CN115252772A - 人工合成的含CpG单链脱氧寡核苷酸在疫苗中的应用 - Google Patents
人工合成的含CpG单链脱氧寡核苷酸在疫苗中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种组合物，其包含CpG ODN和一种或多种与所述免疫调节性CpG ODN共同发挥作用的其他佐剂，例如铝佐剂，所述CpG ODN包含或组成为选自SEQ ID NO:1‑4的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列中至少一个核苷酸为具有通式I所示结构的化学修饰的核苷酸：
其中，Y为S或O，R为H或带正电的抗衡离子，B独立地为未修饰或经修饰的核碱基，R1为H、F、Cl、OH、OMe、Me、O‑乙基氧甲基。本申请还公开了所述组合物的用途，所述包含所述组合物的药物组合物，其制备方法，以及所述药物组合物的用途。
Description
技术领域
本发明涉及系列的人工合成的含CpG单链脱氧寡核苷酸在疫苗中的应用。进一步而言，本发明涉及所述人工合成的含CpG单链脱氧寡核苷酸作为疫苗佐剂的应用。进一步而言，本发明涉及所述人工合成的含CpG单链脱氧寡核苷酸在基因工程疫苗、亚单位疫苗及灭活疫苗中的应用。
背景技术
疫苗是一种抗原，注入血液后刺激免疫系统合成抗体。疫苗的应用对于控制人类和动物疾病的流行起到了非常重要的作用。按疫苗的制备原理，疫苗可分为灭活疫苗、减毒疫苗、亚单位疫苗和基因工程疫苗。基因工程疫苗主要包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫苗等等。广义的疫苗还包括遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。
重组疫苗(recombinant vaccines)是指通过遗传学重组机制来生产的疫苗。为了解决传统疫苗存在的问题，降低免疫原性，提高安全性，减少治疗时间，以一种新型的SIT方法———免疫重组疫苗。包括三种：一是DNA重组疫苗，以这一方式面世的第一种疫苗是乙型肝炎疫苗。该疫苗对乙型肝炎表面抗原HBsAg进行克隆扩增，应用重组DNA技术从酵母菌生产疫苗。二是通过消除和修饰病原微生物上已知的导致致病性基因来制备疫苗。以此方法研制的针对轮状病毒的第一代重组疫苗已在美国和芬兰进行临床试验，研究结果提示该疫苗对由轮状病毒所致的儿童腹泻具有很强的保护性。三是通过在一个非致病性微生物如病毒体内插入病原微生物的某个基因，然后被修饰的病毒作为一个携带者或载体来表达该外来基因，从而诱导免疫反应。这一技术正被应用于HIV疫苗的研制。同样也被用于新冠病毒疫苗的研制。
如今合成肽疫苗、基因工程亚单位疫苗、抗独特型抗体疫苗以及核酸疫苗等新型疫苗虽具有良好的抗原性和低毒等优点，但其免疫原性较弱，有必要配合高效的佐剂使用。这些佐剂包括抗原微粒化佐剂(不溶性铝盐胶体、免疫刺激复合物、脂质体)、缓慢释放抗原佐剂(油乳佐剂、抗原的微型包囊)、微生物佐剂(细菌毒素、短小棒状杆菌菌苗、分枝杆菌及其成分、肽聚糖)、分子佐剂(细胞因子、C3d分子、共刺激分子、超抗原、热休克蛋白、CpG序列)，以及其他佐剂(维生素E和硒、抗生素类、拟胸腺素药物、蜂胶、中药多糖)。这些佐剂主要通过免疫调节、参与抗原递呈、诱导CD8+T细胞应答、抗原贮存等方式发挥作用。
人工合成的含有胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸基序的寡脱氧核苷酸(CpGoligodeoxynucleotide，CpG ODN)能刺激高等动物的天然免疫系统，活化B细胞、巨噬细胞
树突状细胞(DC)及NK细胞等免疫细胞，并诱导IL-2、IL-6、IL-12、IFN-γ等细胞因子的分泌。CpG ODN作为疫苗佐剂，在多种疾病的治疗性疫苗中诱导所需的强Th1型免疫应答，已在人和小鼠上得到很好的验证。动物中的研究已证明仅由CpG ODN建立的免疫防御或作为疫苗佐剂的免疫防御可防御多种病毒性疾病、细菌性疾病和寄生性疾病。CpG ODN作为疫苗佐剂可以单独使用，有研究报道CpG DNA可作为用重组乙型肝炎表面抗原免疫小鼠的特异性免疫的有效增强剂(Heather L.Davis,etc.,J Immunol 1998；160:870-876；)；含CpG单链脱氧核苷酸作为狂犬疫苗的佐剂，能够显著增强狂犬疫苗的免疫效果，且能够减少狂犬疫苗的注射次数(CN1781929A)；Dynavax公司研制的CpG ODN 1018ISS增强型乙型肝炎病毒疫苗(HEPLISAV)的Ⅲ期临床试验结果表明，HEPLISAV组的受试者与葛兰素史克公司的乙肝疫苗Engerix-B组产生了水平相当的保护性抗体(赵玉娇，等，中国生物制品学杂志2016年7月第29卷第7期)。