一种融合的病毒抗原及其重组亚单位疫苗制造技术

本发明专利技术公开了一种基于第一病毒来源的蛋白(Virus protein，以下简称为VP)与第二病毒的heptad重复区域HR1和HR2融合形成的病毒抗原及其重组亚单位疫苗，其中第一病毒来源的蛋白VP指人体或动物体会对其产生病毒中和抗体的蛋白，第二病毒指其HR1可形成三聚体结构，且与同来源的HR2可进一步相互作用形成六聚体结构的病毒。该融合的病毒抗原可形成三聚或六聚结构，能显著提高宿主中和抗体的水平，并且能够同时产生针对VP和HR1或者HR2的中和抗体。制备方法简单、蛋白无纯化标签且易于纯化，无生物安全风险，能较快、低成本的应用于临床的使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种融合的病毒抗原及其重组亚单位疫苗


[0001]本专利技术属于医药
，涉及一种融合的病毒抗原及其重组亚单位疫苗。

技术介绍

[0002]新型冠状病毒(COVID
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19)属于冠状病毒科冠状病毒属，是有囊膜的正链RNA 病毒,于2020年1月12日被世界卫生组织正式命名，是目前已知的能感染人的第七种冠状病毒。其中HCoV
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NL63、HCoV
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229E、HCoV
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OC43和HKU1引起感冒的症状，另外三种则对全球造成巨大的威胁：严重呼吸综合征冠状病毒(SARS
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Cov)、2012年爆发并持续至今的中东呼吸综合征冠状病毒 (MERS
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CoV)以及新型冠状病毒。人感染2019
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nCoV病毒的潜伏期一般为1
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14天。感染病毒的人会出现程度不同的症状，有的只是发烧或轻微咳嗽，有的会发展为肺炎，有的则更为严重甚至死亡。该病毒的致死率约为2～4％。因此，开发一种安全有效的针对新型冠状病毒的疫苗就有着重要的意义。
[0003]新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)在体内可以被分成S1和S2两个亚基。其中S1亚基中包括一段信号肽SP(signal peptides)、NTD(N
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terminal Domain)和 RBD(receptor
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binding domain)三个部分，其中RBD主要负责和宿主细胞的受体血管紧张素转换酶2(ACE2)结合。S2亚基包括FP区域(Fusion peptide domain)、2 个七肽重复区域(heptad
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repeat domain，HR1和HR2)、跨膜域以及C末端结构域，负责将病毒和宿主的细胞膜融合，从而将病毒的遗传信息导入宿主细胞中。其中 HR1构建出了S蛋白的三聚结构，而HR2则可以和HR1形成的三聚结构继续形成六聚的螺旋结构，进而通过跨膜区域将病毒的遗传信息导入宿主细胞内。
[0004]RBD主要负责和ACE2结合，被认为是诱导机体产生中和抗体的最主要的抗原靶区域，RBD蛋白作为疫苗抗原能够将机体刺激产生的中和抗体更加聚焦在针对病毒的受体结合，可以提高疫苗的免疫原性和免疫效率。但是RBD的突变体比较多，目前已知的新冠病毒的突变体大部分集中在RBD上因此以RBD蛋白为主的疫苗专一性高，但是无法快速适应目前新冠病毒的变异株。HR1和HR2是构成S蛋白聚体结构的主要部分，而且HR1和HR2在β冠状病毒中是相对保守的，很少有突变。HR1 和HR2可以形成天然的新冠病毒S蛋白的三聚体；并且HR1和HR2本身做为β冠状病毒疫苗的有效抗原靶区，也能为刺激机体产生针对融合细胞膜之前的螺旋结构产生新的广谱中和抗体，做为疫苗，针对目前新增的变异株减少对宿主的感染提供进一步的保证。
[0005]新型冠状病毒疫苗的靶抗原一般都是采用全长S蛋白和截短型S蛋白(S1和 RBD)形式。国内新型冠状病毒疫苗在研的种类包括腺病毒载体疫苗、mRNA疫苗、DNA疫苗、重组蛋白疫苗和灭活疫苗。
[0006]新冠亚单位疫苗使用重组蛋白作为抗原对人体进行免疫，因为重组蛋白中不含有病毒的核酸序列，所以亚单位疫苗具有安全性高且易于放大生产等特点。另外，亚单位疫苗相对mRNA疫苗更加稳定，一般不需要苛刻的保存条件，便于广泛接种。但是亚单位疫苗因为仅使用部分病毒来源的重组蛋白作为抗原免疫，相对于其它类型疫苗可能免疫反应有时不
够强烈，所以通常要加入佐剂来提高其免疫效果。
[0007]目前已经批准上市或者正处于临床阶段的蛋白亚单位疫苗主要有两种：
[0008]一种是新冠病毒刺突蛋白受体结合区RBD串联形成的二聚体，使用CHO细胞表达。根据公开信息显示，该疫苗对易感人群具备较高的保护率，且安全性较高。但是需要注射三针，较多的注射频次会增加生产成本并影响完全接种率。另外，该疫苗因为仅含有RBD区域，因此理论上对于某些RBD突变的新冠病毒毒株可能效果会减弱。
[0009]另一种是新冠刺突蛋白融合trimer tag而形成稳定的三聚体蛋白，免疫时使用 CpG 1018加铝佐剂，也使用CHO细胞表达。由于新冠刺突蛋白分子量巨大且具备大量糖基化位点，所以该疫苗生产工艺复杂，成本较高。目前该疫苗正处于临床III期研究中。

