截短型人乳头瘤病毒16型L1蛋白及其应用转让专利
申请号 : CN201710153290.7
文献号 : CN107188932B
文献日 : 2020-02-11
发明人 : 许雪梅 , 张婷 , 陈雪 , 刘洪洋 , 周艳 , 望朔
申请人 : 中国医学科学院基础医学研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种采用昆虫细胞表达体系表达的截短型HPV16 L1蛋白,其中所述截短型HPV16 L1蛋白与野生型HPV16 L1蛋白相比,N端截短了2、3、5或7个氨基酸和C端截短了29、31或33个氨基酸。
2.根据权利要求1所述的截短型HPV16 L1蛋白,其中所述截短型HPV16 L1蛋白在NCBI数据库AAC09292.1序列基础上进行截短;所述截短型HPV16L1蛋白选自HPV16 L1ΔN2C29、HPV16 L1ΔN3C29、HPV16 L1ΔN5C29、HPV16 L1ΔN7C29、HPV16 L1ΔN2C31、HPV16 L1ΔN3C31、HPV16 L1ΔN5C31、HPV16 L1ΔN7C31、HPV16 L1ΔN2C33、HPV16 L1ΔN3C33、HPV16 L1ΔN5C33和HPV16 L1ΔN7C33。
3.一种多核苷酸,其编码如权利要求1或2所述的截短型HPV16 L1蛋白。
4.一种载体,其包含如权利要求3所述的多核苷酸。
5.根据权利要求4所述的载体,其中所述载体是重组杆状病毒。
6.一种昆虫细胞,其包含如权利要求4或5所述的载体。
7. 一种HPV16 L1病毒样颗粒,其中所述HPV16 L1病毒样颗粒含有如权利要求1或2所述的截短型HPV16 L1蛋白。
8. 一种HPV16 L1病毒样颗粒,其中所述HPV16 L1病毒样颗粒由如权利要求1或2所述的截短型HPV16L1蛋白组成。
9. 一种疫苗,其用于预防HPV感染或HPV感染相关疾病,其中所述疫苗包含如权利要求
7或8所述的HPV16 L1病毒样颗粒以及赋形剂或佐剂。
10.根据权利要求9所述的疫苗,其中所述疫苗还包含至少一种选自其他嗜黏膜组及嗜皮肤组的HPV的病毒样颗粒。
11.根据权利要求10所述的疫苗,其中所述疫苗还包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、
13、14或15种选自HPV2、5、6、7、11、18、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、39、40、43、44、45、
51、52、53、56、57、58、59、61、66、67、68、69、70、73、74、77、81、82、83、85、91的L1病毒样颗粒。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的疫苗,其中所述佐剂为铝佐剂、水包油乳剂或油包水乳剂及TLR刺激剂的佐剂组合物。
13.根据权利要求9-11中任一项所述的疫苗,其中所述佐剂为氢氧化铝佐剂或磷酸铝佐剂与聚肌苷酸-聚胞苷酸佐剂及稳定剂的组合物。
14.根据权利要求9-11中任一项所述的疫苗,其中所述佐剂为MF59佐剂与聚肌苷酸-聚胞苷酸佐剂及稳定剂的组合物。
15. 根据权利要求1或2所述的截短型HPV16 L1蛋白、根据权利要求7或8所述的HPV16 L1病毒样颗粒、或根据权利要求9-14中任一项所述的疫苗在制备预防HPV感染及HPV感染相关疾病的药物中的应用。
说明书 :
截短型人乳头瘤病毒16型L1蛋白及其应用
技术领域
背景技术
肤,诱发各种良恶性病变。根据诱发病变的性质不同,可分为诱发恶性肿瘤的高危型(包括
HPV16,18,31,33,35,39,45,51,52,56,58,59,68等)、可疑高危型(HPV26,30,53,66,67,69,
70,73,82,85等)、尚未确定型(HPV34,42,43,54,71,81,83,97,102,114等),及诱发疣状增
生等良性病变的低危型(HPV6,7,11,13,32,40,42,44,61,62,72,74,81,83,84,86,87,89,
90,91,106等)。嗜皮肤组主要感染上述部位之外的皮肤组织,诱发皮肤疣状增生,并与某些
皮肤癌的发生密切相关。
万。
HPV预防性疫苗均为HPV L1 VLP疫苗,包括葛兰素史克的HPV16/18双价疫苗、默沙东的
HPV16/18/6/11四价疫苗及HPV16/18/58/52/31/33/45/6/11九价疫苗,人群免疫后,免疫活
性好、预防感染及感染相关疾病的保护效率高。鉴于HPV16是世界范围内的优势流行病毒
株,约53.5%的宫颈癌是由HPV16感染引起的,其余46.5%的宫颈癌由其它约22种高危型和
可疑高危型HPV感染引起。因此深入研究HPV16 L1VLP疫苗具有意义。
(White W,Wilson S,et al.J.Virol.1999;73(6):4882-4889.)、N端截短的突变体蛋白
