免疫增强组合物
技术领域
本发明涉及用于有效增强针对抗原的免疫反应的免疫增强组合物。本发明的免疫增强组合物主要在人药及兽药领域被用作疫苗制剂,用以预防或治疗人类及其他哺乳动物以及鸟类的疾病。另外,本发明的免疫增强组合物也被用于对动物进行免疫以生产抗体。
背景技术
目前被广泛使用的疫苗大致分为两类,即减毒(活)疫苗及灭活(死)疫苗。减毒疫苗的优点在于它通常可以获得良好的免疫反应,但它的缺点在于:从安全的角度考虑,它们存在毒性恢复及其引起的有害影响这些令人担忧的因素。灭活疫苗比减毒疫苗更安全,但它的缺点在于单次用药很难产生足够的免疫效果。实际上,当用灭活疫苗进行预防性免疫时,为了获得理想的效果,每隔二至三周要给一次药,一共给药二至三次。
同时,分子生物学方法学近期的进展使得一些对疾病预防或治疗有用的疾病特异性抗原可以被鉴别出来,也使通过使用化学或重组DNA技术来生产模拟被鉴别出来的抗原的合成抗原(组分疫苗)成为可能。如此合成的抗原比起传统的免疫抗原在纯度、稳定性、特异性及安全性方面都更加优越。但是,从实用的角度来考虑,它们通常抗原性都比较低,这是尚待解决的一个最大的问题。因此,从人药及兽药的角度来考虑,急切希望能有一种可以有效地生产抗低抗原性抗原的抗体。
另外,当使用灭活疫苗或组分疫苗时,为了使抗体生产的程度能够有效地预防或治疗疾病,必须给药二至三次,其给药间隔为二至三周,优选的为四周或更长的时间。所以,人药及兽药领域急切需要一种单次给药(单次疫苗注射)就能产生足够的免疫效果的疫苗。在兽药领域,它的主要优点包括1)缩短时间,2)减少费用,以及3)应变性得到改善。同样,在人药领域,上述的三个优点也是重要的,其中,应变性得到改善在发展中国家尤其重要,因为在发展中国家,间隔特定的时间进行多次给药是完全不可能的。
灭活疫苗及组分疫苗抗原性弱的问题在实验水平上可以通过使用佐剂来解决。然而在实践中,这种解决方法存在许多问题,如会造成有害影响。使用人工物质的佐剂技术包括两种方法。一种是使抗原分散到油或脂质颗粒的表面上,另一种则是使抗原被吸附在沉淀物之上。
矿物油有一段时间被用于兽用疫苗或军用流感疫苗上。然而,这导致了严重的出血损伤或伸展的肉芽肿。从此以后,有关当局再也没有批准在正常情况下在人用疫苗中使用该种物质。在过去的四十年里,弗氏完全佐剂及不完全佐剂得到了应用,特别是在动物实验中应用广泛。虽然它们诱导抗体的生产可以达到令人满意的程度,但是,它们促使在输注位置上形成肉芽肿并造成粘连,同时也造成发热和其他的毒副作用,因此,这些佐剂并没有被用于人药或兽药中。
明矾,氢氧化铝或磷酸铝是目前唯一被批准的人用佐剂并且被广泛使用。然而,它导致在免疫位置上形成肉芽肿,再者,不利的是,它的效果在不同病例中差别巨大。例如,氢氧化铝对细菌类毒素有足够的佐剂效果,但是当与抗乙肝病毒或流感病毒的疫苗一起使用时,并未获得良好的结果。
除了上述使用人工物质的佐剂技术以外,还有一种方法,它使用原本存在于活体中并具有免疫激活活性的细胞因子作为佐剂。实际上,已有人报导或披露了对抗原进行反应之抗体的生产在使用具有免疫激活活性的细胞因子(如IL-1,IL-2,IFN-γ,IFN-α,GM-CSF,IL-12等)时得到了增强。有文章对这些发现进行了综述,如Rong Lin等人的综述(Chinical Infection Diseases,21,1439-1449,1995)。然而,当细胞因子以溶解状态被用作佐剂时,虽然与上述的人工佐剂相比有害影响很少而且也比较不严重,但是为了使抗体的产生能达到满意的效果,必须进行多次给药。据推测,当把处于溶解状态的抗原和细胞因子输注到生物体上时,它们在输注后迅速扩散到生物体内以致未能激活抗原特异的免疫机制。另外,当用细胞因子进行全身免疫激活时,需要大量的细胞因子,而且,此时可能会诱发严重的有害影响。因此,人们期望找到一种把细胞因子有效地用作佐剂而又不造成有害影响的方法。
解决灭活疫苗及组分疫苗抗原性弱问题的另一个方法是抗原从载体缓释的技术。抗原缓释的想法的根源在于考虑到明矾的佐剂效果是因为抗原非特异性地吸附在明矾上并从其上连续地释放。到目前为目已经尝试了各种不同的载体(如Bongkee Sah等人,J.Pharm.Pharmacol.,48,32-36,1996),但没有一种能被实际应用。
从疾病预防或治疗的角度考虑,从施用抗原到产生抗体这一段时间也是十分重要的。然而,到目前为止没有人尝试过缩短抗体生产所需的这段时间。
考虑到上面所述的这些因素,下列是本发明优选的目标:
(1)提供免疫增强组合物,使用这种组合物,可以从包含有生物可相容材料的载体上缓释抗原,或者抗原以及具有免疫激活、免疫刺激或者免疫调控活性的物质;
(2)提供免疫增强组合物,使用这种组合物,可以从包含有生物可相容材料的载体上缓释抗原诱导物质,或者抗原诱导物质以及具有免疫激活、免疫刺激或免疫调控活性的物质;
(3)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物来提供加强针对抗原的免疫反应的方法,而同时又不造成有害影响;
(4)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物来提供缩短由抗原引起的抗体生产所需时间的方法;
(5)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物来提供延长由抗原引起的免疫时间的方法;
(6)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物并以上述组合物周围的介质(surrounding)作为免疫反应位点来提供实现免疫增强的方法;
(7)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物来提供用于人及其他哺乳动物、鸟类的疫苗;
(8)使用通过实现上述目标(1)或(2)而提供的组合物来提供用于人及其他哺乳动物、鸟类的单次注射疫苗。
解决问题的方法
本发明人进行了深入的调查,企图获得能够从一生物可相容材料缓释抗原的组合物,结果意外地发现当把含有生物可相容材料和其上承载之抗原的免疫增强组合物施用于活的生物体时,由这种抗原产生的免疫反应得到了增强。
进而,本发明人发现当把与一种抗原同时被承载于一个由生物可相容材料组成的载体上的具有免疫激活、免疫刺激或者免疫调控活性的物质(以后统称“免疫调控物质”)免疫增强组合物施用于生物体时,免疫反应可以早期发生并进一步得到增强。基于以上发现,本发明现在即已经被完成。
本发明将在以下被更详细地加以描述。i)本发明原理的解释:
在典型的体液免疫反应过程中,与用抗原第一次刺激之后产生抗体的情况相比较,用抗原第二次刺激之后抗体产生得更早,其滴度也更高,而且能维持更长时间。抗体产生所需时间存在区别主要是因为第一次抗原刺激后紧随着一系列步骤,即(1)由抗原呈递细胞把抗原呈递给T细胞并激活T细胞,(2)经过激活后的T细胞激活B细胞,(3)抗原由树突细胞运输到淋巴结,以及(4)B细胞在淋巴结中增殖并分化为抗体生成细胞,而相比之下,在第二次抗原刺激时就已经有足量的抗体生成细胞了。抗体滴度水平以及高抗体滴度的持续时间存在区别的原因在于:当使用传统的溶液形式进行免疫刺激时,第一次免疫刺激所用的抗原扩散遍布全身并被降解、代谢以及消除。当抗体形成细胞已经作好抗体生产的准备时,大部分的抗原已经从体内消失了;这样,再没有抗原对抗体生成细胞进行刺激了。为了使较高的抗体滴度持续时间更长(这对疾病的预防或治疗是重要的),在针对第一次抗原刺激的反应中产生的抗体生成细胞必须再次受到抗原的刺激。
另一方面,早期地产生抗体对于疾病的预防或治疗也是重要的。为了早期地产生抗体,重要的是要使第一次抗原刺激能有效地生产抗体生成细胞。为了有效地生产抗体生成细胞,必须(1)增加抗原与抗原呈递细胞之间的接触机会(使抗原呈递细胞在抗原使用位置聚集)以及(2)增强B细胞的激活以及在淋巴结分化为抗体生成细胞。
从这些观点出发,本发明认识到通过用含有生物可相容材料的载体稳定承载并缓释抗原来保持体内抗原的数量,使抗原能再次刺激所产生的抗体生成细胞,可以使抗体滴度提高、持续时间延长。具体地说,当在免疫增强组合物用药位置及其周围已经保持有高浓度的抗原时,这种抗原局部高浓度状态促进了抗原与抗体生成细胞之间的反应,这是一个平衡反应,并且同时使有免疫能力的细胞聚集在用药位置及其周围。因此,保持抗原的局部高浓度应该被认为是本发明最重要的一个原理。
进而,本发明意识到通过使含有生物可相容材料的载体同时承载并缓释抗原和免疫调控物质(如细胞因子)来使抗体更早、更有效地产生,以(1)促进有免疫能力的细胞在抗原使用位置及其周围局部聚集并随后因为抗原呈递而激活T细胞,以及(2)通过使细胞因子有选择性地、连续地流入负责免疫增强组合物用药位置的淋巴结(即树突细胞供给抗原的、产生抗体生成细胞的淋巴结)来增强该淋巴结中B细胞的激活以及分化为抗体生成细胞。因此,根据本发明的免疫增强组合物的特征在于:与通过使用溶液形式的抗原,或者抗原及细胞因子来诱导全身性免疫激活机制不同的是,本发明通过从组合物中缓释抗原,或抗原及细胞因子,在组合物周围形成了免疫增强的区域。
其于以上观点,本发明的优选特征可以被概括为:
(1)抗原或抗原诱导物质(此后统称为“抗原性物质”以及免疫调控物质(如果有),可被连续地释放。
(2)抗原性物质以及免疫调控物质(如果有),可在用药位置保持高的水平。
这些特征可以如下来提供:在活的生物体内用构成免疫增强组合物的载体稳定地运载或支持抗原性物质、或抗原性物质以及免疫调控物质,使这(些)物质在上述生物体内可以保持连续的释放。由于免疫增强组合物是被用于活的生物体的,所以载体的材料理所当然必须具有良好的生物可相容性。因此,当把从制药业的角度考虑符合上述要求的生物可相容材料用作载体时,不管所使用的是何种生物可相容材料,都可以用由此制成的免疫增强组合物来获得免疫增强效果,而不致违背本发明的原则。
进而,本发明的这些基本特征不仅适用于体液免疫,同时也适用于粘膜免疫及细胞介导的免疫,因为在每种情形中,免疫都是因为对有免疫能力的细胞进行连续的抗原性刺激以及T细胞和B细胞的加速激活而被激活的。ii)本发明的效果
本发明的效果如下所述。a)抗原或抗原及细胞因子的缓释
如图1所示,本发明的免疫增强组合物缓释抗原(抗生物素蛋白)及细胞因子(IL-1β)达7天或更长的时间。b)抗体生产的增强
本发明的免疫增强组合物对抗体生产的增强效果是通过小鼠和绵羊的免疫刺激实验来确立的。因此,抗生物素蛋白被以不同的剂量用于小鼠上,并用ELISA技术分别在用药后的第7、14、21、35及83天确定小鼠血液中抗生物素蛋白抗体的滴度(图2)。我们把以下三种情形进行了比较,即:把100微克的抗生物素蛋白以传统的形式,即把抗生物素蛋白溶解在磷酸盐缓冲液中,用于小鼠;把携带有等量抗生物素蛋白的免疫增强组合物(如在实施例7中制备的)用于小鼠;以及把携带有等量的抗生物素蛋白并同时携带有IL-1β的免疫增强组合物(如在实施例8中制备的)用于小鼠。在用药35天之后,用了携带有抗生物素蛋白的免疫增强复合物的小鼠血液中抗体的滴度比用了抗生物素蛋白溶液的小鼠的抗体滴度高大约25倍。这一结果表明当抗原以根据本发明的免疫增强组合物的形式被使用时,对抗原作出反应而进行的抗体生产可以得到增强。进而,当把携带有抗生物素蛋白及IL-1β的免疫增强组合物用于小鼠时,所获得的抗体的滴度大约是用抗生物素蛋白溶液所获得的抗体滴度的450倍左右。这一结果表明,对抗原作出反应而进行的抗体生产可以通过使用本发明的免疫增强组合物来得以增强,其中上述组合物同时包含有抗原以及具有免疫激活活性的细胞因子。
