Nukleiinihappopohjaiset rokotealustat koronavirustautia 19 (COVID-19) vastaan

Abstrakti

Koronavirustauti 2019 (COVID-19) -pandemia on tartuttanut 673 010 496 potilasta ja aiheuttanut 6 854 959 tapauksen kuoleman maailmanlaajuisesti tähän päivään mennessä. Valtavia ponnisteluja on tehty täysin erilaisten COVID{8}}-rokotealustojen kehittämiseksi. Nukleiinihappopohjaiset rokotteet, jotka koostuvat mRNA- ja DNA-rokotteista (kolmannen sukupolven rokotteet), ovat olleet lupaavia nopean ja kätevän tuotannon sekä COVID-viruksen immuunivasteiden tehokkaan provosoinnin suhteen-19. Useita DNA-pohjaisia ​​(ZyCoV-D, INO-4800, AG0302-COVID19 ja GX-19N) ja mRNA-pohjaisia ​​(BNT162b2, mRNA-1273 ja ARCoV) hyväksyttyjä rokotealustoja on käytetty COVID{22}}-ehkäisyyn. mRNA-rokotteet ovat kaikkien COVID-19-ehkäisyalustojen eturintamassa. Näillä rokotteilla on kuitenkin alhaisempi stabiilisuus, kun taas DNA-rokotteita tarvitaan suuremmilla annoksilla immuunivasteiden stimuloimiseksi. Nukleiinihappopohjaisten rokotteiden solunsisäinen annostelu ja niiden haittatapahtumat vaativat lisätutkimusta. Ottaen huomioon huolta aiheuttavien COVID-19-muunnelmien uudelleen ilmaantumisen, rokotteiden uudelleenarviointi ja moniarvoisten rokotteiden tai pan-koronavirusstrategioiden kehittäminen on välttämätöntä tehokkaan infektioiden ehkäisyn kannalta.

cistanche-lisän edut - kuinka vahvistaa immuunijärjestelmää

Napsauta tästä nähdäksesi Cistanche Enhance Immunity -tuotteet

【Kysy lisää】 Sähköposti:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Avainsanat

Koronavirustauti 19 · Nukleiinihappoemäsrokotteet · Immuniteetti · Suojaus

Tausta

Vuoden 2019 lopulla Kiinan Wuhanissa ilmaantui uusi beta-koronavirus, joka levisi nopeasti maailmanlaajuisesti. Koronavirustaudilla 2019 (COVID-19) on suuri pandemian potentiaali sen korkean tarttuvuusasteen ja korkean kuolleisuuden vuoksi maailmanlaajuisesti (Sharma ym. 2020; Su ym. 2020; Wibawa 2021). Siksi tarvitaan huomattavia ponnisteluja tehokkaiden rokotteiden tai hoitojen kehittämiseksi tautia vastaan ​​(Su et al. 2020). COVID-19-taudin oireet vaihtelevat, mukaan lukien lievät fu:n kaltaiset oireet, keuhkokuume, akuutti hengitysvaikeusoireyhtymä (ARDS) ja kuolemaan johtava lopputulos. Syöpää, diabetesta, sydän- ja verisuonitauteja sairastavilla potilailla, vanhemmilla aikuisilla ja jopa geneettisesti alttiilla henkilöillä on suurin riski saada COVID{9}}-vakavuus (Sharma ym. 2020; Su ym. 2020; Wibawa 2021; Vakil et al. 2022). Maailman terveysjärjestön (WHO) suositusten mukaan maskien käyttö, viruslääkkeiden käyttö, sosiaalinen etäisyys ja rokotusmenettelyjen noudattaminen ovat tärkeitä käyttäytymismalleja COVID{14}}-pandemian hallinnassa kaikkialla maailmassa (Sharma et al. 2020). Tieteelliset ponnistelut tehokkaiden rokotteiden kehittämiseksi invasiivisia taudinaiheuttajia vastaan ​​ovat peräisin monien vuosien takaa (Deb ym. 2020; Zhang ym. 2020; Wibawa 2021). Nämä rokotealustat on suunniteltu myös patogeenisiä bakteereja vastaan ​​(Farhani ym. 2019; Jafari ja Mahmoodi 2021). Tässä suhteessa tehokkaan, suojaavan ja turvallisen rokotteen kehittämistä pidetään keskeisenä ennaltaehkäisevänä lähestymistapana vaikean akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus 2:n (SARS-CoV-2) leviämisen estämiseksi (Moore ja Klasse 2020). Siksi eri lääkeyhtiöt ja tutkimusryhmät maailmanlaajuisesti kilpailivat tarjotakseen turvallisen ja tehokkaan COVID-rokotteen-19 kansainvälisen yhteisön käyttöön. Nämä pyrkimykset ovat kehittäneet muita rokotealustoja prekliinisiin ja kliinisiin kokeisiin osallistumista varten, ja osa niistä on hyväksytty (Chen et al. 2021), mukaan lukien perinteiset rokotteet, kuten elävät tai inaktivoidut, alayksikkö- ja nukleiinihappopohjaiset rokotteet seuraavan sukupolven rokotteina. (Moore ja Klasse 2020). Tieteellisten todisteiden perusteella elävät heikennetyt rokotteet stimuloivat synnynnäisiä, solu- ja humoraalisia immuunivasteita indusoimalla Toll-like Reseptoreja (TLR:t), joilla on pitkäaikainen immuniteetti, ja voivat kehittää yliherkkyyttä. Näiden rokotteiden suurin haittapuoli on niiden kalliit turvallisuus- ja tehoarvioinnit. Inaktivoidut virusrokotteet aiheuttavat huonosti solujen immuunivasteita, mikä heikentää niiden tehoa. Sinovac and Wuhan Institute of Biological Products (Sinopharm) valmisti huhtikuussa 2020 inaktivoidun COVID-19-rokotteen (Moore ja Klasse 2020; Su et al. 2020). Alayksikkörokotteet ovat turvallisia, ja niissä on joitakin puutteita, kuten alhainen immunogeenisyys, tehoste- tai adjuvanttitarve ja korkea hinta (Koirala ym. 2020; Su ym. 2020). Nukleiinihappopohjaisia ​​rokotteita on kehitetty sekvenssitietojen perusteella. Ne sisältävät antigeenien DNA- tai mRNA-sekvenssejä, jotka stimuloivat voimakkaasti solu- ja humoraalisia immuunivasteita eri annoksina. DNA-pohjaisten rokotteiden etujen, kuten nopean tuotannon ja kliinisissä tutkimuksissa varhaisimpien COVID-19-rokotteiden ansiosta, DNA-pohjaisten rokotteiden huomattava etu on niiden stabiilisuus erilaisissa säilytysolosuhteissa (Silveira ym. 2020; van Riel ja de Wit 2020). RNA-pohjaiset rokotteet saivat enemmän huomiota lääkeyhtiöiltä, ​​kuten Pfizer/Biotech ja Moderna. Toisin kuin DNA-rokotteet, ne stimuloivat tehokasta humoraalista immuunivastetta TLR-ligandeina ilman adjuvanttia, ja niiden sekvenssiä muutetaan estämään mRNA:n hajoaminen (Moore ja Klasse 2020; van Riel ja de Wit 2020; Soiza et al. 2021). Tämän katsauksen tarkoituksena oli arvioida viimeaikaista kehitystä nukleiinihappopohjaisissa rokotteissa, mukaan lukien mRNA- ja DNA-rokotteet COVID-virusta vastaan-19.

