[发明专利]一种基于环糊精接枝壳聚糖的疫苗、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于环糊精接枝壳聚糖(cyclodextrin grafted chitosan，CS‑g‑CD)的疫苗、制备方法及应用，属于生物医学工程领域，抗原分子、免疫刺激剂等通过“主客体”自组装方式与CS‑g‑CD结合形成超分子，并可进一步通过三聚磷酸钠等方法制备为纳米颗粒，作为疫苗药物。本发明提供的环糊精接枝壳聚糖，具有更好的溶解性能，其上修饰的环糊精提供了主客体结合位点，更容易用于与抗原分子的相互作用，形成高稳定性的自组装超分子疫苗制剂，利于更好的体内投递和抗原储存，从而利于提高免疫刺激能力。通过“主客体”自组装方式制备的疫苗制剂可以作为疫苗开发的一个平台，适用于更广泛的疫苗开发。

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，特别涉及一种基于环糊精接枝壳聚糖的疫苗、制备方法及应用。

背景技术

壳聚糖(CS)是一种阳离子多糖，由β(1-4)连接的氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖组成，由自然界中含量最丰富的聚合物之一的甲壳素衍生而来，通过化学脱乙酰化作用得到。壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，已广泛应用于医药、食品、化工、化妆品等领域。壳聚糖也被认为是一种潜在的疫苗佐剂，能够增强体液和细胞免疫。根据脱乙酰度的不同，壳聚糖具有不同数量的-NH₂暴露，从而产生丰富的正电荷。这种阳离子多糖具有易于通过静电作用附着在带负电荷的细胞表面的优势，这可能在抗原摄取和递呈过程中发挥重要作用。壳聚糖的正电荷还可以提高壳聚糖与抗原混合时的佐剂性，包括抗原保护和抗原储库形成。此外，D-氨基葡萄糖重复单元C-2位置的-NH₂基团质子化也提高了壳聚糖的溶解度，这对佐剂至关重要。壳聚糖作为一种运载工具除了具有这些优点外，还具有特殊的免疫刺激活性。已经证明，壳聚糖通过cGAS-STING途径和NLRP3炎症小体诱导I型干扰素(IFN)分泌，导致树突状细胞(DC)激活和Th1细胞免疫。壳聚糖包被溶酶体后，氨基的质子化引起质子海绵效应，可诱导内体逃逸并促进抗原的交叉呈递，这对于在与主要组织相容性复合体(MHC)I类分子相互作用后激发CD8+杀伤性T细胞尤为重要。

然而，壳聚糖只能在酸性条件下溶解，但在中性pH或生理条件下溶解性差，这是阻碍其生物医学应用的主要缺点。由于肿瘤细胞的粘蛋白1(mucin 1，MUC1)的可变数量串联重复区(VNTR)具有较差的免疫原性和T细胞非依赖性，因此，如何构建有效的疫苗结构提高MUC1的免疫原性，是开发MUC1疫苗的巨大挑战。

发明内容

为了克服相关技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种环糊精接枝壳聚糖的疫苗佐剂及其在制备疫苗中的应用，对壳聚糖进行环糊精的修饰，能够增强壳聚糖的溶解能力，且能够用于“主客体”自组装，适用于更广泛的生物医药开发；进而增强疫苗的免疫原性，提高疫苗制剂的稳定性和溶解性。

具体技术方案：

作为本发明的一个方面，提供一种基于环糊精接枝壳聚糖的疫苗，使用环糊精接枝壳聚糖作为疫苗佐剂或疫苗载体，所述的环糊精接枝壳聚糖是通过环糊精以共价键合方式与壳聚糖连接。

在本发明可选的实施案例中，当所述使用环糊精接枝壳聚糖作为疫苗佐剂或疫苗载体时，抗原分子、免疫刺激剂或药物与所述环糊精接枝壳聚糖的疏水中心空腔通过自组装方式形成超分子结构。

在本发明可选的实施案例中，所述的环糊精接枝壳聚糖，其结构通式为：

其中，n为≥1的自然数。

作为本发明的第二个方面，提供一种基于环糊精接枝壳聚糖的疫苗的制备方法，包含环糊精接枝壳聚糖的合成步骤、MUC1多肽化合物的固相合成步骤以及将所述的环糊精接枝壳聚糖与MUC1多肽化合物组装成纳米颗粒的步骤。

在本发明可选的实施案例中，所述的环糊精接枝壳聚糖的合成步骤，包括：