核酸疫苗制造技术

本发明专利技术涉及用于制备、制造和治疗性使用包含编码一种或多种抗原的多核苷酸分子的核糖核酸疫苗(NAV)的组合物和方法。

nucleic acid vaccine

The present invention relates to compositions and methods for the preparation, manufacture, and treatment of a nucleic acid vaccine (NAV) comprising polynucleotide molecules encoding one or more antigens.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请根据美国法典第35篇第119条要求2014年4月23日提交的美国临时申请61/983,250和2014年12月8日提交的美国临时申请62/088994的权益，所述临时申请各自的全部内容以引用的方式并入本文。专利
本专利技术涉及用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用疫苗、具体地说核酸疫苗(NAV)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。具体地说，本专利技术涉及用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核糖核酸(RNA)疫苗(例如mRNA疫苗)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。专利技术背景疫苗接种是用于提供针对感染性疾病，包括但不限于病毒性疾病、细菌性疾病和/或寄生虫病(如流感、AIDS、肝炎病毒感染、霍乱、疟疾和结核)以及许多其他疾病的预防性保护的有效方式。例如，流感感染是美国死亡的第七大主要原因，在美国每年有200,000例住院治疗和40,000例死亡；并且在全世界每年造成约3-5百万例住院治疗和约300,000至500,000例死亡。每年数百万人接受流感疫苗以保护他们免受季节性流感。疫苗接种还能够快速预防新兴流感大流行病的传播。典型的疫苗含有类似于致病因子(disease-causingagent)的减弱或死亡形式的试剂，所述致病因子可以是微生物，例如细菌、病毒、真菌、寄生虫或一种或多种毒素和/或一种或多种蛋白质，例如所述微生物的表面蛋白(即，抗原)。疫苗中的抗原或试剂可刺激身体的免疫系统将所述试剂识别为外来侵入物，产生针对所述试剂的抗体，破坏所述试剂并且发展所述试剂的记忆。疫苗诱导的记忆使免疫系统能够快速作用来保护身体免受随后遇到的这些试剂中的任一种。本领域中使用的疫苗生产，例如抗原疫苗生产具有若干阶段，包括产生抗原、抗原纯化和灭活以及疫苗配制。首先，通过在细胞系中培养病毒、在生物反应器中生长细菌或产生来源于细胞培养物中的病毒和细菌、酵母或细菌的重组蛋白来产生抗原。然后纯化重组蛋白，并且在病毒和细菌与佐剂一起配制在疫苗中之前使所述病毒和细菌灭活。大大减少与疫苗开发中的现有技术相关的时间和费用一直是挑战。开发新疫苗的另一个障碍是大多数传染因子如病毒和细菌的不断进化。病毒通常使它们的表面蛋白突变以产生新的抗原，这可帮助它们跳过已通过含有所述病毒的疫苗免疫的主动免疫系统。相比之下，细菌获得且突变关键蛋白质以逃避宿主防御和有效的抗生素应用。例如，甲型、乙型和丙型流感病毒是流感的病原体。血凝素(HA)是病毒的天然宿主，所述血凝素是甲型和乙型流感病毒的主要包膜糖蛋白或其同源物——丙型流感病毒中的血凝素-酯酶(HE)。流感病毒的血凝素(HA)蛋白的快速进化导致新毒株的不断出现，从而使得宿主的适应性免疫应答对新的感染仅是部分保护性的。使用传统疫苗的针对流感和其他感染的治疗和预防的最大挑战是疫苗在广度上的限制，从而提供仅针对密切相关的亚型的保护。此外，当前的生产过程长度抑制在大流行情况下开发且生产适应疫苗的任何快速反应。开发抵抗感染性疾病和传染因子的新疫苗以及新方法具有重大意义。专利技术概要本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(NAV)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。具体地说，本文描述用于选择、设计、制备、制造、配制和/或使用核酸疫苗(例如RNA疫苗和mRNA疫苗)的组合物、方法、过程、试剂盒以及装置。本专利技术提供包含一种或多种核酸疫苗或NAV的组合物，例如药物组合物。本专利技术的NAV或NAV组合物可被设计成包含编码一种或多种野生型或工程化蛋白质、肽或多肽(例如，抗原)的一种或多种核酸分子，例如多核苷酸。在一些实施方案中，所述核酸分子(例如多核苷酸)是RNA。在一些实施方案中，所述核酸分子(例如多核苷酸)是mRNA。在一些实施方案中，所述NAV或NAV组合物包含化学修饰的核酸(例如，RNA多核苷酸)。在一些实施方案中，抗原所来源或工程化自的传染因子包括但不限于病毒、细菌、真菌、原生动物和/或寄生虫。在一些实施方案中提供诱导、引发、加强或触发细胞、组织或生物体中的免疫应答的方法，所述方法包括使所述细胞、组织或生物体与本文描述或教导的RNAV中的任一种相接触。本专利技术的方面提供在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗(NAV)，所述核酸疫苗包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸。一些方面提供在载体中配制的NAV，所述NAV包含一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述载体具有约20％-60％阳离子脂质:5％-25％非阳离子脂质:25％-55％固醇；以及0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。在一些实施方案中，所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2,2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质:约5％-25％非阳离子脂质:约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含约50％阳离子脂质、约1.5％PEG修饰的脂质、约38.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒包含约55％阳离子脂质、约2.5％PEG脂质、约32.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。