一种新型CpGISS疫苗佐剂的制备方法与应用与流程

文档序号:11219623阅读:424来源:国知局

本发明涉及疫苗佐剂制备技术领域,具体是一种新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法与应用。



背景技术:

国内众多疫苗生产企业的疫苗佐剂均是用铝佐剂或油佐剂,但该类佐剂有一定的副作用,油乳剂刺激局部产生肉芽肿或炎症反应:铝佐剂可以引起注射部位局部炎症反应进而引起肉芽肿,个别的引起注射对象应激性反应导致个别个体死亡。且诱导的免疫应答是属于th2型的,不足以起到完全的保护动物防感染的作用。虽然能增强体液免疫,抗体以iggⅰ类为主,不能明显地提高细胞介导免疫应答,不能增强细胞免疫,有局限性;还可能对动物体的神经系统造成伤害。主要适用于免疫能力强和可大量生产的抗原。因此制备安全高效的新型疫苗佐剂是非常必要的。

含有特定非甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸(cpg基序)的寡核苷酸,即cpgiss(cpgimmunostimulatorysequences)是近年发现的被哺乳动物的免疫系统识别为“危险”信号的新型免疫增强剂,能激活人体和许多动物的先天性和适应性免疫系统。在多种动物模型上,已证实cpgiss可作为疫苗佐剂(包括人用疫苗),而且与传统疫苗相比,可以较大程度减少疫苗抗原的使用量,因而过敏反应的可能性大幅度降低,部分已进入人体的二期临床研究(murad和clay,2009;vollmer和krieg,2009)。

由于cpgiss是一种安全的佐剂,多次动物实验已经证实高达100倍常规剂量的cpgiss注射小鼠未发现明显的急性毒性作用,反复注射cpgiss可为长期预防传染性病原体提供一种安全的方法(klinman等,1999)。cpgiss作为佐剂,可以诱导th1型免疫应答,提升细胞免疫应答的水平,还具有降低疫苗的使用量,减少过敏反应等的优点。

但是,目前尚没有将cpg直接应用到动物的疫苗免疫产品,主要原因在于其存在稳定性不强,时间长存放易降解,导致药效下降;保存条件较苛刻,要求在-20℃下等问题。

现有技术如授权公告号为cn102631675b的中国发明专利,公开了一种高效cpg制剂及其制备方法和应用。cpg制剂中各组分的组成比例为:浓度为10~45μg/ml的cpgiss的pbs溶液80~120ml;白油160~180ml;span-8010~14ml;tween-806~10ml;emulsigen20~40ml。该方法制备cpgiss采用人工合成的方式,成本高且效率低;制备的cpg制剂难以进入细胞,容易被核酸酶降解,从而失去活性。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种能得到极易进入细胞,稳定性好,安全性高,生物相容性好,生物学活性强的新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法与应用。

本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:

本发明采用的菌种被鉴定为巴斯德毕赤酵母(pichiapastoris)保藏号为cgmccno.6368,于2012年7月20号保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc)中。

一种新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:

1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:蔗糖50~60份、酵母粉60~80份、蛋白胨10~15份、尿素30~45份、麦芽汁6~9份、kh2po48~12份、k2hpo4·3h2o5~7份、mgso4·7h2o0.2~0.3份、znso4·7h2o5~7.8份、mnso4·4h2o24~35份、生物素0.016~0.02份、核黄素磷酸钠0.003~0.005份、二十碳五烯酸乙酯0.02~0.06份和去离子水1700~2000份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为30~38%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液ph为4.6~5.5,培养温度为26~29℃,期间分批补充培养基,11~12.5h后第一次补加培养基,并添加18~22%甘油,15~17h后第二次补加培养基,23~26h后第三次补加培养基,发酵至46~50h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖300~400份、蛋白胨40~60份、mgso4·7h2o10~20份和去离子水1000~1200份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的cpgiss解旋、复制速度快,cpgiss的产量高;采用发酵的方式大量生产cpgiss,成本低廉且安全性高;

2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为4500~5800r/min,离心17~23min。用蒸馏水清洗3~5次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:3.5~4.6。水浴处理,在95~100℃水浴环境下处理13~17min。处理完后在3~5℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为430~460w,破碎时间为17~23min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;

