TW202214296A - 核酸脂質粒子疫苗 - Google Patents

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河岡義裕
今井正樹
山吉誠也
石井健
小檜山康司
難波栄子
岡竜也
戸塚幸
城内直
小野寺宜郷
武下文彦
鈴木貴
丹羽貴子
小泉誠
中村健介
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日商第一三共股份有限公司
國立大學法人東京大學
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Abstract

本發明提供一種用以預防及/或治療由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染之疫苗。 一種粒子，其係封入有可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之核酸之脂質粒子，脂質包含通式(Ia)所表示之陽離子性脂質、或其藥學上容許之鹽。
Figure 110121263-A0101-11-0001-1
式中， R 1及R 2獨立表示C 1-C 3烷基； L 1表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 17-C 19烯基； L 2表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烷基、或者可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烯基； p為3或4。

Description

核酸脂質粒子疫苗
本發明係關於一種封入有SARS-CoV-2 mRNA之核酸脂質粒子疫苗。
新型冠狀病毒感染症(coronavirus disease 2019：COVID-19)係由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染症，病情主要表現為呼吸器官之急性炎症，尤其是多發於高危患者之以侵襲性肺炎及急性呼吸窘迫症候群等下呼吸道之炎症為主體之病情成為疾病負擔(非專利文獻1)。已知有6種以上之冠狀病毒(coronavirus：CoV)感染人後主要表現為呼吸器官症狀。SARS-CoV-2歸類於β冠狀病毒(betacoronavirus)屬，在病毒學上類似於過去爆發之SARS-CoV或中東呼吸系統症候群冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus：MERS-CoV)。
SARS-CoV-2之病毒粒子表面表現之刺突蛋白(spike protein：S)於初期感染機制中發揮重要作用。S係基於由2個次單位S1與S2構成之I型膜蛋白形成三聚物(約500 kDa、約20 nm)。存在於S1之受體結合區(receptor-binding domain：RBD)與於宿主細胞表面表現之血管收縮素轉化酶2(angiotensin-converting enzyme 2：ACE2)相互作用。據提示，SARS-CoV-2之S對ACE2之親和性比SARS-CoV之S高10至20倍，且於熱力學上之穩定性更高，說明SARS-CoV-2之高傳播性與此相關(非專利文獻2、3)。
於SARS患者之恢復期血清中，針對RBD之IgG至少存續3年以上，將血清利用RBD蛋白處理而使之吸附抗RBD抗體後，中和活性減弱至50%以下，由此說明，抗RBD抗體承擔主要中和活性(非專利文獻4、5)。實際上，已報告有經分離之抗SARS-CoV-2 RBD單株抗體具有針對SARS-CoV-2之中和活性(非專利文獻6、7)。
根據使用成為無症狀後經過3週左右之COVID-19患者恢復期末梢血進行之解析，認為防禦SARS-CoV-2感染重要的是誘導特異性CD4+T細胞及CD8+T細胞(非專利文獻8)。具體而言，對10～20例COVID-19患者血液樣本進行解析，結果於所有症例中確認到血中抗SARS-CoV-2 RBD抗體應答及SARS-CoV-2特異性CD4+ T細胞應答，於約70%之症例中確認到SARS-CoV-2特異性CD8+ T細胞應答。又，血中抗SARS-CoV-2 RBD IgG效價與S特異性CD4+ T細胞頻度相關(R＝0.8109)，由此說明，於S上可能存在T細胞表位，S特異性CD4+T細胞對於誘導抗體應答發揮重要作用(非專利文獻8)。進而揭示有血中抗SARS-CoV-2中和活性與血中抗SARS-CoV-2 S IgG效價相關(R＝0.9279)(非專利文獻9)。
據推測，細胞免疫病理學表現(cellular immunopathology)與抗體依賴性免疫加強反應(antibody-dependent enhancement：ADE)可能參與COVID-19症狀重症化「免疫加強(immune enhancement)」機制(非專利文獻10)。據提示，於SARS之情形時，相較於已恢復之輕症患者，致死患者之血中細胞介素分佈中，輔助型T細胞(Th)2型佔優勢(非專利文獻11)。據提示，於小鼠SARS-CoV感染模型中，針對S之Th2優勢免疫應答誘發伴有以嗜酸性球為主體之炎症應答的肺之免疫病理學表現(immunopathology)(非專利文獻12)。另一方面，關於ADE，於登革熱病毒、呼吸道合胞病毒等其他病毒中有報告，但於SARS患者中，並無針對SARS-CoV之特異性抗體誘發ADE之報告。關於針對SARS-CoV之疫苗抗原候選，報告有資料顯示出，即便非S全長，而僅RBD作為抗原，亦有可能避免肺損傷風險(非專利文獻13)。關於SARS-CoV-2亦如此，雖無直接之臨床證據表明針對S之抗體參與ADE，但指出為了避免風險，需誘導適度之細胞性免疫應答(非專利文獻14)。 [先前技術文獻] [非專利文獻]
非專利文獻1：Viruses 12:372 2020 非專利文獻2：Science 367:1260 2020 非專利文獻3：Viruses 12:428 2020 非專利文獻4：Virol J 7:299 2010 非專利文獻5：Virology 334:74 2005 非專利文獻6：Nat Commun 11:2251 2020 非專利文獻7：Nature 583:290 2020 非專利文獻8：Cell 181:1 2020 非專利文獻9：Nat Med 26:1033 2020 非專利文獻10：Nat Rev Immunol 20:347 2020 非專利文獻11：J Immunol 181:5490 2008 非專利文獻12：PLoS One 7:e35421 2012 非專利文獻13：Vaccine 25:2832 2007 非專利文獻14：PNAS 117:8218 2020
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種用以預防及/或治療由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染之疫苗。 [解決問題之技術手段]
本發明者等人對小鼠投予封入有編碼SARS-CoV-2之RBD之mRNA之脂質粒子，結果發現，觀察到血中SARS-CoV-2 S蛋白IgG之誘導，且該免疫應答呈現Th1型優勢，從而完成本發明。
本發明之要旨如下所述。 (1)一種粒子，其係封入有可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之核酸之脂質粒子，脂質包含通式(Ia)所表示之陽離子性脂質、或其藥學上容許之鹽， [化1]
Figure 02_image003
式中， R 1及R 2獨立表示C 1-C 3烷基； L 1表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 17-C 19烯基； L 2表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烷基、或者可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烯基； p為3或4。 (2)如(1)記載之粒子，其中通式(Ia)中之R 1及R 2均為甲基。 (3)如(1)或(2)記載之粒子，其中通式(Ia)中之p為3。 (4)如(1)至(3)中任一項記載之粒子，其中通式(Ia)中之L 1為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。 (5)如(1)至(4)中任一項記載之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 19烯基。 (6)如(1)至(4)中任一項記載之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。 (7)如(1)至(6)中任一項記載之粒子，其中通式(Ia)中之L 1為(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基、順-8-十七碳烯基、或(8Z,11Z)-十七碳二烯基。 (8)如(1)至(7)中任一項記載之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為癸基、順-7-癸烯基、十二烷基、或(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基。 (9)如(1)記載之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化2]
Figure 02_image005
。 (10)如(1)記載之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化3]
Figure 02_image007
。 (11)如(1)記載之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化4]
Figure 02_image009
。 (12)如(1)至(11)中任一項記載之粒子，其中脂質進而包含兩親媒性脂質、固醇類及PEG脂質。 (13)如(12)記載之粒子，其中兩親媒性脂質為選自由二硬脂醯磷脂醯膽鹼、二油醯磷脂醯膽鹼及二油醯磷脂醯乙醇胺所組成之群中之至少一者。 (14)如(12)或(13)記載之粒子，其中固醇類為膽固醇。 (15)如(12)至(14)中任一項記載之粒子，其中PEG脂質為1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇及/或N-[甲氧基聚(乙二醇)2000]胺甲醯基]-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺。 (16)如(12)至(15)中任一項記載之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為15%以下、固醇類為20～55%、陽離子性脂質為40～65%、PEG脂質為1～5%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～30。 (17)如(16)記載之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為5～15%、固醇類為35～50%、陽離子性脂質為40～55%、PEG脂質為1～3%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～25。 (18)如(17)記載之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為40～50%、PEG脂質為1～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5。 (19)如(18)記載之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為45～50%、PEG脂質為1.5～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5。 (20)如(1)至(19)中任一項記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含受體結合區。 (21)如(20)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段中之受體結合區包含與序列編號11之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (22)如(20)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段中之受體結合區包含與序列編號25、29、33、37、94～107之任一胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (23)如(20)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含與序列編號10之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (24)如(20)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含與序列編號24、28、32、36、80～93之任一胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (25)如(1)至(19)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白包含與序列編號6之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (26)如(25)記載之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白中之受體結合區包含與序列編號11之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。 (27)如(25)或(26)記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、S蛋白之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。 (28)如(20)至(24)中任一項記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、前導序列(leader sequence)、S蛋白中之受體結合區之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。 (29)如(27)記載之粒子，其中S蛋白之轉譯區之序列包含與序列編號5之序列中之S蛋白之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。 (30)如(27)記載之粒子，其中S蛋白之轉譯區之序列包含與序列編號16之序列中之S蛋白之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。 (31)如(27)記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸包含序列編號5之核苷酸序列。 (32)如(27)記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸包含序列編號16之核苷酸序列。 (33)如(27)記載之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號9之序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。 (34)如(27)記載之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號19之序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。 (35)如(27)記載之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號21、23、27、31、35、66～79之任一序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。 (36)如(28)記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸包含序列編號9之核苷酸序列。 (37)如(28)記載之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸包含序列編號19之核苷酸序列。 (38)如(1)至(37)中任一項記載之粒子，其中核酸包含至少一個修飾核苷酸。 (39)如(38)記載之粒子，其中修飾核苷酸包含至少一個5位被取代之嘧啶核苷酸及/或1位可被取代之假尿苷。 (40)如(38)記載之粒子，其中修飾核苷酸包含選自由5-甲基胞苷、5-甲氧基尿苷、5-甲基尿苷、假尿苷及1-烷基假尿苷所組成之群中之至少一個。 (41)如(1)至(40)中任一項記載之粒子，其中粒子之平均粒徑為30 nm～300 nm。 (42)一種如(1)至(41)中任一項記載之粒子之用途，其用於製造用以預防及/或治療由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染之組合物。 (43)一種組合物，其含有如(1)至(41)中任一項記載之粒子。 (44)如(43)記載之組合物，其用以於體內或體外表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段。 (45)如(43)或(44)記載之組合物，其用作醫藥。 (46)如(45)記載之組合物，其用於誘導針對新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之免疫反應。 (47)如(45)或(46)記載之組合物，其用於預防及/或治療新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)感染。 (48)一種於體外表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對細胞導入如(43)或(44)記載之組合物。 (49)一種於體內表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對哺乳動物投予如(43)至(47)中任一項記載之組合物。 (50)一種誘導針對新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之免疫反應之方法，其包括對哺乳動物投予如(45)或(46)記載之組合物。 (51)一種預防及/或治療新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)感染之方法，其包括對哺乳動物投予如(45)至(47)中任一項記載之組合物。 (52)如(49)至(51)中任一項記載之方法，其中哺乳動物為人類。 [發明之效果]
根據本發明，能夠預防及/或治療由SARS-CoV-2引起之感染。 本說明書包含作為本案之優先權之基礎的日本專利申請案特願2020-101420及特願2021-33278之說明書及/或附圖中記載之內容。
以下就本發明之實施形態進行更詳細之說明。
本發明提供一種粒子，其係封入有可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之核酸之脂質粒子，脂質包含通式(Ia)所表示之陽離子性脂質、或其藥學上容許之鹽。 [化5]
Figure 02_image011
式中， R 1及R 2獨立表示C 1-C 3烷基； L 1表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 17-C 19烯基； L 2表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烷基、或者可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烯基； p為3或4。
通式(Ia)中之R 1及R 2獨立表示C 1-C 3烷基，較佳為均為甲基。
通式(Ia)中之p為3或4，較佳為3。
通式(Ia)中之L 1表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 17-C 19烯基，較佳為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。作為L 1，具體而言，可例示：(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基、順-8-十七碳烯基、或(8Z,11Z)-十七碳二烯基等。
通式(Ia)中之L 2表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烷基、或者可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烯基，較佳為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 19烯基。又，通式(Ia)中之L 2亦較佳為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。作為L 2，具體而言，可例示：癸基、順-7-癸烯基、十二烷基、或(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基等。
關於作為構成本發明之粒子之成分的陽離子性脂質，具體而言，可例示下述結構式所表示者： [化6]
Figure 02_image013
[化7]
Figure 02_image015
[化8]
Figure 02_image017
。
所謂藥學上容許之鹽，表示可用作醫藥之鹽。作為構成本發明之粒子之成分的陽離子性脂質可為藥學上容許之鹽，作為此種鹽，可較佳地列舉：鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽之類的鹼金屬鹽，鈣鹽、鎂鹽之類的鹼土金屬鹽，鋁鹽、鐵鹽、鋅鹽、銅鹽、鎳鹽、鈷鹽等金屬鹽；銨鹽之類的無機鹽，第三辛胺鹽、二苄胺鹽、嗎啉鹽、葡糖胺鹽、苯基甘胺酸烷基酯鹽、乙二胺鹽、N-甲基葡糖胺鹽、胍鹽、二乙胺鹽、三乙胺鹽、二環己胺鹽、N,N'-二苄基乙二胺鹽、氯普魯卡因鹽、普魯卡因鹽、二乙醇胺鹽、N-苄基苯乙胺鹽、哌𠯤鹽、四甲基銨鹽、三(羥甲基)胺基甲烷鹽之類的有機鹽等胺鹽；氫氟酸鹽、鹽酸鹽、氫溴酸鹽、氫碘酸鹽之類的鹵化氫鹽，硝酸鹽、過氯酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等無機酸鹽；甲磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、乙磺酸鹽之類的低級烷磺酸鹽，苯磺酸鹽、對甲苯磺酸鹽之類的芳基磺酸鹽，乙酸鹽、蘋果酸鹽、反丁烯二酸鹽、琥珀酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、草酸鹽、順丁烯二酸鹽等有機酸鹽；及甘胺酸鹽、離胺酸鹽、精胺酸鹽、鳥胺酸鹽、麩胺酸鹽、天冬胺酸鹽之類的胺基酸鹽。
通式(Ia)所表示之陽離子性脂質可為1種化合物，亦可為2種以上之化合物之組合。
製造通式(Ia)所表示之陽離子性脂質之方法於國際公開第2015/005253號說明書中有記載。
本發明之脂質可進而包含兩親媒性脂質、固醇類及PEG脂質。
兩親媒性脂質係對極性、非極性之溶劑均具有親和性之脂質，具體而言，可例示：二硬脂醯磷脂醯膽鹼、二油醯磷脂醯膽鹼、二油醯磷脂醯乙醇胺、該等之組合等。
固醇類係具有羥基之固醇，具體而言，可例示：膽固醇等。
PEG脂質係經PEG修飾之脂質，具體而言，可例示：1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇及/或N-[甲氧基聚(乙二醇)2000]胺甲醯基]-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺、該等之組合等。
兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成並無特別限定，較佳為以莫耳量計，兩親媒性脂質為15%以下、固醇類為20～55%、陽離子性脂質為40～65%、PEG脂質為1～5%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～30；兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成更佳為以莫耳量計，兩親媒性脂質為5～15%、固醇類為35～50%、陽離子性脂質為40～55%、PEG脂質為1～3%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～25；兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成進而較佳為以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為40～50%、PEG脂質為1～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5；兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成進而更佳為以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為45～50%、PEG脂質為1.5～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5。
於本發明中，脂質粒子中封入之核酸係可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段者。SARS-CoV-2之武漢(Wuhan)株之序列已公開(NCBI ID NC_045512) ( https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NC_045512)。
SARS-CoV-2之S蛋白之片段宜為包含S蛋白中存在之受體結合區(receptor-binding domain：RBD)。
可於受體結合區附加分泌肽(由前導序列編碼之肽)。作為前導序列，可例示：S蛋白訊號序列。
將SARS-CoV-2之S蛋白之胺基酸序列表示為序列編號6。脂質粒子中封入之核酸宜為可表現包含與序列編號6之胺基酸序列具有至少95%、較佳為96%、更佳為97%同一性之胺基酸序列的SARS-CoV-2之S蛋白者。
將SARS-CoV-2之S蛋白中存在之受體結合區之胺基酸序列表示為序列編號11。可於SARS-CoV-2之S蛋白中存在之受體結合區附加分泌肽(例如S蛋白訊號序列)。將於SARS-CoV-2之S蛋白中存在之受體結合區附加有S蛋白訊號序列者之胺基酸序列表示為序列編號10。脂質粒子中封入之核酸宜為可表現包含與序列編號11或10之胺基酸序列具有至少95%、較佳為96%、更佳為97%同一性之胺基酸序列的SARS-CoV-2之S蛋白中之受體結合區者。
於本說明書中，所謂同一性，如本領域所公知般，指藉由序列比對來確定之2個以上之核苷酸序列或胺基酸序列之序列間關係。又，於本領域中，「同一性」有些情況下藉由一系列之2個以上之核苷酸序列間或2個以上之胺基酸序列間之匹配度來確定，此時，指核酸分子間或多肽間之序列關聯性之程度。同一性可藉由算出2個以上之序列中之較小序列與利用特定之數理模型或電腦程式(即「演算法」)指定位址之缺口比對(如果有的話)之間的相同匹配百分比來評價。具體而言，可藉由使用歐洲分子生物學實驗室暨歐洲生物信息學中心(European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institute：EMBL-EBI)提供之ClustalW2等軟體來評價，但不限定於此，只要為被業者採用者即可。
本發明中之序列之同一性使用序列解析軟體GENETYX-SV/RC(GENETYX股份有限公司製造)來計算，該演算法為本領域常用者。本發明之脂質粒子中封入之核酸所編碼之胺基酸只要與目標SARS-CoV-2之S蛋白之胺基酸序列及/或其片段保持一定以上之同一性，則亦可發生胺基酸之突變(置換)、缺失、嵌入及/或附加。
本發明之脂質粒子中封入之核酸所編碼之胺基酸保持上述序列同一性，可於目標SARS-CoV-2之S蛋白之胺基酸序列及/或其片段之胺基酸序列中，在數個部位(較佳為5個以下之部位，更佳為3、2或1個部位)，平均每個部位有數個(較佳為10個以下，更佳為7個以下，進而較佳為5、4、3、2或1個)胺基酸被置換、缺失、嵌入及/或附加。
SARS-Cov-2之S蛋白中存在之受體結合區之胺基酸序列可有缺失、置換、附加，可例示：第538位(編號為自S蛋白之N末端開始數之編號)之半胱胺酸被置換為絲胺酸之序列(序列編號25)(以下有時亦記為「C538S型」)；於RBD之全長序列(R319-F541)之N末端及C末端缺失胺基酸之序列(序列編號29)；於RBD之全長序列(R319-F541)之N末端及C末端附加胺基酸之序列(序列編號33)；複數個胺基酸殘基被置換之導入突變之序列(序列編號37)。可於該等序列附加分泌肽(例如S蛋白訊號序列)，將於序列編號25、29、33及37之序列附加有S蛋白訊號序列者之胺基酸序列分別表示為序列編號24、28、32及36。
SARS-CoV-2之S蛋白中存在之受體結合區亦可為突變株來源，將南非型、英國型、巴西型、加利福尼亞型、印度型、南非C538S型、英國C538S型、巴西C538S型、加利福尼亞C538S型、印度C538S型、組合突變型(1)(參照後述實施例33)、組合突變型(2)(參照後述實施例33)、組合突變型(3)(參照後述實施例33)、組合突變型(4)(參照後述實施例33)之受體結合區之胺基酸序列表示為序列編號94～107。將於序列編號94～107之胺基酸序列附加有S蛋白訊號序列之序列表示為序列編號80～93。
脂質粒子中封入之核酸宜為可表現包含與序列編號25、29、33、37、94～107之胺基酸序列(不含S蛋白訊號序列)具有至少95%、較佳為96%、更佳為97%同一性之胺基酸序列的SARS-CoV-2之S蛋白中之受體結合區者。脂質粒子中封入之核酸亦可為可表現包含與序列編號24、28、32、36、80～93之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列)具有至少95%、較佳為96%、更佳為97%同一性之胺基酸序列的SARS-CoV-2之S蛋白中之受體結合區者。
可表現SARS-CoV-2之S蛋白之核酸宜為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、S蛋白之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。帽狀結構(Cap)為具有7-甲基鳥苷結構之部位，存在於多數真核生物之mRNA之5'末端。作為帽狀結構，例如可列舉：cap0、cap1、cap2、ARCA或CleanCap(註冊商標)等，較佳為cap1或CleanCap，更佳為CleanCap。5'非轉譯區(5'-UTR)之序列例如為序列編號4之序列中之鹼基編號19～88之序列。S蛋白之轉譯區之序列為可表現S蛋白之胺基酸序列之全長或一部分之序列，可包含起始密碼子及/或終止密碼子，例如序列編號4之序列中之鹼基編號89～3910之序列。又，S蛋白之轉譯區之序列亦可為與序列編號5之序列中之S蛋白之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。3'非轉譯區(3'-UTR)之序列例如為序列編號4之序列中之鹼基編號3911～4042之序列。多聚A尾部(polyA)之序列例如為序列編號4之序列中之鹼基編號4043～4142之序列。可對帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、S蛋白之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之序列進行修飾，可表現SARS-CoV-2之S蛋白之核酸之序列宜包含與序列編號5之序列具有至少90%、較佳為95%、更佳為97%同一性之核苷酸序列、最佳為序列編號5之核苷酸序列。宜將核酸之密碼子最佳化。藉由密碼子最佳化，能夠提昇作為疫苗之效果，減輕副作用。可根據對象生物之密碼子使用頻度來進行最佳化。例如宜對編碼序列進行密碼子之最佳化，於序列編號16之序列中，將S蛋白之轉譯區之序列之密碼子最佳化。可表現SARS-CoV-2之S蛋白之核酸之序列宜包含與序列編號16之序列具有至少90%、較佳為95%、更佳為97%同一性之核苷酸序列。
可表現SARS-CoV-2之S蛋白之片段之核酸宜為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、前導序列(leader sequence)、S蛋白中之受體結合區之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。帽狀結構(Cap)為具有7-甲基鳥苷結構之部位，存在於多數真核生物之mRNA之5'末端。作為帽狀結構，例如可列舉：cap0、cap1、cap2、ARCA或CleanCap(註冊商標)等，較佳為cap1或CleanCap，更佳為CleanCap。5'非轉譯區(5'-UTR)之序列例如為序列編號8之序列中之鹼基編號19～88之序列。前導序列(leader sequence)之序列例如為序列編號8之序列中之鹼基編號89～127之序列。S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列為可表現S蛋白中之受體結合區之胺基酸序列之全長或一部分之序列，可包含起始密碼子及/或終止密碼子，例如序列編號8之序列中之鹼基編號128～799之序列。又，S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列亦可為與序列編號9之序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。3'非轉譯區(3'-UTR)之序列例如為序列編號8之序列中之鹼基編號800～931之序列。多聚A尾部(polyA)之序列例如為序列編號8之序列中之鹼基編號932～1031之序列。可對帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、前導序列(leader sequence)、S蛋白中之受體結合區之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之序列進行修飾，可表現SARS-CoV-2之S蛋白中之受體結合區之核酸之序列宜包含與序列編號9之序列具有至少90%、較佳為95%、更佳為97%同一性之核苷酸序列、最佳為序列編號9之核苷酸序列。宜將核酸之密碼子最佳化。藉由密碼子最佳化，能夠提昇作為疫苗之效果，減輕副作用。可根據對象生物之密碼子使用頻度來進行最佳化。例如宜對編碼序列進行密碼子之最佳化，於序列編號19之序列中，將S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列之密碼子最佳化。可表現SARS-CoV-2之S蛋白中之受體結合區之核酸之序列宜包含與序列編號19之序列具有至少90%、較佳為95%、更佳為97%同一性之核苷酸序列。又，S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列亦可為與序列編號21、23、27、31、35、66～79之任一序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%、較佳為95%、更佳為97%同一性之核苷酸序列。
序列編號21為實施例11之mRNA之核苷酸序列，實施例11之mRNA為實施例6之序列之多聚A以外之序列一致之mRNA。於實施例6之序列中，多聚A具有110個腺嘌呤核苷酸，而於實施例11之mRNA中，腺嘌呤核苷酸為50個。本發明之脂質粒子中包含之核酸可為多聚A部分相對較短之mRNA，較佳為30以上、40以上，更佳為50以上。多聚A之上限並無特別限定，較佳為500以下、400以下、300以下、200以下、110以下。
序列編號23為實施例13之mRNA之核苷酸序列，實施例13之mRNA為可表現第538位(編號為自S蛋白之N末端開始數之編號)之半胱胺酸被置換為絲胺酸之序列的mRNA。
序列編號27為實施例15之mRNA之核苷酸序列，實施例15之mRNA為可表現於RBD之全長序列(R319-F541)之N末端及C末端缺失胺基酸之序列的mRNA。
序列編號31為實施例17之mRNA之核苷酸序列，實施例17之mRNA為可表現於RBD之全長序列(R319-F541)之N末端及C末端附加胺基酸之序列的mRNA。
序列編號35為實施例19之mRNA之核苷酸序列，實施例19之mRNA為可表現於實施例6之序列中的複數個位置發生胺基酸殘基置換之序列的mRNA。
序列編號66～79為可表現南非型、英國型、巴西型、加利福尼亞型、印度型、南非C538S型、英國C538S型、巴西C538S型、加利福尼亞C538S型、印度C538S型、組合突變型(1)(參照後述實施例33)、組合突變型(2)(參照後述實施例33)、組合突變型(3)(參照後述實施例33)、組合突變型(4)(參照後述實施例33)之受體結合區之胺基酸序列的mRNA之核苷酸序列。
脂質粒子中封入之核酸只要為可表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之核酸，則可為任意形態。例如可列舉：單鏈DNA、單鏈RNA(例如mRNA)、DNA與RNA混合之單鏈聚核苷酸、雙鏈DNA、雙鏈RNA、DNA-RNA之雜交聚核苷酸、DNA與RNA混合之包含2種聚核苷酸之雙鏈聚核苷酸等，較佳為mRNA。
構成脂質粒子中封入之核酸之核苷酸可為天然型者，亦可為修飾核苷酸，宜包含至少1個修飾核苷酸。
修飾核苷酸可為鹼基、糖及磷酸二酯鍵之任意部分經修飾者。修飾部位可為1處，亦可為2處以上。
作為鹼基之修飾之例，可列舉：胞嘧啶之5-甲基化、5-氟化、N4-甲基化，尿嘧啶之5-甲基化(胸腺嘧啶)、5-氟化，腺嘌呤之N6-甲基化，鳥嘌呤之N2-甲基化等。
作為糖之修飾之例，可列舉：D-呋喃核糖之2'-O-甲基化。
作為磷酸二酯鍵之修飾之例，可列舉：硫代磷酸酯鍵。
修飾核苷酸較佳為鹼基部分經修飾者，例如宜為5位被取代之嘧啶核苷酸、1位可被取代之假尿苷，具體而言，可例示：5-甲基胞苷、5-甲氧基尿苷、5-甲基尿苷、假尿苷、1-烷基假尿苷。又，作為1-烷基假尿苷，可為1-(C1-C6烷基)假尿苷，較佳為1-甲基假尿苷或1-乙基假尿苷。可單獨使用一種或組合使用複數種鹼基部分經修飾之修飾核苷酸來代替天然型核苷酸。作為鹼基部分經修飾之修飾核苷酸之組合，例如可為5-甲基胞苷與5-甲基尿苷之組合、5-甲基胞苷與假尿苷之組合、或5-甲基胞苷與1-甲基假尿苷之組合，較佳為5-甲基胞苷與5-甲基尿苷之組合。
本發明之可表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之核酸可藉由對具有所需鹼基序列之DNA進行體外轉錄反應而製造。體外轉錄所需之酶、緩衝液及核苷-5'-三磷酸混合物(腺苷-5'-三磷酸(ATP)、鳥苷-5'-三磷酸(GTP)、胞苷-5'-三磷酸(CTP)及尿苷-5'-三磷酸(UTP))有市售(例如AmpliScribeT7高產轉錄套組(AmpliScribeT7 High Yield Transcription Kit)(Epicentre)、mMESSAGE mMACHINE T7超級套組(mMESSAGE mMACHINE T7 Ultra Kit)(Life thechnologies)等)。用於製造單鏈RNA之DNA可使用選殖化DNA，例如質體DNA或DNA片段。質體DNA或DNA片段可使用市售者，亦可藉由本領域中普遍知曉之方法製造(例如Sambrook, J. et al., Molecular Cloning a Laboratory Manual second edition (1989)、Rashtchian, A., Current Opinion in Biotechnology, 1995, 6(1), 30-36、Gibson D. G. et al., Science, 2008, 319(5867), 1215-1220中記載之方法等)。
為了獲得穩定性及/或安全性提昇之mRNA，亦可於體外轉錄反應中，將一部分或全部之天然型核苷-5'-三磷酸置換為修飾核苷-5'-三磷酸，藉此將mRNA之中之一部分或全部之天然型核苷酸置換為修飾核苷酸(Kormann, M., Nature Biotechnology, 2011, 29, 154-157.)。
為了獲得穩定性及/或安全性提昇之mRNA，可於體外轉錄反應後，藉由使用加帽酶之方法於mRNA之5'末端導入帽狀結構(上述Cap0結構)。又，進而可藉由使具有Cap0之mRNA與2'-O-甲基轉移酶作用之方法將Cap0轉化為Cap1。加帽酶及2'-O-甲基轉移酶可使用市售製品(例如Vaccinia Capping System，M2080；mRNA Cap 2'-O-Methyltransferase，M0366。均為New England Biolab製造)。於使用市售製品之情形時，可按照製品隨附之操作說明來製造具有帽狀結構之mRNA。
mRNA之5'末端之帽狀結構亦可藉由與使用酶不同之方法來導入。例如可藉由在體外轉錄反應中添加ARCA或CleanCap(註冊商標)，而將ARCA所具有之帽狀類似物之結構、或源自CleanCap(註冊商標)之Cap1結構導入至mRNA。ARCA及CleanCap(註冊商標)可使用市售製品(ARCA，N-7003；CleanCap Reagent AG，N-7113。均為TriLink BioTechnologies製造)。於使用市售製品之情形時，可按照製品隨附之操作說明來製造具有帽狀結構之mRNA。
於本發明中，脂質粒子中封入之核酸可藉由脫鹽、逆相管柱、凝膠過濾、HPLC、PAGE(Polyacrylamide Gel Electrophoresis，聚丙烯醯胺凝膠電泳)等方法純化。經過純化處理去除雜質，藉此可使被投予核酸之生物體內產生之炎症性細胞介素減少。
作為上述雜質，例如可例示雙鏈RNA(dsRNA)。脂質粒子中封入之核酸所含之dsRNA量以質量百分率計，較佳為10%以下、更佳為7.5%以下、進而更佳為5%以下、尤佳為3%以下。
本發明之封入有核酸之脂質粒子可藉由薄膜法、逆相蒸發法、乙醇注入法、醚注入法、脫水-再水合法、界面活性劑透析法、水合法、冷凍融解法等方法製造。例如可藉由國際公開第2015/005253號說明書中記載之方法製造封入有核酸之脂質粒子。
本發明之粒子之平均粒徑宜為30 nm～300 nm，較佳為30～200 nm，更佳為30～150 nm，進而更佳為30～100 nm。平均粒徑可藉由使用Zeta Potential/Particle Sizer NICOMP(註冊商標)380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS)等機器，基於動態光散射法等原理，測定體積平均粒徑而獲得。
本發明之粒子可用於製造用以預防及/或治療由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染之組合物。SARS-CoV-2之株並無特別限定，較佳為武漢(Wuhan)株。
可使用本發明之粒子於體內或體外表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段。因此，本發明提供一種於體外表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對細胞導入含有上述粒子之組合物。又，本發明亦提供一種於體內表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對哺乳動物投予含有上述粒子之組合物。藉由在體內表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段，可誘導針對SARS-CoV-2之免疫反應。其結果，可預防及/或治療SARS-CoV-2感染。因此，本發明提供一種誘導針對SARS-CoV-2之免疫反應之方法，其包括對哺乳動物投予含有上述粒子之組合物。又，本發明提供一種預防及/或治療SARS-CoV-2感染之方法，其包括對哺乳動物投予含有上述粒子之組合物。
本發明之粒子可用作醫藥、或實驗用試劑。本發明之粒子通常可添加於水、緩衝液、生理鹽水等載體中，將該調配物(組合物)導入至細胞(體外)、或投予給哺乳動物(體內)。於向哺乳動物投予之情形時，載體宜為藥學上容許之載體(例如生理鹽水)。又，本發明之粒子可被製成以脂肪、脂肪油、羊毛脂、凡士林、石蠟、蠟、樹脂、塑膠、二醇類、高級醇、甘油、水、乳化劑、懸浮劑等為基劑原料之霜劑、糊劑、軟膏、凝膠、洗劑等劑型。
本發明之粒子可對人類、小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠、兔、豬、猴、貓、狗、馬、山羊、綿羊、牛等哺乳動物經口投予，或藉由肌肉內投予、靜脈內投予、直腸內投予、經皮投予、經黏膜投予、皮下投予、皮內投予等方法非經口投予。
於對人投予本發明之粒子之情形時，例如成人每次投予mRNA之量約為0.001～1 mg、較佳為0.01～0.2 mg，宜以該投予量進行1次或數次之肌肉內注射、皮下注射、皮內注射、靜脈點滴或靜脈注射，該投予量或投予次數可根據疾病種類、症狀、年齡、投予方法等適當變更。
於用作實驗試劑之情形時，可於欲表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之細胞(例如HEK293細胞及其衍生細胞(HEK293T細胞、FreeStyle 293細胞或Expi293細胞)、CHO細胞、C2C12小鼠肌母細胞、永生小鼠樹狀細胞(MutuDC1940))中導入本發明之粒子，而於體外表現SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段。SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段之表現可藉由利用西方墨點法檢測樣本中之SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段、或利用質譜法檢測對SARS-CoV-2之S蛋白及/或其片段具有特異性之肽片段來解析。
於本說明書中，所謂治療，意指對於由病毒或細菌等引起之感染症、或因該感染導致之疾病(例如肺炎等)之發病患者，使該等疾病之臨床症狀恢復、緩解、緩和及/或延緩惡化。
於本說明書中，所謂預防，意指降低由病毒或細菌等引起之感染症所致之疾病之發病率。預防包括由病毒或細菌等引起之感染症所致之疾病之進展風險之降低、或該等疾病之重症化之減少。本發明之粒子誘導防禦免疫反應，因此對上述疾病之預防及/或治療顯示效果。 [實施例]
以下，藉由實施例來具體地說明本發明。再者，該等實施例之目的在於說明本發明，而非限定本發明之範圍。 [ 實施例 1]SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 (S full)mRNA-001 之製備 (1)SARS-CoV-2 全長 S 蛋白之體外轉錄 (in vitro transcription ： IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，藉由PCR將SARS-CoV-2全長S蛋白DNA擴增後進行純化。將包含T7啟動子序列、人β-球蛋白(human β-globin)之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2全長S蛋白、人β-球蛋白之3'-UTR序列依序連結而成之序列的DNA片段(序列編號1)導入至質體中(pUC57mini-全長S蛋白)。於溶解有該質體6 ng之無核酸酶水(Nuclease-free water)(849.6 μL)中添加KOD-Plus-Ver.2用10×緩衝液(120 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、2 mM dNTP mix(120 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、25 mM MgSO 4(72 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、50 μM正義引子(7.2 μL，序列編號2)、50 μM反義引子(7.2 μL，序列編號3)、KOD Plus 聚合酶(24 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)，於98℃下培養1分鐘後，實施20次循環(每次：98℃下5秒、55℃下15秒、68℃下4分鐘)，進一步於68℃下培養1分鐘，從而擴增全長S蛋白DNA。反應後，利用Wizard SV凝膠及PCR純化系統(Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System)(Promega，目錄號#A9281)對模板DNA(序列編號4)進行純化。
