TWI756948B - 胜肽奈米管之製備方法、用途及其免疫組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種胜肽奈米管做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑之製備方法、用途及其免疫組成物,其中該胜肽奈米管為長胜肽奈米管及/或短胜肽奈米管,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與水或酒精形成溶液;震盪溶液至混合均勻;以及移除溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
Description
本發明係關於一種胜肽奈米管之製備方法、用途及其免疫組成物,特別是關於促進黏膜免疫之胜肽奈米管之製備方法、用途及其免疫組成物。
黏膜免疫反應是人體或動物的第一道免疫防線,以新冠病毒為例(COVID-19),其感染途徑跟一般的呼吸道疾病很相似,主要經由飛沫傳染、接觸傳染,而病毒會透過黏膜入侵身體,包含眼結膜、鼻黏膜、口腔黏膜等。許多動物傳染病病毒經常經口腔由腸胃道感染,例如豬流行下痢病毒,若能促進黏膜(例如,口腔黏膜、腸黏膜)免疫反應,則可以在第一時間擋下大部分病毒的攻擊,提高疫苗的有效性。因此,疫苗學家亦致力於提高疫苗的黏膜免疫反應效果。
在各種疫苗當中, DNA疫苗因為純化技術簡便,品質易於控制和評價,能免除污染,而且成本較低,容易進行大規模的生產,也方便運送與儲存,成為傳染病疫苗研究的新寵。特別是DNA疫苗較能克服腸胃道嚴酷的環境,避免抗原蛋白降解、免疫耐受性誘導並延長滯留時間,其安全性也漸被信任,非常適合用來開發口服疫苗。口服疫苗在使用上相較於肌肉注射疫苗更為簡單方便,用於動物及小孩時可以減少採用較為費力和耗時的肌肉注射方式進行免疫,避免注射過程中因壓迫而受傷或是造成注射部位組織損傷等不良影響。
然而,縱使有上述諸多好處,DNA疫苗的免疫原性較差,若想要開發各種DNA疫苗,亟需研發一些佐劑來改善、促進、誘發免疫反應,特別是能安全使用於人體及動物中,且能幫助提高黏膜免疫反應的佐劑。
於一方面,本發明涉及一種胜肽奈米管做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑之用途,其中該胜肽奈米管為長胜肽奈米管及/或短胜肽奈米管,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
於另一方面,本發明涉及一種免疫組成物,包含:一質體,以及一胜肽奈米管,其中該質體上含有一編碼一抗原蛋白質片段的DNA序列,其中該胜肽奈米管為長胜肽奈米管及/或短胜肽奈米管,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
於另一方面,本發明涉及一種胜肽奈米管之製備方法,包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
本發明製備方法所提供的胜肽奈米管可以做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑,以其所製成的口服DNA疫苗證實能有效誘發動物的IgA特異性抗體,可以提供一種安全、高局部有效濃度及高體內穿透力之疫苗應用,有利於使用來控制野生動物的人畜共通疾病。使用在動物產業,可以減少抗生素的使用,改善動物福利並提高經濟動物之產量。
本發明於第一方面提供了一種胜肽奈米管做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑之用途,其中該胜肽奈米管為長胜肽奈米管及/或短胜肽奈米管,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。於某些具體實施例中,其係用於動物口服免疫,包含但不限於實驗動物,例如小鼠、大鼠、倉鼠、天竺鼠,家畜動物,例如豬、牛、山羊、綿羊、兔、馬、驢,家禽動物,例如雞、鴨、鵝、火雞,伴侶動物,例如,狗、貓,動物園動物,例如,長頸鹿、大象、獅、豹、猴。
於某些具體實施例中,使用的胜肽奈米管包含分別為約0%、2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%、20%、22.5%、25%、27.5%、30%、32.5%、35%、37.5%、40%、42.5%、45%、47.5%、50%、52.5%、55%、57.5%、60%、62.5%、65%、 67.5%、70%、72.5%、75%、77.5%、80%、82.5%、85%、87.5%、90%、92.5%、95%、97.5%或100%重量的長胜肽奈米管,以及約100%、97.5%、95%、92.5%、90%、87.5%、85%、82.5%、 80%、77.5%、75%、72.5%、70%、67.5%、65%、62.5%、60%、57.5%、55%、52.5%、50%、47.5%、45%、42.5%、40%、37.5%、35%、32.5%、30%、27.5%、25%、22.5%、20%、17.5%、15%、12.5%、10%、7.5%、5%、2.5%或0%重量的短胜肽奈米管。