(Chen XS,Casini G,et al.J.Mol.Biol.2011;307:173-182.)、C端截短的突变体(专利
CN1976718A,CN102586287,CN104418942A)、及联合N端截10个氨基酸及C端截短22个氨基酸
的突变体蛋白(Varsani A,Williamson AL,et al.Vir.Res.2006;122:154-163.),采用特
定的技术均可以组装成HPV16L1 VLP(全长HPV16 L1蛋白序列为NCBI数据库AAC09292.1序
列,N端截短从N端第一个氨基酸M开始)。研究还发现了多种提高HPV16 L1蛋白表达水平的
方法,如C端截短31氨基酸可以使表达水平提高1.58倍,消除N端前129个核苷酸内的抑制性
DNA序列,亦可提高表达水平,联合采用密码子优化、消除潜在转录终止位点、消除潜在剪切位点、简化mRNA二级结构等方法也可以提高表达水平。
有报道。因此,上述方法获得的截短型突变体的表达量的分析也不明确。研究发现,HPV16
L1蛋白中即使出现1个或几个氨基酸的差异,均可显著影响其表达水平,C端截短不同长度
的L1突变体表达水平有明显差异,其中C端截短34个氨基酸的L1突变体比野生型的表达水
平显著提高。
前已报道的方法差异更大,其表达水平如何及是否能组装成VLP亦是无法预测的,需依靠具
体的实验研究才能确定。因此,本发明设计的多种HPV16L1突变体在HPV16 L1VLP疫苗中的
研究价值需要实验探索后才能确定。
发明内容
诱发针对HPV16的保护性免疫反应。本发明基于以上发现,现已完成,在本文实施例中提供
数据。
或截短了29、31、33个氨基酸的HPV16L1蛋白。优选地该截短蛋白选自HPV16 L1ΔN2、HPV16 L1ΔN3、HPV16 L1ΔN5、HPV16 L1ΔN7、HPV16 L1ΔN2C29、HPV16 L1ΔN3C29、HPV16 L1Δ
N5C29、HPV16L1ΔN7C29、HPV16 L1ΔN2C31、HPV16 L1ΔN3C31、HPV16 L1ΔN5C31、HPV16 L1ΔN7C31、HPV16 L1ΔN2C33、HPV16 L1ΔN3C33、HPV16 L1ΔN5C33和HPV16 L1ΔN7C33。
酸。
HPV16 L1ΔN7C33(SEQ ID No.2)。
al.J.Clin.Micr.1998;36(7):2046-2051),相应变异株的截短型L1蛋白为在上述截短型
HPV16 L1蛋白等同位置截短,如通过序列比较来评价。
反应的有效量。优选地,该疫苗还可包含至少一种选自其他嗜黏膜组和/或嗜皮肤组的HPV
的病毒样颗粒,这些病毒样颗粒的含量分别为能诱发保护性免疫反应的有效量。上述疫苗
通常还包含疫苗用赋形剂或载体。
58、59、61、66、67、68、69、70、73、74、77、81、82、83、85、91的L1病毒样颗粒,这些病毒样颗粒的含量分别为能诱发保护性免疫反应的有效量。
剂的佐剂组合物。
MF59佐剂组成的复合物,两种复合佐剂与HPV VLP疫苗联合使用均可有效提高疫苗的免疫
活性。
白,即删除从起始甲硫氨酸开始的5个氨基酸之后,在剩余序列的N端再补加一个甲硫氨酸
所获得的蛋白质。
位1个氨基酸所获得的蛋白质。
短Y个氨基酸的蛋白质。例如“HPV16L1ΔN5C31”代表N端截短了5个氨基酸同时C端截短31个
氨基酸的HPV16 L1蛋白,即删除从起始甲硫氨酸开始的5个氨基酸之后,在剩余序列的N端
再补加一个甲硫氨酸,并且同时删除C端第475-505位共计31个氨基酸的蛋白质。
度增强剂举例但不限于氯化钠。
物。
醇酐三油酸酯(Span-85)、聚山梨酯80(Tween-80)。
(例如但不限于氯化钙、氯化镁、磷酸钙)、阳离子的有机复合物(例如但不限于硬脂酸钙、葡萄糖酸钙)。
附图说明
N2C31、HPV16 L1ΔN3C31、HPV16 L1ΔN5C31、HPV16 L1ΔN7C31、HPV16 L1ΔN2C33、HPV16 L1ΔN3C33、HPV16 L1ΔN5C33和HPV16 L1ΔN7C33。
蛋白形成的病毒样颗粒水化动力学直径分别为129.6nm和128nm,颗粒组装的百分比均为
100%。
符,均一度好。Bar=200nm。
N2C31、HPV16 L1ΔN3C31、HPV16 L1ΔN5C31、HPV16 L1ΔN7C31、HPV16 L1ΔN2C33、HPV16 L1ΔN3C33、HPV16 L1ΔN5C33和HPV16 L1ΔN7C33。
0.001。
具体实施方式
的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围,因为实施方案必然是多样的。
本说明书中使用的用语仅是为了阐述特定的实施方案,而非作为限制,本发明的范围已界
定在所附的权利要求中。
说明书中所述方法和材料类似或等效的任何方法和材料均可用以实施或测试本发明。下述
