本技术介绍了一种新型M13噬菌体纳米疫苗及其制备流程。该疫苗通过将树突状细胞靶向肽定位于M13噬菌体pⅢ蛋白的N端,并在pⅧ蛋白上对缬氨酸进行半胱氨酸替换,以增强疫苗的免疫原性和靶向性。
背景技术
活病毒疫苗具有很强的免疫原性,但存在毒力返强的安全风险,在临床应用中受到限制。传统疫苗通常利用核酸或病原体亚基来引发免疫反应。然而,病原体亚基通常表现出较弱的免疫原性,因此需要佐剂来促进免疫反应,如铝佐剂、AS01(含MPL+QS-21的脂质体)、AS04(3-十酰基-MPL)、AS03(维生素E/表面活性剂聚山梨酯80/角鲨烯)和CpG-ODN1018(TLR9激动剂)。佐剂作为免疫刺激分子,通过靶向Toll样受体(TLR)和其他模式识别受体(PRR)来增强适应性免疫反应,诱导抗原呈递细胞(APC)的成熟和激活,并促进抗原和共刺激信号传导。此外,某些免疫佐剂通过延长负载抗原的生物利用率并将其引导至淋巴结或APC来增强抗原呈递。纳米颗粒由于其大小和结构与细胞成分相似,可以通过内吞作用进入活细胞。这种机制促进了主要组织相容性复合体(MHC)分子的交叉呈递,从而有效刺激淋巴细胞调节体液免疫和细胞免疫,这对于对抗细胞内感染至关重要。因此,将疫苗成分与纳米材料相结合的纳米复合疫苗表现出疫苗和佐剂的双重功能,使其具有巨大的应用潜力。
丝状M13噬菌体富含CpG基序,这些基序特异性靶向位于内体中的Toll样受体9,诱导促炎细胞因子的产生,进而通过MyD88通路诱导强大的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应。M13噬菌体疫苗通常利用噬菌体展示技术来呈递抗原肽。然而,它们的功效受到抗原的分子量和构象稳定性等因素的限制。虽然M13基因组允许整合外源真核基因,为构建能够在免疫细胞中引发表达的特异性抗原提供了理论框架,但这需要将这些基因及其相应的表达元件插入M13噬菌体的基因组。值得注意的是,有报道称将含有真核表达元件的M13噬菌体基因组引入真核细胞以表达病毒抗原。然而,整合到M13基因组中的真核基因的表达水平不足以引发可检测的免疫反应。此外,M13噬菌体展示技术能够通过pⅢ蛋白实现分子量低于30kDa的抗原蛋白的展示,通过蛋白pⅧ展示少于12个氨基酸组成的多肽。因此,理论上构建基于M13的纳米疫苗平台是可行的,其中pⅧ显示靶向树突状细胞(DC)的多肽,以及pⅢ显示病毒抗原以诱导先天性和特异性免疫反应。然而,抗原分子的密度对于有效激活记忆B细胞T细胞至关重要。由于每个M13噬菌体上只有5个pⅢ分子,病毒抗原分子在pⅢ上的展示导致免疫反应欠佳。暴露在噬菌体衣壳蛋白表面的氨基酸提供各种反应性官能团,包括羧酸、胺、酚和硫醇,允许在温和pH值和低盐条件下与其他肽或蛋白质偶联。因此,pⅧ蛋白氨基酸链的化学修饰可以克服无法展示具有构象的蛋白质的限制。M13噬菌体的化学修饰通常在pⅧ的N端氨基或者赖氨酸的氨基侧链实现无序的共价连接。然而,非特异性位点的化学修饰通常会导致化学分子在噬菌体上的无序分布,从而导致感染性丧失。
目前,尚未有关于展示树突状细胞靶向肽和抗原分子簇的噬菌体纳米疫苗的相关报道。
实现思路