自组装纳米结构疫苗制造技术

本公开提供了纳米结构和基于纳米结构的疫苗。本公开的一些纳米结构展示能够引发对传染原诸如细菌、病毒和病原体的免疫应答的抗原。本公开的一些疫苗可用于预防或降低传染原的感染严重性，所述传染原包括但不限于莱姆病、百日咳、疱疹病毒、正粘病毒、副粘病毒、肺炎病毒、丝状病毒、黄病毒、呼肠孤病毒、逆转录病毒、脑膜炎球菌或疟疾。该抗原可以非共价或共价地附着至纳米结构的核心，包括作为融合蛋白或通过本文公开的其他手段。多聚体抗原可以任选地沿着纳米结构的对称轴展示。还提供了蛋白质和编码此类蛋白质的核酸分子、疫苗组合物和施用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自组装纳米结构疫苗交叉引用本申请要求于2018年2月28日提交的美国临时专利申请序列号62/636,757和于2018年8月30日提交的美国临时专利申请序列号62/724,721的优先权，其各自通过引用整体并入本文。电子提交文本文件的说明本申请是通过EFS-Web电子提交的且包括电子提交的.txt格式的序列表。.txt文件含有2019年2月27日创建的名称为“ICVX_001_02WO_SeqList_ST25.txt”的序列表并且大小为约373千字节。
本公开通常涉及疫苗及其使用方法。具体地，本公开涉及能够引发对抗原的免疫应答的基于纳米结构的疫苗，所述抗原诸如各种传染原(包括细菌、病毒和寄生虫)的抗原性蛋白。
技术介绍
疫苗接种是用于预防或降低各种传染原(包括细菌、病毒和寄生虫)的感染严重性的一种治疗方式。开发新疫苗具有重要的商业和公共卫生意义。具体地，莱姆病、百日咳、疱疹病毒、正粘病毒、副粘病毒、肺炎病毒、丝状病毒、黄病毒、呼肠孤病毒、逆转录病毒和疟疾是已经存在疫苗、正在开发疫苗或将需要疫苗的传染原。亚单位疫苗是由分离的抗原制成的疫苗，所述分离的抗原通常是在细菌、昆虫或哺乳动物细胞宿主中重组表达的蛋白质。典型地，亚单位疫苗的抗原性组分选自感染性病原体的被观察到在感染后引发天然免疫应答的蛋白质，但是在一些情况下可以使用传染原的其他组分。用于亚单位疫苗的典型抗原包括在目标传染原的表面上表达的蛋白质，诸如病毒的表面表达的包膜糖蛋白。优选地，抗原是中和抗体的靶标。更优选地，抗原是广泛中和抗体的靶标，由此使得对抗原的免疫应答涵盖针对多个株系的传染原的免疫。在一些情况下，与亚单位疫苗N连接或O连接的聚糖通过贡献于抗原的表位或通过经由空间位阻引导对抗原上特定表位的免疫应答而在疫苗接种中也可能是重要的。响应于疫苗接种而发生的免疫应答可以针对蛋白质本身、针对聚糖、或者针对蛋白质和连接的聚糖两者。亚单位疫苗具有各种优势，包括它们不含活病原体，从而消除了对疫苗感染患者的担忧；它们可以使用标准的基因工程技术进行设计；它们比其他形式的疫苗更同质；并且它们可以使用充分表征的表达系统在标准化的重组蛋白表达产生系统中生产。在一些情况下，可以对抗原进行基因工程化，以利于生成所需的抗体，诸如中和或广泛中和抗体。具体地，通过X射线晶体学、电子显微镜或核磁共振实验获得的有关目的抗原的结构信息可用于指导亚单位疫苗的合理设计。亚单位疫苗的已知局限性是，所引发的免疫应答有时可能弱于对其他类型的疫苗(诸如全病毒、活疫苗或减毒活疫苗)的免疫应答。本专利技术人已经认识到并且在本文中公开了，基于纳米结构的疫苗具有利用亚单位疫苗的优点，同时通过以对称有序阵列多价展示抗原来增加疫苗诱导的免疫应答的效力和广度的潜力。基于纳米结构的疫苗是“纳米颗粒疫苗”的一种形式。在本公开中，基于纳米结构的疫苗与纳米颗粒疫苗不同，因为术语纳米颗粒疫苗在本领域中已用于指基于蛋白质或基于糖蛋白的疫苗(参见例如美国专利号US9,441,019)、聚合脂质体(参见例如美国专利号7,285,289)、表面活性剂胶束(参见例如美国专利公布号US2004/0038406A1)和合成生物可降解颗粒(参见例如美国专利号US8,323,696)。基于纳米结构的疫苗接种代表具有重大的商业和公共卫生意义的疫苗接种范例。因此，需要基于纳米结构的疫苗及其使用方法以用于引发对传染原诸如细菌、病毒和寄生虫的免疫应答；并且用于预防或降低传染原的感染严重性，所述传染原包括但不限于莱姆病、百日咳、疱疹病毒、正粘病毒、副粘病毒、肺炎病毒、丝状病毒、黄病毒、呼肠孤病毒、逆转录病毒、脑膜炎球菌和疟疾。