3)将含金纳米粒子的溶液在3~5℃,11000~13000rpm条件下离心17~23min,金纳米粒子直径为10~20nm,浓度为50~60nm。弃去原来体积7/10~9/10的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中cpgiss的浓度为2.6~3.4μm。轻轻吹打混合均匀,在23~27℃360~420rpm条件下振荡8~10h,然后缓慢加入0.8~1.2mpbs溶液,溶液中nacl浓度为0.8~1.2m,pb浓度为0.08~0.12m,加入后最终浓度为0.08~0.12m,pbs溶液分5~6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在23~27℃360~420rpm条件下振荡22~26h。在3~5℃,12000~14000rpm条件下离心17~23min,弃去全部上清液,并用0.08~0.12m的pbs洗涤3~5次。加入pbs溶液,得到新型cpgiss疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为iss在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;cpgiss-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响cpgiss的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的cpgiss不受核酸酶的降解,最大限度的保持了cpgiss的生物学活性。

一种新型cpgiss疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。

与现有技术相比,本发明的优点在于:1)采用本发明的发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的cpgiss解旋、复制速度快,cpgiss的产量高;2)采用发酵的方式大量生产cpgiss,成本低廉且安全性高;金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;3)具有很高的比表面积,为cpgiss在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;cpgiss-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响cpgiss的生物学功能;4)金纳米粒子可以保护其表面上的cpgiss不受核酸酶的降解,最大限度的保持了cpgiss的生物学活性;5)能诱导th1型免疫应答,提升细胞免疫应答的水平,能够增强对疫苗组分抗原特异性的免疫应答,使用本发明疫苗佐剂,能缩短免疫期时间,免疫效果好,在动物养殖生产或人体中应用,提高成活率和免疫保护率。

具体实施例

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:

实施例1:

一种新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:

1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:蔗糖50~60份、酵母粉60~80份、蛋白胨10~15份、尿素30~45份、麦芽汁6~9份、kh2po48~12份、k2hpo4·3h2o5~7份、mgso4·7h2o0.2~0.3份、znso4·7h2o5~7.8份、mnso4·4h2o24~35份、生物素0.016~0.02份、核黄素磷酸钠0.003~0.005份、二十碳五烯酸乙酯0.02~0.06份和去离子水1700~2000份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为30~38%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液ph为4.6~5.5,培养温度为26~29℃,期间分批补充培养基,11~12.5h后第一次补加培养基,并添加18~22%甘油,15~17h后第二次补加培养基,23~26h后第三次补加培养基,发酵至46~50h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖300~400份、蛋白胨40~60份、mgso4·7h2o10~20份和去离子水1000~1200份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的cpgiss解旋、复制速度快,cpgiss的产量高;采用发酵的方式大量生产cpgiss,成本低廉且安全性高;

2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为4500~5800r/min,离心17~23min。用蒸馏水清洗3~5次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:3.5~4.6。水浴处理,在95~100℃水浴环境下处理13~17min。处理完后在3~5℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为430~460w,破碎时间为17~23min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;

3)将含金纳米粒子的溶液在3~5℃,11000~13000rpm条件下离心17~23min,金纳米粒子直径为10~20nm,浓度为50~60nm。弃去原来体积7/10~9/10的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中cpgiss的浓度为2.6~3.4μm。轻轻吹打混合均匀,在23~27℃360~420rpm条件下振荡8~10h,然后缓慢加入0.8~1.2mpbs溶液,溶液中nacl浓度为0.8~1.2m,pb浓度为0.08~0.12m,加入后最终浓度为0.08~0.12m,pbs溶液分5~6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在23~27℃360~420rpm条件下振荡22~26h。在3~5℃,12000~14000rpm条件下离心17~23min,弃去全部上清液,并用0.08~0.12m的pbs洗涤3~5次。加入pbs溶液,得到新型cpgiss疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为cpgiss在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;cpgiss-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响cpgiss的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的cpgiss不受核酸酶的降解,最大限度的保持了cpgiss的生物学活性。

一种新型cpgiss疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。

实施例2:

一种新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法,最优选步骤为:

1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其最优选重量份为:蔗糖56份、酵母粉72份、蛋白胨13份、尿素40份、麦芽汁8份、kh2po410份、k2hpo4·3h2o6份、mgso4·7h2o0.25份、znso4·7h2o7.2份、mnso4·4h2o33份、生物素0.019份、核黄素磷酸钠0.005份、二十碳五烯酸乙酯0.04份和去离子水1800份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为36%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液ph为5.0,培养温度为27℃,期间分批补充培养基,12h后第一次补加培养基,并添加20%甘油,16h后第二次补加培养基,24h后第三次补加培养基,发酵至48h。发酵补料培养基成份及其最优选重量份为:蔗糖380份、蛋白胨50份、mgso4·7h2o15份和去离子水1100份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的cpgiss解旋、复制速度快,cpgiss的产量高;采用发酵的方式大量生产cpgiss,成本低廉且安全性高;