此外，CpG ODN作为疫苗佐剂还可以与其他佐剂联合使用，有临床试验研究报道免疫刺激TLR9激动剂寡脱氧核苷酸CPG 7909作为Engerix-B的佐剂增强了疫苗免疫原性(C.L.COOPER,etc.,Journal of Clinical Immunology,Vol.24,No.6,November2004)；佐剂CPG 7909添加到血液阶段疟疾候选疫苗AMA1-C1/Alhydrogel中后，抗体反应显著增强(Vaccine.2009June 24；27(31):4104-4109.)。这些研究发现CpG-ODNs单独使用或与其他佐剂(如氢氧化铝、ISA-51、MF59、ISCOMATRIX和IL-2等)联合均能够显著增强抗原特异性体液免疫和细胞免疫应答。CpG-ODNs不但能够增强抗原特异性免疫应答的“量”，还能改变抗原特异性免疫应答的“质”。就体液免疫而言，CpG-ODNs不但能够加速抗体产生、增加抗体滴度、提高抗体亲合力和增强免疫持久性，还能够改变抗体亚型(Chinese Journal ofNew Drugs 2014,23(1))。
冠状病毒病2019(COVID-19)是一种正在全球蔓延的新发传染病。WHO官网显示，截止2020年12月15日，已有71,581,532例新冠肺炎确诊病例，1,618,374例死亡。它是由一种新型冠状病毒(严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2))引起的。SARS-CoV-2的刺突(S)蛋白，由S1和S2两个亚基组成，在受体识别和细胞膜融合过程中起关键作用。S1亚基包含识别并结合宿主受体血管紧张素转换酶2的受体结合域，而S2亚基通过两个七肽重复结构域形成六螺旋束来介导病毒细胞膜融合。S蛋白在病毒感染中的基础性作用表明它是疫苗开发，抗体阻断疗法和小分子抑制剂的潜在靶标。以S蛋白为靶点的潜在药物包括基于SARS-CoV-2S蛋白的抗体、融合抑制剂、靶向SARS-CoV-2S裂解位点的蛋白酶抑制剂[LetkoM,Marzi A,Munster V.Functional assessment of cell entry and receptor usagefor SARSCoV-2and other lineage B betacoronaviruses.Nat Microbiol.2020；5:562–9.]。
佐剂技术在新冠疫苗的研发中得到了进一步证实与应用。佐剂通过增强免疫应答，提高免疫强度，客观上减少了单位疫苗所需的抗原量，从而达到增加疫苗产能，扩大被免疫人群的作用，在人类与病毒的战役中将发挥不可估量的作用。迄今为止，至少有10家药品开发商表示计划开发针对新冠肺炎的佐剂疫苗，包括英国葛兰素史克(GSK)公司，澳大利亚Seqirus公司和美国Dynavax公司等企业，上述企业已承诺研发获批的佐剂(分别为AS03，MF59和CpG 1018)，提供给其他研发新冠肺炎疫苗的人员。目前有多个佐剂型疫苗处于临床试验阶段，例如Novavax公司研发的含有Matrix-M佐剂的全长重组SARS CoV-2糖蛋白纳米颗粒疫苗，安徽智飞龙科马生物制药有限公司/中国科学院微生物研究所共同研发的含有佐剂的CHO细胞表达的重组蛋白(RBD二聚体)疫苗，Medicago公司研发的含有AS03佐剂的植物源VLP疫苗，大阪大学/AnGes/Takara Bio共同研发的含有佐剂的DNA质粒疫苗，Biological E Ltd研发的含有佐剂的蛋白亚单位(RBD)疫苗，Vaxart公司研发的5型腺病毒(Ad5)佐剂型口服疫苗平台，Vaxine Pty Ltd/Medytox共同研发的含有Advax佐剂的重组刺突蛋白疫苗，昆士兰大学/CSL/Seqirus共同研发的含有MF59佐剂的分子钳稳定的刺突蛋白疫苗，Medigen Vaccine Biologics Corporation/NIAID/Dynavax共同研发的的S-2P蛋白+CpG 1018疫苗，古巴Instituto Finlay de Vacuns研发的RBD+佐剂疫苗。有专利文件公开了加佐剂的疫苗，如CN111956797A公开了新型疫苗佐剂SF(化学修饰的环二核苷酸)在新冠肺炎疫苗中的应用，CN 111991556 A公开了加Sigma Adjuvant Systerm和/或AddaVax的SARS-CoV-2RBD共轭纳米颗粒疫苗，CN 111603556 A公开了含有CpG寡脱氧核苷酸的新型冠状病毒亚单位纳米疫苗。
辉瑞-BioNTech COVID-19疫苗的III期数据显示，与安慰剂相比，疫苗组淋巴结病的发生率更高。疫苗组64人，安慰剂组6人，由于局部淋巴结参与疫苗反应，因此这可能与疫苗有关。另外，贝尔面瘫在疫苗接种者之间也存在失衡。疫苗组4人，安慰剂组0人，因果关系未知。由此可见，疫苗的安全性问题需要进一步研究解决。
发明内容
本发明提供了具有免疫调节功能的CpG ODN。这些CpG ODN的结构新颖，更为难得的是对小鼠和人都有免疫刺激作用并且与铝佐剂联合使用时具有协同作用，因此在临床上有很大的应用价值。具体而言，本发明通过以下技术方案解决了本领域中存在的问题：