Pääteksti

Koronaviruksen infektion ja immuunivasteen molekyylimekanismi

cistanche-kasveja lisäävä immuunijärjestelmä

COVID{0}}-genomi on positiivinen yksijuosteinen RNA, joka koodaa neljää päärakenneproteiinia, jotka koostuvat vaippasta (E), piikin (S), kalvosta (M) ja nukleokapsidista (N) (Stadler ja Rappuoli 2005), kuten on esitetty kuviossa 1a. Ihmisen SARS-CoV sisältää piikki-glykoproteiinin (S) osana vaippaa. Viruksen liittäminen isäntäsoluihin suoritetaan piikkiproteiinilla, joka koostuu S1- ja S2-alayksiköistä. Niillä on olennainen rooli kiinnittymisessä isäntäsolureseptoreihin, jotka tunnetaan angiotensiiniä konvertoivana entsyyminä II (ACE2) infektion aloittamiseksi (kuvio 1b). ACE2:een suurella affiniteetilla sitoutuvan S1-domeenin keskusalue on reseptoria sitova domeeni (RBD). Tässä suhteessa RBD:n ja ACE2:n välinen vuorovaikutus tarvitaan ihmisen soluinfektion alkamiseen (He et al. 2020). Lisäksi S-proteiinin katkaisu on välttämätön viruksen pääsylle isäntäsoluihin; RBD-alueen ACE2:een kiinnittymisen jälkeen isäntäproteaasi, joka tunnetaan nimellä TM-proteaasi seriini 2 (TMPRSS2), katkaisee S-proteiinin S1- ja S2-domeeneiksi, mikä johtaa S2-domeenifuusioon isäntäsoluun (Huang et al. 2020). Vaikka vahvat immuunivasteet ovat tehokkaita COVID-19, yliherkkyys ja sytokiinimyrsky (useimmiten interleukiini-6-, IL-1b, GM-CSF-, interferoni- / IFN -, nekroositekijä / TNF -, IL-10-, IL-2- ja IL- 7-ohjatut vastaukset) on kiellettävä (Chowdhury et al. 2020). Viruksen kiinnittymisen (piikki-ACE2-vuorovaikutus) ja hengityssoluihin pääsyn jälkeen fagosyyttiset alveolaariset makrofagit ja dendriittisolut (DC:t) esittelevät virusantigeenejä T-soluille ja aktivoivat T-CD-4+(auttaja-T-solu) ja T-CD-{{37 }} (sytotoksinen T-solu). Tämän jälkeen vapautuu proinflammatorisia sytokiineja, kuten IL6, IL12, TNF ja IFN jne. viruksen kohtaamiseksi. Sytokiinimyrskyyn johtava sytokiinituotanto aiheuttaa kuitenkin keuhkovaurioita (Hosseini et al. 2020). Tieteellisten todisteiden mukaan auttaja-T-solut ovat välttämättömiä virusinfektion eliminaatiossa, B-solujen induktiossa vasta-aineiden tuottamiseksi ja sytotoksisten T-solujen stimuloimiseksi (Sharma et al. 2020). COVID-19-antigeenikohteet Kehitettäessä turvallista ja suojaavaa rokotetta patogeenistä organismia vastaan, on olennaista tunnistaa parhaat immunogeeniset kohteet (Lu et al. 2020b). Mahdollisten antigeenisten kohteiden ottaminen käyttöön on ratkaisevan tärkeää T-solu- ja B-soluepitooppien provosoimiseksi indusoimaan kunnolla solu- ja humoraalista immuniteettia (Rueckert ja Guzmán 2012). Viruksen S-proteiini on vuorovaikutuksessa isäntäsolujen kanssa RBD-domeenin kautta välttämättömänä ligandina. RBD-domeeni voi indusoida neutraloivan vasta-aineen tuotannon ja T-solujen immuunivasteen COVIDia vastaan-19. Myös S-proteiinin immunogeenisyys varmistetaan (Pushparajah et al. 2021). N-proteiinilla on pieni ja erittäin konservoitunut sekvenssi verrattuna muihin virusproteiineihin. N-proteiini ekspressoituu voimakkaasti virusinfektion aikana, ja siihen liittyy merkittävä humoraalinen immuunivaste COVID-19:a vastaan ​​potilailla. Lisäksi, kun on soluvasteita N-proteiinia vastaan, sitä voidaan pitää oikeana kandidaattiantigeeninä rokotesuunnittelussa (Dutta et al. 2020). Lisäksi M-proteiini ja E-proteiini stimuloivat T-CD{50}}-epitooppeja (Wang et al. 2005; Abdelmageed ym. 2020; Dong ym. 2020). Voimakkaiden immuunivasteiden saaminen S-proteiinia vastaan ​​on määräävää ja välttämätöntä (Buchholz et al. 2004). S-proteiini sisältää immunogeenisimmat T-solu- ja B-soluepitoopit, jotka tunnetaan edullisina kohteina COVID-rokotteen kehittämisessä-19. Sitä on käytetty kaikissa kehitetyissä mRNA-alustan rokotteissa, kuten Pfizer/BioNtech- ja Moderna-rokotteissa.

Kuva 1a SARS-CoV-2-virionirakenne; COVID-19-viruksen tärkeimpiä pintaproteiineja ovat Spike (S) -glykoproteiini, Membran (M) ja Envelope (E) -proteiinit. S-proteiini on tärkein rokote ja terapeuttinen kohde, joka on vuorovaikutuksessa angiotensiinia konvertoivan entsyymin II (ACE2) reseptorin kanssa infektion alkaessa. b Domains piikki proteiini; S-proteiini sisältää S1- (NTD tai ei-transloitunut domeeni ja RBD tai reseptoria sitova domeeni) ja S2-alayksiköt

Nukleiinihappopohjaisten lääkkeiden historia

Oligonukleotidit aloitettiin kliinisissä kokeissa yli 30 vuotta sitten. Nukleiinihappopohjaisten terapeuttisten lähestymistapojen käytön historia ulottuu vuoteen 1977, jolloin Paterson et ai. käyttivät nukleiinihappoja geeniekspression virittämiseen (Paterson et ai. 1977). Tällä hetkellä ne ovat saaneet enemmän huomiota. Nukleiinihappopohjaiset lääkkeet jaetaan eri luokkiin, mukaan lukien antisense-muodot, ribotsyymit, mRNA ja DNA-pohjaiset rokotteet (Sharma ym. 2014). Synteettinen oligodeoksinukleotidi esti Rous-sarkoomaviruksen (RSV) replikaatiota, joka oli komplementaarinen RSV-mRNA:lle ja tunnettiin antisense-viruksena (Zamecnik ja Stephenson 1978). Ensimmäinen antisense syötettiin klinikalle sytomegalovirusta (CMV) vastaan ​​(Mulamba et ai. 1998). Pienellä häiritsevällä RNA:lla (siRNA) on potentiaalia estää geenin ilmentymistä, ja se raportoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1998. Toinen pienten ei-koodaavien RNA:iden ryhmä sisältää mikroRNA:t (miRNA:t), joilla on välttämätön rooli geenin ilmentymisen säätelyssä. toimii samankaltaisesti kuin siRNA ja terapeuttinen potentiaali (Usman ja Blatt 2000; Sharma et al. 2014). Kuten mainittiin, RNA-molekyylien ribotsyymiluokka toimii entsyymeinä, jotka kohdistavat transkription. Ribotsyymit aloittivat kliinisissä kokeissa syöpää ja joitakin virusinfektioita, kuten ihmisen immuunikatovirusta (HIV) vastaan ​​(Usman ja Blatt 2000; Abera et al. 2012). MRNA- ja DNA-pohjaisten rokotteiden lisäksi ne luokitellaan vuonna 1990 markkinoille tuotuihin nukleiinihappopohjaisiin lääkkeisiin, ja ne saivat enemmän huomiota COVIDin torjuntaan tarkoitettujen rokotteiden kehittämisessä-19 (Le et al. 2020; Zhang et al. . 2020). Näiden rokoteryhmien suuria etuja ovat nopea tuotanto ja korkea spesifisyys vastaavia kohdeantigeenejä vastaan ​​(Le et al. 2020).

cistanche tubulosa - parantaa immuunijärjestelmää

mRNA-pohjaiset rokotteet

MRNA-molekyylien alkuperäinen kuljetus isäntäsoluihin sisälsi mRNA-transfektion fibroblastisoluihin käyttämällä kationista lipidiä (Park et al. 2021). mRNA-rokotteet sisältävät patogeeniantigeenejä mRNA:ta, jotka tuottavat antigeenisiä proteiineja ihmissoluissa. Useita mRNA-rokotteiden etuja ovat yksinkertainen tuotantoprosessi, tehokas ja suojaava immuniteetti, kätevä manipulointi ja teollistuminen sekä joustavuus reagoida COVID-19-muunnelmiin (Kaufman ym. 2016; Fang et al. 2022). Joitakin lähestymistapoja, kuten 5'-cap- ja Kozak-sekvenssien lisäämistä, sovelletaan käyttämällä 3'-poly-A-sekvenssejä ja mRNA-nukleosidien modifiointia (Borah et al. 2021). mRNA-rokotteet transloidaan isäntäsytosoliin. Siksi ei ole riskiä isäntägenomien insertiolle, joka tunnetaan niiden pääeduna. Tässä suhteessa mRNA-pohjaiset rokotteet saivat viime aikoina enemmän huomiota turvallisena ennaltaehkäisevänä lähestymistapana syöpää ja tartuntatauteja vastaan ​​(Kaur ja Gupta 2020). mRNA-rokotteiden ensisijainen vaikutusmekanismi on kuvattu kuvassa 2.

