CN1200106C - 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用 - Google Patents

抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN1200106C
CN1200106C CN 00107853 CN00107853A CN1200106C CN 1200106 C CN1200106 C CN 1200106C CN 00107853 CN00107853 CN 00107853 CN 00107853 A CN00107853 A CN 00107853A CN 1200106 C CN1200106 C CN 1200106C
Authority
CN
China
Prior art keywords
gene
plasmid
hbv
primer
eukaryon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN 00107853
Other languages
English (en)
Other versions
CN1316518A (zh
Inventor
陈光明
谢宗法
杨富强
何晓嫱
黄英
吴乐园
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Guang Yi Gan biological products Limited by Share Ltd
Original Assignee
No458 Hospital P L A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by No458 Hospital P L A filed Critical No458 Hospital P L A
Priority to CN 00107853 priority Critical patent/CN1200106C/zh
Publication of CN1316518A publication Critical patent/CN1316518A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1200106C publication Critical patent/CN1200106C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及其应用，双质粒基因疫苗由含粒细胞或巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF信号序列的分子蛋白基因真核表达质粒HBV pS2.S，和含无关中间序列的人IL-2与IFN-r融合蛋白基因真核表达载体佐剂pFP组成，pFP作为基因疫苗的免疫佐剂，通过细胞因子的协同作用，激活抗原递呈细胞，增强CTL特异性免疫反应，并探讨了DNA疫苗治疗乙型肝炎病毒感染的应用。

