一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统和方法，所述系统包括能够表达新冠病毒抗原的碱基序列组件，该系统为能够在宿主体内组织器官中富集且将抗原表达于囊泡表面并自组装成囊泡复合体的序列，所述囊泡复合体能够引发免疫应答反应。在本发明专利技术中，碱基序列组件具有生产成本低廉，理化性质稳定，抗原组装、分泌过程高效，对病源突变反应快，引发的免疫反应强，安全性、保护性高等优点，提供了一种全新的疫苗类型。提供了一种全新的疫苗类型。提供了一种全新的疫苗类型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统和方法


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统和方法，用于新型的新冠疫苗的开发。

技术介绍

[0002]COVID
‑
19是一种由冠状病毒2(SARS
‑
CoV
‑
2)引起的严重急性呼吸综合征。SARS
‑
CoV
‑
2是一种新型冠状病毒，目前，针对新冠病毒的特效药仍然处于空缺状态，安全而有效的新冠疫苗的开发和生产成为控制新冠疫情的首要任务。
[0003]目前，在研及已经进入临床的新冠疫苗主要包括灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗、核酸类疫苗以及病毒载体类疫苗等。其中，mRNA类疫苗属于核酸类疫苗，是目前最有前景的新冠疫苗，其序列灵活、可编辑，可以迅速响应新冠病毒可能产生的各种突变，但是由于mRNA本身化学性质不稳定，容易在体内被降解，mRNA疫苗的递送需要载体的保护，同时也对运输及储存的条件提出了更高的要求，此外，mRNA疫苗需要体外合成，成本也相对较高。减毒活疫苗所选用的毒株是活的，安全性方面，不容易被大众接受。其他疫苗类型也普遍存在着研发周期长、成本高等问题
[0004]因此，如果能够开发一种新型的疫苗类型，则可能对于本领域而言是一个重大变革，其将带来很多新的优势和新的希望。
[0005]外泌体是一类直径50
‑
200nm的双层膜结构囊泡，几乎所有的细胞都可以分泌外泌体，多项研究表明外泌体在细胞间通讯中发挥了重要作用。本申请人和专利技术人团队在对于外泌体的研究中一直处于领先地位，也有不少研究成果。在近期相关的研究中发现，体内递送可编辑的基因组件，利用生物体组织或脏器自组装的方式可以将特定的多肽/蛋白展示于外泌体的表面并可以通过循环系统运输至全身的主要组织、脏器。基于上述信息，本专利技术人团队开发了一种全新的疫苗类型，其通过基因组件等相关的碱基序列的体内外泌体自组装的方法，利用外泌体呈递抗原并引发免疫反应从而实现体内免疫，该新型的疫苗类型和制备疫苗的方法有望成为一种具有极佳应用前景的全新疫苗。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的缺陷提供了一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统和方法，旨在克服现有技术中的不足。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术的一个专利技术点为提供一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，所述系统包括能够表达新冠病毒抗原的碱基序列组件，该系统为能够在宿主体内组织器官中富集且将抗原表达于囊泡表面并自组装成囊泡复合体的序列，所述囊泡复合体为能够引发免疫应答反应的疫苗。
[0009]进一步地，所述碱基序列组件为可编辑或可合成的基因组件。
[0010]进一步地，新冠病毒包括病毒本身以及其突变体，所述新冠病毒抗原包括新冠病
毒已有抗原以及已有抗原序列中的任意一个或几个氨基酸突变以后的序列。
[0011]进一步地，所述碱基序列组件选自以下序列中的至少一种：
[0012]Q1：pcDNA6.2
‑
RBD
‑
HIS或与该pcDNA6.2
‑
RBD
‑
HIS序列70％以上同源的序列；
[0013]Q2：pcDNA6.2
‑
HIS或与该pcDNA6.2
‑
HIS序列70％以上同源的序列；
[0014]Q3：pcDNA6.2
‑
RBD(WT)或与该pcDNA6.2
‑
RBD(WT)序列70％以上同源的序列；该同源的序列包括但不限于pcDNA6.2
‑
RBD(E484K)、pcDNA6.2
‑
RBD(N501Y)、 pcDNA6.2
‑
S1(D614G)等，这几种是已经发现的，很多没有发现的可囊括在内。
[0015]上述同源的序列包括在原有序列基础上增加一个或几个碱基、减少一个或几个碱基、替换其中任意一个或几个碱基后得到的序列；几个包括2及2以上的数量。
[0016]进一步地，所述系统还包括能够使新冠病毒抗原表达于囊泡表面的信号肽碱基序列片段。优选地，所述碱基序列组件位于所述信号肽碱基序列片段的下游，即位于信号肽的3'端。
[0017]进一步地，所述信号肽碱基序列片段优选包括第一序列，所述第一序列为含有seq1的序列或与该seq1序列70％以上同源的序列；该同源的序列包括在 seq1基础上增加一个或几个碱基、减少一个或几个碱基、替换其中任意一个或几个碱基后得到的序列；几个包括2及2以上的数量。
