重組大腸桿菌表達(dá)蛋白形成的包涵體,是一種蛋白質(zhì)或多肽的顆粒性聚集產(chǎn)物,曾一度被認(rèn)為沒(méi)有生物學(xué)活性。但其產(chǎn)生量大,純化簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,易于存放等優(yōu)點(diǎn)促使人們一直在嘗試如何開(kāi)發(fā)利用這種資源。近年來(lái)研究證實(shí),利用包涵體作為口服疫苗傳遞載體,安全有效,但免疫效果有待于進(jìn)一步提高。
近期發(fā)表在《美國(guó)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)會(huì)志》(The FASEB Journal)上的一篇文章對(duì)如何提高包涵體口服免疫效果進(jìn)行了探索。作者以產(chǎn)腸毒素大腸桿菌(ETEC)作為研究對(duì)象,利用腸道病原菌靶向肽YadA3(小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌黏附素關(guān)鍵結(jié)合肽)和M細(xì)胞靶向肽Co1分子修飾抗原,可以提高包涵體作為口服疫苗的免疫效果,且二者具有協(xié)同作用,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)其免疫增強(qiáng)作用是通過(guò)激活Th1細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)的。
作者前期研究證實(shí),口服免疫F4+ETEC菌毛主要結(jié)構(gòu)蛋白FaeG、STa突變體、LTb和STb融合蛋白所形成的包涵體,可刺激小鼠產(chǎn)生特異性IgG和sIgA,并產(chǎn)生細(xì)胞免疫應(yīng)答。本研究中,非靶向組、單靶向組(只攜帶YadA3或Co1)和雙靶向組(同時(shí)攜帶YadA3和Co1)均可刺激小鼠產(chǎn)生特異性sIgA和IgG,抗FaeG、STb、LTB抗體滴度均可隨著免疫次數(shù)的增加而逐漸升高,且雙靶向組產(chǎn)生的抗體滴度顯著高于單靶向組和非靶向組(p<0.05)。整個(gè)免疫期內(nèi),抗體亞類(lèi)發(fā)生轉(zhuǎn)換。攻毒試驗(yàn)結(jié)果顯示,雙靶向組保護(hù)率顯著高于單靶向組,靶向組保護(hù)率又顯著高于非靶向組。誘導(dǎo)產(chǎn)生的特異性抗體可以有效中和ST和LT,并減少了毒素刺激的體外培養(yǎng)細(xì)胞cAMP和cGMP釋放水平。免疫細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果顯示,雙靶向肽和單靶向肽都可以介導(dǎo)以Th1細(xì)胞免疫為主的免疫反應(yīng);單、雙靶向組的Th17細(xì)胞明顯高于非靶向組和對(duì)照組。在三次免疫后,靶向組Treg比例降低,說(shuō)明靶向肽不能產(chǎn)生免疫抑制作用。樹(shù)突狀細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果顯示,與非靶向組相比,靶向組CD11c++DC在免疫過(guò)程中逐漸升高,提示靶向肽刺激DC表面分子后分化成熟為CD11b+DC,這將有助于DC獲取抗原增強(qiáng)免疫反應(yīng)。這也表明靶向肽的免疫增強(qiáng)作用是通過(guò)腸道M細(xì)胞途徑實(shí)現(xiàn)的。但具體的過(guò)程,如抗原攝取之后是如何促進(jìn)抗原提呈,DC和M細(xì)胞在免疫過(guò)程的作用還有待于進(jìn)一步研究。研究結(jié)果證實(shí),包涵體免疫策略是可以誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生黏膜免疫的,這將有助于新型疫苗的研發(fā),同時(shí),也為提高包涵體免疫效果找到了新的線索或途徑。
包涵體制備程序簡(jiǎn)單、成本低廉,安全、穩(wěn)定,具有納米材料的特質(zhì),作為疫苗抗原傳遞系統(tǒng)用于口服途徑免疫已經(jīng)得到了充足的證據(jù),有望被發(fā)展成為一種新型黏膜免疫疫苗。但目前相關(guān)研究還十分有限,從應(yīng)用程度來(lái)講,仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。如何進(jìn)一步改善其免疫原性、選擇合適的劑型和投遞方式、實(shí)現(xiàn)放大生產(chǎn)等等,這些問(wèn)題都有待于進(jìn)一步的研究解決。相信不久,利用以這類(lèi)包涵體開(kāi)發(fā)的疫苗必將發(fā)揮更加重要的作用。
評(píng)述論文來(lái)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.