CN115192703A - 一种带状疱疹疫苗及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种疫苗,所述疫苗包含VZV gE蛋白和复合佐剂,其中所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1‑546,所述复合佐剂包括鲨烯和/或角鲨烷的乳剂以及CpG。本发明还提供了制备所述疫苗的方法,以及所述疫苗用于预防带状疱疹疾病及其并发症的用途。
Description
技术领域
本发明提供一种复合佐剂带状疱疹疫苗,涉及含有复合佐剂的水痘-带状疱疹病毒(VZV)gE重组蛋白疫苗及其在预防带状疱疹疾病中的应用,属于免疫学预防领域。
背景技术
带状疱疹是由VZV引起的急性感染性皮肤病,人是VZV的唯一宿主。对此病毒无免疫力的儿童被感染后,发生水痘。部分患者被感染后成为带病毒者而不发生症状。由于病毒具有亲神经性,感染后可长期潜伏于脊髓神经后根神经节的神经元内,当抵抗力低下或劳累、感染、感冒时,病毒可再次生长繁殖,并沿神经纤维移至皮肤,使受侵犯的神经和皮肤产生强烈的炎症。
VZV在形态上与单纯疱疹病毒(HSV)相同。VZV仅有一个血清型,其基因组有71个基因,编码67个不同蛋白,包括6种糖蛋白(gp I-gp VI),这6种糖蛋白现统一分别命名为gE、gB、gH、gI、gC和gL。在受感染的细胞中,糖蛋白gE、gB和gH极为丰富,在病毒体的胞膜中也存在这些糖蛋白。
可通过注射疫苗来预防带状疱疹。疫苗包括作为活性成分的抗原和免疫佐剂。免疫佐剂简称佐剂,即非特异性免疫增生剂,指那些同抗原一起或预先注入机体内能增强机体对抗原的免疫应答能力或改变免疫应答类型的辅助物质。佐剂可以具有免疫原性,也可无免疫原性。佐剂种类很多,目前尚无统一的分类方法。佐剂的免疫生物学作用是增强免疫原性、增强抗体的滴度、改变抗体产生的类型、引起或增强迟发超敏反应,但佐剂的作用机制尚未完全明了,不同佐剂作用的机制也不尽相同。
发明内容
第一方面,本发明提供了一种疫苗,所述疫苗包含VZV gE蛋白和复合佐剂。
第二方面,本发明提供了一种用于制备第一方面的疫苗的方法,所述方法包括:
(1)合成VZV gE蛋白的编码基因,将其克隆至表达质粒中并转染细胞,筛选分泌gE融合蛋白的细胞株;
(2)收集表达gE蛋白的细胞培养上清液,分离纯化后得到gE蛋白;
(3)将gE蛋白与鲨烯和/或角鲨烷的乳剂及CpG混合,从而获得所述疫苗。
第三方面,本发明提供了第一方面的疫苗用于预防带疱疹疾病及其并发症的用途。
本发明的优势在于,以鲨烯和/或角鲨烷的乳剂与CpG作为复合佐剂,利用它们的协同作用,增强了gE重组疫苗诱导的gE特异性抗体应答和T细胞免疫应答。因此,鲨烯和/或角鲨烷的乳剂与CpG作为复合佐剂,联合gE蛋白制成疫苗,可用于预防带状疱疹疾病及其并发症。
具体实施方式
一方面,本发明提供了一种疫苗,所述疫苗包含VZV gE蛋白和复合佐剂。
优选地,所述VZV gE蛋白为去除跨膜区和胞内区的gE蛋白;更优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-538或野生型gE的氨基酸1-546;最优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-546。
优选地,所述复合佐剂包括鲨烯和/或角鲨烷的乳剂以及CpG。
其中,鲨烯和/或角鲨烷的乳剂为水包油乳剂。油相成分为鲨烯或角鲨烷或两者的混合物,鲨烯所占比例在0%-100%范围内;优选地鲨烯占油相成分的20-80%或者40-60%;更优选地鲨烯占油相成分的50%,角鲨烷占油相成分的50%;更优选地采用100%鲨烯作油相。油相占乳剂总体积的1%-10%(v/v),优选地为3%-5%,更优选地为5%。所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述缓冲剂包含柠檬酸盐和/或磷酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值在6.0-8.0范围内。所述水包油乳剂中可包含表面活性剂,其可在水相中或在油相中,为非离子表面活性剂或其组合,优选的是吐温-80和司盘85的组合,两者的含量优选的是分别为水包油乳剂总体积的0.2%-5%(v/v);特别优选的是,吐温-80和司盘85的含量分别为水包油乳剂总体积的0.5%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。在所述水包油乳剂中,油滴直径位于亚微米范围,平均直径小于1μm;优选地油滴直径小于500nm;更优选地直径小于300nm;特别优选地直径介于90-180nm,或在50-140nm之间。
在一个具体实施方案中,油相为鲨烯和角鲨烷的混合物,两者各占50%。其中油相占乳剂总体积的1%(v/v)。所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述pH缓冲剂包含柠檬酸盐和/或磷酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值为6.0。表面活性剂为吐温-80和司盘85的组合,两者的含量分别为水包油乳剂总体积的0.2%(v/v)及5%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。
