[发明专利]依赖于逆转录病毒样颗粒的抗原呈递系统

说明书

发明的技术领域

发明的技术问题是以逆转录病毒型特异性抗原(gag)为基础提供抗原呈递系统用于抗哺乳动物感染性疾病或肿瘤的预防性或治疗性免疫。这项发明特别涉及到设计新的抗原呈递系统如：重组杆状病毒，塞姆利森林病毒、永恒转染的昆虫细胞或哺乳动物细胞。这项发明的基础是逆转录病毒的型特异性抗原如HIV-1的Pr55 gag前体蛋白在哺乳动物表达形成不成熟的逆转录病毒样颗粒。将完整的蛋白锚定在病毒样颗粒表面，可使这种不成熟病毒样颗粒(VLPs)的免疫原性增强，这些蛋白既可以来源gag载体成分的同一病毒的自身膜蛋白，也可以来源于其它任何病毒，感染因子，肿瘤细胞。自身蛋白或外源蛋白稳定锚定在病毒样颗粒的表面需要逆转录病毒的gag前体蛋白与待呈递的抗原的共表达，而且，呈递的抗原必须包括氨基端的信号序列和一个跨膜区，以保证抗原通过内质网运输到胞膜并稳定锚定在出胞的病毒样颗粒的表面。为了表明这一新颖的抗原呈递系统的通用性，我们在HIV-1 Pr55 gag前体蛋白的基础上构建了重组的病毒样颗粒，其能够呈递：●完整的HIV-1的外膜蛋白gp160。●通过来源于EB病毒的主要膜抗原gp220/350的一个异源性跨膜区，将  锚定在病毒样颗粒表面的HIV-1的外在蛋白gp120的衍生物●或马疱疹病毒糖蛋白(gB)给免疫系统。  不需用佐剂，这些刺状的、非复制的、非感染性的病毒样颗粒即可在不同动物模型中诱导出体液免疫、细胞免疫并具有保护性免疫。

背景

对病毒感染或癌变的病理的深入探索导致预防和治疗对策的产生，许多策略包括对宿主免疫的辅助。对包括多种多样的免疫能干细胞、细胞因子和抗原呈递途径的免疫网络的进一步明了有助于合理地调动特定的免疫反应支。在早期和无症状阶段，细胞免疫支的调动似乎在控制HIV-1感染中起关键作用，同样观察到，细胞免疫在控制肿瘤上起关键作用。诱导细胞免疫和体液免疫的一个关键问题在于建立未来用于人类的合适的、安全的抗原呈递系统。

在对蛋白抗原的免疫反应中，抗原呈递细胞(APC)处理和呈递抗原的模式决定哪些T细胞效应功能被特异性激活。简而言之，两种处理途径绝然不同：外源性途径中，细胞外液的蛋白或细胞膜上的蛋白进入呈递细胞，在细胞内经变性并在后期酸性环境中降解为12-15肽。这种途径产生的肽结合MHC-II类分子，转移到呈递细胞表面，并选择性激活CD4+细胞。可溶性蛋白抗原免疫一般激活CD4+T细胞(Germain，1991；Germainand Hendrix，1991)。而在内源性处理性途径，CD8+细胞毒T淋巴细胞(CTL)被选择性激活。细胞内蛋白在胞浆中降解为8-15肽。这些肽转移到内质网并在那里结合初生的MHC-Iβ2m微球蛋白二聚体重链区，从而产生有运输能力的三聚体复合物，在无分泌途径存在时迅速转运到呈递细胞的表面。由I类分子呈递的肽选择性地激活CD8+细胞(Yewdell andBennink，1992；Townsend and Bodrner，1989)。

使用活的、重组病毒如痘苗病毒、腺病毒来克服内源性处理抗原途径中抗原呈递的问题日益不受人欢迎。而且，从安全的角度讲，在免疫低下病人身上使用这些方法也是难以接受的。然而，已经有许多不同方法，利用一些非复制因子将选择性的抗原决定簇或蛋白呈递给免疫系统，这些非复制因子包括短脂肽、整合到ISCOM颗粒的蛋白(Takahashi et al.1990；vanBinnendijk et al.1992；Larsson et a l.1993)、脂质体(Collins etal.1992；Huang et al.1992；Lopes and Chain，1992；Nair etal.1992；Reddy et al.1992；Zhou et al.1992；Chen et al.1993)或相关的去垢剂型佐剂皂甙(Newman et al.1992)或角鲨烯(Raychaudhuri et al.1992)。显示在体诱导由MHC-I类分子限制的细胞毒CD8+细胞的特别的运载系统主要基于病毒蛋白或酵母TY颗粒(Layton et al.1993；Martin et al.1993)。这些抗原呈递系统好象无须佐剂就引发强烈的免疫反应，但存在呈递的相关外源性抗原决定簇数量有限的问题。