Description

抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及其应用。
背景技术
DNA疫苗技术是将含有编码外源蛋白基因的真核表达质粒DNA直接导入机体，以激发机体产生特异性免疫应答的一种新型免疫策略，具有易于构建、制备简单及稳定性好等优点，同时能诱发机体持久的特异性细胞及体液免疫应答，可兼做预防和治疗性疫苗。
在Nature，1992，356：152-154中，Tang DC等人公开了DNA疫苗技术。1993年Davis等人把HBV表面抗原HbsAg编码基因的表达质粒经肌肉免疫小鼠，成功地诱发了针对HbsAg的细胞与体液免疫(Davis HL et al，Vaccine，1996，14：910-915)。在此之后，基因疫苗治疗乙肝成为人们争相研究的热点。在Proc Natl Acad Sci USA，1996，93：12496-12511中，Mancini M等人发现将HBV DNA疫苗免疫有HBV复制的转基因小鼠时，小鼠对HBV的免疫耐受状态得以逆转，产生了HbsAg抗体，清除了血液中游离的病毒颗粒，肝内HBV的复制也得以抑制，进一步表明DNA疫苗有可能成为乙肝防治的新手段。
Major ME等人在Viral，1995，69：5798-5805，Dvais HL等人在Vaccine，1994；12，1503-1509中，分别公开了将编码不同病源基因的表达载体接种于动物体内，均诱发特异性体液免疫及细胞免疫应答。ChowYH等人构建了HBV preS2S和IL-2的双顺反子载体，有效增强了免疫效果，且可克服与MHC相关的针对HbsAg免疫无反应性(见J Viral，1997，71：169-178)。Geissler M等人检测到的HbsAg特异性CD4+淋巴细胞主要为可分泌干扰素的Th1型淋巴细胞(见Gastroenterology，1997，112：1307-1320)。
DNA疫苗之所以成为治疗性疫苗的重要基础就是它能通过不同的途径诱导细胞毒性T细胞CTL的活化，从而有效控制病毒感染，打破机体免疫耐受状态。因而如何有效提高DNA疫苗的免疫效率，增强其诱导机体CTL反应，及其作用机制与安全性研究，是使DNA疫苗由动物实验进入临床使用首先要探讨的课题。
我国是全球乙肝感染的高发区，约有三分之一的HBV感染者在长期病毒携带过程中转变为慢性肝炎、肝硬化或肝癌。如何打破机体慢性感染所形成的免疫耐受状态，是抗HBV治疗研究的重要课题之一。DNA疫苗以其独特的体内细胞转染、抗原表面修饰及分泌呈送方式，在诱导机体体液免疫应答的同时，能有效地增强细胞免疫功能，打破某些病毒慢性感染所形成的免疫耐受，有希望成为抗HBV治疗新的有效手段。
DNA疫苗作为近年发展起来的一种全新疫苗，不仅可诱发抗体保护性抗体，更重要的是可诱导针对病毒抗原的细胞免疫，从而有效打破宿主对病毒的免疫耐受状态。与肽类疫苗不同，DNA疫苗将编码抗原蛋白的质粒DNA注入肌肉或皮内，由宿主合成抗原蛋白，因此它能诱发机体产生抗原特异性CD8+细胞毒性T细胞(CTL)为标志的细胞免疫。Davis等[8]给小鼠肌注编码HBsAg的重组质粒，检测到高水平的抗-HBs抗体和HBsAg特异性的CTL，研究表明，DNA疫苗诱导细胞免疫的机制在于它模拟了病毒的自然感染过程。质粒DNA被肌细胞摄取后，合成的蛋白质被降解为含抗原表位的肽段，进入内质网与MHC I类分子结合，再转运至细胞膜，激活受MHC I类分子限制的CD8+CTL。部分分泌入血的抗原，诱导体液免疫，或被树突状细胞等抗原递呈细胞俘获，经加工并与MHC II分子结合，激活CD4+Th细胞，分泌IFN-γ、IL-2等细胞因子，参与免疫调节作用。DNA疫苗的出现为人类完全征服乙型肝炎及其它病毒性疾病带来了希望，其应用和研究前景极为广阔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗。
本发明的另一目的为提供上述抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗的制备方法。
本发明的再一目的为提供上述抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗在治疗和预防病毒性乙型肝炎方面的应用。
上述抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗由含粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF信号肽编码序列的HBV包膜中蛋白基因真核表达质粒HBV PreS2S，即pS2S和含无关中间序列的IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒pFP组成。
本发明的目的在于构建含GM-CSF信号肽编码序列的pS2S真核表达质粒，以增强DNA疫苗的蛋白表达及免疫原性；构建的IL-2和IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒，作为HBV DNA疫苗的免疫佐剂；通过利用双质粒的协同作用，激活抗原递呈细胞，增强CTL特异性免疫反应，以便深入探讨DNA疫苗治疗乙型肝炎病毒感染的可能性。
为了实现上述目的，本发明构建了二类真核表达基因疫苗；一种是含GM-CSF信号序列的HBVpreS2S基因的真核表达质粒，转染COS细胞能较高水平地表达HBsAg，另外一种是协同免疫载体IL-2/IFN-γ融合蛋白基因质粒，在COS细胞中也表达了相应的产物。用所构建的质粒联合免疫接种小鼠，成功的诱发了小鼠抗人HBsAg特异的体液免疫应答。
真核表达质粒pS2S为HBV基因组抗原蛋白编码基因p-S2和S构建而成，编码基因p-S2前插入GM-CSF信号序列。含GM-CSF信号序列真核表达质粒pS2S的真核表达载体为pcDNA3.1(+)，目的基因为HBV包膜中蛋白(preS2+S)基因片段，并在此基因片段上游插入54mer GM-CSF信号序列，所得整体目的基因片段长度为888bp，定向克隆于pcDNA3.1(+)载体的CMV启动子下游。GM-CSF信号序列为ATGTG GCTGC AGAGC CTGCT GCTCT TGGGC ACTGT GGCCT GCAGC ATCTC TGCA。