在另一个具体实施方案中,油相成分为鲨烯,其中油相占乳剂总体积的1%(v/v)。所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述pH缓冲剂包含柠檬酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值为6.0。表面活性剂为吐温-80和司盘85的组合,两者的含量优选的是分别为水包油乳剂总体积的0.5%(v/v)及0.2%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。
在又一个具体实施方案中,油相成分包含鲨烯,其中油相占乳剂总体积的10%(v/v),所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述pH缓冲剂包含磷酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值为8.0范围。表面活性剂为吐温-80和司盘85的组合,两者的含量分别为水包油乳剂总体积的0.2%(v/v)及0.5%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。
在又一个具体实施方案中,油相成分包含鲨烯,其中油相占乳剂总体积的10%(v/v),所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述pH缓冲剂包含磷酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值为8.0范围。表面活性剂为吐温-80和司盘85的组合,两者的含量分别为水包油乳剂总体积的0.5%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。或者
在又一个具体实施方案中,油相成分包含角鲨烷,其中油相占乳剂总体积的10%(v/v),所述水相成分包含人体可耐受的pH缓冲剂和离子强度调节剂,其中所述pH缓冲剂包含磷酸盐,所述离子强度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾,所述水相的pH值为8.0范围。表面活性剂为吐温-80和司盘85的组合,两者的含量分别为水包油乳剂总体积的0.5%(v/v)。将所述油相成分、水相成分和表面活性剂通过搅拌或剪切混合后,通过多次高压均质,直至获得包含所需粒径油滴的均一制剂。
本发明的CpG ODNs(简称CpG)是指具有免疫刺激活性的非甲基化硫代寡聚脱氧核苷酸,其核苷酸单元数量介于10-40个之间。CpG ODNs根据其结构和免疫活性共分为四种类型。A型CpG ODNs的核苷酸单元由天然脱氧核苷酸和硫代脱氧核苷酸混合组成,通常含有一个以天然磷氧键链接的CpG基序单元,两侧有回文序列,在3’和5’端有多个G核苷酸单元形成的尾。A型CpG ODNs促进pDC成熟并分泌IFN-α,但对B细胞无影响。A型CpG ODNs由于poly-G尾的存在在溶液中容易形成复杂多聚体,因此其在临床试验中应用较少。但A型CpG ODNs可被包装成稳定的病毒样颗粒(VLP),并在临床前和临床研究中用作佐剂(J.Immunol.172(3),1777–1785(2004))。B型CpG ODNs所有核苷酸单元均为非甲基化硫代脱氧核苷酸,且由一个或多个CpG基序单元组成。B型CpG ODNs促进pDC分化产生TNF-α,并可刺激B细胞增殖并分泌IgM。C型CpG ODNs在核苷酸单元上与B型相似,完全由硫代磷酸核苷酸组成,结构上含有与A型CpG ODNs类似的回文CpG基序,因此可以形成茎环结构或二聚体。C型CpG ODN刺激B细胞分泌IL-6以及刺激pDC细胞以产生IFN-α。P型CpG-ODN包含双回文,可以在其富含GC的3’端形成发夹,并且由于5’回文的存在可再次形成回文结构。这些高度有序的结构被认为是导致CpG-ODN中最强的I型IFN产生的原因。
对于本发明的CpG,优选的核苷酸单元数量介于15-25个之间,优选的CpG类型为B型、C型和P型,特别优选B型和C型。该物质可刺激机体免疫细胞产生相应细胞因子,并由此调控机体针对特定抗原的免疫反应。