(2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 mRNA-001 之製備將實施例1-(1)所獲得之360.5 μg/mL模板DNA(70 μL)、100 mM CleanCap AG(50 μL，TriLink，目錄號#T-7113)、100 mM ATP(50 μL，Hongene，目錄號#R1331)、100 mM GTP(50 μL，Hongene，目錄號#R2331)、100 mM 5-Me-CTP(50 μL，Hongene，目錄號#R3-029)、100 mM 5-甲基尿苷三磷酸(5-methyluridine triphosphate)(50 μL)、無核酸酶水(380 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)、T7轉錄5×緩衝液(200 μL，Promega，目錄號#P140X)、T7 RNA聚合酶混合物(Enzyme mix, T7 RNA Polymerase)(100 μL，Promega，目錄號#P137X)進行混合，於37℃下培養4小時。混合RQ1無RNA酶之DNA酶(RNase-Free DNase)(25 μL，Promega，目錄號#M6101)，於37℃下培養15分鐘。混合8M LiCl溶液(500 μL，Sigma-Aldrich，目錄號#L7026)，於-20℃下整夜靜置。離心分離(4℃、4000×g、30分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(4℃、4000×g、10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於無核酸酶水後，使用RNeasy大量提取套組(Maxi kit)(Qiagen，目錄號#75162)，按照隨附之操作指南進行純化。將獲得之溶出液(5.8 mL，以UV換算計4906 μg)與無核酸酶水(419 μL)、rAPid鹼性磷酸酶(rApid Alkaline Phosphatase)(Roche，目錄號#04 898 141 001)之緩衝液(800 μL)及酶(981 μL)進行混合，於37℃下培養30分鐘後，於75℃下培養3分鐘。混合8M LiCl溶液(8000 μL)，於-20℃下整夜靜置。離心分離(4℃、4000×g、30分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(4℃、4000×g、10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於無核酸酶水後，使用RNeasy大量提取套組，按照隨附之操作指南進行純化，藉此獲得目標mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號5之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組(LabChip GX Touch Standard RNA Reagent Kit)(PerkinElmer，目錄號#CLS960010)進行分析，確認其為目標長度。
[ 實施例 2]SARS-CoV-2 RBD mRNA-002 之製備 (1)SARS-CoV-2 RBD 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，藉由PCR將SARS-CoV-2 RBD DNA擴增後進行純化。將包含T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD、人β-球蛋白之3'-UTR序列依序連結而成之序列之DNA片段(序列編號7)導入至質體中(pUC57mini-RBD)。於溶解有該質體6 ng之無核酸酶水(849.6 μL)中添加KOD-Plus-Ver.2用10×緩衝液(120 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、2 mM dNTP mix(120 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、25 mM MgSO 4(72 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、50 μM正義引子(7.2 μL，序列編號2)、50 μM反義引子(7.2 μL，序列編號3)、KOD Plus 聚合酶(24 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)，於98℃下培養1分鐘後，實施20次循環(每次：98℃下5秒、55℃下15秒、68℃下1分鐘)，進一步於68℃下培養1分鐘，從而擴增RBD DNA。反應後，利用Wizard SV凝膠及PCR純化系統(Promega，目錄號#A9281)純化模板DNA(序列編號8)。
(2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD mRNA-002 之製備使用實施例2-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號9之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 3] 使用實施例 1 記載之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備 (1) 封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備將二硬脂醯磷脂醯膽鹼(1,2-二硬脂醯-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)：以下記為DSPC，NOF CORPORATION)、膽固醇(Cholesterol：以下記為Chol，Sigma-Aldrich, Inc.)、二乙酸(7R,9Z,26Z,29R)-18-({[3-(二甲基胺基)丙氧基]羰基}氧基)三十五-9,26-二烯-7,29-二基(WO2015/005253之實施例23中記載之化合物)(以下記為LP)、及聚乙二醇分子量約2000之1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇(1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-Methoxypolyethylene Glycol，以下記為PEG-DMG，NOF CORPORATION)，按DSPC：Chol：LP：PEG-DMG＝12.5：41：45：1.5之莫耳比，以總脂質濃度成為5 mM之方式溶解於乙醇。 另一方面，利用檸檬酸緩衝液(20 mM Citrate Buffer，pH值4.0)將實施例1中獲得之SARS-CoV-2全長S蛋白mRNA-001調整成52.7 μg/mL。 使用NanoAssemblr BenchTop(Precision Nanosystems Inc.)，將上述脂質溶液與mRNA溶液按1：3之體積比，於微流路內混合，獲得核酸脂質粒子之粗分散液。對於核酸脂質粒子之分散液，利用約25～50倍量之含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)進行12～18小時之透析(Float-A-Lyzer G2，MWCO：1,000 kD，Spectra/Por)，藉此去除乙醇，獲得純化之封入有mRNA之核酸脂質粒子之分散液。 再者，LP係依據WO2015/005253之實施例23中記載之方法合成。
(2) 封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之特性評價進行(1)中製備之包含核酸脂質粒子之分散液之特性評價。對各特性評價之方法進行說明。 (2-1) mRNA 之封入率使用Quant-iT RiboGreen RNA分析套組(Invitrogen)，依據所附說明書測定mRNA之封入率。 即，於存在及不存在0.015% Triton X-100界面活性劑之條件下，定量核酸脂質粒子之分散液中之mRNA，藉由下式算出封入率。 {([存在界面活性劑之條件下之mRNA量]－[不存在界面活性劑之條件下之mRNA量])/[存在界面活性劑之條件下之mRNA量]}×100(%)
(2-2) mRNA 與脂質之比率藉由逆相層析法測定核酸脂質粒子之分散液中之mRNA量(系統：Agilent 1100系列，管柱：Bioshell A400 Protein C4(10 cm×4.6 mm，3.4 μm)(SUPELCO)，緩衝液A：0.1M乙酸三乙基胺(pH值7.0)，緩衝液B：乙腈，(B%)：5-50%(0-15 min)，流速：1 mL/min，溫度：70℃，檢測：260 nm)。 藉由逆相層析法測定核酸脂質粒子之分散液中之各脂質量(系統：DIONEX UltiMate 3000，管柱：XSelect CSH C18(150 mm×3 mm，3.5 μm，130 Å)(Waters，目錄號#186005263)，緩衝液A：0.2%甲酸，緩衝液B：0.2%甲酸, 甲醇，(B%)：75-100%(0-6 min)、100%(6-15 min)，流速：0.45 mL/min，溫度：50℃，檢測：Corona CAD(電霧式檢測器(Charged Aerosol Detector)))。 藉由下述算出總脂質量相對於mRNA之比率。 [總脂質濃度]/[mRNA濃度](wt/wt)
(2-3) 平均粒徑利用Zeta Potential/Particle Sizer NICOMPTM 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS)測定核酸脂質粒子之粒徑。表中之平均粒徑表示體積平均粒徑，±以下表示偏差。 將結果示於表1。
[ 實施例 4] 使用實施例 2 記載之 SARS-CoV-2 RBD mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例3相同之方法，實施使用實施例2記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表1。 (表1)
實施例 mRNA DSPC/Chol/LP/PEG-DMG (mol%) mRNA 封入率 lipid/mRNA (wt/wt) 平均粒徑 (nm)
3 實施例1 12.5/41/45/1.5 97% 17 112±29
4 實施例2 12.5/41/45/1.5 96% 19 118±34
根據以上之結果，可知該等核酸脂質粒子係mRNA之90%以上被封入脂質粒子內，具有約100 nm至約130 nm之平均粒徑。
[ 實施例 5] 優化之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 (SARS-CoV-2 S full optimized) mRNA-003 之製備 (1) 優化之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作人工合成包含T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、優化之SARS-CoV-2全長S蛋白、人β-球蛋白之3'-UTR序列依序連結而成之序列之DNA片段(序列編號12)，導入至質體中(S_opt2 EcoRI)。於溶解有該質體1 ng之無核酸酶水(69 μL)中添加5×SuperFi Green Buffer(20 μL，ThermoFisher Scientific，目錄號#12357-010)、2.5 mM dNTP mix(8 μL，Takara Bio股份有限公司，目錄號#4030)、50 μM正義引子2(1 μL，序列編號13)、50 μM反義引子2(1 μL，序列編號14)、Platinum SuperFi DNA 聚合酶(1 μL，ThermoFisher Scientific，目錄號#12357-010)，於98℃下培養30秒後，實施20次循環(每次：98℃下5秒、60℃下10秒、72℃下2分鐘)，進一步於72℃下培養1分鐘，從而擴增優化之SARS-CoV-2全長S蛋白之模板DNA(序列編號15)。利用限制酶NheI及HindIII將該模板DNA切斷後，導入至經同限制酶切斷之質體中，而製作模板質體(pUCKIVT1-優化之全長S蛋白)。利用限制酶BspQI將該質體切斷後，藉由異丙醇沈澱純化DNA，製備直鏈質體DNA。
(2) 藉由體外轉錄進行之優化之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 mRNA-003 之製備使用實施例5-(1)所獲得之直鏈質體DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號16之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 6] 優化之 SARS-CoV-2 RBD(SARS-CoV-2 RBD optimized) mRNA-004 之製備 (1) 優化之 SARS-CoV-2 RBD 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作人工合成包含T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、優化之SARS-CoV-2 RBD、人β-球蛋白之3'-UTR序列依序連結而成之序列的DNA片段(序列編號17)，導入至質體中(S_RBD_opt2 EcoRI)。於溶解有該質體1 ng之無核酸酶水(69 μL)中添加5×SuperFi Green Buffer(20 μL，ThermoFisher Scientific，目錄號#12357-010)、2 mM dNTP mix(8 μL，Takara Bio股份有限公司，目錄號#4030)、50 μM正義引子2(1 μL，序列編號13)、50 μM反義引子2(1 μL，序列編號14)、Platinum SuperFi DNA 聚合酶(1 μL，ThermoFisher Scientific，目錄號#12357-010)，於98℃下培養30秒後，實施20次循環(98℃下5秒、60℃下10秒、72℃下1分鐘)，進一步於72℃下培養1分鐘，從而擴增優化之SARS-CoV-2 RBD DNA(序列編號18)。利用限制酶NheI及HindIII將該模板DNA切斷後，導入至同樣經上述限制酶切斷之質體中，而製作模板質體(pUCKIVT1-優化之RBD)。利用限制酶BspQI將該質體切斷後，藉由異丙醇沈澱純化DNA，製備直鏈質體DNA。
(2) 藉由體外轉錄進行之優化之 SARS-CoV-2 RBD mRNA-004 之製備使用實施例6-(1)所獲得之直鏈質體DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號19之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 7] 使用實施例 5 記載之優化之 SARS-CoV-2 全長 S 蛋白 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例3相同之方法，實施使用實施例5記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。其中，使用含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)代替含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)進行透析，獲得封入有mRNA之核酸脂質粒子之分散液。 將結果示於表2。
[ 實施例 8] 使用實施例 6 記載之優化之 SARS-CoV-2 RBD mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例3相同之方法，實施使用實施例6記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。其中，使用含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)代替含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)進行透析，獲得封入有mRNA之核酸脂質粒子之分散液。 將結果示於表2。
[ 實施例 9] 優化之 SARS-CoV-2 RBD mRNA-004 之 HPLC 純化藉由逆相層析法(YMC-Triart Bio C4(YMC，目錄號#TB30S05-1510WT)，5%乙腈，400 mM乙酸三乙基胺(pH值7.0)/25%乙腈，400 mM乙酸三乙基胺(pH值7.0)，75℃)分取純化實施例6-(2)記載之方法所獲得之mRNA。
[ 實施例 10] 使用實施例 6 記載之優化之 SARS-CoV-2 RBD mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例8相同之方法，實施使用實施例9記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表2。 (表2)
實施例 mRNA DSPC/Chol/LP/PEG-DMG (mol%) mRNA 封入率 lipid/mRNA (wt/wt) 平均粒徑 (nm)
7 實施例3 12.5/41/45/1.5 99% 20 117±25
8 實施例4 12.5/41/45/1.5 98% 19 116±21
10 實施例9 12.5/41/45/1.5 99% 19 96±9
根據以上之結果，可知該等核酸脂質粒子係mRNA之90%以上被封入脂質粒子內，具有約90 nm至約130 nm之平均粒徑。
[ 實施例 11]SARS-CoV-2 RBD S2000 mRNA 之製備 (1) SARS-CoV-2 RBD S2000 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，組建質體。製作導入有如下DNA片段(序列編號20)之質體(pUC57-S2000)，上述DNA片段包含GCTAGC(NheI位點)、T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD之轉譯區、人β-球蛋白之3'-UTR序列、多聚A尾部及GAAGAGC(BspQI位點)依序連結而成之序列。於溶解有質體(100 μg)之無核酸酶水(860 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)中添加10X NEB Buffer 3.1(100 μL，New England Biolabs，目錄號#R7203S)、BspQI(40 μL，New England Biolabs，目錄號#R0712)，於50℃下培養1小時後，添加異丙醇(1400 μL)，於-80℃下靜置一晩。離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於TE緩衝液(pH值8.0)，製備成500 μg/mL之溶液。 (2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD S2000 mRNA 之製備使用實施例11-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號21之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 12] 使用實施例 11 記載之 SARS-CoV-2 RBD S2000 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例8相同之方法，實施使用實施例11記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。其中，藉由以下之方法測定mRNA量。 將核酸脂質粒子分散液稀釋溶解於90%甲醇，利用紫外可見分光光度計(PerkinElmer公司製造，LAMBDA TM465)測定核酸脂質粒子中之mRNA量。藉由下式算出mRNA濃度。 {[260 nm下之吸光度]－[350 nm下之吸光度]}×40×稀釋倍率(μg/mL) 將結果示於表3。根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約150 nm之平均粒徑。
[ 實施例 13] SARS-CoV-2 RBD S2001 mRNA 之製備 (1) SARS-CoV-2 RBD S2001 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，組建質體。製作導入有如下DNA片段(序列編號22)之質體(pUC57-S2001)，上述DNA片段包含GCTAGC(NheI位點)、T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD之轉譯區、人β-球蛋白之3'-UTR序列、多聚A尾部及GAAGAGC(BspQI位點)依序連結而成之序列。於溶解有質體(100 μg)之無核酸酶水(860 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)中添加10X NEB Buffer 3.1(100 μL，New England Biolabs，目錄號#R7203S)、BspQI(40 μL，New England Biolabs，目錄號#R0712)，於50℃下培養1小時後，添加異丙醇(1400 μL)，於-80℃下靜置一晩。離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於TE緩衝液(pH值8.0)，製備成500 μg/mL之溶液。 (2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD S2001 mRNA 之製備使用實施例13-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號23之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 14] 使用實施例 13 記載之 SARS-CoV-2 RBD S2001 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例12相同之方法，實施使用實施例13記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表3。根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約140 nm之平均粒徑。