所述的真核表达载体pFP为一由24mer无关序列连接的人或其它种属的IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒。IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒pFP的真核表达载体为pcDNA3.1(-)，目的基因为IL-2与IFN-γ融合蛋白基因，二者之间插入24mer无关基因序列，所得整体目的基因长度为924bp，定向克隆于pcDNA3.1(-)载体的CMV启动子下游。24mer无关序列可以为cg aacccccgcctcctgaccca gc或gc tgggtcagga ggcgggggtt cg。
本发明抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗分别以含HBV基因的pHBVα1及细胞total RNA为模板，通过PCR扩增得到目的基因，即HBV中蛋白preS2+S抗原及人白细胞介素IL-2/INF-γ融合蛋白FP编码基因，并将其定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+/-)中CMV(巨细胞病毒)启动子下游，并分别在目的基因5`、3`端插入分泌性GM-CSF及终止性PolyA信号序列，以构建HBV基因疫苗及具有佐剂效果的真核表达质粒，分别命名为pcDNA-HBV与pcDNA-FCK，简称pS2S与pFP。质粒的大量提取，PEG法纯化，按常规方法进行。
上述过程具体步骤如下：
A)以含HBV基因的原核表达质粒为模板，PCR扩增获得目的基因HBV中蛋白preS2+S抗原，将目的基因定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+)中CMV启动子下游，目的基因5`端插入GM-CSF信号序列，构建HBV基因疫苗pS2S质粒；
B)以细胞total RNA为模板，PCR扩增获得目的基因IL-2/INF-γ融合蛋白FP编码基因，将其定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(-)中CMV启动子下游，在目的基因3`端插入PolyA信号序列，构建具有佐剂效果的真核表达质粒pFP；
C)大量提取质粒，PEG法纯化，得到双质粒基因疫苗。
所述的步骤A)具体为：以含HBV基因的原核表达质粒pHBVα1为模板，PCR扩增获得目的基因，正引物内设计含有54mer的GM-CSF信号序列，引物序列为：正引物5`-ATGTG GCTGC AGAGCCTGCT GCTCT TGGGC ACTGT GGCCT GCAGC ATCTC TGCAT CCACA GCTTT TCACC AAGCT-3`，反引物5`-TTAAA TGTATACCCAAAGACAA-3`，扩增片段为888bp；参照Sambrook方法，将目的基因定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+)中CMV启动子下游，构建HBV基因疫苗pS2S真核表达质粒。
所述的步骤B)具体为：按照Sambrook方法提取IL-2和INF-γ细胞total RNA，在IL-2和INF-γ基因片段之间插入24mer的无关序列，扩增IL-2基因的引物序列为：正引物P1 5`-ATGTA CAGGATGCAA CTCCT G-3`，反引物P2 5`-TGGGT CCTGG CAGTA ACAcg aacccccgcc tcctgaccca gcAGTTAGTG TTGAG ATGAT-3`；扩增IFN-γ基因引物序列为：正引物P3 5`-ATCAT CTCAA CACTA ACTgctgggtcagga ggcgggggtt cgTGT TACTG CCAGG ACCCA-3`，反引物P4 5`-TTACT GGGAT GCTCTTCGAC CT-3`；取1ug total RNA进行PCR扩增，P1+P2与P3+P4的PCR产物经纯化后混合，得到融合蛋白基因扩增的模板，用引物P1+P4进行PCR扩增，产物为924bp的含中间序列的融合细胞因子基因片段，将其定向克隆于经EcoRI消化的pcDNA3.1(-)载体的CMV启动子下游，构建真核表达质粒pFP。
所述的步骤C)具体为：真核表达质粒pS2S和pFP分别转化大肠杆菌DH5a，筛选阳性克隆，经LB培养基扩增，采用QIAprep和Endofree Plasmid Mega Kit试剂盒制备纯化质粒，溶于无菌无热源的PBS缓冲液中，-20℃贮存备用。
本发明抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗在预防、治疗乙型病毒性肝炎和其它病毒性疾病方面的有着广泛的应用。
本发明与现有技术相比，有着明显的优点：
(1)选择了合适的目的基因。HBV基因组含有多种抗原蛋白编码基因，其中p-S1蛋白、p-S2蛋白及S蛋白均含有特定的抗原决定簇，可分别诱导机体产生相应的特异性抗体，其中抗-HBs具有较强的保护力，p-S2抗体可能与病毒清除密切相关，而p-S1则含有HBV与肝细胞膜受体的结合位点。
本发明选择HBV p-S2与S基因来构建载体，并在p-S2基因片段前插入一段GM-CSF信号序列，使DNA疫苗在体内更高地表达HBs p-S2S中分子蛋白。
(2)选择了合适的质粒载体。本发明所用的真核质粒pcDNA3.1(+/-)带有pCMV启动子及polyA序列，可以使插入的目的基因用自身起始密码在哺乳动物细胞内高效表达。
(3)构建了IL-2/INF-γ融合基因质粒作为免疫试剂。本发明之前的研究表明，多种细胞因子对DNA疫苗均具有较好的佐剂效应，能够有效增强基因疫苗的免疫原性；Davis等以pRSV-GM-CSF与pCMV-S共注射小鼠，发现抗HBs抗体明显增高；本发明构建的IL-2/INF-γ融合基因质粒与HBVpS2S基因疫苗协同免疫小鼠，抗HBs抗体水平比单独用HBV DNA疫苗免疫提高约3倍。INF-γ可增强抗原递呈细胞表面MHC II类分子表达，从而激发抗原递呈过程，IL-2可通过增强抗原特异性T淋巴细胞增殖起作用，二者主要激活的均为细胞免疫应答，因而该融合蛋白质粒作为免疫佐剂，有可能调控机体对HBV DNA疫苗的免疫应答类型。
附图说明
图1a、图1b分别为pcDNA-FCK与pcDNA-HBV的构建图；
图2为HBV中蛋白及细胞介素融合蛋白真核表达载体结构示意图；
图3为pcDNA-HBV与pcDNA-FCK两重组质粒的基因序列；