DNA-pohjaiset rokotteet

DNA-rokotteet käsittävät useita geenejä, jotka koodaavat virusantigeenisiä peptidejä, joita plasmidivektorit ekspressoivat ja jotka siirretään soluihin elektroporaation (EP) kautta. Verrattuna muihin rokotealustoihin DNA-rokotteet tarjoavat joustavan ja nopean alustan rokotteiden kehittämiseen, mikä tekee siitä kiehtovan teknologian COVIDin kaltaisten kehittyvien epidemioiden torjunnassa{0}}. Lisäksi DNA-rokoteantigeenin tuotantoa tapahtuu kohdesoluissa, mikä auttaa viruksen antigeenin luonnollisen konformaation ja translaation jälkeisen modifikaation yhdistämisessä. DNA-rokotteiden suurin haittapuoli on niiden rajoitettu immunogeenisyys. Siksi on tärkeää harkita sellaisia ​​strategioita, kuten adjuvantti tai ensisijainen tehostushoito, joka voisi lisätä DNA-rokotteen potentiaalia. Myös nukleiinihapon integroiminen isäntä-DNA:han on toinen bioturvallisuusongelma, joka johtaa onkogeneesiin ja mutageneesiin (Rauch et al. 2018). Vaikka aikaisempien tutkimusten mukaan DNA-rokotteen liittämisen riski on mitätön, WHO ja FDA suosittelevat DNA-rokotteen turvallisuuden käyttöönottoa integraatiossa (Wang et al. 2004; Schalk ym. 2006). DNA-rokotteet siirtävät koronaviruksen geenit ihmissoluihin. Rokotuksen periaate riippuu DNA:n kuljetuksesta solun tumaan siten, että antigeenin transkriptio alkaa ja sitä seuraa translaatio. DNA-rokotteet käyttävät yleisesti plasmideja vektoreina. Rokotteen antoreitin perusteella käsitellään sekä myosyyttejä että keratinosyyttejä. Injektiokohdan lähellä olevat antigeeniä esittelevät solut voidaan kuitenkin myös transfektoida suoraan käyttämällä DNA-rokotteita. Tällaisissa tapauksissa ristiinpohjustusprosessi edustaa antigeenejä, jotka käyttävät molempia tärkeimpiä histokompatibiliteettikompleksi (MHC-I/II) -molekyylejä (Hobernik ja Bros 2018). Muodostuneet antigeenit vapautuvat käyttämällä apoptoottisia kappaleita tai eksosomeja, jotka johtavat niiden tunnistamiseen antigeeniä esittelevien solujen toimesta, mikä puolestaan ​​​​provosoi solu- ja humoraalisia immuunivasteita. Vahvan immuunivasteen aikaansaamiseksi käytetään erilaisia ​​toimitusstrategioita (Donnelly ym. 2005; Li ja Petrovsky 2016; Strizova ym. 2021). Mitä tulee immuunisäätelyyn COVID-19-infektion aikana, on paljastunut, että potilaat, joilla on sydänpussieffuusioriski ja väärä ennuste, osoittavat CD3+CD8+ T-solujen lisääntymistä ja CD{{ 18}}HLA-DR- ja T-säätelysolut (Treg) (Duerr et al. 2020). Nämä tulokset osoittavat, että vakava infektio johtuu epätasapainoisesta immuunivasteesta, joka pahentaa sairaustilaa (Tay et al. 2020). COVID-19-rokotteen edistymisen tavoitteena oli kehittää tehokas ja asianmukainen immuunivaste (mukaan lukien molemmat käsivarret) ilman etenemistä tällaiseen epätasapainoon (Hobernik ja Bros 2018). Vaikka DNA-rokotteilla tehdyt kliiniset kokeet ihmisillä laukaisivat kokonaisvasteen, nämä vasteet ovat usein riittämättömiä hyväksyttävien kliinisten etujen saavuttamiseksi. Lisäksi plasmidi-DNA:n peruskomponentit, esimerkiksi metyloimattomat CpG-sekvenssit, voivat aiheuttaa synnynnäisten immuunivasteiden aktivaatiota, mikä lisää adaptiivisia immuunivasteita ekspressoituja antigeenejä vastaan. Siten DNA-rokotteet soveltuvat paremmin eläinlääketieteessä (Coban ym. 2013; Silveira ym. 2017; Hobernik ja Bros 2018). Tämän haitan vuoksi jotkin tutkimuslinjat keskittyvät DNA-rokotteiden optimointiin ja toimittamiseen, mukaan lukien kodonioptimointi, promoottorisuunnittelu, molekyyliadjuvantit, EP-sovellus, prime-boost-rokotus tai "omics"-menetelmät edistyneen rokotteen suunnittelussa (Li et al. 2012; Silveira ym. 2020). Kuvio 3 havainnollistaa DNA-rokotemekanismien päävaiheita tehokkaissa immuunivasteissa.

Kuvio 2 mRNA-rokotteen formulaatio, anto ja immuuniprovokaatiomekanismit: mRNA-formulaatio, jossa on lipidinanohiukkanen (LNP), ylläpitää ja parantaa sekvenssin stabiilisuutta. b mRNA-LNP-rokotteen suolaliuos annetaan lihakseen. c LNP:tä sisältävä mRNA transfektoidaan antigeeniä esitteleviin soluihin (APC:t) endosytoosin kautta. mRNA vapautuu sytoplasmassa ja transloituu virusproteiineiksi, sitten proteasomi hajottaa ne ja sitoutuu pääasialliseen histokompatibiliteettikompleksiin I (MHC-I) endoplasmisen retikulumin pinnalle ja esitellään T-sytotoksisille (Tc) soluille.

