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治疗自身免疫性疾病多肽药物的研究进展

2014-01-27汪雪峰董利阳倪鸿昌

中国药理学通报 2014年5期
关键词:狼疮多肽抗原

汪雪峰,董利阳,王 钧,倪鸿昌,苏 川

(1.江苏大学附属人民医院中心实验室,江苏 镇江 212002;2.南京医科大学江苏省现代病原生物学重点实验室,江苏南京 210029)

目前的自身免疫病治疗药物大多是通过干扰固有和获得性免疫反应的非特异性免疫抑制剂,具有很强的毒副反应[1]。因而,靶向于特定的分子途径和细胞,特异地调节免疫系统,重建机体的免疫耐受机制是治疗自身免疫病发展的新趋势。尽管应用特异性抗原诱导免疫耐受治疗自身免疫病,可高度选择性抑制特定抗原的淋巴细胞克隆,而不影响机体正常的免疫功能,克服了传统化学药物的毒副反应,并在一些疾病的动物模型上获得了成功。但完整的抗原或蛋白免疫可能交叉连接IgE,从而活化过敏性个体体内的肥大细胞和嗜碱性粒细胞,引发严重的过敏反应;或活化自身免疫病患者体内的致病性B、T细胞,加剧病情恶化[2]。因而,鉴定具有治疗作用的表位肽(仅是全长抗原的一个小片段),既能起到免疫治疗作用,又可减少不良反应,将是一种新的、很有前景的治疗策略,成为自身免疫病防治研究的热点。在多种自身免疫病的动物模型中,多肽免疫显示出很好的治疗效果[3-4]。本文就治疗自身免疫病多肽药物的研究进展作一综述。

1 抑制自身免疫反应的候选多肽

1.1 自身抗原、抗体来源多肽 来自于自身抗原的多肽可用于治疗自身免疫和炎症性疾病,并在诱导或自发的自身免疫病小鼠模型中显示出较好的治疗效果。胰岛素B链9-23氨基酸的多肽 (B:9-23;SHLVEALYLVCGERG)能保护非肥胖型糖尿病(nonobese diabetic,NOD)小鼠避免糖尿病的发生[5]。NOD小鼠鼻内给予B:9-23多肽治疗,可明显减少自发性胰岛素自身抗体的产生,抑制胰岛炎症的发生,减轻高糖血症,预防糖尿病的发生[6]。来自于人热休克蛋白60(heatshock protein,Hsp60)437-460氨基酸的多肽P277(也称作diaPep277),可抑制NOD小鼠胰岛素依赖的糖尿病的发生,减少 IFN-γ的产生[7]。Hsp60的 diaPep277肽在1型糖尿病患者中分别进行了随机、双盲的I、II期临床实验,结果表明,diaPep277肽是安全的,且能显著地预防成人1型糖尿病患者胰岛β细胞功能的破坏。但与安慰剂组相比,diaPep277肽治疗患者的糖基化血红蛋白水平和每日胰岛素的摄取量无显著性差异。目前正在进行更大样本量的III期临床实验[8]。

除了上述的自身抗原来源多肽外,自身抗体重链可变区(heavy chain variable region,VH)的互补决定区 (complementary determining regions,CDRs)来源多肽,在狼疮小鼠中也显示出很好的治疗效果。如15肽的pCons(FIEWNKLRFRQGLEW),是与多种不同DNA反应的自身抗体VH区共有序列;pCons静脉注射,可通过上调调节性T细胞 (regulatory T cells,Treg)的数量诱导耐受,系统性红斑狼疮 (systemic lupus erythematosus,SLE)-敏感小鼠口服 100μg pCons肽,可明显减少蛋白尿和血清抗双链DNA(anti-dsDNA)的抗体水平,延长小鼠存活时间,增加血清中转化生长因子β(transforming growth factor,TGF-β)的水平,结果表明,口服pCons肽是一种安全、有效的治疗SLE倾向小鼠的方法,为人类SLE的治疗提供了一种新的治疗靶标[9]。

