技术领域
[0001] 本
发明涉及疫苗佐剂制备技术领域,具体是一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法与应用。
背景技术
[0002] 国内众多疫苗生产企业的疫苗佐剂均是用
铝佐剂或油佐剂,但该类佐剂有一定的
副作用,油乳剂刺激局部产生肉芽肿或
炎症反应:铝佐剂可以引起
注射部位局部炎症反应进而引起肉芽肿,个别的引起注射对象应激性反应导致个别个体死亡。且诱导的免疫应答是属于 Th2 型的,不足以起到完全的保护动物防感染的作用。虽然能增强体液免疫,
抗体以IgGⅠ类为主,不能明显地提高细胞介导免疫应答,不能增强细胞免疫,有局限性;还可能对动物体的神经系统造成伤害。主要适用于免疫能
力强和可大量生产的
抗原。因此制备安全高效的新型疫苗佐剂是非常必要的。
[0003] 含有特定非甲基化的胞嘧啶
鸟嘌呤二核苷酸 (CpG基序) 的寡核苷酸,即CpG ISS (CpGimmunostimulatory sequences) 是近年发现的被
哺乳动物的免疫系统识别为“危险”
信号的新型免疫增强剂,能激活人体和许多动物的先天性和适应性免疫系统。在多种动物模型上,已证实CpG ISS 可作为疫苗佐剂 ( 包括人用疫苗 ),而且与传统疫苗相比,可以较大程度减少疫苗抗原的使用量,因而过敏反应的可能性大幅度降低,部分已进入人体的二期临床研究 (Murad 和 Clay,2009 ;Vollmer 和 Krieg,2009)。
[0004] 由于 CpG ISS 是一种安全的佐剂,多次动物实验已经证实高达 100 倍常规剂量的CpG ISS 注射小鼠未发现明显的急性毒性作用,反复注射CpG ISS 可为长期
预防传染性病原体提供一种安全的方法 (Klinman 等,1999)。CpG ISS 作为佐剂,可以诱导 Th1 型免疫应答,提升细胞免疫应答的
水平,还具有降低疫苗的使用量,减少过敏反应等的优点。
[0005] 但是,目前尚没有将 CpG 直接应用到动物的疫苗免疫产品,主要原因在于其存在
稳定性不强,时间长存放易降解,导致药效下降;保存条件较苛刻,要求在 -20℃下等问题。
[0006]
现有技术如授权公告号为CN102631675B的中国发明
专利,公开了一种高效 CpG 制剂及其制备方法和应用。CpG 制剂中各组分的组成比例为:浓度为 10 ~ 45μg/ml 的 CpG ISS 的 PBS 溶液80~120ml ;
白油160~180ml ;Span-80 10~14ml;Tween-80 6~10ml;EMULSIGEN20~40ml。该方法制备CpG ISS采用人工合成的方式,成本高且效率低;制备的CpG 制剂难以进入细胞,容易被核酸酶降解,从而失去活性。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种能得到极易进入细胞,稳定性好,安全性高,
生物相容性好,生物学活性强的新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法与应用。
[0008] 本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:本发明采用的菌种被鉴定为巴斯德毕赤
酵母(pichia pastoris)保藏号为CGMCC NO.6368,于2012年7月20号保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国
微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)中。
[0009] 一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的
发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:
蔗糖50~
60份、酵母粉60~80份、蛋白胨10~15份、尿素30~45份、
麦芽汁6~9份、KH2PO4 8~12份、K2HPO4·3H2O 5~7份、MgSO4·7H2O 0.2~0.3份、ZnSO4·7H2O 5~7.8份、MnSO4·4H2O 24~35份、生物素0.016 0.02份、核黄素
磷酸钠0.003 0.005份、二十
碳五烯酸乙酯0.02 0.06份和~ ~ ~
去离子水1700 2000份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解
氧含量为30 38%;发酵过~ ~
程中通过流加
氨水控制培养液pH为4.6 5.5,培养
温度为26 29℃,期间分批补充培养基,11~ ~
12.5h后第一次补加培养基,并添加18 22%甘油,15 17h后第二次补加培养基,23 26h后第~ ~ ~ ~
三次补加培养基,发酵至46 50h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖300 400份、蛋白~ ~
胨40 60份、MgSO4·7H2O10 20份和去离子水1000 1200份。采用上述发酵培养基发酵培养,~ ~ ~
巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的CpG ISS解旋、复制速度快,CpG ISS的产量高;采用发酵的方式大量生产CpG ISS,成本低廉且安全性高;
2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为4500 5800 r/min,离心17~ ~
23min。用蒸馏水清洗3 5次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:3.5~ ~
4.6。水浴处理,在95 100℃水浴环境下处理13 17min。处理完后在3 5℃
冰浴冷却,并进行~ ~ ~
超声
破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为430 460W,破碎时间为17 23min,时间间~ ~
隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;
3)将含金
纳米粒子的溶液在3 5℃,11000 13000rpm条件下离心17 23min,金纳米粒子~ ~ ~
直径为10 20nm,浓度为50 60nM。弃去原来体积7/10 9/10的上清液,沉淀重悬,加入步骤2~ ~ ~
得到的滤液,使溶液中CpG ISS的浓度为2.6 3.4μM。轻轻吹打混合均匀,在23 27℃360~ ~ ~
420rpm条件下振荡8 10h,然后缓慢加入0.8 1.2MPBS溶液,溶液中NaCl浓度为0.8 1.2M,PB~ ~ ~
浓度为0.08 0.12M,加入后最终浓度为0.08 0.12M,PBS溶液分5 6次加入,间隔大于30min/~ ~ ~
次,混合均匀后,在23 27℃360 420rpm条件下振荡22 26h。在3 5℃,12000 14000rpm条件~ ~ ~ ~ ~
下离心17 23min,弃去全部上清液,并用0.08 0.12M的PBS洗涤3 5次。加入PBS溶液,得到新~ ~ ~
型CpGISS疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;
具有很高的