[ 實施例 15]SARS-CoV-2 RBD S2002 mRNA 之製備 (1) SARS-CoV-2 RBD S2002 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，組建質體。製作導入有如下DNA片段(序列編號26)之質體(pUC57-S2002)，上述DNA片段包含GCTAGC(NheI位點)、T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD之轉譯區、人β-球蛋白之3'-UTR序列、多聚A尾部及GAAGAGC(BspQI位點)依序連結而成之序列。於溶解有質體(100 μg)之無核酸酶水(860 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)中添加10X NEB Buffer 3.1(100 μL，New England Biolabs，目錄號#R7203S)、BspQI(40 μL，New England Biolabs，目錄號#R0712)，於50℃下培養1小時後，添加異丙醇(1400 μL)，於-80℃下靜置一晩。離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於TE緩衝液(pH值8.0)，製備成500 μg/mL之溶液。 (2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD S2002 mRNA 之製備使用實施例15-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號27之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 16] 使用實施例 15 記載之 SARS-CoV-2 RBD S2002 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例12相同之方法，實施使用實施例15記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表3。根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約140 nm之平均粒徑。
[ 實施例 17]SARS-CoV-2 RBD S2003 mRNA 之製備 (1) SARS-CoV-2 RBD S2003 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，組建質體。製作導入有如下DNA片段(序列編號30)之質體(pCC1-S2003)，上述DNA片段包含GCTAGC(NheI位點)、T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD之轉譯區、人β-球蛋白之3'-UTR序列、多聚A尾部及GAAGAGC(BspQI位點)依序連結而成之序列。於溶解有質體(100 μg)之無核酸酶水(860 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)中添加10X NEB Buffer 3.1(100 μL，New England Biolabs，目錄號#R7203S)、BspQI(40 μL，New England Biolabs，目錄號#R0712)，於50℃下培養1小時後，添加異丙醇(1400 μL)，於-80℃下靜置一晩。離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於TE緩衝液(pH值8.0)，製備成500 μg/mL之溶液。 (2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD S2003 mRNA 之製備使用實施例17-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號31之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 18] 使用實施例 17 記載之 SARS-CoV-2 RBD S2003 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例12相同之方法，實施使用實施例17記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表3。根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約140 nm之平均粒徑。
[ 實施例 19]SARS-CoV-2 RBD S2004 mRNA 之製備 (1) SARS-CoV-2 RBD S2004 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，組建質體。製作導入有如下DNA片段(序列編號34)之質體(pCC1-S2004)，上述DNA片段包含GCTAGC(NheI位點)、T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、SARS-CoV-2 RBD之轉譯區、人β-球蛋白之3'-UTR序列、多聚A尾部及GAAGAGC(BspQI位點)依序連結而成之序列。於溶解有質體(100 μg)之無核酸酶水(860 μL，Thermo Fisher，目錄號#AM9937)中添加10X NEB Buffer 3.1(100 μL，New England Biolabs，目錄號#R7203S)、BspQI(40 μL，New England Biolabs，目錄號#R0712)，於50℃下培養1小時後，添加異丙醇(1400 μL)，於-80℃下靜置一晩。離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液，添加70%乙醇，離心分離(-8℃，15,000 rpm，10分鐘)後，廢棄上清液並風乾。將獲得之殘渣溶解於TE緩衝液(pH值8.0)，製備成500 μg/mL之溶液。 (2) 藉由體外轉錄進行之 SARS-CoV-2 RBD S2004 mRNA 之製備使用實施例19-(1)所獲得之模板DNA代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號35之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。
[ 實施例 20] 使用實施例 19 記載之 SARS-CoV-2 RBD S2004 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例12相同之方法，實施使用實施例19記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表3。根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約180 nm之平均粒徑。
[ 實施例 21 ～ 30] 使用實施例 6 記載之 mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備 (1) 封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備將二硬脂醯磷脂醯膽鹼(DSPC)、膽固醇、二乙酸(7R,9Z,26Z,29R)-18-({[3-(二甲基胺基)丙氧基]羰基}氧基)三十五-9,26-二烯-7,29-二基(LP)、及聚乙二醇分子量約2000之1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇(PEG-DMG)，按表4記載之莫耳比，以總脂質濃度成為5 mM之方式溶解於乙醇。 另一方面，利用檸檬酸緩衝液(20 mM Citrate Buffer，pH值4.0)稀釋調整實施例6中獲得之mRNA。 使用NanoAssemblr BenchTop(Precision Nanosystems Inc.)，將上述脂質溶液與mRNA溶液，以總脂質量相對於mRNA之比率成為表4記載之值、且其體積比成為1：3之方式，於微流路內混合，獲得核酸脂質粒子之粗分散液。對於核酸脂質粒子之分散液，利用約25～50倍量之緩衝液進行12～18小時之透析(Float-A-Lyzer G2，MWCO：1,000 kD，Spectra/Por)，藉此去除乙醇，獲得純化之封入有mRNA之核酸脂質粒子之分散液。 (2) 封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之特性評價進行(1)中製備之包含核酸脂質粒子之分散液之特性評價。對各特性評價之方法進行說明。 (2-1) mRNA 之封入率使用Quant-iT RiboGreen RNA分析套組(Invitrogen)，依據所附說明書測定mRNA之封入率。 即，於存在及不存在0.015% Triton X-100界面活性劑之條件下，定量核酸脂質粒子之分散液中之mRNA，藉由下式算出封入率。 {([存在界面活性劑之條件下之mRNA量]－[不存在界面活性劑之條件下之mRNA量])/[存在界面活性劑之條件下之mRNA量]}×100(%) (2-2) mRNA 與脂質之比率利用紫外可見分光光度計測定核酸脂質粒子之分散液中之mRNA量。將核酸脂質粒子分散液稀釋溶解於90%甲醇，利用紫外可見分光光度計(PerkinElmer公司製造，LAMBDA(商標)465)測定核酸脂質粒子中之mRNA量。藉由下式算出mRNA濃度。 {[260 nm下之吸光度]－[350 nm下之吸光度]}×40×稀釋倍率(μg/mL) 藉由逆相層析法測定核酸脂質粒子之分散液中之各脂質量(系統：DIONEX UltiMate 3000，管柱：XSelect CSH C18(130 Å，3.5 μm，3.0 mm×150 mm)(Waters，目錄號#186005263)，緩衝液A：0.2%甲酸，緩衝液B：0.2%甲酸, 甲醇，(B%)：75-100%(0-6 min)、100%(6-15 min)，流速：0.45 mL/min，溫度：50℃，檢測：Corona CAD(電霧式檢測器))。 藉由下述算出總脂質量相對於mRNA之比率。 [總脂質濃度]/[mRNA濃度](wt/wt) (2-3) 平均粒徑利用Zeta Potential/Particle Sizer NICOMPTM 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS)測定核酸脂質粒子之粒徑。表中之平均粒徑表示體積平均粒徑，±以下表示偏差。 將特性評價之結果示於表5。可知該等核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約90 nm至約140 nm之平均粒徑。
[ 實施例 31] 突變型 SARS-CoV-2 RBD mRNA 之製備對於具有表6記載之突變之RBD，製作SARS-CoV-2 RBD mRNA。表7中之實施例編號之後的記號如表6之記載，對應於各突變型。例如所謂實施例32-a，表示實施例32所獲得之封入有具有南非型突變之mRNA的核酸脂質粒子。 (1) 突變型 SARS-CoV-2 RBD 之體外轉錄 (IVT) 用之模板 DNA 之製作為了製作用於體外轉錄(IVT)之模板DNA，藉由PCR將突變型SARS-CoV-2 RBD DNA擴增後進行純化。將包含T7啟動子序列、人β-球蛋白之5'-UTR序列、KOZAK序列、SARS-CoV-2 S蛋白之訊號序列、突變型SARS-CoV-2 RBD、人β-球蛋白之3'-UTR序列依序連結而成之序列之DNA片段(序列編號38)導入至質體中(pUC57mini-突變型RBD)。於溶解有該質體10 ng之無核酸酶水(566.4 μL)中添加KOD-Plus-Ver.2用10×緩衝液(80 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、2 mM dNTP mix(80 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、25 mM MgSO 4(48 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)、50 μM正義引子(4.8 μL，序列編號2)、50 μM反義引子(4.8 μL，序列編號3)、KOD Plus 聚合酶(16 μL，東洋紡股份有限公司，目錄號#KOD-211)，於98℃下培養15秒後，實施20次循環(每次：98℃下5秒、55℃下15秒、68℃下1分鐘)，進一步於68℃下培養1分鐘，從而擴增RBD DNA。反應後，利用Wizard SV凝膠及PCR純化系統(Promega，目錄號#A9281)純化模板DNA(序列編號52)。 分別使用序列編號39～41、43、48～51之DNA片段代替DNA片段(序列編號38)，藉由相同方法，分別獲得序列編號53～55、57、62～65之模板DNA。 (2) 藉由體外轉錄進行之突變型 SARS-CoV-2 RBD mRNA 之製備使用實施例31-(1)所獲得之模板DNA(序列編號52)代替實施例1-(1)所獲得之模板DNA，藉由與實施例1-(2)相同之方法獲得mRNA。 所獲得之mRNA具有序列編號66之序列。利用LabChip GX Touch標準級RNA試劑套組進行分析，確認為目標長度。 分別使用序列編號53～55、57、62～65之模板DNA代替模板DNA(序列編號52)，藉由相同方法，分別獲得序列編號67～69、71、76～79之mRNA。
[ 實施例 32] 使用實施例 31 記載之 SARS-CoV-2 RBD mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例8相同之方法，實施使用實施例31記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表7。 根據特性評價之結果，可知該等核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約110 nm至約130 nm之平均粒徑。
[ 實施例 33] 使用實施例 6 記載之 SARS-CoV-2 RBD mRNA 的封入有 mRNA 之核酸脂質粒子之製備藉由與實施例8相同之方法，實施使用實施例6記載之mRNA的封入有mRNA之核酸脂質粒子之製備、特性評價。將結果示於表7。 根據特性評價之結果，可知本核酸脂質粒子係mRNA之95%以上被封入脂質粒子內，具有約110 nm之平均粒徑。
[表3]
實施例 mRNA mRNA 封入率 Lipid/mRNA (wt/wt) 平均粒徑 (nm)
實施例12 實施例11 98% 17 146±19
實施例14 實施例13 99% 18 142±24
實施例16 實施例15 97% 18 144±25
實施例18 實施例17 98% 19 136±19
實施例20 實施例19 99% 17 178±59
[表4]
實施例編號 mRNA DSPC Chol LP PEG-DMG Lipids/mRNA (wt/wt)
實施例21 實施例6 10.0% 43.5% 45.0% 1.50% 20
實施例22 實施例6 15.0% 38.5% 45.0% 1.50% 20
實施例23 實施例6 13.5% 35.0% 50.0% 1.50% 20
實施例24 實施例6 10.0% 45.0% 43.5% 1.50% 20
實施例25 實施例6 13.5% 45.0% 40.0% 1.50% 20
實施例26 實施例6 10.0% 38.5% 50.0% 1.50% 20
實施例27 實施例6 12.5% 41.25% 45.0% 1.25% 20
實施例28 實施例6 12.5% 40.5% 45.0% 2.00% 20
實施例29 實施例6 12.5% 41.0% 45.0% 1.50% 17.5
實施例30 實施例6 12.5% 41.0% 45.0% 1.50% 22.5
[表5]
實施例 mRNA mRNA封入率 Lipid/mRNA (wt/wt) 平均粒徑 (nm)
實施例21 實施例6 99% 20 127±153
實施例22 實施例6 99% 20 110±44
實施例23 實施例6 99% 20 110±24
實施例24 實施例6 99% 21 130±26
實施例25 實施例6 99% 20 130±57
實施例26 實施例6 99% 20 108±44
實施例27 實施例6 99% 20 139±51
實施例28 實施例6 99% 23 91±10
實施例29 實施例6 99% 17 105±28
實施例30 實施例6 99% 21 109±44
[表6]
突變型名 突變部位 序列記號
南非型 K417N, E484K, N501Y a
英國型 N501Y b
巴西型 K417T, E484K, N501Y c
加利福尼亞型 L452R d
印度型 L452R, E484Q e
南非 C538S型 K417N, E484K, N501Y, C538S f
英國 C538S型 N501Y, C538S g
巴西 C538S型 K417T, E484K, N501Y, C538S h
加利福尼亞 C538S型 L452R, C538S i
印度C538S型 L452R, E484Q, C538S j
組合突變型(1) N439K, L452R, A475V, V483A k
組合突變型(2) S477R, F490L l
組合突變型(3) K417N, S477R, E484K, N501Y m
組合突變型(4) F486S, F490L n
[表7]
實施例 突變型名 序列 編號 mRNA mRNA封入率 Lipid/mRNA (wt/wt) 平均粒徑 (nm)
實施例32-a 南非型 66 實施例31-a 99% 20 121±25
實施例32-f 南非C583S型 71 實施例31-f 99% 20 111±38
實施例32-b 英國型 67 實施例31-b 99% 21 119±33
實施例32-c 巴西型 68 實施例31-c 99% 21 111±37
實施例32-d 加利福尼亞型 69 實施例31-d 99% 21 114±40
實施例32-k 組合突變型(1) 76 實施例31-k 99% 21 114±33
實施例32-l 組合突變型(2) 77 實施例31-l 99% 21 115±34
實施例32-m 組合突變型(3) 78 實施例31-m 99% 21 115±17
實施例32-n 組合突變型(4) 79 實施例31-n 99% 21 111±36
實施例33 - - 實施例6 99% 20 111±36
[試驗例1] 投予 ( 圖 2- 圖 4)於1～4%(v/v)之氣化異氟醚麻醉下，於小鼠之後肢腓腹部投予試驗物質。3次投予試驗係距初次投予經過7天後及21天後進行追加投予(第1次投予時：右後肢、第2次投予時：左後肢、第3次投予時：右後肢)，2次投予試驗係距初次投予經過13天後進行追加投予(第1次投予時：右後肢、第2次投予時：左後肢)。試驗物質每次投予3 μg mRNA/20 μL/body、或1 μg mRNA/20 μL/body(圖2-圖4中，分別記為實施例編號_3、實施例編號_1。例如，圖2-圖4之實施例3_3之記載意指以3 μg mRNA/20 μL/body投予實施例3之粒子之群組)。製備投予液之緩衝液使用含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)。將添加有市售之皂苷佐劑(Quil-A Adjuvant，Invivogen，Cat#vac-quil)之S1蛋白質(Sino Biological，Cat#40591-V08H)設定為抗RBD抗體應答之陽性對照組(S1/Quil-A組)。S1蛋白質每次投予1 μg S1/20 μL/body，Quil-A每次投予10 μg Quil-A/20 μL/body。
血清與脾細胞之製備將投予試驗物質時自尾靜脈獲得之血液回收至裝有血清分離劑(BD，Cat#365967)之管中，離心分離後(15,000 rpm、4℃、5分鐘、離心機：TOMY MX-205)，回收血清。將距3次投予試驗之最後一次投予經過14天後自心臟獲得之血液回收至管中，於室溫下靜置3小時，其後於設定為4℃之冷藏庫中靜置22小時後，離心分離(1700×g、4℃、5分鐘)，回收血清。又，自於異氟醚麻醉下放血致死之小鼠採集脾臟，使用細胞過濾器(CORNING，Cat#352350)製備細胞懸浮液後，使用ACK溶液(裂解緩衝液(Lysing Buffer)，BD，Cat#555899)進行溶血處理，而製備脾細胞。
蛋白質表現解析以使培養基中之mRNA濃度成為10 μg/mL之方式，對Expi293F細胞(Thermo Fisher Scientific，Cat#A14527)添加實施例3或4之粒子。又，作為陰性對照，添加與實施例4之粒子之添加量等量之緩衝液。添加3天後，回收培養上清液與細胞顆粒。利用添加有1×蛋白酶/磷酸酶(1×Protease/Phosphatase)抑制劑(Thermo Fisher Scientific，Cat#78443)之M-PER(Thermo Fisher Scientific，Cat#78501)溶解細胞顆粒，離心分離後(9100×g、4℃、10分鐘)，回收細胞溶解液。將經D-PBS(Dulbecco's Phosphate Buffered Saline，杜氏磷酸鹽緩衝液)稀釋810倍及2430倍之培養上清液以及經D-PBS稀釋10倍及30倍之細胞溶解液固相化於96半孔板(Coaster，Cat#3690)，藉由使用抗RBD抗體(Sino Biological，Cat#40592-T62)之酶聯免疫吸附分析(ELISA)法，檢測實施例3或4之粒子表現之蛋白質。
血中抗 RBD 抗體效價 ( 圖 2- 圖 4)利用封閉溶液(含1% BSA、0.05% Tween 20之PBS)將重組RBD蛋白(Sino Biological，Cat#40592-V08H)調整成0.25 μg/mL，以50 μL/well添加至塗鎳(Ni)培養板(QIAGEN，Cat#35061)，於室溫下靜置2小時後，利用清洗液(含0.05% Tween 20之PBS)以300 μL/well清洗3次。試樣稀釋系列係使用封閉溶液，自最高濃度之100倍稀釋血清開始，按4倍稀釋，製作8段稀釋溶液。標準血清稀釋系列係使用封閉溶液，自最高濃度之2 DS UNIT/mL開始，按3倍稀釋，製作8段稀釋溶液。以50 μL/well添加試樣稀釋溶液及標準血清稀釋溶液，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。利用封閉溶液將HRP(Horseradish Peroxidase，辣根過氧化物酶)標記抗小鼠IgG抗體(Southern Biotech，Cat#1030-05)稀釋4000倍，作為檢測抗體以50 μL/well添加至培養板後，於室溫下靜置1小時。利用清洗液清洗3次後，以50 μL/well添加TMB微孔過氧化酶底物系統(TMB Microwell Peroxidase Substrate System)(SERACARE Life Sciences，Cat#5120-0047)，靜置10分鐘。反應停止液使用TMB停止液(TMB Stop Solution)(SERACARE Life Sciences，Cat#5150-0021，50 μL/well)。使用讀板儀測定波長450 nm(對照波長540 nm)之吸光度，自450 nm下測得之吸光度減去540 nm下測得之吸光度，得到修正吸光度(Delta)用於解析。根據標準血清之抗RBD抗體濃度及Delta，使用4參數非線性回歸(Nonlinear Regression：4 Parameter)，製作校準曲線。根據校準曲線、測定試樣之稀釋倍率及Delta，算出試樣之抗RBD抗體濃度。算出Delta為0.5～1.5之孔(well)之抗體濃度之平均值作為測定試樣之抗RBD抗體濃度。於試樣濃度最高之孔(well)之Delta未達0.5之情形時，代入20 DS UNIT/mL作為資料。
RBD-hACE2 結合抑制活性於96半孔板(Coaster，Cat#3690)中添加10 μg/mL抗生蛋白鏈菌素(Thermo Fisher Scientific，Cat#21125，經PBS溶解)，於4℃下靜置一晩後，利用清洗液(含0.05% Tween 20之PBS)清洗3次。添加封閉溶液(含1% BSA、0.05% Tween 20之PBS)，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。其後，於培養板中添加利用封閉溶液製備之0.2 μg/mL之重組RBD蛋白(Acro Biosystems，Cat#SPD-C82E9)溶液，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。於培養板中添加利用封閉溶液稀釋20倍之小鼠血清，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。於培養板中添加利用封閉溶液製備之1 μg/mL之重組hACE2蛋白(Acro Biosystems，Cat#AC2-H5257)溶液，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。利用封閉溶液將HRP標記抗人IgG1抗體(CYGNUS TECHNOLOGIES，Cat#IM50)稀釋500倍，作為檢測抗體添加至培養板後，於室溫下靜置1小時。利用清洗液清洗3次後，添加TMB微孔過氧化酶底物系統(SERACARE Life Sciences，Cat#5120-0047)，靜置10分鐘。反應停止液使用TMB停止液(SERACARE Life Sciences，Cat#5150-0021)。使用讀板儀測定波長450 nm之吸光度進行解析。