1.2 细胞因子来源多肽 细胞因子来源多肽可中和炎症性细胞因子与其受体的相互作用,抑制自身免疫反应的发生。Bertin-Maghit等[10]报 道,来 自 于 IL-1β的 多 肽 (YCYISTSQAEHKPVFLGC)免疫小鼠,可保护小鼠避免胶原诱导的关节炎的发生。来自于IL-2/IL-23 P40亚单位的9肽结合乙型肝炎病毒核心抗原(hepatitis B core antigen,HBcAg)组成异聚体,治疗大肠炎小鼠,可减少小鼠急、慢性大肠炎的发生,减轻肠道炎症,增加小鼠体重[11]。来自于IL-23p19亚单位的多肽与钥孔血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin,KLH)结合,组成异聚体,治疗关节炎小鼠,可明显减轻小鼠胶原诱导的关节炎发生[12]。细胞因子来源多肽与KLH结合物正在进行类风湿性关节炎、SLE、克罗恩病(Crohn′s disease)及1型糖尿病的临床实验[13]。

1.3 T细胞受体的变异性肽配体(altered peptide ligands,APLs) 一些T细胞受体(T cell receptor,TCR)的变异性肽配体(altered peptide ligands,APLs)可抑制自身免疫反应。APLs来自于自身抗原序列,通过氨基酸替代或骨架修饰,改变TCR作用的残基。APLs结合于MHC分子和TCR作用后,能特异地拮抗或抑制T细胞的活化,削弱T细胞的功能;或改变T细胞极化信号,改变其Th1/Th2表型和细胞因子分泌等。APLs已用于治疗不同的自身免疫病动物模型。其氨基酸羧基端与氨基端(CO-NH2)反向变异的多肽能拮抗蛋白酶的降解,具有较高的稳定性和治疗价值,已成功用于实验性脑脊髓膜炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)、糖尿病和关节炎小鼠的治疗。口服致脑炎的髓磷脂碱基蛋白(myelin basic protein,MBP)87-99氨基酸的反向变型模拟物多肽,能明显减轻小鼠自身免疫性脑脊髓炎的症状,延迟疾病发生[14]。MBP 83-99的APL治疗多发性硬化症 (multiple sclerosis,MS)的II期临床实验表明,APL治疗可使MBP特异的T细胞从Th1向Th2方向分化,但低剂量的APL可减轻大脑损伤,高剂量APL加速MS进展,APL存在安全隐患[15]。免疫调节性的十肽菌素RDP58(delmitide acetate),是一种来自于HLA I类分子的十个氨基酸短肽,其CO-NH2的反向序列多肽口服,可有效减轻溃疡性大肠炎患者的临床症状[16]。而且,RDP58已被成功用于EAE、间质性膀胱炎(interstitial cystitis)小鼠的治疗,它可以通过干扰pre-MAPK MyD88-IRAK4-TRAF6信号,抑制 TNF-α、IFN-γ、IL-12及IL-2致炎性细胞因子的合成[17]。迄今为止,大约有400名患者和志愿者接受了RDP58治疗,证明RDP58是安全的、且耐受性较好。

格拉默的醋酸盐(Glatiramer acetate,GA),也称作Cop-1,一个由谷氨酸(Glu)、赖氨酸(Lys)、酪氨酸(Tyr)和丙氨酸(Ala)组成的随机多肽(GLAT),可与MBP交叉反应,抑制多种动物模型EAE的发生。GA可延缓MS患者的疾病进程,减少疾病复发,而且无免疫抑制性和其它毒性,已在1995年被美国FDA授权,用于成千上万MS患者的治疗[18]。GA也能预防移植物抗宿主病(graft-vs-host disease,GVHD)的移植排斥反应,能有效预防实验葡萄膜视网膜炎和炎症性肠病等其它自身免疫病的发生,但GA对NZB/W的狼疮小鼠无效[19]。