优选的CpG序列包括但不限于:CpG-684(5’-TCGACGTTCGTCGTTCGTCGTTC-3’)、D-SL01(5’-TCGCGACGTTCGCCCGACGTTCGGTA-3’)、CpG-1018(5’-TGACTGTGAACGTTCGAGATGA-3’)、CpG-1760(5’-ATAATCGACGTTCAAGCAAG-3’)、CpG-1862(5’-TCCATGACGTTCCTGACGTT-3’)、CpG-1960(5’-TCCTGTCGTTCCTGTCGTT-3’)、CpG-1965(5’-TCCTGTCGTTTTTTGTCGTT)、CpG-1967(5’-TCGTCGCTGTCTGCCCTTCTT-3’)、CpG-1968(5’-TCGTCGCTGTTGTCGTTTCTT-3’)、CpG-1982(5’-TCCAGGACTTCTCTCAGGTT-3’)、CpG-2002(5’-TCCACGACGTTTTCGACGTT-3’)、CpG-2005(5’-TCGTCGTTGTCGTTGTCGTT-3’)、CpG-2006(5’-TCGTCGTTTTGTCGTTTTGTCGTT-3’)、CpG-2007(5’-TCGTCGTTGTCGTTTTGTCTGTT-3’)、CpG-2008(5’-GCGTGCGTTGTCGTTGTCGTT-3’)、CpG-2010(5’-GCGGCGGGCGGCGCGCGCCC-3’)、CpG-2012(5’-TGTCGTTTGTCGTTTGTCGTT-3’)、CpG-2013(5’-TGTCGTTGTCGTTGTCGTT-3’)、CpG-2014(5’-TGTCGTTGTCGTTGTCGTT)、CpG-2015(5’-TCGTCGTCGTCGTT-3’)、CpG-2016(5’-TGTCGTTGTCGTT-3’)、CpG-2102(5’-TCGTCGTTTTGACGTTTTGTCGTT-3’)、CpG-2103(5’-TCGTCGTTTTGACGTTTTGACGTT-3’)、CpG-2116(5’-TCGTCGTTCCCCCCCCC-3’)、CpG-2216(5’-GGgggacgatcgtcGGGGGG-3’)、CpG-2336(5’-GGGgacgacgtcgtgGGGGGG-3’)、CpG-2395(5’-TCGTCGTTTTCGGCGCGCGCCG-3’)、CpG-M362(5’-TCGTCGTCGTTCGAACGACGTTGAT-3’)、CpG-D-SL03(5’-TCGCGAACGTTCGCCGCGTTCGAACGCGG-3’)。最优选地,所述复合佐剂包括CpG-2006。上述CpG ODNs小写字母所代表核酸之间的连接是天然磷氧键,大写字母所代表核酸之间的连接是磷硫键。本发明的CpG的制备方法是本领域技术人员公知的,例如可采用固相亚磷酰胺三酯法化学合成,该方法已广泛应用于DNA化学合成领域中,高效且偶联快速。目前CpG人工合成多委托专业的基因合成公司。
在所述复合佐剂中,鲨烯和/或角鲨烷乳剂在单剂疫苗中的使用剂量可以为50μL-1000μL,优选为250μL-600μL;CpG在单剂疫苗中的使用剂量介于2μg-8mg,优选为100μg-3mg。
本发明所述的gE蛋白的单剂使用剂量5μg-150μg,优选为20μg-60μg。
本发明的gE蛋白可溶解于含有鲨烯和/或角鲨烷和CpG的乳剂中,以液体剂型存在。其中,gE蛋白的单剂使用剂量5μg-150μg,优选为20μg-60μg;鲨烯和/或角鲨烷乳剂的单剂使用剂量50μL-1000μL,优选为250μL-600μL;CpG在单剂疫苗中的使用剂量介于2μg-8mg,优选为100μg-3mg。
或者,本发明的gE蛋白也可以单独冻干粉末的形式保存,而后在注射前使用鲨烯或角鲨烷乳剂溶解。gE蛋白优选的存在方式是以单独冻干粉末的形式保存,而后在注射前使用含有鲨烯或角鲨烷乳剂溶解。gE蛋白的冻干粉中可以含有CpG,即gE蛋白可以和CpG一起冻干,而后在注射前使用含有鲨烯或角鲨烷的乳剂溶解。gE的冻干粉组成中含有非离子表面活性剂、缓冲盐和冻干保护剂。非离子表面活性剂可以是吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合物,优选的是吐温80;非离子表面活性剂与gE蛋白的质量比介于1:1-3:1之间,优选为1:1-2:1,最优选是1.6:1。缓冲盐可以是柠檬酸盐或磷酸盐,优选由磷酸二氢钠和磷酸氢二钾的组成物。冻干保护剂包括但不限于海藻糖、壳聚糖、蔗糖和葡萄糖,优选的是蔗糖;冻干保护剂与gE蛋白的质量比介于1000:1-25:1之间,优选为800:1-200:1,最优选是400:1。本发明所述的冻干粉的制备方法为冻干前溶液中含有的溶质物质的重量浓度为0.1mg/ml-100mg/ml,优选为0.4mg/mL-10mg/mL。上述冻干前溶液通过预冻、低温冻干和常温冻干除去水分;优选的预冻温度为-80℃,优选的低温冻干温度为-20℃至-60℃之间,优选的常温冻干温度为4-25℃之间,各阶段冻干时间由冻干的总物质量决定,最终可获得外观完整无塌陷的冻干粉。上述冻干过程、冻干温度及冻干时间可以根据冻干总物质量进行调整。
本发明所述的鲨烯和/或角鲨烷乳剂与CpG联合使用指的是应用与人体时的情况。在应用于人体之前,CpG可以存在于鲨烯和/或角鲨烷乳剂中;CpG也可以与gE蛋白一起冻干保存,然后在应用于人体前再与鲨烯和/或角鲨烷乳剂混合。具体而言,本发明中的CpG在制剂中可以单独以可溶性的分子存在于含有鲨烯或角鲨烷乳剂中,或可以以固体分子的形式存在于gE蛋白的冻干粉中。