同时携带有抗原和免疫激活细胞因子的免疫增强组合物的抗体生产效果在绵羊的免疫刺激实验中可被更显著地观察到(图3)。把不同剂量的抗生物素蛋白用于绵羊并用ELISA技术在用药后第7、14、21及35天分别确定血液中抗生物素蛋白抗体的滴度。当抗生物素蛋白是以传统的溶液形式被使用时,即使使用100微克的剂量也无法检测到抗生物素蛋白抗体的生产。小鼠和绵羊两者之间抗体生产存在差别被认为是因为体重有区别而造成的。这表明100微克的抗生物素蛋白所具有的抗原性并不足以导致绵羊生产抗体。作为对照,当使用的是同时携带有抗生物素蛋白及IL-1β的免疫增强组合物时(如实施例8中所制备的),在用药14天之后即可获得高水平的抗体生产。
这一结果清楚地表明,本发明的免疫增强组合物可以增强对抗原性不足的抗原作出反应而进行的抗体生产。作为对照,当把抗生物素蛋白以及IL-1β同时以传统的溶液形式进行使用时,抗体生产无法被检测到。这一结果表明免疫增强组合物对抗体生产的增强作用依赖于抗原和细胞因子的缓释。上述发现表明,与传统的用药方式(它需要多次用药以获得足够的抗体滴度)不同的是,本发明的免疫增强组合物仅需单次用药即可产生足够的抗体滴度。c)抗体生产前时间的缩短
抗体生产前时间的缩短是本发明的免疫增强组合物的重要效果之一,它在使用小鼠的免疫刺激实验中得到了确证。在这一实验中,即使所用的是传统形式的抗原溶液,也可观察到一定程度的抗体生产,这与在使用绵羊的免疫刺激实验中使用传统形式的抗原溶液无法导致抗体生产的情形是不同的。如在图2中的图表所清楚表明的,当抗生物素蛋白是被以常规的溶液形式使用的,抗抗生物素蛋白抗体的滴度从用药后的第14天开始增加,而当使用的是免疫增强组合物(仅携带有抗生物素蛋白或同时携带有抗生物素蛋白及IL-1β)时,抗体量在用药7天之后即迅速增加,这样,抗体生产前时间即被缩短了大约一周的时间。当给小鼠使用溶液形式的抗生物素蛋白时,用药后需要经过83天其抗体滴度才能达到使用仅携带有抗生物素蛋白的免疫增强组合物14天后所获得的水平。而使用溶液形式的抗生物素蛋白经过83天所获得的抗体滴度仍无法达到使用同时携带有抗生物素蛋白及IL-1β的免疫增强组合物14天之后所达到的水平。因此,我们可以说免疫增强组合物把抗体生产所需的时间缩短了至少69天的时间。d)免疫增强组合物使用位置周围的免疫反应
如在“本发明原理的解释”一节中已经提及的,在用药位置周围发生的局部免疫反应对于本发明的免疫增强组合物所能获得的效果起着重要的作用。这可以通过使用于免疫刺激实验的绵羊的用药位置的组织照片(图4,5)很容易地得以确证。这一组织显微照片显示在免疫增强组合物周围渗入了免疫活性细胞。此处所说的免疫活性细胞包括嗜中性粒细胞、CD4阳性T细胞、γδTCR阳性T细胞、MHC II阳性细胞、巨噬细胞等等。
当抗生物素蛋白及/或IL-1β是以溶液的形式被使用时,并不能观察到免疫活性细胞如此积集。估计这是因为溶液形式的抗生物素蛋白及IL-1β在接种之后迅速在体内扩散,从而导致无法把免疫活性细胞引导到接种位置。当使用携带有IL-1β的免疫增强组合物时,免疫活性细胞的积集更加显著。这些发现支持了这样一个概念,即随着抗原或者抗原和细胞因子连续地从免疫增强组合物中释放出来,在这一组合物周围的抗原,或抗原及细胞因子可以达到一个高浓度状态,从而通过免疫活性细胞在上述组合物周围的积集而增强了抗体的生产。
另一方面,免疫活性细胞的累积是一种炎症反应。然而,被诱发的炎症反应并没有伴随有水肿或其他症状,它会自行消退。iii)免疫增强组合物
此处所用的术语“免疫增强组合物”原则上指的是包括载体(它是生物可相容材料)以及承载于上述载体上的抗原或抗原诱导物质的组合物或制剂,而且如果有必要,它还可以包括免疫调控物质,就象下文所描述的那些,以及/或者一种或多种药物添加剂。
被本发明的免疫增强组合物增强的“免疫反应”是对上述组合物中所含的抗原或者由上述组合物中所含诱导物诱导的抗原具有特异性的免疫反应。被激活的免疫反应可以是体液免疫、粘液免疫或细胞免疫,或者它们的组合。
术语“抗原”并不局限于特定的种类,只要它可以诱导因抗原而产生的抗原-抗体反应即可。通常,所挑选的是那些可以诱导那些对人类或其他哺乳动物或鸟类疾病的预防和/或治疗有效的抗体生产的抗原。因此,它包括,但并不局限于,如“疫苗手册”(由National Institute ofHealth Alumni Association编辑,Maruzen Co.出版),以及见于Mack Publishing Co.1990年出版的“免疫剂”Remington′sPharmaceutical Sciences(第十四版),第75节第1426-1441页或者1992年出版的Physician′s Desk Reference to drugs approvedby the United States Food and Drug Administration(第46版)第208-209页中所描述的类毒素、疫苗、以及活疫苗本身。另外,它还包括,但并不局限于下列:
(1)病毒,支原体,细菌,寄生虫,毒素,肿瘤细胞以及例如通过基因重组(改变毒性相关或致病相关基因)、连续的传代培养(由于自身的改变而出现减毒或不致病株)、福尔马林处理、β-丙酸内酯处理、辐射处理、超声处理、酶处理、加热或其它方法获得的减毒的或者无毒的,或者不致病的类似物。
(2)用例如化学或酶降解,物理破裂、柱纯化、提取或过滤的方法从病毒、支原体、细菌、寄生虫、毒素、肿瘤细胞等等中获得的蛋白(如膜表面蛋白及核蛋白)、蛋白聚糖、多肽、肽、膜组分等等。
(3)亚单位疫苗、合成肽(包含一段序列从而使其特定的抗原性与相应的抗原是可比较的、或者更强)等等。它们可以是这样被获得的:从病毒、支原体、细菌、寄生虫、肿瘤细胞系等等中把编码能够诱发对应于相应的病毒、支原体、细菌、寄生虫、毒素、肿瘤细胞系等等的特异性免疫的抗原的基因切割下来,对这一基因进行鉴定,将这一基因插入到一个合适的载体(如质粒)上,让这一基因在大肠杆菌、酵母或动物细胞中得以表达。此处提及的能够诱发对肿瘤细胞特异的免疫反应的抗原包括,但并不局限于,所谓的肿瘤退化抗原(如MAGE-1,MAGE-3及BAGE)、组织特异性抗原(如酪氨酸酶、Mart-1、gp 100及gp75)以及p15,Mucl,CEA、HPV E6,E7,HPR2/neu等等。
“抗原”包括,但并不局限于,可以在下列疾病发作时诱发免疫反应或者对下列疾病的治疗有效的抗原,这些疾病有:霍乱、百日咳、鼠疫、伤寒、脑膜炎、肺炎、麻风病、淋病、痢疾、骨髓灰质炎、革兰氏阳性脓毒症、大肠杆菌溶血症、狂犬病、白喉、肉毒中毒、破伤风、小儿麻痹症、流感、日本脑炎、风疹、麻疹、黄热病、腮腺炎、甲肝、乙肝、丙肝、水痘/带状疱疹、疟疾、肺结核、念珠菌病、龋齿、获得性免疫缺损综合征、癌症(肿瘤)、皮炎、炭疽热、布鲁氏菌病、干酪性淋巴腺炎(伪结核)、肠毒血病、肠炎、黑疫、恶性水肿、炭疽热、细螺旋体病、嘴生疥疮、弧菌病、丹毒、腺疫、博德特氏菌支气管炎、犬瘟热、猫瘟(猫肠炎)、鼻气管炎、病毒性腹泻、稻花属植物中毒等等。
抗原进而还包括,但并不局限于,能够诱发能有效预防由下列所提及的病毒、支原体、细菌或寄生虫的感染、能够有效预防相应疾病的发作以及能够有效治疗患有此类疾病的患者的免疫反应的抗原,上述抗原是:绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、沙门氏菌、B型脑膜炎球菌、B型链球菌、腺病毒、冠状病毒、RS病毒、人免疫缺损病毒I及II、单纯疱疹病毒I及II、CMV、EBV、沙眼衣原体、细小病毒、副流感病毒、杯状病毒。
“抗原”同时还包括既被用于动物卫生又被用于动物生产的抗原。例如,在“Vaccines in Agriculture,Immunological Applicationsto Animal Health and Production”(R.R.Wood等人编辑,CSIRO,71-160,1994)中所介绍的抗原。抗原包括,但并不局限于如下所述的用于动物生产的抗原:1)用于繁殖的抗原;能够诱发抗抑制素相关肽及释放激素(如促黄体生成素释放激素、促性腺激素释放激素等)的免疫反应的抗原;2)用于控制动物生长和代谢的抗原;能够诱发抗生长激素相关因子、胰岛素样生长因子-1、生长激素、类固醇激素、类固醇性激素、脂肪细胞质膜抗原、脂肪脂质、皮质甾醇、促肾上腺皮质激素、促肾上腺皮质激素受体、β-肾上腺素能受体、腺垂体激素(如泌乳刺激素、促肾上腺皮质激素、促生长素、促甲状腺素、促黄体生成素、促卵泡激素等)的免疫反应的抗原;3)用于环境控制的抗原;能够诱发抗植物相关毒素、低分子量天然有毒物质的免疫反应的抗原。
进而,术语“抗原”并不局限于特定的种类,只要它能诱发对抗原特异性免疫反应即可,同时它还包括那些能够诱发对抗原不具特异性的免疫反应的抗原。此处提及的能够诱发对抗原不具特异性的免疫反应的抗原包括,但并不局限于,所谓的超级抗原,如葡萄球菌肠毒素、中毒性休克综合征毒素-1、exofoliative皮炎毒素、细胞膜相关蛋白(CAP)以及酿脓链球菌促分裂素(SPM)(如于Miyagiken IshikaiKaiho第50卷,133-137,1997中所描述的T-12及NY-5等)。
术语“抗原诱发物质”指的是能够在体内诱发如上所述的抗原的物质,包括含有编码抗原基因序列的核酸的质粒和病毒,上述抗原可以诱导对病毒、支原体、细菌、寄生虫、毒素、肿瘤细胞等特异的免疫。由于抗原基因序列是被插入于其中的,所以相应的抗原可以在体内被生产。
被插入的核酸包括,但并不局限于,编码可以充当如上所述的抗原的物质的核酸,例如编码下列蛋白的核酸:流感HA及NA,或NP蛋白,丙肝病毒E2或NS1蛋白,乙肝病毒HBs抗原蛋白,甲肝病毒衣壳蛋白VP1及VP3,capsidoid蛋白、登革热病毒Egp蛋白、RS病毒F或G蛋白、狂犬病毒G或N结构蛋白、疱疹病毒gD蛋白、日本脑炎病毒E1或pre-M蛋白、轮状病毒外壳蛋白VP7或外壳蛋白VP4、人免疫缺损病毒gp 120或gp 160蛋白、利什曼原虫主要表面抗原蛋白、疟疾周围子胞子主要表面抗原蛋白、弓形体54kd或CS蛋白、骨溃疡链球菌突变体的细胞表面蛋白PAc,肿瘤退化抗原(如MAGE-1、MAGE-3、及BAGE),组织特异性抗原(如酪氨酸酶、Mart-1、gp 100及gp75),编码p15、Mucl、CEA(常见癌胚抗原)、HPV、E6、E7及HPR2/neu等的核酸,以及在“Immunization with DNA”(免疫学方法杂志,第176卷,1994,第145-152页)中所描述的核酸。
被插入此类核酸的质粒或病毒并不局限于特定的种类,只要它们是非病原性的即可。因此,所提及的病毒是那些通常在基因治疗中被用作载体的病毒,如腺病毒、腺相关病毒、痘苗病毒、逆转录病毒、HIV病毒及疱疹病毒。
抗原性物质可以通过使用化学的、重组DNA、细胞培养或发酵技术来获得。在本发明的实践中,制备此类物质的方法并不局限于特定的某一种。然而,由于本发明的组合物具有上述的效果,所以那些用重组DNA技术获得的因而具有低抗原性的抗原是特别适用的,这些抗原当被以常规的方式(如以溶液或悬浮液的形式进行非肠道用药)使用时,通常无法被足量地生产。
可以把用以诱发特定免疫的抗原性物质以这样的方式不作任何修饰掺入免疫增强组合物中,或者,为了增加它的抗原性及/或稳定性,可以,比如(1)把它以共价或非共价的形式结合到一个分子量比抗原大的蛋白质(如β-半乳糖苷酶或核心蛋白)之上,(2)给它添加一条合适的糖(碳水化合物)链,(3)使它被包含于脂质体中,(4)使它被包含于病毒-脂质体膜融合型脂质体内,或(5)通过使用B30MDP[6-O-(2-tetradecyl hexadecanoyl)-N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine(6-O-(2-十四烷基十六烷酰)-N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酰-D-异谷氨酰胺)]使它被包含于病毒颗粒中。
