《Allergology International》：Transgenic rice-based peptide immunotherapy for Japanese cedar pollinosis: From T-cell epitope discovery to clinical translation
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日本柳杉（Japanese cedar, JC）花粉症影响日本超过3000万人，构成重大公共卫生负担。尽管过敏原免疫疗法（allergen immunotherapy, AIT）是唯一能够改变疾病进程的治疗方法，但其临床应用受到治疗周期长以及IgE介导的不良反
日本柳杉（Japanese cedar, JC）花粉症影响日本超过3000万人，构成重大公共卫生负担。尽管过敏原免疫疗法（allergen immunotherapy, AIT）是唯一能够改变疾病进程的治疗方法，但其临床应用受到治疗周期长以及IgE介导的不良反应（包括过敏性休克）风险的限制。利用短T细胞表位（T-cell epitope）的肽免疫疗法（peptide immunotherapy）已成为一种有前景的策略，可在最大限度地降低这些风险的同时诱导抗原特异性免疫耐受。在日本，从主要JC花粉过敏原Cry j 1和Cry j 2中鉴定出七个显性人类T细胞表位，进而开发出表达杂合肽（7Crp）的转基因水稻，作为可食用口服疫苗。转基因水稻中含有7Crp的蛋白体I（protein body I, PB–I）可作为天然口服药物递送系统（drug delivery system, DDS），保护7Crp免遭胃肠道降解，并促进其递送至肠道相关淋巴组织（gut-associated lymphoid tissue, GALT），在该处诱导免疫耐受。在小规模临床研究中，口服转基因水稻种子可抑制T细胞增殖反应、调节细胞因子产生，并改善用药评分和过敏相关生活质量，且未出现与治疗相关的过敏不良反应。此外，研究人员近期的回顾性随访研究表明，过敏相关生活质量的改善可能在停止治疗后持续存在，支持反复口服7Crp水稻具有疾病修饰潜力的假说。本综述总结了基于转基因水稻的肽免疫疗法治疗JC花粉症的发展历程，从T细胞表位发现到临床前及临床研究，并讨论了其作为安全、可规模化且可能治愈性抗原特异性免疫疗法的未来临床转化前景。
引言
日本柳杉（JC）花粉症是一种季节性过敏性疾病，影响日本超过3000万人，被视为“国民健康问题”，严重损害患者生活质量（QOL）和工作生产力。对症治疗是主要手段，而过敏原特异性免疫疗法（AIT）是唯一能改变疾病自然进程的治疗方式，但需长期治疗并存在IgE介导不良反应的风险。本综述旨在总结基于转基因水稻的肽免疫疗法从T细胞表位发现、临床前研究到临床评估及未来转化的全过程。
过敏原免疫治疗的历史
过敏原免疫疗法（AIT）由Leonard Noon于1911年首次引入，用于花粉症预防。此后，皮下免疫疗法（SCIT）和舌下免疫疗法（SLIT）被确立为能提供持续临床获益的治疗方式。然而，两者均需数年长期治疗，且使用完整过敏原存在包括全身反应和过敏性休克在内的不良反应风险。这些局限性促使下一代过敏原免疫疗法在保持长期疗效的同时改善安全性。
为什么选择肽免疫疗法？
针对猫过敏的临床研究显示，皮下给予源自主要猫过敏原的肽可产生剂量依赖性的鼻部和肺部症状改善，多数受试者耐受良好，但仍有1例出现疑似过敏性休克的全身反应。早期的肽免疫疗法使用较长肽段，可能保留B细胞表位，引发对IgE介导反应和迟发不良事件的担忧。尽管如此，肽免疫疗法因其潜在安全性优势和长期治疗获益，仍被认为是传统过敏原免疫疗法的有前景替代方案。
T细胞表位肽免疫疗法的发展
后续研究开发了由13–17个氨基酸残基组成的短T细胞表位肽，这类肽保留了T细胞反应性，但排除了IgE结合B细胞表位。短于约20个氨基酸残基的肽不能交联肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面FcεRI上的两个过敏原特异性IgE分子，因此不太可能诱导即发型IgE介导的过敏反应，可安全地以较高剂量给药。合成肽免疫疗法因无需天然过敏原提取纯化而受到关注。例如，针对花生过敏的PVX108由源自Ara h 1和Ara h 2的七个短T细胞表位肽组成，不含IgE结合B细胞表位，其I期临床试验显示不诱导即发型IgE反应，与安慰剂相似，II期试验正在进行中。
基于转基因水稻的肽免疫疗法治疗JC花粉症
在日本，为开发安全且可能治愈JC花粉症的治疗方法，研究人员从Cry j 1（353个氨基酸残基，45 kDa）和Cry j 2（388个氨基酸残基，38 kDa）中鉴定出七个被T细胞识别但不含IgE结合B细胞表位的显性人类T细胞表位序列。在此基础上，日本国立农业与食品研究组织（NARO）开发了在种子胚乳蛋白体I（PB–I）中积累串联七个T细胞表位杂合肽（7Crp）的转基因水稻，作为可食用口服疫苗。含有7Crp的PB–I（7Crp PB–I）被设计为口服耐受原，可保护7Crp免遭胃肠道降解，并有效递送至肠道免疫系统，诱导抗原特异性免疫耐受，从而提供持续免疫调节和长期疾病修饰，同时降低IgE介导不良反应风险。
