[发明专利]运送大分子进入细胞

说明书

相关应用的交叉参考

本发明要求基于1999年1月28日提交的共同未决的美国临时申请60/117,755的优先权。

                           技术领域

本发明主要涉及用于运送大分子进入细胞的方法和装置。更具体地，本发明提供的方法和装置用于在感觉减弱(痛苦减轻)的情况下运送物质，例如大分子，如多核苷酸疫苗(DNA疫苗和/或RNA疫苗)和基于蛋白的疫苗，进入表皮组织中的所选细胞。

                           背景技术

在现有技术中，第一个DNA接种方法称为裸露DNA接种，这是因为其将DNA的液体溶液注射进小鼠的肌肉，没有添加剂来增强转染。此方法确实转染了少数细胞并且确实诱发小鼠中对所表达抗原的免疫应答。但是在人类和灵长类中，此方法效果不佳。

现有技术中，通过利用生物弹射(biolistic)方法运送DNA获得了对DNA疫苗效力的改进。生物弹射方法是以DNA包覆金属微粒，再将这些微粒加速到选定的速度后射入皮肤中。此方法效果要比裸露DNA法好得多。部分原因是DNA包覆的微粒被注射入皮肤达一定深度，可以提高转染朗格汉斯细胞的机会。但是，生物弹射方法有一些不足之处。首先，它造成皮肤的损伤有可能在一些个体上留下疤痕。其次，虽然有效性得到提高，但还嫌不够。再次，这些发射的颗粒在治疗后留在了患者体内。因此，希望有这样的方法，它可以运送DNA到生物细胞而不会造成可以留下疤痕的皮肤损伤。同样，希望有这样的方法，它可以运送DNA到生物细胞而不会在所治疗的细胞中留下所发射颗粒的残留物。有兴趣的话，可参看公开了生物弹射方法的美国专利5,036,006和5,478,744。

现有技术中公开了几种运送大分子到生物细胞的其它方法，以下美国专利和其他出版物。

Weaver等的美国专利5,019,034公开了对组织进行电穿孔的方法，其中将电极置于组织表面，例如患者的皮肤表面。将用于处理皮肤的分子置于皮肤表面上方的容器中，用于处理的分子必须以经皮的方式穿入皮肤。即用于处理的分子要从皮肤外侧穿到皮肤内。不仅皮肤的表层相对不易渗透，而且如果要处理的皮肤层接近表皮基板层，处理分子必须穿过相当的皮肤组织才能到达待处理细胞。此类处理方法不足以处理接近基板层的细胞。相较于采用置于皮肤表面，使处理分子穿过皮肤以处理接近表皮基板层的生物细胞的电极，更希望提供一种电穿孔方法用于运送分子到接近基板层的表皮中的生物细胞，而不必使处理用分子以经皮的方式穿过皮肤。

Hofmann的美国专利5,273,525公开了一种用于使药物和遗传物质通过电穿孔方式进入组织的装置，它借助一个中空的皮下针头将药物和遗传物质置于要进行电穿孔的组织附近。只要在组织上使用中空的皮下针头，此组织就要被中空的皮下针头切出环形切口。于是，患者在接受皮下注射时，有较大的痛苦。为避免这类环形切口以及由此带来的较大的痛苦，希望有一种不借助皮下针头而运送分子到生物细胞的方法。

Hoffmann的美国专利5,318,514公开了一个可将药物和基因借助电穿孔至细胞内的注药机。该注药机包括许多可刺入患者皮肤的针状电极。要通过电穿孔进入皮肤的物质被置于一个盛液体的容器中，所述液体将一个开放小室泡沫橡胶基座湿润，由于要进行电穿孔的物质保留在所述容器中和开放小室泡沫橡胶的液体里，所以很难仔细控制电极表面该物质的量。很难控制有多少流体从所述容器和开放小室泡沫橡胶向下流到针状电极的表面，因此，在对患者进行电穿孔处理时就难于控制在电极16表面处理分子的实际量。而且流体介质对要进行电穿孔的组织有冲刷或冲洗作用，其使电穿孔过程受到干扰。考虑到这些方面，希望有这样一种用于运送分子到生物细胞的电穿孔方法，它对患者实施电穿孔过程中不采用流向电极的液体介质。

涉及借助电穿孔引导运送基因进入表皮细胞的其它公开内容在以下文件中可以找到：Relss等，“利用电穿孔将基因通过DNA介导而转移入表皮细胞”，生物化学与生物物理学研究通讯，卷137，1期，(1986)，244-249页；Titomirov，“利用质粒DNA进行的新生鼠皮肤细胞体内电穿孔和稳定转染”，在Biochim.Biophys.Acta.，卷1088.1期.(1991).131-134页。

Weaver的美国专利No.5,389,069公开了一种对组织实施体内电穿孔的方法和装置，它利用一个中空圆柱形针使要处理的物质深入组织。如上述，希望能不使用中空的圆柱形针以避免因此造成的疼痛。