实验方法如无特别说明,均为常规方法或产品说明书所描述的方法,所使用的实验材料如
无特别说明,均可容易地从商业公司获取。本说明书中所提到的所有公开文献均被并入于
此作为参考,以揭示并说明所述公开文献中的方法和/或材料。
ΔN5基因;使用16N7F/16CR为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN7基因;使用16N2F/16C29R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN2C29基因;使用16N3F/16C29R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN3C29基因;
使用16N5F/16C29R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN5C29基因;使用16N7F/16C29R为引物,PCR
扩增HPV16 L1ΔN7C29基因;使用16N2F/16C31R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN2C31基因;使
用16N3F/16C31R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN3C31基因;使用16N5F/16C31R为引物,PCR扩
增HPV16 L1ΔN5C31基因(SEQ ID NO:4);使用16N7F/16C31R为引物,PCR扩增HPV16 L1Δ
N7C31基因;使用16N2F/16C33R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN2C33基因;使用16N3F/16C33R
为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN3C33基因;使用16N5F/16C33R为引物,PCR扩增HPV16 L1Δ
N5C33基因;使用16N7F/16C33R为引物,PCR扩增HPV16 L1ΔN7C33基因(SEQ ID NO:5)。PCR
扩增的方法都是公知的,例如专利CN 101293918B。
组表达载体:pFastBac1-16L1ΔN2、pFastBac1-16L1ΔN3、pFastBac1-16L1ΔN5、
pFastBac1-16L1ΔN7、pFastBac1-16L1ΔN2C29、pFastBac1-16L1ΔN3C29、pFastBac1-16L1
ΔN5C29、pFastBac1-16L1ΔN7C29、pFastBac1-16L1ΔN2C31、pFastBac1-16L1ΔN3C31、
pFastBac1-16L1ΔN5C31、pFastBac1-16L1ΔN7C31、pFastBac1-16L1ΔN2C33、pFastBac1-
16L1ΔN3C33、pFastBac1-16L1ΔN5C33、pFastBac1-16L1ΔN7C33。上述酶切、连接及克隆构建的方法都是公知的,例如专利CN101293918B。
N2C29、pFastBac1-16L1ΔN3C29、pFastBac1-16L1ΔN5C29、pFastBac1-16L1ΔN7C29、
pFastBac1-16L1ΔN2C31、pFastBac1-16L1ΔN3C31、pFastBac1-16L1ΔN5C31、pFastBac1-
16L1ΔN7C31、pFastBac1-16L1ΔN2C33、pFastBac1-16L1ΔN3C33、pFastBac1-16L1Δ
N5C33、pFastBac1-16L1ΔN7C33转化大肠杆菌DH10Bac感受态,筛选获得重组Bacmid,然后
用重组Bacmid转染昆虫细胞Sf9,在Sf9内扩增重组杆状病毒。重组Bacmid的筛选及重组杆
状病毒的扩增方法都是公知的,例如专利CN 101148661B。
Western blot鉴定。结果如图1所示,16种截短型HPV16 L1蛋白均可在昆虫细胞中高水平表
达,其中HPV16 L1ΔN2、HPV16 L1ΔN3、HPV16 L1ΔN5、HPV16 L1ΔN7大小约55kDa,其余12种蛋白大小约50kDa。SDS-PAGE电泳及Western blot鉴定的方法是公开的,例如专利CN
101148661B。
检测上清中的L1含量,该方法是公知的,例如专利CN104513826A。
HPV16 L1 VLP标准品也进行梯度稀释,浓度从2μg/ml-0.0625μg/ml,分别加入酶标板,每孔
100μl,37℃孵育1h。用PBST洗板3次,加入1:3000稀释的HPV16 L1兔多抗,每孔100μl,37℃孵育1h。用PBST洗板3次,加入1:3000稀释的HRP标记的山羊抗小鼠IgG(1:3000稀释,中杉金桥公司),37℃孵育45分钟。用PBST洗板5次,每孔加入100μl OPD底物(Sigma公司),37℃显色5分钟,用50μl 2M硫酸终止反应,在490nm处测定吸光值。依据标准曲线计算裂解上清中