本發明於第二方面還提供一種免疫組成物,包含:一質體,以及一胜肽奈米管,其中該質體上含有一編碼一抗原蛋白質片段的DNA序列,其中該胜肽奈米管為長胜肽奈米管及/或短胜肽奈米管,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
於某些具體實施例中,本發明之免疫組成物包含分別為約2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%、20%、22.5%、25%、27.5%、30%、32.5%、35%、37.5%、40%、42.5%、45%、47.5%、50%、52.5%、55%、57.5%、60%、62.5%、65%、 67.5%、70%、72.5%、75%、77.5%、80%、82.5%、85%、87.5%或90%重量的質體,以及約97.5%、95%、92.5%、90%、87.5%、85%、82.5%、 80%、77.5%、75%、72.5%、70%、67.5%、65%、62.5%、60%、57.5%、55%、52.5%、50%、47.5%、45%、42.5%、40%、37.5%、35%、32.5%、30%、27.5%、25%、22.5%、20%、17.5%、15%、12.5%或10%重量的胜肽奈米管。
於某些具體實施例中,本發明之免疫組成物進一步包含一黏性劑,該黏性劑可以包含生物可代謝油,包含但不限於,大豆油、花生油、葵花籽油、玉米油、茶籽油、橄欖油、甜杏仁油、堅果油、亞麻仁油、介花油、棕櫚油、紫蘇油、玄米油、芝麻油、椰子油、豬油或其混合油。生物可代謝油之濃度可以為10~30%體積之黏性劑,更佳為15~25%體積之黏性劑。生物可代謝油可以與乳化劑混合成該黏性劑,乳化劑包含但不限於天然乳化劑、化學乳化劑或其組合。該黏性劑的濃度可以為75~95%體積之免疫組成物,更佳為80~90%體積之免疫組成物。
本發明於第三方面更提供了一種胜肽奈米管之製備方法,包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水或酒精形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之液體以形成該胜肽奈米管。
於某些具體實施例中,若混合該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與該水時,移除該溶液中之上清液以形成短胜肽奈米管。該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與水的重量比例可以為3:2000。
於某些具體實施例中,若混合該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與該酒精時,使該溶液中之酒精揮發以形成長胜肽奈米管。其中,使用5毫克之該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與15毫升50重量%酒精混合。
於某些具體實施例中,本發明之製備方法進一步包含保存於冰箱。溫度可以為0℃~10℃,更佳為3℃~6℃,最佳為4℃。
除非另有定義,本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域中的技術人員所通常理解相同的含義。
如本文所用,冠詞「一」、「一個」以及「任何」是指一個或多於一個(即至少一個)的物品的文法物品。例如,「一個元件」意指一個元件或多於一個元件。
本文所使用的「約」、「大約」或「近乎」一詞實質上代表所述之數值或範圍位於20%以內,較佳為於10%以內,以及更佳者為於5%以內。於本文所提供之數字化的量為近似值,意旨若術語「約」、「大約」或「近乎」沒有被使用時亦可被推得。
如本文所用,術語「免疫組成物(immunogenic composition)」是指一種當投予一宿主時能夠觸發該宿主之免疫系統而誘導任何免疫反應的組成物。免疫組成物可以包括它們的任何藥學上可接受的稀釋劑、佐劑、緩衝劑、賦形劑、載體或組合。在一般情況下,免疫組成物的組成分係基於給藥的方式和途徑,以及標準藥學實行而被選擇的。
如本文所用,術語「室溫」或「常溫」,若無特別說明,係指18至28℃之間之任意溫度區間。
如本文所用,術語「疫苗」是指適合施用於動物(包括人類)之成分,其包含一免疫有效量(即,能刺激目標動物之免疫系統)之一或多種抗原(諸如減毒或已被滅殺之微生物及/或其次單位,或任何其他物質,諸如有機體之代謝產物),此一或多種抗原通常與藥學上可接受之載體(例如:含水之液體)組合,且可選擇地包含免疫刺激劑(佐劑),當將該疫苗投予一動物時其可誘導足
以治療該動物之疾病或障礙失調(即,至少協助預防、改善或治癒疾病或障礙失調)之免疫反應。
如本文所用,術語「抗體效價」是指一抗體的物理狀態及其在體內的滯留時間,以其與抗原反應的多少來表示其免疫效果,稱為抗體效價。
如本文所用,術語「佐劑」是指任何可增加對一抗原之黏膜、體液或細胞免疫反應的物質,通常係用於達成二種目的:減緩抗原釋出及刺激免疫反應。
