基于诺如病毒P颗粒的Aβ免疫疗法对阿尔茨海默症的治疗效果研究

发布时间：2018-04-06 03:29

本文选题：阿尔茨海默症　切入点：诺如病毒P颗粒　出处：《吉林大学》2017年博士论文

【摘要】：阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease),简称AD,俗称老年痴呆,是一种常见的神经退行性疾病。据统计,全球约有4600万人正遭受该疾病的困扰。由于AD症的病理学特征多样且病因复杂,迄今为止,只有五种药物得到FDA批准,在临床上用于AD症的治疗,其中包括胆碱酯酶抑制剂和美金刚等,但这些药物只能够延缓病情发展,却不能够治愈该疾病。因此,目前这种最为常见的神经退行性疾病尚无法治愈,严重的危害着老年人的身心健康以及生活质量。阿尔茨海默症有三大病理学特征:大脑皮层及海马区的β淀粉样蛋白(Amyloid-β,Aβ)的聚积形成的沉积斑块、磷酸化tau蛋白在脑神经细胞内的异常聚集形成的神经纤维缠结(Neurofibroustackles,NFT)和神经元突触功能的异常以及神经元的丢失。目前,研究者认为Aβ的错误剪切与过度沉积可能是导致神经元损伤及引发认知功能障碍的主要物质,因此,以清除Aβ沉积为目的疫苗是治疗阿尔茨海默症的重要方法。在过去的15年里,很多以Aβ为靶点的主动或者被动的免疫疗法不断涌现出来,很多研究已经进入了临床试验阶段,但非常遗憾的是,目前,没有任何一个针对于Aβ的免疫疗法在三期临床试验中取得成功。第一个进入临床试验的Aβ主动疫苗是AN1792,该疫苗应用全长的Aβ42为表位,并配以QS21为佐剂。AN1792在二期临床试验中因为有6%的受试者发生了非感染性脑膜脑炎而被迫中止。后期研究表明,全长Aβ42的15-42位氨基酸为T细胞表位,接种全长Aβ42会激活体内T细胞免疫反应,从而引发自身免疫性脑膜炎。因此,在后期以Aβ为靶点的主动疫苗的研制过程中,多选用不含有T细胞表位的Aβ1-15以及其截短小肽为表位,以避免引起较强的T细胞免疫反应。除了T细胞免疫反应带来的安全性问题,疫苗的免疫原性较低也是Aβ免疫疗法失败的原因之一。为了避免Aβ42多肽上的T细胞表位,第二代Aβ疫苗选用较短的Aβ为表位,这种设计又很难在体内引起很强的免疫反应。为了解决这个问题,研究者应用了不同的新颖载体以增强疫苗的免疫原性从而提高免疫效果。例如CAD106,该疫苗将Aβ1-6表位偶联到病毒样颗粒Qβ载体上,能够在体内诱导产生高浓度Aβ特异性抗体;而ACC001则以白喉毒素为载体,搭载Aβ1-7表位构建了免疫原性较强的疫苗。但是,目前这些疫苗都还没有在临床试验上得到理想结果,这暗示我们可能需要更适合的载体对疫苗进行研制。诺如病毒P颗粒(NoVs),通常也叫做诺瓦克病毒样颗粒,与急性肠胃炎密切相关。NoV的衣壳蛋白(VP1)包含有两个主要结构域,分别为S区域和P区域。P颗粒(PP)是一种由24个P蛋白结构域组成的亚病毒纳米颗粒,它容易生产并且能够在体外自主装成24聚体形式,具有非常好的免疫原性。对P蛋白的结构分析表明,其表面有三个环状结构适合外源表位的插入,并能够非常好的将外源表位完全展示在P颗粒的表面。Nov P颗粒作为载体已经被应用于轮状病毒、HIV、流感等疫苗的研制,成为一种较好的抗原展示平台。为了研发一种安全有效的AD疫苗,本研究通过基因工程的手段,将不同拷贝数的Aβ1-6表位嵌合表达于Nov P颗粒的环状结构域中,成功构建了五种新型的阿尔茨海默症候选蛋白疫苗。五种重组P颗粒蛋白疫苗都能够有效的刺激小鼠体内产生高浓度的Aβ特异性抗体,并不会引起T细胞免疫反应。因此,通过对候选疫苗的免疫原性与安全性评价,获得了优选疫苗PP-3copy-Aβ1-6-loop123。接下来,我们在不同发病期的APP/PS1双转基因模型鼠中对疫苗的有效性和安全性进行了全面考察。结果显示,PP-3copy-Aβ1-6-loop123能够在各个年龄段AD模型鼠体内诱导产生高浓度的Aβ42特异性抗体,并且不会引起T细胞免疫反应。重要的是,接种PP-3copy-Aβ1-6-loop123疫苗能够显著减少AD模型鼠脑内Aβ斑块沉积,提高AD模型鼠的学习与记忆能力,并且能够减缓海马区功能的损伤。此外,对疫苗作用机理的研究结果显示,免疫能够重建AD模型鼠体内Aβ的稳态平衡,减缓疾病的进程。综上所述,我们成功的制备了一种安全有效的新型阿尔茨海默症候选蛋白疫苗,该疫苗既增强了免疫治疗效果又规避了不良副反应,在未来AD治疗领域有广阔的应用前景。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R749.16

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