比表面积,为ISS在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;CpG ISS-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响CpG ISS的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的CpG ISS不受核酸酶的降解,最大限度的保持了CpG ISS的生物学活性。
[0010] 一种新型CpGISS疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。
[0011] 与现有技术相比,本发明的优点在于:1)采用本发明的发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的CpG ISS解旋、复制速度快,CpG ISS的产量高;2)采用发酵的方式大量生产CpG ISS,成本低廉且安全性高;金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;3)具有很高的比表面积,为CpG ISS在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;CpG ISS-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响CpG ISS的生物学功能;4)金纳米粒子可以保护其表面上的CpG ISS不受核酸酶的降解,最大限度的保持了CpG ISS的生物学活性;5)能诱导 Th1 型免疫应答,提升细胞免疫应答的水平,能够增强对疫苗组分抗原特异性的免疫应答,使用本发明疫苗佐剂,能缩短免疫期时间,免疫效果好,在动物养殖生产或人体中应用,提高成活率和免疫保护率。具体
实施例[0012] 下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:实施例1:
一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:
1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的
发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:蔗糖50~
60份、酵母粉60~80份、蛋白胨10~15份、尿素30~45份、麦芽汁6~9份、KH2PO4 8~12份、K2HPO4·3H2O 5 7份、MgSO4·7H2O 0.2 0.3份、ZnSO4·7H2O 5 7.8份、MnSO4·4H2O 24 35~ ~ ~ ~
份、生物素0.016 0.02份、核黄素磷酸钠0.003 0.005份、二十碳五烯酸乙酯0.02 0.06份和~ ~ ~
去离子水1700 2000份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为30 38%;发酵过~ ~
程中通过流加氨水控制培养液pH为4.6 5.5,培养温度为26 29℃,期间分批补充培养基,11~ ~
12.5h后第一次补加培养基,并添加18 22%甘油,15 17h后第二次补加培养基,23 26h后第~ ~ ~ ~
三次补加培养基,发酵至46 50h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖300 400份、蛋白~ ~
胨40~60份、MgSO4·7H2O10~20份和去离子水1000~1200份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的CpG ISS解旋、复制速度快,CpG ISS的产量高;采用发酵的方式大量生产CpG ISS,成本低廉且安全性高;
2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为4500 5800 r/min,离心17~ ~
23min。用蒸馏水清洗3 5次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:3.5~ ~
4.6。水浴处理,在95 100℃水浴环境下处理13 17min。处理完后在3 5℃冰浴冷却,并进行~ ~ ~
超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为430 460W,破碎时间为17 23min,时间间~ ~
隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;
3)将含金纳米粒子的溶液在3 5℃,11000 13000rpm条件下离心17 23min,金纳米粒子~ ~ ~
直径为10 20nm,浓度为50 60nM。弃去原来体积7/10 9/10的上清液,沉淀重悬,加入步骤2~ ~ ~
得到的滤液,使溶液中CpG ISS的浓度为2.6 3.4μM。轻轻吹打混合均匀,在23 27℃360~ ~ ~
420rpm条件下振荡8 10h,然后缓慢加入0.8 1.2MPBS溶液,溶液中NaCl浓度为0.8 1.2M,PB~ ~ ~
浓度为0.08 0.12M,加入后最终浓度为0.08 0.12M,PBS溶液分5 6次加入,间隔大于30min/~ ~ ~
次,混合均匀后,在23 27℃360 420rpm条件下振荡22 26h。在3 5℃,12000 14000rpm条件~ ~ ~ ~ ~
下离心17 23min,弃去全部上清液,并用0.08 0.12M的PBS洗涤3 5次。加入PBS溶液,得到新~ ~ ~
型CpGISS疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;
具有很高的比表面积,为CpG ISS在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;
CpG ISS-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响CpG ISS的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的CpG ISS不受核酸酶的降解,最大限度的保持了CpG ISS的生物学活性。
[0013] 一种新型CpGISS疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。
[0014] 实施例2:一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法,最优选步骤为:
1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其最优选重量份为:蔗糖56份、酵母粉72份、蛋白胨13份、尿素40份、麦芽汁8份、KH2PO4 10份、K2HPO4·3H2O 6份、MgSO4·7H2O 0.25份、ZnSO4·7H2O 7.2份、MnSO4·4H2O 33份、生物素0.019份、核黄素磷酸钠0.005份、二十碳五烯酸乙酯0.04份和去离子水1800份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为36%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液pH为5.0,培养温度为27℃,期间分批补充培养基,12h后第一次补加培养基,并添加20%甘油,16h后第二次补加培养基,
