无佐剂疫苗分子及其制备方法与应用

本发明涉及疫苗，具体涉及一种无佐剂疫苗分子及其制备方法与应用。

背景技术：

1、具有优良的生物安全性、稳定性和适于快速批量生产的蛋白疫苗是一种具有代表性的疫苗类型。然而，其所需抗原蛋白往往免疫原性较弱，单独使用无法引起有效的免疫应答，这大大限制了蛋白疫苗的发展。

2、为有效提升抗原蛋白免疫原性，免疫佐剂通常被添加到疫苗中以激发强烈的免疫应答。但是，到目前为止，只有少量的佐剂被批准用于人类疫苗，而不同的抗原对同一佐剂的适用性也不尽相同。此外，佐剂的使用，特别是尚未批准用于人类的佐剂，需要额外的证据来验证佐剂的安全性和有效性，这使疫苗的临床应用变得复杂。因此，通过修饰抗原来提升抗原的免疫原性，进而开发无佐剂疫苗是一种有前景的方法。

3、对于绝大部分糖蛋白抗原来说，其表面被广泛糖基化。这些聚糖能够屏蔽糖蛋白抗原的免疫原性表位，进而协助病毒逃避免疫系统的识别和清除，从而削弱了疫苗的效力。另外，现有蛋白抗原一般都需要与佐剂进行联合使用，才能够具有强烈的免疫效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的抗原免疫原性差问题，提供一种无佐剂疫苗分子及其制备方法与应用。该疫苗为在糖蛋白抗原的聚糖部分的特定位置引入醛基修饰的亚单位疫苗，该修饰方法得到的疫苗分子对蛋白上多肽抗原表位影响较小，不需外加佐剂，易于制备且具有强烈的免疫效果。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种无佐剂疫苗分子，所述无佐剂疫苗分子为糖蛋白抗原的聚糖中含有醛基的糖蛋白抗原修饰物，其中，所述糖蛋白抗原的聚糖的末端唾液酸的邻二醇位置和/或所述糖蛋白抗原的聚糖的半乳糖残基的顺式邻二醇位置含有醛基。

3、优选地，所述无佐剂疫苗分子的结构如式(1)或式(2)所示，

4、

5、其中，g为聚糖，p为糖蛋白抗原。

6、优选地，糖蛋白抗原的聚糖中的醛基通过高碘酸盐氧化得到。

7、优选地，所述糖蛋白抗原来源于包膜病毒。

8、优选地，所述包膜病毒选自埃博拉病毒、寨卡病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、登革热病毒、基孔肯雅病毒、黄病毒、牛白血病病毒、杆状病毒或冠状病毒。