在一些实施方案中，所述阳离子脂质是可电离阳离子脂质，并且所述非阳离子脂质是中性脂质，并且所述固醇是胆固醇。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有50:38.5:10:1.5摩尔比的阳离子脂质:胆固醇:PEG2000-DMG:DSPC。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有50-150nm的平均直径。在一些实施方案中，所述阳离子脂质纳米颗粒具有80-100nm的平均直径。在一些实施方案中，所述疫苗包含1.5mg/mL的RNA多核苷酸和35-45mg/mL脂质。在一些实施方案中，所述NAV包含约2mg/mL的RNA多核苷酸和约40mg/mL脂质。在一些实施方案中，所述开放阅读框是密码子优化的。在一些实施方案中，所述第一抗原多肽来源于传染因子。在一些实施方案中，所述传染因子选自由病毒的毒株和细菌的菌株组成的组的成员。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸编码另一抗原多肽。在一些实施方案中，所述另一RNA多核苷酸包含至少一种化学修饰和密码子优化的开放阅读框，所述开放阅读框编码抗原多肽。在一些实施方案中，所述一种或多种抗原多肽选自在表6-16、表29-30中列出的那些蛋白质或其片段。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框和/或第二RNA多核苷酸的开放阅读框各自独立地编码选自表6-16、表29-30的抗原多肽或其片段。在一些实施方案中，所述一种或多种RNA多核苷酸的开放阅读框各自选自表28的RNA序列中的任一者或其片段。在本文提供的任何实施方案中，所述传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在阳离子脂质纳米颗粒中配制的核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％‑60％阳离子脂质：约5％‑25％非阳离子脂质：约25％‑55％固醇；以及约0.5％‑15％PEG修饰的脂质的摩尔比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 US 61/983,250;2014.12.08 US 62/088,9941.一种在阳离子脂质纳米颗粒中配制的核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。2.如权利要求1所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。3.如权利要求2所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。4.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。5.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含约50％阳离子脂质、约1.5％PEG修饰的脂质、约38.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。6.如权利要求2或3所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含约55％阳离子脂质、约2.5％PEG脂质、约32.5％胆固醇以及约10％非阳离子脂质的摩尔比。7.如权利要求2所述的疫苗，其中所述阳离子脂质是可电离阳离子脂质，并且所述非阳离子脂质是中性脂质，并且所述固醇是胆固醇。8.如权利要求1-7中任一项所述的疫苗，其中所述开放阅读框是密码子优化的。9.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽来源于传染因子。10.如权利要求9所述的疫苗，其中所述传染因子选自由病毒的毒株和细菌的菌株组成的组的成员。11.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸编码另一抗原多肽。12.如权利要求1-8所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸包含至少一种化学修饰。13.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽选自在表6-14、表29-30中列出的那些蛋白质或其抗原片段。14.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码选自表6-11、表22-23的抗原多肽或其抗原片段。15.如权利要求1-8中任一项所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框各自选自来自表28的RNA序列中的任一个或其抗原片段。16.如权利要求9-10中任一项所述的疫苗，其中所述传染因子是甲型流感或乙型流感或其组合的毒株。17.如权利要求16所述的疫苗，其中所述甲型流感或乙型流感的毒株与鸟、猪、马、犬、人或非人灵长类动物相关。18.如权利要求1-16中任一项所述的疫苗，其中所述抗原多肽编码血凝素蛋白或其片段。19.如权利要求18所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18或其片段。20.如权利要求18或19所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含头部结构域(HA1)。21.如权利要求18或19所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白包含所述头部结构域(HA1)的一部分。22.如权利要求18-21中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白不包含细胞质结构域。23.如权利要求18-21中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白包含所述细胞质结构域的一部分。24.如权利要求18-23中任一项所述的疫苗，其中所述截短血凝素蛋白。25.如权利要求18-23中任一项所述的疫苗，其中所述截短血凝素蛋白包含所述跨膜结构域的一部分。26.如权利要求18-25中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白的氨基酸序列或其片段包含与表14-16中提供的氨基酸序列中的任一个的至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。27.