“免疫调控物质(具有免疫激活、免疫刺激或免疫调控活性的物质)”并不局限于某些特定的种类,而是包括细胞因子、趋化因子、生长因子、佐剂肽及DNA序列、明矾、弗氏完全佐剂、弗氏不完全佐剂、iscom、皂苷、十六烷基胺,溴化二甲基二十八铵(dimethyldioctadecylammonium bromide),Abridin,细胞壁骨架组分,霍乱毒素、脂多糖内毒素、脂质体(包括包含有细胞因子的脂质体及Walter Reed脂质体)、1,25-二羟基维生素D3以及羟乙烯基多聚物及藻蛋白碱和氯化钠的凝胶化产品。“细胞因子”并不局限于某些特定的种类,只要它具有免疫激活活性,因此包括,IFN-α,IFN-β,IFN-γ,IL-1α,IL-1β,IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,IL-12,TNF-α,TNF-β及GM-CSF。例如,当需要使免疫活性细胞在免疫增强组合物的用药位置周围聚集并需要随后对抗体的生产进行增强时,IL-1β及IL-2是特别优选的。
感兴趣的特定的佐剂包括,但并不局限于选自下列的一组或多组:Adju-Phos、Algal Glucan、Algammulin、Alhydrogel、AntigenFormulation、Avridine、Bay R1005、Galcitriol、Calcium PhosphateGel、Cholera Holotoxin(CT)、Cholera Toxin B Subunit(CTB)、CRL1005、DDA、DHEA、DMPC、DMPG、DOC/AlumComplex、Gamma lnulin、Gerbu Adjuvant、GMDP、Imiquimod、ImmTher、Interferon-gamma、ISCOM(S)、Iscoprep 7.0.3、Loxoribine、LT-OA or LT Oral Adjuvant、MF59、MONTANIDEISA 51、MONTANIDE ISA 720、MPL、MTP-PE、MTP-PELiposomes、Murametide、Murapalmitine、D-Murapalmitine、NAGO、Nonionic Surfactant Vesicles、Pleuran PLGA、PGA andPLA、Pluronic L121、PMMA、PODDS、Poly Ra:Poly rU、Polyphorphazene、Polysorbate 80、Protein Cochleates、QS-21、Quil A、Rehydragel HPA、Rehydragel LV、S-28463、SAF-1、Sclavo Peptide、Sendai Proteoliposomes、Sendai-Containing LipidMatrices、Span 85、Specol、Squalane、Squalene、StearylTyrosine、Theramide、Threonyl-MDP、Ty Particles。
本发明的免疫增强组合物中包含的免疫诱发抗原性物质及免疫调控物质的数量可以根据其与包含于组合物中的生物可相容材料及一种或多种添加剂的混合比例以及组合物的形式或大小进行任意的调节。借助本发明组合物而使用的抗原性物质的剂量与采用传统用药方法(如从溶液或悬浮液进行非肠道用药)的剂量大致相同。
然而,由于本发明的组合物具有优良的免疫增强效果,如上所述,所以使用比传统用药方法少的剂量就能诱发充分的免疫,而且其剂量可以根据抗原性物质、本发明的组合物以及/或者与抗原性物质同时使用的免疫调控物质的剂量形式及其用量进行适当的调节。
本发明的免疫增强组合物的形式或外型例如可以是溶液形式的、悬浮液形式的、凝胶形式的、薄片形式的、海绵状的、杆状或条状、或者是微粒状的。可以选择一种合适的形式以便能更有效地诱发免疫反应。杆状外型是优选的。如EP 659,406中所描述的有覆层或有涂层的杆状形式是更加优选的。
例如,一个杆状或条状的形式可以使抗原性物质以及,如果有的话,免疫调控物质的释放延长一段时间,而微粒状的组合物会马上被免疫活性细胞(如巨噬细胞)吞噬。在微粒的例子中,微粒的直径优选的是,但并不局限于,0.1μm到100μm之间,更优选的是0.5μm到50μm之间。
根据本发明的生物可相容载体的形式可以是使抗原性物质分散于其中或者被封闭在其中。生物可相容载体应使得抗原性物质的释放得到延迟及/或延续。
生物可相容载体可以用任何一种合适的生物可相容材料制成。
优选的“生物可相容材料”是那些具有良好的生物可相容性并能够稳定地保持抗原性物质、或者抗原性物质及免疫调控物质并能在体内连续地释放上述物质的材料。因此,值得一提的生物可相容物质有,例如,胶原、明胶、纤维蛋白、白蛋白、透明质酸、肝素、硫酸软骨素、壳多糖、脱乙酰壳多糖、海藻酸、果胶、琼脂糖、阿拉伯树胶、乙醇酸聚合物、乳酸聚合物或一种氨基酸聚合物以及两种或更多种上述物质的共聚物;羟基磷灰石、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯,以及两种或更多种这些生物可相容材料的混合物。应该挑选那些在制备免疫增强组合物过程中不会使抗原性物质、或抗原性物质与免疫调控物质变性和/或失活的生物可相容材料。根据所需效果确定是生物可相容的(体内降解)还是非生物可相容的。
值得一提的特别优选的生物可降解及生物可相容材料是胶原。把胶原和一种或多种其他的生物可相容材料结合使用也是合乎需求的。任何种类的胶原,只要它适合于本发明的目的,都可以被使用。因此,可以使用来源于动物或植物的可溶于酸的胶原,可溶于盐的胶原,可溶于碱的胶原以及这些胶原的衍生物如不完全胶原(atherocollagen)、其侧链经过修饰的胶原以及交联胶原,以及通过遗传工程获得的胶原,优选的是不完全胶原(aherocollagen)、其侧链经过修饰的胶原以及交联胶原。而值得一提的侧链经过修饰的胶原有,例如,丁二酰化、甲基化或十四烷基化胶原。值得一提的交联胶原有,例如,经过戊二醛、环己二异氰酸盐或多聚环氧化合物处理的胶原(Fragrance Journal,1989(12),104-109;日本专利公开(Kokoku)07-59522)。
多聚二甲基硅氧烷应被推荐为特别优选的非生物可降解的生物可相容材料,而且把它和一种或多种上述的生物可相容材料混合使用也是合乎需要的。上述的多聚二甲基硅氧烷并不局限于任何特定的种类,但是,从可塑性的容易程度和其他观点出发,如Silastic(注册商标)医疗级ETR弹性体Q7-4750以及Dow Corning(注册商标)MDX4-4210医疗级弹性体是特别优选的。
为了稳定抗原性物质、或者抗原性物质以及免疫调控物质以及/或者控制这些物质的释放,可以添加一种或多种药用添加剂。药用添加剂包括,但并不局限于,白蛋白,甘氨酸及其他氨基酸、多聚氨基酸、明胶、硫酸软骨素、氯化钠、甘露聚糖、葡甘露聚糖、鞣酸、柠檬酸钠、甘露醇等等。
如果把一种或多种生物可相容材料或添加剂与胶原混合使用,建议的胶原的百分比是不少于10%(w/w),优选不少于30%,更优选不少于70%。如果把一种或多种生物可相容材料或添加剂与多聚二甲基硅氧烷混合使用,建议的胶原的百分比是不少于10%(w/w),优选不少于50%,更优选不少于70%。
优选的生物可相容载体是把一基于硅的或基于胶原的杆状或条状,优选的是有覆层的杆状生物可相容载体与一活性剂或免疫调控剂联合使用。
因此,在本发明的一个优选方面中,免疫增强物质被做成固体单位剂量的形式,它包括:
-由基于硅的或基于胶原的生物可相容材料制成的生物可相容载体;
-抗原性材料,以及
-承载于其中的免疫调控物质。
优选地,生物可相容载体的形式是杆状的,更优选地,是有覆层的杆状物。
更优选地,这一杆状生物可相容载体是用基于硅的材料制成的。
本发明者已经发现这种形式的抗原性物质在室温下是稳定的,因此并不需冷藏。另外,可以把免疫调控剂直接引入免疫增强组合物中,即并不需要溶剂。
本发明的免疫增强组合物的用药方法并没有特别的限制,但包括非肠道用药、口服、置入鼻腔及/或肺中、用压缩空气射入、保留或包埋于切割位置。可以根据免疫增强组合物的形式选择一个适用的方法,以便能更有效地诱发免疫反应。对于杆状或条状组合物,非肠道用药或保留在切割位置是合用的,而对于颗粒状的,可以把它们直接保留在切割位置,或者把它们悬浮在注射用溶剂中制成悬浮液进行非肠道用药。如日本专利公开(Kokoku)03-72046中所描述的,或者,可以用,例如,Helios Gene Gun System(Bio-Rad)或如在Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93,6291-6296(1996)中所描述的粉末枪借助压缩空气进行射入。
虽然注射用溶剂要根据生物可相容材料、抗原性物质以及免疫调控物质的性质进行选择,术语“注射用溶剂”并不局限于任何特定的种类,只要它符合1)颗粒可以被分散在此种溶剂中,2)当颗粒被分散于此种溶剂中时,可以保持其形状,3)当颗粒被分散于此种溶剂中时,抗原性物质以及免疫调控物质可以被保持在颗粒中,4)此种溶剂是无毒的,5)分散颗粒的溶剂是无毒的。例如,此处所指的注射用溶剂包括,但并不局限于,蒸馏水、生理盐水、磷酸缓冲液、大豆油、芝麻油、花生油、棉籽油、MCT(中链脂肪酸甘油三酯)、橄榄油、玉米油、蓖麻油、硅油、PEG(聚乙二醇)、PG(丙二醇)、以及在制备脂质体时使用的脂肪酸,如DOTMA、DOPE、DOGS等等。
至于把免疫增强组合物制成生物可降解溶液、悬浮液及含水凝胶形式的方法,值得一提的有,例如:
(1)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与含有,如果需要,一种或多种添加剂的溶液或凝胶状载体相混合的方法。
(2)把含有抗原性物质、或者抗原性物质及免疫调控物质的溶液、悬浮液或凝胶加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的粉末状载体中的方法。
(3)把含有抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质的溶液、悬浮液或凝胶加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的海绵状载体中,然后进行揉捏的方法。然而,并不仅仅局限于这些方法。
把免疫增强组合物制备成生物可降解的固体形式的方法包括,但并不局限于,Fujioka等人的方法(日本专利公开(Kokoku)07-59522)。其他值得一提的方法有:
(1)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与含有,如果需要,一种或多种添加剂的溶液或凝胶状的载体相混合,然后进行干燥的方法。
(2)把溶液、悬浮液、或凝胶状的抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的粉末状的载体中,然后进行干燥的方法。
(3)把溶液、悬浮液、或凝胶状的抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的海绵状的载体中,然后进行干燥的方法。
(4)把溶液、悬浮液、或凝胶状的抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的海绵状载体中,然后进行直接干燥或者,如果需要,先加水或其他物质,再进行揉捏,然后再进行干燥的方法。
(5)把用方法(1)-(4)获得的固体进行研磨,然后进行压塑的方法。
(6)把粉末状的抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质加入到含有,如果需要,一种或多种添加剂的粉末状载体中,然后再进行压塑的方法。