具体而言,本发明的疫苗可以包含液体形式的VZV gE蛋白以及CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含固体形式的VZV gE蛋白和CpG以及液体形式的鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含固体形式的VZV gE蛋白以及液体形式的CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含液体形式的VZV gE蛋白和CpG以及液体形式的鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含液体形式的VZV gE蛋白以及液体形式的CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂。
另外,本发明还提供了一种用于制备本发明的疫苗的方法,所述方法包括:
(1)合成VZV gE蛋白的编码基因,将其克隆至表达质粒中并转染细胞,筛选分泌gE融合蛋白的细胞株;
(2)收集表达gE蛋白的细胞培养上清液,分离纯化后得到gE蛋白;
(3)将gE蛋白与鲨烯和/或角鲨烷的乳剂及CpG混合,从而获得所述疫苗。
优选地,所述VZV gE蛋白为去除跨膜区和胞内区的gE蛋白;更优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-538或野生型gE的氨基酸1-546;最优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-546。
优选地,所述复合佐剂包括鲨烯和/或角鲨烷的乳剂以及CpG。
优选地,所述表达质粒为哺乳动物细胞表达质粒;所述转染为脂质体共转染;所述细胞为CHO细胞。
在一个具体实施例方案中,步骤(2)中所述的分离纯化是通过以下步骤进行的:(1)采用Capto Q阴离子层析柱进行纯化;(2)采用Capto Butyl ImpRes疏水层析进行纯化;(3)采用Capto MMC层析进行纯化;(4)切向流超滤;和(5)采用Planova 15N纳米过滤器去除潜在的病毒。
通过以下实施例进一步举例描述本发明,并不以任何方式限制本发明,在不背离本发明的技术解决方案的前提下,对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1gE蛋白的制备
合成去除跨膜区和胞内区的gE蛋白(野生型gE序列的氨基酸1-538或野生型gE序列的氨基酸1-546,分别表示为gE(1-538)或gE(1-546))的编码基因(序列可参考GenBank:AEW88548.1或AGY33616.1)。按照分子生物学领域的常规技术,将该基因克隆至哺乳动物细胞表达质粒pcdna3.1中,与脂质体共转染CHO细胞,通过选择性抗生素遗传霉素(Geneticin)筛选稳定分泌gE融合蛋白的细胞株。
收集表达gE蛋白的细胞培养上清液。过滤后,调节上清液pH至6.5,在Capto Q阴离子层析柱上进行第一步纯化步骤:用平衡缓冲液(20mM磷酸盐缓冲液pH 6.5)平衡Capto Q阴离子层析柱;然后,将细胞上清液加载在层析柱上,并用平衡缓冲液和20mM PB+200mMNaCl pH6.5的溶液洗涤层析柱,用20mM PB+450mM NaCl pH6.5的溶液洗脱含有gE蛋白的组分。第二步纯化步骤采用Capto Butyl ImpRes疏水层析进行纯化,在Capto Q阴离子层析阶段用20mM PB+450mM NaCl pH6.5洗脱的gE蛋白的组分加入硫酸铵至1M,并调节至pH7.0;将上述样品加载在Capto Butyl ImpRes层析柱上并用平衡缓冲液20mM PB+1M(NH4)2SO4pH7.0和20mM PB+500mM(NH4)2SO4 pH7.0的溶液洗涤层析柱,用20mM PB+200mM(NH4)2SO4pH7.0的溶液洗脱gE蛋白。第三步纯化步骤采用Capto MMC层析进行纯化,用平衡缓冲液50mM 3-(N-吗啡啉)丙磺酸(MOPS)+300mM NaCl pH7.0平衡Capto MMC层析柱,将注射用水稀释2倍的样品加载在Capto MMC层析,收集含有gE蛋白的流穿峰。第四步纯化步骤通过切向流超滤将含有gE蛋白的上一步的样品进行浓缩及缓冲液交换,使用0.1m2表面积的10kDa聚醚砜膜包进行超滤;用3L PBS缓冲液(8.1mM Na2HPO4,1.47mM KH2PO4,137mM NaCl,2.68mM KCl pH7.2)冲洗超滤膜包直至在渗透中pH值达到7.2;应用上述超滤系统将gE蛋白浓缩至1.0mg/mL以上,再用10体积的PBS缓冲液进行透滤,设定过膜压力为15psi,透滤时间为90-120min。第五步纯化步骤应用Planova 15N纳米过滤器去除潜在的病毒:让含有gE蛋白溶液的透滤溶液首先通过0.22μm滤器进行预过滤;在0.5bar恒压下,在Planova 15N纳米过滤器上过滤gE溶液并在另一侧收集除去病毒的溶液。
实施例2复合佐剂配方
本实施例中使用了100%鲨烯的乳剂以及50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂,其中:
100%鲨烯的乳剂组成为:鲨烯5%(v/v),吐温-80 0.65%(v/v),司盘85 0.35%(v/v);其余为磷酸盐缓冲液;
