靶向肽分子修饰:提高包涵体作为口服疫苗传递载体的免疫效果
2018-01-24JiangXin-peng,XiaShuang,HeXin-miao
重组大肠杆菌表达蛋白形成的包涵体,是一种蛋白质或多肽的颗粒性聚集产物,曾一度被认为没有生物学活性。但其产生量大,纯化简单,结构稳定,易于存放等优点促使人们一直在尝试如何开发利用这种资源。近年来研究证实,利用包涵体作为口服疫苗传递载体,安全有效,但免疫效果有待于进一步提高。
近期发表在《美国实验生物学会联合会会志》(The FASEB Journal)上的一篇文章对如何提高包涵体口服免疫效果进行了探索。作者以产肠毒素大肠杆菌(ETEC)作为研究对象,利用肠道病原菌靶向肽YadA3(小肠结肠炎耶尔森氏菌黏附素关键结合肽)和M细胞靶向肽Co1分子修饰抗原,可以提高包涵体作为口服疫苗的免疫效果,且二者具有协同作用,同时还发现其免疫增强作用是通过激活Th1细胞和树突状细胞而实现的。
作者前期研究证实,口服免疫F4+ETEC菌毛主要结构蛋白FaeG、STa突变体、LTb和STb融合蛋白所形成的包涵体,可刺激小鼠产生特异性IgG和sIgA,并产生细胞免疫应答。本研究中,非靶向组、单靶向组(只携带YadA3或Co1)和双靶向组(同时携带YadA3和Co1)均可刺激小鼠产生特异性sIgA和IgG,抗FaeG、STb、LTB抗体滴度均可随着免疫次数的增加而逐渐升高,且双靶向组产生的抗体滴度显著高于单靶向组和非靶向组(p<0.05)。整个免疫期内,抗体亚类发生转换。攻毒试验结果显示,双靶向组保护率显著高于单靶向组,靶向组保护率又显著高于非靶向组。诱导产生的特异性抗体可以有效中和ST和LT,并减少了毒素刺激的体外培养细胞cAMP和cGMP释放水平。免疫细胞检测结果显示,双靶向肽和单靶向肽都可以介导以Th1细胞免疫为主的免疫反应;单、双靶向组的Th17细胞明显高于非靶向组和对照组。在三次免疫后,靶向组Treg比例降低,说明靶向肽不能产生免疫抑制作用。树突状细胞检测结果显示,与非靶向组相比,靶向组CD11c++DC在免疫过程中逐渐升高,提示靶向肽刺激DC表面分子后分化成熟为CD11b+DC,这将有助于DC获取抗原增强免疫反应。这也表明靶向肽的免疫增强作用是通过肠道M细胞途径实现的。但具体的过程,如抗原摄取之后是如何促进抗原提呈,DC和M细胞在免疫过程的作用还有待于进一步研究。研究结果证实,包涵体免疫策略是可以诱导动物产生黏膜免疫的,这将有助于新型疫苗的研发,同时,也为提高包涵体免疫效果找到了新的线索或途径。
包涵体制备程序简单、成本低廉,安全、稳定,具有纳米材料的特质,作为疫苗抗原传递系统用于口服途径免疫已经得到了充足的证据,有望被发展成为一种新型黏膜免疫疫苗。但目前相关研究还十分有限,从应用程度来讲,仍停留在实验室阶段。如何进一步改善其免疫原性、选择合适的剂型和投递方式、实现放大生产等等,这些问题都有待于进一步的研究解决。相信不久,利用以这类包涵体开发的疫苗必将发挥更加重要的作用。
评述论文来源:Jiang Xin-peng,Xia Shuang,He Xin-miao,et al.Targeting peptide-enhanced antibody and CD11c+dendritic cells to inclusion bodies expressing protective antigen against ETEC in mice[J].FASEB J.2018 Oct 15:fj201800289RRR.DOI:10.1096/fj.201800289RRR.