1.一种组合物，其包含CpG ODN和一种或多种与所述免疫调节性CpG ODN共同发挥作用的其他佐剂，例如铝佐剂，如氢氧化铝和不溶性铝盐类胶体、油水乳剂、微生物及代谢产物、核酸及其类似物、细胞因子、免疫刺激复合物、蜂胶、和脂质体，优选铝佐剂，其中所述CpG ODN包含或组成为选自SEQ ID NO:1-4的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列中至少一个核苷酸为具有通式I所示结构的化学修饰的核苷酸：
其中，Y为S或O，R为H或带正电的抗衡离子，B独立地为未修饰或经修饰的核碱基，R1为H、F、Cl、OH、OMe、Me、O-乙基氧甲基。
2.项目1所述的组合物，其中Y为S。
3.项目1或2所述的组合物，其中所述CpG ODN的核苷酸序列的全部核苷酸均为具有通式I所示的结构的化学修饰的核苷酸。
4.项目3所述的组合物，其中所述CpG ODN的序列选自：SEQ ID NO:1-4，优选地，全部硫代磷酸酯化的SEQ ID NO:1-4。
5.项目1-4任一项所述的组合物，其中所述CpG ODN的含量为10-500μg/mL，其中铝佐剂中铝的含量为300-600μg/mL。
6.项目1-5任一项所述的组合物在制备疫苗中的用途。
7.项目6所述的用途，其中所述疫苗为乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、新冠肺炎疫苗，包括但不限于新冠肺炎重组亚单位疫苗和新冠肺炎灭活疫苗。
8.一种药物组合物，其包含抗原和项目1-5任一项的组合物。
9.项目8所述的药物组合物，其中所述抗原的含量为5-200μg/mL，优选5-80μg/mL。
10项目8-9任一项所述的药物组合物，其中所述的CpG ODN含量为100-300μg/mL。
11.项目8-9任一项所述的药物组合物，其中所述铝佐剂中铝含量为300-600μg/mL。
12.项目8-11任一项所述的药物组合物，其为乙型肝炎疫苗、狂犬疫苗、新冠肺炎重组亚单位疫苗、新冠肺炎灭活疫苗。
13.项目8-12任一项所述的药物组合物在制备用于诱导受试者体内针对抗原的免疫反应的药物中的应用。
14.如项目13所述的应用，其中所述药物组合物用于以有效量施用给受试者，优选所述药物组合物用于给药于受试者两次，其中两次给药的时间间隔为2-24周。
15.制备项目8-12任一项所述的药物组合物的方法，其包括将项目1-5任一项的组合物、抗原和任选地药学上可接受的载体混合，发生吸附、偶联和/或乳化反应，并配制为注射剂或口服制剂、喷鼻剂。
本发明所用的CpG ODN包括ODN 1-ODN 4，它们分别具有如下核苷酸序列：
ODN 1(5'-tcgacgttcgtcgttcgtcgttc-3')；
ODN 2(5'-tcgcgacgttcgccgacgttcgta-3')；
ODN 3(5'-tcgtcgacgtcgttcgttctc-3')；
ODN 4(5'-tcgcgaacgttcgccgcgtacgtacgcgg-3')。
其中ODN 1-ODN 4的核苷酸均为硫代磷酸酯化的核苷酸。
本发明具有如下的有益技术效果：
(1)本发明提供的CpG佐剂与铝佐剂联用时产生了协同增效作用，双佐剂疫苗比单一佐剂疫苗显示出更好的免疫原性；
(2)本发明提供的CpG佐剂与铝佐剂联用时，可以快速诱导产生保护性抗体，能减少免疫次数。所述方法包括：将有效量的本发明的药物组合物给药于所述受试者。所述方法还可包括将所述药物组合物以有效量施用给受试者，优选所述药物组合物给药于受试者两次，其中两次给药的时间间隔为2-24周。通过向受试者给药两次本发明的药物组合物即可诱导受试者体内针对抗原的免疫反应，产生保护性抗体应答水平，这相对于目前给药三次来诱导免疫反应的方法而言，减少了给药次数，缩短了诱导受试者体内的免疫反应的全程免疫时间。这在需要快速保护或后续剂次无法保证的情况下，提供了方便，保证了受试者依从性；
(3)本发明提供的CpG佐剂能降低抗原用量，从而减少生产中病毒性抗原的安全隐患，降低亚单位重组疫苗抗原来源的体量，从而扩大产能、降低成本、提升安全性；
(4)本发明提供的CpG佐剂与铝佐剂联用时，可以产生强而持久的保护作用。
附图说明
图1表示不同ODN对乙型肝炎疫苗的作用。
图2表示ODN 1对狂犬病疫苗的作用。
图3表示ODN 1对新冠肺炎重组亚单位疫苗免疫小鼠血清中新冠病毒RBD抗体滴度的影响。
图4表示ODN 1对新冠肺炎重组亚单位疫苗免疫小鼠血清中新冠病毒S1抗体滴度的影响。
图5表示ODN 1对新冠肺炎重组亚单位疫苗免疫小鼠血清中新冠病毒中和抗体滴度的影响。
图6表示不同浓度ODN 2对新冠肺炎灭活疫苗免疫小鼠血清中新冠病毒S1抗体滴度的影响。
图7表示ODN 2对含有不同浓度抗原的新冠肺炎灭活疫苗免疫小鼠血清中新冠病毒S1抗体滴度的影响。