图4为融合蛋白IL-2/IFN-γ表达产物的SDS-PAGE电泳分析；
1-标记物
2-pcDNA-FCK
3-pcDNA3.1
图5为IL-2/IFN-γ的Westerny印迹；
A：IL-2McAbs探针；    1-标记物；2、3-pcDNA-FCK；4-pcDNA3.1
B：IFN-γMcAbs探针；  1-标记物；2、3-pcDNA-FCK；4-pcDNA3.1
图6为不同剂量的基因疫苗诱导血清抗体量及阳性率％的产生；
图7为pFP对基因疫苗诱导健康鼠抗体产生的影响；
△：血清抗-HBS阳性率(≥10mIu/ml)
*：pS2S+pcDNA3.1组比较，P＜0.01
图8为各组质粒接种后不同时间/周HBV Tg小鼠血清HbsAg及抗-HBs水平变化。
具体实施方式
下面是本发明的具体实施例，所述的实施例是用于描述本发明，而不是限制本发明。
实施例中采用的质粒、菌种及试剂如下：
质粒pcDNA3.1(+)、pcDNA3.1(-)、PUC19(含HBV Pre-S1、Pre-S2与S基因)及COS-7细胞由美国哈佛大学Fusion生物医药公司惠赠，菌株DH5α购于Gibco BRL公司，COS-1与L-6TG细胞株引自上海细胞所。
限制性内切酶、T4 DNA连接酶、RNA抽提试剂盒、QIAprep及Endofee Plasmid Mega Kit质粒制备纯化试剂盒，QIAquick凝胶提取试剂盒、LipofectAMINE细胞转染试剂盒，以及其他工具酶与试剂分别购于Promega、Gibco BRL、Boehringer、Amersham及QIAgene公司等，HBsAg与HBsAb检测试剂盒购于华美生物公司，IL-2及IFN-γ检测试剂盒购于深圳晶美生物技术公司，卫生部检验中心质检室提供抗-HBs标准品。
                                  实施例1
1、HBV PS2S基因真核表达载体的构建：
以含HBV基因的原核表达质粒pHBVα1为模板，PCR扩增获得目的基因。正引物内设计含有54mer的GM-CSF信号序列，引物序列为：正引物5`-ATGTG GCTGC AGAGC CTGCT GCTCT TGGGC ACTGTGGCCT GCAGC ATCTC TgcaT CCACA GCTTT TCACC AAGCT-3`，反引物5`-TTAAATGTATACCCAAAGACAA-3`，扩增片段长度为888bp。参照Sambrook等的方法将目的基因定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+)中CMV启动子下游，称之为pcDNA-HBV或p-S2S。
2、IL-2/IFN-γ人细胞介素融合蛋白基因真核表达质粒的构建：
细胞total RNA的提取按Sambrook等的方法进行。为不影响表达的细胞因子各自的空间构象，在二类细胞因子基因片段之间插入24mer的无关序列，扩增IL-2基因的引物序列为：正引物P1 5`-ATGTACAGGA TGCAA CTCCT G-3`，反引物P2 5`-TGGGT CCTGG CAGTA ACAcg aacccccgcc tcctgacccagcAGT TAGTG TTGAG ATGAT-3`；扩增IFN-γ基因引物序列为：正引物P3 5`-ATCAT CTCAA CACTAACTgc tgggtcagga ggcgggggtt cgTGT TACTG CCAGG ACCCA-3`，反引物P4  5`-TTACT GGGATGCTCT TCGAC CT-3`。取1ug total RNA进行PCR扩增，P1+P2与P3+P4的PCR产物经纯化后混合作为融合蛋白基因扩增的模板，用引物P1+P4进行PCR扩增，产物为924bp的含中间序列的融合细胞因子基因片段，将其定向克隆于经EcoRI消化的pcDNA3.1(-)载体命名为pcDNA-FCK或pFP。
3、重组质粒的制备与纯化：
重组载体pcDNA-HBV、pcDNA-FCK分别转化大肠杆菌DH5a，筛选阳性克隆，经LB培养基扩增，采用QIA prep和Endofree Plasmid Mega Kit，按操作说明书制备和纯化质粒，溶于无菌无热源的PBS缓冲液中，-20℃贮存备用。
真核表达质粒pcDNA3.1(+/-)内含巨细胞病毒启动子(pCMV)与polyA序列，可保证插入基因用自身起始密码在多种哺乳动物细胞内高效表达。经PCR、酶切、基因重组等技术分别构建了带有粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF信号序列的HBV preS2S基因及IL-2/IFN-γ融合蛋白基因的重组载体pcDNA-HBV与pcDNA-FCK，见图1，结构示意简图见图2。两重组质粒经PCR扩增鉴定，结果均获得特异性目的基因片段，测序结果表明目的基因序列正确并已正向插入到pcDNA3.1中pCMV的下游，二重组质粒分别经xhoI，xbaI，EcoRI，HindIII等酶切，结果表明质粒构建正确(图3)。
                                  实施例2
重组质粒在细胞内的表达：
在LipofectAMINE介导下，将已纯化的重组载体pcDNA-HBV、pcDNA-FCK按操作说明书分别转染COS-1，COS-7与L-6TG细胞。转染前24小时将细胞按106/皿接种于35mm培养皿中，转染前4小时换液，每皿加入5ug质粒DNA，G418筛选抗性克隆。培养48小时和72小时分别收集培养上清，采用ELISA方法检测表达产物。
质粒DNA转染细胞后培养48h和72h，收集培养上清液，ELISA方法测定HBsAg，IL-2及IFN-γ表达，取平行两皿测定均值。由表1可见表达的产物在COS-1与COS-7细胞内表达水平相似，均明显高于在L-6GT细胞中的表达水平(p＜0.01)，细胞培养48h的产物表达水平略高于72h的表达水平，但无显著性差异。
表1
         COS-1          COS-7          L-6GT
    48h     72h     48h     72h     48h     72h
  HbsAg(A450nm)     0.557     0.472     0.561     0.459     0.144*     0.118*
  IL-2(ng/ml)     11.3     9.7     10.5     7.3     1.8*     2.2*