mRNA- ja DNA-pohjaisten rokotteiden potentiaali

mRNA-tason rokoterakenne sisältää elementtejä, jotka parantavat stabiilisuutta ja proteiinien ilmentymistä, mukaan lukien 3' UTR, koodaussekvenssi, 5'UTR, 5' cap ja poly (A) häntä (Liu 2019). Virus- tai eukaryoottigeenistä peräisin olevaa koodittavaa sekvenssiä reunustavat 5'- ja 3'-UTR-elementit lisäävät rakenteellista stabiilisuutta ja mRNA:n translaatiota, jotka ovat olennaisia ​​tekijöitä rokotteille (Ross ja Sullivan 1985; Holtkamp et al. 2006). Tehokkaaseen proteiinin translaatioon mRNA:sta tarvitaan 5' cap -rakenne (Martin et al. 1975; Ross ja Sullivan 1985). mRNA:n poly(A)-hännällä on myös säätelevä rooli mRNA:n stabiilisuudessa ja translaatiossa (Holtkamp et al. 2006). Myös kodonin käytöllä on elintärkeä rooli proteiinien translaatiossa. Tässä suhteessa proteiinin translaation lisäämiseksi mRNA:sta harvinaiset kodonit korvataan käytetyillä synonyymeillä kodoneilla, joilla on runsaasti samankaltaista tRNA:ta sytosolissa (Stepinski et al. 2001). Toinen lähestymistapa sekvenssin optimointiin on G:C-sisällön rikastaminen. Useat menetelmät ovat kehittäneet tehokkaita ja turvallisia DNA-ehdokasrokotteita viime vuosina. DNA-pohjaisessa rokotealustassa bakteeriperäisiä plasmidivektoreita käytetään näiden haluttujen antigeenien ilmentämiseen isäntäsoluissa. Bakteeriplasmidit on syötettävä eukaryoottisoluihin ja siirrettävä tumaan. Sitten DNA transkriptoidaan ja transloidaan vieraista geeneistä isäntäsolun tumassa ja sytoplasmassa, vastaavasti. Siksi oikean plasmidin suunnittelu, jolla on korkea transfektiotehokkuus ja proteiinin ilmentyminen, on välttämätöntä tehokkaan DNA-rokotteen saavuttamiseksi (Malone et ai. 1989). Eukaryoottialueen sekvenssi (DNA-rokoteplasmideissa), ylävirtaan insertoidusta geenistä, koostuu promoottorista ja poly-A-signaalista (polyA) (AAU AAA), jotka sijaitsevat antigeenisen sekvenssin 3'-päissä (Shan et ai. . 2011). Promoottorit ovat kriittisiä elementtejä, joita tarvitaan DNA-rokoteplasmideissa saamaan aikaan haluttujen antigeenien korkeat ekspressiotasot isäntäsoluissa (Becker et al. 2008) ja johtavat mRNA:n transkriptioon insertoidusta geenistä. Yleisimmin käytetty promoottori DNA-rokotteissa sisältää ihmisen sytomegaloviruksen (CMV) promoottorin. PolyA-sekvenssisignaali aiheuttaa mRNA:n stabiiliutta ja siirtoa ja eukaryoottisten geenien ilmentymistä tehokkaasti. Toinen kriittinen elementti on Kozak-sekvenssi (ACCATGG), jolla on elintärkeä rooli eukaryoottisen ribosomin translaatiossa. Lisäksi yhden tai kahden stop-kodonisekvenssin lisääminen on välttämätöntä lisätyn geenin virheellisen translaation välttämiseksi isäntäsolussa (Becker et al. 2008; Williams 2013). DNA- ja mRNA-rokotealustojen vertailu Vaikka DNA- ja mRNA-rokotteita on kehitetty 1990-luvulta lähtien ja viime aikoina on kehitetty ja lisensoitu erilaisia ​​eläinlääkintä-DNA-rokotteita, on mRNA:ta kohtaan suunnattu huomattava innostus. Molemmat tarvitsevat ponnisteluja parantaakseen antigeenisyyttä, stabiilisuutta ja tehokkuutta manipuloimalla plasmidi-DNA:ta ja mRNA:ta suoraan tai lisäämällä immunomodulaattoreita tai adjuvantteja ja formulaatioita ja jakelujärjestelmiä (Liu 2019). mRNA:n stabiilisuuskesto on lyhyempi kuin plasmidi-DNA:n. On selvitetty, että DNA-rokotteet tuottavat koodatun proteiinin nopeasti, koska ne ovat suurempia määriä kuin mRNA-rokotteet korkeamman sisäisen plasmidi-DNA:n stabiiliuden vuoksi. On havaittu, että plasmidi-DNA säilyy lihaksessa jopa 6 kuukautta integroitumattomassa tilassa (Ledwith et ai. 2000). Vaikka DNA- ja mRNA-rokotteiden oletetaan olevan suosikkiproteiinin ekspressiojärjestelmä, mikään niistä ei ole immunologisesti inerttejä. Myös DNA-plasmidit sekä mRNA stimuloivat synnynnäistä immuniteettia (Campbell 2017). DNA- ja mRNA-pohjainen rokotetekniikka ei ehkä ole täysin yleistä. mRNA on monimutkaisempi kuin plasmidi-DNA johtuen modifioiduista nukleosideista ja formulaatioista, joita tarvitaan kuljetukseen, stabiilisuuteen ja tarpeeseen kontrolloida mRNA:n luontaista immunostimulatorista aktiivisuutta. Siitä huolimatta se hyödyttää tuotantoa, joka kiertää jokaisen solu- tai eläintuotteen kysynnän. Lupaus on, että kliiniset saavutukset ovat mahdollisia sen jälkeen, kun plasmidi-DNA- ja mRNA-rokotehaasteet on ratkaistu erityisesti soveltamalla kehittyneitä teknologioita sairauksien ehkäisyyn ja hoitoon (Liu 2019).

Kuva 3 COVID-19 DNA-rokotteen ilmentymisprosessi antigeeniä esitteleviin soluihin (dendriittisoluihin tai DC:ihin). Plasmidi-DNA menee DC-ytimeen ja ekspressoi antigeenejä in vivo (1) Sitten antigeenit esitellään T-soluille (T-solureseptoreille tai TCR:ille) sekä MHC-I- että MHC-II-molekyylien kautta. Antigeenin esittely tapahtuu DC CD80/86- ja CD8+T-solu-CD28-molekyylien kautta MHC-I-TCR:n rinnalla sekä DC-CD40- ja CD4+T-solujen CD40L-molekyylien kautta MHC-II-TCR-vuorovaikutukset (2a, 3 ja 4) CD8+T-solujen ja sytokiinien vapautumisen aktivoituminen ja lisääntyminen johtaa tehokkaisiin immuunivasteisiin, kuten makrofagien aktivaatioon (2b) Lisäksi CD:n aktivoituminen 4+D-soluihin sitoutumisen ja niistä peräisin olevien sytokiinien vaikutusten jälkeen T-solut liittyvät B-solujen aktivaatioon, lisääntymiseen ja vasta-aineiden erittymiseen (5)

Edistyminen DNA- ja mRNA-rokotteen toimittamisessa

Eukaryoottisolujen vieraan DNA:n ja RNA:n otto ei ole tehokasta virusvektoreihin verrattuna. Monia fyysisiä kuljetusmenetelmiä on kehitetty lisäämään solujen vastaanottokykyä (Mellott et al. 2013). Geenitransfektion fyysisiä menetelmiä ovat toimitusjärjestelmät, jotka siirtävät geneettistä materiaalia mekaanisten menetelmien avulla, mukaan lukien EP ja projektorilaitteet (Gulce-Iz ja Saglam-Metiner 2019). Biojektorilaitteet käyttävät CO2-painetta kuljettamaan terapeuttisia aineita IM (intramuskulaarinen), ID (intradermaalinen) ja myös SC (subkutaaninen) kautta ilman neulaa (Jorritsma et al. 2016), mikä tarjoaa huomattavia etuja verrattuna tavanomaiseen neulainjektioon, mm. haittavaikutukset, neulan ristikontaminaatio ja neulanpistovauriot (Zhang et al. 2015). Olennaista on, että kaksi DNA-rokotetta on arvioitu Zika-virusta vastaan ​​vaiheen I tutkimuksessa, mikä osoittaa lisääntyneitä soluvasteita neulaton annon jälkeen verrattuna neulan käyttöön (Gaudinski et al. 2018). Lisäksi projektoria käyttävä mRNA-rokotteen antoalusta raivotautia vastaan ​​paljasti tehostuneita vasta-ainevasteita (Alberer et al. 2017). Rokotteen lisääntynyt tehokkuus suihkuruiskeen avulla voidaan katsoa johtuvan laajemmasta rokotteiden jakautumisesta, mikä johtaa korkeampaan ottoa käyttämällä APC:itä (Williams et al. 2000; Alberer et al. 2017). Tällä hetkellä ID- tai IM-injektiota, jota seuraa EP, käytetään yleensä DNA-rokotteen antamiseen kliinisissä tutkimuksissa (Sardesai ja Weiner 2011). EP sisältää huokosten muodostumisen ihosoluissa lisäämään geneettisen materiaalin soluunottoa sähköpulssien avulla (Pushparajah et al. 2021). IM EP -menetelmää sovellettiin ensisijaisesti vuonna 1998 (Aihara 1998), mikä tehosti lihassolujen läpäisevyyttä DNA-rokotteiden antamiseen (Rizzuto et al. 1999; Dupuis ym. 2000; Sokołowska ja Błachnio-Zabielska 2019). Lukuisat raportit ovat paljastaneet paremman antigeenin ilmentymisen ja lisääntyneet antigeenispesifiset immuunivasteet in vivo käyttämällä EP:tä (Yan et al. 2008; Yan et al. 2009). On raportoitu, että HIV-DNA-rokote, ADVAX, lisäsi immunogeenisyyttä EP:n kautta tapahtuneen siirron jälkeen (Vasan et al. 2011) verrattuna IM-antoon (Vasan et al. 2010). EP-lähestymistapa kärsii kuitenkin korkean jännitteen hyödyntämisestä johtuvasta solukuoleman riskistä (Gulce-Iz ja Saglam-Metiner 2019). Uusia antomenetelmiä, kuten EP, tutkitaan vielä RNA-rokotteen toimittamiseksi.