图8表示含不同ODN的新冠肺炎重组亚单位疫苗免疫后小鼠血清中新冠病毒S1蛋白特异性效价。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
“寡核苷酸”：寡核苷酸是由糖(如脱氧核糖或核糖)，磷酸基团和碱基组成的单核苷酸连接而形成的分子，其中糖分子和碱基连接成核苷(nucleoside)，核苷由磷酸基团连接形成核苷酸(nucleotide)，形成核苷的碱基有嘧啶和嘌呤，嘧啶有胸腺嘧啶(thymine，缩写为T或t)和胞嘧啶(cytosine，缩写为C或c)，嘌呤有腺嘌呤(adenine，缩写为A或a)和鸟嘌呤(guanine，缩写为G或g)。寡核苷酸可以是单链的也可以是双链的。在本发明中，“寡脱氧核苷酸”(Oligodeoxynucleotide，ODN)可以用它的英文缩写ODN代替。
“化学修饰”：与自然的DNA相比，本发明中的寡核苷酸可以经各种化学修饰，修饰的部位可发生在核苷之间的磷酸二酯键，核糖单位或/和有机碱基(A、T、C、G，尿嘧啶，uridine，缩写为U或u)。在寡核苷酸的合成期间或合成后都可以进行修饰。在合成期间的化学修饰可以在寡核苷酸的内部或5'端进行修饰。合成后的寡核苷酸可以但不限于在活性基团(如5'或3'端的磷酸或羟基)进行化学修饰。专业人员可以了解这些化学修饰具体方式。本发明中的化学修饰包括寡核苷酸的骨架修饰。其中，至少一个核苷酸间键合中的非桥性磷酸氧原子被硫原子取代。寡核苷酸的骨架也可发生非离子DNA类似物，如烷基、芳香-碳磷酸盐化合物(带电荷的碳磷酸盐化合物氧原子被烷基、芳香基取代)修饰，再如磷酸二酯和烷基磷酸三酯中的氧原子部分被烷基化修饰。寡核苷酸还可以是磷硫酰和磷酸二酯的嵌合体。化学修饰还包括碱基取代，如C-5丙炔嘧啶和7-脱氮杂-7替代嘌呤取代。化学修饰还包括碱基修饰。修饰的碱基在化学上不同于典型的自然中的碱基，但具有它们基本的化学结构。本发明中的寡核苷酸还可以用胞嘧啶衍生物或胸腺嘧啶核苷衍生物修饰。这里胞嘧啶衍生物是指胞嘧啶样核苷(除胞嘧啶外)。胸腺嘧啶核苷衍生物是指胸腺嘧样核苷(不包括胸腺嘧啶)。另外，本发明中的寡核苷酸的修饰可以是在寡核苷酸的两个或一个末端连接一个二元醇，如四乙二醇或六乙二醇。
在一个实施方案中，本发明提供了一种CpG ODN，其包含或组成为选自SEQ ID NO:1-4的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列中至少一个核苷酸为具有通式I所示结构的化学修饰的核苷酸：
其中，Y为S或O，R为H或带正电的抗衡离子，B独立地为未修饰或经修饰的核碱基，R1为H、F、Cl、OH、OMe、Me、O-乙基氧甲基。
在另一个实施方案中，Y为S。在另一个实施方案中，所述CpG ODN的核苷酸序列的全部核苷酸均为具有通式I所示的结构的化学修饰的核苷酸。在另一个实施方案中，CpGODN的序列选自：SEQ ID NO:1-4，优选地，全部硫代磷酸酯化的SEQ ID NO:1-4。
在一个实施方案中，本发明提供了一种组合物，其包含本文所述的CpG ODN和药学上可接受的载体。药学上可接受的载体是本领域中已知的用于组合物或疫苗组合物中的药学上可接受的载体，如磷酸缓冲液等，所述药学上可接受的载体还可以包含用于稳定抗原的稳定剂，如麦芽糖，人血白蛋白，维生素C，半胱氨酸，尿素，明胶等的一种或多种。
在一个实施方案中，所述的组合物还包含一种或多种与所述免疫调节性CpG ODN共同发挥作用的其他佐剂，例如铝佐剂，如氢氧化铝和不溶性铝盐类胶体、油水乳剂、微生物及代谢产物、核酸及其类似物、细胞因子、免疫刺激复合物、蜂胶、和脂质体，优选铝佐剂。
在一个实施方案中，本发明公开了本文所述的CpG ODN在制备佐剂中的用途。在一个实施方案中，所述佐剂用于疫苗的制备，优选用于乙型肝炎疫苗、狂犬疫苗、新冠肺炎重组亚单位疫苗、新冠肺炎灭活疫苗的制备。
在一个实施方案中，本发明提供了一种药物组合物，其包含抗原和本文所述的组合物。
在所述的药物组合物的一个实施方案中，所述抗原的含量为5-200μg/mL，优选5-80μg/mL。
在所述的药物组合物的一个实施方案中，所述CpG ODN的含量优选为100-300μg/mL。
在所述的药物组合物的一个实施方案中，铝佐剂的含量优选为300-600μg/mL。
在所述的药物组合物的一个实施方案中，所述药物组合物为乙型肝炎疫苗、狂犬疫苗、新冠肺炎重组亚单位疫苗、新冠肺炎灭活疫苗。
在一个实施方案中，本发明公开了本发明所述的药物组合物在制备用于诱导受试者体内针对抗原的免疫反应的药物中的应用。在进一步的实施方案中，所述的应用还包括将有效剂量的所述的药物组合物再次给药于受试者，其中所述再次给药的时间间隔为2-24周。
在一个实施方案中，本发明公开了制备本文所述的药物组合物的方法，其包括将所述CpG ODN和其他佐剂、抗原和药学上可接受的载体按照用量配比，顺序加入容器中，发生吸附、偶联和/或乳化反应，并配制为注射剂或口服制剂、喷鼻剂。