24h后第三次补加培养基,发酵至48h。发酵补料培养基成份及其最优选重量份为:蔗糖380份、蛋白胨50份、MgSO4·7H2O15份和去离子水1100份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的CpG ISS解旋、复制速度快,CpG ISS的产量高;采用发酵的方式大量生产CpG ISS,成本低廉且安全性高;
2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为5000 r/min,离心20min。用蒸馏水清洗4次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:4.3。水浴处理,在
96℃水浴环境下处理15min。处理完后在4℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为450W,破碎时间为20min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;
3)将含金纳米粒子的溶液在4℃,12000rpm条件下离心20min,金纳米粒子直径为15nm,浓度为56nM。弃去原来体积4/5的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中CpG ISS的浓度为3μM。轻轻吹打混合均匀,在25℃400rpm条件下振荡9h,然后缓慢加入1MPBS溶液,溶液中NaCl浓度为1M,PB浓度为0.1M,加入后最终浓度为0.1M,PBS溶液分6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在25℃,3400rpm条件下振荡24h。在4℃,13000rpm条件下离心
20min,弃去全部上清液,并用0.1M的PBS洗涤4次。加入PBS溶液,得到新型CpGISS疫苗佐剂。
金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为CpG ISS在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;CpG ISS-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响CpG ISS的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的CpG ISS不受核酸酶的降解,最大限度的保持了CpG ISS的生物学活性。
[0015] 一种新型CpGISS疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。
[0016] 实施例3:一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:
1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:蔗糖54份、酵母粉72份、蛋白胨13份、尿素41份、麦芽汁7份、KH2PO4 10份、K2HPO4·3H2O6份、MgSO4·
7H2O 0.2份、ZnSO4·7H2O 6.5份、MnSO4·4H2O 30份、生物素0.017份、核黄素磷酸钠0.003份、二十碳五烯酸乙酯0.04份和去离子水1800份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为35%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液pH为5.0,培养温度为27℃,期间分批补充培养基,12h后第一次补加培养基,并添加20%甘油,16h后第二次补加培养基,24h后第三次补加培养基,发酵至48h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖350份、蛋白胨50份、MgSO4·7H2O17份和去离子水1000份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的CpG ISS解旋、复制速度快,CpG ISS的产量高;采用发酵的方式大量生产CpG ISS,成本低廉且安全性高。核黄素磷酸钠和二十碳五烯酸乙酯能加快德毕赤酵母的增殖速度,并能促进未甲基化的CpG ISS进行解旋、复制,增加CpG ISS的产量;
2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为5000 r/min,离心20min。用蒸馏水清洗4次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:4.3。水浴处理,在
96℃水浴环境下处理15min。处理完后在4℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为450W,破碎时间为20min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;
3)将含金纳米粒子的溶液在4℃,12000rpm条件下离心20min,金纳米粒子直径为15nm,浓度为56nM。弃去原来体积4/5的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中CpG ISS的浓度为3μM。轻轻吹打混合均匀,在25℃400rpm条件下振荡9h,然后缓慢加入1MPBS溶液,溶液中NaCl浓度为1M,PB浓度为0.1M,加入后最终浓度为0.1M,PBS溶液分6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在25℃,3400rpm条件下振荡24h。在4℃,13000rpm条件下离心
20min,弃去全部上清液,并用0.1M的PBS洗涤4次。加入PBS溶液,得到新型CpGISS疫苗佐剂。
金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为CpG ISS在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;CpG ISS-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响CpG ISS的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的CpG ISS不受核酸酶的降解,最大限度的保持了CpG ISS的生物学活性。
[0017] 一种新型CpGISS疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。
[0018] 本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。
[0019] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何
修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。