[发明专利]局部应用基因载体的疫苗接种

说明书

本申请要求1997年8月13日提交的美国临时申请第60/055,520号和1998年2月11日提交的美国临时申请第60/075,113号的优先权。

                        发明背景

发明领域

本发明一般涉及免疫学和疫苗技术学领域。更具体地讲，本发明涉及皮肤定向的非侵袭性基因传递以引发免疫应答的技术及其用途。

相关领域的描述

脊椎动物免疫系统的激活是保护动物抗病原体和恶性肿瘤的重要机理。免疫系统由包括体液和细胞分枝的许多互作组分组成。体液免疫涉及直接结合抗原的抗体。B淋巴细胞分泌作为体液免疫效应物的抗体分子。细胞免疫涉及识别并杀伤产生非自身抗原的其它细胞的特化的细胞毒T淋巴细胞(CTL)。CTL对降解的肽片段产生应答，所述肽片断出现于结合MHC(主要组织相容性复合体)I类分子的靶细胞表面。当然，在所述细胞中产生的蛋白作为细胞代谢的组成部分不断降解成为肽。这些片段结合到所述MHC分子并转运到所述细胞表面。因此，细胞免疫系统恒定地监测在机体细胞中产生的蛋白谱，并准备着消除任何产生非自身抗原的细胞。

疫苗接种是引发动物对抗原产生应答的方法。给予的抗原可以是蛋白质(经典型)或随后表达所述抗原的基因(基因免疫)。所述方法涉及T和B淋巴细胞、其它类型的淋巴样细胞以及特异性抗原提呈细胞(APC)，所述抗原提呈细胞可以加工所述抗原并以可激活免疫系统的形式提呈该抗原。给予基因疫苗的现有方式集中于侵袭性方法，所述侵袭性方法包括针注射、划痕和基因枪介导的穿透。以侵袭性方式接种疫苗需要设备和经特殊医疗训练的人员，并且常常伴随不舒适和潜在危害(出血、感染)。目前有证据显示，以侵袭性方式接种疫苗可能是非必要的(Tang等，1997；Glenn等，1998)。因为所述皮肤直接与外界环境接触并不断与潜在病菌原体接触，所以，免疫系统必须恒定地沿所述皮肤边缘保持一个流动生物部队以防止潜在感染。因此，所述皮肤外表层本质上是免疫活性组织。存在于皮肤以引发体液和细胞毒性细胞免疫应答的免疫组分，包括表皮朗格汉斯细胞(它是MHC II类阳性的抗原提呈细胞)、角质细胞以及CD4⁺和CD8⁺T淋巴细胞。这些组分使得所述皮肤成为给予疫苗的理想部位。皮肤的大量可用面积和其持久性是将疫苗应用于该组织的其它优势。在皮肤外表层表达小量抗原而不需要物理穿刺由此使所述免疫监视机制警戒，从而引发有效的免疫应答。

用随后对肿瘤或病原体攻击的保护程度测定疫苗的效力。有效疫苗是在最小量接种后可诱导高滴度和持久免疫的免疫原，以用于定向干预疾病。例如，基因免疫是通过在动物自身细胞中表达编码所述蛋白的基因从而引发针对特定蛋白的免疫应答的方法。大量抗原的扩增和体内持续抗原提呈产生的免疫刺激可以诱导抗所述抗原的稳固免疫。基因免疫使针对特定蛋白产生免疫应答的接种方案简化，因为它去除了疫苗研制均常规需要而通常麻烦的蛋白纯化和与佐剂结合的步骤。因为基因免疫不需要分离蛋白质，所以它对生化纯化时可能丧失构象表位的蛋白质特别重要。基因疫苗也可以组合给予而不产生干扰或影响效力(Tang等，1992；Barry等，1995)，它可以使针对多种抗原的接种方案简化。如本申请所介绍的一样，已经证实，基因疫苗可以以皮肤定向非侵袭性疫苗的新方式接种。基因疫苗与非侵袭性传送方式结合，可以产生新类型的不需要特殊使用技能和装置给予的“平民”疫苗。

尽管已经研究了局部应用基于蛋白的疫苗，但是其用途可能是有限的。虽然可以以已经说明(Tang等，1997)的皮肤定向非侵袭性基因疫苗相同的非侵袭方式(Glenn等，1998)，局部应用基于蛋白的疫苗和霍乱毒素也可以免疫动物，但是，这两种类型的疫苗通过不同的机制激活免疫系统。此外，由于类似于自然感染的从新合成抗原，使得基因疫苗的效力一般高于蛋白疫苗(McDonnell和Askari，1996)。尽管美国专利第3,837,340号描述了用干燥的病毒接触皮肤接种动物的方法，但是他们所用的病毒不是能够表达转基因的基因载体。另外，所述免疫原可能是病毒外壳蛋白，而不是由在动物自身细胞中表达病毒基因产生的蛋白。