在所述方法的一个实施方案中，在其他佐剂为铝佐剂，如氢氧化铝时，将所述铝佐剂先与抗原混合发生吸附作用，然后再与CpG ODN混合发生吸附作用。
CpG：C代表胞嘧啶，G代表鸟嘌呤，p代表磷酸二酯键。CpG是由胞嘧啶和鸟嘌呤通过磷酸二酯键连接成的非甲基化的二核苷酸。
“佐剂”：是一些先于抗原或同时与抗原混合注射动物的物质，可以起到增强抗原免疫原性的作用。在动物疫苗中，佐剂可以增强其免疫效力。
铝佐剂
本发明中所述的铝佐剂是本领域所公知的且常用的免疫佐剂，其能从溶液中强烈吸附蛋白质抗原，形成沉淀。当将其接种到机体内后可形成一个“抗原库”，缓慢释放出抗原，充分延长了抗原的作用时间。同时还能促进局部(注射部位)巨噬细胞的应答。本发明的铝佐剂可选自：氢氧化铝，磷酸铝和硫酸铝。
抗原
本发明中所述的抗原是指能够诱导机体的免疫系统发生免疫应答，并能与免疫应答的产物(抗体和/或效应细胞)在体内或体外结合，发生特异性反应的物质，其可包括蛋白质、脂质、糖类、核酸、化合物，等等，其中，作为抗原的蛋白质包括被修饰或未被修饰的蛋白质，所述修饰例如糖基化或甲基化，例如，所述蛋白质被环化或连接至脂质。与感染原或疾病有关的抗原包括作为感染原的一部分的抗原，例如，包膜蛋白、衣壳蛋白、表面蛋白、毒素、细胞壁、抗原脂质，等等。其他合适的抗原可包括宿主的抗原，其包括被诱导、修饰或过表达为感染或疾病的标志物的那些抗原。从感染原、感染、病症或疾病衍生得到的所有这些抗原或者与感染原、感染、病症或疾病有关的所有这些抗原适用于本发明。
在本发明的一些实施方式中，所述抗原为与病毒相关的抗原，所述病毒包括但不限于：肝炎病毒，狂犬病病毒、新冠肺炎病毒等。
“疫苗”：本发明的“疫苗”是本领域普通技术人员熟知的疫苗，泛指一切通过注射或黏膜途径接种后，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体和/或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品，包括蛋白质、多糖、核酸、活载体或感染因子等。疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后，免疫系统便会产生一定的保护物质，如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等；当动物再次接触到这种病原菌时，动物体的免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。
实施例
实施例1 ODN 1乙型肝炎疫苗对健康成人免疫效果的影响
一.试剂
1.云南沃森生物技术股份有限公司生产的重组(汉逊酵母)乙型肝炎疫苗(CpGODN佐剂)，疫苗规格：0.5mL/瓶，含乙型肝炎病毒表面抗原10μg，ODN 1 250μg，铝含量为0.45-0.60mg/mL(批号：20151201)；
2.大连汉信生物制药有限公司生产的重组(汉逊酵母)乙型肝炎疫苗，疫苗规格：0.5mL/瓶，含乙型肝炎病毒表面抗原10μg，铝含量为0.35-0.62mg/mL(批号：201505082)。
二.方法
选取48名18-60岁乙型肝炎病毒(HBV)筛查指标阴性、肝肾功能筛选判定正常且符合纳入和排除标准的志愿者为研究对象，采用随机、盲法、对照的设计方法将研究对象按1∶1分为试验组和对照组，每组24名。试验组接种云南沃森生物技术股份有限公司生产的重组(汉逊酵母)乙型肝炎疫苗(CpG ODN佐剂)；对照组接种疫苗为大连汉信生物制药有限公司生产的重组(汉逊酵母)乙型肝炎疫苗。各组均按照在第0周、4周和24周接种的免疫程序进行疫苗接种，每次接种1剂，每剂0.5mL。接种部位均为上臂外侧三角肌附着处皮肤，接种途径为肌肉注射。分时段观察并记录其接种后情况，比较两组间各类不良反应发生率的差异。采集所有受试者首剂免前及第2、3剂接种后30d血样，采用化学发光免疫分析法进行血清乙型肝炎表面抗体(抗HBs)检测，其中首剂免前血样复核HBsAg和抗HBc，每剂次免后血样均检测抗HBs浓度，以抗体浓度≥10.0mIU/mL为抗体阳性，≥1000.0mIU/mL定义为抗体强阳性，比较两组乙型肝炎表面抗体(抗HBs)阳性率和几何平均浓度(GMC)的差异。
三.结果
观察期间，试验组不良事件发生率为66.67％(16例)，对照组为54.17％(13例)(P＝0.556)。不良事件均为1级或者2级，未出现3级及以上不良反应。如表1所示，全程免疫后抗体GMC结果显示，全分析数据集(FAS集)试验组抗体GMC为2598.56(95％CI：1127.90-5986.90)mIU/mL，高于对照组371.97(164.54-840.91)mIU/mL；方案数据集(PPS集)试验组抗体GMC为7808.21(3377.00-18052.00)mIU/mL，高于对照组[843.22(95％CI：213.80-3325.90)mIU/mL]。FAS(PPS)集抗HBs阳性率结果显示，试验组和对照组均为95.83％(100.00％)；FAS(PPS)集抗HBs强阳性率结果显示，试验组为79.17％(90.00％)，对照组为33.33％(50.00％)，FAS集组间差异有统计学意义(P＝0.003)，PPS集组间差异无统计学意义(P＝0.074)。