如本文所用,術語「抗原」或「免疫原」是指任何刺激免疫反應之物質。此名詞包括被殺死的、去活化的、減毒的或經改質的活細菌、病毒或寄生蟲。抗原一詞亦包括個別之多核苷酸、多胜肽、重組蛋白質、合成之胜肽、蛋白質萃取物、細胞(包括腫瘤細胞)、組織、多醣、或脂質、或其片段或彼等之任何組合。抗原一詞亦包括抗體,諸如抗個體遺傳型抗體或其片段,以及可模擬抗原或抗原決定簇(抗原決定部位)之合成胜肽模擬抗原決定部位(mimotopes)。
如本文所用,術語「乳劑」係指二種不相溶混之液體的組成物,其中一種液體之小滴懸浮於另一種液體之連續相中。
如本文所用,術語「黏膜免疫反應」是指外來物質入侵動物(包括人類)黏膜免疫系統時,黏膜免疫系統被觸發時所產生的反應,主要是透過分泌型免疫球蛋白A(IgA)來反應,其主要存在於唾液、乳液、胃腸液、呼吸道分泌液等,是黏膜部位抵抗病原微生物和有害物質的第一道防線。
如本文所用,術語「胜肽奈米管」是指使用本文揭露之方法而製成的胜肽奈米管,在本文有兩大態樣,使用酒精作為溶劑而生成的為長胜肽
奈米管,使用水為溶劑而生成的為短胜肽奈米管。命名係為方便理解而定,「長」、「短」是相對於另一態樣而言,平均有此特徵,並非絕對特徵。
本發明通過下列的實施例進一步說明,其提供了用於示範而非限制的目的。根據本發明公開內容,本領域中的技術人員應當理解,許多變化可以在所公開的特定具體實施例中產生,且仍然獲得相同或類似的結果而不脫離本發明的精神和範圍。
實施例一 胜肽奈米管的製備方法
秤取5毫克環-(D-色胺酸-酪胺酸)胜肽粉末於500毫升燒杯中,加入15毫升50重量%酒精,以鋁箔紙將燒杯蓋住,再放置於超音波震盪器,常溫震盪5分鐘,使藥品溶於50重量%酒精中並呈現透明清澈。接著放到37℃培養箱中隔夜使酒精揮發或烘乾後,燒杯底部會呈現雪花狀,再使用秤藥紙邊緣將雪花狀奈米載體刮起,放到1.5毫升離心管中於4℃冰箱保存,即為長胜肽奈米管(Long Peptide Nano Tube,LPNT或是L-PNT)。
秤取1.5毫克環-(D-色胺酸-酪胺酸)胜肽粉末於褐色玻璃瓶(2毫升小玻璃瓶)中,加入1毫升滅菌後二次蒸餾水(double distilled water,DDW),放置於超音波震盪器,常溫震盪10分鐘,使藥品完全震散,震盪分散後,溶液會轉為乳白色。接著靜置後抽掉上清液再保存於4℃冰箱,即為短胜肽奈米管(Short Peptide Nano Tube,SPNT或是S-PNT)。短胜肽奈米管的製備非常簡單快速,震盪完1-2小時即可抽掉上清液使用,若不馬上使用可置入冰箱保存。
如圖1A-1H所示,為了了解二種胜肽奈米管於細胞培養環境中的特性,在六孔培養皿中分別將200微克與400微克的兩種不同胜肽奈米管加入非洲綠猴腎細胞(Vero細胞)進行培養,並於初始日及次日以兩百放大倍率在倒立
式顯微鏡進行觀察,可清楚辨識二種胜肽奈米管的形態及其對細胞的影響。第1A-1D圖可以看到,LPNT呈現長晶體狀,長度可達100~200微米。第1E-1G圖可以看到,SPNT則小於1微米而呈短簇狀叢聚的型態。
圖1A-1B為200微克長胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1C-1D為400微克長胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1E-1F為200微克短胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1G-1H為400微克短胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。無論SPNT或LPNT添加的量多寡,在細胞培養基環境中1天後,細胞形態並無明顯改變,可以得知Vero細胞對於兩種胜肽奈米管的添加皆不會產生任何急毒性的現象,細胞皆可正常生長。因此,兩種胜肽奈米管做為藥劑的奈米載體或佐劑對於細胞來說是安全的。
不同大小、種類、長寬比的奈米載體會有不同乘載體積,也會有不同的內化細胞速率與體內藥物動力學停留時間,因此有不同的功效。例如管狀的載體比球形載體有較快與較多內化細胞速率,也有較長血液停留時間,較大的奈米載體承載量較高,較小的奈米載體較容易進入細胞。為了更佳了解兩種胜肽奈米管的形態及性質,在此使用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron microscopy,TEM)及光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)技術分別確認上述兩種胜肽奈米管,並將尺寸資料與介面電位(ζ-potential,zeta potential)結果記錄於表1,經t檢定顯示長胜肽奈米管的尺寸、長寬比相較短胜肽奈米管的尺寸有顯著差異。
*:代表長胜肽奈米管與短胜肽奈米管間有差異,p<0.05
如圖2所示,使用x光粉末繞射分析長胜肽奈米管、短胜肽奈米管與原始材料:環-(D-色胺酸-酪胺酸)胜肽粉末。分析顯示長、短胜肽奈米管的晶型形成在x光粉末繞射結果上極為類似,惟有長胜肽奈米管在第1波峰峰長的強度大於短胜肽奈米管。長、短胜肽奈米管的x光粉末繞射結果則與非晶型的原始材料粉末有明顯差異。可見經由本實施例一之製備方法,長、短胜肽奈米管已成為與原始材料不同晶型的奈米材料。
實施例二 質體去氧核醣核酸(DNA)製備