把免疫增强组合物制备成生物可降解的颗粒状的方法包括,但并不局限于:
(1)把含有抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质,以及载体,以及,如果需要,一种或多种添加剂的溶液进行喷雾干燥的方法。
(2)把含有抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质,以及载体,以及,如果需要,一种或多种添加剂的溶液进行冻干,然后把所得的海绵状冻干物进行研磨的方法,以及
(3)把含有抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质,以及载体,以及,如果需要,一种或多种添加剂的溶液逐滴加入不能溶解载体的搅拌溶液中,然后把所获得的颗粒进行干燥的方法。
干燥的方法、在干燥步骤中的温度和湿度、混合的方法、在混合步骤中的温度和湿度、压塑的方法、在压塑步骤中的温度、湿度、以及模塑的压力、载体溶液及活性物质溶液,或者抗原性物质及免疫调控物质溶液的粘度、以及载体-抗原性物质混合液以及抗原性物质-免疫调控物质混合液的粘度及pH值可以与传统方法中的相同。
把免疫增强组合物制成非生物可降解的溶液形式的方法包括,但并不局限于:
(1)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与,如果需要,添加有一种或多种添加剂的载体单体相混合,然后加入硬化剂,然后用任选的模具通过填充或挤压进行模塑,然后再让其硬化的方法,
(2)把溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与,如果需要,含有一种或多种添加剂的粉末状载体相混合,然后进行干燥的方法,
(3)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与,如果需要,含有一种或多种添加剂的粉末状载体相混合,然后1)把混合物填充到任选的模具中进行压塑,或2)用喷管将混合物挤出来的方法,
(4)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的抗原性物质,或抗原性物质及免疫调控物质与,如果需要,含有一种或多种添加剂的海绵状载体相混合,然后进行干燥的方法,
(5)把粉末、溶液、悬浮液或凝胶状的活性物质,或活性物质及免疫调控物质与,如果需要,含有一种或多种添加剂的海绵状载体相混合,然后1)把混合物填充到任选的模具中进行压塑,或2)用喷管把混合物挤出来的方法,
(6)用方法(1),(3),(5)制作杆状或条状的含有抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质的内层,然后用不含抗原性物质及免疫调控物质的外层材料覆盖住内层的方法,以及
(7)用喷管或其他装置同时挤出并形成内层及外层的方法。干燥的方法、在干燥步骤中的温度和湿度、混合的方法、在混合步骤中的温度和湿度、压塑的方法、在压塑步骤中的温度、湿度及模塑的压力、载体溶液及抗原性物质,或者抗原性物质及免疫调控物质的粘度、载体-抗原性物质混合液及抗原性物质-免疫调控物质混合液的粘度及pH值可以与传统方法中的一样。
使用本发明的免疫增强组合物的方法包括,但并不局限于,例如:(1)用作用于预防及治疗人、其他哺乳动物以及鸟类疾病的疫苗制剂,以及(2)用作用于动物从而进行抗体生产的免疫制剂。
因此,在本发明的一个优选的方面提供了用以预防或治疗疾病及其它紊乱的方法,这一过程包括:
提供包括
生物可相容载体;以及承载于其上的
抗原性物质,或抗原性物质
及免疫调控物质的
免疫增强组合物;以及
把有效剂量的免疫增强组合物使用于接受者。
可以根据使用目的来选择本发明的免疫增强组合物的用药位置。例如,当把它作为普通疫苗使用时,可以把组合物通过皮下、肌内或其他途径使用。由于在“本发明原理的解释”那一节中已经提及,本发明的免疫增强组合物可以特定地激活负责用药位置或其周围的淋巴结的免疫反应,所以,可以把上述的组合物直接使用于需要的靶器官。因此,例如,可以把携带有来源于肿瘤的抗原及细胞因子的免疫增强组合物直接用于肿瘤细胞位置或肿瘤被切除的位置,从而激活针对肿瘤的免疫反应。另外,把免疫增强组合物如此直接用于肿瘤位置被指望能够通过负责肿瘤位置的淋巴结使全身性的淋巴系统对肿瘤的转移产生抑制效果。
现在参照附图及实施例对本发明进行更完整的描述。然而,应该理解的是,下面的描述仅仅是说明性的,不应该被认为是对如上所述的本发明的通用性的限制。
附图简述图1
在检测实施例1及检测实施例2中发现的从免疫增强组合物中释放出来的抗生物素蛋白及IL-1β的累积释放量的时程。图2
小鼠抗生物素蛋白之抗体滴度的时程。图3
绵羊抗抗生物素蛋白之抗体滴度的时程。图4
检测实施例7中制备的免疫增强组合物的给药位置的组织学显微照片(CD45,×300)。图5
检测实施例8中制备的免疫增强组合物的给药位置的组织学显微照片(CD45,×300)。图6
在检测实施例5中确定的从免疫增强组合物释放的抗生物素蛋白累积释放量的时程。图7
在检测实施例6中确定的从免疫增强组合物释放的抗生物素蛋白及IL-1β累积释放量的时程。图8
在检测实施例7中发现的小鼠抗抗生物素蛋白滴度的时程。图9
在检测实施例8中发现的小鼠抗抗生物素蛋白滴度的时程。图10
在检测实施例9中仅仅使用了硅之后的绵羊体温及白细胞计数的时程。图11
在检测实施例9中使用了含有IL-1β的基于硅的免疫增强组合物之后的绵羊体温及白细胞计数的时程。图12
在检测实施例9中使用了含有IL-1β及抗生物素蛋白的基于硅的免疫增强组合物之后的绵羊体温及白细胞计数的时程。
实施例(1)免疫增强组合物的制备实施例1
把10ml含有5.0mg/ml的抗生物素蛋白(Boehringer MannheinGmbH,Germany)的水溶液及3ml含有100mg/ml的甘氨酸(NakalaiTesque,Inc.,Japan)的水溶液与134g的不完全胶原(atelocollagen)溶液(Koken Co.Ltd.,Japan;不完全胶原(atelocollagen)含量:2%)相混合即获得溶液形式的免疫增强组合物。实施例2
把1.7ml含有5.0mg/ml绵羊IL-1β(按照A.E.Andrew et.al.,Vaccine,12,14-22,1999的方法制备),8.6ml含有5.0mg/ml抗生物素蛋白的水溶液以及1.5ml的含有100mg/ml甘氨酸的水溶液与142g的2%的不完全胶原(atelocollagen)溶液相混合即获得溶液形式的免疫增强组合物。实施例3
把实施例1中制备的溶液形式的免疫增强组合物冻干即获得海绵状的免疫增强组合物。实施例4
把实施例2中制备的溶液形式的免疫增强组合物冻干即获得海绵状的免疫增强组合物。实施例5
把7克的蒸馏水加入到实施例3中制备的海绵状免疫增强组合物中并让混合物静置过夜,然后再进行揉捏即获得凝胶状的免疫增强组合物。实施例6
把7克的蒸馏水加入到实施例4中制备的海绵状免疫增强组合物中并让混合物静置过夜,然后再进行揉捏即获得凝胶状的免疫增强组合物。实施例7
把实施例5中制备的凝胶状免疫增强组合物进行挤压,然后再把其干燥,即获得杆状的免疫增强组合物。实施例8
把实施例6中制备的凝胶状免疫增强组合物进行挤压,然后再把其干燥,即获得杆状的免疫增强组合物。实施例9
把11.1g的1mg/ml的抗生物素蛋白水溶液和12.2g的81mg/ml的人血清白蛋白(HSA)水溶液混合并把混合液冻干。把冻干物研磨并过筛以获得颗粒尺寸不大于20μm的粉末。把0.7g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750A组分及0.7g的B组分混合在一起。混合后迅速把混合物与0.6g的上述粉末揉捏在一起。用压力把经过揉捏的混合物从一个直径1.9mm的孔挤出并让其在室温下硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例10
把11.1g的1mg/ml的抗生物素蛋白水溶液,61μl的2mg/ml IL-1β的水溶液以及12.2g的81mg/ml的人血清白蛋白(HSA)水溶液相混合并把混合物冻干。把冻干物研磨并过筛以获得颗粒尺寸不大于20μm的粉末。把0.7g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750A组分及0.7g的B组分混合在一起。混合后迅速把混合物与0.6g的上述粉末揉捏在一起。用压力把经过揉捏的混合物从一个直径1.9mm的孔挤出并让其在室温下硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例11
把实施例9中硬化的产品浸到溶于甲苯中的10%Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750(组分A与B以1∶1混合)的分散体系中,然后把其干燥,这样就为该产品提供了外层(厚度:0.2mm)。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例12
把实施例10中硬化的产品浸到溶于甲苯中的10%Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750(组分A与B以1∶1混合)的分散体系中,然后把其干燥,这样就为该产品提供了外层(厚度:0.2mm)。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例13
把11.1g的1mg/ml抗生物素蛋白水溶液及12.2g的81mg/ml HSA水溶液相混合并把混合液冻干。把冻干物研磨并过筛以获得颗粒尺寸不大于20μm的粉末。把1.372g的Shin-Etsu Silicone(注册商标,Shin-Etsu Chemical Co.Ltd.,Japan)KE 68(主要材料)及28mg的Shin-Etsu Silicone(注册商标,Shin-Etsu Chemical Co.Lte.,Japan)Cat-RC(硬化剂)混合在一起。混合后迅速把混合物与0.6g的上述粉末揉捏在一起。用压力把经过揉捏的混合物从一直径1.9mm的孔挤出并让其在室温下硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例14
把11.1g的1mg/ml抗生物素蛋白水溶液,61ml的2mg/ml IL-1β水溶液以及12.2g的81mg/ml HSA水溶液混合在一起并把混合物冻干。把冻干物研磨并过筛以获得颗粒尺寸不大于20μm的粉末。把1.372g的Shin-Etsu Silicone KE 68(主要材料)及28mg的Shin-EtsuSilicone Cat-RC(硬化剂)混合在一起。混合后迅速把混合物与0.6g的上述粉末揉捏在一起。用压力把经过揉捏的混合物从一直径1.9mm的孔挤出并让其在室温下硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例15
把实施例13中硬化后的产品浸到溶于甲苯中的10%Shin-EtsuSilicone(KE-68与Cat-RC比例为98∶2的混合物)分散体系中,然后再把其干燥。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例16
把实施例14中硬化后的产品浸到溶于甲苯中的10%Shin-EtsuSilicone(KE-68与Cat-RC比例为98∶2的混合物)分散体系中,然后再把其干燥。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例17
