納米藥物制造系統(tǒng)在豬流感病毒疫苗研發(fā)中的應用

在關于納米藥物制造系統(tǒng)以及新型冠狀病毒的文章中，我們已經(jīng)簡要提到了美國著名的疫苗研發(fā)公司Moderna早前關于豬流感病毒以及寨卡病毒疫苗的研發(fā)成果，今天我們就詳細地為大家介紹一下他們的主要研究過程及結果。

 

 

研究過程及結果

Moderna的研究者們通過NanoAssemblr納米藥物制造系統(tǒng)生產(chǎn)制備了大小適當和均勻性良好的兩種mRNA-LNP疫苗，分別使用改良的mRNA(編碼H10N8（H10）或H7N9（H7）禽流感亞型的血凝素(HA)蛋白)制成。

 

 

研究者們分別以10 mg H10或H7 mRNA對BALB/c小鼠進行皮下注射免疫，之后測定小鼠體內血凝抑制(HAI)、IgG1和IgG2a的滴度。HAI滴度在第7天低于檢測限(<10)，但在第21天遠遠高于基線(圖1A)。與HAI不同，anti-H10和anti-H7 IgG1和IgG2a的滴度均在第7天被檢測到(圖1B和1C)。對于H10, IgG1和IgG2a滴度持續(xù)增加直到第21天，并維持不變到第84天。對于H7, IgG1和IgG2a抗體滴度在第21天和第84天之間增加了10倍(圖1C)。在形成H10或H7 mRNA免疫后，IgG2a的滴度在所有時間點均大于IgG1的滴度，提示存在TH1-偏倚的免疫應答。對于H10，這些差異在第84天顯著(p = 0.0070)；而對于H7，分別在第7天顯著(p = 0.0017)和第21天顯著(p = 0.0185)。10 mg H10 mRNA增強免疫(基礎免疫后第21天)可使HAI滴度增加2至5倍，而在所有測試時間點均為單劑量(p < 0.05)(圖1D)。無論劑量多少，其效價在一年多的時間里保持穩(wěn)定。

 

 

圖1

 

 

為了確定疫苗對H7N9流感(A/Anhui/1/2013)致死性感染的免疫時間和持續(xù)時間，BALB/c小鼠分別接種了10ug、2ug或0.4 ug的H7 mRNA。安慰劑和10 ug合成的H7 表達缺陷的mRNA被作為對照組。在第6/20/83天收集小鼠血清，并通過鼻內 (IN)滴注法在第7、21、84天給予小鼠組織培養(yǎng)感染目標劑量(TCID50)的2.5*105倍劑量。感染后14天監(jiān)測體重變化和臨床癥狀，單次疫苗接種被發(fā)現(xiàn)是可以預防H7N9病毒的（圖2A~2C）。與兩組對照組相比，三種疫苗劑量組的動物存活率均有顯著提高(p < 0.0001)。流感感染小鼠的臨床癥狀包括毛發(fā)粗糙、駝背姿勢、眼眶收緊，在某些情況下，還會出現(xiàn)活動困難。體重減輕(發(fā)病率和持續(xù)時間)在對照組中更為普遍，在低劑量疫苗組中較少見(圖2D-2F)。

圖2

 

在沒有H10N8 (A/Jiangxi-Donghu/346/ 2013) 挑戰(zhàn)模型的情況下，研究者通過檢測HAI滴度來驗證H10N8 mRNA疫苗在雪貂體內的免疫發(fā)生和持續(xù)時間。各組分別用50或100 ug H10 mRNA免疫皮下注射 1次、2次或3次。單劑量50 ug或100 ug免疫接種在第21天、第35天和第49天導致HAI滴度顯著增加(p < 0.0001;圖3)。與第0天相比，接種100 ug劑量的疫苗后，第7天的抗體反應僅略有升高(p < 0.0001)，而第7天接種50 ug劑量的疫苗與第0天相比，差異極小(p < 0.3251)。在追加50 ug或100 ug劑量(第21天或第21天和第35天同時給藥)以后，HAI滴度在第35天和第49天顯著增加(p < 0.0001)�？偟膩碚f，與預防接種前的基線值相比，50-或100-ug劑量給藥的H10 mRNA使HAI抗體滴度顯著升高（p < 0.0001)。一次加強接種可顯著增加滴度，但第二次加強接種不會產(chǎn)生額外的增量(圖3)。

