[发明专利]一种特异性针对肿瘤的mRNA疫苗及其应用

说明书

本发明涉及一种特异性针对肿瘤的mRNA疫苗及其应用。本发明通过通过序列筛选和优化设计并制备获得了特异性针对HPV16和18的mRNA疫苗，将该mRNA疫苗采用LNPs进行递送，联合PD‑1抗体一起使用，能够有效的用于治疗宫颈癌，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物领域，更具体的涉及一种特异性针对肿瘤的mRNA疫苗及其应用。

背景技术

mRNA是一种天然存在的分子，带有人类细胞的“蓝图”，可以产生靶标蛋白或免疫原，激活体内免疫反应，以对抗各种病原体。mRNA疫苗利用的是病毒的基因序列而不是病毒本身，因此，mRNA疫苗具有不带有病毒成分，没有感染风险。同时，mRNA疫苗还具有研发周期短，能够快速开发新型候选疫苗应对病毒变异；体液免疫及T细胞免疫双重机制，免疫原性强，不需要佐剂以及易于批量生产，支持全球供应的关键优势。

mRNA作为疫苗，通常以线性化的DNA为模板通过体外转录获得，可对其DNA模板和转录原料进行设计，获得分子水平精准设计的mRNA产品。其中，mRNA的组成含有几个必要的元件，依次包括帽子结构(Cap)、5′UTR区、编码抗原蛋白的开放阅读框(ORF)、3′UTR区和Poly(A)尾结构。通过对DNA模板上的UTR区、Poly(A)尾和体外转录时的Cap、NTP等合成mRNA的元件进行设计，提高mRNA的稳定性和翻译效率。除了不稳定性外，mRNA的另一个缺点是免疫原性过高，目前的策略是在mRNA分子中掺入修饰过的核苷酸，可显著提高其翻译效率，延长其半衰期，同时达到降低其免疫原性的目的。Cap结构与mRNA的稳定性密切相关，且Cap可通过与真核翻译起始复合物eIF4F结合影响mRNA翻译效率。在体内转录时，传统的帽子结构分为3种，即(Cap0)、(Cap1)、(Cap2)。由于加帽后mRNA5′端没有游离的末端磷酸基团，所以对碱性磷酸酶很稳定。而且，Cap1和Cap2mRNA后面两个核苷酸上的甲基分别封闭了磷酸酯键上游离的2′OH基团，因而对RNA酶A、T1、T2都很稳定。5′UTR区的结构特征是影响mRNA翻译效率的主要因素。有研究表明，5′端非结构区不应包含上游开放阅读框，这可避免错误的翻译启动和替换阅读框。引入优化的Kozak序列，也可避免错误启动。有文献报道，由于稳定的二级结构阻挡小分子核糖体结合起始编码元件，5′UTR区域必须短而且松散。3′UTR区是mRNA不稳定因素的集中区域，其中AU(AREs)富集序列、AUUUA重复序列和GU富集序列(GREs)是3′UTR引起mRNA不稳定的最常见因素。因此，在合成的mRNA中应避免这些序列。此外，通过引入稳定元件，可以显著提高mRNA的稳定性，延长其半衰期。例如，BioNTech公司专利中使用了2个β球蛋白串联的3′UTR，这大大地增强了mRNA的稳定性。人类α和β球蛋白的3′UTR可增强mRNA的稳定性和翻译效率，头尾排列的人类2个β球蛋白的3′UTR可增加mRNA的稳定性。这主要是因为α和β球蛋白的3′UTR富含不连续的嘧啶和相应的RNP，RNP与PABP直接相互作用，可提高与Poly(A)尾巴的相互作用，保护mRNA不被降解。更重要的是，在β球蛋白的mRNA的3′UTR存在稳定的核仁蛋白结合元件。此外，在终止密码子后的碱基建议为G或A，以便有效地终止翻译。

目前，BioNTech、Moderna和CureVac并称为全球三大mRNA疗法引领者，其中，BioNTech和Moderna在此次新冠疫苗研发中均处于研发前列。Moderna一直专注于mRNA相关药物和疫苗的研发，新冠感染三期试验疫苗mRNA-1273就是该公司目前进展最快的项目。BioNTech也是全球领先的mRNA药物和疫苗研发企业，mRNA药物/疫苗共19个，其中7个进入临床阶段。CureVac一直专注于mRNA药物/疫苗的研发，全球首家建立符合GMP标准的RNA生产线的公司，主要关注肿瘤、感染性疾病和罕见病。