CN116077638B - 一种复合佐剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合佐剂，所述复合佐剂中包含表面活性剂或环糊精，还包含胆固醇和免疫刺激性皂苷；其中，所述免疫刺激性皂苷为选自QS‑7、QS‑17、QS‑18、QS‑21、QuilA、Vax Sap、SuperSap、GPI‑0100或QP UF 1000中的一种或几种。本发明中的复合佐剂能够替代通常使用的脂质体，与免疫刺激性皂苷相互配合，不仅可以增强抗原的体液免疫反应，而且还可以诱导T细胞免疫反应。同时这种配方制备简单，避开了脂质体相对繁琐的制备工艺，与抗原混合制成冻干制剂，增加了抗原与佐剂的稳定性。本发明中的复合佐剂还能够降低免疫刺激性皂苷的溶血性。
Description
技术领域
本发明涉及生物制药领域，特别涉及一种复合佐剂。
背景技术
冷冻干燥是提高疫苗热稳定性的理想技术，冻干型的疫苗性质更稳定，更便于储存，可在常规冷链条件下贮存与运输。但目前很多疫苗所使用的佐剂，例如铝佐剂、MF59和含QS21成分的AS01、免疫刺激复合物(ISCOM)和Matrix-M等佐剂由于添加了脂质体成分导致不能被冻干。由于脂质体在冻干过程中出现的冰晶形成、生长和升华现象均对脂质体产生破坏作用，并且冻干过程中会造成磷脂融合，因此脂质体冻干复溶后会出现聚集、融合、粒径增大等现象。由于上述原因，含脂质体的疫苗通常分别将冻干疫苗抗原和液体脂质体佐剂单独包装，接种前混合使用。这样不仅在工艺上更加繁琐，成本更高，同时也不便于使用。因此，找到一种脂质体佐剂的替代物成为了解决上述问题的有效手段。
发明内容
本发明的一个方面，是针对现有技术中免疫刺激性皂苷类复合佐剂中含有脂质体，从而无法进行冷冻干燥的缺陷，提供了一种新的免疫刺激性皂苷类复合佐剂。
本发明提供的技术方案为：
一种复合佐剂，所述复合佐剂中包含表面活性剂或环糊精，还包含胆固醇和免疫刺激性皂苷；
其中，所述免疫刺激性皂苷为选自QS-7、QS-17、QS-18、QS-21、QuilA、Vax Sap、SuperSap、GPI-0100或QP UF 1000中的一种或几种。
在本发明中，发明人创造性地利用表面活性剂或环糊精以及胆固醇的组合物替代了脂质体，与免疫刺激性皂苷相互配合，不仅可以增强抗原的体液免疫反应，而且还可以诱导T细胞免疫反应，同时这种配方制备简单，避开了脂质体相对繁琐的制备工艺，与抗原混合制成冻干制剂，增加了抗原与佐剂的稳定性。
作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述免疫刺激性皂苷为QS-21。
在本发明中，表面活性剂或环糊精与胆固醇形成的包合物能够同时增强胆固醇的溶解度，从而使胆固醇与免疫刺激性皂苷，例如QS-21，相结合后获得降低免疫刺激性皂苷的溶血性的效果。
在本发明中，所述复合佐剂的制备可以利用现有技术中的常规方法进行。但为了更好地实现本发明的效果，在本发明的某些实施方式中，所述制备方法例如：称取3gHP-β-CD，置50ml烧杯中，加生理盐水(N.S)30ml，搅拌溶解后，加入胆固醇10mg，水浴超声至胆固醇完全溶解，即得胆固醇环糊精包合物(CDchol)溶液。加入适量QS21溶解后，加入终浓度为5％的甘露醇，0.22μm微孔滤膜除菌过滤，经冷冻干燥后即得CDchol-QS21佐剂。
为了筛选出更优的复合佐剂组分，在本发明的某些实施方式中，发明人选择了不同类型的表面活性剂进行筛选：阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠、非离子表面活性剂Triton X-100、tween20、tween80和HP-β-环糊精。应用绵羊红细胞溶血试验测定溶血率，评价溶血作用及溶解胆固醇后中和QS21的溶血作用。结果表明，作为优选，所述表面活性剂为吐温80。
