合成环肽纳米佐剂平台:多抗原递送与免疫激活的通用策略

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:npj Vaccines 7

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   研究人员针对当前疫苗佐剂机制不明确、化学异质性高的问题,开发了一种由环状十肽(cyclic decapeptide)和脂氨基酸(lipoamino acid)组成的自组装纳米佐剂平台VC-13。该平台可有效递送链球菌A组(GAS)肽抗原、蛋白抗原(BSA/SARS-CoV-2 RBD)和小分子半抗原(可卡因),通过TLR2/TLR4双通路激活树突细胞,显著提升IgG抗体效价和调理吞噬活性。这项发表于《npj Vaccines》的研究为亚单位疫苗设计提供了化学定义明确、无需外源佐剂的通用递送方案。

  

疫苗研发领域长期面临佐剂机制不明确、化学异质性高的挑战。目前获批用于人体的佐剂仅有铝佐剂(alum)、MF59等少数几种,且存在注射部位损伤、免疫应答类型单一等问题。更棘手的是,肽类抗原和小分子半抗原由于免疫原性弱,往往需要强效但副作用大的弗氏完全佐剂(CFA)配合使用。如何开发化学结构明确、能通用适配不同抗原类型的合成佐剂系统,成为疫苗学的重要命题。

澳大利亚研究团队在《npj Vaccines》发表的研究中,报道了一种基于环状十肽(-AK(alkyne)APGKK(alkyne)APG-)和双十六碳脂肽(KKSS-C16-C16)的自组装纳米佐剂平台VC-13。该系统通过物理混合即可形成<500 nm的球形颗粒,成功应用于GAS肽抗原(J8/NS1/88/30)、GnRH肽、蛋白抗原(BSA/SARS-CoV-2 RBD)和可卡因半抗原的递送,其免疫效果媲美甚至超越CFA佐剂。

研究采用的关键技术包括:1)固相肽合成(SPPS)制备环十肽和脂肽;2)点击化学(click chemistry)进行Cy5.5荧光标记;3)透射电镜(TEM)表征纳米颗粒形态;4)流式细胞术分析DC2.4细胞表面标志物(CD40/CD80/CD86/MHC II);5)TLR2/TLR4激活检测;6)小鼠模型评估免疫原性(IgG亚类ELISA和调理吞噬实验)。

优化佐剂-抗原比例增强体液免疫应答
通过调整环十肽/脂肽与J8抗原的比例(1x-8x),发现8倍佐剂比例的VC-18在单次免疫后即可诱导高滴度IgG(105.5),且IgG2c/IgG1比值<1.5显示Th1/Th2平衡应答。针对GAS临床分离株(ACM-2727/D3840)的调理吞噬活性达70-90%,显著优于CFA对照组。

环脂肽促进淋巴靶向与抗原摄取
Cy5.5标记实验显示,环十肽组分4小时内即可在引流淋巴结蓄积(20%注射剂量),并通过肝胆清除途径延长体内滞留。体外DC2.4细胞实验证实,VC-13的抗原摄取效率是游离抗原的5倍(2.5 μM时饱和),主要依赖TLR2/TLR4介导的内吞作用。

树突细胞成熟与TLR激活机制
流式分析揭示脂肽组分KKSS-C16-C16能强力上调CD40(MFI>3000)、MHC II(MFI>2000)表达,激活强度超过LPS和Pam2CSK4阳性对照。VC-13虽激活程度稍弱,但可延迟DC成熟时间窗,更利于抗原提呈。

广谱免疫原性验证
针对不同GAS抗原(NS1/88/30),C端连接PADRE的构型免疫原性最优,其中88/30抗原(α螺旋75%)诱导的抗体滴度比NS1(无规卷曲)高1个数量级。GnRH疫苗(VC-23)同样显示与CFA相当的避孕效果,突破肽类疫苗需强佐剂的限制。

蛋白抗原与半抗原的应用拓展
BSA疫苗(VC-24)使自身抗体水平提升3倍;低剂量SARS-CoV-2 RBD(12.5 μg)经两次免疫即产生中和抗体。可卡因半抗原疫苗(VC-26)通过三唑键连接PADRE,首次实现合成佐剂对药物成瘾疫苗的增强效果。

该研究阐明环十肽的纳米载体功能与脂肽的TLR激动活性协同作用机制:环状结构维持抗原α螺旋构象(如J8的82%螺旋度),而C16脂链激活TLR2/4信号通路。这种全化学合成的平台规避了传统佐剂的批次差异问题,其模块化设计支持快速适配新发传染病抗原(如SARS-CoV-2)。特别值得注意的是,8倍佐剂比例可减少接种次数,对偏远地区疫苗接种具有重要实践意义。未来研究可进一步探索该平台在mRNA疫苗递送和肿瘤免疫治疗中的应用潜力。

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