粉尘螨Der f1抗原混合肽疫苗库的制备、筛选及其免疫效果研究

Cathepsin S (Cat S) is expressed in a variety of bone marrow-derived antigen-presenting cells (APCs). Its function is involved in the degradation of the Ii chain before MHC class II molecules present antigen, and present effectively exogenous antigen peptide to CD4+ T cell recognition by APCs. Researches have shown that this enzyme can significantly enhance and expand T cell epitopes of the antigenic peptide, and avoid polymorphism of MHC class II molecules in the vaccine preparation, which has potential advantages in the preparation of broad-spectrum vaccine for allergen specific immunotherapy (ASIT). The activity of Cat S may be an important factor in asthma attack because its activity was up-regulated by IFN-γ. This research was designed to develop the short peptide library using Der f 1 allergen by Cat S digestion in vitro. Hypoallergenic and high immunogenic peptide library as vaccine is to be screened from short peptide library in vivo and in vitro by mass spectrometry and bioinformatics in combinatin with ASIT in asthmatic murine models for verifying their immunological effects to further determine and elucidate the impact on asthma by decrease of Cat S activity for basis of development of a vaccine with broad-spectrum and high efficacy from dust mite antigens.

组织蛋白酶S（Cathepsin S，Cat S）表达于各种骨髓来源的抗原提呈细胞（APCs），可在MHCⅡ类分子抗原提呈前参与Ii链的降解，以利于APCs将外源抗原肽有效提呈给CD4+ T细胞识别。有研究证实：该酶可显著增强并扩展抗原肽的T细胞表位，有助于避免疫苗制备过程中的MHCⅡ类分子多态性问题，因而在制备广谱变应原特异性免疫治疗（ASIT）疫苗中有潜在优势。Cat S活性可能是影响哮喘发病的重要因素，IFN-γ等可诱导Cat S活性上调表达。本课题拟用Cat S体外酶解粉尘螨Ⅰ类变应原Der f 1，制备短肽库，通过质谱技术及生物信息学技术，结合哮喘小鼠模型C57BL/6的ASIT，体内及体外实验从肽库中筛选出低变应原性、高免疫原性疫苗肽，验证其免疫学效应。以期阐明Cat S活性下降对哮喘的影响，为进一步制备广谱、高效的粉尘螨抗原特异性疫苗奠定基础。

组织蛋白酶S（Cat S）在MHCⅡ分子抗原提呈前参与Ii链的降解，便于APCs提呈外源抗原肽。Cat S可显著增强并拓展抗原肽T细胞表位，因而在制备广谱变应原特异性免疫治疗（ASIT）疫苗中有潜在优势。本研究主要从6部分内容进行：1）优化Cat S体外酶解粉尘螨Ⅰ类变应原Der f1，制备短肽库，以此为疫苗分析了其免疫效果；2）采用改组技术对1类和2类变应原进行改组并探讨其免疫效果；3）借助MHCⅡ抗原提呈通路进行了疫苗设计；4）根据变应原本身具有的T细胞表位和B细胞表位对疫苗的结构进行优化，并分析了由此构建的嵌合疫苗的免疫治疗效果；5）分析并鉴定了粉尘螨3类变应原的T细胞表位和B细胞表位；6）对尘螨其他变应原的免疫原性进行了分析，粉螨生态学调查以及环境粉螨变应原检测等。上述结果表明：1）优化的Cat S酶解体系分解Der f1构建的肽库可显著改善Der f1致敏的哮喘小鼠模型症状；2）改组并筛选后的变应原明显缓解小鼠模型的哮喘症状；3）借助MHCⅡ抗原提呈通路在抗原提呈中的作用而设计的疫苗，可以增强疫苗的免疫治疗效果；4）根据变应原中的T细胞表位及B细胞表位进行嵌合疫苗设计，无论是按照常规免疫治疗还是经MHC抗原提呈通路进行免疫治疗，均获得较好的治疗效果，STAT信号参与了该过程的调节；5）通过生物信息学分析获得了5个Der f3的T细胞表位和8个B细胞表位肽，通过哮喘患者血清确定了5个B细胞表位；6）克隆并表达了Der f5和害嗜鳞螨2类变应原基因Lep d2，二者对过敏性哮喘的免疫治疗均有一定的效果，此外，本研究还对居住环境、中药材以及储藏物中的粉螨进行了生态学调查，发现粉螨是优势螨种之一；另发现空调隔尘网中存在多种尘螨变应原。经本研究，优化变应原的免疫原性、降低其变应原性，借助体内固有的抗原提呈通路进行免疫治疗可有效提高免疫治疗效果，从而为制备广谱、高效的疫苗以及有效治疗过敏性哮喘提供新思路。