[发明专利]一种基于“多氨基-多环氧”开环反应构建的多羟基支化阳离子聚合物在构建疫苗递送系统上应用

说明书

本发明公开了一种基于“多氨基‑多环氧”开环反应构建的多羟基支化阳离子聚合物在构建疫苗递送系统上的应用，以妥布霉素和羟乙基二硫二缩水甘油醚为基元，通过开环反应得到多羟基支化阳离子聚合物SS‑HPT，将SS‑HPT的水溶液与mRNA疫苗的水溶液混合振荡后静置，控制SS‑HPT/mRNA疫苗的质量比为10～200，即可得到疫苗递送系统。本发明递送系统能够有效的递送mRNA疫苗，具备广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于疫苗载体领域，涉及一种基于“多氨基-多环氧”开环反应构建的多羟基支化阳离子聚合物在构建疫苗递送系统上应用。

背景技术

基因治疗作为一种新型的医学手段可以用于治疗遗传性疾病，心血管疾病以及癌症等严重疾病，其主要是通过导入治疗性的基因取代突变基因或补充缺失基因，或者通过抑制相关病变蛋白的表达来实现根源上的治疗。基因治疗中最为重要的是要寻找到高效安全的基因载体。相比于安全性不高，具有免疫原性的病毒类载体，越来越多的非病毒类载体开始逐渐被人们引入治疗体系的构建，并逐步开始将这种基因递送系统用于开发相应的核酸疫苗递送系统。

目前，非病毒类基因载体主要包括脂质体、多肽、阳离子聚合物、有机无机纳米杂化材料等，其中阳离子聚合物(聚合物有聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等)以其独有的正电特性，与携带负电的核酸分子(质粒DNA、微环DNA、基因组DNA、小干扰RNA(siRNA)、信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)、双链RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、灭活病毒核酸在内的脱氧核糖核酸或核糖核酸)通过静电作用相互吸引，形成纳米聚集体，可以有效的保护核酸分子在体内递送时免受酶的降解，同时表面的正电性也促进了与细胞膜的有利结合，实现胞内递送。阳离子聚合物有着免疫原性低、易与生物分子相结合、后修饰能力强、易于大规模制备等优秀性能，受到人们广泛的关注。这其中，支化阳离子载体由于其丰富的端基、合成简单等特点，被广泛研究。但是，现有的阳离子材料所构建的基因递送系统往往具有转染能力不足、细胞毒性较高、阳离子平衡性不够等缺点，不足以满足临床治疗的需求。所以，如何构建转染效率高、体内循环性强、抗体内蛋白吸附、细胞毒性低等高效阳离子基因递送系统成为生物材料领域的重要问题，也是实现向核酸疫苗递送系统转化的关键问题。

羟基是一种常见的极性基团，可与水形成氢键，在生物体内广泛存在。对于阳离子材料而言，适当的羟基引入能够有效的与水结合形成水化层，从而阻止蛋白质的吸附，避免蛋白冠的形成，从而增加所形成的阳离子基因递送系统在体内的循环时间，减少材料的无效清除。同样，羟基能够有效的平衡载体材料中的正电荷，降低细胞毒性，提高安全性。开环反应是一种环破裂反应，包括分子内开环反应和断裂为两个分子的开环反应。通常情况下，开环的方法包括亲核反应开环、亲电反应开环、氧化还原开环和通用周环反应开环等。这其中，“环氧-氨基”开环反应是一种过程温和、绿色的化学反应，其可以同时在一次反应中引入一个羟基和一个氨基，实现羟基和氨基的有效平衡。将这种开环反应的方式引入支化聚合物的构建方式，可以有效控制最终聚合物的羟基/氨基比例，实现抗体内清除和高效递送的有机协同。所以，如何依托这种反应方式简洁、有效的构建乃至大规模生产支化聚合物载体并构建高效基因递送系统并用于构建有效疫苗递送系统还需要探索。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于“多氨基-多环氧”开环反应构建的多羟基支化阳离子聚合物在构建疫苗递送系统上应用。本发明具体提供了如下的技术方案：

一种基于“多氨基-多环氧”开环反应构建的多羟基支化阳离子聚合物在构建疫苗递送系统上的应用，以妥布霉素和羟乙基二硫二缩水甘油醚为基元，通过开环反应得到多羟基支化阳离子聚合物SS-HPT，将SS-HPT的水溶液与mRNA疫苗的水溶液混合振荡后静置，控制SS-HPT/mRNA疫苗的质量比为10～200，即可得到疫苗递送系统。

进一步，所述的开环反应的第一步是羟乙基二硫二缩水甘油醚和妥布霉素进行开环反应，控制妥布霉素上的氨基和羟乙基二硫二缩水甘油醚上的环氧基团的摩尔比在2:1～1:1的范围内，第二步是在第一步反应体系中加入过量乙二胺与反应体系中未反应的环氧进行反应。