结论：与对照疫苗相比，CpG乙型肝炎疫苗有较好的安全性；而且，第2、3剂免疫后30天，试验组抗体GMC显著高于对照组，这表明含CpG佐剂和铝佐剂的双佐剂型乙型肝炎疫苗(10μg剂量)比市售的免疫效果最好的单一铝佐剂型乙型肝炎疫苗(10μg剂量)显示出更好的免疫原性；此外，第2剂免疫后，试验组可达到95％的阳性率，2剂次即可达到对照疫苗3剂次效果，这提示我们接种含CpG佐剂和铝佐剂的双佐剂型乙型肝炎疫苗可加快免疫后乙型肝炎抗体产生，快速诱导产生保护性抗体具有许多优点，特别是在需要快速保护或后续剂次无法保证的情况下，同时就疫苗成本和人力而言，两剂疫苗计划的实施成本将低于三剂疫苗。
表1试验组和对照组接种乙型肝炎疫苗后抗体阳转率和GMC比较
注：amIU/mL(95％CI)，采用独立样本t检验比较两组的差异；b％(例)，采用Fisher确切概率法比较两组的差异；GMC：几何平均浓度；FAS：全分析数据集；PPS：符合方案集；强阳性：乙型肝炎表面抗体≥1000mIU/mL；试验组：接种含CpG佐剂的乙型肝炎疫苗；对照组：接种市售乙型肝炎疫苗
实施例2不同ODN对乙型肝炎疫苗的作用
一.材料
ODN 1、ODN 2和阳性对照ODN 5(5'-TGACTGTGAACGTTCGAGATGA-3'，其中核苷酸为全硫代磷酸酯化的核苷酸)，由江苏泰普瑞生物技术有限公司提供；
重组乙型肝炎疫苗(CHO细胞)，规格：1.0mL，20μg/支，购自华北制药金坦生物技术股份有限公司；
BALB/c小鼠(SPF级)，购自浙江维通利华实验动物技术有限公司。
二.方法
选取15-18g无给药史的雌性BALB/c小鼠，分为5组，每组按设计的免疫程序，在D1和D28天各免疫一次，免疫途径为左胫前肌肉给药，每次0.1mL，首次给药时小鼠为5-6周龄。按实验设计时间，经心脏穿刺或眼眶采血采集血液样本至采血管中。室温条件下放置约30-60分钟后离心，所有样品在4℃1800g条件下离心15分钟获取血清。用商品化的乙肝表面抗体检测试剂盒检测血清样本中的anti-HBs抗体水平。
具体分组如下：
注：a，PBS；F，雌性；每个采血点6只小鼠。
三.结果
如图1所示，2针免疫后，1/2抗原组(第3、4、5组)产生的抗体滴度均显著高于未加ODN组(第2组)；1次免疫后4周、6周、8周，抗体滴度水平持续升高，并且8周为本次实验中最高抗体滴度的水平，其中第4组和第5组的小鼠抗体滴度在8周的时候有强效增长，说明其能长效保持抗体浓度。
结论：不同的ODN能降低乙肝疫苗抗原的用量；且与乙肝疫苗联用时，能产生强而持久的保护作用。
实施例3 ODN 1对狂犬病疫苗的作用
一.材料
ODN 1，由长春华普生物技术有限公司提供；
Vero细胞狂犬病疫苗，规格为1mL/支(含2.5IU)，采自长春生物制品研究所；
氢氧化铝佐剂，由长春生物制品研究所提供；
BALB/c小鼠，购自维通利华实验动物技术有限公司。
二.方法
选取体重为18-22g无给药史的小白鼠，分为8组，每组8只，雌雄各半。具体分组为：狂犬疫苗、狂犬疫苗+氢氧化铝、狂犬疫苗+1.25μg ODN1、狂犬疫苗+5μg ODN 1，狂犬疫苗+20μg ODN 1、狂犬疫苗+氢氧化铝+1.25μg ODN 1、狂犬疫苗+氢氧化铝+5μg ODN 1、狂犬疫苗+氢氧化铝+20μg ODN 1，其中氢氧化铝浓度为0.45mg/mL(以铝含量计)。
将上述狂犬病疫苗、ODN 1和氢氧化铝佐剂按比例稀释溶解于PBS中。小白鼠免疫：于0天、7天、21天，按不同的分组分别给小白鼠进行免疫。免疫方式是小鼠腹腔注射，每次注射0.5mL。在第4天、10天、31天从小白鼠尾静脉采血，分离血清，用快速狂犬疫苗荧光灶抑制实验(RFFIT)方法检测小白鼠血清中狂犬疫苗抗体的效价。于免疫的前两天小鼠尾静脉取血，获得的血清作阴性对照。
三.结果
见图2，第31天时，狂犬疫苗+氢氧化铝、狂犬疫苗+1.25μg ODN 1、狂犬疫苗+氢氧化铝+1.25μg ODN 1、狂犬疫苗+5μg ODN 1、狂犬疫苗+氢氧化铝+5μg ODN 1各组小鼠血清中狂犬疫苗抗体效价分别为72.13、35.79、186.28、63.1、197.63IU，这表明ODN 1与氢氧化铝佐剂之间存在协同增效作用，与单铝佐剂及单ODN 1佐剂组相比，双佐剂组能显著提高狂犬病疫苗抗体的效价。
实施例4 ODN 1对新冠重组亚单位疫苗的作用
一.材料
1.PBS磷酸盐缓冲液干粉(Solarbio)；
