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噬菌體展示技術在疫苗開(kāi)發中的應用(yòng)

發表時(shí)間:2023-03-29 訪問次數:277

疫苗被認爲是醫(yī)學上(shàng)最重要的生物制品之一。自(zì)1796年天花(huā)疫苗問世以來(lái),已經研制出了(le)多種疾病的疫苗。然而,一些(xiē)疫苗顯示出成本高(gāo)、免疫應答(dá)低(dī)等局限性。在這(zhè)方面,噬菌體已被建議(yì)作(zuò)爲開(kāi)發更具成本效益的疫苗的一種有吸引力的替代方案。

疫苗的開(kāi)發代表着醫(yī)學領域最偉大(dà)的進步之一,它挽救了(le)大(dà)量的人和(hé)動物的生命。目前,世界各地的幾個研究小(xiǎo)組都緻力于開(kāi)發更有效、更好(hǎo)、更安全、更廉價和(hé)更持久的免疫反應疫苗用(yòng)于醫(yī)療應用(yòng)。目前,不同類型的疫苗,如減毒活疫苗、滅活疫苗、合成疫苗等,已成功地開(kāi)發和(hé)試驗用(yòng)于預防目的。盡管傳統疫苗已取得重大(dà)進展,但(dàn)這(zhè)些(xiē)疫苗的缺陷已被報(bào)道(dào)爲難以培養微生物、低(dī)效力和(hé)與緻病性逆轉或傳播給免疫功能(néng)低(dī)下(xià)患者相關的潛在風(fēng)險。因此,特異性和(hé)無污染抗原的管理(lǐ)已被提出作(zuò)爲一種新的策略,以克服前面提到(dào)的限制。因此,基于重組多肽或蛋白(bái)、合成多肽、樹突狀疫苗和(hé)核酸疫苗的新型疫苗被開(kāi)發出來(lái)。
重組疫苗由于安全性高(gāo),易于生産被廣泛應用(yòng)但(dàn)目前仍然存在一部分通過重組DNA技術生産的疫苗缺乏原始靶點的一些(xiē)免疫原性特征造成在刺激免疫系統失敗,因此,人們開(kāi)發了(le)佐劑分子與疫苗混合以提高(gāo)免疫原性反應。但(dàn)由于疫苗的生産成本增加,它們的使用(yòng)仍然存疑。

噬菌體疫苗被認爲是克服傳統疫苗局限性的有效替代品。噬菌體展示疫苗在于噬菌體表面抗原的表達。這(zhè)種方法利用(yòng)了(le)噬菌體的固有特性,如它們的佐劑能(néng)力、經濟生産和(hé)高(gāo)穩定性等來(lái)提高(gāo)所展示抗原的穩定性和(hé)免疫原性。基于噬菌體的疫苗的發展是可能(néng)的,這(zhè)是由于分子工(gōng)具的增強,允許通過噬菌體展示技術操縱噬菌體基因組,同時(shí)也(yě)得益于微生物學、生理(lǐ)學和(hé)免疫學領域的改進。噬菌體作(zuò)爲疫苗遞送系統的最新發展爲商業增長開(kāi)辟了(le)一個新的領域。到(dào)目前爲止,已開(kāi)發出三種基于噬菌體的疫苗:噬菌體展示疫苗、噬菌體DNA疫苗和(hé)噬菌體-DNA雜(zá)交疫苗。通常,噬菌體展示技術已被用(yòng)于鑒定新的保護性表位、模拟表位和(hé)抗原。在這(zhè)種背景下(xià),噬菌體顆粒代表了(le)一種通用(yòng)的、有效的和(hé)有前途的替代方案,用(yòng)于開(kāi)發更有效的疫苗遞送系統,應該在未來(lái)得到(dào)高(gāo)度開(kāi)發。