圖3

 

 

其他以核酸為基礎的技術（如質粒DNA）的一個主要限制是如何轉化到高階物種，如非人靈長類動物。為了評估非人類靈長類動物的免疫反應，我們測量了兩次免疫(第1天和第22天)后食蟹猴細胞的HAI滴度(0.2和0.4 mg)。制備的H10 mRNA在相同的免疫時間(第1天和第22天)以0.4 mg劑量通過皮下注射及肌肉注射，并分別進行檢測(圖4C)。H10和H7 mRNA疫苗在單次免疫后(第15天)均產(chǎn)生100至1000的HAI滴度。在第二次免疫后3周(第43天)，不論給藥劑量或給藥途徑，H10和H7的HAI滴度均為10,000。在0.4 mg劑量下，食蟹猴出現(xiàn)了一些全身性癥狀：如注射部位的溫熱觸摸疼痛、輕微的注射部位刺激，在某些情況下，H10或H7免疫后導致食欲下降。所有癥狀在48-72小時內消失�？偟膩碚f，皮下和肌肉給藥均可獲得相似的HAI滴度，無論劑量大小，這表明低劑量可能產(chǎn)生相似的HAI滴度。

圖4

 

 

為了評估H10 mRNA在人體內的安全性和免疫原性，一項隨機雙盲、安慰劑對照、劑量遞增的第一階段臨床試驗正在進行中(臨床試驗標識NCT03076385)。我們在此報告了31名受試者在接種疫苗43天后的中期結果(其中23人在接受了100 mg活性H10肌肉注射，8人接受了安慰劑)。免疫原性數(shù)據(jù)顯示，接種H10疫苗的受試者在第43天分別有100% (n = 23)和87% (n = 20)的HAI R 40和MN R 20，而安慰劑受試者的這一比例為0%(圖5A和5B)。接受H10疫苗的人群中，分別有78% (n = 18)和87% (n = 20)的HAI基線值<10；疫苗接種后，分別有40倍或4倍以上的HAI增長。而接受安慰劑的人群中，這一比例為0%(圖5A和5B)。H10疫苗組的HAI抗體幾何平均滴度為68.8，安慰劑組為6.5，MN的抗體幾何平均滴度分別為38.3（疫苗組）和5.0（對照組）(圖5C和5D)。

圖5

 

 

在這篇關于流感病毒疫苗的研究中，研究者們證明了基于LNP的、修飾過的mRNA疫苗技術能夠在小鼠、雪貂和食蟹猴中產(chǎn)生強大的保護性免疫反應。在動物實驗中，我們發(fā)現(xiàn)，通過HAI、MN試驗和病毒免疫應答測試，編碼H7N9或H10N8 HA蛋白的一系列合成mRNA能夠刺激快速、強健和持久的免疫反應。但是后續(xù)還需要更多額外的臨床試驗以確認此mRNA疫苗是否可以成為有效的疫苗用于臨床實踐中。

 

參考文獻：

1、Kapil Bahl. et al. Preclinical and Clinical Demonstration of Immunogenicity by mRNA Vaccines against H10N8 and H7N9 Influenza Viruses. Molecular Therapy, 2017. DOI: 10.1016/j.ymthe.2017.03.035

2、Richner JM, Jagger BW et al., Vaccine Mediated Protection Against Zika Virus-Induced Congenital Disease. Cell, 2017. DOI: 10.1016/j.cell.2017.06.040

 

 

 