Cistanche-edut miehille - vahvistavat immuunijärjestelmää

EP-tehokkuus itsestään monistuvan rokotteen kuljetuksessa on ollut samanlainen kuin plasmidi-DNA-rokotteiden geeniekspression ja immuunivasteiden suhteen hiirillä (Cu et al. 2013). EP ei kuitenkaan ole parantanut perinteisten replikoitumattomien RNA-rokotteiden antotehokkuutta (Johansson et al. 2012), mikä on mahdollisesti vähentänyt sen tehokkuutta RNA-vektoreiden monistamisessa. Näin ollen EP ja bio-injektorit ovat edullisia COVID-19 DNA/RNA-rokotteiden parenteraaliseen injektioon. Nämä lähestymistavat lisäävät DNA-rokoteehdokkaiden tuotantoa ja toimittamista ja parantavat tuloksia huomattavasti (Pushparajah et al. 2021).

Nukleiinihappopohjaisten rokotteiden edut ja rajoitukset

Uusina ja lupaavina immunisointimenetelminä nukleiinihappopohjaiset rokotteet antavat oivalluksia turvallisen ja suojaavan rokotteen kehittämiseen (Choi ja Chang 2013), kuten miljoonat ihmiset ovat osoittaneet COVID{2}}-pandemian aikana. Nukleiinihappopohjaisilla rokotteilla on lyhyet kehityssyklit, mikä helpottaa nopeaa leviämistä pandemian aikana. Yhdistelmä-DNA-rokotteiden käyttö vaatii DNA-vektorin tehokkaan siirtämisen tumaan, transkription ja sitten translaation halutuksi antigeeniksi (Leitner et ai. 1999). Kätevän manipuloinnin ja edullisen tuotannon ansiosta paljas plasmidi-DNA on kiehtova vektori antigeenien esittelyyn (Williams 2013). Tavallisesti plasmidi-DNA käsittää perusgeneettisiä elementtejä, mukaan lukien antigeeniä koodaavan geenin, promoottorin, tehostajat ja transkription lopetus/polyadenylaatiosekvenssit (Vogel ja Sarver 1995). Plasmidi-DNA-alusta on lupaava biofarmaseuttinen rakennelma, joka replikoituu korkeissa määrin edullisissa prokaryoottisoluissa, vaikka se vaatii puhdistusta (Prazeres et al. 1999; Ferreira et al. 2000; Suschak et al. 2017). RNA-rokotteet koostuvat mRNA-molekyyleistä, jotka sisältävät antigeeni-RNA:n, jota ympäröivät 3'-, poly-A-häntä- ja 5'-päät, ja niiltä puuttuu transkriptiovaatimus. (Zhang ym. 2019). Useat RNA-rokotteet monistuvat itsestään, mikä tunnetaan uutena kehitteillä olevana teknologiana. Vastaavasti RNA-molekyyli voidaan replikoida ja transloida isännässä synnytyksen jälkeen, huolimatta mahdollisesta paljaan RNA:n epästabiilisuudesta, mikä lisää immunogeenisten peptidien ilmentymistä (Pardi et al. 2018; Zhang ym. 2019; Wadhwa et al. 2020) . mRNA:ta hajottavat kaikkialla esiintyvät ribonukleaasientsyymit (Wadhwa et ai. 2020; Xu et ai. 2020). 3'-poly-A-hännän ja 5'-7-metyyliguanosiinikorkin lisääminen on kriittistä mRNA:n stabiilisuuden ja translaation lisäämiseksi sytosolissa (Gallie 1991; Schlake et al. 2012). Strategioita rokotteen oton ja ilmentymisen lisäämiseksi on arvioitu pääasiassa DNA-rokotteilla kuin RNA-rokotteilla, koska DNA edellyttää kahden solukalvon ylittämistä päästäkseen tumaan. Sitä vastoin RNA tunkeutuu sytoplasmaan yhden kalvon läpi (Rauch et al. 2018). DNA-rakenteella on verrattain korkeampi stabiilisuus. Yli 7 vuoden ajan havaittiin, että plasmidi-DNA säilyi ehjänä ilman eroa äskettäin -20 asteessa pidettyyn DNA:han (Walther ym. 2013; Pushparajah et al. 2021). Matala pH ja lämpötila ovat kriittisiä DNA:n eheyden säilyttämiselle pitkään. Sitä vastoin RNA on äärimmäisen herkkä lämpötilalle ja se on pidettävä -70 asteessa entsyymittömässä väliaineessa puoliintumisajan pidentämiseksi (Jones et al. 2007).

Haasteita nukleiinihappopohjaisten rokotteiden kehittämisessä

On tunnettua, että COVID{0}}-rokotteiden on oltava riittävän tehokkaita ja suojaavia (Graham 2020) ja saatava aikaan pitkäikäinen immuniteetti. Vuosittainen rokotus voi kuitenkin olla mahdollinen vuotuisten influenssarokotekokemusten perusteella (Randolph ja Barreiro 2020; van Riel ja de Wit 2020). COVID{5}}-rokotteen kehittäminen asettaa haasteita jopa uusille alustoille. Huolimatta koronaviruksen piikkiproteiinirokotteen korkeasta immunogeenisuudesta ja suojasta, mutaatioiden esiintyminen aiheuttaa huolta ja viruksen uudelleen ilmaantumista. Näin ollen taudin ilmaantumisen ajan ja sijainnin ennuste sekä kohdeproteiinisekvenssin tarkka omaksuminen ovat kehitysprosessin eturintamassa, joka edellyttää kliinisten kokeiden asianmukaista toteuttamista (Lurie et al. 2020). DNA-rokotteiden suurin haaste on saada aikaan suhteellisesti alhaisemmat immuunivasteet ihmisillä ja suurilla eläimillä kuin pienissä eläinjärjestelmissä (Grunwald ja Ulbert 2015; Suschak et al. 2017). On huomattava, että COVID{10}}-rokotteisiin liittyviä haasteita on vielä ratkaistava, kuten suojan kestävyys, tehokkuus tietyissä alaryhmissä, viruksen leviämisen estäminen ja yleinen hyväksyntä (Pushparajah et al. 2021). Viivästynyt antigeenin ilmentyminen itsestään monistuvissa mRNA-rokotteissa saattaa rajoittaa näiden rokotteiden tehokkuutta. Tämä alusta antaa kuitenkin suuremman tuoton ja tarjoaa siten vastaavan suojan huomattavasti pienemmillä annoksilla (Vogel et al. 2018; Strizova ym. 2021).