2.SARA-CoV-2S protein(Acro)，规格为500μg/支，批次：C591P1-20B2F1-UF；
3.SARA-CoV-2(COVID-19)S protein RBD(Acro)，规格为100μg/支、100mg/支，批次：C497P1-207AF1-TJ；
4.ODN 1(江苏泰普瑞生物技术有限公司)，规格：8.3mg/mL，批次：202010001；
5.BALB/c小鼠(SPF级)，浙江维通利华实验动物技术有限公司提供；
6.氢氧化铝，由浙江天元生物药业有限公司提供。
二.方法
选取15-18g无给药史的雌性BALB/c小鼠，分为10组，组1为PBS溶媒对照组，组2-10为试验组；每组按设计的免疫程序，在D0和D28天分别以腹腔注射的方式免疫小鼠，每次0.2mL，首次给药时小鼠为5-6周龄。按实验设计时间，在D7、D14、D21、D28、D56、D84经心脏穿刺或眼眶采血采集血液样本。室温条件下放置约30-60分钟后离心，所有样品在4℃1800g条件下离心15分钟获取血清。用夹心法ELISA检测血清样本中的S1抗体和RBD抗体水平。
具体分组如下：
三.结果
见图3-图5，由图3可知，第3组、第7组和第5组中的小鼠在第14天的RBD抗体GMT分别为50、50和1270；第21天的RBD抗体GMT分别为200、50和10159；第28天的RBD抗体GMT分别为79、50和26390；第84天的RBD抗体GMT分别为270、52和51962，这表明以RBD为抗原的双佐剂疫苗组与相应的单佐剂疫苗组相比，均能显著提高RBD抗体GMT，证明了ODN 1与氢氧化铝具有协同增效作用。第8组和第9组中的小鼠在第7天的RBD抗体GMT分别为141和800；第14天的RBD抗体GMT分别为2425和6400；第21天的RBD抗体GMT分别为5702和45948；第28天的RBD抗体GMT分别为4525和25600；第84天的RBD抗体GMT分别为90000和467654，这表明以S蛋白为抗原的双佐剂疫苗组与相应的单一Al佐剂疫苗组相比，能显著提高RBD抗体GMT。
由图4可知，第8组和第9组中的小鼠在第7天的S1抗体GMT分别为50和400；第14天的S1抗体GMT分别为3200和7184；第21天的S1抗体GMT分别为6400和52780；第28天的S1抗体GMT分别为12800和81275；第84天的S1抗体GMT分别为224825和810000，这表明以S蛋白为抗原的双佐剂疫苗组与相应的单一Al佐剂疫苗组相比，能显著提高S1抗体GMT。
由图5可知，第8组和第9组中的小鼠在第21天的中和抗体滴度分别为40和240；第28天的中和抗体滴度分别为20和360；第84天的中和抗体滴度分别为3840和5120，这表明以S蛋白为抗原的双佐剂疫苗组与相应的单一Al佐剂疫苗组相比，能显著提高中和抗体滴度。
当铝含量和ODN 1含量分别为0.45mg/mL和100μg/mL不变时，(1)随着抗原RBD含量的增加(组4-6)，RBD抗体滴度先增加后降低，这表明：RBD为抗原的疫苗组产生的抗体显示抗原剂量依赖性增加，但是当抗原浓度高过一定范围，抗体则反而降低。本次实验表明高于70μg/mL，则抗体产生浓度下降。抗原浓度在25μg/mL时最佳。(2)随着抗原S全长蛋白剂量的增加(组9-10)，S1抗体滴度增加，而中和抗体滴度保持平稳，这表明：S1抗体随抗原剂量依赖性增加，而中和抗体随抗原剂量增加变化不明显。
结论：CpG佐剂与铝佐剂具有协同增效作用，能显著提高疫苗RBD抗体滴度、S1抗体滴度和中和抗体滴度，且保护作用持久；5-100μg/mL的抗原与CpG佐剂(100μg/mL)以及氢氧化铝(Al含量为0.45mg/mL)联用产生较佳的效果；CpG佐剂在抗原为S全长蛋白的组比抗原为RBD的组所诱导的S1抗体滴度和RBD抗体滴度的增加更显著。
实施例5ODN 2对新冠肺炎灭活疫苗的作用
一.材料
1.新冠肺炎灭活疫苗抗原，由浙江天元生物药业有限公司提供；
2.ODN 2，由长春华普生物技术股份有限公司提供；
3.氢氧化铝佐剂，由浙江天元生物药业有限公司提供；
4.BALB/c小鼠，购自维通利华实验动物技术有限公司。
二.方法
选取18-20g的BALB/c小鼠，每组9或10只，雌雄各半；每组按设计的免疫程序，在D0和D14天分别以腹腔注射的方式免疫小鼠，每次注射0.5mL。按实验设计时间，分别在D0、D6、D13、D21和D28采血分离血清，所有血清检测S1蛋白特异性IgG和病毒中和抗体；按统计学计算每组动物血清IgG和病毒中和抗体几何平均效价。测定结果见图6-7。
具体分组情况如下：
结果：由图6可知，当新冠肺炎灭活疫苗抗原含量为4μg/mL时，5-80μg/mL的ODN 2与氢氧化铝(Al含量为0.45mg/mL)联用，相对于无ODN2的组，S1抗体GMT显著增加；由图7可知，20μg/mL ODN 2与氢氧化铝(Al含量为0.45mg/mL)用于抗原含量为2-8μg/mL的新冠肺炎灭活疫苗时，S1抗体GMT显著增加。