使用pTCY載體攜帶不同抗原基因之大腸桿菌表現系統,培養放大於1公升LB(Lysogeny broth)培養基,再抽取質體。上述pTCY載體係衍生自pEGFP-N1載體(Clontech公司,Mount View,加州,美國),其中pEGFP-N1載體上的CMV立即早期啟動子(CMV immediate-early promoter)以一大鼠beta-肌動蛋白啟動子替換,且去除該增強的綠螢光蛋白的編碼區域,使其他目標基因能被插入並在beta-肌動蛋白啟動子的控制下表現。pTCY載體詳細的構築方式請參閱H.-C.Wu等人(2019)A DNA priming and protein boosting immunization scheme to augment immune responses against parvovirus in ducks.J.Appl.Microbiol.126(1):49-57.。
在本實施例中,用到兩種病毒抗原基因進行製備。一種是豬流行性下痢病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus,PEDV)的棘蛋白(spike protein)S1區域,其胺基酸序列為SEQ ID NO:1,編碼該S1區域的胺基酸序列之示例性DNA序列為SEQ ID NO:2,但不限於此序列,可使用任何可以編碼SEQ ID NO:1之DNA序列。一種是鵝源水禽小病毒(Goose Parvo Virus,GPV)之第2病毒蛋白
(VP2),其胺基酸序列為SEQ ID NO:3,編碼該VP2蛋白之示例性DNA序列為SEQ ID NO:4,但不限於此序列,可使用任何可以編碼SEQ ID NO:3之DNA序列。最後分別獲得pTCY攜帶PEDV-S1序列的質體(在此稱做「PED質體」)及pTCY攜帶VP2序列的質體(在此稱做「GPV質體」)。
實施例三 口服DNA疫苗製備
使用實施例一所獲得的胜肽奈米管與實施例二所獲得的質體DNA製備口服DNA疫苗。製備流程僅需將質體DNA與胜肽奈米管結晶於褐色玻璃管中均勻混合,最後固定於震盪器,使其混合到隔天,即可以將製成之口服DNA疫苗進行後續試驗。例如要製造PED口服DNA疫苗,可以依不同佐劑需求,選擇先秤取1.5毫克之LPNT或SPNT結晶放置褐色玻璃管中,再與1毫升之260微克/毫升PED質體均勻混合。或者,選擇秤取共1.5毫克之SPNT和LPNT結晶,示例性的比例可以為1:1,但不限於該比例,放入褐色玻璃管中,並加入1毫升之260微克/毫升PED質體均勻混合。如果需要製造GPV口服DNA疫苗,將上述PED質體替換為GPV質體即可。
為了初步確認兩種胜肽奈米管與質體結合後的狀態,採用代表性質體pCMV-bcl-xL-eGFP,其以巨細胞病毒啟動子做為DNA疫苗啟動,帶有編碼抗凋亡基因(bcl-xL)與增強綠色螢光蛋白基因(eGFP),以大腸桿菌DH5a菌株放大。以市售Cy5螢光標劑分別在兩種胜肽奈米管進行標記,以TM-rhodamine螢光標劑在代表性質體DNA進行標記,分別於37℃下再與緩衝劑混和4個小時後,離心去除上清液,並利用酒精沉澱純化。將已標記長胜肽奈米管與短胜肽奈米管分別與代表性質體結合後,在雷射螢光共軛焦顯微鏡下,以光學顯微鏡以白光觀察(BF)胜肽奈米管與質體結合的狀況,以螢光顯微鏡在
Cy5通道之激發波長633奈米,發射波長645-740奈米觀察胜肽奈米管(紅色),且在Rhodamine通道以激發波長為514奈米,發射波長570-620奈米觀察質體(綠色),最後合併圖像為Cy5及Rhodamine通道疊圖的影像(黃色),以觀察胜肽奈米管與代表性質體是否共定位。質體建構方式及螢光標記方式請參閱Feichin Hsiao等人之論文:In vitro and in vivo assessment of delivery of hydrophobic molecules and plasmid DNAs with PEO-PPO-PEO polymeric micelles on cornea.Journal of food and drug analysis 26(2018)869-878.
如圖3A-3D所示,顯示長胜肽奈米管與代表性質體結合時用螢光共軛焦顯微鏡進行觀察的照片,圖3A顯示長胜肽奈米管與代表性質體結合之光學顯微觀察圖,圖3B顯示出被標記Cy5螢光的長胜肽奈米管的螢光顯微圖。圖3C顯示出被標記TM-rhodamine螢光的代表性質體的螢光顯微圖。在圖3D則是圖3B與圖3C的疊圖,在同一個位置顯示結合在一起的代表性質體與長胜肽奈米管共定位。圖3E-3H為短胜肽奈米管與代表性質體結合時用螢光共軛焦顯微鏡進行觀察的照片,圖3E顯示短胜肽奈米管與代表性質體結合之光學顯微觀察圖,圖3F顯示出被標記Cy5螢光的短胜肽奈米管的螢光顯微圖。圖3G顯示出被標記TM-rhodamine螢光的代表性質體的螢光顯微圖。在圖3H則是圖3F與圖3G的疊圖,在同一個位置顯示結合在一起的代表性質體與短胜肽奈米管共定位。由上述結果可知,本發明之兩種胜肽奈米管皆能與質體DNA形成共定位。
另外,使用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron microscopy,TEM)及光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)技術分別確認兩種胜肽奈米管與代表性質體DNA結合後的形態與性質,包括長、寬及預測長寬比(expected ratio)、尺寸和介面電位,並將結果記綠於下表2。