把0.578g的5mg/ml的抗生物素蛋白水溶液,13.0g的100mg/ml的柠檬酸钠水溶液以及13.0g的100mg/ml甘露醇水溶液混合并冻干。在氮气中,把冻干物研碎以获得粉末。把1.05g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750A组分与1.05g的B组分混合。混合后迅速把混合物与0.90g的上述粉末揉捏在一起。把揉捏后的混合物装到一注射针筒中并用压力把其从一1.6mm的孔挤出,然后让其在25℃下静置3天进行硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例18
把2.89g的5mg/ml的抗生物素蛋白水溶液,6.42g的100mg/ml的柠檬酸钠水溶液以及6.42g的100mg/ml甘露醇水溶液混合并冻干。在氮气中把冻干物研碎以获得粉末。把0.93g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750A组分与0.93g的B组分混合。混合后迅速把混合物与0.80g的上述粉末揉捏在一起。把揉捏后的混合物装到一注射针筒中并用压力把其从一1.6mm的孔挤出,然后让其在25℃下静置3天进行硬化。将杆状物切割即获得免疫增强组合物。实施例19
以与实施例18中所述的同样的方式把揉捏后的抗生物素蛋白、甘露醇及Silastic的混合物装到注射针筒中。把50g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750的A组分与50g的B组分相混合然后装入另一注射针筒。用压力把填充物从同心设置的注口(最外直径:1.9mm)挤出来并使含有药物的Silastic形成内层部分而不含药物的Silastic形成外层部分。让压制件在37℃静置5天进行硬化,然后把它切割即获得免疫增强组合物。实施例20
把0.30g的5mg/ml抗生物素蛋白水溶液,4.34g的100mg/ml柠檬酸钠水溶液以及8.67g的100mg/ml甘露醇水溶液混合在一起并冻干。把冻干产品在氮气中研磨以获得粉末。把0.93g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750的A组分与0.93g的B组分相混合。混合后迅速把混合物与0.80g的上述粉末揉捏在一起。把揉捏后的混合物装入注射针筒中并用压力把其从1.6mm的孔挤出,然后让其在25℃下静置3天进行硬化。把压制件切割即获得免疫增强组合物。实施例21
以与实施例20中所述的同样的方式把经过揉捏的抗生物素蛋白、柠檬酸钠、甘露醇及Silastic的混合物装到注射针筒中。把50g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750的A组分与50g的B组分相混合然后装入另一注射针筒中。用压力把填充物从同心设置的注口(外层部分内径:1.9mm,内层部分内径:1.6mm)出来并使含有药物的Silastic形成内层部分而不含药物的Silastic形成外层部分。让压制件在25℃下静置5天进行硬化,然后把它切割即获得免疫增强组合物。实施例22
把0.45g的5mg/ml抗生物素蛋白水溶液、3.15g的2mg/ml IL-1β水溶液、1.92g的250mg/ml柠檬酸钠水溶液以及6.19g的150mg/ml甘露醇水溶液混合在一起并冻干。把冻干产品在氮气中研磨以获得粉末。把1.05g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750的A组分与1.05g的B组分相混合。混合后迅速把混合物与0.90g的上述粉末揉捏在一起。把揉捏后的混合物装入注射针筒中并用压力把其从1.6mm的孔挤出,然后让其在25℃下静置5天进行硬化。把压制件切割即获得免疫增强复合物。实施例23
以与实施例22中所述的同样的方式把经过揉捏的抗生物素蛋白、IL-1β、柠檬酸钠、甘露醇及Silastic的混合物装到注射针筒中。把50g的Silastic(注册商标,Dow Corning Co.,USA)医疗级ETR弹性体Q7-4750的A组分与50g的B组分相混合然后装入另一注射针筒中。用压力把填充物从同心设置的喷管(外层部分内径:1.9mm,内层部分内径:1.6mm)挤出来并使含有药物的Silastic形成内层部分而不含药物的Silastic形成外层部分。让压制件在25℃下静置3天进行硬化,然后把它切割即获得免疫增强组合物。(2)释放检测检测实施例1
把10mg的实施例7中制备的免疫增强组合物放入5ml的含有0.5%牛血清白蛋白、0.01%叠氮化钠的磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中,用酶联免疫吸附测定(ELISA)测定抗生物素蛋白的释放量并计算其累积释放量。所得结果示于图1中。免疫增强组合物持续释放抗生物素蛋白达7天以上。检测实施例2
把10mg的实施例8中制备的免疫增强组合物放入5ml的含有0.5%牛血清白蛋白、0.01%叠氮化钠的磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中,用ELISA测定抗生物素蛋白及IL-1β的释放量并计算其累积释放量。所得结果示于图1中。免疫增强组合物持续释放抗生物素蛋白及IL-1β达7天以上。(3)抗体生产实验检测实施例3
对两组每组5只的Balb/C雌性小鼠分别从皮下注射实施例7中制备的含有100μg抗生物素蛋白的免疫增强组合物以及实施例8中制备的含有100μg抗生物素蛋白及20μg IL-1β的免疫增强组合物。在注射后第7、14、21、35及83天分别收集小鼠的血样。把每一组中5只小鼠的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白特异性抗体。结果被表示为50%中点滴度,它显示了组合物的免疫增强效果(图2)。注射35天后,被注射了实施例7中制备的免疫增强组合物的小鼠血液中抗体的滴度大约比对照实施例1中所获得的抗体滴度高25倍左右。另外,被注射了实施例8中制备的免疫增强组合物的小鼠血液中抗体的滴度大约是对照实施例1中所获得的抗体滴度的450倍左右。对照实施例1
给5只Balb/C雌性小鼠从皮下注射100μg的溶解于磷酸盐缓冲液中的抗生物素蛋白。于注射后第7、14、21、35及83天收集小鼠血样。把5只小鼠等量的血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白特异性抗体。结果被表示为50%中点滴度,它显示了组合物的免疫增强效果(图2)。检测实施例4
给5只混合性别的美利奴细毛羊从皮下注射实施例8中制备的免疫增强组合物。在注射后第7、14、21及35天收集绵羊的血样。把5只羊等量的血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白的特异性抗体。结果被表示为50%中点滴度,它显示了组合物的免疫增强效果(图3)。在注射后第14天可获得高水平的抗抗生物素蛋白特异性抗体。对照实施例2
给5只混合性别的美利奴细毛羊从皮下注射100μg的溶解于磷酸盐缓冲液中的抗生物素蛋白。于注射后第7、14、21及35天收集绵羊的血样。把5只绵羊的等量的血清合并并用ELISA测定抗抗生物素特异性抗体。结果被表示为50%中点滴度,它显示了组合物的免疫增强效果(图3)。在注射后第35天没有观察到抗抗生物素蛋白特异性抗体的产生。对照实施例3
给5只混合性别的美利奴细毛羊从皮下注射溶于磷酸盐缓冲液中的100μg的抗生物素蛋白及20μg的IL-1β。于注射后第7、14、21及35天收集绵羊的血样。把取自5只绵羊的等量的血清合并并用ELISA测定抗生物素蛋白特异性抗体。结果用50%中点滴度来表示,它显示了组合物的免疫增强效果(图3)。在注射后第35天没有观察到抗抗生物素蛋白特异性抗体的产生。(4)组织学分析
把实施例7中制备的免疫增强组合物或实施例8中制备的免疫增强组合物从皮下注射到绵羊左前肢的三个不同的位置上。用药72小时后把动物杀死并剖皮进行活组织检查分析。把活组织包埋于OCT并分析冷冻切片细胞表面CD 45的表达。组织学显微照片显示有由免疫增强组合物诱发的白细胞浸润的现象(图4及5)。检测实施例5
把实施例17中制备的免疫增强组合物切为与含有10μg抗生物素蛋白的尺寸相当的大小,把实施例18、19中制备的免疫增强组合物分别切为与含有100μg抗生物素蛋白的尺寸相当的大小,把三者分别放入2ml含有0.3%吐温20及0.01%叠氮化钠的磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中并静置。用ELISA测定所释放的抗生物素蛋白并计算其累积释放量。所得结果示于图6中。可以通过选择组合物的形状来控制抗生物素蛋白的释放动力学。因此,基质型组合物(实施例17及18)表现出大致为一级的释放样式,而有覆层杆状型组合物(实施例19)则表明出大致为零级的释放样式。这些组合物缓释抗生物素蛋白达至少30天。检测实施例6
把实施例20及21中制备的免疫增强组合物切成与含有5μg抗生物素蛋白尺寸相当的大小,把实施例22及23中制备的免疫增强组合物切成与含有5μg抗生物素蛋白及5μg IL-1β尺寸相当的大小,把它们分别放入2ml含有0.3%吐温20及0.01%叠氮化钠的磷酸盐缓冲液中并静置。用ELISA测定所释放的抗生物素蛋白及IL-1β并计算其累积释放量。所得结果示于图7中。如检测实施例5,通过选择组合物的形状来控制抗生物素蛋白及IL-1β的释放动力学。这些组合物缓释抗生物素蛋白及IL-1β达至少15天。检测实施例7
对三组Balb/C小鼠(每组6只雄鼠)分别从皮下注射实施例17中制备的免疫增强组合物(含10μg抗生物素蛋白),实施例18中制备的组合物(含100μg抗生物素蛋白)、以及实施例19中制备的组合物(含100μg抗生物素蛋白)。在用药后第14、28及42天收集血样。每次收集时,把从每一组中的6只小鼠分别收集的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白抗体的滴度。每个抗体滴度都以50%中点滴度来表示。如此获得的结果示于图8中。虽然在实施例17中制备的免疫增强组合物中抗生物素蛋白的数量仅为在对照实施例4中数量的十分之一,但是在用药14天之后,接受了实施例17中制备的免疫增强组合物的小鼠的血液抗体滴度水平大约是对照实施例4中的180倍左右。而在用药14天之后,接受了实施例18及19中制备的免疫增强组合物的小鼠的血液抗体滴度比对照实施例4中的分别大约高250及190倍。在用药后6周内,接受了实施例17、18及19中制备的免疫增强组合物的小鼠血液抗体滴度都比对照实施例4中的高。对照实施例4
给6只雄性Balb/C小鼠从皮下注射含有100μg抗生物素蛋白的磷酸盐缓冲液。在用药后第14、28及42天收集血样。每次收集血样时,把6只小鼠的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白抗体的滴度。每个抗体滴度都以50%中点滴度来表达。所得结果示于图8中。检测实施例8
