、佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和多肽M30;其中所述啤酒酵母外壳葡聚糖GP、所述佐剂聚肌胞苷酸Poly(I:C)和所述多肽M30分别按照1:20-25:10-12的质量比进行连接,得到GP—Poly(I:C)—M30小鼠肿瘤疫苗。
2.根据权利要求1所述的一种小鼠肿瘤疫苗的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取GP至EP管中,向管中接入1-5ml油相溶液,至GP的浓度为5mg/ml置于超声波清洗仪超声分散50min;
(2)向管中加入荧光标记的多肽M30溶液和Poly溶液,搅拌过夜;
(3)取5-10μl 0.5%的壳聚糖溶液,加入到200-250μl油相溶液中混匀,然后将其与步骤(2)中的溶液混匀,并继续搅拌2-3h;
(4)取5-10μl 1%的戊二醛溶液,加入到200-250μl油相溶液中混匀,然后将其混匀加入到(3)中的溶液,继续搅拌2-3h;
(5)5000rpm,离心5-10min,收集目的油相溶液1-5ml备用;
(6)利用环己烷洗涤步骤(5)所述目的油相溶液3次去除Igepal,并利用空气泵吸取所述目的油相溶液后利用PBS洗涤3次,并加入1-2ml的PBS重悬,置于-20℃备用。
3.根据权利要求2所述的一种小鼠肿瘤疫苗的制备方法,其特征在于,所述油相溶液为环己烷与Igepal体积比为85:15的溶液。
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2018
- 2018-09-20 CN CN201811101997.4A patent/CN110917341A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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