Phage-Based疫苗噬菌體疫苗
1988年,de la Cruz等人報(bào)道(dào)了(le)第一個描述使用(yòng)噬菌體顆粒作(zuò)爲免疫原性載體的研究。目前,兩種主要的基于噬菌體的疫苗已被廣泛認可(1)噬菌體展示疫苗和(hé)(2)噬菌體DNA疫苗。這(zhè)兩種策略的結合導緻了(le)第三種策略——混合噬菌體疫苗的發展。下(xià)圖顯示了(le)不同的基于噬菌體的抗原遞送方法。


噬菌體被廣泛應用(yòng)于藥物遞送、噬菌體療法、生物傳感器開(kāi)發以及作(zuò)爲疫苗遞送系統。随着噬菌體展示技術的發展,這(zhè)些(xiē)應用(yòng)越來(lái)越多的運用(yòng)于臨床或科研。到(dào)目前爲止,噬菌體展示疫苗已被用(yòng)于預防或改善多種疾病,包括癌症、病毒、寄生蟲和(hé)真菌感染,以及用(yòng)于免疫避孕和(hé)藥物濫用(yòng)等。針對(duì)藥物濫用(yòng)的疫苗包括使用(yòng)噬菌體顆粒,顯示抗體,可以阻斷不同藥物的作(zuò)用(yòng),如可卡因。

用(yòng)于疫苗傳遞的噬菌體載體及其抗原展示的主要特征;拷貝數是指每個病毒顆粒顯示的抗原數量

噬菌體DNA疫苗
DNA疫苗是直接注射編碼抗原的外(wài)源DNA以誘導宿主免疫。在此方法,使用(yòng)樹突狀細胞作(zuò)爲轉染靶點已被證明(míng)可以增加免疫噬菌體DNA疫苗已被提出作(zuò)爲蛋白(bái)質/肽疫苗失敗時(shí)
的替代方案。
噬菌體DNA疫苗一些(xiē)優點已經被廣泛證實,例如抗原在宿主細胞内正确折疊,不需要下(xià)遊加工(gōng)大(dà)大(dà)降低(dī)了(le)總體制造成本,疫苗無緻病性風(fēng)險,原料獲取更加便捷,儲存更加方便。SARS-CoV-2大(dà)流行期間,基于核酸的新型疫苗已迅速進入臨床試驗,并指出其作(zuò)爲免疫系統刺激劑的前景很(hěn)好(hǎo)。在這(zhè)方面,由于噬菌體顆粒顯示出佐劑特性,它們被提出作(zuò)爲新的和(hé)合适的DNA傳遞載體。

已開(kāi)發的噬菌體DNA疫苗
混合噬菌體疫苗
雜(zá)交噬菌體疫苗是将噬菌體展示疫苗和(hé)噬菌體DNA疫苗結合生産而成。噬菌體疫苗的最新進展集中在通過抗原提呈細胞(APC)改善噬菌體顆粒的相互作(zuò)用(yòng)和(hé)内化,以增加免疫反應。該系統依賴于噬菌體顯示蛋白(bái)或多肽,與抗原提呈細胞或抗原本身具有高(gāo)親和(hé)力,同時(shí)它們在其基因組中攜帶編碼特定抗原的真核表達盒,最終目的是通過結合這(zhè)兩種效應來(lái)增加免疫應答(dá)。據報(bào)道(dào),這(zhè)類疫苗能(néng)夠成功誘導細胞和(hé)體液免疫反應。但(dàn)目前噬菌體使用(yòng)DNA傳遞的機制還完全闡明(míng)。

基于噬菌體的疫苗是一種很(hěn)有前途的疫苗開(kāi)發方法,因爲這(zhè)種方法比标準的疫苗輸送系統具有重要的優勢。進一步的研究需要更好(hǎo)地了(le)解噬菌體疫苗的免疫機制,以便開(kāi)發更特異性的抗原遞送系統。
最後,有研究表明(míng),與在其他(tā)疫苗接種策略中觀察到(dào)的效果相比,以串聯結構表達并與噬菌體的pVIII蛋白(bái)融合的mimotopes可以誘導增強免疫應答(dá)。因此,這(zhè)種方法應該深入研究,以提高(gāo)噬菌體疫苗的療效。

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