2 多肽药物抑制自身免疫反应的作用机制

2.1 促进活化细胞的凋亡 据报道,U1-70K snRNP(U1-70K)蛋白剪接体的131-151氨基酸识别狼疮患者和狼疮小鼠CD4+T细胞表位。其140位丝氨酸(Ser140)磷酸化的多肽类似物(称作P140)识别MRL/lpr狼疮小鼠CD4+T细胞的作用更强[20]。P140能同时识别小鼠的MHC分子和人HLA分子,是一种泛宿主表位多肽,静脉注射后,能明显延长MRL/lpr小鼠的存活时间,减少小鼠蛋白尿,减轻皮炎、脉管炎症状及血清中抗DNA的抗体水平。并且以颗粒酶B及caspase依赖的凋亡方式减少 αβTCR+/CD3+/CD4-/CD8-/B220+双阴性 T细胞、活化的 T、B细胞的数量[21]。而且,P140结合于细胞表面受体,即组成性地表达伴侣分子HSC70/Hsp73/HSP70-8蛋白。这种伴侣分子高度保守,表达于多种组织,尤其在MRL/lpr小鼠的免疫细胞表面表达丰富。HSC70或作为MHC分子的伴侣分子,或在伴侣分子介导的自噬过程中改变MHC分子提呈的抗原肽至CD4+T细胞,导致MRL/lpr小鼠内源性的自身抗原提呈过程终止,减少T细胞的致敏和反应,最终影响其自身免疫反应过程[22]。

2.2 诱导调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)的产生

具免疫抑制作用的Treg细胞是形成外周免疫耐受的重要方式,在自身免疫病的致病机制中发挥重要的调节作用。研究表明,多种抑制自身免疫反应的多肽,其抑制机制与诱导Treg细胞有关。Sundstedt等[23]报道,MBP氨基端乙酰化的9肽治疗EAE小鼠,可抑制抗原特异性CD4+T细胞的增殖反应,减少IL-2、IL-4、IFN-γ的产生,增加IL-10的产生,增加的IL-10可诱导Treg细胞,介导旁抑制,抑制EAE小鼠的炎症反应。已进入1型糖尿病Ⅲ期临床治疗的P277,以及被FDA批准用于MS治疗的GA,均被证明可通过诱导Treg细胞,抑制自身免疫病理反应[24-25]。来自于自身抗体的pCons多肽,以p38 MAPK依赖的方式诱导Treg细胞,抑制抗DNA抗体 (anti-DNA)的产生,促进Treg细胞对效应T细胞的抑制,从而保护 NZB/W狼疮小鼠避免 SLE的发生[26]。人抗DNA抗体的互补决定区hCDR1肽可通过诱导Treg细胞,抑制小鼠及SLE患者IFN-α的表达,减少疾病的活动状态[27]。

2.3 诱导调节性的Ⅱ型抗原递呈细胞(antigen presenting cells,APCs) 多肽治疗抑制自身免疫的另一个作用机制是影响APCs的功能,改变APCs使其成为非致炎作用的II型调节性APCs。与未治疗的MS患者相比,GA治疗的MS患者其树突状细胞 (dendritic cells,DCs)产生更多的IL-10,分泌更少的TNF-α和IL-12;GA抑制单核细胞的活性,促进抗炎的Ⅱ型单核细胞产生,Ⅱ型单核细胞增加IL-10、TGF-β的分泌,减少IL-12和TNF-α的产生,过继转移这种Ⅱ型单核细胞可保护小鼠避免 EAE的发生[28]。血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)处理的小鼠骨髓来源的树突状细胞 (bonemarrow-derived DC,BMDC)呈耐受表型,低表达CD40、CD80、CD86及 MHCII分子;与未处理的 DCs相比,VIP处理的DCs产生低水平的TNF-α和IL-12,分泌高水平的IL-10,小鼠静脉注射VIP处理的DCs后,可抑制胶原诱导的关节炎及MOG35-55肽诱导的EAE的发生[29]。