如权利要求18所述的疫苗，其中所述病毒选自由以下组成的组：H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。28.如权利要求18所述的疫苗，其中所述抗原多肽选自在表6-12中列出的那些蛋白质或其抗原片段。29.如权利要求1-28中任一项所述的疫苗，其中所述核酸疫苗是多价的。30.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码至少2、3、4、5、6、7、8、9或10种抗原多肽。31.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码至少10、15、20或50种抗原多肽。32.如权利要求29所述的疫苗，其中所述一种或多种RNA多核苷酸的所述开放阅读框编码2-10、10-15、15-20、20-50、50-100或100-200种抗原多肽。33.如权利要求1-32中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。34.如权利要求33所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。35.如权利要求34所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。36.如权利要求35所述的疫苗，其中第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。37.一种在纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述纳米颗粒具有50-200nm的平均直径。38.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒具有小于0.4的多分散性值。39.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒在中性pH下具有净中性电荷。40.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒具有80-100nm的平均直径。41.如权利要求37所述的疫苗，其中所述纳米颗粒是包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质的阳离子脂质纳米颗粒。42.如权利要求41所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。43.一种核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框的RNA多核苷酸，其中所述开放阅读框中的尿嘧啶的至少80％具有化学修饰。44.如权利要求43所述的疫苗，其中所述开放阅读框中的所述尿嘧啶的100％具有化学修饰。45.如权利要求43或44所述的疫苗，其中所述化学修饰是在所述尿嘧啶的5位处。46.如权利要求43-44中任一项所述的疫苗，其中所述化学修饰是N1-甲基假尿苷。47.如权利要求43-46中任一项所述的疫苗，其在阳离子脂质复合物或阳离子脂质纳米颗粒中配制。48.一种在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码第一抗原多肽的开放阅读框、至少一个5′末端帽以及至少一种化学修饰的RNA多核苷酸。49.如权利要求48所述的疫苗，其中所述5’末端帽是7mG(5′)ppp(5′)NlmpNp。50.如权利要求48-49中任一项所述的疫苗，其中所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。51.如权利要求50所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。52.如权利要求50所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。53.如权利要求52所述的疫苗，其中第一和第二化学修饰的组合选自在表25中列出的那些。54.如权利要求48所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒包含阳离子脂质、PEG修饰的脂质、固醇以及非阳离子脂质。55.如权利要求54所述的疫苗，其中所述阳离子脂质选自由以下组成的组：2，2-二亚油基-4-二甲基氨基乙基-[1，3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、二亚油基-甲基-4-二甲基氨基丁酸酯(DLin-MC3-DMA)以及二((Z)-壬-2-烯-1-基)9-((4-(二甲基氨基)丁酰基)氧基)十七烷二酸酯(L319)。56.如权利要求54或55所述的疫苗，其中所述阳离子脂质纳米颗粒具有约20％-60％阳离子脂质：约5％-25％非阳离子脂质：约25％-55％固醇；以及约0.5％-15％PEG修饰的脂质的摩尔比。57.一种在阳离子脂质纳米颗粒内配制的核酸疫苗，其包含：一种或多种具有编码血凝素蛋白的开放阅读框的RNA多核苷酸以及药学上可接受的载体或赋形剂。58.如权利要求57所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白选自HA1、HA7和HA10。59.如权利要求57或58所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸不编码F蛋白。60.如权利要求57-59中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸进一步编码神经氨酸酶蛋白。61.如权利要求57-60中任一项所述的疫苗，其中所述血凝素蛋白来源于甲型流感病毒或乙型流感病毒或其组合的毒株。62.如权利要求61所述的疫苗，其中所述流感病毒选自由以下组成的组：H1N1、H3N2、H7N9以及H10N8。63.如权利要求57-62中任一项所述的疫苗，其中所述RNA多核苷酸包含化学修饰，并且所述化学修饰选自在表22和23中列出的那些中的任一种。64.如权利要求63所述的疫苗，其中所述化学修饰选自由以下组成的组：假尿苷、N1-甲基假尿苷、2-硫代尿苷、4’-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷以及2’-O-甲基尿苷。65.如权利要求63所述的疫苗，其还包含第二化学修饰，其中所述第二化学修饰选...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱塞佩·恰拉梅拉，阿克塞尔·布雄，埃里克·易春·黄，
申请(专利权)人：摩登纳特斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US