树突状细胞靶向的口服疫苗的设计 - 图文

树突状细胞靶向的口服疫苗的设计

【编者案】本文对靶向DC的口服疫苗的摄取机制进行了较为全面的总结，并指出了目前树突状细胞靶向疫苗研究存在的问题以及解决这些问题的可行方案，具有一定借鉴意义。

摘要：大多数病原体是通过肺或肠的粘膜入侵机体的。通过口服疫苗建立肠道的局部免疫，可以有效抵抗肠道病原的入侵。但是，目前大多数口服疫苗在到达肠道时，由于各种消化液等因素的影响会失效。可降解微粒递送系统可以增强包囊抗原的免疫原性,但肠粘膜的免疫细胞对这种抗原投递系统的摄取量却很低。用靶向配体对包囊抗原进行表面修饰，可以增强抗原的靶向作用，从而增加包括树突状细胞在内的免疫细胞对抗原的摄取量。本文重点介绍了Fc受体介导的抗原靶向作用。本文重点介绍了Fc受体介导的抗原靶向作用。另外也介绍了在小鼠和猪体内抗原选择性靶向的DC亚群。

前言：由于外周淋巴结中的效应淋巴细胞的特异性归巢，非口服疫苗不能引起肠道黏膜的病原特异性免疫反应。而且很多时候灭活苗通过口服给药是无效的，虽然减毒活疫苗的效果比较好，但是存在毒性反强的风险，在免疫抑制的个体可能引起发病。新型的蛋白质抗原疫苗具有更高的安全性，但在肠道的吸收受到生理屏障的阻碍，而且蛋白质疫苗必须能够耐受胃酸和各种蛋白酶的降解。生物可降解微粒给药系统为我们解决这一问题提供了方向，将抗原包裹于这种系统

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中，形成包囊复合物，可以有效的避免抗原受到破坏。但是如何增加肠上皮淋巴组织对这种复合物的摄取量又成为了一个新的问题，另外如何保证通过口服给药的抗原成功诱导局部保护性免疫反应而不是免疫耐受，也急需解决。

肠粘膜受到各种有害或无害抗原的连续刺激，如何识别有害抗原和正常的无害抗原，并作出有效的反应是一项复杂的工作。一方面必须建立针对有害抗原的免疫应答,另一方面不能对正常的无害抗原发生反应。已有口服疫苗可以引起肠道和全身免疫耐受的报道。口服疫苗可以诱发肠道的免疫耐受，从而导致肠道对疫苗抗原的低反应性。最近的研究表明，肠相关淋巴组织（GALT）中含有一种DC亚群，这一亚群可能诱导了免疫耐受。

肠黏膜的单层柱状上皮细胞将DC与肠腔隔开。抗原不能直接透过肠上皮细胞, 但树突状细胞具有一种从肠腔捕获抗原的机制，可以摄取抗原。这种机制是颗粒性抗原进入皮下的主要方式。因此研究树突状细胞摄取抗原的机制，对研发口服疫苗非常重要。

上皮细胞靶向的抗原递送系统可以增强抗原的被摄取量和跨上皮运输，而且这种靶向作用大多引起抗原特异性免疫反应，而非免疫抑制。另外结合黏膜免疫佐剂一起使用，可以进一步增加肠上皮对抗原的反应性。本文介绍树突状细胞的抗原摄取机制、树突状细胞在小肠组织中的分布及作用、在动物模型（小鼠和猪）中实现树突状细胞靶向的可能方案。

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1. 肠黏膜上的抗原摄取

正常生理条件下，肠上皮有四种摄取抗原的机制。研究最多的是派尔氏斑中M细胞对抗原的摄取。M细胞的大小，在不同物种之间差别很大。这些M细胞具有一些特殊的结构，有利于对大分子物质的摄取。与肠上皮细胞不同，M细胞没有黏液层，取而代之的是由很多微绒毛组成的微皱着。M细胞的细胞衣很薄，细胞中的酶活性高。M细胞的底缘凹陷，成口袋样，里面含有许多抗原递呈细胞（APC），可以将抗原快速的递呈给其他免疫细胞。已有研究表明，抗原的刺激可以增加M细胞的数量和抗原摄取能力，但这种现象的发生机制仍不清楚，尽管如此，M细胞对抗原的摄取能力仍是有限的，体内还存在其他的抗原摄取机制。