技术实现思路
本文描述了纳米结构、疫苗、其使用方法以及制备所述纳米结构的方法。在一方面，本公开提供了包括第一多个多肽的纳米结构，其中所述第一多个多肽根据至少一种对称性算子排列；所述纳米结构包括第一多个抗原；所述第一多个抗原中的每一个具有近端和远端；并且所述抗原的所述近端各自附着至所述第一多个多肽中的成员。在另一方面，本公开提供了包含本公开的任何纳米结构的疫苗，其中所述疫苗能够引发对传染原的中和抗体应答。在一个实施方式中，所述疫苗以药物组合物提供。在另一方面，本公开提供了在受试者中产生对传染原的免疫的方法，所述方法包括施用本公开的任何疫苗。在另一方面，本公开提供了通过体外组装从一个或多个重组表达系统纯化的组分来制备本公开的任何纳米结构的方法。在另一方面，本公开提供了通过以下方式制备本公开的任何纳米结构的方法：在重组表达系统中共表达所有组分，从而产生纳米结构，并且纯化所述纳米结构。在本公开的纳米结构的一个实施方式中，所述纳米结构进一步包括第二多个多肽，其中所述第二多个多肽附着至所述第一多个多肽。在一个实施方式中，所述纳米结构进一步包括第二多个抗原。在一个实施方式中，所述纳米结构进一步包括第二多个抗原，所述第二多个抗原中的每一个具有近端和远端，并且所述第二抗原的所述近端附着至所述第二多个多肽中的成员；并且任选地，所述抗原的所述近端是所述抗原的N末端或所述抗原的C末端。在本公开的纳米结构的一个实施方式中，所述多个抗原是多个抗原性蛋白或其抗原性片段。在一个实施方式中，所述纳米结构的所述抗原性蛋白选自SEQIDNO:52-88和90-113或其变体；或者所述抗原性蛋白与选自SEQIDNO:52-88和90-97的多肽至少75％、80％、85％、90％、95％或99％相同；或者所述抗原性蛋白是以下中的任一种：HIVEnv、RSVF、流感HA、EBVgp350、CMVgB、CMVUL128、CMVUL130、CMVUL131A、CMVgH、CMVgL、莱姆OspA、百日咳毒素、登革热E、SARSS、MERS、扎伊尔埃博拉病毒(Zaireebolavirus)GP、苏丹(Sudan)埃博拉病毒GP、马尔堡病毒GP、汉坦病毒(Hantavirus)Gn、汉坦病毒Gc、HepB表面抗原、麻疹H、寨卡(Zika)包膜结构域III、疟疾CSP、疟疾Pfs25、MenBfHbp、MenBNadA、MenBNHBA、尼帕病毒(Nipahvirus)F、尼帕病毒G、轮状病毒VP4、轮状病毒VP8*、hMPVF、hMPVG、PVF或PVHN8。在一个实施方式中，所述纳米结构配置为展示所述抗原的靶表位；并且任选地，所述靶表位是为如下文所定义的抗体可及的。在所述纳米结构包括多种抗原性蛋白的任何实施方式中，任选地，所述纳米结构配置为引发对所述第一多个抗原性蛋白的免疫应答，所述免疫应答优先针对所述抗原性蛋白的靶表位。在本公开的实施方式中，所述靶表位是保守的，它是针对中和抗体的表位，它是针对交叉反应抗体的表位，或者它是针对广泛中和抗体的表位。在本公开的纳米结构的一个实施方式中，所述多个抗原包含选自由以下组成的组中的至少一种突变：稳定界面的突变、配置为导致二硫键的互补半胱氨酸突变、环的缺失、N连接的糖基化位点的添加、N连接的糖基化位点的去除、破坏表位的突变和产生表位的突变。在一个实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米结构，所述纳米结构包括第一多个多肽，其中：/n所述第一多个多肽根据至少一种对称性算子排列；/n所述纳米结构包括第一多个抗原；/n所述第一多个抗原中的每一个具有近端和远端；并且/n所述抗原的所述近端各自附着至所述第一多个多肽中的成员。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 US 62/636,757;20180830 US 62/724,7211.一种纳米结构，所述纳米结构包括第一多个多肽，其中：
所述第一多个多肽根据至少一种对称性算子排列；
所述纳米结构包括第一多个抗原；
所述第一多个抗原中的每一个具有近端和远端；并且
所述抗原的所述近端各自附着至所述第一多个多肽中的成员。


