一种Paris多糖佐剂通过激活外周组织和淋巴结中的抗原呈递细胞来增强疫苗免疫原性

《Carbohydrate Polymers》：A Paris polysaccharide adjuvant enhances vaccine immunogenicity via activating antigen-presenting cells in peripheral tissue and lymph nodes

　　

摘要

安全有效的疫苗佐剂供应有限仍然是现代疫苗学的主要瓶颈，特别是在诱导平衡且强效的细胞免疫和体液免疫方面。本研究调查了从重楼（Paris mairei，PMM，740 kDa）和云南重楼（Paris yunnanensis，PPM，92 kDa）中分离的多糖的佐剂潜力。结构分析证实，这两种多糖主要由 (1 → 4)-连接的 β-D-甘露糖骨架组成，甘露糖残基在 O-2 或 O-3 位部分乙酰化。然而，只有 PMM 能有效激活抗原呈递细胞 (APCs)。与氢氧化铝 (AH) 联用时，PMM 在水痘 - 带状疱疹病毒糖蛋白 E (VZV gE) 模型中增强了 IgG1 和 IgG2a 体液反应，并促进了与 Th1 相关的细胞免疫反应。机制研究表明，AH 作为局部抗原储库发挥作用，而可溶性 PMM 在引流淋巴结中积累以激活 APCs。PMM 诱导的巨噬细胞激活涉及 TLR4 信号传导，伴随 NF-κB/MAPK 激活和 M1 极化。本研究确定了重楼属衍生多糖作为有前景的先天免疫调节剂，并为改进疫苗佐剂设计提供了一种可行的多糖 -AH 联合策略。

引言

疫苗接种仍然是全球公共卫生中控制和消灭传染病最具成本效益的策略之一 (Baidya et al., 2025; Gupta et al., 2024)。疫苗开发领域已从传统的全病原体制剂转向基于纯化重组蛋白或合成肽的亚单位疫苗 (Gupta & Pellett, 2023)。虽然这些现代制剂提供了增强的安全性和精确的抗原靶向，但其固有的低免疫原性需要加入强效佐剂以诱导强效、持久的免疫反应 (Cui et al., 2024; Lavelle & McEntee, 2024)。因此，新型佐剂系统已成为现代疫苗学的中心焦点。

尽管它们至关重要，但只有少数具有足够效力和可接受毒性的佐剂获批用于临床许可疫苗 (Xing et al., 2025)。目前，80% 的人类疫苗依赖铝盐 (Alum) 基佐剂 (Lan et al., 2024; Zhang et al., 2023)。作为递送系统，铝盐主要将抗原捕获在注射部位，使其缓慢释放并被抗原呈递细胞 (APCs) 摄取 (Lan et al., 2024; Lu & Liu, 2022; Zhang et al., 2023)。然而，铝盐的主要局限性是其倾向于诱导强烈的偏向 T 辅助 2 型 (Th2) 的体液反应，而未能引发显著的 Th1 型细胞免疫 (Coffman et al., 2010; Marrack, McKee and Munks, 2009a, Marrack, McKee and Munks, 2009b)。这一特性限制了其在针对需要细胞免疫清除的病原体疫苗的效用，例如水痘 - 带状疱疹病毒 (VZV) (Losa et al., 2024; Pulendran et al., 2021)。潜伏在神经节中的 VZV 再激活，导致带状疱疹，直接与 VZV 特异性细胞免疫下降有关 (Harbecke et al., 2021)。因此，迫切需要开发新型佐剂策略，以克服铝盐的局限性并诱导平衡的 Th1/Th2 免疫反应。

在寻找下一代免疫增强剂的过程中，天然产品已成为生物分子的优选来源 (Pifferi et al., 2021)。几种天然产物衍生的佐剂已获批用于人类或进入临床试验，验证了这种方法的有效性。例如，QS-21 是一种植物皂苷化合物，是许可疫苗佐剂系统的关键成分 (Roman et al., 2024)。在天然产物中，多糖代表了一类在自然界中广泛分布的庞大分子。由于其强效的免疫调节活性和良好的生物安全特征，它们被认为是疫苗佐剂的极具前景的候选者 (Fan et al., 2025; Feng et al., 2025; Li, Zhang, Liu, Feng and Liu, 2025, Li et al., 2025; Liang et al., 2024)。几种多糖，如壳聚糖和菊因，目前正在临床试验中因其独特的免疫调节特性而接受评估 (El-Kamary et al., 2010; Sajkov et al., 2024)。然而，多糖在主流佐剂设计中的利用仍不充分，主要是因为其结构复杂性使得难以定义明确的构效关系。