3 结语

合成多肽可干预多种自身免疫反应越来越受到广泛关注,成为自身免疫病治疗的潜在药物候选。多肽氨基酸序列中引入假肽键或氨基端羧基端反向修饰等,可增加多肽药物的稳定性,提高其生物活性;多肽治疗可避免全长蛋白免疫原性引起的过敏反应,安全性较好,在自身免疫及慢性炎症性疾病中具有广阔的应用前景,但其作用机制仍未完全阐明。因而,在未来的研究中,需要进一步研究其作用机制及其治疗过程中的毒副反应,提高自身免疫病多肽类药物的安全性及其治疗效应,为自身免疫病抗炎药物的发展提供新的作用靶标。

参考文献:

[1] Zompra A A,Galanis A S,Werbitzky O,et al.Manufacturing peptides asactive pharmaceutical ingredients[J].FutureMed Chem,2009,1(2):361-77.

[2] Larche M,W raith D C.Peptide-based therapeutic vaccines for allergic and autoimmune diseases[J].Nat Med,2005,11(4 Suppl):S69-76

[3] Schall N,Page N,MacriC,etal.Peptide-based approaches to treat lupus and other autoimmune diseases[J].JAutoimmun,2012,39(3):143-53.

[4] 姚金凤,白 露,宋亚芳,等.多肽类药物代谢研究进展[J].

中国药理学通报,2013,29(7):895-9.

[4] Yao JF,Bai L,Song Y F,et al.Studies progress on polypeptide drugmetabolism[J].Chin Pharmacol Bull,2013,29(7):895-9.

[5] Zhang L,Stadinski B D,Michels A,et al.Immunization with an insulin peptide-MHC complex to prevent type 1 diabetes of NOD mice[J].DiabetesMet Res Rev,2011,27(8):784-9.

[6] KobayashiM,Abiru N,Arakawa T,et al.Altered B:9-23 insulin,when administered intranasally with cholera toxin adjuvant,suppresses the expression of insulin autoantibodies and prevents diabetes[J].J Immunol,2007,179(4):2082-8.

[7] Ma Y J,Lu Y,Hou J,etal.Vaccination of non-obese diabeticmice with a fragment of peptide P277 attenuates insulin-dependent diabetesmellitus[J].Int Immunopharmacol,2011,11(9):1298-302.

[8] Tuccinardi D,Fioriti E,Manfrini S,etal.DiaPep277 peptide therapy in the contextof other immune intervention trials in type1 diabetes[J].Expert Opin Biol Ther,2011,11(9):1233-40.

[9] Skaggs B J,Lourenco E V,Hahn B H.Oral administration of different forms of a tolerogenic peptide to define the preparations and doses that delay anti-DNA antibody production and nephritis and prolong survival in SLE-pronemice[J].Lupus,2011,20(9):912-20.

[10]Bertin-Maghit SM,Capini C J,Bessis N,et al.Improvement of collagen-induced arthritis by active immunization against murine IL-1βpeptides designed by molecular modelling[J].Vaccine,2005,23(33):4228-35.

[11]Guan Q,Ma Y,Hillman C L,etal.Targeting IL-12/IL-23 by employing a p40 peptide-based vaccine ameliorated TNBS-induced acute and chronic murine colitis[J].Mol Med,2011,17:646-56.

[12]Ratsimandresy R A,Duvallet E,Assier E,et al.Active immunization against IL-23p19 improves experimental arthritis[J].Vaccine,2011,29(50):9329-36.

[13]Semerano L,Assier E,Delavallee L,et al.Kinoid of human tumor necrosis factor-alpha for rheumatoid arthritis[J].ExpertOpin Biol Ther,2011,11(4):545-50.