给四组Balb/C小鼠(每组6只雄鼠)分别从皮下注射实施例20中制备的免疫增强组合物(含5μg抗生物素蛋白),实施例21中制备的组合物(含5μg抗生物素蛋白),实施例22中制备的组合物(含5μg抗生物素蛋白及5μg IL-1β),以及例23中制备的组合物(含5mg抗生物素蛋白及5mg IL-1β)。在用药后第14、28及42天收集血样。每次收集时,把每组6只小鼠的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白抗体的滴度。每个抗体滴度都以50%中点滴度表示。所得结果示于图9中。在接受了实施例20、21、22、及23中制备的免疫增强组合物的小鼠中,在用药后第14天监测到抗抗生物素蛋白的抗体,而在对照实施例5中接受了同等剂量抗生物素蛋白的小鼠中,其血液抗体滴度在整个检测期间都低于监测局限。接受了实施例20、22及23的免疫增强组合物的小鼠的血液抗体滴度在用药后28天内都比对照实施例6的高,而接受了实施例22及23的免疫增强组合物的小鼠血液抗体的滴度在整个检测期间都比对照实施例5的高出许多。对照实施例5
给6只雄性Balb/C小鼠从皮下注射含有5μg抗生物素蛋白的磷酸盐缓冲液。在用药后第14、28及42天收集血样。每次收集时,把6只小鼠的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白抗体的滴度。每个抗体滴度都以50%中点滴度来表示。所得结果示于图9中。对照实施例6
给6只雄性Balb/C小鼠从皮下注射含有5μg抗生物素蛋白及0.26%(重量比)的明矾的磷酸盐缓冲液。在用药后第14、28及42天收集血样。每次收集时,把6只小鼠的等量血清合并并用ELISA测定抗抗生物素蛋白抗体的滴度。每个抗体滴度都以50%中点滴度来表示。所得结果示于图9中。
此后,“免疫增强组合物”将被缩写为IC。检测实施例9
以类似于上述的实施例20及22的方法制备一个基于硅的IC。基于硅的IC在下面的表格中被标识为“基质型”。每一种组合物的组成都被示于下面的表1中。
类似地,以类似于上述的实施例21及23的方法制备一个有涂层的基于硅的IC。有涂层的基于硅的IC在下表中被标识为“有覆层的杆状”。每一种组合物的组成都在下面的表1中示出。
表1用于评估检测实施例9中的基于硅的IC的免疫增强效果的组合物的组成
组别 | |
组合物(μg) |
| |
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
1 |
基质型 |
0 |
500 |
2 |
基质型 |
0 |
100 |
3 |
基质型 |
0 |
10 |
4 |
基质型 |
20 |
500 |
5 |
基质型 |
20 |
100 |
6 |
基质型 |
20 |
10 |
7a |
有覆层杆状 |
50 |
500 |
7b |
基质型 |
50 |
500 |
8 |
基质型 |
50 |
100 |
9 |
基质型 |
50 |
10 |
10 |
500μg抗生物素蛋白(溶于磷酸盐缓冲液中) |
11 |
500μg抗生物素蛋白+20μg IL-1β(溶于磷酸盐缓冲液中) |
12 |
500μg抗生物素蛋白(于明矾中) |
在这个试验中,把基于硅的免疫增强组合物或对照组合物(第10、11、12组)通过皮下途径注入,然后在第28天用100μg溶于磷酸盐缓冲液的抗生物素蛋白进行二次免疫。基于硅的免疫增强组合物的效能
把绵羊分为12组,每组7只。
按表1给每组分别注射组合物。在第28天再用100μg的抗生物素蛋白进行二次免疫。所得结果示于表2中。
表2
在检测实施例9中发现的绵羊抗抗生物素蛋白抗体滴度
(50%中点滴度)
|
组别 |
组合物(μg) |
一次免疫后 |
二次免疫后 |
| |
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
14天 |
28天 |
14天 |
28天 |
M |
1 |
0 |
500 |
500 |
160 |
500 |
398 |
M |
2 |
0 |
100 |
795 |
500 |
398 |
50 |
M |
3 |
0 |
10 |
560 |
630 |
1260 |
1260 |
M |
4 |
20 |
500 |
1585 |
1000 |
2510 |
1260 |
M |
5 |
20 |
100 |
2000 |
1000 |
2000 |
1260 |
M |
6 |
20 |
10 |
2000 |
1780 |
4467 |
3980 |
M |
7b |
50 |
500 |
2820 |
1585 |
6310 |
4467 |
M |
8 |
50 |
100 |
560 |
560 |
5012 |
2512 |
M |
9 |
50 |
10 |
6310 |
6310 |
10000 |
6310 |
CR |
7a |
50 |
500 |
7080 |
6310 |
19950 |
19950 |
S |
9 |
0 |
500 |
200 |
<50 |
<50 |
<50 |
S |
10 |
20 |
500 |
1000 |
316 |
6310 |
1585 |
A |
11 |
0 |
500 |
1585 |
1585 |
5012 |
2512 |
M:基质CR:有覆层杆状S:磷酸盐缓冲液A:含有明矾的磷酸盐缓冲液
把从每一组羊合并的血清用ELISA进行测定,确定抗抗生物素蛋白特异抗体的释放量。
在不含IL-1β佐剂的情况下,基质型硅IC比用盐水输送的抗原更优越(对于所测试的所有剂量),但比用明矾输送的抗原效果差。
在硅和盐水两种组合物中添加IL-1β充当佐剂都可以增强抗体反应。有几种含有IL-1β的IC诱发的反应比制备于明矾中的抗生物素蛋白组合物的效果好。
对于基质硅IC,其趋势是用最小的抗原剂量可以最有效地诱发高水平的抗体反应。
从抗原滴度和反应持久性来判断,有覆层的杆状IC比基质IC还要优越。硅IC的生物可相容性
把绵羊分为8组,每组7只。
按照表3给每一组分别从皮下注射硅IC。
表3
在检测实施例9中用于评估生物可相容性的基于硅的IC的组成
组别 | |
组合物(μg) |
| |
IL-1 |
抗生物素蛋白 |
1 |
基质型 |
0 |
0 |
2 |
基质型 |
0 |
500 |
3 |
基质型 |
50 |
0 |
4 |
基质型 |
50 |
500 |
5 |
有覆层杆状 |
0 |
500 |
6 |
有覆层杆状 |
50 |
0 |
7 |
有覆层杆状 |
50 |
500 |
每组选两只羊监测其白细胞计数和体温。
在以下时间点收集植入位置的活组织用于组织学研究:
植入后2天(2只羊)
植入后4周(2只羊)
植入后8周(2只羊)
在植入后2天,在所有IC的植入位置观察到轻微的水肿。在含有IL-1β的IC,水肿更为明显。
在植入后4及8周,IC位置周围的组织表现正常。IC并没有被封闭住,也没有粘附到组织上,它可以被自由地移动。没有观察到有害的组织反应。全身性效果
对体温和白细胞计数进行了测量。
单纯的硅IC所得的结果示于图10a及b中,仅掺入了IL-1β的IC所得的结果示于图11a及b中,含有抗生物素蛋白和IL-1β的IC所得的结果示于图12a及b中。
没有掺入IL-1β的所有类型的硅植入体对体温和白细胞计数并不引起任何有害影响。
当使用仅掺入IL-1β的硅IC时,可以观察到绵羊的体温瞬时升高,其严重程度比注射溶于盐水中的IL-1β时所观察到的结果要轻一些。这些绵羊的体温平均升高1℃,24小时后体温恢复正常。另外,白细胞计数增加到正常水平的4倍,但在24小时后也恢复到正常水平。
在硅IC中加入抗生物素蛋白可以减轻与IC中IL-1β的释放相关的白细胞计数(WBC)及体温的升高的严重程度和持久性。
这些结果表明硅IC并不会引起体温和白细胞计数的长期失常,所观察到的瞬时的波动是微乎其微的,并且是与IC中所包含的IL-1β有关的,它与硅IC自身的任何活性没有关联。用药位置的免疫组织学评估
不同类型的硅IC所得的结果是相同的,反应的差别仅仅归因于在IC中IL-1β的存在与否。1.掺入IL-1β的IC。第2天在所有的接受了包含有IL-1β的IC的动物中,有大量的细胞,大部分是嗜中性粒细胞流入用药位置周围并遍布周围的组织。
对T及B细胞标记物进行细胞染色发现它们主要存在于表皮,只有一些分散于皮肤的更深层。第4周在这些切片中观察到的免疫细胞主要是嗜中性粒细胞。MHC I类及II类阳性细胞的水平比第二天观察到的有明显增加。在IC周围的层中可以发现一些CD4,CD8,γδ及CD1阳性细胞,它们也遍布于组织的其他部分。也有一些CD45R阳性细胞遍布皮肤。第8周 细胞主要在IC周围形成一个层,组织的外观更加正常。
对LCA呈阳性的细胞包围着IC,也可以明显地观察到有一层不被任何淋巴细胞标记物染色的细胞。这些细胞看起来象成纤维细胞。用Masson氏三色染色的石蜡切片显示了一薄层的染得很深的胶原,这显示IC已经被封闭了。在IC周围的LCA阳性层上也有MHC I类及II类阳性细胞,但与第四周不同的是,它们并不遍布整个组织。CD4阳性细胞仅有零星分布,而CD8,γδ,CD1及CD45R阳性细胞更少。
2.不含IL-1β的IC。第2天从接受了不含IL-1β的IC的动物上取得的活组织都有正常的皮肤。没有明显的细胞流入或水肿。表皮细胞的淋巴细胞表面标记物染色非常少。第4周 在用药位置的周围明显可观察到成纤维细胞,另外,在有覆层的杆状IC的开口端可观察到LCA阳性细胞。这些细胞主要是MHC I类阳性细胞,而II类及CD4阳性细胞则很少。第8周 在IC周围有一些成纤维细胞,任何一种淋巴细胞表面标记物的细胞染色都很罕见。
这些结果表明当硅IC被从皮下注射到绵羊内之后其持久性良好,在用药8周后没有观察到限制它们使用的有害反应。检测实施例10
用一以类似于实施例7及8中描述的方法制备的基于胶原的IC重复检测实施例9。IC的组成示于下面的表4中,所得的结果示于下面的表5中。
表4用于确定检测实施例10中的基于胶原的IC的免疫增强效果对
抗原和细胞因子数量的依赖性的组合物组成
组别 |
组合物(μg) |
|
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
1 |
0 |
500 |
2 |
0 |
100 |
3 |
0 |
10 |
4 |
2 |
500 |
5 |
2 |
100 |
6 |
2 |
10 |
7 |
20 |
500 |
8 |
20 |
100 |
9 |
20 |
10 |
10 |
50 |
500 |
11 |
50 |
100 |
12 |
50 |
10 |
*皮下途径
*用溶于磷酸盐缓冲液中的100μg抗生物素蛋白进行二次免疫
表5
检测实施例10中基于胶原的IC的免疫增强效果
对抗体和细胞因子数量的依赖性
(50%中点滴度)
组别 |
组合物(μg) |
一次免疫后 |
二次免疫后 |
|
IL-1 |
抗生物素蛋白 |
14天 |
28天 |
14天 |
28天 |
1 |
0 |
500 |
500 |
315 |
315 |
315 |
2 |
0 |
100 |
80 |
100 |
315 |
160 |
3 |
0 |
10 |
1000 |
630 |
630 |
630 |
4 |
2 |
500 |
2000 |
700 |
630 |
400 |
5 |
2 |
100 |
2000 |
795 |
630 |
250 |
6 |
2 |
10 |
1000 |
795 |
795 |
500 |
7 |
20 |
500 |
1580 |
795 |
795 |
795 |
8 |
20 |
100 |
2000 |
1000 |
1260 |
1000 |
9 |
20 |
10 |
1000 |
700 |
500 |
400 |
10 |
50 |
500 |
2000 |
1260 |
2000 |
1260 |
11 |
50 |
100 |
2500 |
2000 |
2000 |
1580 |
12 |
50 |
100 |
400 |
200 |
630 |
630 |
结果确证了在胶原IC中加入IL-1β可以增强对抗生物素蛋白的抗体反应。