肠黏膜另一种摄取抗原的机制是黏膜固有层的DC在不破坏肠上皮完整性的情况下（不破坏紧密连接蛋白）伸出突起，抓取肠腔中的抗原物质，这种抓取作用对共生菌和病原微生物没有选择性。DC抓取抗原“动作”的产生与肠上皮细胞分泌的一种趋化因子（CX3CL1）有关。在CX3CL1基因缺失的小鼠体内不能形成这种突起。这种小鼠表现出细菌摄取不足，且更容易发生细菌感染。但也有研究表明，缺失CX3CL1基因的小鼠也能形成摄取抗原的树突。但不管怎样，上皮细胞的Toll样受体在树突产生的机制中起着关键作用，因为在MyD88基因缺失的小鼠体内树突的形成减少。在猪体内也发现了这种DC细胞摄取抗原的现象，但在正常的生理条件下非常罕见。

在新生儿肠道内，场上皮细胞具有FcRn受体，可以摄取肠腔中

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的IgG，当IgG与抗原结合形成抗原抗体复合物时，那么抗原也就随着IgG被一同摄取。抗原抗体复合物进入黏膜固有层，由DC识别，DC经过一系列的处理，最后递呈给肠系膜淋巴结中的T细胞。

M细胞被认为是抗原进入场相关淋巴组织的主要门户，但肠上皮细胞摄取抗原的作用也不容忽视，因为肠上皮在数量上占绝对优势，并且也具有转运大分子抗原的能力。在TLR4的介导下，肠上皮细胞可以吞噬并转运细菌。因此，使疫苗对肠上皮细胞具有靶向性或许可以增加肠上皮对疫苗的摄取，从而诱导更有效的早期免疫应答。但是肠上皮细胞对细菌的吞噬现象与诱导免疫应答之间是否存在必然的联系，还有待于进一步研究。

A ：M细胞可以获得抗原并传递给下层的DC；B：DC伸出树突捕获肠腔中的抗原；C：FcR介导的DC靶向作用；D：上皮细胞受到感染以后产生的凋亡小体可以被DC吞噬。

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2. 肠黏膜的DC亚群

在先天性和获得性免疫中，DC都是重要的抗原递呈细胞，起着关键性的作用。正常情况下DC细胞前体在肠黏膜固有层、派尔氏斑及肠系膜淋巴结中发育成幼稚的DCs。DC在肠组织中的分布受趋化因子和局部微环境的调控。在黏膜组织中幼稚型DC分布在易受到病原体入侵的部位，像哨兵一样不断的摄取肠腔中的抗原物质。受到抗原刺激以后，这些DC分化成熟，这一成熟过程包含了MHCⅡ类分子游移到细胞表面、共刺激分子（CD40、CD80、CD86等）的表达、细胞抗原摄取能力的减弱等复杂的变化。受到抗原激活的DC可以正调CCR7的表达，这是DC迁移到肠系膜淋巴结的必要条件。迁移到淋巴结的成熟的DC通过分泌T细胞成熟因子和炎症趋化因子来诱导幼稚的T细胞分化成熟。在没有炎症的情况下，DC吞噬无害的抗原，自身发生不完全成熟,这种不完全成熟的DC诱导T细胞分化为辅助性T细胞（TH3）或调节性T细胞（Treg），当存在IL-10时分化为前者，反之分化为后者。DC的表型受局部肠上皮分泌的前列腺素E2和转化生长因子的影响。在感染条件下，TLR识别病原体以后，诱导T细胞分化成熟，产生TH1、TH2和TH17，对病原体进行清除。DC的作用不单单局限于摄取抗原和诱导淋巴细胞分化。还可以分泌趋化因子促进淋巴细胞归巢到肠黏膜固有层。

2.1 DC亚群在肠道的分布

DC分布广泛，在小肠和大肠的黏膜固有层，派尔氏斑，肠系膜淋巴结都有分布。在小肠的DC主要包括两个亚群,可根据是否表达

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抗原靶向需要关于DC表面受体的更深入的了解。

IgG分子或是表面具有Fc片段的微粒，通过与FcRn作用被细胞吞噬，进而激活FcγR分泌型APC，进而引起免疫应答反应。这具有很多优点，一方面可以减少佐剂的使用和抗原剂量，另一方面可以同时诱导针对多种病原菌的体液免疫和细胞免疫；但是目前，关于FcγR在粘膜免疫中作用的知识非常匮乏，另外对Fc片段与FcγR2b的相互作用也不清楚，这些成为研发此种新型疫苗的主要阻碍。我们可以通过选择合适的IgG亚型或者向Fc结构域中添加突变基因来避免与FcγR2b发生作用。不管怎样这一方案为口服疫苗递送系统的发展提供了一个方向。

编 译 人：人兽共患病防控研究室 刘浩飞 原文题目：Designing oral vaccines targeting intestinal dendritic cells, 2011

原文出处：Adv Drug Deliv Rev，2011 Apr;8(4):467-83.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e9oh.html