作为优选，在本发明的某些实施方式中，所述环糊精为α环糊精及其衍生物、β环糊精及其衍生物或γ环糊精及其衍生物。更优选地，在本发明的某些实施方式中，所述环糊精为β环糊精及其衍生物。进一步优选地，在本发明的某些实施方式中，所述环糊精为甲基β环糊精、磺丁基β环糊精或羟丙基β环糊精。进一步优选地，在本发明的一个实施方式中，所述环糊精为羟丙基β环糊精。
在本发明中，所述复合佐剂中的表面活性剂或胆固醇可以选择任意合适添加量。但为了更好地实现本发明的目的，在本发明的某些实施方式中，所述表面活性剂的质量体积百分比为0.5～5％(w/v)，所述环糊精的质量体积浓度为0.01～0.10g/ml，所述胆固醇的质量体积浓度为0.10～1mg/ml。
作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述复合佐剂还包含聚肌胞(PIC)，所述聚肌胞(PIC)的浓度为10～1000μg/ml。
在本发明的某些实施方式中，所述复合佐剂还可以包含免疫增强剂。所述免疫增强剂可以为例如，但不限于，细胞因子，趋化因子PAMP，TLR-配体，免疫刺激序列，包含CpG的DNA，dsRNA，胞吞模式的识别受体配体，LPS，皂树皂苷，妥卡雷琐，等。可以与所述复合佐剂包含在同一容器中，也可以分别包含在不同容器中。
作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述免疫增强剂为CPG-ODN。
作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述复合佐剂由环糊精、胆固醇和免疫刺激性皂苷组成；
其中，所述免疫刺激性皂苷为选自QS-7、QS-17、QS-18、QS-21、QuilA、Vax Sap、SuperSap、GPI-0100或QP UF 1000中的一种或几种
更优选地，在本发明的一个实施方式中，所述免疫刺激性皂苷为QS-21。
本发明的另一个方面，是提供了一种疫苗，所述疫苗包含抗原和上述复合佐剂。
所述抗原包括，但不限于，蛋白质，肽，多肽及其衍生物以及非肽大分子。所述衍生物可以通过本领域技术人员已知的任何方法进行制备，并且可以通过本领域技术人员已知的任何方式进行测定。
作为优选，在本发明的某些实施方式中，所述抗原为重组带状疱疹gE蛋白或截断重组带状疱疹gE蛋白或乙肝表面抗原。
本发明的有益效果为：
本发明中的复合佐剂能够替代通常使用的脂质体，与免疫刺激性皂苷相互配合，不仅可以增强抗原的体液免疫反应，而且还可以诱导T细胞免疫反应。同时这种配方制备简单，避开了脂质体相对繁琐的制备工艺，与抗原混合制成冻干制剂，增加了抗原与佐剂的稳定性。本发明中的复合佐剂还能够降低免疫刺激性皂苷的溶血性。
附图说明
图1为本发明实施例1中不同增溶剂溶血率比较结果图；
图2为本发明实施例1中不同增溶剂配伍QS21溶血率比较结果图；
图3为本发明实施例1中不同增溶剂中胆固醇配伍QS21溶血率比较结果图；
图4为本发明实施例1中溶血率与样品中QS-21浓度的关系结果图；
图5为本发明实验例中anti-gE抗体滴度结果图；
图6为本发明实验例中小鼠脾淋巴细胞中特异性CD4+T细胞含量结果图；
图7为本发明实验例中不同佐剂乙肝疫苗免疫小鼠后血清anti-HBs水平结果图；
图8为本发明实验例中小鼠脾淋巴细胞中特异性CD8+T细胞含量结果图。
具体实施方式
本发明公开了一种复合佐剂，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。术语“如”、“例如”等旨在指示例性实施方案，而不意图限制本公开的范围。
下面就本发明中出现的部分术语作以解释。
术语“佐剂”是指非特异性免疫增强剂，当与抗原一起注射或预先注入机体时，可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型。
术语“免疫刺激性皂苷”是指具有刺激免疫系统、增强免疫原性的皂苷类物质。皂苷是一类苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的糖苷，属植物来源佐剂。但由于皂苷能破坏细胞膜，引起红细胞溶血，使其在佐剂中的应用受到限制。