[14]Marino M,Ippolito A,Fassina G.Inhibition of experimental autoimmune encephalomyelitis in SJL mice by oral administration of retro-inverso derivative of encephalitogenic epitope p87-99[J].Eur J Immunol,1999,29(8):2560-6.

[15]Bielekova B,Goodwin B,Richert N,et al.Encephalitogenic potential of themyelin basic protein peptide(amino acids 83-99)in multiple sclerosis:results of a phase IIclinical trialwith an altered peptide ligand[J].Nat Med,2000,6(10):1167-75.

[16]Kappos L,ComiG,Panitch H,et al.Induction of a non-encephalitogenic type 2 T helper-cell autoimmune response inmultiple sclerosis after administration of an altered peptide ligand in a placebocontrolled,randomized phase II trial.The Altered Peptide Ligand in Relapsing MSStudy Group[J].Nat Med,2000,6(10):1176-82.

[17]Travis S,Yap L M,Hawkey C,et al.RDP Investigators Study Group.RDA58 is a novel and potentially effective oral therapy for ulcerative colitis[J].Inflamm Bowel Dis,2005,11(8):713-9.

[18]Johnson K P,Due D L.Benefits of glatiramer acetate in the treatment of relapsing-remitting multiple sclerosis[J].Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res,2009,9(3):205-14.

[19]Borel P,Benkhoucha M,Weber M S,et al.Glatiramer aceltate treatment does notmodify the clinical course of(NZB×BXSB)F1 lupusmurinemodel[J].Int Immunol,2008,20(10):1313-9.

[20]Monneaux F,Hoebeke J,Sordet C,et al.Selective modulation of CD4+T cells from lupus patients by a promiscuous,protective peptide analogue[J].J Immunol,2005,175(9):5839-47.

[21]Page N,Gros F,Schall N,et al.HSC70 blockade by the therapeutic peptide P140 affectsautophagic processes and endogenousMHCIIpresentation in murine lupus[J].Ann Rheum Dis,2011,70(5):837-43.

[22]LiW,Yang Q,Mao Z.Chaperone-mediated autophagy:machinery,regulation and biological consequences[J].Cell Mol Life Sci,2011,68(5):749-63.

[23]Sundstedt A,O′Neill E J,Nicolson K S,et al.Role for IL-10 in suppression mediated by peptide-induced regulatory T cellsin vivo[J].J Immunol,2003,170(3):1240-8.

[24]Zznin-Zhorov A,Cahalon L,Tal G,et al.Heat shock protein 60 enhances CD4+CD25+regulatory T cell function via innate TLR2 signaling[J].JClin Invest,2006,116(7):2022-32.

[25]Lalive P H,Neuhaus O,Benkhoucha M,et al.Glatiramer acetate in the treatment ofmultiple sclerosis:emerging concepts regarding itsmechanism of action[J].CNSDrugs,2011,25(5):401-14.

[26]Yu Y,Liu Y,Shi F D,et al.Tolerance inducted by anti-DNA Ig peptide in(NZB×NZW)F1 lupus mice impinges on the ressistance of effector T cells to suppression by regulatory T cells[J].Clin Immunol,2012,142(3):291-5.

[27]Sthoeger Z,Zinger H,Sharabi A,et al.The tolerogenic peptide,hCDR1,down-regulates the expression of interferon-αin murine and human systemic lupus erythematosus[J].PLoSOne,2013,8(3):e60394

[28]Weber M S,Prod′homme T,Youssef S,et al.Type IImonocytes modulate T cell-mediated central nervous system autoimmune disease[J].NatMed,2007,13(8):935-43.

[29]Chorny A,Gonzalez-Rey E,Fernandez-Martin A,et al.Vasoactive intestinal peptide induces regulatory dendritic cellswith therapeutic effects on autoimmune disorders[J].Proc Natl Acad Sci USA,2005,102(38):13562-7.

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