使用螢光測量,藉由不同DNA濃度的存在下,胜肽奈米管的螢光發射光譜強度變化推估胜肽奈米管與質體DNA的結合常數(Binding constant)。使用小鼠的十二指腸進行體外十二指腸穿透係數分析。將腸組織置於體外垂直擴散裝置,將口服DNA疫苗置於供體室,測量受體室內取出的樣品,以qPCR定量其濃度。腸胃道穿透隙數測試(apparent permeability coefficient,P)=V(dC/dt)/A x C0,其中V(dC/dt)為在初始延遲時間後DNA出現於受體室的穩態速率,C0為在供體室的初始質體濃度,A為十二指腸暴露的面積。
表2還使用t檢定檢驗兩種胜肽奈米管分別與代表性質體DNA之結合摩爾數(Mole fraction,n)、結合常數(M-1)與腸胃道穿透隙數測試P是否有顯著差異。可以理解的是,短胜肽奈米管做為佐劑時體積較小,可以有較佳的腸胃道穿透能力,因此P顯著較大,而長胜肽奈米管做為佐劑時體積較大,可以與質體DNA有較佳的結合能力,攜帶更多的質體DNA,因此結合常數顯著較大。
為了進一步瞭解質體DNA與胜肽奈米管之結合率,採用下列方法進行實驗。胜肽奈米管以吸附的方式結合質體DNA,使用實施例二製備之GPV質體為例,先抽取GPV質體並測其濃度後,調整成260微克/毫升,在連續
十倍稀釋成26微克/毫升、2.6微克/毫升、0.26微克/毫升、0.026微克/毫升、0.0026微克/毫升、0.00026微克/毫升及0.000026微克/毫升,建立即時聚合酶連鎖反應(real-time PCR)定量之標準曲線。
在GPV質體與胜肽奈米管結合過程中,每2、4、8、12及24小時抽取10微升上清液,使用進行pTCY卡納黴素引子(kanamycin primer)進行即時聚合酶連鎖反應,以前述建立之標準曲線定量殘留於上層水溶液中的DNA含量,用以評估時間的長短是否可能影響DNA的吸附效率。從表3、表4的結果中可以發現長胜肽奈米管及短胜肽奈米管皆可快速吸附質體DNA,並於2小時內達99%以上吸附效率,於室溫(25~28℃)24小時仍不會釋放回水層。
上述的口服DNA疫苗於管餵時,可以確保餵食的疫苗劑量,適用於體積較小的動物,例如小鼠、鴨隻等。不過,較大的動物不容易進行管餵,若希望能提供嗜口性佳的乳劑型口服DNA疫苗,便於讓動物自行食用,本實施例中的口服DNA疫苗可進一步包含黏性劑,黏性劑可以包含生物可代謝
油。配置方式為:分別事先配置含20體積%生物可代謝油之黏性劑,添加之乳化劑可以為吐溫80(Tween80)、聚山梨醇酯二十(Tween20)等體積比例混合,接著與前項試驗中描述之口服DNA疫苗(質體DNA+胜肽奈米管)混合。以黏性劑:口服DNA疫苗為4:1~9:1的體積比例進行混合後使用,即可成為嗜口性佳的乳劑型口服DNA疫苗
實施例四 PED口服疫苗小鼠免疫試驗
實驗動物為4週大ICR公鼠(來源:樂斯科生物科技股份有限公司),體重約15~18克左右。採用實施例三之方式以1.5毫克的胜肽奈米管混合260微克/毫升的PED質體製備兩種不同的PED口服疫苗。一種是使用長胜肽奈米管為佐劑的PED口服疫苗(LPNT/PED),一種則使用短胜肽奈米管為佐劑的PED口服疫苗(SPNT/PED),以試驗不同佐劑的免疫效果。動物實驗分為四組,每組四隻小鼠,控制組讓小鼠口服生理食鹽水進行免疫試驗,陽性對照組則對小鼠肌肉注射(IM)去活化PEDV蛋白(濃度為105.8TCID50/毫升)進行免疫試驗,第一組試驗組則是對小鼠管餵PED口服疫苗(LPNT/PED),第二組試驗組則是對小鼠管餵PED口服疫苗(SPNT/PED)進行免疫試驗。
如圖4所示,第一次實驗僅比較血清中的免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,IgG)抗體效價。在0週時,各個組別分別以0.2毫升劑量進行免疫試驗,0及4週時對小鼠採血收集血清,保存於-20℃。使用酵素免疫分析(Enzyme-linked Immunoorbent Assay,ELISA)測試小鼠血清中抗PEDV之IgG抗體效價,使用25微克/毫升的去活化PEDV為ELISA底層抗原,樣品為稀釋16倍樣品血清,加入山羊抗小鼠IgG HRP二級抗體(Goat anti mouse IgG HRP(1:5000)),並測定吸光值,各個組別進行多因子變異數分析(multi-ANOVA)檢
定後相對控制組進行比較(*表示p值<0.05,**表示p值<0.01)。結果顯示,到第四週時可以看出LPNT/PED口服DNA疫苗及SPNT/PED口服DNA疫苗之單次免疫相對於控制組皆有顯著效果。
第二次實驗為了瞭解二次免疫的效果,在0週時,各個組別分別以0.2毫升劑量進行免疫試驗,第二週再施以0.2毫升劑量進行二次免疫。同時,為了更進一步了解黏膜免疫反應,於第3週全數進行犧牲,犧牲後收集小鼠小腸全段(包含十二指腸,約20公分長),以5毫升生理食鹽水沖洗小腸,收集之腸液以1,500rpm,離心5分鐘收集上清液,保存於-20℃,用免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,IgA)ELISA測驗,使用25微克/毫升的去活化PEDV為ELISA底層抗原,樣品為稀釋16倍樣品小腸沖洗液,加入山羊抗小鼠IgA HRP二級抗體(Goat anti mouse IgA HRP(1:5000))來測試小鼠腸液中抗PEDV之IgA抗體效價。