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂组成为:鲨烯+角鲨烷4.5%(v/v),吐温-80 0.45%(v/v),司盘85 0.55%(v/v);其余为柠檬酸缓冲液。
本发明的复合佐剂配方可以是:
配方1:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为50μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为2μg。
配方2:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为1000μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为2μg。
配方3:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为50μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为8mg。
配方4:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为1000μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为8mg。
配方5:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为250μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方6:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为250μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为3mg。
配方7:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方8:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为3mg。
配方9:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方10:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-1018在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方11:100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-1965在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方12:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-684在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方13:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-D-SL01在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方14:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2216在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方15:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2336在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方16:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2395在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方17:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-M362在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
配方18:50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-D-SL03在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
实施例3免疫制剂的制备
配制液体单剂剂型:
免疫制剂1(复合佐剂为配方1)——取gE蛋白(gE(1-546))(0.372mg/ml)5μg即14μL,依次加入100%鲨烯的乳剂50μL,CpG-2006(3mg/ml)2μg(即0.7μL),再加入35.3μL PBS缓冲液补足体积至100μL,混合在一支EP管中,缓慢上下颠倒10次,静置5分钟即可,用前摇匀。
按照实施例2中所述的使用剂量,同样配制免疫制剂2-18(复合佐剂为配方2-18):其中gE(1-546)蛋白均为5μg,再依次加入100%鲨烯的乳剂(配方1-11)或50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂(配方12-18)以及CpG。
实施例4小鼠免疫
采用的小鼠为市售的C57BL/6小鼠。将小鼠分为5组,每组5只小鼠。每组小鼠分别通过肌肉注射PBS缓冲液(阴性对照组)、gE蛋白(gE(1-546))(5μg/只)、gE蛋白(5μg/只)+100%鲨烯的乳剂(50μL/只)、gE蛋白(5μg/只)+CpG-2006(20μg/只)、gE蛋白(5μg/只)+100%鲨烯的乳剂(50μL/只)+CpG-2006(20μg/只)进行免疫。共免疫2次,间隔2周,每次注射体积为100μL。
实施例5体液免疫检测
二次免疫后14天,经摘眼球取血,37℃静置1h,4℃放置1h,3000rpm离心15min,分离小鼠血清,通过ELISA方法检测血清中抗体的效价。gE蛋白0.5μg/孔包被96孔板,4℃过夜。次日,3%BSA封闭1h,将10倍梯度稀释的血清样本依次加入板中,37℃孵育2h,加入HRP标记的山羊抗鼠IgG抗体或山羊抗鼠IgG1、IgG2a抗体(1:1000稀释),抗体分型检测最后还需加入HRP标记兔抗山羊IgG抗体,分别孵育1小时。使用PBS-T溶液(0.05%Tween-20)洗板6次,然后加入TMB溶液显色15min,使用2M硫酸溶液终止显色反应,使用酶标仪检测OD 450nm下的吸光度。
结果如表1所示,PBS组及gE蛋白(gE(1-546))组均不能产生较强的gE特异性抗体;gE+100%鲨烯的乳剂组及gE+CpG-2006组可以略微增加抗体水平,但不显著;而gE+100%鲨烯的乳剂+CpG-2006组能产生很高的抗体水平。这表明,gE、100%鲨烯的乳剂与CpG三者联合使用比gE与100%鲨烯的乳剂二者联用或gE与CpG二者联用或gE+100%鲨烯的乳剂、gE+CpG二者加和更显著地协同诱导gE特异性体液免疫应答,产生较高水平的IgG。因此,gE、100%鲨烯的乳剂与CpG三者联合使用可作为优良的带状疱疹候选疫苗。
表1
上述实验证明了佐剂的必要性。为了确定不同gE蛋白长度是否会对重组疫苗的免疫原性带来影响,我们选用了两种不同长度的gE蛋白(即gE(1-538)和gE(1-546))。配制液体单剂剂型:取gE(1-538)或gE(1-546)(0.372mg/ml)5μg即14μL,依次加入100%鲨烯的乳剂50μL,CPG-1018(3mg/ml)2μg即0.7μL,再加入35.3μL PBS缓冲液补足体积至100μL,混合在一支EP管中,缓慢上下颠倒10次,静置5分钟即可,用前摇匀。
通过实施例4所述方法,用配制的液体制剂免疫小鼠。免疫后,对抗原特异性抗体进行检测,结果如表2所示,两种长度的gE与佐剂联用均能引起较高的抗体应答。将gE(1-546)作为以下实验中选用的重组疫苗抗原。
表2
为了探究不同复合佐剂配方对免疫原性的影响,选用了不同的复合佐剂和相同剂量(5μg/只)的gE进行了实验,免疫策略同上。结果如表3所示。各种佐剂配方混合gE均能引起强劲的体液免疫应答,表明不同的复合佐剂配方的功能是相似的,但从剂量节省和效果上综合比较来看,gE和600μL 100%鲨烯的乳剂与100μg CpG-2006(即配方9)联用时,产生的免疫应答最强。
表3
在确定复合佐剂配方的基础上,为了筛选合适的CpG序列,进一步检测了使用gE(5μg/只)和不同CpG与100%鲨烯的乳剂或50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂的复合佐剂免疫后的IgG效价。免疫策略同上。
结果如表4所示,gE与600μL 100%鲨烯的乳剂与100μg CpG-2006(即配方9)联用时,IgG水平最高,由此CpG-2006可作为最理想的佐剂候选物。gE和100%鲨烯的乳剂与CpG-2006复合佐剂联用,可以引起较高的抗原特异性抗体水平。至此,已确定了最佳的gE抗原长度和复合佐剂配方。
表4
实施例6细胞免疫检测
如实施例4中所述,对小鼠进行免疫。
二次免疫后21天,在无菌条件下进行脾脏采集,将每组小鼠脾脏混合在一起。具体地,通过以下操作制备获得脾细胞悬液:
(1)颈椎脱臼处死小鼠,75%酒精表面消毒后,准备六孔板,每孔加入2mLRPMI1640完全培养基,每组小鼠放入一个六孔板中,1组5孔;实验全程注意标记好组别,无菌操作取脾;
(2)用纱网(200目)包裹脾脏,用5mL注射器手柄在培养基中研磨,直到看不见组织,随后将每孔悬液分别转移到15mL离心管中,并用1mL培养基冲洗六孔板底,一并转移到离心管中,300×g离心10min;倒掉上清,加入ACK裂解液3mL,吹匀后室温放置3min,并反复颠倒混匀观察,可能出现絮状沉淀,倒入约6mL培养基,终止裂解,混匀,过纱网,转移到新15mL离心管中,300×g离心5min;倒掉上清,管底沉淀会呈现两层,底层肉色细胞团上有红色破裂的红细胞碎片,属正常现象,加5mL培养液重悬细胞,洗涤一次,300×g离心5min;倒掉上清,加3mL培养液重悬细胞,并充分混匀得到脾细胞悬液。
