[发明专利]基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的O型口蹄疫疫苗和应用

说明书

本发明公开了基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的O型口蹄疫疫苗和应用。本发明将O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白与自组装铁蛋白纳米颗粒亚基融合得到融合蛋白。本发明将O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白的部位位点进行突变，所得到突变体的可溶性表达量和表达效率提升显著。本发明进一步利用原核表达系统、家蚕及AcMNPV‑昆虫细胞真核表达系统表达重组蛋白或通过重组杆状病毒在脊椎动物体内进行基因呈递产生抗原诱导抗体产生。本发明所提供疫苗通过在幽门螺杆菌铁蛋白笼形结构表面展示O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白，引起广泛中和性抗O型口蹄疫病毒抗体，提高了免疫效力还有效扩大免疫范围，具有成为通用疫苗的潜力。

技术领域

本发明涉及基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒，尤其涉及包含由O型口蹄疫VP1结构蛋白和单体铁蛋白亚基融合在一起的纳米抗原颗粒以及由该纳米颗粒抗原制备的O型口蹄疫疫苗，属于O型口蹄疫疫苗的制备和应用领域。

背景技术

口蹄疫(FMD)是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的针对猪、牛、羊等偶蹄动物的一种急性、热性、高度接触性传染病，是一类严重危害中国畜牧业发展的传染疾病，也是造成家畜及其产品国际贸易受阻的重要疾病，被国际兽医局(OIE)和联合国粮农组织(FAO)在国际动物卫生法典中列为18种A类传染病之一，并位列其首。近年，FMD又被列为重大跨国动物疫病的全球消灭计划及生物武器安全公约组织重点检查对象。

口蹄疫病毒(FMDV)为单股正链RNA病毒，属小RNA病毒科口蹄疫病毒属成员依据交叉保护试验和血清学试验已确定，已发现的FM DV中有7个血清型,即O、A、C、AsiaⅠ和SAT1、SAT2、SAT3,在这7种血清型中包含了60多种亚型。由于O、A、C和AsiaⅠ型具有较高的同源性，因此被分为一个群，而SAT1、SAT2、SA T3分为另一群。FM DV衣壳表面有多个抗原位点，分布于四个结构蛋白上，除此之外，非结构蛋白具有很高的保守性，也存在着多个抗原表位，但在FMDV的抗原表位中，关键的免疫原性表位位于VP1蛋白的第141-160位和第200-213位氨基酸的上。

铁蛋白外形近似球体,主要由蛋白外壳和富含铁磷的铁核两部分组成,蛋白外壳是由24个亚基高度对称性地组成内空腔结构,而铁核是由超过四千个氢氧化铁分子和数百磷酸盐分子构成的不均匀的中心核结构。铁蛋白壳外直径约为11—13nm,壳内直径为8—9nm,铁核位于蛋白壳中心,直径约为7—8nm。近年来，铁蛋白笼作为一种多样化的纳米平台，可以通过生物和化学修饰对铁蛋白笼进行表面修饰，在多个领域得到应用。其蛋白外壳由24个铁蛋白亚基自组装而成，其中每三个亚基组成一个三聚体亚单位。铁蛋白的N末端伸向外表面，易于进行基因修饰，融合蛋白多肽。并且铁蛋白有着很灵活的可控的自组装能力，我们可以通过调节构建元件的尺寸和组装体系的离子强度对自组装结构实现可控。铁蛋白纳米颗粒展示抗原，能够显著地增强抗原的免疫原性，引起更强的体液、细胞免疫反应，因此铁蛋白是理想的纳米疫苗平台。

针对疾病最好的治疗方案莫过于防患未然，而针对各种疾病的疫苗正式发挥预防作用的主力军。传统的疫苗多为减毒活疫苗，包括天然减毒株和基因重组弱毒株等。应用减毒株疫苗的最大缺陷是减毒株在易感群体中有恢复毒力作用的风险。因此，生产安全、高效及廉价的基因工程疫苗成为新的需求。而由24个亚基自组装而成的铁蛋白纳米粒子正式一个理想的抗原呈递和疫苗开发平台。

针对目前口蹄疫病毒防治趋势，亟待需要研制出一种具有广谱，高效免疫效力、安全、廉价的通用疫苗。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种包含O型口蹄疫VP1结构蛋白的融合蛋白的自组装铁蛋白纳米抗原颗粒；

本发明的目的之二是将所述融合蛋白进行部分位点的突变进而提高融合蛋白的表达量或表达效率；

本发明的目的之三是提供基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒得到的O型口蹄疫疫苗；

本发明目的之四提供高效表达所述融合蛋白的方法；