人轮状病毒是引起婴幼儿急性脱水性腹泻的主要原因,目前仍然是造成的婴幼儿疾病和死亡的主要原因。迄今没有有效的灭活和基因工程疫苗,目前使用的减毒活疫苗存在着疫苗株病毒毒力回复的安全性问题。针对轮状病毒血清型多变,基因易发生重排等特点,必须采取一种有效、安全的抗原递送方式,达到与减毒活疫苗类似或更好的免疫效果。项目通过对轮状病毒中的三种结构蛋白VP4、VP6与VP7及非结构蛋白NSP4的梯度联合免疫实现对轮状病毒的免疫,设计合成侧链带氨基(或羧基)的功能性生物降解材料,对轮状病毒四种蛋白进行包裹制备成微球,根据病毒蛋白结构分别选择对应其性能的材料,以改善对病毒的相容性及稳定性,然后把四种蛋白微球按比例混合,参考病毒在生物体内复制机理,利用各种材料自身降解性能的差异实现体外梯度联合控制释放,以小白鼠为对象,进行梯度控制释放及免疫研究,为开发基因工程疫苗奠定技术基础,促进药物控制释放体系研究的发展。
Rotavirus;Biodegradable;microspheres;controlled release;immune response
人轮状病毒(human rotavirus, HRV)是引起3个月—5岁婴幼儿急性脱水性腹泻而入院或者死亡的主要原因。据统计,因感染A组轮状病毒导致婴幼儿急性胃肠炎,每年死亡人数超过45万人。目前市售的减毒灭活口服疫苗存在着稳定性差、安全性能差以及有效时间短的不足。本论文中,采用不同的可生物降解高分子材料来制备轮状病毒SA11微球疫苗,并对其进行体外及体内的研究。首先,以疏水性聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)为载体材料,制备出RV-PLGA微球。本实验制备过程中,在内水相和外水相中添加稳定剂蔗糖以提高抗原的包埋率;当油相和外水相的比例为1/4时,抗原包埋率能达到43.41±1.61%;当聚合物浓度控制在160mg/mL,抗原包封率为35.67±1.66%。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)的观测,微球成球性好,表面光滑。其次,选用在聚乳酸中引入亲水基团的聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PELA)为载体,制备RV-PELA微球。通过SEM观测微球形貌、激光粒度分析仪测定微球粒径分布,进行体外释放和降解行为测定。采用不同剂量对小鼠进行免疫实验,用ELISA法检测不同免疫时间的抗体水平差异。结果显示RV-PELA微球外表平整,抗原能够在小鼠体内产生免疫效果,能达到缓释的目的。最后,制备了星形的可生物降解材料聚乳酸-4-arm-PEG共聚物(4-arm-PELA)并以其为载体材料制备RV-4-arm-PELA微球。实验中,先以DMAP作为催化剂,用大分子4-arm-PEG引发乳酸OCA开环聚合,制备星形聚合物4-arm-PELA并对其进行表征。在不添加任何稳定剂的条件下,采用双乳液体系制备RV-4-arm-PELA微球,结果显示抗原的包封率达到43.78±1.35%。抗原的体外释放及微球的体外降解实验表明抗原的释放速度缓慢、突释效应不明显,材料的降解速度缓慢。小鼠体内的免疫效果显示,星形聚合物作为药物控制释放材料具有更好的应用前景。