SARS-CoV-2 表位肽池為了覆蓋SARS-CoV-2之全長S蛋白，委託合成253個重疊肽(#1～#253)(Eurofins)。將各肽溶解於200 μL之二甲亞碸(DMSO，Nacalai Tesque，Cat#13408-64)。為了覆蓋RBD與其前後之區域，等量混合#1～#62、#63～#107、#108～#253，製備3個表位肽池(依次為Euro1、Euro2、Euro3)。又，覆蓋SARS-CoV-2之全長S蛋白之市售表位肽池(JPT，Cat#PM-WCPV-S-1，2瓶，覆蓋N末端區域之肽池為JPT-N、覆蓋C末端區域之肽池為JPT-C)每瓶溶解於40 μL之DMSO。
RBD 特異性細胞性免疫應答利用RPMI(Roswell Park Memorial Institute，羅斯威爾帕克紀念研究所)完全培養基(含有10%FBS(Fetal Bovine Serum，胎牛血清)[Sigma-Aldrich，Cat#172012-500ML]、1% PS[青黴素-鏈黴素混合溶液(Penicilin-Streptomycin Mixed Solution)，Nacalai Tesque，Cat#26253-84]、1 mM丙酮酸鈉(Sodium Pyruvate)[Thermo Fisher Scientific，Cat#11360-070]、10 mM HEPES(2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid，2-[4-(2-羥乙基)-1-哌𠯤]乙磺酸)[Thermo Fisher Scientific，Cat#15630080]、1×StemSure[FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation，Cat#195-15791]、1×MEM(Minimum Essential Medium，最低必需培養基)非必需胺基酸溶液(Non-Essential Amino Acids Solution)[Thermo Fisher Scientific，Cat#11140-050])將脾細胞製備成1×10 7cells/mL，接種於U底96孔板。對脾細胞添加利用RPMI完全培養基以最終濃度0.1%(v/v)之方式製備之表位肽池Euro1～3溶液、以及以最終濃度0.025%(v/v)之方式製備之市售表位肽池JPT-N及JPT-C，於37℃、5% CO 2之條件下培養48小時。使用Mouse IFN-γ DuoSet ELISA(R&D Systems，Cat#DY485)及Mouse IL-13 Duoset ELISA(R&D systems，Cat#DY413)測定細胞培養上清液中之IFN-γ及IL-13細胞介素量。使用讀板儀測定波長450 nm(對照波長540 nm)之吸光度，自450 nm下測得之吸光度減去540 nm下測得之吸光度，得到修正吸光度(Delta)用於解析。根據標準溶液之細胞介素濃度及Delta值，使用4參數非線性回歸，製作校準曲線，根據校準曲線來算出測定試樣之細胞介素濃度。於IL-13濃度未達0.000(＜0.000)之情形時，代入臨界值0.005作為資料。
統計解析關於血中抗RBD抗體應答及RBD-hACE2結合抑制活性之比較，3次投予試驗係實施t檢驗，2次投予試驗係將緩衝液組作為對照，實施Dunnett檢驗。關於RBD特異性細胞性免疫應答之比較，將S1/Quil-A組作為對照，對各肽處理實施Dunnett檢驗。所有解析使用SAS ver. 9.2。
對小鼠之投予 ( 圖 5- 圖 9 、圖 25- 圖 28)於1～4%(v/v)之氣化異氟醚麻醉下，每2週一次、共2次(圖5)或每3週一次、共2次(圖6-9、圖25、圖26及圖28)，於BALB/c小鼠(圖5-圖8、圖25、圖26及圖28)或C57BL/6小鼠(圖9)之後肢腓腹部投予試驗物質。圖27係僅1次於BALB/c小鼠之後肢腓腹部投予試驗物質。試驗物質每次投予0.03、0.3或3 μg mRNA/20 μL/body(例如，圖5之實施例8_0.03之記載意指以0.03 μg mRNA/20 μL/body投予實施例8之粒子之群組)。圖25及圖27係每次投予2 μg mRNA/20 μL/body，圖26及圖28係每次投予3 μg mRNA/20 μL/body。製備投予液之緩衝液使用含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。
對猴之投予 ( 圖 29)每2週一次，共3次於食蟹獼猴之上臂三角肌投予實施例10。實施例10係每次投予50 μg mRNA/200 μL/body。製備投予液之緩衝液使用含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。
血中抗 RBD 抗體效價 ( 圖 5 、圖 6 、圖 9 及圖 25- 圖 27)於ELISA培養板中以25 μL/well添加抗生蛋白鏈菌素(Thermo Fisher Scientific Inc.)固相液，於設定為4℃之冷藏庫中靜置一夜。使用培養板洗滌機(AMW-96SX，Biotech股份有限公司)利用洗滌緩衝液(Wash Buffer)清洗3次(180 μL/well)，以150 μL/well添加1% BSA/PBST(Phosphate Buffered Saline with Tween 20，含Tween 20之磷酸鹽緩衝液)，於室溫下靜置1小時以上，藉此進行封閉。使用培養板洗滌機利用洗滌緩衝液清洗3次(180 μL/well)後，以25 μL/well添加RBD溶液(原始株RBD：Acro Biosystems，Cat#SPD-C82E9；351株RBD：Sino Biological，Cat#40592-V08H85-B)，於室溫下靜置1小時以上。使用培養板洗滌機利用洗滌緩衝液清洗3次(180 μL/well)後，以25 μL/well添加測定試樣階段稀釋液及標準血清階段稀釋液(圖5、圖6、圖9、圖25、圖26)，於室溫下靜置1小時以上。作為圖27之標準試樣，使用與源自原始株之RBD及源自B.1.351株之RBD同等地結合之抗RBD抗體(選殖#3)之階段稀釋液。使用培養板洗滌機利用洗滌緩衝液清洗3次(180 μL/well)後，以25 μL/well添加HRP標記抗小鼠IgG抗體(Southern Biotech，Cat#1030-05)檢測抗體稀釋液後，於室溫下靜置1小時。利用清洗液清洗3次後，以30 μL/well添加TMB微孔過氧化酶底物系統(SERACARE Life Sciences，Cat#5120-0047)，靜置10分鐘。反應停止液使用TMB停止液(SERACARE Life Sciences，Cat#5150-0021，30 μL/well)。使用讀板儀測定波長450 nm(對照波長540 nm)之吸光度，自450 nm下測得之吸光度減去540 nm下測得之吸光度，得到修正吸光度(Delta)用於解析。根據標準血清之抗RBD抗體濃度及Delta，使用4參數非線性回歸，製作校準曲線。根據校準曲線、測定試樣之稀釋倍率及Delta，算出試樣之抗RBD抗體濃度。
血中抗 SARS-CoV-2 中和活性 ( 圖 7 及圖 8)於培養板接種VeroE6細胞，於設定為37±2℃、CO 2濃度5±1%之培養箱內培養1晩。將小鼠血清之稀釋系列與SARS-CoV-2 WA1/2020株進行混合，於設定為37±2℃、CO 2濃度5±1%之培養箱內靜置2～2.5小時。其後，對VeroE6細胞添加小鼠血清與SARS-CoV-2 WA1/2020株之混合液，於設定為37±2℃、CO 2濃度5±1%之培養箱內培養72±8小時。其後，使用CellTiter-Glo(Promega)測定活細胞量，算出小鼠血清之抗SARS-CoV-2中和活性效價。
RBD 特異性細胞性免疫應答 ( 圖 10)利用RPMI完全培養基將脾細胞製備成1×10 7cells/mL，接種於U底96孔板。對脾細胞添加利用RPMI完全培養基以最終濃度0.1%(v/v)之方式製備之RBD之MHC class II表位肽池，於37℃、5%CO 2之條件下培養48小時。使用Mouse IFN-γ DuoSet ELISA及Mouse IL-13 Duoset ELISA測定細胞培養上清液中之IFN-γ及IL-13細胞介素量。使用讀板儀測定波長450 nm(對照波長540 nm)之吸光度，自450 nm下測得之吸光度減去540 nm下測得之吸光度，將得到之值用於解析。根據標準溶液之細胞介素濃度及測定值，使用4參數非線性回歸，製作校準曲線，根據校準曲線來算出測定試樣之細胞介素濃度。
統計解析關於圖5所示之血中抗RBD抗體應答，0.03 μg mRNA/body及0.3 μg mRNA/body之各用量時之2組間比較係實施Wilcoxon檢驗。關於3 μg mRNA/body用量時之3組間比較，將實施例8作為比較對照，實施Steel檢驗。 關於圖6所示之血中抗RBD抗體應答，0.03 μg mRNA/body、0.3 μg mRNA/body及3 μg mRNA/body之各用量時之2組間比較係實施Wilcoxon檢驗。 關於圖7所示之血中抗SARS-CoV-2中和活性，將緩衝液組作為比較對照，實施Steel檢驗。關於圖8之2組間比較，實施Wilcoxon檢驗。 關於圖9所示之血中抗RBD抗體應答，將緩衝液組作為比較對照，實施Steel檢驗。 關於圖10所示之RBD特異性細胞性免疫，實施Steel-Dwass檢驗。 所有解析使用SAS ver. 9.2。
RBD-hACE2 結合抑制活性 ( 圖 28)於96半孔板添加抗His標籤抗體(Wako Pure Chemical Industries，Cat# 017-23211)，於4℃下靜置一晩後，利用清洗液(含0.05% Tween 20之PBS)清洗3次。添加封閉溶液(含1% BSA、0.05% Tween 20之PBS)，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。其後，於培養板中添加利用封閉溶液製備之0.2 μg/mL之重組RBD蛋白(對照：Acro Biosystems，Cat#SPD-S52H6；原始株：Sino Biological，Cat#40592-V08H；K417N：Sino Biological，Cat#40592-V08H59；E484K：ACRO Biosystems，Cat#SRD-C52H3；N501Y：Sino Biological，Cat#40592-V08H82；K417N/E484K/N501Y：ACRO Biosystems，Cat#SPD-C52Hp)溶液，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。於培養板中添加經封閉溶液稀釋之小鼠血清稀釋系列，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。於培養板中添加利用封閉溶液製備之1 μg/mL之重組hACE2蛋白(Acro Biosystems，Cat#AC2-H5257)溶液，於室溫下靜置1小時後，利用清洗液清洗3次。利用封閉溶液將HRP標記抗人IgG1抗體(CYGNUS TECHNOLOGIES，Cat#IM50)稀釋500倍，作為檢測抗體添加至培養板後，於室溫下靜置1小時。利用清洗液清洗3次後，添加TMB微孔過氧化酶底物系統(SERACARE Life Sciences，Cat#5120-0047)，靜置10分鐘。反應停止液使用TMB停止液(SERACARE Life Sciences，Cat#5150-0021)。使用讀板儀測定波長450 nm(對照波長540 nm)之吸光度，自450 nm下測得之吸光度減去540 nm下測得之吸光度，得到修正吸光度(Delta)用於解析。資料表示顯示出50%抑制時之小鼠稀釋倍率(IC 50)。
血中抗 SARS-CoV-2 中和活性 ( 圖 29)於培養板接種Vero-TMPRSS2細胞。將猴血漿之稀釋系列與100TCID 50(50% tissue culture infective dose，半數組織培養感染量)之SARS-CoV-2株(D614G：HP095、B.1.1.7系統株：QHN001、P.1系統株：TY7-501、B.1.351系統株：TY8-612)進行混合，於CO 2培養箱內靜置。其後，對Vero-TMPRSS2細胞添加猴血漿與SARS-CoV-2之混合液，於CO 2培養箱內培養3天。其後，算出不再確認到細胞病變效應(CPE)之最高稀釋倍率作為中和抗體效價。
結果 實施例 4 之 RBD 蛋白表現誘導能力暗示本發明之核酸脂質粒子疫苗之作用機制在於向生物體內投予後，由編碼抗原基因之mRNA產生抗原蛋白，從而誘導針對抗原之特異性免疫應答。推測關乎本發明之核酸脂質粒子疫苗之藥效的重要因素在於作為有效成分之mRNA之組織、向細胞內之送達、及由mRNA之轉譯。為了統括評價該一系列因素，使用培養細胞，以抗原蛋白之表現誘導能力為指標來評估效價。對Expi293F細胞添加實施例3之粒子、實施例4之粒子、或緩衝液，藉由ELISA法定量3天後之培養上清液中及細胞內表現之RBD蛋白。結果示於圖1。於培養上清液中及細胞內確認到實施例4之粒子表現之RBD蛋白。僅於細胞內確認到實施例3之粒子表現之S全長蛋白。
血中抗 RBD 抗體應答評價藉由投予實施例3或實施例4之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖2。實施例4之3次投予組之血中抗RBD抗體效價高於實施例3之2次投予組及3次投予組(P＝0.0346)。又，實施例4之2次投予組之血中抗RBD抗體效價高於緩衝液組(實施例4_3：P＝0.0019、實施例4_1：P＝0.0313)。
RBD-hACE2 結合抑制活性評價藉由投予實施例3或實施例4之粒子所誘導之RBD-hACE2結合抑制活性。結果示於圖3。實施例4之3次投予組之血清之RBD-hACE2結合抑制活性高於實施例3之2次投予組及3次投予組(P＝0.0005)。又，實施例4之2次投予組之血清之RBD-hACE2結合抑制活性高於緩衝液組(實施例4_3：P＜0.0001、實施例4_1：P＝0.0006)。
RBD 特異性細胞性免疫應答製備脾細胞，評價自培養脾細胞產生之RBD特異性之細胞性免疫應答。結果示於圖4。實施例4組之相對於覆蓋RBD之Euro2及JPT-N表位肽池處理之IFN-γ產生水平高於S1/Quil-A組(P＜0.001)。另一方面，實施例4組之相對於Euro2及JPT-N表位肽池處理之IL-13產生水平低於S1/Quil-A組(P＜0.005)。由此結果可知，本發明之核酸脂質粒子疫苗誘導呈Th1型優勢之免疫應答。
BALB/c 小鼠中之血中抗 RBD 抗體應答評價藉由投予實施例8或實施例4之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖5。於0.03 μg mRNA/body及0.3 μg mRNA/body之各用量時，實施例8之血中抗RBD抗體效價高於實施例4(均為P＝0.0286)。又，於3 μg mRNA/body之用量時，實施例4、實施例7及實施例8之血中抗RBD抗體效價未確認到明顯之差值(均為P＝0.061)。 評價藉由投予實施例10或實施例8之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖6。於各用量時，實施例10與實施例8之血中抗RBD抗體效價均未確認到明顯之差值(0.03 μg mRNA/body：P＝0.8413、0.3 μg mRNA/body：P＝0.0952、3 μg mRNA/body：P＝0.6905)。
血中抗 SARS-CoV-2 中和活性評價藉由投予實施例10之粒子所誘導之血中抗SARS-CoV-2中和活性。結果示於圖7。以3 μg mRNA/body投予實施例10之群組之血中抗SARS-CoV-2中和活性高於緩衝液組(P＝0.0374)。又，比較藉由投予實施例8及實施例10之粒子所誘導之血中抗SARS-CoV-2中和活性，結果未確認到明顯之差值(圖8，P＝1)。
C57BL/6 小鼠中之血中抗 RBD 抗體應答評價藉由投予實施例8或實施例10之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖9。於3 μg mRNA/body及10 μg mRNA/body之各用量時，實施例8及實施例10之血中抗RBD抗體效價高於緩衝液組(實施例10於2種用量時均為P＜0.05)。
RBD 特異性細胞性免疫應答製備脾細胞，評價自培養脾細胞產生之RBD特異性之細胞性免疫應答。結果示於圖10A。相較於對0.1 μg/body之RBD蛋白輔以100 μg/body之鋁佐劑之群組，投予3 μg/body之實施例10之群組顯示更高之IFN-γ誘導(P＜0.05)。又，相較於對1.0 μg/body之RBD蛋白輔以100 μg/body之鋁佐劑之群組，投予0.03 μg/body及3 μg/body之實施例10之群組顯示更高之IFN-γ誘導(均為P＜0.05)。 為了評價實施例10之Th細胞分佈，解析IFN-γ水平/IL-5水平比及IFN-γ水平/IL-13水平比。結果示於圖10B。相較於輔以鋁佐劑之RBD蛋白組，實施例10顯示更高之IFN-γ水平/IL-13水平比(相對於輔以鋁佐劑之RBD蛋白之2組，實施例10之3組均為P＜0.05)。由該結果可知，本發明之核酸脂質粒子疫苗誘導呈Th1型優勢之免疫應答。
BALB/c 小鼠中之血中抗 RBD 抗體應答 ( 圖 25- 圖 27)評價藉由投予實施例10、12、14、16、18或實施例20之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖25。均顯示高於緩衝液組之血中抗RBD抗體水平。 評價藉由投予實施例10或實施例21～30之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖26。各粒子均確認到高於緩衝液組之血中抗RBD抗體效價。 評價藉由投予實施例10、32a、32b、32c、32d、32f或實施例33之粒子所誘導之血中抗RBD抗體應答。結果示於圖27。實施例10、32b、32c、32d、32f及實施例33顯示高於實施例32a之血中抗RBD抗體水平。
RBD-hACE2 結合抑制活性 ( 圖 28)評價藉由實施例10之粒子誘導之RBD-hACE2結合抑制活性。結果示於圖28。相較於對照RBD，原始株之RBD、K417N、E484K、N501Y、或K417N/E484K/N501Y之RBD突變體與hACE2之結合同程度地被實施例10組之血清所抑制。
血中抗 SARS-CoV-2 中和活性 ( 圖 29)評價藉由實施例10之粒子誘導之血中抗SARS-CoV-2中和活性。結果示於圖29。D614G株、B.1.1.7系統株、P.1系統株及B.1.351系統株對Vero-TMPRSS2細胞之感染同程度地被實施例10組之血清所中和。
[試驗例2] 編碼SARS-CoV-2 RBD之LNP-mRNA疫苗候選之最佳化 由重症急性呼吸器官症候群冠狀病毒2(SARS-CoV-2)引起之新型冠狀病毒感染症(COVID-19)出現全球大流行，編碼SARS-CoV-2刺突蛋白全長之2種mRNA疫苗已上市(圖1、圖2)。然而，關於發熱等副反應仍有待改善。
本發明者針對將編碼SARS-CoV-2刺突蛋白中包含之受體結合區(RBD：receptor-binding domain)之mRNA封入至脂質奈米粒子(LNP)而獲得之mRNA疫苗候選(LNP-mRNA-RBD)，以免疫原性為指標進行最佳化。
首先，每隔2週對6～8週齡之C57BL/6小鼠或BALB/c小鼠於肌肉內投予以mRNA換算計為3 μg之LNP-mRNA-RBD，共投予2次，評價血中抗RBD抗體反應。其結果，BALB/c小鼠顯示高於C57BL/6小鼠之血中抗RBD抗體反應(圖11a、圖15)。為了於小鼠系統間比較藉由LNP-mRNA-RBD誘導之RBD特異性B細胞應答，利用流式細胞儀解析投予LNP-mRNA-RBD之小鼠之膕窩淋巴結(pLN)中之T FH及GC B細胞(圖16)。其結果與血中抗RBD抗體應答相關，投予LNP-mRNA-RBD之BALB/c小鼠之pLN中之T FH(CD4 +CD185 +PD-1 +細胞)及GC B細胞(CD38 -GL7 +CD19 +細胞)高於C57BL/6小鼠(圖11b～e)。
為了解析藉由LNP-mRNA-RBD誘導之抗原特異性CD8 +T細胞及CD4 +T細胞，設計刺突蛋白之肽庫。該肽庫包含128個之以10個胺基酸重複之方式設計之20個胺基酸之肽。以16個肽作為1個肽池，將該肽庫分割成共計8個肽池(圖11f)。將自LNP-mRNA-RBD投予小鼠製備之脾細胞利用肽池3及4進行處理，結果C57BL/6小鼠脾細胞誘導產生IFN-γ，BALB/c小鼠脾細胞於利用肽池3處理時確認到產生IFN-γ(圖11g及圖11h、圖17a及圖17b)。C57BL/6小鼠或BALB/c小鼠之脾細胞均未誘導產生IL-13(圖17c及圖17d)。為了解析藉由投予LNP-mRNA-RBD誘導之抗原特異性T細胞，將脾細胞利用肽池2、3或4進行處理，利用流式細胞儀解析產生3種細胞介素(IL-2、IFN-γ及TNF-α)之T細胞。其結果，於利用肽池3及4處理過之BALB/c小鼠脾細胞中確認到S抗原特異性多功能性CD8 +T細胞及CD4 +T細胞(圖11h、圖18b及圖19b)。C57BL/6小鼠脾細胞中顯示多功能性CD8 +T細胞應答及較弱之CD4 +T細胞應答(圖11g、圖18a及19a)。該等資料暗示了投予LNP-mRNA-RBD之BALB/c小鼠誘導比C57BL/6小鼠高之B細胞及T細胞應答之可能性。
關於使用核酸之疫苗，報告有DNA或RNA作為內因性佐劑發揮作用(14～16)。報告有LNP-mRNA疫苗中之mRNA被類鐸受體(toll-like receptor：TLR)3、TLR7、TLR8、RIG-I或MDA5識別，作為內因性佐劑發揮作用(圖17)。Kariko等人使用甲基化鹼基或其他修飾鹼基(例如假尿苷等)來控制自然免疫活化及改善抗原蛋白之表現效率(18、19)。另據其他研究表明，藉由LNP-mRNA誘導之I型IFN影響CD8 +T細胞應答及抗原蛋白之表現效率(20、21、22)。關於SARS-CoV-2疫苗，由於LNP-mRNA-RBD組之副反應之頻度高於編碼S全長之LNP-mRNA-full組，故而LNP-mRNA-full通過第III期臨床試驗之評價並上市(13)。副反應之頻度差異之原因不明，但本發明者認為存在與LNP-mRNA引起之自然免疫活化作用相關之可能性(13)。
為了解析LNP-mRNA引起之自然免疫活化作用，藉由ELISA測定自經過LNP-mRNA-RBD處理之人PBMC產生I型IFN之水平。其結果，於3個健康正常人之PBMC中，LNP-mRNA-RBD顯示比LNP-mRNA-full高之IFN-α誘導能力(圖12a)。其次，使用C57BL/6小鼠或BALB/c小鼠之骨髓來源樹狀細胞(BM-DCs)進行相同實驗。其結果，經過LNP-mRNA-full或LNP-mRNA-RBD處理之C57BL/6小鼠之BM-DCs顯示比BALB/c小鼠之BM-DCs高之IFN-α產生(圖12b)。於製造被LNP-mRNA封入之mRNA之過程中，包含作為夾雜物之RNA、例如作為TLR3配體之雙鏈RNA等，這就暗示了激活自然免疫之可能性(22)。因此，為了去除製造RNA時帶入之夾雜物，對mRNA進行HPLC純化，製作封入有經HPLC純化之mRNA之LNP-mRNA(mRNA-RBD(HPLC))。其結果，相較於LNP-mRNA-RBD，自經過mRNA-RBD(HPLC)處理之人PBMC及小鼠BM-DC產生之I型IFN明顯減少(圖12a及b)。
