吴选俊教授团队在纳米多糖疫苗领域取得新进展

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近日，国家糖工程技术研究中心吴选俊教授团队的最新研究成果“Developing acid-responsive glyco-nanoplatform based vaccines for enhanced cytotoxic T-lymphocyte responses against cancer and SARS-CoV-2”在化学及材料学科国际著名学术期刊Advanced Functional Materials（一区top期刊，影响因子: 18.808）发表。吴选俊教授为该论文的唯一通讯作者，博士生高亚楠为该论文的第一作者。山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。该研究工作得到密歇根州立大学黄雪飞教授和国家糖工程技术研究中心肖敏教授的指导及支持。
        目前，癌症和病毒感染等致命疾病严重威胁着人类的健康。截止到2020年，在全球范围内共有1930万例新发癌症病例，而根据预测，在2040年这一数字可能会增加到2840万例。此外，截至2021年7月2日，全球共有182319261例由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2）引发的新型冠状病毒肺炎病例，其中死亡病例3954324例。这迫切需要发展有效、安全的新方法来预防癌症和SARS-CoV-2。疫苗是对抗癌症和病毒感染最有效的工具。其作用机制分为B细胞免疫和T细胞免疫。其中，细胞毒性T淋巴细胞（Cytotoxic T-lymphocytes, CTLs）在杀死肿瘤细胞和病毒感染细胞中发挥重要作用。然而，直接注射CTL抗原多肽表位（CTL peptide, CTLp）通常不能诱导足够的CTL反应。因此，需要发展新的策略更加有效地激活CTLs。

AcDEX-(imine)-CTLp-R纳米颗粒平台用于抗癌症和SARS-CoV-2 T细胞免疫治疗的示意图

        近日，吴选俊教授团队研制了一种抗癌症和SARS-CoV-2 CTL免疫治疗的糖纳米疫苗新技术。在这项工作中，首次制备了形貌均一的氧化缩醛葡聚糖纳米颗粒（Ox-AcDEX NPs）。通过席夫碱反应将Ox-AcDEX NPs与CTLp和TLR-7激动剂R837（简称为R）连接，得到AcDEX-(imine)-CTLp-R NPs。该体系适用于传递所有类型的多肽表位。作者首先将该策略应用于抗癌疫苗的研发。将来源于粘蛋白-1（Mucin-1, MUC1）的CTL抗原肽（简称为Mp）、R837与Ox-AcDEX NPs反应，得到AcDEX-(imine)-Mp-R NPs疫苗。结果显示，皮下免疫该疫苗在小鼠体内产生了强大且持久（超过120天）的抗MUC1特异性CTL免疫反应，而且产生的CTLs发挥了有效的抗肿瘤作用。
        此外，作者还将该策略应用于抗SARS-CoV-2疫苗的开发。通过将预测的关键性SARS-CoV-2 CTLp（简称为Sp）、R837（R）与Ox-AcDEX NPs反应生成AcDEX-(imine)-Sp-R NPs。结果显示，该类疫苗诱导出强劲的抗SARS-CoV-2的CTL反应。重要的是，该纳米平台为鉴定SARS-CoV-2保护性的CTL表位提供了一种全新而易操作的实验策略。通过该策略，作者鉴定出四个具有保护性的SARS-CoV-2 CTL表位。其中两个来自SARS-CoV-2的S蛋白，其序列为SIGFQPTNGGYQPY和SIIAYTMSL；一个来自ORF1ab蛋白，其序列为NALAYNTT；还有一个来源于N蛋白，其序列为LALLLLDRL。值得一提的是，未来的一个重要方向是将这四个表位、R837和Ox-AcDEX NPs共同结合得到对抗SARS-CoV-2的多价疫苗。总之，这些发现有效地阐明了Ox-AcDEX NPs在传递肿瘤及病毒相关抗原表位方面具有巨大的潜力。
        吴选俊教授团队主要从事糖化学生物学、糖疫苗及糖材料的研究。至今已在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Funct. Mater.、Biomaterials、Chem. Sci.等本领域顶级、权威刊物发表SCI论文25余篇。获授权专利4项。获福建省科学技术进步奖二等奖、福建医学科技奖二等奖、厦门市科学技术进步奖二等奖。
        上述工作得到了国家自然科学基金（22007058）、山东省自然科学基金（ZR2020QB165）、江苏省自然科学基金（BK20200236）、山东大学微生物技术国家重点实验室开放课题（M2020-02）、山东大学齐鲁青年学者项目、中央引导地方科技发展基金（YDZX20203700002579）、国家过敏与传染病研究所（美国，R01AI146210）和国家癌症研究所（美国，R01 CA225105）的资金支持。
         文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202105059


          文章来源：山东大学