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疫苗研发评述:肽疫苗

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:961    评论:0    
  

摘要:
疫苗可分为3大类,即抗病毒相关肽疫苗、抗肿瘤相关肽疫苗、抗细菌及寄生虫感染的肽疫苗,应用广泛。本文就肽疫苗的研发中需要的因素及其可选择的应对措施进行了分析。


引起免疫反应的病原微生物各部分并不都起相同的作用,往往只有部分结构物质起决定作用,称抗原决定簇,类似于抗原决定簇的小肽的疫苗称肽疫苗。合成肽疫苗具有其高度的特异性、低廉的价格以及易于保存和应用等优点,成为了传统疫苗的有效替代品被开发,而肽疫苗的研究也已越来越受到重视。

1 肽疫苗的分类与设计

肽疫苗可分为3大类,即抗病毒相关肽疫苗、抗肿瘤相关肽疫苗、抗细菌及寄生虫感染的肽疫苗。不同类型的肽疫苗设计方法和思路有所不同(见表1)。

1 肽疫苗的设计思路

类型

设计思路

应用举例

抗病毒相关肽疫苗

筛选短肽疫苗,以促进诱导CD8+ 淋巴细胞的产生;或利用多肽表面展示技术以筛选中和疫苗的抗体

诱导呼吸道合胞病毒(RSV)中和抗体的疫苗开发

抗肿瘤相关肽疫苗

利用抗肿瘤T细胞筛查互补DNA表达库或肽片段,或用以识别肽抗原表位,以设计多肽疫苗刺激抗肿瘤的细胞毒淋巴细胞(CTL)和辅助T淋巴细胞(HTL),产生有效的抗癌免疫性

肿瘤抗原肽冲击树突状细胞(DC)诱导特异性杀伤性T细胞(CTL)治疗消化道肿瘤

抗细菌及寄生虫感染的肽疫苗

筛选多肽以诱导MHCII结合的特异免疫反应

血吸虫多抗原肽疫苗、恶性疟疾疫苗的设计

2 肽疫苗研发影响因素分析

肽疫苗与天然蛋白的主要区别在于,缺乏天然的三维结构,因此,肽疫苗的成功研发需要考虑一些特殊的因素,主要包括:(1) 分子小,免疫原性差,因而需要提高免疫原性;(2) 半衰期短,表位选择困难,因而需要、提高亲和力并提高体内稳定性;(3) 克服肿瘤细胞的免疫逃避机制;(4)克服MHC限制性。面对以上的因素分析,可应用多种措施,以针对性地解决这些困难。

2 影响肽疫苗研发的因素

目的

应对措施

举例

改善免疫原性,提高稳定性

添加适当的佐剂,以促进肽疫苗向树突状细胞(DC)传递,同时活化抗原递呈细胞(APC),触发相应的T细胞应答

将肽结合或连接形成微粒子,如明矾沉淀物、微球体、脂质体、免疫刺激复合物或加入到油水乳剂,以避免肽被迅速清除

改善免疫原性

使用树突状细胞(DC)负载肽疫苗,以诱导强的抗癌免疫性

小鼠脾脏的DC负载HPV1 6E7的表位氨基酸49-57肽段

改善免疫原性

修饰空间结构

多抗原性肽(multiple antigen peptide,MAP),将若干条抗原表位相同或不同的单体肽偶联在一起,形成树枝结构

提高与MHC细胞的亲合力

对多肽中氨基酸残基进行置换

黑色素瘤相关抗原gpl00的CTL表位多肽中MHC分子识别位点的氨基酸残基替换

提高稳定性

对多肽片段进行修饰

黑色素瘤抗原MAGE-l的CTL表位多肽不同位点的氨基酸残基修饰

克服肿瘤细胞的免疫逃避机制

复合肽疫苗

两种或多种抗原肽的联合应用

克服MHC限制性

复合肽疫苗

将病毒不同的表位连接,PCR后插入痘病毒载体,制备多聚体短肽

除了上述的分析外,要将肽疫苗付诸于应用,还必须考虑肽疫苗的安全性、临床效果评价和接种方法等问题。就免疫原性的临床评价而言,证明一个疫苗具有致免疫的构造,可用量化的特异T细胞抗原的数目,以及该疫苗的每一个抗原表位所起的作用来评价;就安全性而言,肿瘤相关抗原(TAA) 也在一些正常组织中表达,免疫耐受性、自体免疫和其他毒副作用是必须考虑的因素;就接种方法而言,肽疫苗脂溶性差,一般只能注射给药,但注射给药的便捷性却限制了其广泛应用。

3 肽疫苗应用举例

3.1 抗肿瘤相关肽疫苗

在免疫反应中,抗原须在细胞浆内降解为短肽,最后形成肽-MHC-TCR复合体最终激发CTL反应,此为抗肿瘤肽疫苗提供了理论依据。抗肿瘤肽疫苗主要包括肿瘤特异性抗原肽疫苗、病毒相关肽疫苗和癌基因、抑癌基因突变肽疫苗。肿瘤特异性抗原肽疫苗特异性高,作为肽疫苗是最为理想的选择,目前较明确的为黑色素瘤的MAGE抗原家族肽疫苗。病毒相关肽疫苗多是指利用一些人类肿瘤的发生发展的病毒相关抗原作为机体免疫攻击的靶抗原。

3.2 白血病多肽疫苗

普遍存在的白血病相关抗原(LAA),可作为激发白血病免疫应答潜在的靶抗原。白血病多肽疫苗已从基础实验阶段进入临床研究,其中,BCR-ABL疫苗和HSP70肽复合物疫苗都诱导CML患者出现免疫反应,但其确切疗效仍有待进一步的研究观察。

参考文献

Weijzen S,Meredith SC,Velders MP,et al.Pharmacokinetic differences between a T cell—tolerizing and a T cell-activating peptide. J Immunol,2001,166:7151

Francis JN,Larche M.Peptide-based vaccination: where do we stand?.Curr Opin Allergy Clin Immunol, 2005,5(6):537

 
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