對C57BL/6或BALB/c小鼠投予mRNA-RBD(HPLC)，評價免疫原性。其結果，mRNA-RBD(HPLC)組使BALB/c小鼠及C57BL/6小鼠之兩者中之血中抗RBD IgG1效價、IgG2效價及總IgG效價增強(圖12c及圖20a)。又，投予了mRNA-RBD(HPLC)之C57BL/6小鼠之pLN中被誘導之GC B細胞多於LNP-mRNA-RBD組(圖12d及圖12e)。進而，mRNA-RND(HPLC)組中誘導之RBD特異性之產生IFN-γ及其他I型細胞介素之多功能性CD8 +T細胞及CD4 +T細胞多於LNP-mRNA-RBD組(圖12f～i及圖20b～e、圖21、圖22)。 評價於作為非人靈長類(NHP)之食蟹獼猴模型中，mRNA-RBD(HPLC)疫苗對SARS-CoV-2之感染防禦效果。於本研究中，2隻猴作為陰性對照組，4隻猴於肌肉內投予mRNA-RBD(HPLC)。其結果，相較於陰性對照組，mRNA-RBD(HPLC)組顯示較高之抗RBD抗體應答(圖13b)。又，mRNA-RBD(HPLC)組亦顯示血中抗SARS-CoV-2中和活性(圖13c)。進而，相較於陰性對照組，mRNA-RBD(HPLC)組於結膜、鼻腔、口腔、氣管、直腸之黏膜組織中顯示較高之抗RBD IgG應答(圖13d)。
mRNA-RBD(HPLC)組於SARS-Co-2感染後第1天，拭子中之SARS-CoV-2(圖14a)與病毒RNA(圖14b)急劇減少。又，於感染後第7天，mRNA-RBD(HPLC)組之氣管、支氣管、肺部之病毒RNA亦減少(圖14c、圖25)。進而，陰性對照組於SARS-CoV-2感染後出現發熱與肺炎(圖23、圖24)。 對SARS-CoV-2感染後之肺進行組織解析，結果於陰性對照組中觀察到淋巴細胞或嗜中性球之浸潤，亦確認到肺胞壁之肥厚或病毒抗原，於mRNA-RBD(HPLC)組中則未確認到該等現象(圖14d、圖14e)。又，於mRNA-RBD(HPLC)組中，確認到形成支氣管相關淋巴組織(bronchus-associated lymphoid tissue：BALT)(圖14d)。該等結果暗示了如下之可能性：於鼻腔黏膜或氣管黏膜等黏膜，經由形成BLAT而誘導之抗體藉由與SARS-CoV-2結合而將其中和，其結果，於感染後第1天，拭子中之病毒RNA與感染性病毒減少。
材料與方法 小鼠 自日本之CLEA公司購入6～8週齡之C57BL/6及BALB/c小鼠。於特定之無病原體之條件下飼育小鼠。所有之小鼠試驗均已獲得東京大學醫科學研究所動物實驗委員會之許可。
食蟹獼猴 使用於滋賀醫科大學出生，原產於菲律賓、越南及中國之7～10歲之雌性食蟹獼猴。所有之處置均於氯胺酮麻醉與甲苯噻𠯤麻醉下進行，並儘力將痛苦減輕至最小。於麻醉恢復後，1天1次給予CMK-2(CLEA Japan股份有限公司，日本東京)之顆粒飼料，飲用水自由攝取。將動物於控光條件(12小時/12小時之晝夜明暗交替，上午8時開燈)下，一籠一隻收容於籠內。於氯胺酮/甲苯噻𠯤麻醉下，使用吸管與導管於結膜(0.05 mL×2)、鼻孔(0.5 mL×2)、口腔(0.9 mL)及氣管(5 mL)，對猴接種SARS-CoV-2(2×10 7PFU/7 mL HBSS)。於氯胺酮/甲苯噻𠯤麻醉下，使用2根棉棒(榮研化學股份有限公司，日本東京)，自結膜、鼻腔、口腔及氣管採集體液樣本後，將棉棒浸漬於1 mL之包含0.1%牛血清白蛋白(BSA)與抗生素之達爾伯克改良伊格爾培養基(DMEM，Nacalai Tesque，日本東京)中。使用支氣管鏡(MEV-2560，町田內視鏡股份有限公司，東京都)與細胞診用刷(BC-203D-2006，Olympus股份有限公司，東京都)採集支氣管樣本。
LNP-mRNA疫苗 使用實施例10之封入有mRNA之核酸脂質粒子。
試劑 合成刺突蛋白之重疊20-aa肽，自Eurofins Genomics(Ebersberg, Germany)購入。SARS-CoV-2刺突蛋白(ECD)及RBD係自GenScript(Piscataway, NJ, USA)購入。
病毒 於包含0.3%牛血清白蛋白(BSA)及1 μg/mL之L-1-甲苯磺醯胺-2-苯基乙基氯甲基酮(TPCK)處理胰蛋白酶之Opti-MEM I(Invitrogen，Carlsbad, CA, USA)中，於37℃下，於VeroE6細胞中使SARS-CoV-2單離株增殖。
免疫之方法 對6～8週齡之C57BL/6及BALB/c小鼠，於第0天及第14天，使用空白對照(mock)、LNP-mRNA-RBD(3 μg)或LNP-mRNA-RBD(HPLC)(3 μg)進行肌肉內免疫。距第2次免疫化經過2週後，採集膕窩淋巴結、脾臟及血液。對食蟹獼猴，於第0天及第21天，使用空白對照(mock)或LNP-mRNA-RBD(HPLC)(100 μg)進行肌肉內免疫。於第0天、第7天、第14天、第21天、第28天進行採血。
ELISA法 藉由ELISA測定ECD及RBD特異性抗體效價。簡單來說，於碳酸氫鹽緩衝液中，於4℃下將ECD(1 μg/mL)或RBD(1 μg/mL)塗佈於96孔半區板。利用含1% BSA之PBS將培養板於室溫下封閉60分鐘。將培養板利用PBST清洗3次，將稀釋血漿或拭子樣本於室溫下培養120分鐘。將培養板利用PBST清洗3次，與HRP標記山羊抗小鼠IgG、IgG1、IgG2a、IgG2c、或小鼠抗猴IgG於室溫下培養120分鐘。利用PBST清洗3次後，添加TMB基質緩衝液，於室溫下培養10分鐘。其後，添加1N H 2SO 4來停止反應。使用分光光度計，測定450 nm及540或560 nm下之OD(optical density，光密度)值。將OD 450－OD 540或OD 450－OD 560成為0.2時之血漿稀釋度之倒數值作為抗體效價。 將免疫化小鼠之脾細胞之單細胞懸浮液利用肽池1～8、ECD蛋白及RBD蛋白進行24小時刺激。藉由ELISA(R&D)測定上清液中之IFN-γ及IL-13水平。
GC B細胞與T FH細胞染色 利用LIVE/DEAD Aqua、抗CD279(29F.1A12)抗體、抗CD8a(53-6.7)抗體、抗CD3e(145-2C11)抗體、抗GL7(GL7)抗體、抗CD4(RM4-5)抗體、抗CD185(L138D7)抗體、抗CD38(90)抗體及抗CD19(6D5)抗體，對膕窩淋巴結之單細胞懸浮液進行染色。所有抗體均購自BioLegend(San Diego, CA, USA)。藉由流式細胞分析來分析GC B細胞及T FH細胞之比率。
細胞介素之細胞內染色分析 將脾細胞之單細胞懸浮液與蛋白質輸送抑制劑(eBioscience，San Diego, CA, USA)一起利用肽池2、3、4進行6小時刺激。刺激後，利用LIVE/DEAD Aqua將死細胞染色。清洗後，利用抗CD8a(53-6.7)抗體、抗CD4(RM4-5：Invitrogen)抗體、抗TCRβ(H57-597)抗體、抗F4/80(RM8)抗體、抗TER-119(TER-119)抗體、抗CD11b(M1/70)抗體、抗CD19(6D5)抗體、抗CD11c(N418)抗體、抗NK-1.1(PK136)抗體、抗CD45R/B220(RA3-6B2)抗體將細胞染色。只要無特別記載，所有抗體均購自BioLegend。固定後，對經過IC(Intracellular，細胞內)固定緩衝液(Fixation Buffer)(eBioscience公司)處理之透化細胞內細胞介素、CD3，利用抗IFN-γ(XMG1.2)抗體、抗IL-2(JES6-5H4)抗體、抗TNF-α(MP6-XT22)抗體、抗CD3(17A2)抗體進行染色。所有抗體購自BioLegend。藉由流式細胞分析來確定產生細胞介素之CD8 +T細胞及CD4 +T細胞之比率。
人末梢血單核細胞之製備及刺激 末梢血單核細胞(PBMC)係於取得未感染SARS-CoV-2之3名健康成人志願者之知情同意後獲得。使用人PBMC之所有實驗均獲得東京大學醫科學研究所之倫理審查委員會之承認。使用Ficoll Histopaque製備PBMC後，使用LNP-mRNA-Full(0.4、2、10 μg/mL)、LNP-mRNA-RBD(0.4、2、10 μg/mL)、或LNP-mRNA-RBD(HPLC)(0.4、2、10 μg/mL)進行24小時刺激，使用ELISA(Mabtech，瑞典斯德哥爾摩)測定培養上清液中之IFN-α水平。
骨髓來源樹狀細胞與刺激 將骨髓來源樹狀細胞(BM-DC)於小鼠GM-CSF(Granulocyte-macrophage Colony Stimulating Factor，粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子)中培養7天使之分化。將細胞利用LNP-mRNA-Full(0.4、2、10 μg/mL)、LNP-mRNA-RBD(0.4、2、10 μg/mL)、或LNP-mRNA-RBD(HPLC) (0.4、2、10 μg/mL)進行24小時刺激，使用ELISA(Invitrogen)測定培養上清液中之IFN-α。
中和抗體效價 將35微升病毒(140組織培養感染用量50)與35 μL之2倍連續稀釋之血清一起於室溫下培養1小時，將該混合物50 μL添加至96孔培養板中之融合VeroE6/TMPRS2細胞，於37℃下培養1小時。添加50 μL含5% FCS(fucosylated chondroitin sulfate，岩藻糖化硫酸軟骨素)之DMEM後，將細胞進一步於37℃下培養3天。於倒置顯微鏡下觀察病毒細胞病理效果(CPE)，確定完全防止CPE之最高血清稀釋度之倒數作為病毒中和效價(圖24)。
針對SARS-CoV-2之使用VeroE6/TMPRSS2之病毒滴定 將表現TMPRSS2之融合Vero E6細胞株(JCRB Cell Bank，日本)於經稀釋之拭子樣本與10%w/v組織勻漿樣本中培養1小時。利用HBSS(Hanks' Balanced Salt Solution，漢克斯平衡鹽溶液)清洗細胞後，於含0.1%BSA之DMEM中培養3天(25)。利用顯微鏡監控病毒效價，採用里得-明奇(Reed-Muench)法計算。
病毒RNA之即時RT-PCR 分別使用QIAmp病毒RNA小量提取套組(Mini kit)及RNeasy小量提取套組採集源自拭子樣本及組織(20 mg)之病毒RNA。藉由使用CFX-96(Bio-Rad，Hercules, CA, USA)之即時RT-PCR(2019-nCoV_N1-F、2019-nCoV_N1-R、2019-nCoV_N1-P，TaqMan快速病毒1-步法預混物(TaqMan Fast Virus 1-step Master Mix))測定病毒RNA。
體溫 於接種病毒之2週前，於氯胺酮/甲苯噻𠯤麻醉下對各猴之腹膜腔或皮下組織植入2台體溫資料記錄器(iButton，Maxim Integrated，加利福尼亞州聖何塞)，其後吸入異氟醚，監控體溫。
X-ray 利用I-PACS系統(KONICA MINOLTA)與PX-20BT(Kenko Tokina)拍攝肺部X光照片。
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本發明可用於預防及/或治療由SARS-CoV-2引起之感染。 [序列表之非關鍵文字]
＜序列編號1＞(包含SARS-CoV-2全長S蛋白之DNA片段)
Figure 02_image019
Figure 02_image021
Figure 02_image023
Figure 02_image025
＜序列編號2＞(正義引子) GTAATACGACTCACTATAA ＜序列編號3＞(反義引子)
Figure 02_image027
＜序列編號4＞(SARS-CoV-2全長S蛋白之模板DNA)
Figure 02_image029
Figure 02_image031
Figure 02_image033
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白全長序列：鹼基編號89～3910 3'-UTR：鹼基編號3911～4042 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號4043～4142 ＜序列編號5＞(SARS-CoV-2全長S蛋白mRNA-001)
Figure 02_image035
Figure 02_image037
Figure 02_image039
＜序列編號6＞(SARS-CoV-2全長S蛋白之胺基酸序列)
Figure 02_image041
Figure 02_image043
RBD序列：胺基酸編號319～541 ＜序列編號7＞(包含SARS-CoV-2 RBD之DNA片段)
Figure 02_image045
Figure 02_image047
＜序列編號8＞(SARS-CoV-2 RBD之模板DNA)
Figure 02_image049
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號9＞(SARS-CoV-2 RBD mRNA-002)
Figure 02_image051
＜序列編號10＞(SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列))
Figure 02_image053
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號11＞(SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(不包含S蛋白訊號序列))
Figure 02_image055
＜序列編號12＞(S_opt2 EcoRI)
Figure 02_image057
Figure 02_image059
Figure 02_image061
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白全長序列：鹼基編號95～3916 3'-UTR：鹼基編號3917～4048 EcoRI序列：鹼基編號4049～4054 ＜序列編號13＞(正義引子2)
Figure 02_image063
NheI序列：鹼基編號5～10 ＜序列編號14＞(反義引子2)
Figure 02_image065
HindIII序列：鹼基編號5～10 BspQI序列：鹼基編號11～17 ＜序列編號15＞(優化之SARS-CoV-2全長S蛋白之模板DNA)
Figure 02_image067
Figure 02_image069
Figure 02_image071
Figure 02_image073
NheI序列：鹼基編號5～10 T7啟動子：鹼基編號11～28 A：轉錄起始點：鹼基編號29 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號29～98 刺突蛋白全長序列：鹼基編號99～3920 3'-UTR：鹼基編號3921～4052 多聚A尾部(polyA)序列(A110)：鹼基編號4053～4162 BspQI序列：鹼基編號4164～4170 HindIII序列：鹼基編號4171～4176 ＜序列編號16＞(優化之SARS-CoV-2全長S蛋白mRNA-003)
Figure 02_image075
Figure 02_image077
Figure 02_image079
＜序列編號17＞(S_RBD_opt2 EcoRI)
Figure 02_image081
Figure 02_image083
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 RBD序列：鹼基編號95～805 3'-UTR：鹼基編號806～937 EcoRI序列：鹼基編號938～943 ＜序列編號18＞(優化之SARS-CoV-2 RBD之模板DNA)
Figure 02_image085
Figure 02_image087
NheI序列：鹼基編號5～10 T7啟動子：鹼基編號11～28 A：轉錄起始點：鹼基編號29 5'-UTR(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號29～98 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號99～137 RBD序列：鹼基編號138～809 3'-UTR：鹼基編號810～941 多聚A尾部(polyA)序列(A110)：鹼基編號942～1051 BspQI序列：鹼基編號1053～1059 HindIII序列：鹼基編號1060～1065 ＜序列編號19＞(優化之SARS-CoV-2 RBD mRNA-004)
Figure 02_image089
Figure 02_image091
＜序列編號20＞SARS-CoV-2 RBD S2000之模板DNA
Figure 02_image093
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號95～133 RBD序列：鹼基編號134～805 3'-UTR：鹼基編號806～937 多聚A尾部(polyA)序列(A50)：鹼基編號938～987 BspQI序列：鹼基編號989～995 ＜序列編號21＞SARS-CoV-2 RBD S2000之mRNA序列
Figure 02_image095
＜序列編號22＞SARS-CoV-2 RBD S2001之模板DNA
Figure 02_image097
Figure 02_image099
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號95～133 RBD序列：鹼基編號134～805 3'-UTR：鹼基編號806～937 多聚A尾部(polyA)序列(A50)：鹼基編號938～987 BspQI序列：鹼基編號989～995 ＜序列編號23＞SARS-CoV-2 RBD S2001之mRNA序列
Figure 02_image101
Figure 02_image103
＜序列編號24＞SARS-CoV-2 RBD S2001之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image105
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號25＞SARS-CoV-2 RBD S2001之胺基酸序列(不包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image107
＜序列編號26＞SARS-CoV-2 RBD S2002之模板DNA
Figure 02_image109
Figure 02_image111
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號95～133 RBD序列：鹼基編號134～736 3'-UTR：鹼基編號737～868 多聚A尾部(polyA)序列(A50)：鹼基編號869～918 BspQI序列：鹼基編號920～926 ＜序列編號27＞SARS-CoV-2 RBD S2002之mRNA序列
Figure 02_image113
Figure 02_image115
＜序列編號28＞SARS-CoV-2 RBD S2002之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image117
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～213 ＜序列編號29＞SARS-CoV-2 RBD S2002之胺基酸序列(不包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image119
＜序列編號30＞SARS-CoV-2 RBD S2003之模板DNA
Figure 02_image121
Figure 02_image123
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號95～133 RBD序列：鹼基編號134～874 3'-UTR：鹼基編號875～1006 多聚A尾部(polyA)序列(A50)：鹼基編號1007～1056 BspQI序列：鹼基編號1058～1064 ＜序列編號31＞SARS-CoV-2 RBD S2003之mRNA序列
Figure 02_image125
Figure 02_image127
＜序列編號32＞SARS-CoV-2 RBD S2003之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image129
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～259 ＜序列編號33＞SARS-CoV-2 RBD S2003之胺基酸序列(不包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image131
＜序列編號34＞SARS-CoV-2 RBD S2004之模板DNA
Figure 02_image133
Figure 02_image135
NheI序列：鹼基編號1～6 T7啟動子：鹼基編號7～24 A：轉錄起始點：鹼基編號25 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號89～94之KOZAK序列在內)：鹼基編號25～94 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號95～133 RBD序列：鹼基編號134～805 3'-UTR：鹼基編號806～937 多聚A尾部(polyA)序列(A50)：鹼基編號938～987 BspQI序列：鹼基編號989～995 ＜序列編號35＞SARS-CoV-2 RBD S2004之mRNA序列
Figure 02_image137
Figure 02_image139
＜序列編號36＞SARS-CoV-2 RBD S2004之胺基酸序列(包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image141
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號37＞SARS-CoV-2 RBD S2004之胺基酸序列(不包含S蛋白訊號序列)
Figure 02_image143
＜序列編號38＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(南非型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image145
Figure 02_image147
＜序列編號39＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(英國型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image149
＜序列編號40＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(巴西型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image151
＜序列編號41＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(加利福尼亞型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image153
Figure 02_image155
＜序列編號42＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(印度型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image157
＜序列編號43＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(南非C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image159
Figure 02_image161
＜序列編號44＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(英國C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image163
＜序列編號45＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(巴西C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image165