进行细胞计数,以1×106个细胞/孔进行实验。实验设三个刺激条件,分别为培养基阴性对照、gE蛋白刺激(终浓度5μg/mL)、植物血凝素(PHA)阳性对照(终浓度5μg/mL)。在上述3个条件下刺激细胞,37℃孵育细胞24h。倾倒孔内液体,每孔加入200μL PBS洗涤5次;将稀释好的生物素标记单抗(R4-6A2)工作液加入各孔,100μL/孔,室温孵育2h;倾倒孔内液体,每孔加入200μL PBS洗涤5次;将稀释好的链霉亲和素-HRP工作液加入各孔,100μL/孔,室温孵育1h;倾倒孔内液体,每孔加入200μL PBS洗涤5次;每孔加入100μL即用型TMB底物溶液并显影5-30min直至出现明显斑点,显影时间需通过预实验确定;用去离子水洗涤终止显色。如果需要,可去板底座(板下方的软塑料)并冲洗膜的底面;让板子干燥。在ELISpot阅读器检查和计数斑点,具体可参照MABTECH IFN-γ检测试剂盒。
结果如表5所示,PBS组及gE组均不能引起细胞免疫反应;gE+100%鲨烯的乳剂组及gE+CpG-2006组可以略微增加细胞免疫反应,但不显著;而gE+100%鲨烯的乳剂+CpG-2006组可以引起强大的细胞免疫反应。
表5
结果表明,gE、100%鲨烯的乳剂与CpG-2006三者联合使用比gE与100%鲨烯的乳剂二者联用或gE与CpG-2006联用或gE+100%鲨烯的乳剂、gE+CpG二者加和更能显著地协同诱导gE特异性细胞免疫应答。因此,gE、100%鲨烯的乳剂与CpG-2006三者联合可作为优良的带状疱疹候选疫苗。
同样,为了比较不同复合佐剂配方的优劣,进行了细胞免疫应答的检测,方法同上。
结果如表6所示,和体液免疫结果一致,从剂量节省和免疫原性的角度综合比较,gE(5μg/只)和600μL 100%鲨烯的乳剂与100μg CpG-2006(即配方9)联用时,IFN-γ阳性的T细胞比例最高。
表6
为确定合适的CpG序列,对于不同的CpG与100%鲨烯的乳剂或50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂的组合也进行了细胞免疫应答的评估。免疫策略如上。
结果如表7所示,gE和100%鲨烯的乳剂与CpG-2006复合佐剂(配方9)联用,可以引起较高的抗原特异性细胞免疫应答。因此,100%鲨烯的乳剂与CpG-2006的复合佐剂是本次实验所筛选出的最优候选佐剂。
表7
Claims (10)
1.一种疫苗,所述疫苗包含VZV gE蛋白和复合佐剂;优选地,其中所述VZV gE蛋白为去除跨膜区和胞内区的gE蛋白;更优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-538或野生型gE的氨基酸1-546;最优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-546。
2.根据权利要求1所述的疫苗,其中所述复合佐剂包括鲨烯和/或角鲨烷的乳剂以及CpG;优选地,所述CpG在制剂中可以单独以可溶性的分子存在于鲨烯和/或角鲨烷的乳剂中,或可以以固体分子的形式存在于gE蛋白的冻干粉中;更优选地,所述疫苗包含液体形式的VZV gE蛋白以及CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含固体形式的VZV gE蛋白和CpG以及液体形式的鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含固体形式的VZV gE蛋白以及液体形式的CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含液体形式的VZV gE蛋白和CpG以及液体形式的鲨烯和/或角鲨烷的乳剂;或者所述疫苗包含液体形式的VZV gE蛋白以及液体形式的CpG和鲨烯和/或角鲨烷的乳剂。
3.权利要求2的疫苗,其中所述鲨烯和/或角鲨烷的乳剂还包含吐温-80和司盘85,并且鲨烯和/或角鲨烷占乳剂总体积的1%-10%(v/v),优选地为3%-5%,更优选地为5%;最优选地,其中在所述乳剂中,鲨烯占100%且不含角鲨烷;或鲨烯和角鲨烷各占50%;或角鲨烷占100%且不含鲨烯。
4.根据权利要求2的疫苗,其中所述CpG为A型、B型、C型或P型;优选地,所述CpG为CpG-684、D-SL01、CpG-1018、CpG-1760、CpG-1862、CpG-1960、CpG-1965、CpG-1967、CpG-1968、CpG-1982、CpG-2002、CpG-2005、CpG-2006、CpG-2007、CpG-2008、CpG-2010、CpG-2012、CpG-2013、CpG-2014、CpG-2015、CpG-2016、CpG-2102、CpG-2103、CpG-2116、CpG-2216、CpG-2336、CpG-2395、CpG-M362、CpG-D-SL03;更优选地,其中所述CpG为CpG-2006。
5.根据权利要求2所述的疫苗,其中鲨烯和/或角鲨烷乳剂在单剂疫苗中的使用剂量可以为50μL-1000μL,优选为250μL-600μL;CpG在单剂疫苗中的使用剂量为2μg-8mg,优选为100μg-3mg。
