[發明專利]一種基于合成生物學自組裝的新冠病毒S蛋白疫苗產生系統和方法

在審

• 申請號: 202210976241.4
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115737796A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張辰宇;陳熹;詹守斌;許燁;周圣凱;徐蕊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61K39/215
• 分類號: A61K39/215;A61K39/385;A61P31/14;C12N15/62;C07K19/00
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產權代理有限公司 11810
• 代理人: 姜司晨

本發明涉及一種基于合成生物學自組裝的新冠病毒S蛋白疫苗產生系統和方法，所述系統包括新冠病毒S蛋白的堿基序列組件和跨膜蛋白堿基序列片段，所述堿基序列組件能夠表達可產生免疫應答反應的S蛋白，所述跨膜蛋白堿基序列片段能夠使所述S蛋白錨定在囊泡表面并自組裝形成囊泡復合體；該系統為能夠在生物體組織器官中富集且將S蛋白表達于囊泡表面并自組裝成囊泡復合體的堿基序列，所述囊泡復合體能夠引發免疫應答反應。在本發明中，所述系統具有生產成本低廉，理化性質穩定，S蛋白組裝、分泌過程高效，對病源突變反應快，引發的免疫反應強，安全性、保護性高等優點，提供了一種全新的疫苗類型。

技術領域

本發明涉及生物醫藥技術領域，具體涉及一種基于合成生物學自組裝的新冠病毒S蛋白疫苗產生系統和方法，用于新型的新冠疫苗的開發。

背景技術

新型冠狀病毒是以前從未在人體中發現的冠狀病毒新毒株，新型冠狀病毒S蛋白(SARS-CoV-2 spike蛋白)是Ⅰ型跨膜糖蛋白，也是病毒最大的結構蛋白，能夠刺激機體產生中和抗體和介導免疫反應?，F有研究證明，S蛋白與病毒侵入細胞的過程密切相關，因此，針對S蛋白研發疫苗具有重要的意義。

疫苗是防控新冠疫情的最重要手段之一。在本次全球疫情中，以mRNA疫苗為代表的核酸疫苗成為了領跑的疫苗技術路線。mRNA疫苗具有安全、有效、生產速度快、能夠快速應對病毒變異等優點。但是目前仍然存在技術流程復雜、短時間難以成功仿制開發、副作用大、成本昂貴、儲存和運輸條件苛刻等缺點。因此，如果能夠開發一種新型的、并解決上述技術問題的疫苗類型，則可能對于本領域而言是一個重大變革，其將帶來很多新的優勢和新的希望。

在前期研究中南京大學張辰宇團隊以哺乳動物自身的組織器官(主要是肝臟，因為能自發內吞裸露的質粒DNA并表達外源基因；當然其他的組織器官也可以)作為天然生物基盤(cell chassis)，直接利用人工設計的合成生物學元件(part)組成的基因環路(circuit)在體內建立了一個基于外泌體自組裝、內分泌的基因治療系統，同時，可以通過操作基因環路使得特定蛋白裝載到外泌體的表面并遞送到全身各處組織。基于該研究成果，針對現有mRNA疫苗的問題，張辰宇團隊開發了“基于合成生物學的自組裝核酸疫苗”創新技術。

以上所說的外泌體是一類直徑50-200nm的雙層膜結構囊泡，幾乎所有的細胞都可以分泌外泌體，多項研究表明外泌體在細胞間通訊中發揮了重要作用。本申請人和發明人團隊在對于外泌體的研究中一直處于領先地位，也有不少研究成果。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷提供了一種基于合成生物學自組裝的新冠病毒S蛋白疫苗產生系統和方法，旨在克服現有技術中的不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

本發明的一個發明點為提供一種基于合成生物學自組裝的新冠病毒S蛋白疫苗產生系統，所述系統包括新冠病毒S蛋白的堿基序列組件和跨膜蛋白堿基序列片段，所述堿基序列組件能夠表達可產生免疫應答反應的S蛋白，所述跨膜蛋白堿基序列片段能夠使所述S蛋白錨定在囊泡表面并自組裝形成囊泡復合體；該系統為能夠在生物體組織器官中富集且將S蛋白表達于囊泡表面并自組裝成囊泡復合體的堿基序列，所述囊泡復合體能夠引發免疫應答反應。

進一步地，所述跨膜蛋白為CD63。

進一步地，所述堿基序列組件插入所述CD63的堿基序列片段中。

進一步地，所述堿基序列組件插入至CD63氮端第20～第60個中的任意兩個堿基之間。

進一步地，所述堿基序列組件插入至CD63氮端第20～第60個中的GG之間。

進一步地，所述堿基序列組件將所述CD63分割成兩部分，分別為含有CD63氮端的氮端序列和含有CD63碳端的碳端序列，所述堿基序列組件位于所述氮端序列和碳端序列之間。優選地，所述堿基序列組件插入至CD63氮端第30～第45個中的任意兩個堿基之間，如GG之間。