  IFN-γ(ng/ml)     8.1     8.3     8.7     6.2     1.1*     0.9*
*P＜0.01，与COS-1和COS-7细胞比较。
                                     实施例3
融合蛋白IL-2/IFN-γ基因表达产物Westem印迹鉴定：
融合蛋白经SDS-PAGE电泳后，进行电转移转膜(500mA，3小时)，转移后的硝酸纤维素膜，分别用IL-2单抗及IFN-γ单抗进行显色鉴定。重组载体pcDNA-FCK转染真核细胞COS-7及COS-1，培养48h后取培养上清液，浓缩后SDS-PAGE电泳，可见在30kD左右有一产物带(图4)。表达产物IL-2/IFN-γ可与IL-2单抗及IFN-γ单抗发生反应，说明该融合蛋白中既有IL-2存在，又有IFN-γ存在，结果见图5。
                                     实验例1
双质粒HBV DNA疫苗诱导健康及HBV转基因小鼠体液免疫的实验研究
实验动物：健康C57BL/6小鼠购自中山医科大学动物实验中心，雌性，6-8周龄，属1I级动物并具合格证书。HBV转基因(Tg)小鼠由第二军医大学实验动物中心提供，品系为C57BL/6小鼠，清洁级，由HBV全基因(adr型)随机转染，传至9-10代，经剪尾，组织DNA提取，PCR检测HBV DNA呈阳性，再以ELISA方法筛选血清HBsAg阳性小鼠9只，实验备用。
免疫接种与实验分组；基因疫苗接种方法：采用小鼠双侧胫前肌(TA)直接注射法。用0.5％盐酸布比卡于小鼠双侧TA各注射50ul，第5日用剂量为75mg/kg的戌巴比钠麻醉小鼠，于双侧TA同一部位各注射总容量为50ul的PBS质粒溶液。健康C57BL/6小鼠共28只，分为6组：(1)pS2S大剂量(100ug/只)组5只；(2)pS2S中剂量(50ug/只)组5只；(3)pS2S小剂量(10ug/只)组5只；(4)pcDNA3.1(100ug/只)对照组3只；(5)pS2S+pFP(10ug+10ug/只)组5只及(6)pS2S+pcDNA3.1(10ug+10ug/只)组5只。HBVTg小鼠共9只，分为4小组，A组：pS2S大剂量(100ug/只)组2只；B组：pS2S+pFP(50ug+50ug)组3只；C组：pFP(10ug/只)组2只及D组：pcDNA3.1(100ug/只)组2只。采用眼球后静脉丛穿刺法于免疫接种后第2、4、6、8、14周定期采血，分高血清标本，置-20℃贮存，待分批一次性进行血清HBsAg及抗-HBs ELISA法检测。
统计处理：采血两样本均数比较的t检验。结果如下：
1、基因疫苗诱导健康动物体液免疫应答的动态观察
血清抗-HBs≥10mIu/ml被认为机体保护性有效浓度。图6结果显示pcDNA3.1接种正常小鼠后于2、4、8、14周血清抗-HBS浓度均小于10mlu/ml。与之相比，pS2S高(100ug/只)、中(50ug/只)、低(10ug/只)，三组剂量一次性免疫小鼠均能在2周诱导抗-HBS产生(＞10mIu/ml)，抗体效价随时间延长而增长。三组间比较，抗体浓度及阳性率亦有差别：高、中剂量组二周抗体阳性率均为100％，高于低剂量组(60％)；血清抗体浓度比较，高剂量组(82.9±30.010mIu/ml)较中(42.2±25.610mIu/ml)、低(24.6±7.5)剂量组分别具有显著性(P＜0.05)及非常显著性(P＜0.01)差异。以后的4、8、14周高、中剂量组间差别缩小，但二者较低剂量组均具非常显著性差异(P＜0.01)。
2、pFP对基因疫苗诱导正常动物抗体产生的影响
图7结果显示，低剂量(10ug/只)的pS2S与pFP联合免疫，于2、4周诱导组内全部(100％)健康小鼠抗体产生，而相同剂量的pS2S+pcDNA3.1组仅分别为60％及80％。pFP联合免疫组诱导抗体产生水平于2、4周分别为115.4±21.9mIu/ml，121.9±35.0mIu/ml，较pS2S+pcDNA3.1组(24.6±27.5mIu/ml，33.1±8.9mIu/ml)均具非常显著性差异。而于第8、14周，联合pFP免疫组抗-HBS水平明显下降，与联合空白载体组比较无显著性差异(P＞0.05)。
3、基因疫苗诱导HBV转基因(Tg)小鼠抗-HBS产生结果。
高剂量的pS2S组与中剂量pS2S联合pFP(50ug/只)组各有一只Tg小鼠发生HBSAg血清转换，其中联合免疫组于2周诱导抗-HBS产生，单独高剂量组产生抗体时间为第4周，且水平(20mIu/ml)低于联合免疫组(45mIu/ml)；而第8周pS2S组该只小鼠血清抗体水平升高(400.0mIu/ml)，高于同期的pS2S+pFP组(275.6mIu/ml)。四组共9只HBVTg小鼠于接种前血清HBSAgELISA检测均为阳性(P/N值≥2.1)，不同质粒免疫后，各只鼠OD值均有下降，第4周pcDNA3.1有一只小鼠反跳性升高。比较第8周血清HBSAg检测结果：PS2S组与pS2S+pFP组P/N值分别为1.88±0.25、1.50±0.38均明显较pFP(4.38±0.18)及pcDNA3.1(4.25±1.38)组低，见图8。
HBV基因疫苗是将病毒蛋白性抗原编码的S或C区基因通过分子克隆技术构建的真核细胞表达质粒，经肌注等途径转染至宿主细胞进行复制、转录，并表达和分泌病毒抗原，分别通过局部组织抗原递呈细胞(APC)或宿主细胞膜MHC II及I类分子进行抗原呈递，整个过程模拟了病毒感染的自然过程，因此基因疫苗免疫在诱导机体体液免疫应答的同时，能更有效地诱导特异性细胞免疫应答，达到抗HBV慢性感染的免疫预防治疗目的。
与疫苗构建插入的空白载体pcDNA3.1比较，本发明构建的HBV基因疫苗pS2S具有较强的诱导健康小鼠体液免疫应答效果，并呈一定的剂量依赖关系，为治疗型基因疫苗的进一步研制、质粒构建及筛选提供了可靠的实验依据。本研究一次性免疫接种后动态持续性观察，结果血清抗体水平随时间而不断升高，与国外学者观察结果基本一致。推测与局部淋巴滤泡中的滤泡树突状细胞(follicular dendritic cells)摄取疫苗DNA并长期保存和表达抗原有关。这样，使B-细胞不断将抗原加工后送呈给T细胞，保证了免疫应答的记忆性，基因疫苗在宿主细胞持续表达的抗原成为再次增强免疫原，诱导血清抗-HBS水平的持续升高。