納米藥物制造系統(tǒng)NanoAssemblr

 

納米藥物制造系統(tǒng)NanoAssemblr，為新型納米顆粒制造而設計，解決了傳統(tǒng)制備方法的難題。納米藥物制造系統(tǒng)NanoAssemblr應用微流控Microfluidics技術，快速、精準地混合納米顆粒；成分多種生物材料可選，可包裹藥物，RNA，CRISPR，DNA，蛋白等。用戶可以通過改變程序參數(shù)和組成來調整粒子尺寸（~20-120+nm），使納米藥物（脂質體，脂質納米粒，聚合物納米粒等）研究從科研到臨床(cGMP)實現(xiàn)銜接。

 

 

 

應用范圍

 

 

 

體內藥物篩選方案 —— 锘海LS18光片顯微鏡

 

锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司與西湖大學高亮（平鋪光片技術發(fā)明人)實驗室共同研制的新型光片照明顯微鏡LS 18，克服了傳統(tǒng)光片顯微鏡3D空間分辨率、Z軸層析能力和成像視野之間的矛盾；摒棄原有選擇性平面照明顯微鏡中的單光片照明的方式，運用多個薄的光片分段照明，在不損失成像視野的情況下，獲得更高分辨率的3D圖像。LS 18光片照明顯微鏡適用于各種不同類型透明化方法處理的樣品（水性透明化方法如Scale、SeeDB、CLARITY、CUBIC、SWITCH、SHIELD等；油性透明化方法如BABB、3DISCO、iDISCO、uDISCO、PEGASOS等），都可得到高分辨率、高信噪比的多色熒光3D圖像，能夠快速定位宏觀樣品中的目標細胞，獲得高分辨率的3D細胞微結構。

 

 

 

關于我們

 

Precision NanoSystems

于2010年創(chuàng)建的Precision NanoSystems Inc.（PNI）總部位于加拿大溫哥華。其創(chuàng)建了創(chuàng)新的解決方案，使研究人員能夠利用強大的納米技術來改變我們對疾病的理解和治療。PNI的NanoAssemblr?轉染試劑使用納米醫(yī)學技術在體外和體內在原代細胞中傳遞遺傳物質，使疾病研究人員能夠輕松地在高價值疾病模型中研究基因功能。PNI的專有NanoAssemblr?平臺可快速，可重復且可擴展地制造納米顆粒制劑，以將核酸，藥物分子和診斷劑輸送至體內的細胞和組織。PNI將其產(chǎn)品銷售給全球20多個國家的領先制藥和生物技術公司以及領先的學術機構。

 

锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司

锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司是一家創(chuàng)新型的科技公司，擁有自主研發(fā)及獨立生產(chǎn)能力。锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司致力于生命科學領域，為高校、科研院所、醫(yī)院及企業(yè)提供實驗儀器、試劑耗材、CRO/CMO技術服務等一站式整體解決方案，滿足產(chǎn)業(yè)中的研發(fā)和生產(chǎn)需求。

 

針對大組織樣品的3D熒光成像，锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司采用與西湖大學高亮（平鋪光片技術發(fā)明人）實驗室共同研制的光片照明顯微鏡Nuohai LS 18，其運用創(chuàng)新的平鋪光片技術，克服了傳統(tǒng)光片顯微鏡中空間分辨率、光學層析能力和成像視野大小之間的矛盾，從而獲得均勻高分辨率的3D熒光圖像。

同時锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司成立了腦科學與組織工程人工智能技術研究院，作為第三方檢測服務平臺，為各地高校、科研院所、醫(yī)院及企業(yè)提供專業(yè)的檢測研發(fā)服務。我司提供從完整器官與組織的透明化，免疫熒光染色，大樣品高分辨3D顯微成像到大數(shù)據(jù)分析一體化服務，旨在通過精準、快速、多樣化的一體化研發(fā)服務為每一位生命科學工作者提供個體化/定制化解決方案。 

 

 

 

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