[发明专利]一种对新冠变异株广谱中和保护的免疫原及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及一种对新冠变异株更广谱中和保护的免疫原及其制备方法和应用，具体涉及新型冠状病毒Spike蛋白的突变体，包含编码所述Spike蛋白的突变体的核苷酸序列的核酸分子，以及包含所述核酸分子的载体和假性化病毒样颗粒。此外，本申请还涉及包含所述Spike蛋白的突变体、核酸分子、载体或假性化病毒样颗粒的疫苗组合物。本申请制备的疫苗以及方法，对于新冠病毒及其突变株具有非常广谱的中和活性。

技术领域

本申请涉及基因工程和分子生物学领域，具体涉及新型冠状病毒Spike蛋白的突变体，包含编码所述Spike蛋白的突变体的核苷酸序列的核酸分子，以及包含所述核酸分子的载体和假性化病毒样颗粒。此外，本申请还涉及包含所述Spike蛋白的突变体、核酸分子、载体或假性化病毒样颗粒的疫苗组合物。

背景技术

假病毒(Pseudovirus)是一种嵌合病毒，脂质包膜包裹着一种病毒的核酸，包膜上有另一种病毒的表面蛋白。假病毒内部基因通常经过改造或修饰，不能表达自身的表面蛋白。因此，需要另一个表达目标病毒表面蛋白的质粒或稳定的细胞系来制造假病毒。假病毒可以感染易感细胞或动物，与活病毒相比，假病毒可以在生物安全2级实验室中进行操作。并且假病毒通常携带报告基因，感染细胞数量与报告基因表达量成正比，因此对假病毒感染和中和实验的定量分析比活病毒更加容易。假病毒携带的表面蛋白的天然构象与天然病毒蛋白高度相似，这些表面蛋白能够有效介导病毒进入宿主细胞。采用水泡性口炎病毒(Vesicular Stomatitis Virus，VSV)载体或慢病毒(Lentivirus)载体构建的假病毒颗粒表面含有目标病毒的膜蛋白，能够模拟活病毒进入细胞的过程，可以用于研究病毒的感染性以及中和特性。

目前，Alpha、Beta和Gamma新冠流行株已经成为主要VOC流行株。目前从基因序列上来说，Alpha变异株有9个突变位于Spike蛋白上。而Beta变异株的S蛋白含有8个非同义突变，其中3个(K417N,E484K和N501Y)位于RBD受体结合域。Gamma变异株Spike序列上有12个突变，其中位于Spike蛋白受体结合域的E484K、N501Y和K417T突变，类似于Beta流行株上具有生物学功能。Spike蛋白受体结合域(RBD)被确定为病毒嗜性和感染性的关键决定因素。RBD是新冠病毒Spike蛋白与ACE2受体结合的关键区域(391aa-541aa)，是决定病毒进入宿主细胞的关键，此区域位点突变将可能改变与ACE2受体的亲合力，因此RBD区域的突变相对而言对病毒的传播和抗体的治疗应引起更多关注。

迄今为止，注射疫苗已被证明是预防病毒性疾病的有效方法。因此，针对病毒变异，需要开发能够产生具有广谱中和保护的免疫原，以提供有效的预防和/或治疗新型冠状病毒感染的手段。

发明内容

术语定义

在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所用的分子遗传学、核酸化学、化学、分子生物学、生物化学、细胞培养、微生物学、细胞生物学、基因组学和重组DNA等操作步骤均为相应领域内广泛使用的常规步骤。同时，为了更好地理解本发明，下面提供相关术语的定义和解释。

如本文中所使用的，术语“野生的”或“天然的”可互换地使用。当这些术语用于描述核酸分子、多肽或蛋白时，其表示该核酸分子、多肽或蛋白在自然界中存在，发现于自然界，并且未经过人工的任何修饰或加工。如本文中所使用的，野生的新型冠状病毒的Spike蛋白是指天然存在的，具有生物学活性的Spike蛋白。本领域技术人员可以方便地从各种公共数据库(例如GenBank数据库)获得Spike蛋白的氨基酸序列。例如，野生的SARS-CoV-2的Spike蛋白的氨基酸序列可如SEQ ID NO：1所示。