【word】 纳米粒子-DNA疫苗治疗屋尘螨抗原过敏的研究进展

【word】 纳米粒子-DNA疫苗治疗屋尘螨抗原过敏的研究进展 纳米粒子-DNA疫苗治疗屋尘螨抗原过敏的 研究进展 中华哮喘杂志(电子版)2010年12月第4卷第6期ChinJAsthma(FlcctronicEdition),December2010,Vo1.4,No.6?371? 纳米粒子一DNA疫苗治疗屋尘螨抗原过敏的研究进展 崔运勇杨慧 【摘要】在屋尘螨多种变应原中,Derpl和Derp2是研制屋尘螨变应原疫苗主要的特异性抗原,而 Derp2由于较Derpl更稳定和耐降解正逐渐取代后者.传统的过敏原特异性治疗的周期长,易产生不 良反应,患者依从性差,口服DNA疫苗可以消除上述困难,但又难以克服消化道中的各种屏障,利用纳 米粒子包被DNA疫苗可以有效保护DNA疫苗不被降解,因此得到了广泛认可.本文就纳米粒子一DNA 疫苗治疗屋尘螨抗原过敏的研究进展作一综述. 【关键词】屋尘螨;纳米粒子;过敏 变态反应性疾病(过敏性疾病)被wHO认为 是当今世界重要的公共卫生学问题.在众多的过敏 原中,屋尘螨是最主要的变应原(过敏原),普遍存在 于人类居住的环境中,在临床上易引起支气管哮喘 (简称哮喘),过敏性鼻炎,皮炎等变态反应性疾病. 屋尘螨变应原包括3O种以上的各类蛋白或者 糖蛋白,到目前为止已经分离出19类变应原,其中 的大多数已通过DNA重组技术获得了相应的重组 变应原].过敏原特异性治疗(SIT)是目前已知的 惟一能逆转过敏原反应类型,并针对病因治疗过敏 性疾病的方法,但传统SIT存在诸多缺点使其临床 应用受到限制_2].目前纳米粒子DNA疫苗因其多 种优越性,正逐渐被广泛认可. 一 ,技术基础 1.屋尘螨抗原过敏与SIT治疗的机制:变态反 应是以抗原特异性Th2细胞介导及Th2型细胞因 子依赖性IgE产生为特征的疾病.在小鼠体液免疫 中IgG1与IgE的产生通常由Th2细胞介导,而 IgG2a的产生通常由Thl细胞介导,IgG2a抗体可 以抑制IgE抗体的产生].IFN一在小鼠B细胞合 成IgG2a抗体过程中起着关键作用,IFN一7能有效 抑制IL一4诱导的IgE抗体产生.因此,IgG2a抗体 增加和IgE抗体减少能够反映抗原特异性淋巴细胞 分泌细胞因子从以分泌Th2型细胞因子为主转变 为以分泌Thl型细胞因子为主l4].总之,SIT治疗 屋尘螨抗原过敏的机制即是调节Thl/Th2细胞反 应与分泌的平衡. 基金项目:国家自然科学基金面上项目(30760082) 作者单位:518020深圳市慢性病防治中心 通信作者:杨慧 . 综述. 2.屋尘螨过敏原:多项研究均证明尘螨是分布 极广而又十分强烈的过敏原,主要分为屋尘螨和粉 尘螨.哮喘发生与室内过敏原暴露密切相关,其中 屋尘螨变应原是诱导哮喘与其他变态反应疾病最重 要的变应原之一[5_6_.在已知的约3o种变应原成分 中,Derl和Der2过敏原为最主要成分],且对 Derpl,Derp2过敏的患者也最多,研究已证实,哮 喘和过敏性鼻炎患者血清中Derp2抗原特异性 IgE抗体阳性率为70,90,而且Derp2含量与 Derpl一样高,且比Derpl更稳定及耐降解,因此 近年多以Derp2变应原作为屋尘螨过敏主要研究 对象. 二,纳米粒子的优越性 纳米粒子是目前常用的一种高分子疫苗载体, 直径在1O,1000nm,与人体有高亲合力,可生物 降解,其具有比表面积大,表面反应活性高,表面活 性中心多,黏附能力强等优异特性.它对被载物的 保护作用与缓释作用使其在给药途径的应用中前景 很好,尤其是消化道给药.其人工合成原料包括聚 乳酸(polylacticacids,PLA),聚乳酸一羟基乙酸 (polylactic—CO—glycolicacids,PLGA),聚,一己内酯 等].PLGA和PLA具有高生物亲和性与高代谢 率等特性,其中PLGA是一种常见的合成原料,它 由乳酸和羟基乙酸两种单体随机聚合而成,具有良 好的生物相容性,无毒,良好的成囊和成膜等性能; 不同比例的单体可以制备出不同类型的PLGA,并 具有不同的熔解温度和降解速度;PLGA的降解产 物是乳酸和羟基乙酸,同时也是人体代谢途径的副 产物,所以它应用在医药和生物材料中无不良反应. 总之,PLGA是一种安全的生物可降解材料,具有缓 释性和粒径小等特点,有利于抗原呈递至免疫系统, ?372?中华哮喘杂志(电子版)20lO年12月第4卷第6期 ChinJAsthma(ElectronicEdition)一 ,一 Dece— mber2010,— Vo1.4,N0~6~ 可促进变应原直接被抗原呈递细胞吸收. 