截短型HPV16 L1蛋白及野生型HPV16 L1蛋白的浓度。
L1-483(HPV16 L1ΔC22)。
聚,然后使用0.22μm滤器过滤样品,依次使用DMAE阴离子交换层析(20mM Tris,180mM
NaCl,4%β-ME,pH 7.9洗脱)、TMAE阴离子交换层析(20mM Tris,180mM NaCl,4%β-ME,pH
7.9洗脱)及羟基磷灰石层析(100mM NaH2PO4,30mM NaCl,4%β-ME,pH 6.0洗脱)纯化。纯化产物采用Planova超滤系统进行浓缩,并更换缓冲液(20mM NaH2PO4,500mM NaCl,pH 6.0)促使VLP组装。以上纯化方法均是公开的,例如专利CN101293918B、CN1976718A等。
DLS分析图如图2所示。
HPV16 L1ΔN2 128.4 0.148
HPV16 L1ΔN3 127.2 0.153
HPV16 L1ΔN5 129.6 0.167
HPV16 L1ΔN7 129.1 0.151
HPV16 L1ΔN2C29 128.5 0.146
HPV16 L1ΔN3C29 129.3 0.133
HPV16 L1ΔN5C29 127.4 0.145
HPV16 L1ΔN7C29 126.9 0.138
HPV16 L1ΔN2C31 128.3 0.141
HPV16 L1ΔN3C31 127.8 0.138
HPV16 L1ΔN5C31 128 0.146
HPV16 L1ΔN7C31 128.4 0.129
HPV16 L1ΔN2C33 127.5 0.137
HPV16 L1ΔN3C33 127 0.147
HPV16 L1ΔN5C33 128.8 0.150
HPV16 L1ΔN7C33 128.5 0.138
行观察。结果如图3所示,截短型HPV16 L1VLP直径约为55nm,大小均匀,形状规则。铜网制备及电镜观察的方法均是公开的,例如专利CN 101148661 B。
L1wt)免疫小鼠后均可有效诱发中和抗体,且中和抗体滴度无统计学差异。本发明包括的其
他14种截短型HPV16 L1突变体VLP采用上述策略免疫小鼠后,诱发的HPV16中和抗体水平均
在400-1600之间,与HPV16 L1wtVLP相比亦无差异。假病毒制备及假病毒中和实验的方法均
是公开的,例如专利CN 104418942A。
Tween-80,0.5%Span-85)免疫小鼠,具体分组及免疫剂量如表3所示。皮下注射,于第0,2周免疫,共2次。第2次免疫后2周尾静脉采血,分离血清。
Alum HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,Al(OH)3 1μg
PIKA HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,PIKA 25μg
Alum+PIKA 1μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,Al(OH)3 1μg,PIKA 1μg
Alum+PIKA 10μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,Al(OH)3 1μg,PIKA 10μg
Alum+PIKA 25μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,Al(OH)3 1μg,PIKA 25μg
Alum+PIKA 50μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,Al(OH)3 1μg,PIKA 50μg
MF59+PIKA 1μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,MF59 100μl,PIKA 1μg
MF59+PIKA 10μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,MF59 100μl,PIKA 10μg
MF59+PIKA 25μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,MF59 100μl,PIKA 25μg
MF59+PIKA 50μg HPV16 L1ΔN5C31 VLP 0.1μg,MF59 100μl,PIKA 50μg
体水平无明显增强效果,但使用氢氧化铝或MF59联合PIKA佐剂可显著提高VLP诱发的中和
抗体水平,且与单独使用氢氧化铝或单独使用PIKA佐剂相比,中和抗体水平亦有明显提高。
表明Alum/PIKA复合佐剂或MF59/PIKA复合佐剂可显著提高疫苗的免疫活性,具有应用前景
(使用SPSS软件,One-way ANOVA分析)。