术语“环糊精”(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6～12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为alpha-、beta-和gama-环糊精。根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1,4-糖苷键结合成环。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。
术语“QS-21”是目前报道最广泛的皂苷类佐剂，作为强劲的佐剂应用于临床疫苗中。但QS-21可诱导细胞溶血，有一定系统和局部的毒副作用。为了减少其毒性，QS-21常和其他组分构成佐剂系统，以提高疫苗的反应原性。Alving等研究发现，以ALF脂质体结合MPLA和QS-21作为佐剂对抗HIVgp 140蛋白，可有效增加血清中抗体滴度。Ng等使用一种皮下传递技术——纳米贴片，与QS-21构成佐剂复合物。结果表明，纳米贴片与传统肌内注射相比，可显著减少抗原和QS-21的使用剂量以及诱导更高的IgG滴度。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：配方中表面活性剂的筛选
考察不同表面活性剂和HP-β-环糊精对胆固醇的増溶作用。选择不同类型的表面活性剂：阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠、非离子表面活性剂Triton X-100、tween20、tween80和HP-β-环糊精。应用绵羊红细胞溶血试验测定溶血率，评价溶血作用及溶解胆固醇后中和QS21的溶血作用。
1、分别配制10％ Triton X-100、tween20、tween80、SDS和HP-β-CD。按1:2进行系列稀释，纯化水为阳性对照组、N.S为阴性对照组，各取50μl于96孔U型板中，每组设2个复孔，分别加入2％绵羊红细胞悬液，50μl/孔。混匀后，室温静置30min。1500g离心5min，将50μl上清液转移至含有250μl/孔无水乙醇的酶标板中，混匀后，于酶标仪405nm处测定吸光值。纯化水的平均吸光度定义为100％裂解的红细胞，N.S的平均吸光度定义为红细胞裂解为0％。按如下公式计算样品溶血率：
样品溶血率％＝(样品吸光度-N.S吸光度)/(纯化水吸光度-N.S吸光度)×100％。
结果如图1所示。结果表明，在浓度0.25％～10％范围内Triton X-100与SDS溶血率均大于90％，tween20浓度在1％以下时，随浓度降低，溶血率逐渐降低。tween80浓度在5％～10％时，溶血率10％～17％之间，2％以下溶血率小于5％，安全性良好。HP-β-CD浓度0.25％～10％时，溶血率均小于5％，较其他表面活性剂安全性最好。
2、将不同浓度Triton X-100、tween20、tween80、SDS和HP-β-CD按1:2进行系列稀释，分别与终浓度200μg/ml的QS21配伍，测定溶血率。结果如图2所示。结果表明，浓度在0.25％～5％时，Triton X-100、tween20、SDS和HP-β-CD组溶血率均大于90％。而tween80在5％时，溶血率只有6.46％，随着tween80浓度的降低，溶血率逐步升高至90％以上。提示5％tween80可以以胶束形式包裹QS21，抑制其与细胞表面胆固醇结合，从而抑制QS21溶血作用，存在抑制QS21发挥佐剂作用的可能。