Viimeaikaiset edistysaskeleet COVID-19 DNA- ja mRNA-rokotteissa

COVID{{0}} vastaisten rokotteiden kehittämisessä lukuisat tutkimukset ovat keskittyneet mRNA-rokotealustoille (Verbeke et al. 2021), jotka ovat johtaneet useiden rokotteiden hyväksymiseen (Vitiello ja Ferrara 2{{ 94}}21), kuten Modernan ja Pfizer/BioNtech-yhtiöiden. Moderna-rokote sisältää koko COVID-19-piikkiglykoproteiinin mRNA:n koodauksen, kun taas Pfizer/BioNtech sisältää RBD-mRNA-sekvenssin (Brüssow 2020). Pfizer/BioNTech- ja Moderna-rokotteiden tehokkuustasot ovat 95 % ja 94,5 % (Rauch ym. 2021; Widge ym. 2021). Moderna-rokotteen säilytyslämpötila on -25 - -15 astetta, kun taas Pfzer-rokotteen -80 - -60 astetta (Meo ym. 2021; Rauch ym. 2021). Moderna-rokotteeseen verrattuna Pfizer/BioNTech-rokotteella on alhaisemmat kustannukset ja sivuvaikutukset (Rauch ym. 2021). Kiinalaiset tutkijat kehittivät toisen mRNA-rokotteen COVID{17}}:a vastaan, ja siinä käytettiin lämpöstabiilia (vähintään viikon 25 asteen lämpötilassa) RBD:tä koodaavaa mRNA:ta (Brüssow 2020). Toisessa tutkimuksessa CureVacia on käytetty täyspitkän S-proteiinin mRNA-alustana COVID-19-rokotteen kehittämiseen, ja kahdessa proliinitähteessä on substituentteja proteiinin stabiilisuuden parantamiseksi (Rauch et al. 2021). Ruklanthi de Alwis et ai. (2021) kehittivät itsetranskriptoivan ja replikoituvan mRNA-rokotteen COVID-19:lle käyttämällä täyspitkää S-proteiinia ja replikonia (de Alwis et al. 2021), jota voidaan käyttää tehokkaana ja turvallisena kerta-annosrokotteena COVIDin torjumiseksi- 19 (de Alwis et al. 2021). Samoin käytettiin itsevahvistunutta RNA:ta, joka koodaa COVID-19 S-proteiinia, joka oli kapseloitu lipidinanohiukkaseen (LNP) ja joka kuvasi korkeat vasta-ainetiitterit ja solujen immuunivasteet (McKay et al. 2020). Jotkut DNA-rokoteehdokkaat, kuten S-, N- ja M-proteiinipohjaiset rokotteet, on kehitetty SARS-CoV:tä varten. Näistä S-proteiinipohjainen DNA-rokote on tehokkaasti indusoinut suojaavan vaikutuksen COVID-19-infektiota vastaan, mahdollisesti johtuen S-proteiinin tärkeästä roolista reseptorin sitoutumisessa (Zhao et al. 2020). INO-4800 on COVID-19-DNA-rokoteehdokas, joka koodaa COVID-19 S-proteiinia (Sarwar ym. 2020; Smith et al. 2020). Prekliiniset tulokset hiirillä ja marsuilla osoittivat humoraalisia ja sellulaarisia immuunivasteita. Vaiheen I kliinisissä tutkimuksissa kaksi annosta INO-4800 injektoitiin ID-reitin kautta, täydennettynä EP:llä CELLECTRA®2000 Inovio Pharmaceuticalin kautta (Diehl ym. 2013; Amante ym. 2015). Täydellinen immuunivaste selitettiin vasta-aine- ja soluvasteiden perusteella 34:llä 36:sta faasin I kliinisen tutkimuksen osallistujasta. Kymmenen raportoitua haittavaikutusta (AE) havaittiin ilman vakavia haittavaikutuksia (SAE) (vaihe). Vaiheen I/II kliininen tutkimus käynnistettiin INO- 4800:n immunogeenisuuden, turvallisuuden ja siedettävyyden arvioimiseksi (Tebas et al. 2019). INO{54}}:lla on samanlaiset säilytysolosuhteet (Smith et al. 2020), mikä toivoo yksinkertaisempaa rokotteiden jakelua. Lisäksi jotkin muut COVID{56}}-DNA-rokotteiden ryhmät ovat käynnistäneet kokeita. Kesäkuussa 2020 GX{58}}:n vaiheen I ja IIa kliininen tutkimus käynnisti rekrytoinnin. Osakan yliopiston (Japani), Takaro Bion ja AnGesin yhteistyönä tuotettu DNA-rokote, AG0301-COVID-19, käynnisti rekrytoinnin vaiheen I ja II kliinisiin kokeisiin heinäkuussa 2020 arvioidakseen sen immunogeenisyys ja turvallisuus (Speiser ja Bachmann 2020). Vaiheen I ja II kliiniset tutkimukset kolmen ZyCoV-D-annoksen immunogeenisyyden ja turvallisuuden arvioimiseksi suoritettiin (Kumar et al. 2021). Tämä oraalinen rokote koodasi piikkiproteiinia plasmidi-DNA:ssa, dynaamisesti monistettuna elävässä Bifidobacterium longumissa, joka on hyvin tunnistettu suoliston probioottibakteeri. Toinen vaiheen I kliininen tutkimus käynnistettiin piikkiproteiinia koodaavan DNA-rokotteen CORVax12:n arvioimiseksi. Elektroporoidun CORVax12:n tehokkuutta tutkittiin yksinään tai yhdessä toisen interleukiini 12:ta (IL-12) koodaavan plasmidin kanssa. Erilaisia ​​COVID-19-mRNA-rokotteita on kehitteillä, ja niillä on paljastettu lupaavia tuloksia (Leitner et al. 1999; Croyle et al. 2001). Monipuolinen lähestymistapa RQ3013-VLP:n kehittämiseen (koodaa S-, E- ja M-proteiineja) oli tehokas in vivo käyttämällä mRNA-cocktailia. Tämä mRNA-rokote integroitiin muuttuneisiin nukleosideihin ja pakattiin sitten LNP:hen ja paljasti kyvyn saada aikaan vahvoja sellulaarisia ja humoraalisia immuunivasteita hiirissä (Le et al. 2020; Lu et al. 2020a). Muokattu arginyyliglysyyliasparagiinihappo (RGD) -domeeni-DNA-rokote kahdessa 60 µg:n annoksessa elektroporaatiolla paransi vaikutuksia BALB/cJ-hiirillä (Guo et al. 2021). DNA-rokotteen IM +suihkuinjektio yhtenä annoksena (0,2 mg) voisi immunisoida syyrialaishamstereita (Brocato et al. 2021). Toinen DNA-rokote, jossa käytettiin S-proteiinia kolmessa annoksessa, suojasi Rhesus-makakeja (Yadav et al. 2021). RBD:n fuusio hepatiitti B -viruksen preS1-aminoterminaaliseen ja IM-injektioon kolmella annoksella (viikot 0, 2 ja 4) C57BL/6-hiirissä aiheutti humoraalisia ja soluisia immuunivasteita (Jeong et al. 2021). Lisäksi S-proteiinin plasmidi-DNA:n ja S1-alayksikön (rekombinanttiproteiini) IM-injektio kolmessa annoksessa viikoilla 0, 2 ja 8 Rhesus-makakeissa stimuloi neutraloivia vasta-aineita (Prompetchara et al. 2021). S-proteiinin IM+EP-injektio kolmessa annoksessa (viikot 0, 2 ja 4) ICR-hiirissä stimuloi humoraalisia ja soluvasteita (Li et al. 2021). Muut DNA-rokotteet kliinisissä tutkimuksissa ovat sisältäneet S-proteiinia vaiheissa I/II kesäkuussa 2022 (NCT04445389, IM-reitti 18–50-vuotiailla aikuisilla), heinäkuussa 2021 (NCT04463472, IM-reitti 20–60-vuotiailla aikuisilla), Syyskuu 2021 (NCT04527081, IM-reitti 20–65-vuotiaille aikuisille) ja vaihe I (NCT04336410, ID-reitti yli 18-vuotiaille), helmikuu 2022 (NCT04334980, suun kautta 18-vuotiaille ja sitä vanhemmille) ja kesäkuussa 2021 NCT04591184, IM-reitti aikuisilla 18–84 vuotta). Lisäksi kliinisissä kokeissa mRNA-rokotteet sisälsivät vaiheen II rokotteet marraskuussa 2021 (NCT04515147, IM, 18–60-vuotiaat), vaiheen II–III joulukuussa 2022 (NCT04368728, IM aikuisilla 18–85-vuotiailla) ja vaiheen I. kesäkuussa 2021 (NCT04566276, IM aikuisilla 18–75 vuotta). COVID-eVax oli RBD-pohjainen rokote, joka sai aikaan riittävät immuunivasteet hiirillä, freteillä ja rotilla 38 päivän jälkeen (Conforti et al. 2022). Kaksi piikki- ja nukleokapsidiproteiineja koodaavaa DNA-rokotetta (X-19 ja GX-19N) arvioitiin vaiheen I kokeissa 19–49-vuotiailla aikuisilla, ja sitoutuvat vasta-aineet havaittiin toisella rokotusannoksella. Näiden rokotteiden turvallisuus ja siedettävyys vahvistettiin, kun GX-19N indusoi korkeampia T-soluja ja vasta-ainevasteita (Ahn et al. 2022). Xcl1-SARS-CoV-2-piikkifuusio-DNA-rokote sai aikaan suuremman määrän vasta-aine- ja T-soluvälitteisiä vasteita verrattuna plasmidin sisältävään piikkigeeniin yksinään in vitro ja in vivo (Qi et al. 2022). Äskettäinen bakulovirus COVID{153}} Delta DNA -rokote voisi suojata 100 % hiiristä COVID-19 vastaan ​​(Jang et al. 2023). SARS-CoV-2 RBD:tä (Lin-COVIDeVax) koodaava lineaarinen DNA (linDNA) kykeni saamaan aikaan vasta-aine- ja T-soluvasteita ja tarjoamaan turvallisuutta, eikä sillä ollut haittavaikutuksia (Conforti et al. 2023). Taulukossa 1 on esitetty kliiniset tutkimukset ja hyväksytyt nukleiinihappopohjaiset rokotteet COVID-virusta vastaan-19. Päivitettyjen tietojen mukaan 229 820 324 henkilöä on saanut COVID{167}}-rokotteen maailmanlaajuisesti, joista Afrikan maista tulleilla on ollut alhaisempi rokotusaste (https://www.usnews.com/news/coronavirus-and -vaccine-news, https://www.bloomberg.com/graph ics/covid-vaccine-tracker-global-distribution/). Näin ollen rokotusaste liittyy eri alueiden/alueiden taloudellisiin oloihin.