Figure 02_image167
＜序列編號46＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(加利福尼亞C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image169
＜序列編號47＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段(印度C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image171
＜序列編號48＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段( 組合突變型 (1))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image173
Figure 02_image175
＜序列編號49＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段( 組合突變型 (2))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image177
＜序列編號50＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段( 組合突變型 (3))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image179
Figure 02_image181
＜序列編號51＞包含突變型SARS-CoV-2 RBD之DNA片段( 組合突變型 (4))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image183
＜序列編號52＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(南非型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image185
Figure 02_image187
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號53＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(英國型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image189
Figure 02_image191
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號54＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(巴西型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image193
Figure 02_image195
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號55＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(加利福尼亞型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image197
Figure 02_image199
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號56＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(印度型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image201
Figure 02_image203
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號57＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(南非C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image205
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號58＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(英國C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image207
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號59＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(巴西C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image209
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號60＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(加利福尼亞C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image211
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號61＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA(印度C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image213
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號62＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA( 組合突變型 (1))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image165
Figure 02_image216
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號63＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA( 組合突變型 (2))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image218
Figure 02_image220
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號64＞突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA( 組合突變型 (3))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image222
Figure 02_image224
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號65 突變型SARS-CoV-2 RBD之模板DNA( 組合突變型 (4))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image226
Figure 02_image228
T7啟動子：鹼基編號1～18 A：轉錄起始點：鹼基編號19 5'-UTR序列(包括轉錄起始點及鹼基編號83～88之KOZAK序列在內)：鹼基編號19～88 刺突蛋白訊號序列：鹼基編號89～127 RBD序列：鹼基編號128～799 3'-UTR：鹼基編號800～931 多聚A尾部(polyA)序列(A100)：鹼基編號932～1031 ＜序列編號66＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(南非型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image230
＜序列編號67＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(英國型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image232
＜序列編號68＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(巴西型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image234
Figure 02_image236
＜序列編號69＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(加利福尼亞型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image238
＜序列編號70＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(印度型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image240
Figure 02_image242
＜序列編號71＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(南非C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image244
Figure 02_image246
＜序列編號72＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(英國C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image248
＜序列編號73＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(巴西C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image250
Figure 02_image252
＜序列編號74＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(加利福尼亞C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image254
＜序列編號75＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(印度C538S型)(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image256
Figure 02_image258
＜序列編號76＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(組合突變型(1))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image260
Figure 02_image262
＜序列編號77＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(組合突變型(2))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image264
＜序列編號78＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(組合突變型(3))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image266
Figure 02_image268
＜序列編號79＞突變型SARS-CoV-2 RBD mRNA(組合突變型(4))(下劃線表示突變密碼子，粗體字表示突變部位)
Figure 02_image270
＜序列編號80＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(南非型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image272
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號81＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(英國型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image274
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號82＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(巴西型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image276
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號83＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(加利福尼亞型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image278
Figure 02_image280
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號84＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(印度型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image282
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號85＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(南非C538S型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image284
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號86＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(英國C538S型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image286
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號87＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(巴西C538S型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image288
＜序列編號88＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(加利福尼亞C538S型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image290
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號89＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(印度C538S型)(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image292
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號90＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(1))(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image294
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號91＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(2))(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image296
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號92＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(3))(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image298
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號93＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(4))(包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image300
S蛋白訊號序列：胺基酸編號1～13 RBD序列：胺基酸編號14～236 ＜序列編號94＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(南非型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image302
＜序列編號95＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(英國型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image304
＜序列編號96＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(巴西型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image306
＜序列編號97＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(加利福尼亞型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image308
＜序列編號98＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(印度型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image310
＜序列編號99＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(南非C538S型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image312
＜序列編號100＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(英國C538S型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image314
＜序列編號101＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(巴西C538S型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image316
＜序列編號102＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(加利福尼亞C538S型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image318
＜序列編號103＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(印度C538S型)(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image320
＜序列編號104＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(1))(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image322
＜序列編號105＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(2))(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image324
＜序列編號106＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(3))(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image326
＜序列編號107＞突變型SARS-CoV-2 RBD之胺基酸序列(組合突變型(4))(不包含S蛋白訊號序列，下劃線表示突變胺基酸)
Figure 02_image328