水稻种子作为口服递送平台
肽免疫疗法需要大量序列精确的肽。传统大肠杆菌表达系统难以大规模生产，化学合成成本极高。转基因水稻可通过种植实现7Crp的大规模、低成本生产。7Crp特异性地积累在种子胚乳中难以消化的蛋白储存细胞器PB–I内，PB–I的难消化特性可保护7Crp免受胃酸和消化酶降解，促进其转运至肠道M细胞，进而递送至肠道相关淋巴组织（GALT）以诱导抗原特异性免疫耐受。该平台克服了口服肽在胃肠道中大量降解的主要障碍。水稻种子可在室温稳定储存数年，且水稻作为食物有长期安全食用历史，无需纯化表达肽，适合低成本大规模生产。
口服免疫耐受机制
食物过敏领域的口服免疫疗法（OIT）与转基因水稻肽免疫疗法类似，均靶向肠道免疫系统。OIT除诱导临床脱敏外，还期望通过诱导调节性T细胞（Tregs）产生长期免疫调节作用。然而，近期研究表明相当比例患者在停止OIT后过敏症状复发，且年幼儿童比年长儿童或成人更易获得长期疗效。这可能是因为部分患者仅实现脱敏而未建立持久免疫耐受；长期临床疗效依赖于Treg介导的免疫耐受诱导。由于儿童具有更多免疫学上未成熟T细胞，可能比成人有更强诱导Treg免疫耐受的能力。儿童JC花粉症患病率增加，提示需要包含儿科患者在内的大规模临床试验。
临床前研究
在BALB/c小鼠模型中，用Cry j 1和Cry j 2致敏后鉴定出三个显性鼠T细胞表位，包含这些T细胞决定簇的合成肽（3TD）在体外T细胞增殖试验中诱导了抗原特异性免疫耐受，提供了T细胞表位免疫疗法的概念验证。表达鼠T细胞表位P1（277–290）和P2（246–259）的转基因水稻种子口服给药，显著抑制了过敏原特异性IgE和IgG抗体产生、T细胞增殖反应及Th2细胞因子IL-4、IL-5和IL-13的产生，同时降低了组胺释放并显著改善花粉症小鼠模型的过敏症状。根据7Crp在转基因水稻种子中的积累量，估计人每日需摄入约30–160 g 7Crp水稻种子以实现口服免疫耐受。综合性临床前安全性评价包括Ames试验、染色体畸变试验、微核试验、小鼠13周重复给药毒性研究、食蟹猴26周重复给药毒性研究以及大鼠生殖发育毒性研究，所有研究中转基因水稻与野生型水稻相比均未见治疗相关不良事件。
转基因水稻的临床研究
在一项单盲、随机、安慰剂对照试验中，JC花粉季节期间患者口服80 g 7Crp水稻。研究显示，7Crp水稻组外周血单个核细胞（PBMCs）对7Crp、Cry j 1和Cry j 2的T细胞增殖反应显著低于安慰剂组；IL-13产生显著减少，而IL-10产生在16周后显著增加。治疗期间未观察到Cry j 1或Cry j 2特异性IgE或IgG4抗体水平显著变化。总鼻部症状和用药评分（TNSMS）有改善趋势，但未达统计学显著性，且无治疗相关过敏不良事件。另一项长期研究中，患者连续两个花粉季节每日接受20 g或5 g 7Crp水稻或野生型安慰剂水稻，每个季节给药24周。结果显示无直接归因于7Crp水稻的不良事件，PBMC增殖反应和血清花粉特异性IgE产生呈剂量依赖性抑制趋势。第二个花粉季节中，5 g组用药评分显著降低至安慰剂组约三分之一，20 g组降低约50%（p=0.061），面部量表评分也显著改善。
停止治疗后的长期临床结局
为评估停止给药后疗效的持久性，对参与既往两季临床试验并在后续花粉季节接受随访的患者进行了回顾性随访研究，共纳入11例患者。尽管TNSMS无统计学显著差异，但7Crp水稻组的用药评分仍低于安慰剂组。既往临床试验中观察到的过敏相关生活质量改善在日本过敏性鼻炎QOL标准问卷（JRQLQ）的多个领域和面部量表评分中得以维持，提示7Crp肽免疫疗法可能在停止治疗后仍提供持续临床获益，支持其具有疾病修饰潜力的假说。由于该研究为仅11例的探索性研究，需更大规模前瞻性多中心研究加以证实。
讨论
目前日本已启动由首相领导的国家项目，包括农林水产省、NARO、制药公司代表以及农业和免疫学专家，以推动7Crp水稻的实际应用。传统过敏原免疫疗法在长期治疗结束后可提供持续数年的临床获益；肽免疫疗法也被提出为一种能够诱导持久免疫耐受而非短暂脱敏的疾病修饰方法。到目前为止，7Crp水稻临床研究中无治疗相关过敏不良事件，包括过敏性休克，支持其良好的安全性。然而，由于研究规模较小，现有数据尚不足以证明其作为治疗干预的确定性临床疗效。未来需开展足够把握度的大规模临床试验，可能需要数百名参与者。若7Crp水稻疗效得到证实，它可能成为可由非过敏专科医生处方、甚至可在花粉季节使用的治疗选择，从而大幅改善患者对过敏原免疫疗法的可及性。此外，转基因水稻平台还可能适用于其他花粉过敏和食物过敏，为新型抗原特异性免疫治疗奠定基础。