COVID-19-rokotteiden mahdolliset turvallisuusongelmat

Jokaisen kehitetyn ennaltaehkäisevän tai profylaktisen rokotteen turvallisuuden seuranta on yksi olennaisista näkökohdista. Myrkyllisten kemikaalien tai soluviljelmän käyttöä ei vaadita mRNA-rokotteen tuotantoprosesseissa, joten se tunnetaan turvallisena alustana. Lyhyt valmistusaika vähentää myös mikro-organismien aiheuttamaa kontaminaatioriskiä (Wang et al. 2020). Yleisimmin raportoituja vaikutuksia ovat päänsärky, väsymys ja muut systeemiset vakavat tapahtumat, kuten kuume, vilunväristykset, lihaskipu, oksentelu, vatsakipu ja harvinaiset ripuliraportit. Kuolemaa ei kuitenkaan ole havaittu mRNA-rokotteen saajilla (Chapin-Bardales et al. 2021; Skowronski ja De Serres 2021). Joitakin systeemisiä sivuvaikutuksia, kuten anafylaksia, raportoidaan yleensä henkilöillä, joilla on aiemmin ollut allergia, ja niitä on arviolta 2,5–11,1 tapausta miljoonaa annosta kohden (Shimabukuro et al. 2021). Voimakas immuunivaste muita nuoremmilla ihmisillä voi johtaa suuriin systeemisiin tapahtumiin, ja toisen rokoteannoksen injektion jälkeen raportoidaan enemmän sivuvaikutuksia kuin ensimmäisellä annoksella (mies 2021; Skowronski ja De Serres 2021). Lisäksi pistoskohdan kipu, punoitus ja turvotus on raportoitu paikallisimmiksi sivuvaikutuksiksi (Anand ja Stahel 2021). Hyväksytyistä mRNA-rokotteista, mukaan lukien Pfizer/BioNTech ja Moderna, saatujen riittävien todisteiden perusteella ei ole osoitettu keskenmenon riskiä raskauden aikana (prosentti =0%) (mies 2021). On huomattava, että DNA-rokotteet ovat riittävän turvallisia, mutta eivät aina immunogeenisiä; siksi riittävä immuunivaste vaatii lisäannoksia. Humoraalinen immuunivaste ei ole ollut johdonmukainen ihmiskokeissa, kun taas soluimmuniteetti näyttää olevan yleisempää. Näin ollen DNA-rokotteiden turvallisuus vanhemmilla ja nuoremmilla populaatioilla on suotuisampi (Ledgerwood ym. 2011; Houser ym. 2018; Carter ym. 2019). Turvallisuusongelmat viittaavat transfektoidun DNA:n mahdolliseen integroitumiseen isännän ituradan ja somaattisiin soluihin. Näissä tapauksissa geeniekspression säätelyhäiriö saattaa ilmetä yhdessä useiden merkittävien mutaatioiden kanssa. Siitä huolimatta vain ekstrakromosomaalisia ja puutteellisia kromosomaalisia integraatioplasmideja käytetään tyypillisesti DNA-rokotteen kehittämisessä. Lisäksi suurin osa plasmideista jää antokohtaan (Schalk et al. 2006). Äskettäinen systemaattinen katsaus ja meta-analyysi osoittivat, että mRNA-rokotteisiin liittyy suurempia haittavaikutuksia verrattuna muihin alustoihin (Kouhpayeh ja Ansari 2022). Äskettäin 34-vuotiaalla naisella havaittiin harvinainen tapaus BNT162b2-mRNA-rokotteeseen liittyvästä myosiittista (Magen et al. 2022). DNA-metylaatio ja vastaavat epigeneettiset muutokset häiritsevät myös DNA- ja mRNA-rokotteiden tehokkuutta (Pang et al. 2022). Huomattavasti useita hyväksyttyjä nukleiinihapporokotteita (ZyCoV-D, DNA-plasmidirokote, jota käytetään intradermaalisesti, Intia), BNT162b2 (mRNA, 2 annosta, Saksa), mRNA- 1273 (Moderna, USA, 2 annosta), ARCoV (WALVAX, Kiina) ja kliiniset tutkimukset, mukaan lukien 302-COVID19 (DNA-plasmidirokote, vaihe II/III lihaksensisäinen, Japani), INO-4800 (DNA-plasmidi, vaihe II/III, intradermaalinen, Kiina), GX{{36 }}N (DNA-rokote, Genexine, vaihe II/III), Covigenix VAX-001 (DNA-rokote, Entos Pharmaceuticals, vaihe I/II, lihakseen), COVID-eVax (DNA-rokote, vaihe I/II, lihakseen , Rooma) ja bacTRL-Spike (DNA-rokote, vaihe I, oraalinen, Symvivo) on kehitetty (Sheridan 2021; Liu ja Ye 2022a). Nämä rokotteet ovat stimuloineet sekä humoraalista että soluimmuniteettia paitsi GX-19N ja AG0302- COVID-19. Joitakin COVID-19-nukleiinihappopohjaisten rokotteiden haittavaikutuksia ovat kipu, lymfadenopatia, eryteema, punoitus, turvotus, pahoinvointi, väsymys, nivelsärky, lihaskipu, kuume, sydän-hengityspysähdys, aivohalvaus, yliherkkyysreaktio, alkoholiperäinen maksasairaus, Bellin halvaus , kohtauksellinen kammion rytmihäiriö ja kuolema (Norquist ym. 2012; McNeil ja DeStefano 2018; Baden ym. 2021; Momin ym. 2021; Liu ja Ye 2022b, 2022a).