技术实现思路

[0010]为了解决目前重组亚单位疫苗中存在的生产成本高、免疫滴度弱和产生的中和抗体单一等问题，本专利技术旨在提供一种新的疫苗形式，该形式的疫苗具有增强的免疫原性，可以同时产生两种类型的中和抗体，且具有全天然的病毒序列。
[0011]为实现上述目的，本专利技术第一个方面提供了一种融合的病毒抗原，其含有第一病毒来源的蛋白VP(virus protein)以及第二病毒的heptad重复区域HR1和/或HR2，其中第一病毒来源的蛋白VP指人体或动物体会对其产生病毒中和抗体的蛋白，第二病毒指其HR1可形成三聚体结构，且与同来源的HR2可进一步相互作用形成六聚体结构的病毒。进一步，所述第一病毒与所述第二病毒可相同或不同。
[0012]进一步，所述第一病毒来源的蛋白VP与第二病毒的HR1和/或HR2之间通过连接序列L相连，所述连接序列L由0个或任意个数的氨基酸残基组成。
[0013]在本专利技术的较佳实施方式中，所述融合的病毒抗原的连接形式可选自以下任意一种：VP
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L
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HR1、HR1
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L
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VP、VP
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L
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HR2、HR2
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L
‑
VP、VP
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L1
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HR1
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L2
‑
HR2、VP
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L1
‑ꢀ
HR2
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L2
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HR2、HR1
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L1
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HR2
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L2
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VP、HR2
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L1
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HR1
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L2
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VP、VP
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L1
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HR1
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L2
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VP、VP
‑ꢀ
L1
‑
HR2
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L2
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VP，其中L、L1、L2由0个或任意个数的氨基酸残基组成，L1与L2可以相同或不同，序列的连接方向为从N端至C端。
[0014]本专利技术所述的融合的病毒抗原由于引入了第二病毒的heptad重复区域HR1和/或 HR2，使其容易形成三聚或六聚结构，如图9所示，A为VP
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L
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HR1形成的三聚体结构示意图，B为三个VP
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L1
‑
HR1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合的病毒抗原，其特征在于，含有第一病毒来源的蛋白VP以及第二病毒的heptad重复区域HR1和/或HR2，其中所述第一病毒来源的蛋白VP指人体或动物体会对其产生病毒中和抗体的蛋白，所述第二病毒指其HR1可形成三聚体结构，且与同来源的HR2可进一步相互作用形成六聚体结构的病毒。2.如权利要求1所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述VP与所述HR1和/或HR2之间通过连接序列L相连，所述连接序列L由0个或任意个数的氨基酸残基组成。3.如权利要求2所述的融合的病毒抗原，其特征在于，连接形式选自以下任意一种：VP
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L
‑
HR1、HR1
‑
L
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VP、VP
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L
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HR2、HR2
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L
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VP、VP
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L1
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HR1
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L2
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HR2、VP
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L1
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HR2
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L2
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HR2、HR1
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L1
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HR2
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L2
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VP、HR2
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L1
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HR1
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L2
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VP、VP
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L1
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HR1
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L2
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VP、VP
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L1
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HR2
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L2
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VP，其中L、L1、L2由0个或任意个数的氨基酸残基组成。4.如权利要求1所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述VP为冠状病毒S蛋白，所述S蛋白包括原有的天然S蛋白及其天然突变体。5.如权利要求1所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述VP为冠状病毒S蛋白的受体结合区域RBD，所述RBD包括原有的天然RBD及其天然突变体。6.如权利要求5所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述RBD与所述HR1和/或HR2之间的连接形式选自以下任意一种：RBD
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L
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HR1、HR1
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L
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RBD、RBD
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L
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HR2、HR2
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L
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RBD、RBD
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L1
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HR1
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L2
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HR2、RBD
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L1
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HR2
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L2
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HR2、HR1
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L1
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HR2
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L2
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RBD、HR2
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L1
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HR1
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L2
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RBD、RBD
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L1
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HR1
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L2
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RBD、RBD
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L1
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HR2
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L2
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RBD，其中L、L1、L2由0个或任意个数的氨基酸残基组成。7.如权利要求1所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述VP为新型冠状病毒S蛋白的受体结合区域COVID
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19RBD，所述COVID
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19RBD包括原有的天然COVID
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19RBD及其天然突变体。8.如权利要求1所述的融合的病毒抗原，其特征在于，所述HR1和/或HR2为冠状病毒的heptad重复区域HR1和/或HR2。9.一种融合的新型冠状病毒抗原，其特征在于，含有COVID
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19蛋白的受体结合区域COVID
...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文娟，刘洪波，张建军，高翔，王国永，刘玉娇，魏婷婷，张玉，朱晓婷，王雅媛，朴锦华，张维，
申请(专利权)人：北京志道生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：