通过现有的直接注射途径，质粒DNA转染到宿主细胞的成功率并不高。如何提高基因疫苗效果，降低质粒剂量，是该项新技术推广应用前必须解决的技术难题之一。白细胞介素-2(IL-2)及γ-干扰素(IFN-γ)均为Th1细胞分泌的重要细胞因子，并能促进T细胞向Th1亚群分化。已有实验证明INF-γ能促进DC细胞(APC)膜表面MHC II类抗原分子及CD86分子的表达，并增强DC抗原的呈递功能。本发明构建的IL-2与IFN-γ融合蛋白编码基因的表达质粒(pFP)，联合基因疫苗免疫，在取得相同的体液免疫效果的同时，可将基因疫苗质粒剂量降到原来的1/10，并能减少同组动物个体间抗体水平差异，提高同组效果的均一性，表明pFP具有较强的佐剂效应。然而，联合疫苗接种第8周血清抗-HBs水平明显降低，至14周低于对照组(pS2S+pcDNA3.1)。分析其原因，可能与pFP表达的IL-2及INF-γ有关，一方面通过增强局部CTL功能致转染基因疫苗的肌细胞坏死；另一方面直接抑制pS2S在肌细胞抗原表达，从而降低HBSAg的分泌及其免疫原性。
比较相同高剂量pS2S单独及联合佐剂质粒免疫正常小鼠诱导体液免疫应答结果，pS2S、pS2S+pFP免疫HBV转基因(Tg)小鼠的二组中仅各有一只Tg小鼠血清抗-HBs阳性，表明Tg小鼠对HBSAg已形成免疫耐受。其中联合佐剂免疫组的一只抗-HBs产生时间(2周)较单独基因疫苗接种组早，而第8周抗体定量检测结果后者较前者高，与健康动物实验结果相符，4组质粒接种后Tg小鼠血清HBSAg ELISA检测值均降至试剂盒指示的阴性范围，pFP与pcDNA3.1组血清HBsAg的下降可能分别与各自表达细胞介素及载体结构中含N个抗性基因致细胞免疫功能增强有关。但该二组HBSAg检测结果在第8周明显较pS2S及pS2S+pFP组高，且pcDNA3.1组中一只小鼠血清HBsAg于4周有波动并呈阳性。提示基因疫苗及其联合佐剂免疫能诱导针对HBsAg特异性的细胞免疫应答，通过CTL功能的增强及IL-2、INF-γ等细胞介素的释放，更有效地抑制HBV的复制及其蛋白性抗原的表达，使HBsAg发生血清学转换。
现有国内HBV转基因小鼠品系的建立均采用显微注射随机插入HBV全基因组的方法，故在传代后基因整合的稳定性、基因编码产物的表达及水平等方面存在诸多问题。本实验例使用的9只HBVTg小鼠是90只组织HBV DNA阳性Tg小鼠中筛选HBSAg血清阳性者所得。因HbsAg ELISA检测OD值较低，给治疗性基因疫苗效果的评价带来一定困难。但作为初步的实验摸索，结果仍不失一定参考意义。有特fmV转基因动物的成熟建立，我们才能更好地评价基因疫苗诱导细胞免疫、打破免疫耐受、治疗HBy慢性感染的确切疗效。
                                实验例2
DNA疫苗诱导健康小鼠细胞免疫应答及HBV转基因小鼠抗-HBs的产生目的：在HBV DNA疫苗成功诱导健康小鼠体液免疫应答的基础上，深入探讨其作为抗-HBV治疗的可行性及作用机理。方法：应用基因重组技术，我们构建编码HBV中蛋白(Pre S2+S)及人白细胞介素融合蛋白基因的真核表达质粒pS2S及pFP，继经肌注免疫健康Balb/C及HBV转基因(Tg)小鼠并分为三个实验系列：
(1)HBsAg特异性T细胞增殖实验：不同质粒接种后2周，取健康Balb/C小鼠脾脏并分离淋巴细胞在体外与不同浓度的HBsAg孵育，分别在培养72小时及96小时，检测培养液上清细胞因子的释放及T细胞增殖指数；
(2)树突状细胞(DCs)诱导HBsAg致敏的T细胞增殖实验：第2次质粒接种后的第2天，取小鼠局部引流淋巴结(LN)分离提取DCs并分别计数，在体外与HBsAg致敏的同品系小鼠T细胞培养96hrs，检测细胞增殖指数；
(3)HBV转基因(Tg)小鼠血清诱生抗-HBs实验，筛选9只血清HBsAg阳性的HBV Tg小鼠(第二军医大学实验动物中心提供)，分为4组：pS2S免疫组2只，100ug/只；pS2S+pFP组3只，(50+50)ug/只；pFP组2只，100ug/只；空白载体pcDNA3.1组2只，100ug/只。免疫前及免疫后2、4、6、8周分别血，一次性检测血清HBsAg及抗-HBs水平。
结果：
1、HBVDNA疫苗诱导HBsAg特异性T细胞增殖实验：体外HBsAg对DNA疫苗免疫后的T细胞的刺激呈浓度相关，HbsAg 30ug/ml时刺激pS2S免疫小鼠脾细胞增殖指数(5.6±0.9)明显较pcDNA3.1组(2.0±0.5)高(表1)。细胞培养上清液细胞因子水平检测结果：高剂量(100ug/只)pS2S免疫组IL-2(226.3±4.1pg/ml)及IFN-γ(51.1±7.7pg/ml)的分泌水平明显pcDNA3.1组(69.0±22.1/0.9±0.7pg/ml)高；中剂量(50ug/只)pS2S联合pFP(50ug/只)免疫组IL-2/INF-γ水平(266.2±61.0/39.6±16.3pg/ml)，亦较中剂量PS2S联合空载质粒pcDNA3.1组(150.1±26.2/10.6±5.6pg/ml)高；IL-4水平于各组质粒免疫影响不明显。
2、DCs诱导HBsAg致敏的T-细胞增殖实验：pS2S兔疫小鼠局部LN DCs诱导HBsAg致敏的T-细胞增殖指数(4.20)较pcDNA3.1组(2.55)高(表2)，同时细胞计数结果表明pS2S组及pS2S联合pFP免疫组DCs数目及其占局部引流LN的百分比均明显升高。
3、HBV DNA疫苗诱导HBVTg小鼠抗-HBs产生：高剂量的pS2S组与中剂量pS2S联合pFP组各有一只Tg小鼠分别于2、4周开始发生HBsAg血清转换，且其抗体水平随时间而增长。4组9只Tg小鼠于接种前血清HBsAg均阳性(ELISAP/N≥2.1)，不同质粒免疫后，各只P/N值均有下降，第4周pcDNA3.1组有一只小鼠反跳性升高，比较第8周血清HBsAg检测结果：pS2S组与pS2S+pFP组P/N值分别为1.88±0.25，1.5±0.38，均明显较pFP(4.38±0.18)及pcDNA3.1(4.25±1.38)组低(图2)。
结论：
本研究结果表明HBV DNA疫苗能有效诱导HBsAg特异性的细胞免疫应答，提示可能的作用机理是局部引流LN的DCs摄取质粒表达的抗原或质粒本身，通过MHC-II或MHC-I类抗原递呈途径诱导T细胞增殖并向Th1亚群分化，提高了IL-2/IFN-γ的分泌水平，有效地增强细胞免疫应答以达到抗-HBV的治疗目的；HBV-Tg小鼠的初步实验结果为治疗型HBV DNA疫苗的深入研制提供了实验依据。

