[发明专利]稳定化的流感血凝素茎区三聚体及其用途

说明书

引发广泛保护性抗流感抗体的疫苗。一些疫苗包含在其表面上展示来自流感病毒的HA三聚体的纳米颗粒。纳米颗粒是包含连接到流感HA蛋白的茎区的单体亚基(例如，铁蛋白)的融合蛋白。融合蛋白自组装以形成HA‑展示纳米颗粒。疫苗仅包含连接到三聚化结构域的流感HA蛋白的茎区。还提供了融合蛋白和编码此类蛋白的核酸分子，以及使用本发明的纳米颗粒检测抗流感抗体的测定法。

发明概述

本发明提供了新的基于血凝素(HA)蛋白的流感疫苗，其是易于制造的，有力的并且引发针对流感HA蛋白的茎区的广泛中和性流感抗体。特别地，本发明提供了融合前构象的修饰的流感HA茎区蛋白及其部分，其可用于诱导中和性抗体的产生。本发明还提供在其表面上表达流感HA蛋白的新型基于纳米颗粒(np)的疫苗。此类纳米颗粒包含融合蛋白，每个融合蛋白包含连接到来自流感HA蛋白的茎区的抗原性或免疫原性部分的铁蛋白的单体亚基。因为此类纳米颗粒在其表面上展示流感HA蛋白茎区，所以它们可以用于针对流感病毒对个体接种疫苗。

发明背景

通过针对流感病毒接种疫苗诱导的保护性免疫应答主要针对病毒HA蛋白，其是病毒表面上负责病毒与宿主细胞受体的相互作用的糖蛋白。病毒表面上的HA蛋白是HA蛋白单体的三聚体，其被酶促切割以产生氨基端末端HA1和羧基端末端HA2多肽。球状头部仅由HA1多肽的主要部分组成，而将HA蛋白锚定到病毒脂质包膜中的茎由HA2和HA1的部分组成。HA蛋白的球状头部包括两个结构域：受体结合结构域(RBD)，包括唾液酸结合位点的约148个氨基酸残基结构域，和退化酯酶结构域(vestigial esterase domain)，刚好低于RBD的较小的约75个氨基酸残基区域。球状头部牵涉几个包括免疫显性表位的抗原位点。实例包括Sa，Sb，Ca₁，Ca₂和Cb抗原位点(参见例如Caton AJ et al,1982,Cell 31,417-427)。RBD-A区包括Sa抗原位点和Sb抗原位点的部分。

针对流感的抗体通常靶向HA球状头中的可变抗原位点，其围绕保守的唾液酸结合位点，因此仅中和抗原紧密相关的病毒。HA头部的可变性是由于流感病毒的恒定抗原漂移所致，并且造成流感的季节性流行病。相比之下，HA茎是高度保守的，并且经历很少的抗原漂移。不幸的是，不同于免疫显性头部，保守的HA茎不是非常免疫原性的。此外，病毒基因组的基因区段可以在宿主物种中进行重配(抗原漂移)，创建具有改变的抗原性的能够变成大流行的新病毒[Salomon,R.et al.Cell 136,402-410(2009)]。直到现在，每年更新流感疫苗以反映即将到来的流行病毒的预测的HA和神经氨酸酶(NA)。

最近，分离了一类全新的针对流感病毒的广泛中和性抗体，其识别高度保守的HA茎[Corti,D.et al.J Clin Invest 120,1663-1673(2010)；Ekiert,D.C.et al.Science324,246-251(2009)；Kashyap,A.K.et al.Proc Natl Acad Sci USA105,5986-5991(2008)；Okuno,Y.et al.J Virol 67,2552-2558(1993)；Sui,J.et al.Nat Struct MolBiol 16,265-273(2009)；Ekiert,D.C.et al.Science 333,843-850(2011)；Corti,D.etal.Science 333,850-856(2011)]。与毒株特异性抗体不同，那些抗体能够中和多种抗原性独特的病毒，因此诱导此类抗体已成为下一代通用疫苗开发的焦点[Nabel,G.J.et al.NatMed 16,1389-1391(2010)]。然而，通过疫苗接种用此类异源中和概况强力引发这些抗体是困难的[Steel,J.et al.MBio 1,e0018(2010)；Wang,T.T.et al.PLoS Pathog 6,e1000796(2010)；Wei,C.J.et al.Science 329,1060-1064(2010)]。通过遗传操作除去HA(其含有竞争性表位)的免疫显性头部区和稳定化所得茎结构域是改善这些广泛中和性茎抗体的引发的一种潜在方式。