2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为5000r/min,离心20min。用蒸馏水清洗4次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:4.3。水浴处理,在96℃水浴环境下处理15min。处理完后在4℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为450w,破碎时间为20min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;

3)将含金纳米粒子的溶液在4℃,12000rpm条件下离心20min,金纳米粒子直径为15nm,浓度为56nm。弃去原来体积4/5的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中cpgiss的浓度为3μm。轻轻吹打混合均匀,在25℃400rpm条件下振荡9h,然后缓慢加入1mpbs溶液,溶液中nacl浓度为1m,pb浓度为0.1m,加入后最终浓度为0.1m,pbs溶液分6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在25℃,3400rpm条件下振荡24h。在4℃,13000rpm条件下离心20min,弃去全部上清液,并用0.1m的pbs洗涤4次。加入pbs溶液,得到新型cpgiss疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为cpgiss在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;cpgiss-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响cpgiss的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的cpgiss不受核酸酶的降解,最大限度的保持了cpgiss的生物学活性。

一种新型cpgiss疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。

实施例3:

一种新型cpgiss疫苗佐剂的制备方法,制备步骤为:

1)对处于保藏状态的巴斯德毕赤酵母进行活化培养、一级种摇瓶培养和二级种摇瓶培养处理后,将菌种接种到消毒灭菌过的发酵罐中。发酵培养基成份及其重量份为:蔗糖54份、酵母粉72份、蛋白胨13份、尿素41份、麦芽汁7份、kh2po410份、k2hpo4·3h2o6份、mgso4·7h2o0.2份、znso4·7h2o6.5份、mnso4·4h2o30份、生物素0.017份、核黄素磷酸钠0.003份、二十碳五烯酸乙酯0.04份和去离子水1800份。调节转速和空气流量,控制培养液中溶解氧含量为35%;发酵过程中通过流加氨水控制培养液ph为5.0,培养温度为27℃,期间分批补充培养基,12h后第一次补加培养基,并添加20%甘油,16h后第二次补加培养基,24h后第三次补加培养基,发酵至48h。发酵补料培养基成份及其重量份为:蔗糖350份、蛋白胨50份、mgso4·7h2o17份和去离子水1000份。采用上述发酵培养基发酵培养,巴斯德毕赤酵母的增殖速度快,含未甲基化的cpgiss解旋、复制速度快,cpgiss的产量高;采用发酵的方式大量生产cpgiss,成本低廉且安全性高。核黄素磷酸钠和二十碳五烯酸乙酯能加快德毕赤酵母的增殖速度,并能促进未甲基化的cpgiss进行解旋、复制,增加cpgiss的产量;

2)发酵结束后,将发酵液离心,并收集菌体,离心速率为5000r/min,离心20min。用蒸馏水清洗4次后,在酵母泥中加入蒸馏水,酵母泥与蒸馏水的料液比为1:4.3。水浴处理,在96℃水浴环境下处理15min。处理完后在4℃冰浴冷却,并进行超声破碎处理,超声破碎条件为:超声破碎功率为450w,破碎时间为20min,时间间隔为10:8s/s,过滤,收集滤液;

3)将含金纳米粒子的溶液在4℃,12000rpm条件下离心20min,金纳米粒子直径为15nm,浓度为56nm。弃去原来体积4/5的上清液,沉淀重悬,加入步骤2得到的滤液,使溶液中cpgiss的浓度为3μm。轻轻吹打混合均匀,在25℃400rpm条件下振荡9h,然后缓慢加入1mpbs溶液,溶液中nacl浓度为1m,pb浓度为0.1m,加入后最终浓度为0.1m,pbs溶液分6次加入,间隔大于30min/次,混合均匀后,在25℃,3400rpm条件下振荡24h。在4℃,13000rpm条件下离心20min,弃去全部上清液,并用0.1m的pbs洗涤4次。加入pbs溶液,得到新型cpgiss疫苗佐剂。金纳米粒子尺寸相对均一,免疫原性和细胞毒性很低,生物相容性好;具有很高的比表面积,为cpgiss在其表面修饰并设计形成不同的构型提供了多样的平台;cpgiss-金纳米粒子复合物极易于进入细胞,而且不影响cpgiss的生物学功能;金纳米粒子可以保护其表面上的cpgiss不受核酸酶的降解,最大限度的保持了cpgiss的生物学活性。

一种新型cpgiss疫苗佐剂是动物免疫系统调节剂,用于增强疫苗的免疫原性的用途。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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