3、分别用Triton X-100、tween20、tween80配制20mg/ml胆固醇溶液，含3mg/ml胆固醇的30％HP-β-CD溶液。按QS21与胆固醇质量比为1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5，进行溶血实验。结果如图3、图4所示。结果表明，Triton X-100、tween20溶解胆固醇后，溶血率均大于90％，不能抑制QS21溶血作用。tween80溶解胆固醇后，溶血率随胆固醇比例增加而降低，提示tween80作为胆固醇增溶剂时，有一定的抑制QS21溶血作用，但不能完全抑制QS21溶血作用。HP-β-CD组溶血率均小于5％，HP-β-CD解决了胆固醇水溶性问题，胆固醇以环糊精包合物形式存在，可以中和QS21溶血作用。
实施例2：复合佐剂的制备
称取3gHP-β-CD，置50ml烧杯中，加生理盐水(N.S)30ml，搅拌溶解后，加入胆固醇30mg，水浴超声至胆固醇完全溶解，即得胆固醇环糊精包合物(CDchol)溶液。加入适量QS21溶解后，加入终浓度为5％的甘露醇，0.22μm微孔滤膜除菌过滤，经冷冻干燥后即得CDchol-QS21佐剂。
实施例3：复合佐剂的制备
称取0.3gHP-β-CD，置50ml烧杯中，加生理盐水(N.S)30ml，搅拌溶解后，加入胆固醇3mg，水浴超声至胆固醇完全溶解，即得胆固醇环糊精包合物(CDchol)溶液。加入适量QS21溶解后，加入终浓度为5％的甘露醇，0.22μm微孔滤膜除菌过滤，经冷冻干燥后即得CDchol-QS21佐剂。
实施例4：复合佐剂的制备
称取1.5g吐温80，置50ml烧杯中，加生理盐水(N.S)30ml，搅拌溶解后，加入胆固醇30mg，水浴超声至胆固醇完全溶解。加入适量QS21溶解后，加入终浓度为5％的甘露醇，0.22μm微孔滤膜除菌过滤，经冷冻干燥后即得CDchol-QS21佐剂。
实施例5：复合佐剂的制备
称取0.15g吐温80，置50ml烧杯中，加生理盐水(N.S)30ml，搅拌溶解后，加入胆固醇3mg，水浴超声至胆固醇完全溶解。加入适量QS21溶解后，加入终浓度为5％的甘露醇，0.22μm微孔滤膜除菌过滤，经冷冻干燥后即得CDchol-QS21佐剂。
实验例1：重组带状疱疹病毒gE
利用实施例1中制备的复合佐剂作为重组带状疱疹病毒gE蛋白疫苗佐剂并验证其效果。
1、动物免疫重组带状疱疹病毒gE
免疫4-6周龄雌性BALB/c小鼠，设CD+PIC+QS21、CD、CD+PIC、CD+QS21、AS01b like，每组10只。每组小鼠-28天prime 2000pfu水痘疫苗，第0天首免，第28天加强免疫，免疫剂量5μg/只。第42天采集外周血清，以包被20PFU/孔VZV的间接ELISA法分别测定抗gE抗体滴度，流式细胞术检测细胞免疫水平。
以VZV作为包被抗原，检测抗体滴度。结果如图5所示。结果表明，免疫后小鼠产生高滴度的VZV特异性抗体，可以与天然的病毒gE结合。CD+PIC+QS21组与AS01b like组诱导抗VZV抗体水平相当。
2、流式细胞术检测胞内细胞因子
分离小鼠脾淋巴细胞，调节浓度至1x107 cells/ml，100μl/孔加至96孔板，加入终浓度5μg/ml的VZV多肽，培养箱37℃放置2h，取出加入高尔基体阻断剂0.2μl/孔，培养箱37℃放置4h，取出。用PerCP Rat anti-mouse CD4抗体对淋巴细胞表面CD4分子进行染色，缓冲液洗两遍。固定破膜后，用PE Rat anti-mouse IFN-γ、APC Rat anti-mouse IL-2、PE-Cy7 Rat anti-mouse TNF-α抗体同时标记胞内细胞因子。以固定破膜缓冲液洗两遍后，200μl流式上样缓冲液重悬细胞，流式细胞仪进行检测，flowjo软件对结果进行分析。
CD4+T细胞中IFN-γ、IL-2、TNF-α三种因子单阳性、双阳性及三阳性细胞比例累加值如图6所示。累加值结果为：CD+PIC+QS21组>CD+QS21组>CD+PIC组>CD组。AS01like组作为阳性对照组，略高于CD+PIC+QS21组。在CD+PIC+QS21的佐剂配方中，PIC与QS21显示出协同增强免疫效果作用。CD+PIC+QS21组与AS01blike组基本相当。
实验例2：乙型肝炎表面抗原(HBsAg)