结论：ODN 2与氢氧化铝联合用于新冠肺炎灭活疫苗，S1抗体滴度显著增加；当新冠肺炎灭活疫苗含5-80μg/mL ODN 2、氢氧化铝(Al含量为0.45mg/mL)、2-8μg/mL抗原时，效果最佳。
实施例6不同ODN对新冠重组亚单位疫苗的作用
一.材料
1.PBS磷酸盐缓冲液干粉(Solarbio)；
2.SARA-CoV-2S蛋白(Acro)，规格为500μg/支，批次：C591P1-20B2F1-UF；
3.ODN 2、ODN 3、ODN 4以及阳性对照ODN 5(5'-TGACTGTGAACGTTCGAGATGA-3')，由江苏泰普瑞生物技术有限公司提供；
4.氢氧化铝佐剂，购自国药集团；
5.BALB/c小鼠，购自浙江维通利华实验动物技术有限公司。
二.方法
选取15-18g无给药史的雌性BALB/c小鼠，分为11组，每组约30只动物。在D0和D28天分别以腹腔注射的方式免疫小鼠，每次0.2mL，首次给药时小鼠为5-6周龄。按实验设计时间，给药后在D7、D14、D28、D56、D84经心脏穿刺或眼眶采血采集血液样本。室温条件下放置约30-60分钟后离心，所有样品在4℃1800g条件下离心15分钟获取血清。用夹心法ELISA检测血清样本中的S1抗体水平。结果见图8。
具体分组情况如下：
三.结果
见图8，由结果可知，第3组至第11组中的小鼠在第7天的S1抗体GMT分别为111、80、700、73、550、30、317、70和467；第28天的S1抗体GMT分别为1120、2133、50667、1813、48316、960、29333、1600和40333；第84天的S1抗体GMT分别为28223、34666、709338、22667、641229、10000、373330、16000和605329，这表明不同CpG ODN与铝佐剂之间存在协同增效作用，与单铝佐剂组或单CpG ODN组相比，双佐剂组能显著提高抗体滴度的水平，而且保护作用持久。
等同方案
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种组合物，其包含CpG ODN和一种或多种与所述免疫调节性CpG ODN共同发挥作用的其他佐剂，例如铝佐剂，如氢氧化铝和不溶性铝盐类胶体、油水乳剂、微生物及代谢产物、核酸及其类似物、细胞因子、免疫刺激复合物、蜂胶、和脂质体，优选铝佐剂，其中所述CpGODN包含或组成为选自SEQ ID NO:1-4的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列中至少一个核苷酸为具有通式I所示结构的化学修饰的核苷酸：
其中，Y为S或O，R为H或带正电的抗衡离子，B独立地为未修饰或经修饰的核碱基，R1为H、F、Cl、OH、OMe、Me、O-乙基氧甲基。
2.权利要求1所述的组合物，其中Y为S。
3.权利要求1或2所述的组合物，其中所述CpG ODN的核苷酸序列的全部核苷酸均为具有通式I所示的结构的化学修饰的核苷酸。
4.权利要求3所述的组合物，其中所述CpG ODN的序列选自：SEQ ID NO:1-4，优选地，全部硫代磷酸酯化的SEQ ID NO:1-4。
5.权利要求1-4任一项所述的组合物，其中所述CpG ODN的含量为10-500μg/mL，其中铝佐剂中铝的含量为300-600μg/mL。
6.权利要求1-5任一项所述的组合物在制备疫苗中的用途。
7.权利要求6所述的用途，其中所述疫苗为乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、新冠肺炎疫苗，包括但不限于新冠肺炎重组亚单位疫苗和新冠肺炎灭活疫苗。
8.一种药物组合物，其包含抗原和权利要求1-5任一项的组合物。
9.权利要求8所述的药物组合物，其中所述抗原的含量为5-200μg/mL，优选5-80μg/mL。
10.权利要求8-9任一项所述的药物组合物，其中所述的CpG ODN含量为100-300μg/mL。
11.权利要求8-9任一项所述的药物组合物，其中所述铝佐剂中铝含量为300-600μg/mL。
12.权利要求8-11任一项所述的药物组合物，其为乙型肝炎疫苗、狂犬疫苗、新冠肺炎重组亚单位疫苗、新冠肺炎灭活疫苗。
13.权利要求8-12任一项所述的药物组合物在制备用于诱导受试者体内针对抗原的免疫反应的药物中的应用。
14.如权利要求13所述的应用，其中所述药物组合物用于以有效量施用给受试者，优选所述药物组合物用于给药于受试者两次，其中两次给药的时间间隔为2-24周。
15.制备权利要求8-12任一项所述的药物组合物的方法，其包括将权利要求1-5任一项的组合物、抗原和任选地药学上可接受的载体混合，发生吸附、偶联和/或乳化反应，并配制为注射剂或口服制剂、喷鼻剂。
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