IL-1β的最适剂量无法以统计的方法得到确定,但是当使用两个最高剂量的IL-1β时,记录到了最高的反应。
将使用胶原IC所得的结果与明矾和磷酸盐缓冲液的作了比较(见表6)。
表6
用于评估检测实施例10中的基于胶原的
IC的免疫增强效果的组合物组成
组别 | |
组合物(μg) |
| |
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
1 |
IC |
0 |
500 |
2 |
IC |
20 |
500 |
3 |
于明矾中 |
0 |
500 |
4 |
于明矾中 |
20 |
500 |
5 |
于磷酸盐缓冲液中 |
0 |
500 |
6 |
IC |
20 |
500i.m. |
7 |
于明矾中 |
20 |
500i.m. |
i.m.:肌内注射
所使用的是皮下途径,有标示的地方除外。二次注射使用的是100μg溶于磷酸盐缓冲液中的抗生物素蛋白。在二次免疫之后28天,在绵羊大腿内侧没有羊毛的区域皮下注射1μg溶于磷酸盐缓冲液中的抗生物素蛋白以检测迟缓型超敏反应。在注射后24及48小时检查注射位置水肿及红斑。
所有结果示于表7和8中。
表7
于检测实施例10中发现的绵羊抗抗生物素蛋白抗体滴度
(50%中点滴度)
组别 |
组合物(μg) |
一次免疫后 |
二次免疫后 |
|
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
14天 |
28天 |
14天 |
28天 |
43天 |
53天 |
76天 |
1 |
0 |
500 |
200 |
126 |
126 |
100 |
100 |
100 |
80 |
|
IC | | | | | | | |
2 |
20 |
500 |
400 |
282 |
200 |
891 |
1631 |
251 |
80 |
|
IC | | | | | | | |
3 |
0 |
500 |
1000 |
1000 |
3163 |
251 |
251 |
158 |
126 |
|
于明矾中 | | | | | | | |
4 |
20 |
500 |
5012 |
5012 |
8913 |
1778 |
1259 |
1000 |
80 |
|
于明矾中 | | | | | | | |
5 |
0 |
500 |
159 |
50 |
159 |
159 |
159 |
159 |
794 |
|
于磷酸盐缓冲液中 | | | | | | | |
6 |
20 |
500 |
2512 |
1000 |
631 |
251 |
251 |
158 |
126 |
|
IC,肌内注射 | | | | | | | |
7 |
20 |
500 |
5012 |
1995 |
1995 |
1259 |
794 |
794 |
126 |
|
于明矾中,肌内注射 | | | | | | | |
表8
检测实施例10中迟缓型超敏反应的得分
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
1 | 含500μg抗生物素蛋白的胶原IC | |
E |
O |
E |
O |
G1 |
- |
- |
- |
- |
G2 |
- |
- |
- |
- |
G3 |
- |
- |
+ |
- |
G4 |
- |
- |
- |
- |
G5 |
+ |
- |
- |
- |
G6 |
- |
- |
+ |
- |
G7 |
+ |
- |
- |
- |
2 | 含有500μg抗生物素蛋白及20μgIL-1β的胶原IC |
G8 |
- |
- |
- |
- |
G9 |
- |
- |
- |
- |
G10 |
- |
- |
- |
- |
G11 |
- |
- |
- |
- |
G12 |
- |
- |
- |
- |
G13 |
- |
- |
- |
- |
G14 |
- |
- |
- |
+ |
3 | 制备于明矾中的500μg的抗生物素蛋白 |
G15 |
- |
- |
- |
- |
G16 |
+ |
- |
- |
- |
G17 |
+ |
- |
+ |
- |
G18 |
++ |
+ |
++ |
+ |
G19 |
+ |
- |
+ |
- |
G20 |
+ |
- |
+ |
+ |
G21 |
+++ |
+ |
++ |
+ |
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
4 | 制备于明矾中的500μg抗生物素蛋白及20μg的IL-1β |
G22 |
- |
- |
- |
- |
G23 |
- |
- |
+ |
+ |
G24 |
+ |
- |
+ |
- |
G25 |
+ |
++ |
- |
- |
G26 |
+ |
- |
+ |
- |
G27 |
+ |
- |
+ |
- |
G28 |
+ |
- |
- |
- |
5 | 溶于磷酸盐缓冲液中的500μg的抗生物素蛋白 |
G29 |
+++ |
+ |
++ |
- |
G30 | |
- |
- |
- |
G31 |
+ |
- |
- |
- |
G32 |
- |
- |
- |
- |
G33 |
+ |
- |
+ |
- |
G34 |
++ |
+ |
- |
- |
G35 |
- |
- |
- |
- |
6 |
肌内注射含有500μg抗生物素蛋白及20μgIL-1β的胶原IC |
G36 |
+ |
- |
+ |
- |
G37 |
- |
- |
- |
- |
G38 |
+ |
- |
- |
- |
G39 |
- |
- |
- |
- |
G40 |
- |
- |
- |
- |
G41 |
+ |
+ |
+ |
- |
G42 |
- |
- |
- |
- |
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
7 |
肌内注射制备于明矾中的500μg抗生物素蛋白及20μgIL-1β |
G43 |
- |
- |
- |
- |
G44 |
- |
- |
- |
- |
G45 |
- |
- |
- |
- |
G46 |
+ |
- |
+ |
- |
G47 |
++ |
+ |
+ |
- |
G48 |
++ |
+ |
- |
- |
G49 |
+ |
- |
- |
- |
E:红斑O:水肿
胶原IC并不引发强烈的迟缓型超敏反应。
在用液体组合物进行免疫的绵羊中可以记录到轻微的DTH反应。
在所有的动物中都没有观察到即时发生的超敏反应。检测实施例11
重复检测实施例9及10以获得单次注射免疫效果,使用的是在表9中所列举的IC。所得的结果示于表10及11中。
表9
用于评估检测实施例11中单次注射免疫的
免疫增强效果的组合物组成
组别 | |
组合物(μg) |
| |
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
1 |
胶原IC |
0 |
500 |
2 |
胶原IC |
50 |
100 |
3 |
胶原IC |
50 |
500 |
4 |
硅基IC |
0 |
500 |
5 |
硅基IC |
50 |
100 |
6 |
硅基IC |
50 |
500 |
7 |
于明矾中 |
0 |
500 |
8 |
于明矾中 |
50 |
100 |
9 |
于明矾中 |
50 |
500 |
10 |
于磷酸盐缓冲液中 |
0 |
500 |
11 |
有覆层的杆状IC |
0 |
500 |
12 |
有覆层的杆状IC |
50 |
500 |
*皮下途径
表10
于检测实施例11中发现的绵羊抗抗生物素蛋白的抗体滴度
(50%中点滴定)
|
组别 |
组合物(μg) |
一次免疫后 |
二次免疫后 |
| |
IL-1 |
抗生物素蛋白 |
14天 |
28天 |
42天 |
56天 |
69天 |
10天 |
33天 |
CI |
1 |
0 |
500 |
158 |
126 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
CI |
2 |
50 |
100 |
224 |
158 |
200 |
100 |
100 |
281 |
158 |
CI |
3 |
50 |
500 |
631 |
282 |
126 |
50 |
50 |
158 |
158 |
M |
4 |
0 |
500 |
158 |
100 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
M |
5 |
50 |
100 |
1000 |
562 |
200 |
<50 |
<50 |
199 |
158 |
M |
6 |
50 |
500 |
631 |
316 |
178 |
80 |
126 |
794 |
398 |
A |
7 |
0 |
500 |
891 |
501 |
251 |
158 |
158 |
794 |
630 |
A |
8 |
50 |
100 |
1585 |
1259 |
562 |
251 |
251 |
1000 |
630 |
A |
9 |
50 |
500 |
7943 |
2239 |
1000 |
398 |
398 |
1000 |
398 |
S |
10 |
0 |
500 |
158 |
80 |
<50 |
<50 |
<50 |
158 |
<50 |
CR |
11 |
0 |
500 |
251 |
126 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
<50 |
CR |
12 |
50 |
500 |
7943 |
3162 |
1778 |
1259 |
1259 |
3162 |
1259 |
CI:胶原ICM:基质ICA:含有明矾的磷酸盐缓冲液S:磷酸盐缓冲液CR:有覆层的杆状IC
表11
检测实施例11中迟缓型超敏反应的得分
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
1 | 含500μg抗生物素蛋白的胶原IC |
Y1 |
- |
- |
- |
- |
Y2 |
- |
- |
- |
- |
Y3 |
- |
- |
- |
- |
Y4 |
- |
- |
- |
- |
Y5 |
+ |
- |
+ |
- |
Y6 |
- |
- |
- |
- |
Y7 |
- |
- |
- |
- |
2 | 含100μg抗生物素蛋白和500μgIL-1β的胶原IC |
Y8 |
- |
- |
- |
- |
Y9 |
- |
- |
- |
- |
Y10 |
- |
- |
- |
- |
Y11 |
- |
- |
- |
- |
Y12 |
- |
- |
- |
- |
Y13 |
- |
- |
- |
- |
Y14 |
++++ |
- |
+++ |
- |
3 | 含500μg抗生物素蛋白和50μgIL-1β的胶原IC |
Y15 |
- |
- |
- |
- |
Y16 |
- |
- |
- |
- |
Y17 |
- |
- |
- |
- |
Y18 |
++ |
++ |
- |
- |
Y19 |
- |
- |
- |
- |
Y20 |
- |
- |
- |
- |
Y21 |
- |
- |
- |
- |
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
4 | 含500μg抗生物素蛋白的硅基质IC |
Y22 |
- |