6.根据权利要求5所述的疫苗,其中鲨烯和/或角鲨烷乳剂以及CpG的使用剂量分别为:
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为50μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为2μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为1000μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为2μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为50μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为8mg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为1000μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为8mg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为250μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为250μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为3mg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为3mg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-1018在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-1965在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-684在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-D-SL01在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-CpG-2216在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-CpG-2336在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-CpG-2395在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-CpG-M362在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;和/或
50%鲨烯和50%角鲨烷的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-CpG-D-SL03在单剂疫苗中的使用剂量为100μg;
优选地,其中100%鲨烯的乳剂在单剂疫苗中的使用剂量为600μL,CpG-2006在单剂疫苗中的使用剂量为100μg。
7.一种用于制备权利要求1-6中任一项的疫苗的方法,所述方法包括:
(1)合成VZV gE蛋白的编码基因,将其克隆至表达质粒中并转染细胞,筛选分泌gE融合蛋白的细胞株;优选地,所述表达质粒为哺乳动物细胞表达质粒;所述转染为脂质体共转染;所述细胞为CHO细胞。
(2)收集表达gE蛋白的细胞培养上清液,分离纯化后得到gE蛋白;
(3)将gE蛋白与鲨烯和/或角鲨烷的乳剂及CpG混合,从而获得所述疫苗。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述VZV gE蛋白为去除跨膜区和胞内区的gE蛋白;优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-538或野生型gE的氨基酸1-546;更优选地,所述VZV gE蛋白为野生型gE的氨基酸1-546。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中步骤(2)中所述的分离纯化是通过以下步骤进行的:(1)采用Capto Q阴离子层析柱进行纯化;(2)采用Capto ButylImpRes疏水层析进行纯化;(3)采用Capto MMC层析进行纯化;(4)切向流超滤;和(5)采用Planova 15N纳米过滤器去除潜在的病毒。
10.权利要求1-6中任一项的疫苗用于预防带状疱疹疾病及其并发症的用途。
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PB01 | Publication | ||
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