如圖5所示,使用multi-ANOVA檢定後相對控制組進行比較(**表示p值<0.01)。IgA抗體測試結果,在小鼠有補強免疫的情況下,L-PNT/PED口服DNA疫苗組別和S-PNT/PED口服DNA疫苗組別之腸沖洗液測得之IgA抗體效價相較於控制組有顯著的差異,代表PED口服DNA疫苗(L-PNT/PED和S-PNT/PED)可明顯誘發黏膜免疫反應,可顯著增加小鼠小腸中抗PEDV-IgA抗體效價,而肌肉注射去活化疫苗組則無法測得上升的IgA免疫效果,代表傳統肌肉注射去活化疫苗無明顯誘發黏膜免疫反應。
第三次實驗,同樣使用1.5毫克的胜肽奈米管混合260微克/毫升的PED質體,分別製備成兩種不同的PED口服疫苗(LPNT/PED、SPNT/PED)。另外再以總量為1.5毫克的短胜肽奈米管搭配長胜肽奈米管(短胜肽:長胜肽
=3:1),製備成3SPNT+1LPNT/PED口服疫苗,以試驗長胜肽奈米管是否可輔助短胜肽奈米管免疫效能。
動物實驗分為四組,每組六隻小鼠。控制組讓小鼠口服生理食鹽水進行免疫試驗,第一組試驗組則是對小鼠管餵PED口服疫苗(SPNT/PED),第二組試驗組則是對小鼠管餵PED口服疫苗(LPNT/PED)進行免疫試驗,第三組試驗組則是對小鼠管餵PED口服疫苗(3SPNT+1LPNT/PED)進行免疫試驗。
於第0週,各個組別初始免疫試驗給予0.2毫升劑量,第2週再以0.2毫升劑量進行二次免疫。於第4週全數動物犧牲,收集小鼠小腸全段(包含十二指腸,約20公分長),以5毫升生理食鹽水沖洗小腸,收集之腸液以1,500rpm,離心5分鐘收集上清液,保存於-20℃,用免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,IgA)ELISA測驗,使用25微克/毫升的去活化PEDV為ELISA底層抗原,樣品為稀釋16倍樣品小腸沖洗液,加入山羊抗小鼠IgA HRP二級抗體(Goat anti mouse IgA HRP(1:5000))來測試小鼠腸液中抗PEDV之IgA抗體效價。
如圖6所示,IgA抗體測試結果,免疫SPNT/PED組可顯著誘發黏膜免疫反應,而LPNT/PED組別則不顯著,而結合二種載體的3SPNT+1LPNT組別亦可顯著增加黏膜免疫反應(p值<0.05)。
實施例五 GPV口服疫苗鴨隻免疫試驗
第一次實驗之實驗動物為9日齡正番鴨(來源:行政院農業委員會畜產試驗所宜蘭分所),分成五組進行實驗,每組五隻。採用實施例三之方式以1.5毫克的胜肽奈米管混合50或100微克/毫升的PED質體分別製備兩種不同的GPV口服疫苗。一種是使用長胜肽奈米管為佐劑的GPV口服疫苗(L-PNT/GPV),一種則使用短胜肽奈米管為佐劑的GPV口服疫苗(S-PNT/GPV),以
試驗不同佐劑的免疫效果。控制組讓鴨隻口服生理食鹽水進行免疫試驗,第一組及第二組試驗組則是讓鴨隻口服GPV口服疫苗(S-PNT/GPV),其GPV質體濃度分別為50及100微克/毫升,第三組及第四組試驗組則是讓鴨隻口服GPV口服疫苗(L-PNT/GPV),其GPV質體濃度分別為50及100微克/毫升。
如圖7所示,第一次實驗進行口服DNA疫苗劑量測試以及長期抗體效力試驗。於第0週時,給予各組鴨隻1毫升的口服劑量,並於第2週以相同劑量進行第二次免疫。每2週採血收集血清,保存於-20℃,以ELISA檢測鴨隻血清中的抗GPV之IgG抗體,使用10微克/毫升的去活化GPV為ELISA底層抗原,樣品為血清樣本(1:50),加入山羊抗鴨隻IgG HRP二級抗體(Goat anti dock IgG HRP(1:1000)),測定吸光值,並計算S/P比=(樣本吸光值-陰性對照組吸光值)/(陽性對照組吸光值-陰性對照組吸光值),陽性對照組為GPV攻毒試驗存活的鴨隻血清,陰性對照組為無一級抗體之空白對照。結果顯示,L-PNT/GPV口服DNA疫苗與S-PNT/GPV口服DNA疫苗皆能引起IgG免疫反應,且能延續長達12週,另外可以看到在ANOVA檢定下(*代表p<0.05,**代表p<0.025),GPV質體濃度100微克/毫升組別的免疫效果相較於控制組有顯著提升。因此,在鴨隻的動物實驗中,長胜肽奈米管與短胜肽奈米管做為佐劑能促進的IgG免疫效果相近。
第二次實驗之實驗動物為9日齡正番鴨(來源:行政院農業委員會畜產試驗所宜蘭分所),這次使用長胜肽奈米管與短胜肽奈米管混合(重量比1:1)做為佐劑,測試混合不同胜肽奈米管的佐劑能否提升免疫效果。採用實施例三之方式以共1.5毫克的長/短胜肽奈米管混合260微克/毫升的GPV質體製備GPV口服疫苗。第0週時,給予試驗組的鴨隻1毫升GPV口服疫苗,給予控制組的鴨隻1毫升生理食鹽水。