Claims (11)

1、抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于：由含粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF信号序列的HBV包膜中蛋白基因真核表达质粒pS2S，和含无关中间序列的IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒pFP组成；所述的真核表达质粒pS2S由HBV基因组抗原蛋白编码基因p-S2和S构建而成，编码基因p-S2前插入GM-CSF信号序列；所述的真核表达质粒pFP为一由24mer无关序列连接的人或其它种属的IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒；所述的24mer无关序列为cgaacccccgcc tcctgaccca gc或gc tgggtcagga ggcgggggtt cg。
2、根据权利要求1所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于含GM-CSF信号序列真核表达质粒pS2S的真核表达载体为pcDNA3.1(+)，目的基因为HBV包膜中蛋白preS2+S基因片段，并在此基因片段上游插入54mer GM-CSF信号序列，所得整体目的基因片段长度为888bp，定向克隆于pcDNA3.1(+)载体的CMV启动子下游。
3、根据权利要求1或2所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于所述的GM-CSF信号序列为ATGTG GCTGC AGAGC CTGCT GCTCT TGGGC ACTGT GGCCT GCAGC ATCTC TGCA。
4、根据权利要求1或2所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于所述的目的基因扩增时所用的引物序列为：正引物5`-ATGTG GCTGC AGAGC CTGCT GCTCT TGGGC ACTGT GGCCTGCAGC ATCTC TGCAT CCACA GCTTT TCACC AAGCT-3`，反引物5`-TTAAA TGTAT ACCCAAAGAC AA-3`。
5、根据权利要求1所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于IL-2与IFN-γ融合蛋白基因真核表达质粒pFP的真核表达载体为pcDNA3.1(-)，目的基因为人或其它种属的IL-2与IFN-γ融合蛋白基因，二者之间插入24mer无关基因序列，所得整体目的基因长度为924bp，定向克隆于pcDNA3.1(-)载体的CMV启动子下游。
6、根据权利要求1或5所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗，其特征在于所述的用于扩增IL-2基因的引物序列为：正引物P1 5`-ATGTA CAGGA TGCAA CTCCT G-3`，反引物P2 5`-TGGGTCCTGG CAGTA ACAcg aacccccgcc tcctgaccca gcAGT TAGTG TTGAG ATGAT-3`；用于扩增IFN-γ基因引物序列为：正引物P3 5`-ATCAT CTCAA CACTA ACTgc tgggtcagga ggcgggggtt cgTGTTACTG CCAGGACCCA-3`，反引物P4 5`-TTACT GGGAT GCTCT TCGAC CT-3`。
7、权利要求1所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗的制备方法，步骤如下：
A)以含HBV基因的原核表达质粒为模板，PCR扩增获得目的基因HBV中蛋白preS2+S抗原，将目的基因定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+)中CMV启动子下游，目的基因。5`端插入GM-CSF信号序列，构建HBV基因疫苗pS2S质粒；
B)以细胞总RNA为模板，PCR扩增获得目的基因IL-2/INF-γ融合蛋白FP编码基因，将其定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(-)中CMV启动子下游，在目的基因3`端插入PolyA信号序列，构建具有佐剂效果的真核表达质粒pFP；
C)大量提取质粒，PEG法纯化，得到双质粒基因疫苗。
8、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的步骤A)为：以含HBV基因的原核表达质粒pHBVα1为模板，PCR扩增获得目的基因，正引物内设计含有54mer的GM-CSF信号序列，引物序列为：正引物5`-ATGTG GCTGC AGAGC CTGCT GCTCT TGGGC ACTGT GGCCT GCAGCATCTC TGCAT CCACA GCTTT TCACC AAGCT-3`，反引物5`-TTAAA TGTAT ACCCA AAGACAA-3`，扩增片段为888bp；参照Sambrook方法，将目的基因定向克隆于已预先用EcoRI消化的真核表达载体pcDNA3.1(+)中CMV启动子下游，构建HBV基因疫苗pS2S真核表达质粒。
9、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的步骤B)为：按照Sambrook方法提取IL-2和INF-γ细胞总RNA，在IL-2和INF-γ基因片段之间插入24mer的无关序列，扩增IL-2基因的引物序列为：正引物P1 5`-ATGTA CAGGA TGCAA CTCCT G-3`，反引物P2 5`-TGGGTCCTGG CAGTA ACAcg aacccccgcc tcctgaccca gcAGT TAGTG TTGAG ATGAT-3`；扩增IFN-γ基因引物序列为：正引物P3 5`-ATCAT CTCAA CACTA ACTgc tgggtcagga ggcgggggtt cgTGT TACTGCCAGG ACCCA-3`，反引物P4 5`-TTACT GGGAT GCTCT TCGAC CT-3`；取1ug总RNA进行PCR扩增，P1+P2与P3+P4的PCR产物经纯化后混合，得到融合蛋白基因扩增的模板，用引物P1+P4进行PCR扩增，产物为924bp的含中间序列的融合细胞因子基因片段，将其定向克隆于经EcoRI消化的pcDNA3.1(-)载体的CMV启动子下游，构建真核表达质粒pFP。
10、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的步骤C)为：真核表达质粒pS2S和pFP分别转化大肠杆菌DH5a，筛选阳性克隆，经LB培养基扩增，采用QIAprep和Endofree Plasmid MegaKit试剂盒制备纯化质粒，溶于无菌无热源的PBS缓冲液中，-20℃贮存备用。
11、权利要求1所述的抗乙肝病毒HBV双质粒基因疫苗在制备预防、治疗乙型病毒性肝炎药物方面的应用。
CN 00107853 1999-06-18 2000-06-19 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用 Expired - Lifetime CN1200106C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 00107853 CN1200106C (zh) 1999-06-18 2000-06-19 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN99109076 1999-06-18
CN99109076.4 1999-06-18
CN 00107853 CN1200106C (zh) 1999-06-18 2000-06-19 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1316518A CN1316518A (zh) 2001-10-10
CN1200106C true CN1200106C (zh) 2005-05-04

