基于免疫信息学的多表位疫苗GVac设计:靶向转化生长因子β2前体蛋白(TGFB2)治疗胶质母细胞瘤

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Methods 4.2

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  胶质母细胞瘤(GBM)作为恶性中枢神经系统肿瘤,缺乏有效治疗手段。本研究通过免疫信息学方法,以转化生长因子β2前体蛋白(TGFB2)为靶点,设计多表位疫苗GVac,结合抗菌肽Batroxicidin(BatxC)佐剂,经分子对接、动力学模拟及免疫模拟验证其潜力。该研究为GBM的临床治疗提供了新型候选疫苗,具有重要转化意义。

  

胶质母细胞瘤(GBM)是中枢神经系统最具侵袭性的恶性肿瘤,患者确诊后中位生存期仅12-15个月。尽管现有治疗手段如手术切除、放疗和替莫唑胺(TMZ)化疗等不断改进,但GBM的肿瘤微环境复杂性、细胞迁移特性及治疗抵抗性导致临床效果有限。世界卫生组织(WHO)将其列为IV级肿瘤,而全球范围内尚未出现能显著延长生存期的突破性疗法。这种严峻现状催生了针对GBM关键分子靶点的创新治疗策略探索。

研究人员聚焦于转化生长因子β2前体蛋白(TGFB2)——一种在GBM发生发展中起关键作用的调控蛋白。通过免疫信息学技术平台,团队设计出名为GVac的多表位疫苗。该疫苗创新性地整合了来自Bothrops atrox毒液的抗菌肽Batroxicidin(BatxC)作为佐剂,利用其先天免疫激活特性增强疫苗效力。研究采用三级验证体系:首先通过ProtParam和PSIPRED等工具完成TGFB2的理化性质与二级结构分析;继而运用NetMHCIIpan等算法筛选高结合力T/B细胞表位;最后经分子对接(AutoDock Vina)和分子动力学模拟(GROMACS)验证疫苗-受体相互作用稳定性。免疫模拟则通过C-ImmSim平台预测疫苗可诱导持续的淋巴细胞增殖与细胞因子分泌。

理化分析揭示TGFB2结构特征
Expasy ProtParam数据显示TGFB2(UniProtKB: P61812)含414个氨基酸,理论等电点(pI)为8.24,存在潜在不稳定性(不稳定性指数>40)。二级结构预测表明其富含β-折叠(42.3%),为表位筛选奠定基础。

多表位疫苗构建与验证
GVac包含6个CTL表位、4个HTL表位和2个线性B细胞表位,通过KK、GPGPG等连接子串联。分子对接显示GVac与Toll样受体4(TLR4)结合能达-12.3 kcal/mol,动力学模拟证实复合物在100 ns内保持稳定(RMSD<2.5 ?)。

免疫模拟预示强效应答
C-ImmSim分析显示疫苗接种后CD8+T细胞峰值达1200个/mm3,IFN-γ分泌量较对照组提升8倍,记忆B细胞比例显著增加,提示长期免疫保护潜力。

讨论部分强调,GVac的创新性体现在三方面:首先,靶向TGFB2突破GBM免疫抑制微环境;其次,BatxC佐剂通过宿主防御肽机制增强先天免疫;最后,全流程in silico设计大幅缩短研发周期。虽然TGFB2的天然不稳定性可能影响表达效率,但研究证实疫苗结构经优化后稳定性显著改善。

该研究为GBM治疗提供了兼具理论创新与转化价值的解决方案。未来需通过动物实验验证GVac的体内效果,并探索其与免疫检查点抑制剂的协同作用。随着精准医学发展,这种基于生物信息学的疫苗设计范式或将成为攻克难治性肿瘤的新利器。

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