如圖8及圖9所示,由於水禽類與哺乳動物不同,水禽類的血清、腸都會產生IgA反應,因此將前述取得的0、2、3周鴨隻血清以及第3週犧牲收集的十二指腸檢體來檢測IgA抗體效價。犧牲後收集鴨隻十二指腸(胃下十二指腸,約10公分長),以5毫升生理食鹽水沖洗小腸,收集之腸液以4,000rpm,離心30分鐘收集上清液,保存於-20℃。以ELISA檢測血清或腸上清液中IgA抗體效價,使用10微克/毫升的去活化GPV為ELISA底層抗原,樣品為血清或腸上清液樣本(1:200)、加入小鼠抗鴨IgA二級抗體(mouse anti duck IgA(1:2000)),山羊抗小鼠IgG HRP三級抗體(Goat anti mouse IgG HRP(1:2000)),最後測定吸光值。使用ANOVA檢定發現,相較於控制組,不論是接種疫苗後第二週或第三週,試驗組血清中IgA抗體效價都顯著較高(*代表p<0.05,**表示p<0.025)(如圖8所示);同樣地,相較於控制組,試驗組血清中及腸液中IgA抗體效價都顯著較高(**表示p<0.025)(如圖9所示),代表混合長/短胜肽奈米管的佐劑可以顯著增加口服疫苗的黏膜免疫反應。
圖1A-1H所示為實施例一中胜肽奈米管產物與非洲綠猴腎細胞培養時之倒立式顯微鏡放大圖。圖1A-1B為200微克長胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1C-1D為400微克長胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1E-1F為200微克短胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖1G-1H為400微克短胜肽奈米管在起始日與次日的培養狀況。圖中之比例尺標示為200微米。
圖2所示為實施例一中,長胜肽奈米管、短胜肽奈米管及原始材料之x光粉末繞射譜圖。
圖3A-3H所示為實施例三中長胜肽奈米管與短胜肽奈米管分別與質體DNA結合之光學顯微鏡與螢光顯微鏡觀察圖。圖3A為長胜肽奈米管與質體DNA結合之光學顯微鏡觀察圖。圖3B-圖3C分別為長胜肽奈米管與Cy5螢光標記、質體DNA與TM-rhodamine螢光標記所拍攝的螢光顯微鏡觀察圖。圖3D為圖3B與圖3C之結合圖。圖3E為短胜肽奈米管與質體DNA結合之光學顯微鏡觀察圖。圖3F-圖3G分別為短胜肽奈米管與Cy5螢光標記、質體DNA與TM-rhodamine螢光標記所拍攝的螢光顯微鏡觀察圖。圖3H為圖3F與圖3G之結合圖。圖中之比例尺標示為50微米。
圖4所示為實施例四中,第一次實驗各組於免疫後4週測得的小鼠血清抗PEDV-IgG抗體效價長條圖。
圖5所示為實施例四中,第二次實驗各組於免疫後第3週測得的小鼠腸液抗PEDV-IgA抗體效價盒鬚圖。
圖6所示為實施例四中,第三次實驗各組於免疫後第4週測得的小鼠腸液抗PEDV-IgA抗體效價盒鬚圖。
圖7所示為實施例五中,第一次實驗各組於免疫後不同週數測得的鴨隻血清抗GPV-IgG抗體S/P值長條圖。
圖8所示為實施例五中,第二次實驗各組於免疫後不同週數測得的鴨隻血清抗GPV-IgA抗體效價長條圖。
圖9所示為實施例五中,第二次實驗控制組與試驗組之鴨隻血清與腸液中於免疫後第3週測得的抗GPV-IgA抗體效價長條圖。
序列表 <![CDATA[<110> 國立屏東科技大學]]> <![CDATA[<120> 胜肽奈米管之製備方法、用途及其免疫組成物]]> <![CDATA[<130> P20-0222]]> <![CDATA[<160> 4 ]]> <![CDATA[<170> PatentIn version 3.5]]> <![CDATA[<210> 1]]> <![CDATA[<211> 763]]> <![CDATA[<212> PRT]]> <![CDATA[<213> 豬流行性下痢病毒]]> <![CDATA[<400> 1]]> Pro Thr Leu Ser Leu Pro Gln Asp Val Thr Arg Cys Gln Ser Thr Thr 1 5 10 15 Asn Phe Arg Arg Phe Phe Ser Lys Phe Asn Val Gln Ala Pro Ala Val 20 25 30 Val Val Leu Gly Gly Tyr Leu Pro Ser Met Asn Ser Ser Ser Trp Tyr 35 40 45 Cys Gly Thr Gly Ile Glu Thr Ala Ser Gly Val His Gly Ile Phe Leu 50 55 60 Ser Tyr Ile Asp Ser Gly Gln Gly Phe Glu Ile Gly Ile Ser Gln Glu 65 70 75 80 Pro Phe Asp Pro Ser Gly Tyr Gln Leu Tyr Leu His Lys Ala Thr Asn 85 90 95 Gly Asn Thr Asn Ala Ile Ala Arg Leu Arg Ile Cys Gln Phe Pro Asp 100 105 110 Asn Lys Thr Leu Gly Pro Thr Val Asn Asp Val Thr Thr Gly Arg Asn 115 120 125 Cys Leu Phe Asn Lys Ala Ile Pro Ala Tyr Met Arg Asp Gly Lys Asp 130 135 140 Ile Val Val Gly Ile Thr Trp Asp Asn