Family

ID=25739304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 00107853 Expired - Lifetime CN1200106C (zh) 1999-06-18 2000-06-19 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1200106C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101095951B (zh) * 2007-07-11 2010-12-22 中国人民解放军第四五八医院 治疗性hbv dna疫苗、制备方法及应用

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2380471A1 (en) * 2002-02-28 2003-08-28 The University Of Hong Kong Oral dna vaccine composition for hepatitis b virus chronic infection
CN101424692B (zh) * 2008-12-12 2014-09-17 南京医科大学第一附属医院 一种定量检测乙型肝炎病毒特异性细胞毒性t淋巴细胞的方法
KR20130118890A (ko) * 2010-11-19 2013-10-30 베이징 카윈 테크놀로지 쉐어-홀딩 컴퍼니 리미티드 B형 간염의 예방 및 치료를 위한 dna 백신 조성물
US11795203B2 (en) 2018-07-30 2023-10-24 Jinyu Zhang Protein heterodimer and use thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101095951B (zh) * 2007-07-11 2010-12-22 中国人民解放军第四五八医院 治疗性hbv dna疫苗、制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN1316518A (zh) 2001-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Geissler et al. Enhancement of cellular and humoral immune responses to hepatitis C virus core protein using DNA-based vaccines augmented with cytokine-expressing plasmids.
JP6795303B2 (ja) Ｂ型肝炎ウイルスコアタンパク質および表面抗原タンパク質をコードする核酸分子ならびにそれを含むワクチン
US10195268B2 (en) Nucleic acid molecule encoding hepatitis B virus core protein and vaccine comprising the same
JP2019031528A (ja) 生体分子アジュバントを含むワクチン
JP2014523436A (ja) 交差防御性アレナウイルスワクチンおよびそれらの使用方法
Zhao et al. Anti-HBV immune responses in rhesus macaques elicited by electroporation mediated DNA vaccination
Chen et al. Enhanced effect of DNA immunization plus in vivo electroporation with a combination of hepatitis B virus core-PreS1 and S-PreS1 plasmids
CN1200106C (zh) 抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗、其制备方法及应用
Andrew et al. Porcine interleukin-3 enhances DNA vaccination against classical swine fever
CN108567977B (zh) 一种免疫增强剂、免疫治疗药物组合物及其制备与用途
CN101095951B (zh) 治疗性hbv dna疫苗、制备方法及应用
CN107693788B (zh) 一种用于预防或治疗乙型肝炎的药物组合物及其用途
CN102199217B (zh) 乙型肝炎病毒多表位融合蛋白及其制备方法和应用
CN103239717B (zh) 治疗慢性乙型肝炎的复制子dna疫苗
Sin et al. Improving DNA vaccines targeting viral infection
CN102018964A (zh) 一种可打破免疫耐受的三质粒共免疫疫苗系统及制备方法
JP2013505971A (ja) 治療上の免疫化後の細胞性刺激のためのｂ型肝炎ウイルス抗原製剤
CN102000330B (zh) 一种核酸疫苗佐剂及其构建方法
Zhang et al. A fusion DNA vaccine encoding middle version of HBV envelope protein fused to interleukin-21 did not enhance HBV-specific immune response in mice
CN103169986B (zh) 用于结核病预防和免疫治疗的嵌合型DNA疫苗pVAXI-Hsp70/CD80
Nam et al. Modulation of immune response induced by co-administration of DNA vaccine encoding HBV surface antigen and HCV envelope antigen in BALB/c mice
RU2362586C2 (ru) Фармацевтические композиции для терапевтического применения
CN117417457A (zh) PCV2和PCV3融合Cap蛋白二联亚单位疫苗及其制备方法和应用
King et al. WHOLE RECOMBINANT YEAST THERAPEUTIC VACCINE GENERATES HBV X, S, AND CORE ANTIGEN-SPECIFIC RESPONSES IN MURINE AND HUMAN T CELLS

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180122

Address after: 511363 Guangzhou City, Guangzhou City, Guangdong, new Guangzhou knowledge city, nine Buddha Jianshe Road No. 333, room 122

Patentee after: Guangzhou Guang Yi Gan biological products Limited by Share Ltd

Address before: 510602 Center for infectious diseases of the PLA No. 458 hospital, No. 801 PLA, Dongfeng East Road, Guangzhou, Guangdong

Patentee before: No.458 Hospital, P. L. A.

TR01 Transfer of patent right
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20050504

CX01 Expiry of patent term