- |
- |
- |
Y23 |
- |
- |
- |
- |
Y24 |
- |
- |
- |
- |
Y25 |
- |
- |
- |
- |
Y26 |
- |
- |
- |
- |
Y27 |
- |
- |
- |
- |
Y28 |
- |
- |
- |
- |
5 | 含100μg抗生物素蛋白及50μgIL-1β的硅基质IC |
Y29 |
- |
- |
- |
- |
Y30 |
- |
- |
- |
- |
Y31 |
- |
- |
- |
- |
Y32 |
- |
- |
- |
- |
Y33 |
- |
- |
- |
- |
Y34 |
- |
- |
- |
- |
Y35 |
- |
- |
- |
- |
6 | 含500μg抗生物素蛋白及50μgIL-1β的硅基质IC |
Y36 |
- |
- |
- |
- |
Y37 |
- |
- |
- |
- |
Y38 |
- |
- |
- |
- |
Y39 |
- |
- |
- |
- |
Y40 |
- |
- |
- |
- |
Y41 |
- |
- |
- |
- |
Y42 |
- |
- |
- |
- |
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
7 | 制备于明矾中的500μg抗生物素蛋白 |
Y43 |
- |
- |
- |
- |
Y44 |
- |
- |
- |
- |
Y45 |
+++ |
++ |
- |
+++ |
Y46 |
+ |
- |
+ |
- |
Y47 |
+ |
+ |
++ |
+ |
Y48 |
+ |
- |
- |
- |
Y49 |
+ |
- |
+ |
- |
8 | 制备于明矾中的100μg抗生物素蛋白及50μgIL-1β |
Y50 |
- |
- |
- |
- |
Y51 |
- |
- |
- |
- |
Y52 |
- |
- |
- |
- |
Y53 |
++ |
++ |
+++ |
++ |
Y54 |
- |
- |
- |
- |
Y55 |
++ |
+ |
++ |
- |
Y56 |
+ |
+ |
+ |
+ |
9 | 制备于明矾中的500μg抗生物素蛋白及50μgIL-1β |
Y57 |
+++ |
- |
++ |
+ |
Y58 |
- |
- |
- |
- |
Y59 |
- |
- |
+ |
- |
Y60 |
+ |
- |
+ |
- |
Y61 |
- |
- |
- |
- |
Y62 |
++ |
+ |
++ |
- |
Y63 |
+ |
- |
+ |
- |
组别 |
组合物 |
# |
24小时 |
48小时 |
| | |
E |
O |
E |
O |
10 | 溶于磷酸盐缓冲液中的500μg抗生物素蛋白 |
Y64 |
- |
- |
- |
- |
Y65 |
- |
- |
- |
- |
Y66 |
- |
- |
- |
- |
Y67 |
- |
- |
- |
- |
Y68 |
- |
- |
- |
- |
Y69 |
- |
- |
- |
- |
Y70 |
- |
- |
- |
- |
11 | 含500μg抗生物素蛋白的有覆层的硅杆状IC |
Y71 |
+ |
- |
- |
- |
G63 |
- |
- |
- |
- |
G64 |
- |
- |
- |
- |
G65 |
- |
- |
- |
- |
G66 |
- |
- |
- |
- |
G67 |
- |
- |
- |
- |
12 | 500μg抗生物素蛋白+50μgIL-1β硅有覆层的杆状IC |
G68 |
- |
- |
- |
- |
G69 |
- |
- |
- |
- |
G70 |
- |
- |
- |
- |
G71 |
- |
- |
- |
- |
G72 |
- |
- |
- |
- |
G73 |
+ |
- |
+ |
- |
G74 |
+ |
- |
+ |
- |
胶原及硅IC并不引发任何强烈的迟缓型超敏反应。
在经液体组合物进行免疫的绵羊中记录到轻微的DTH反应。
在所有的动物中都没有观察到即时发生的超敏反应。
有覆层的杆状IC是单剂量免疫最有效的配方,它诱发的滴度最高,而且反应最持久。
在覆层的杆状IC要有效地应用于免疫,得依赖于在其中加入IL-1β。
有覆层的杆状IC并不一定会诱发迟缓型超敏反应。
在接受掺入IL-1β的IC的动物中可以诱发有效的记忆反应。这由在第69天(即第一次免疫的滴度已经衰退时)进行第二次免疫之后动物发生的反应表明出来。
对这些血清样品还进行同种型分析。结果表明在所有的组别中,在整个实验过程中都有高水平的IgG存在,而低水平的IgM只有在第14天这一时间点上被监测到。这表明仅在单次使用抗原之后即有效地发生了同种型的变换。检测实施例12
使用一系列可以替代抗生物素蛋白抗原模型来预防疾病感染的抗原
(如表12中所列举的)重复检测实施例11。
表12
用于评估检测实施例12中的梭菌抗原的免疫增强效果的组合物组成
组别 |
配方 |
1 |
破伤风类毒素+50μg IL-1β,于胶原IC中 |
2 |
破伤风类毒素+50μgIL-1β,于有覆层的杆状硅IC中 |
3 |
破伤风类毒素+50μg IL-1β,于明矾中 |
4 |
破伤风类毒素,于明矾中 |
5 |
novyi类毒素+50μg IL-1β,于胶原IC中 |
6 |
novyi类毒素+50μg IL-1β,于有覆层的杆状IC中 |
7 |
novyi类毒素+50μg IL-1β,于明矾中 |
8 |
novyi类毒素,于明矾中 |
表13
于检测实施例12中发现的绵羊抗梭菌抗原的抗体滴度
(50%中点滴度)
组别 |
一次免疫后 |
二次免疫后 |
|
14天 |
28天 |
14天 |
27天 |
50天 |
1 |
562 |
251 |
1000 |
794 |
501 |
2 |
1995 |
1000 |
7080 |
2511 |
1580 |
3 |
1584 |
891 |
2512 |
1259 |
631 |
4 |
891 |
631 |
1259 |
794 |
398 |
5 |
891 |
501 |
5623 |
1412 |
891 |
6 |
2512 |
1585 |
15849 |
5012 |
3163 |
7 |
891 |
282 |
2512 |
1259 |
891 |
8 |
1259 |
501 |
1412 |
631 |
355 |
所得的结果被示于表13中。
针对被检测的两种抗原,有覆层的杆状IC明显地比传统的明矾疫苗及明矾/IL-1β组合都要优越。胶原IC所诱发的滴度与明矾配方的并没有显著的区别,然而在晚一些的时间点,含有novyi类毒素的有覆层的杆状IC所诱发的滴度比明矾配方的高出2倍。检测实施例13
使用基于硅的IC进行剂量反应分析。每一种IC的组成和结构都被示于下面的表14中。每两周进行一次抗体滴度测验。所得结果示于表15中。
表14
用于确定检测实施例13中的基于硅的IC的免疫增强效果对
抗原和细胞因子数量的依赖性的组合物组成
组别 | |
组合物(μg) |
| |
IL-1 |
抗生物素蛋白 |
1 |
覆盖型杆状 |
0 |
100 |
2 |
覆盖型杆状 |
0 |
10 |
3 |
覆盖型杆状 |
0 |
5 |
4 |
基质型 |
0 |
5 |
5 |
覆盖型杆状 |
50 |
100 |
6 |
覆盖型杆状 |
50 |
10 |
7 |
覆盖型杆状 |
25 |
5 |
8 |
基质型 |
50 |
100 |
9 |
基质型 |
50 |
10 |
10 |
基质型 |
25 |
5 |
11 |
于磷酸盐缓冲液中 |
0 |
100 |
12 |
于磷酸盐缓冲液中 |
0 |
10 |
13 |
于磷酸盐缓冲液中 |
0 |
5 |
14 |
于磷酸盐缓冲液中 |
50 |
100 |
15 |
于磷酸盐缓冲液中 |
50 |
10 |
16 |
于磷酸盐缓冲液中 |
25 |
5 |
17 |
于明矾中 |
0 |
100 |
18 |
于明矾中 |
0 |
10 |
19 |
于明矾中 |
0 |
5 |
表15
检测实施例13中基于硅的IC的免疫增强效果
对抗体和细胞因子数量的依赖性
(50%中点滴度)
类型 |
组别 |
组合物(μg) |
一次免疫后 |
| |
IL-1β |
抗生物素蛋白 |
14天 |
28天 |
42天 |
56天 |
70天 |
CR |
1 |
0 |
100 |
398 |
501 |
251 |
158 |
158 |
CR |
2 |
0 |
10 |
<50 |
631 |
501 |
<50 |
<50 |
CR |
3 |
0 |
5 |
126 |
1259 |
1778 |
<50 |
<50 |
M |
4 |
0 |
5 |
794 |
1259 |
251 |
126 |
126 |
CR |
5 |
50 |
100 |
3981 |
5623 |
2512 |
1995 |
1995 |
CR |
6 |
50 |
10 |
3981 |
3981 |
794 |
1259 |
1259 |
CR |
7 |
25 |
5 |
5012 |
5012 |
1778 |
794 |
794 |
M |
8 |
50 |
100 |
501 |
794 |
196 |
158 |
158 |
M |
9 |
50 |
10 |
251 |
501 |
316 |
158 |
158 |
M |
10 |
25 |
5 |
158 |
316 |
316 |
126 |
80 |
S |
11 |
0 |
100 |
126 |
158 |
80 |
<50 |
<50 |
S |
12 |
0 |
10 |
<50 |
126 |
<50 |
<50 |
<50 |
S |
13 |
0 |
5 |
<50 |
251 |
<50 |
<50 |
50 |
S |
14 |
50 |
100 |
398 |
196 |
251 |
126 |
126 |
S |
15 |
50 |
10 |
196 |
251 |
196 |
<50 |
<50 |
S |
16 |
25 |
5 |
58 |
251 |
<50 |
<50 |
<50 |
A |
17 |
0 |
100 |
1995 |
1995 |
631 |
631 |
251 |
A |
18 |
0 |
10 |
1259 |
1995 |
631 |
631 |
251 |
A |
19 |
0 |
5 |
1000 |
631 |
316 |
316 |
251 |
CI:胶原ICM:基质型ICA:含有明矾的磷酸盐缓冲液S:磷酸盐缓冲液CR:覆盖型杆状IC
这些结果表明对有覆层的杆状IC进行反应可以产生高滴度的持久性更好的抗体。在使用最大剂量的IL-1β及抗原时引发了持久性最好的反应。在70天这个时间点,掺入IL-1β的有覆层的杆状硅IC显然比抗生物素蛋白的溶液配方优越(滴度大约是后者的五倍)。
胶原和硅IC可以有效地充当疫苗的载体:抗原的免疫原性得到了保持,而且细胞因子佐剂的生物学活性也得到了保留。
胶原IC及硅基质IC表现出固有的佐剂活性。
当把适量的IL-1β掺入IC中时,抗体反应超过了由明矾佐剂所诱发的反应。
掺入作为佐剂的IL-1β的有覆层的杆状硅IC诱发的抗体反应比检测的其他任何一种组合物(液体或IC)显著地增强。另外,抗体反应所持续的时间比其他组合物的都要大。
没有观察到有害的全身性或组织学反应来否定把IC当成安全的疫苗载体来使用。
最后,应该理解可以进行其他的各种不同的修饰及/或变更而不会脱离于此处所概述的本发明的精神。