[发明专利]一种基于对称构象免疫原的艾滋病疫苗及其制备方法

说明书

本发明属于疫苗领域，涉及一种基于对称构象免疫原的艾滋病疫苗以及其制备方法。本发明根据HIV‑1跨膜蛋白gp41的近膜区MPE保守表位的免疫原特征，通过蛋白结构模拟技术设计含有长序列的新型对称构象免疫原；实验结果显示在该免疫原中MPER表位形成稳定的螺旋结构，与识别该表位的人源广谱中和抗体10E8的结合能力显著高于未设计的MPER免疫原，其免疫动物后所产生的血清及抗体可更强结合HIV‑1包膜蛋白Env的天然构象，免疫产生的抗体在细胞模型上可高效抑制HIV‑1病毒对靶细胞的感染，同时可诱导的抗体能介导显著的抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用；本发明的对称构象免疫原4sMPER作为艾滋病疫苗能克服原有表位的近膜构象缺陷，具有显著的优势。

技术领域

本发明属于疫苗领域，具体涉及一种基于对称构象免疫原的艾滋病疫苗以及其制备方法。

背景技术

现有技术公开了艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiencyvirus,HIV)感染后引起的获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiencysyndrome,AIDS)。从1981年发现首例艾滋病(AIDS)病例来，至今30多年间，艾滋病迅速在全球范围内蔓延扩散。该疾患已经成为全球的健康危机，也是全球所面临的重大挑战之一；其严重危害社会进步和经济增长。据报道，目前，全球大约6000多万人被HIV感染，其中3000万人死于艾滋病以及由艾滋病引发的相关疾病。鉴于此，如何有效防止HIV-1感染，降低发病率和死亡率是我国乃至全球面临的紧迫任务。研究显示，疫苗是控制HIV-1传播和感染的有效手段，然而，艾滋病疫苗研制过程中碰到一个难以克服的困难—即HIV-1具有高度变异性；很多疫苗所选择的位点主要是自然感染中优势抗原表位，而这些表位大多是HIV-1变异频率最高的位点。因此，利用这些抗原构建疫苗很难够克服同时存在的HIV-1亚型。如何利用和选择HIV-1的保守区域设计疫苗成为艾滋病疫苗研究领域中存在的一个重要的问题。

MPER即HIV-1gp41近膜区(氨基酸序列号：660-683；参考株为HXB2)是gp41上一段富含色氨酸的保守区域。MPER在病毒膜融合的过程中起重要的作用(1)。有研究实验表明MPER缺失的HIV毒株丧失感染靶细胞的能力。很多广谱中和抗体如10E8，4E10，2F5等均识别这个位点，其中，10E8是第二代从病人体内分离出来的广谱中和抗体，其晶体结构显示MPER区的结合构象是螺旋构象(2)，进一步暗示MPER区天然构象可能为螺旋构象，这跟之前研究结果相一致，所以，这提示MPER作为免疫原来设计疫苗是一个很好的选择。然而，根据MPER区作为抗原来设计疫苗面临很大的挑战。研究表明，天然状态下MPER呈螺旋结构且富含色氨酸以及其他许多疏水氨基酸，MPER区的很多重要的广谱中和抗体识别氨基酸由于疏水作用均埋在细胞膜中，如L669，W670，W672，F673，I675，W678，L679，Y681，I682和K683等(3)。这也可能是导致MPER区作为免疫原免疫原性较弱的原因之一。所以，目前利用MPER作为抗原设计的疫苗很难诱导出中和抗体。然而，有研究表明利用MPER区作为抗原在猴子上免疫取得保护性，但亦未能够诱导出识别MPER区的中和抗体。分析发现，MPER区诱导的抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,以下简称ADCC)作用是产生保护效果的主要原因。所以能否诱导更强的ADCC作用在疫苗设计中也很关键。综上所述，如何根据MPER区设计免疫原，使其能够模拟天然构象并且让其主要氨基酸位点在细胞膜环境中外露，从而更好的产生抗体，形成中和作用和ADCC作用，是利用MPER区设计HIV疫苗的一个关键技术问题。本申请的发明人为了解决以上的技术难点，通过蛋白结构模拟技术，设计了含有长序列的新型对称构象免疫原4sMPER，实验结果显示该抗原更接近天然的螺旋构象，关键的疏水氨基酸朝向不同的方向，从而使其部分外露出膜，以其为基础的HIV疫苗诱导了更多的识别天然构象的抗体，以及增强了中和作用和ADCC作用。

与本发明相关的现有技术有：