近年来,天然的聚合物也逐渐出现,其中从甲壳 类动物,如虾壳或蟹壳中提取出来的可降解黏附性 多糖即壳聚糖,由于其良好的渗透性及黏附性而被 广泛使用. 三,口服纳米粒子介导药物进入肠上皮细胞 抗原编码基因的机体导人方式分为肠外途径和 肠内途径.早期的研究报道显示将质粒DNA直接 导入小鼠肌肉细胞可以引起蛋白质表达,因此肠外 途径(肌肉注射或皮内注射)导人屋尘螨抗原编码基 因的免疫治疗方法在动物实验中被广泛应用.口服 途径虽存在简单,无创,患者配合,低成本以及能避 免针头注射带来的风险等显着优势,但胃中的酸性 环境,消化道中的各种消化酶以及基因和基因载体 不易渗透肠上皮细胞等不利因素可导致口服法中 DNA疫苗容易失活.随着纳米粒子的出现及人们 其研究的不断深入,发现纳米粒子DNA能够克服 胃酸和消化酶的侵袭,并缓慢释放其中的药物,因此 利用纳米粒子包被DNA疫苗进行口服免疫治疗成 为可能. 有研究显示壳聚糖能够介导大分子物质通过肠 上皮细胞层『】.还有研究显示壳聚糖成功地介导 一 段基因(编码氯酶素乙酰转移酶)通过口服的方式 通过肠上皮,派氏淋巴结和肠系膜淋巴结. Chew等[1发现给小鼠喂食壳聚糖一Derpl(编码屋 尘螨变应原Derpl的基因)可成功地诱导Thl型免 疫反应.Roy等[】论证了口服壳聚糖DNA合成纳 米粒子在花生过敏症小鼠模型中的免疫保护作用. 还有报道称通过口服就能将DNA疫苗导入鱼的体 内[1.以上说明壳聚糖在介导DNA疫苗自消化道 人体是有效可行的. 纳米粒子介导药物通过肠上皮细胞的方式有胞 间途径和胞内途径两种.表面活性剂虽然可以增加 药物的胞问吸收率,但是会破坏胃肠道环境n.有 研究认为水溶性聚合物如壳聚糖,淀粉,聚丙烯酸类 是通过其表面阳离子与肠黏膜细胞表面的阴离子结 合,或通过络合胞间连接中的Ca.以扩大胞问途 径Dsq7;也有认为其扩大胞问途径是因为其对卜肌 动蛋白和紧密连接的蛋白胞质紧密连接蛋白1的解 聚作用口.总之纳米粒子扩大胞间途径的机制尚 不完全清楚,但与传统药物扩大胞间间隙所带来的 不可逆性影响不同.胞内途径是肠上皮细胞通过胞 吞将微粒从肠上皮细胞黏膜层转移入基底层,有两 种细胞参与这种途径:肠上皮细胞和派氏淋巴结M 细胞.研究证明粒子越大,胞吞效果越好,直径介于 5o,100nm的吞噬率最高,而大于lITI的则被派 氏淋巴结吸收l_l. 四,纳米粒子DNA治疗屋尘螨Derp2过敏 口服法不仅能诱导局部黏膜反应,而且可以射 起全身性的系统反应,达到对过敏原的免疫耐受. 关于载体能否将DNA完全包封的问题,有研究[2o] 将纳米粒子与裸DNA的琼脂糖凝胶电泳结果进行 对比,证明了载体对DNA的包封率为100..纳米 粒子能够介导DNA被宿主细胞特异性摄取,提高 转染效率,尽管在啮齿类动物和兔的实验中已多次 发现M细胞对纳米粒子的特异性摄取作用,但仍不 能确定人体中这种作用是否存在.有研究L2叩将壳 聚糖颗粒一Derp2给小鼠口服,并与喂食裸质粒 Derp2,PBS和壳聚糖颗粒的小鼠对比,喂食壳聚 糖一Derp2的小鼠胃肠道上皮较其他组表现出更高 水平的应答性基因表达,同时血清中IgG2a抗体大 量增加,IgE受到抑制,而其余对照组中IgG2a抗体 与IgE同时大量增加;喂食壳聚糖一Derp2的小鼠血 清中IL一4远低于其余对照组,而IFN-y远高于对照 组.这些结果说明了纳米粒子一DNA用于治疗屋尘 螨Derp2过敏是有效可行的. 五,结束语 纳米粒子一DNA作为治疗屋尘螨抗原过敏的新 技术途径,近年来随着制备纳米粒子的化学材料的 发展,该方法已得到很大的发展,在实验动物体内的 疗效十分明显和稳定.目前多数研究是致力于口服 法的规范化和提高肠黏膜的药物吸收率,但是仍有 两个重要问题需要解决:?我们不知道究竟有多少 药物可以进入血液并发挥治疗作用;?在实验动物 身上获得的实验结果能否预测人体实验?因此运用 纳米粒子技术包埋DNA疫苗治疗屋尘螨抗原过敏 还有待于进一步的研究发展. 参考文献 r1]ThomasWR,SmithWA,HalesBJeta1.Characterizationand immunohiologyofhousedustmiteallergens.IntArchAilergy , Immunol,2002,129:1.18. 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