Fenyylietanoliglykosidi on Cistanche deserticolan tärkein aktiivinen komponentti

Johtopäätös

Nopea COVID{0}}-pandemia on tehnyt tyydyttämättömän tarpeen kehittää tehokkaita rokotteita taudin ehkäisemiseksi. Vaikka DNA-rokotteiden immunogeenisyys eläimillä on hyväksyttävää, kliininen validointi on perusteltua ihmisillä. RNA-rokotteet voivat tarjota sopivia immunologisia ominaisuuksia ja huomattavia etuja DNA-rokotteisiin verrattuna. RNA:n epästabiiliin luonteeseen liittyviä ongelmia on käsitelty käyttämällä asianmukaisia ​​varastointimenetelmiä ja formulaatioita sen hajoamisen lopettamiseksi. Rokotteiden turvallisuus on myös tärkeä, eikä siitä voida tinkiä tehokkuuden parantamiseksi. On olemassa hyväksyttyjä nukleiinihappopohjaisia ​​rokotteita COVID-19-levityksen hillitsemiseksi. Osallistujien seurantaa on jatkettava. Nukleiinihappopohjaisten COVID{5}}-rokotteiden sivuvaikutuksista on opittava. Lisäksi rokotteiden uudelleenarviointi ja moniarvoisten rokotteiden kehittäminen tai pan-koronavirusstrategiat ovat lupaavia, kun otetaan huomioon uusien huolenaiheisten varianttien ilmaantuminen.

Taulukko 1 Kliiniset tutkimukset ja hyväksytyt COVID-19-rokotteet ja niiden ominaisuudet

Viitteet

Abdelmageed MI et al (2020) Moniepitooppipohjaisen peptidirokotteen suunnittelu ihmisen COVID-taudin E-proteiinia vastaan-19: immunoinformatiikan lähestymistapa. Int J Biomed Clin Anal. https://doi.org/ 10.1155/2020/2683286

Abera G, Berhanu G, Tekewe A (2012) Ribozymes: nukleiinihappoentsyymit mahdollisilla farmaseuttisilla sovelluksilla: katsaus. Pharmacophore 3:164-178

Ahn JY et al (2022) Kahden yhdistelmä-DNA-COVID-19-rokotteen turvallisuus ja immunogeenisyys, jotka sisältävät piikin tai piikkien ja nukleokapsidiproteiinien koodaavat alueet: välianalyysi kahdesta avoimesta, ei-satunnaistetusta, vaiheen 1 tutkimuksesta terveillä aikuisilla. Lancet Microbe 3:e173-e183. https://doi.org/10.1016/ S2666-5247(21)00358-X

Aihara H (1998) Miyazaki J. geenin siirto lihakseen elektroporaatiolla in vivo. Nat Biotechnol 16:867–870. https://doi.org/10. 1038/nbt0998-867

Alberer M et al (2017) mRNA-raivotautirokotteen turvallisuus ja immunogeenisyys terveillä aikuisilla: avoin, ei-satunnaistettu, prospektiivinen, ensimmäinen ihmisellä vaiheen 1 kliininen tutkimus. The Lancet 390:1511–1520.https://doi.org/10.1016/s0140-6736(17)31665-3

Amante DH et al (2015) Ihon transfektiomallit ja ilmentymiskinetiikka elektroporaatiolla tehostetussa plasmidin kuljetuksessa käyttämällä CELLECTRA-3P:tä, kannettavaa seuraavan sukupolven ihon elektroporaatiolaitetta. Human Gene Therapy Methods 26:134–146. https:// doi.org/10.1089/hgtb.2015.020

Anand P, Stahel VP (2021) Covid-19 mRNA-rokotteiden turvallisuus: katsaus. Potilas Saf Surg 15:20. https://doi.org/10.1186/ s13037-021-00291-9

Baden LR et al (2021) mRNA-1273 SARS CoV-2 -rokotteen tehokkuus ja turvallisuus. N Engl J Med 384:403-416. https://doi.org/10. 1056/NEJMoa2035389

Becker PD, Noerder M, Guzmán CA (2008) Geneettinen immunisaatio: bakteerit DNA-rokotteen kuljetusvälineinä. Hum Vaccin 4:189-202.https://doi.org/10.4161/hv.4.3.6314

Borah P et al (2021) Perspectives on RNA-rokote ehdokkaat COVID-tautia varten-19. Edessä Mol Biosci. https://doi.org/10.3389/fmolb. 2021.635245

Brocato RL et al (2021) SARS-CoV-2 DNA-rokotteen suojaava teho villityypin ja immunosuppressoiduissa syyrialaishamstereissa. Npj Rokotteet 6:1–7.https://doi.org/10.1038/s41541-020-00279-z

Brüssow H (2020) Ponnistelut kohti COVID-19-rokotetta. Environ Microbiol 22:4071-4084. https://doi.org/10.1111/1462-2920. 15225

Buchholz UJ et al (2004) Vaikean akuutin hengitystieoireyhtymän koronaviruksen rakenneproteiinien vaikutukset suojaavaan immuniteettiin. Proc Natl Acad Sci 101:9804-9809. https://doi.org/ 10.1073/pnas.0403492101

Campbell JD (2017) CpG-adjuvantin 1018 kehittäminen: tapaustutkimus. Rokote Adjuv. https://doi.org/10.1007/ 978-1-4939-6445-1-2

Carter C et al (2019) Tutkittavan kausiluonteisen influenssahemagglutiniini-DNA-rokotteen ja sen jälkeen ihonsisäisesti tai lihaksensisäisesti annetun trivalenttisen inaktivoidun rokotteen turvallisuus ja immunogeenisyys terveille aikuisille: Avoin satunnaistettu vaiheen 1 kliininen tutkimus. PLoS One 14:e0222178. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0222178

Chapin-Bardales J, Gee J, Myers T (2021) Reaktogeenisyys mRNA-pohjaisten COVID-19-rokotteiden vastaanottamisen jälkeen. JAMA. https://doi. org/10.1001/jama.2021.5374

Chen Y, Cheng L, Lian R, Song Z, Tian J (2021) COVID{1}}-rokotetutkimus keskittyy turvallisuuteen, tehokkuuteen, immunoinformatiikkaan sekä rokotteiden tuotantoon ja toimitukseen: VOSvieweriin perustuva bibliometrinen analyysi. Biosci Trends. https://doi.org/10.5582/bst.2021. 01061

Choi Y, Chang J (2013) Virusvektorit rokotesovelluksiin. Clin Exp Vaccine Res 2:97.https://doi.org/10.7774/cevr.2013.2.2.97

Chowdhury MA, Hossain N, Kashem MA, Shahid MA, Alam A (2020) Immune response in COVID-19: Review. J tartuttaa kansanterveyttä. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2020.07.001

Coban C, Kobiyama K, Jounai N, Tozuka M, Ishii KJ (2013) DNA-rokotteet: yksinkertainen DNA-tunnistin? Hum Vaccin Immunother 9:2216–2221.https://doi.org/10.4161/hv.25893

Conforti A et al (2022) COVID-eVax, SARS-CoV-2 RBD:tä koodaava elektroporoitu DNA-rokoteehdokas, saa aikaan suojaavia vasteita eläinmalleissa. Mol Ther 30:311-326. https://doi. org/10.1016/j.ymthe.2021.09.011

Conforti A, Sanchez E, Salvatori E, Lione L, Compagnone M, Pinto E et al (2023) Lineaarinen DNA-rokoteehdokas, joka koodaa SARS CoV-2 -reseptorin sitoutumisdomeenia, saa aikaan tehokkaan immuunivasteen ja neutraloivia vasta-aineita kotikissoissa. Mol Ther-Metho Clinic Dev 28:238–248. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2022. 12.015

Croyle M, Cheng X, Wilson J (2001) Formulaatioiden kehittäminen, jotka parantavat virusvektorien fyysistä stabiilisuutta geeniterapiassa. Gene Ther 8:1281–1290.https://doi.org/10.1038/sj.gt.3301527

Cu Y et al (2013) Itsemonistuvien mRNA-rokotteiden tehostettu toimittaminen ja tehokkuus elektroporaatiolla in situ. Rokotteet 1:367-383. https://doi.org/10.3390/vaccines1030367