在本研究中，我们系统地调查了从重楼（P. mairei）和云南重楼（P. yunnanensis）衍生多糖的佐剂潜力。分离并表征了两种结构相似但分子量差异显着的多糖 PMM 和 PPM。我们假设这些多糖可能作为免疫刺激剂激活 APCs 并与氢氧化铝 (AH) 结合以增强抗原免疫原性。为了测试这一点，我们使用卵清白蛋白 (OVA) 和 VZV 糖蛋白 E (gE) 作为模型抗原来评估它们的佐剂性能。PMM 而非 PPM 能有效激活 APCs。与 AH 联用时，PMM 增强了 IgG1 和 IgG2a 体液反应，并促进了与 Th1 相关的细胞免疫反应。机制研究表明，AH 作为局部抗原储库发挥作用，而可溶性 PMM 在引流淋巴结中积累以激活 APCs。PMM 诱导的巨噬细胞激活涉及 TLR4 信号传导，伴随 NF-κB/MAPK 激活和 M1 极化。这些发现确定了重楼属衍生多糖作为功能性免疫调节剂，并建立了一种多糖 -AH 联合策略，为先天免疫配体与传统矿物佐剂的整合提供了见解。

章节片段

材料

P. mairei 和 P. yunnanensis 的根茎购自中国腾冲市，并由中国科学院昆明植物研究所李恒教授鉴定。单糖标准品、脂多糖 (LPS) 和卵清白蛋白 (OVA) 购自 Sigma-Aldrich (美国密苏里州圣路易斯市)。氢氧化铝 (AH) 和 Detoxi-Gel? 内毒素去除凝胶购自 Thermo Fisher Scientific (美国马萨诸塞州沃尔瑟姆市)。来自 Saccharomyces cerevisiae 的甘露聚糖、层栏聚糖，以及

多糖的化学表征

两种多糖 PMM 和 PPM 分别通过水提取、醇沉淀和色谱纯化的方法从 P. mairei 和 P. yunnanensis 的根茎中分离出来 (Fig. S1)。紫外光谱中 260 nm 和 280 nm 处信号缺失证实 PMM 和 PPM 中不含核酸和蛋白质 (Fig. S2)。HPGPC 分析显示 PMM 和 PPM 相对为单峰，其 M_w 值计算约为 740 kDa

讨论

新型疫苗佐剂的开发代表现代疫苗学中的一个关键瓶颈，特别是对于需要强效细胞免疫诱导的候选者 (Facciolà et al., 2022)。尽管铝盐基佐剂主导人类疫苗佐剂数十年，但其固有的 Th2 偏向免疫原性和无法引发显著细胞反应严重限制了其应用，例如针对胞内病原体 (e.g. 水痘 - 带状疱疹病毒) 和

结论

在本工作中，我们从 P. mairei 和 P. yunnanensis 中分离并表征了两种多糖。结构分析显示，两者主要共享 (1 → 4)-连接的 β-D-甘露糖骨架，甘露糖残基在 O-2 或 O-3 位部分乙酰化。然而，只有 PMM 能有效激活 APCs。与 AH 联用时，PMM 增强了 IgG1 和 IgG2a 体液反应，并促进了与 Th1 相关的细胞免疫反应。机制上，这种增强效应是由一个...介导的

CRediT 作者身份贡献声明

王仲娟 (Zhongjuan Wang)： 写作 - 审阅与编辑，写作 - 原稿，可视化，方法论，研究，数据管理。浦德兵 (Debing Pu)： 写作 - 审阅与编辑，方法论，研究，数据管理。顾清辉 (Qinghui Gu)： 写作 - 原稿，方法论，研究，数据管理。罗兰 (Lan Luo)： 方法论，研究。吴根瑞 (Genrui Wu)： 研究。马建成 (Jiancheng Ma)： 研究。杨莲 (Lian Yang)： 研究。李娅 (Ya Li)： 研究。董旭东 (Xudong Dong)： 研究。吴明义 (Mingyi Wu)： 写作 - 审阅与编辑，

伦理声明

本研究按照 ARRIVE (动物研究：体内实验报告) 指南进行。

本研究获中国科学院昆明植物研究所动物伦理委员会批准。

(批准号 KIB202305005)

未引用参考文献

Shang et al., 2026

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

致谢

本工作得到 中国科学院战略优先研究计划 (XDB1230000)、国家自然科学基金 (82560803、92478130、82473811、82304344)、云南疫苗实验室研发计划 (YNVL2025ZY013)、中国科学院昆明植物研究所战略优先研究计划 (KIBXD200402)、昆明医科大学与云南省应用基础研究项目联合基金 (202301AY070001-122) 和 开放研究 的支持。

王仲娟 | 浦德兵 | 顾清辉 | 罗兰 | 吴根瑞 | 马建成 | 杨莲 | 李娅 | 董旭东 | 吴明义

国家植物化学与自然药物重点实验室，中国科学院昆明植物研究所，昆明，650201，中国