圖1係實施例3及實施例4之粒子之RBD蛋白表現水平(誘導能力)。緩衝液(Buffer)：含300 mM蔗糖(Sucrose)之10 mM組胺酸(Histidine)緩衝液(pH值6.5)。 圖2係藉由實施例3及實施例4之粒子誘導之血中抗RBD抗體應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)。豎條表示幾何平均值，1～5之符號表示各抗體水平。 圖3係實施例3組及實施例4組之血清所具有之RBD-hACE2結合抑制活性。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)。橫杠表示幾何平均值，圓點符號表示各抑制活性水平。 圖4(A)～(B)係藉由實施例3組及實施例4組誘導之RBD特異性細胞性免疫應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值6.5)。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。於全處理組中，DMSO(Dimethyl sulfoxide，二甲基亞碸)濃度調整為0.1%(v/v)。No peptides：無肽組。 圖5係藉由投予實施例4、實施例7或實施例8之粒子而誘導之血中抗RBD抗體應答(血中抗RBD抗體效價)。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示幾何平均值，1～4之符號表示各抗體水平。 圖6係藉由投予實施例8或實施例10之粒子誘導之血中抗RBD抗體應答(血中抗RBD抗體效價)。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示幾何平均值，1～5之符號表示各抗體水平。 圖7係藉由投予實施例10之粒子誘導之血中抗SARS-CoV-2中和活性。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示幾何平均值，1～5之符號表示各中和活性。 圖8係藉由投予實施例8及實施例10之粒子誘導之血中抗SARS-CoV-2中和活性。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示幾何平均值，1～5之符號表示各中和活性。 圖9係藉由投予實施例8或實施例10之粒子誘導之血中抗RBD抗體應答(血中抗RBD抗體效價)。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示幾何平均值，誤差線表示標準偏差。 圖10(A)～(B)係藉由實施例10誘導之RBD特異性細胞性免疫應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。豎條表示平均值，1～7之符號表示各細胞介素誘導水平。於全處理組中，DMSO濃度調整為0.1%(v/v)。No peptides：無肽組。 圖11係針對SARS-CoV-2 RBD之mRNA疫苗之系統特異性免疫原性。(a-e、g及h)對6週齡之C57BL/6小鼠及BALB/c小鼠以兩週之間隔於肌肉內投予空白對照(mock)或LNP(Lipid Nanoparticles，脂質奈米粒)-mRNA-RBD(3 μg mRNA)，共計投予2次。(a)距第2次投予經過2週後，藉由ELISA(Enzyme Linked Immunosorbent Assay，酶聯免疫吸附分析)測定血中抗RBD抗體效價。(b-e)由小鼠膕窩淋巴結製備淋巴細胞，進行流式細胞儀(flow cytometry)解析。(b-d)將生髮中心(germinal center：GC)B細胞閘控(gating)為GL7 +CD38 -CD19 +細胞。(e)將T FH細胞閘控為CD185 +PD-1 +CD3ε+CD4 +T細胞。(f)SARS-CoV-2刺突蛋白之重疊肽。將16個重疊肽作為1個肽池，分成8個肽池。(g及h)由小鼠脾臟製備脾細胞，利用肽池進行24小時再處理。藉由ELISA測定培養上清液中之IFN(Interferon，干擾素)-γ水平。(g-h)用餅圖表示將池2、3及4與蛋白質輸送抑制劑一起經過6小時處理後之產生細胞介素之CD8 +T細胞及CD4 +T細胞之比率。3 +：IFN-γ+IL-2+TNF-α+；2+：IFN-γ+IL-2+、IFN-γ+TNF-α+、IL-2+TNF-α+；1+：IFN-γ+、IL-2+、TNF-α+。N＝4～5。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用曼-惠特尼(Mann-Whitney)檢驗。 圖12係封入有經HPLC(High Performance Liquid Chromatography，高效液相層析)純化之mRNA之LNP-mRNA-RBD(mRNA-RBD(HPLC))之免疫原性。(a)將SARS-CoV-2非感染者之人末梢血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell：PBMC)利用LNP-mRNA-Full(mRNA-Full)(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)、LNP-mRNA-RBD(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)或mRNA-RBD(HPLC)(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)進行24小時處理，藉由ELISA測定培養上清液中之IFN-α水平。(b)將源自C57BL/6小鼠及BALB/c小鼠之骨髓之樹狀細胞(BM-DC)利用LNP-mRNA-Full(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)、LNP-mRNA-RBD(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)或mRNA-RBD(HPLC)(以mRNA換算計為0.4、2及10 μg/mL)進行24小時處理，藉由ELISA測定培養上清液中之IFN-α水平。(c-i)於第0天及第14天，對C57BL/6小鼠於肌肉內投予空白對照(mock)、LNP-mRNA-RBD(3 μg mRNA)或mRNA-RBD(HPLC)(3 μg mRNA)。(c)距第2次投予經過2週後，藉由ELISA測定血中抗RBD抗體效價。(d及e)自小鼠採集膕窩淋巴結。(d)將GC B細胞閘控為GL7 +CD38 -CD19 +細胞。(e)將T FH細胞閘控為CD185 +PD-1 +CD3ε+CD4 +T細胞。(f及g)由小鼠脾臟製備脾細胞，利用肽池進行24小時處理。藉由ELISA測定培養上清液中之IFN-γ水平。用餅圖表示將肽池3及4與蛋白質輸送抑制劑一起經過6小時處理後之產生細胞介素之CD8 +T細胞及CD4 +T細胞之比率。3 +：IFN-γ+IL-2 +TNF-α +；2 +：IFN-γ +IL-2 +、IFN-γ +TNF-α +、及IL-2 +TNF-α +；1+：IFN-γ +、IL-2 +、及TNF-α +。(h、i)表示圖12f、g、圖21、22之代表性資料。用散點圖表示IFN-γ +IL-2 +TNF-α +CD8 +T細胞及IFN-γ +TNF-α +CD8 +T細胞。N＝4～5。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，ANOVA(Analysis of Variance，方差分析)後採用鄧恩(Dunn)多重比較檢驗。 圖13係投予了封入有經HPLC純化之mRNA之LNP-mRNA-RBD之食蟹獼猴之血中抗RBD抗體應答。(a)LNP-mRNA-RBD投予、感染、及採樣之流程。(b-c)對食蟹獼猴，於第0天及第21天，使用空白對照(mock)或LNP-mRNA-RBD(HPLC)(100 μg)進行肌肉內免疫。(b)藉由ELISA測定第0天、第7天、第14天、第21天、第28天及感染後第7天之血中抗RBD抗體效價。(c)藉由中和分析來測定中和抗體。(d)藉由ELISA測定拭子樣本(結膜、口腔、鼻腔、氣管及直腸)之血中抗RBD IgG效價。黑色箭頭表示疫苗投予日、紅色箭頭表示SARS-CoV-2感染日。 圖14係投予了mRNA-RBD(HPLC)之食蟹獼猴之抗SARS-CoV-2感染防禦應答。距第2次投予經過1週後，於食蟹獼猴之結膜、鼻腔、口腔及氣管投予SARS-CoV-2(2×10 7PFU(Plaque-forming unit，空斑形成單位))。(a)拭子樣本中之病毒RNA及(b)病毒效價係藉由RT-PCR(Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction，逆轉錄-聚合酶鏈反應)及細胞培養法而測定。(c-d)藉由RT-PCR法測定肺組織中之病毒RNA。RU：右上葉、RM：右中葉、RL：右下葉、LU：左上葉、LM：左中葉、LL：左下葉。 圖15(a)係投予了LNP-mRNA-RBD之小鼠之血中抗刺突蛋白胞外區(ECD)抗體應答。於第0天及第14天，對C57BL/6小鼠及BALB/c小鼠於肌肉內投予空白對照(mock)或LNP-mRNA-RBD(3 μg mRNA)。距第2次投予經過2週後，藉由ELISA測定血中抗ECD抗體效價。N＝4～5。橫杠表示平均值，符號表示各個體之資料。*P＜0.05，採用曼-惠特尼檢驗。 圖16係GC B細胞及T FH細胞之閘控。由小鼠膕窩淋巴結製備淋巴細胞，將GC B細胞及T FH細胞經過免疫染色後進行流式細胞儀解析。細胞係針對淋巴細胞大小、單峰、基因庫、T細胞或B細胞、及T FH細胞或GC B細胞而進行閘控。 圖17(a)～(d)係RBD特異性之T細胞應答。由小鼠脾臟製備脾細胞，利用刺突蛋白肽池、ECD蛋白或RBD蛋白進行24小時處理。藉由ELISA測定培養上清液中之IFN-γ及IL-13水平。N＝4～5隻。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用ANOVA及西達克(Sidak)多重比較檢驗。 圖18(a)～(b)係RBD特異性之CD8 T細胞應答。由小鼠脾臟製備脾細胞，利用蛋白質輸送抑制劑與肽池進行6小時處理。利用流式細胞儀解析產生細胞介素之CD8 +T細胞之比率。N＝4～5。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用曼-惠特尼檢驗。 圖19(a)～(b)係RBD特異性之CD4 T細胞應答。由小鼠脾臟製備脾細胞，利用蛋白質輸送抑制劑與肽池進行6小時處理。利用流式細胞儀解析產生細胞介素之CD4 +T細胞之比率。N＝4～5。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用曼-惠特尼檢驗。 圖20係投予了mRNA-RBD(HPLC)之小鼠之刺突蛋白特異性之免疫應答。(a)於第0天及第14天，對C57BL/6小鼠及BALB/c小鼠於肌肉內投予空白對照(mock)、mRNA-RBD或mRNA-RBD(HPLC)(3 μg mRNA)。距第2次投予經過2週後，藉由ELISA測定血中抗ECD抗體效價。(b-e)由小鼠脾臟製備脾細胞，利用刺突蛋白肽池、ECD肽池或RBD肽池進行24小時處理。N＝4。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用ANOVA及鄧恩或西達克多重比較檢驗。 圖21(a)～(b)係投予了mRNA-RBD(HPLC)之C57BL/6小鼠之RBD特異性之T細胞應答。由小鼠脾臟製備脾細胞，利用蛋白質輸送抑制劑與肽池進行6小時處理。利用流式細胞儀解析產生細胞介素之CD8 +T細胞及CD4 +T細胞之比率。N＝4。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用ANOVA及鄧恩多重比較檢驗。 圖22(a)～(b)係投予了mRNA-RBD(HPLC)之BALB/c小鼠之RBD特異性之T細胞應答。由小鼠脾臟製備脾細胞，利用蛋白質輸送抑制劑與肽池進行6小時處理。利用流式細胞儀解析產生細胞介素之CD8 +T細胞及CD4 +T細胞之比率。N＝4。豎條表示平均值，誤差線表示標準誤差。*P＜0.05，採用ANOVA及鄧恩多重比較檢驗。 圖23係SARS-CoV-2感染前後之體溫之變化。距第2次投予mRNA-RBD(HPLC)經過1週後，於食蟹獼猴之口腔、鼻腔及氣管內投予SARS-CoV-2(2.2×10 6PFU)。自投予SARS-CoV-2之2天前開始，使用遙測傳送器與電腦記錄體溫。 圖24係投予了mRNA-RBD(HPLC)之食蟹獼猴之SARS-CoV-2感染後之胸部X光照片。 圖25係藉由實施例10、12、14、16、18及20誘導之血中抗RBD抗體應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。N＝4。豎條表示幾何平均值，1～4之符號表示各抗RBD抗體水平。 圖26係藉由實施例10及21～30誘導之血中抗RBD抗體應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。N＝4。豎條表示幾何平均值，1～4之符號表示各抗RBD抗體水平。 圖27係藉由實施例8、32a、32b、32c、32d、32f及33誘導之血中抗RBD抗體應答。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。N＝4～5。豎條表示幾何平均值，1～5之符號表示各抗RBD抗體水平。ELISA之固相化所使用之RBD抗原源自武漢株(原始株(Original))及B.1.351株(351)。 圖28係投予了實施例10之BALB/c小鼠血清之RBD-hACE2結合抑制活性。緩衝液：含300 mM蔗糖之10 mM組胺酸緩衝液(pH值7.0)。作為RBD抗原，使用SARS-CoV-1來源(對照(Control))、武漢株來源(原始株)、及原始株之點突變體(K417N、E484K、N501Y、K417N/E484K/N501Y)。N＝4。橫杠表示幾何平均值，1～4之符號表示各抑制活性水平。 圖29係投予了實施例10之食蟹獼猴血漿之抗SARS-CoV-2中和活性。N＝4。Pre表示投予實施例10之前，Post表示投予實施例10之後。豎條表示幾何平均值，圓點符號表示各中和活性。
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Claims (52)

  1. 一種粒子，其係封入有可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之核酸之脂質粒子，脂質包含通式(Ia)所表示之陽離子性脂質、或其藥學上容許之鹽， [化1]
    Figure 03_image330
    式中， R 1及R 2獨立表示C 1-C 3烷基； L 1表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 17-C 19烯基； L 2表示可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烷基、或者可具有1個或複數個C 2-C 4烷醯氧基之C 10-C 19烯基； p為3或4。
  2. 如請求項1之粒子，其中通式(Ia)中之R 1及R 2均為甲基。
  3. 如請求項1或2之粒子，其中通式(Ia)中之p為3。
  4. 如請求項1至3中任一項之粒子，其中通式(Ia)中之L 1為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。
  5. 如請求項1至4中任一項之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 19烯基。
  6. 如請求項1至4中任一項之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為可具有1個或複數個乙醯氧基之C 10-C 12烷基、或者可具有1個或複數個乙醯氧基之C 17-C 19烯基。
  7. 如請求項1至6中任一項之粒子，其中通式(Ia)中之L 1為(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基、順-8-十七碳烯基、或(8Z,11Z)-十七碳二烯基。
  8. 如請求項1至7中任一項之粒子，其中通式(Ia)中之L 2為癸基、順-7-癸烯基、十二烷基、或(R)-11-乙醯氧基-順-8-十七碳烯基。
  9. 如請求項1之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化2]
    Figure 03_image332
    。
  10. 如請求項1之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化3]
    Figure 03_image334
    。
  11. 如請求項1之粒子，其中陽離子性脂質係以下述結構式表示： [化4]
    Figure 03_image336
    。
  12. 如請求項1至11中任一項之粒子，其中脂質進而包含兩親媒性脂質、固醇類及PEG脂質。
  13. 如請求項12之粒子，其中兩親媒性脂質為選自由二硬脂醯磷脂醯膽鹼、二油醯磷脂醯膽鹼及二油醯磷脂醯乙醇胺所組成之群中之至少一者。
  14. 如請求項12或13之粒子，其中固醇類為膽固醇。
  15. 如請求項12至14中任一項之粒子，其中PEG脂質為1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇及/或N-[甲氧基聚(乙二醇)2000]胺甲醯基]-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺。
  16. 如請求項12至15中任一項之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為15%以下、固醇類為20～55%、陽離子性脂質為40～65%、PEG脂質為1～5%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～30。
  17. 如請求項16之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為5～15%、固醇類為35～50%、陽離子性脂質為40～55%、PEG脂質為1～3%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為15～25。
  18. 如請求項17之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為40～50%、PEG脂質為1～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5。
  19. 如請求項18之粒子，其中兩親媒性脂質、固醇類、陽離子性脂質及PEG脂質之脂質組成以莫耳量計，兩親媒性脂質為10～15%、固醇類為35～45%、陽離子性脂質為45～50%、PEG脂質為1.5～2%，總脂質重量相對於核酸重量之比率為17.5～22.5。
  20. 如請求項1至19中任一項之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含受體結合區。
  21. 如請求項20之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段中之受體結合區包含與序列編號11之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  22. 如請求項20之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段中之受體結合區包含與序列編號25、29、33、37、94～107之任一胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  23. 如請求項20之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含與序列編號10之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  24. 如請求項20之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段包含與序列編號24、28、32、36、80～93之任一胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  25. 如請求項1至19之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白包含與序列編號6之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  26. 如請求項25之粒子，其中新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白中之受體結合區包含與序列編號11之胺基酸序列具有至少95%同一性之胺基酸序列。
  27. 如請求項25或26之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、S蛋白之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。
  28. 如請求項20至24中任一項之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸為包含帽狀結構(Cap)、5'非轉譯區(5'-UTR)、前導序列(leader sequence)、S蛋白中之受體結合區之轉譯區、3'非轉譯區(3'-UTR)及多聚A尾部(polyA)之mRNA。
  29. 如請求項27之粒子，其中S蛋白之轉譯區之序列包含與序列編號5之序列中之S蛋白之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。
  30. 如請求項27之粒子，其中S蛋白之轉譯區之序列包含與序列編號16之序列中之S蛋白之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。
  31. 如請求項27之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸包含序列編號5之核苷酸序列。
  32. 如請求項27之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之核酸包含序列編號16之核苷酸序列。
  33. 如請求項27之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號9之序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。
  34. 如請求項27之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號19之序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。
  35. 如請求項27之粒子，其中S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列包含與序列編號21、23、27、31、35、66～79之任一序列中之S蛋白中之受體結合區之轉譯區之序列具有至少90%同一性之核苷酸序列。
  36. 如請求項28之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸包含序列編號9之核苷酸序列。
  37. 如請求項28之粒子，其中可表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白之片段之核酸包含序列編號19之核苷酸序列。
  38. 如請求項1至37中任一項之粒子，其中核酸包含至少一個修飾核苷酸。
  39. 如請求項38之粒子，其中修飾核苷酸包含至少一個5位被取代之嘧啶核苷酸及/或1位可被取代之假尿苷。
  40. 如請求項38之粒子，其中修飾核苷酸包含選自由5-甲基胞苷、5-甲氧基尿苷、5-甲基尿苷、假尿苷及1-烷基假尿苷所組成之群中之至少一個。
  41. 如請求項1至40中任一項之粒子，其中粒子之平均粒徑為30 nm～300 nm。
  42. 一種如請求項1至41中任一項之粒子之用途，其用於製造用以預防及/或治療由新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)引起之感染之組合物。
  43. 一種組合物，其含有如請求項1至41中任一項之粒子。
  44. 如請求項43之組合物，其用以於體內或體外表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段。
  45. 如請求項43或44之組合物，其用作醫藥。
  46. 如請求項45之組合物，其用於誘導針對新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之免疫反應。
  47. 如請求項45或46之組合物，其用於預防及/或治療新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)感染。
  48. 一種於體外表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對細胞導入如請求項43或44之組合物。
  49. 一種於體內表現新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之S蛋白及/或其片段之方法，其包括對哺乳動物投予如請求項43至47中任一項之組合物。
  50. 一種誘導針對新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)之免疫反應之方法，其包括對哺乳動物投予如請求項45或46之組合物。
  51. 一種預防及/或治療新型冠狀病毒(嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)：SARS-CoV-2)感染之方法，其包括對哺乳動物投予如請求項45至47中任一項之組合物。
  52. 如請求項49至51中任一項之方法，其中哺乳動物為人類。
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