Asp Arg Val Thr Val Phe 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Leu Pro Gly Met Val Trp Gln Asn Arg Asp Ile Tyr 450 455 460 Leu Gln Gly Pro Ile Gly Ala Lys Ile Pro Lys Thr Asp Gly Lys Phe 465 470 475 480 His Pro Ser Pro Asn Leu Gly Gly Phe Gly Leu His Asn Pro Pro Pro 485 490 495 Gln Val Phe Ile Lys Asn Thr Pro Val Pro Ala Asp Pro Pro Val Glu 500 505 510 Tyr Val His Gln Lys Trp Asn Ser Tyr Ile Thr Gln Tyr Ser Thr Gly 515 520 525 Gln Cys Thr Val Glu Met Val Trp Glu Leu Arg Lys Glu Asn Ser Lys 530 535 540 Arg Trp Asn Pro Glu Ile Gln Phe Thr Ser Asn Phe Ser Asn Arg Thr 545 550 555 560 Ser Ile Met Phe Ala Pro Asn Glu Thr Gly Gly Tyr Val Glu Asp Arg 565 570 575 Leu Ile Gly Thr Arg Tyr Leu Thr Gln Asn Leu 580 585 <![CDATA[<210> 4]]> <![CDATA[<211> 1764]]> <![CDATA[<212> DNA]]> <![CDATA[<213> 鵝源水禽小病毒]]> <![CDATA[<400> 4]]> acggcacctg caaaaaaaaa tacagggaag cttactgacc attacccggt agttaagaag 60 cctaaactta ccgaggaagt cagtgcggga ggtggtagca gtgccgtaca agacggagga 120 gccaccgcgg agggcaccga acctgtggca gcatctgaaa tggcagaggg aggaggcgga 180 gctatgggcg actcttcagg 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Claims (10)
- 一種胜肽奈米管做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑之用途,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之上清液以形成該胜肽奈米管。
- 如請求項1之用途,其進一步搭配另一胜肽奈米管做為增加黏膜免疫反應之DNA疫苗佐劑,該另一胜肽奈米管之製備方法包含:混合該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一酒精形成另一溶液;震盪該另一溶液至混合均勻;以及揮發該另一溶液中之酒精以形成該另一胜肽奈米管,其中該另一胜肽奈米管與該胜肽奈米管之重量比之範圍係從5:95至95:5。
- 如請求項1之用途,其中該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與該水之重量比例為3:2000。
- 如請求項1之用途,其係用於動物口服免疫。
- 一種免疫組成物,包含:一質體,以及一胜肽奈米管,其中該質體上含有一編碼一抗原蛋白質片段的DNA序列,該胜肽奈米管之製備方法包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之上清液以形成該胜肽奈米管。
- 如請求項5之免疫組成物,其進一步包含另一胜肽奈米管,該另一胜肽奈米管之製備方法包含:混合該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一酒精形成另一溶液;震盪該另一溶液至混合均勻;以及揮發該另一溶液中之酒精以形成該另一胜肽奈米管,其中該另一胜肽奈米管與該胜肽奈米管之重量比之範圍係從5:95至95:5。
- 如請求項5之免疫組成物,其進一步包含一黏性劑,其佔該免疫組成物75至95體積百分比,該黏劑性包含一生物可代謝油。
- 如請求項5之免疫組成物,其中該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與該水之重量比例為3:2000。
- 一種胜肽奈米管之製備方法,包含:混合一環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與一水形成一溶液;震盪該溶液至混合均勻;以及移除該溶液中之上清液以形成該胜肽奈米管。
- 如請求項9之製備方法,其中該環-(D-色胺酸-酪胺酸)粉末與該水之重量比例為3:2000。
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