2.根据权利要求1所述的纳米结构，所述纳米结构进一步包括第二多个多肽，其中所述第二多个多肽附着至所述第一多个多肽。


3.根据权利要求1所述的纳米结构，所述纳米结构进一步包括第二多个抗原。


4.根据权利要求1所述的纳米结构，所述纳米结构进一步包括第二多个抗原，其中：
所述第二多个抗原中的每一个具有近端和远端，并且
所述第二抗原的所述近端各自附着至所述第二多个多肽中的成员。


5.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述抗原的所述近端是所述抗原的N末端。


6.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述抗原的所述近端是所述抗原的C末端。


7.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述多个抗原是多个抗原性蛋白或其抗原性片段。


8.根据权利要求7所述的纳米结构，其中所述抗原性蛋白选自SEQIDNO:52-56、59-85、88和90-113的多肽或其变体。


9.根据权利要求7所述的纳米结构，其中所述抗原性蛋白与选自SEQIDNO:52-56、59-85、88和90-113的多肽至少75％、80％、85％、90％、95％或99％相同。


10.根据权利要求7所述的纳米结构，其中所述抗原性蛋白选自由以下组成的组：
a)HIVEnv，
b)RSVF，
c)EBVgp350，
d)CMVgB，
e)CMVUL128，
f)CMVUL130，
g)CMVUL131A，
h)CMVgH，
i)CMVgL，
j)莱姆OspA，
k)百日咳毒素，
l)登革热E，
m)SARSS，
n)MERSS，
o)扎伊尔埃博拉病毒GP，
p)苏丹埃博拉病毒GP，
q)马尔堡病毒GP，
r)汉坦病毒Gn，
s)汉坦病毒Gc，
t)HepB表面抗原，
u)麻疹H，
v)寨卡包膜结构域III，
w)疟疾CSP，
x)疟疾Pfs25，
y)尼帕病毒F，
z)尼帕病毒G，
aa)轮状病毒VP4，
bb)轮状病毒VP8*，
cc)hMPVF，
dd)hMPVG，
ee)PVF，
ff)PVHN，
gg)MenBfHbp，
hh)MenBNadA，以及
ii)MenBNHBA。


11.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述第一多个抗原包含靶表位，并且所述纳米结构配置为展示所述靶表位。


12.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述靶表位是为抗体可及的。


13.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述纳米结构配置为引发对所述第一多个抗原性蛋白的免疫应答，所述免疫应答优先针对所述靶表位。


14.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述靶表位是保守的。


15.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述靶表位是针对中和抗体的表位。


16.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述靶表位是针对交叉反应抗体的表位。


17.根据权利要求11所述的纳米结构，其中所述靶表位是针对广泛中和抗体的表位。


18.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述多个抗原包含选自由以下组成的组中的至少一种突变：稳定界面的突变、配置为导致二硫键的互补半胱氨酸突变、环的缺失、N连接的糖基化位点的添加、N连接的糖基化位点的去除、破坏表位的突变和产生表位的突变。


19.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述多个抗原包括抗原性寡糖。


20.一种疫苗，所述疫苗包含根据权利要求1-17中任一项所述的纳米结构，其中所述疫苗能够引发对传染原的中和抗体应答。


21.根据权利要求20所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·金，D·贝克尔，L·斯图尔特，B·菲亚拉，D·埃利斯，L·卡特尔，R·拉维钱德兰，G·乌达，J·法拉斯，U·纳特曼，
申请(专利权)人：华盛顿大学，
类型：发明
国别省市：美国;US