利用实施例1中制备的复合佐剂作为乙型肝炎表面抗原疫苗佐剂并验证其效果。
1、动物免疫乙型肝炎表面抗原(HBsAg)
SPF级6～8周龄雌性BALB/c小鼠，随机分为5组，每组10只(见表1)。免疫途径为肌肉注射，免疫体积为100μl/只，抗原剂量为1μg/只，QS21剂量为5μg/只。第0周初次免疫，第3周加强免疫，末次免疫后2周摘眼球采血并处死，取脾。ELISA定量检测血清anti-HBs水平，流式细胞术检测细胞免疫水平。
表1不同免疫组配方
2、定量检测血清中anti-HBs水平
用样品稀释液将血清进行系列稀释后，应用乙型肝炎病毒表面抗体定量测定试剂盒测定各血清样品的anti-HBs水平。以标准品(10mIU/ml-160mIU/ml)的抗体含量及其对应的OD值做双对数曲线，求出线性回归方程。将待测样品OD值的对数值代入回归方程，求得相应抗体含量。阳性判定：样品anti-HBs水平高于10mIU/ml时检测结果为阳性，低于10mIU/ml时检测结果为阴性。以HBsAg为模式抗原，配伍不同组合佐剂，免疫小鼠2周后获得免疫血清，检测血清anti-HBs水平。结果如图7所示。结果显示，CDchol-QS21佐剂组anti-HBs水平与liposome-QS21佐剂组间无统计学差异(P>0.05)，且显著高于单独CDchol组(P<0.05)和铝佐剂组(P<0.05)。表明CDchol-QS21佐剂可以显著提高小鼠体液免疫应答水平，并且与liposome-QS21佐剂效果相当。
3、流式细胞术检测胞内细胞因子
分离小鼠脾细胞，调节浓度至1x107 cells/ml，100μl/孔加至96孔板，加入终浓度5μg/ml的CTL多肽，置37℃，刺激2h。用FITC Rat anti-mouse CD8a抗体对淋巴细胞表面CD8分子进行染色，固定破膜后，用PE Rat anti-mouse IFN-γ抗体、APC Rat anti-mouse IL-2抗体标记胞内细胞因子。以固定破膜缓冲液洗两遍后，200μl流式上样缓冲液重悬细胞，流式细胞仪进行检测，flowjo软件对结果进行分析。
流式细胞术分析脾脏CD8+T细胞中IFN-γ和IL-2两种因子阳性细胞比例。结果如图8所示。结果表明，各实验组间IL-2单阳性细胞数无统计学差异(P＞0.05)。CDchol-QS21组IFN-γ单阳性、IFN-γ/IL-2双阳性CD8+T细胞数均与liposome-QS21组水平相当(P＞0.05)，且显著高于单独CDchol组(P＜0.05)和铝佐剂组(P＜0.05)。结果表明CDchol-QS21佐剂可以显著提高小鼠细胞免疫应答水平，并且与liposome-QS21佐剂效果相当。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种复合佐剂，其特征在于，所述复合佐剂中包含环糊精，还包含胆固醇和免疫刺激性皂苷；
其中，所述免疫刺激性皂苷为QS-21，所述环糊精为羟丙基β环糊精。
2.根据权利要求1所述的复合佐剂，其特征在于，所述环糊精的质量体积浓度为0.01～0.10g/ml，所述胆固醇的质量体积浓度为0.10～1mg/ml。
3.根据权利要求1所述的复合佐剂，其特征在于，所述复合佐剂还包含聚肌胞，所述聚肌胞的浓度为10～1000μg/ml。
4.根据权利要求1所述的复合佐剂，其特征在于，所述复合佐剂还包含免疫增强剂。
5.根据权利要求4所述的复合佐剂，其特征在于，所述免疫增强剂为CPG-ODN。
6.根据权利要求1所述的复合佐剂，其特征在于，所述复合佐剂由环糊精、胆固醇和免疫刺激性皂苷组成；
其中，所述免疫刺激性皂苷为QS-21，所述环糊精为羟丙基β环糊精。
7.一种疫苗，其特征在于，所述疫苗包含抗原和如权利要求1-6任意一项中所述的复合佐剂。
8.根据权利要求7所述的疫苗，其特征在于，所述抗原为重组带状疱疹gE蛋白、截断重组带状疱疹gE蛋白或乙肝表面抗原。
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