9、更优选地，所述冠状病毒选自中东呼吸综合征冠状病毒、非典型肺炎病毒或2019新型冠状病毒。

10、本发明第二方面提供了一种制备前文所述无佐剂疫苗分子的方法，该方法包括以下步骤：

11、s1、将糖蛋白抗原、高碘酸盐和酸性缓冲溶液混合，0～4℃下搅拌10～30min后得到混合溶液，其中所述混合溶液中高碘酸盐的浓度为1～2mmol/l；

12、s2、将所述混合溶液与硫代硫酸盐溶液混合后进行反应；

13、s3、对步骤s2所得反应产物进行离心，得到无佐剂疫苗分子。

14、优选地，在步骤s1中，所述酸性缓冲溶液的ph值为5～6。

15、优选地，在步骤s1中，所述混合溶液中糖蛋白抗原的浓度为1～1000μg/ml。

16、优选地，在步骤s1中，所述搅拌速率为100～1000rpm。

17、优选地，在步骤s2中，所述硫代硫酸盐溶液的浓度为20～100mmol/l。

18、优选地，在步骤s2中，所述混合溶液与硫代硫酸盐溶液的用量体积比为1:0.1～10。

19、优选地，在步骤s2中，所述反应的条件包括：反应温度为常温(20～30℃)，反应时间为20～60min。

20、优选地，在步骤s3中，所述离心的条件包括：离心时间为10～30min，离心转速为6000～10000rpm。

21、本发明第三方面提供了一种制备前文所述无佐剂疫苗分子的方法，该方法包括以下步骤：

22、1)将糖蛋白抗原、高碘酸盐和酸性缓冲溶液混合，15～30℃下搅拌60～120min后得到混合溶液，其中所述混合溶液中高碘酸盐的浓度为5～20mmol/l；

23、2)将所述混合溶液与硫代硫酸盐溶液混合后进行反应；

24、3)对步骤2)所得反应产物进行离心，得到无佐剂疫苗分子。

25、优选地，在步骤1)中，所述酸性缓冲溶液的ph值为5～6。

26、优选地，在步骤1)中，所述混合溶液中糖蛋白抗原的浓度为1～1000μg/ml。

27、优选地，在步骤1)中，所述搅拌速率为100～2000rpm。

28、优选地，在步骤2)中，所述硫代硫酸盐溶液的浓度为50～100mmol/l。

29、优选地，在步骤2)中，所述混合溶液与硫代硫酸盐溶液的用量体积比为1:0.5～10。

30、优选地，在步骤2)中，所述反应的条件包括：反应温度为常温(20～30℃)，反应时间为30～60min。

31、优选地，在步骤3)中，所述离心的条件包括：离心时间为10～30min，离心转速为6000～10000rpm。

32、本发明第四方面提供了一种前文所述的无佐剂疫苗分子或前文所述的方法制备的无佐剂疫苗分子在制备抗病毒疫苗中的应用。

33、优选地，所述抗病毒疫苗的剂型为注射剂、口服制剂、鼻用制剂或喷雾剂。

34、本发明发明人发现，对聚糖进行修饰改造是一种提升抗原免疫原性的有效的策略，而醛修饰可以通过抗原呈递细胞表面清道夫受体介导抗原的摄取，从而进入抗原呈递途径，更有效的激活免疫系统。

35、本发明在疫苗领域采用高碘酸盐介导的糖蛋白聚糖氧化反应制备了无佐剂的亚单位疫苗。在优选情况下，在低浓度高碘酸盐、低温和反应较短时间条件下，糖蛋白聚糖链末端唾液酸的邻二醇被氧化为醛基；在高浓度高碘酸盐、常温和反应较长时间条件下，糖蛋白聚糖链中末端唾液酸的邻二醇和半乳糖残基的顺式邻二醇均被高碘酸钠氧化为醛基。本发明所述方法反应条件温和，疫苗分子结构简单，易于制备，且对抗原蛋白上的多肽抗原表位影响小。该疫苗设计策略适用于多种来源的抗原糖蛋白。

36、与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)疫苗分子制备简单，有利于大规模生产；(2)在糖蛋白聚糖位置进行修饰对抗原上具有免疫原性的多肽表位干扰小；(3)无需添加额外的佐剂；(4)产生高亲和力的针对原始抗原蛋白的抗体以及强烈的细胞免疫反应；(5)针对主要突变株具有有效的交叉中和能力。

技术特征：

1.一种无佐剂疫苗分子，其特征在于，所述无佐剂疫苗分子为糖蛋白抗原的聚糖中含有醛基的糖蛋白抗原修饰物，

2.根据权利要求1所述的无佐剂疫苗分子，其特征在于，糖蛋白抗原的聚糖中的醛基通过高碘酸盐氧化得到。

3.根据权利要求1或2所述的无佐剂疫苗分子，其特征在于，所述糖蛋白抗原来源于包膜病毒；

4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述无佐剂疫苗分子的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，所述酸性缓冲溶液的ph值为5～6；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述硫代硫酸盐溶液的浓度为20～100mmol/l；

7.一种制备权利要求1-3中任意一项所述无佐剂疫苗分子的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述酸性缓冲溶液的ph值为5～6；

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述硫代硫酸盐溶液的浓度为50～100mmol/l；

10.权利要求1-3中任意一项所述的无佐剂疫苗分子或权利要求4-9所述的方法制备的无佐剂疫苗分子在制备抗病毒疫苗中的应用；

技术总结
本发明涉及疫苗技术领域，公开了一种无佐剂疫苗分子及其制备方法与应用。所述无佐剂疫苗分子为糖蛋白抗原的聚糖中含有醛基的糖蛋白抗原修饰物，其中，所述糖蛋白抗原的聚糖的末端唾液酸的邻二醇位置和/或所述糖蛋白抗原的聚糖的半乳糖残基的顺式邻二醇位置含有醛基。该疫苗为在糖蛋白抗原的聚糖部分的特定位置引入醛基修饰的亚单位疫苗，该修饰方法得到的疫苗分子对蛋白上多肽抗原表位影响小，不需外加佐剂，易于制备且具有强烈的免疫效果。

技术研发人员：郭军,张如岩,周世豪
受保护的技术使用者：华中师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13