[0018]Seq1为序列表中的第一个序列。
[0019]进一步地，所述系统还包括能够使新冠病毒抗原锚定在囊泡表面并自组装形成囊泡复合体的跨膜蛋白碱基序列片段。优选地，所述碱基序列组件位于所述跨膜蛋白碱基序列片段的上游，即位于跨膜蛋白的5
’
端。
[0020]进一步地，所述跨膜蛋白碱基序列片段包括第二序列，所述第二序列为含有seq2的序列或与该seq2序列70％以上同源的序列；该同源的序列包括在seq2 基础上增加一个或几个碱基、减少一个或几个碱基、替换其中任意一个或几个碱基后得到的序列；几个包括2及2以上的数量。
[0021]Seq2参见序列表中的第二个序列。
[0022]进一步地，所述系统还包括启动子，所述启动子优选为CMV启动子；所述启动子设置于所述碱基序列组件的上游，若含有信号肽碱基序列片段，则该启动子位于信号肽碱基序列片段的上游。
[0023]所述系统还包括终止信号，所述终止信号位于所述跨膜蛋白碱基序列片段的下游，所述终止信号优选为HSV终止信号。
[0024]进一步地，所述系统中的任意一个或几个碱基均独立地为修饰过的碱基或未经过修饰的碱基；其中，所述修饰包括硫代修饰、氟代修饰、氨代修饰、甲氧基修饰。
[0025]进一步地，所述组织器官包括宿主的所有细胞、组织和器官，所述囊泡为外泌体，所述囊泡复合体为外泌体复合体。
[0026]进一步地，所述系统为通过质粒或病毒系统传送。
[0027]本专利技术另一个专利技术点为提供一种基于合成生物学自组装的病毒疫苗产生方法，所述方法包括构建以上任意一段所述的系统，该系统为能够在宿主细胞、组织和/或器官中富集且将抗原表达于囊泡表面并自组装成囊泡复合体的序列，所述囊泡复合体为能够引发免疫应答反应的疫苗。具体地，合成碱基序列组件以及其他序列，按照本申请记载的任意一种
排列方式合成。
[0028]本专利技术还有一个专利技术点为提供一种疫苗，其包括以上任意一段所述的系统。
[0029]进一步地，所述疫苗的给药方式包括但不限于口服、吸入、皮下注射、肌肉注射、静脉注射。
[0030]本专利技术最后一个专利技术点为提供了一种载体体系，所述体系包含以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于：所述系统包括能够表达新冠病毒抗原的碱基序列组件，该系统为能够在宿主组织器官中富集且将抗原表达于囊泡表面并自组装成囊泡复合体的序列，所述囊泡复合体能够引发免疫应答反应。2.根据权利要求1所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于，所述碱基序列组件为可编辑或可合成的基因组件；新冠病毒包括病毒本身以及其突变株，所述新冠病毒抗原包括新冠病毒已有抗原以及已有抗原序列中的任意一个或几个位点突变以后的序列。3.根据权利要求1所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于，所述碱基序列组件选自以下序列中的至少一种：Q1：pcDNA6.2
‑
RBD
‑
HIS或与该pcDNA6.2
‑
RBD
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HIS序列70％以上同源的序列；Q2：pcDNA6.2
‑
HIS或与该pcDNA6.2
‑
HIS序列70％以上同源的序列；Q3：pcDNA6.2
‑
RBD(WT)或与该pcDNA6.2
‑
RBD(WT)序列70％以上同源的序列；同源的序列包括但不限于pcDNA6.2
‑
RBD(E484K)、pcDNA6.2
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RBD(N501Y)、pcDNA6.2
‑
S1(D614G)；上述同源的序列均包括在原有序列基础上增加一个或几个碱基、减少一个或几个碱基、替换其中任意一个或几个碱基后得到的序列。4.根据权利要求1所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于，所述新冠病毒疫苗产生系统还包括能够使新冠病毒抗原表达于囊泡表面的信号肽碱基序列片段。5.根据权利要求4所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于，所述碱基序列组件位于所述信号肽碱基序列片段的下游。6.根据权利要求4所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系统，其特征在于，所述信号肽碱基序列片段优选包括第一序列，所述第一序列为含有seq1的序列或与该seq1序列70％以上同源的序列；该同源的序列包括在seq1基础上增加一个或几个碱基、减少一个或几个碱基、替换其中任意一个或几个碱基后得到的序列；Seq1为序列表中的第一个序列。7.根据权利要求1或4所述的基于合成生物学自组装的新冠病毒疫苗产生系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辰宇，詹守斌，陈熹，周圣凯，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：