金铁锁皂苷作为新型免疫佐剂先导化合物的发现及其结构优化

Adjuvant plays important role in vaccination. To this day, aluminium-based compounds (aluminium phosphate or hydroxide) remains the predominant human adjuvants. Howerer, aluminiu ajuvant only induces Th2 type immune response, and not Th1 type immune response. Therefore, it is a important research orientation to discover new type ajuvants simultaneously inducing Th1 and Th2 type immune responses. Currently, because of the discovery of saponin adjuvants QS-1 and its strong inducing effect to Th1 and Th2 type immune responses,saponins are becoming a class of important adjuvants. Psammosilene tunicoides, a improtant folk medicine in westsouth of China, is one of major components of famous Chinese traditional medicine "Yunnan Bai Yao". Our preliminary study exhibited that saponins of this plant can simultaneously induce Th1 and Th2 type immune responses, and exhibited lower toxicity than QS-21.Structural modification can further enhance immune adjuvant activity of Psammosilene tunicoides saponins and reduce its toxicity. Therefore, further study, including the isolation of more saponins from the plant, structural modification and SAR study, extensive assay for adjuvant effects, will lead to the discovery of new saponin immune adjuvant lead compounds,and provide potential vaccine ajuvant candidate.

佐剂是疫苗发挥免疫作用不可缺少的组分。现有佐剂主要以铝盐为主，只诱导Th2型免疫应答，不能诱导Th1型细疫应答，不能适应DNA重组疫苗等新型疫苗的需要。因此，寻找新型的、能同时诱导Th1型和Th2型免疫应答的免疫佐剂成为现代疫苗研究的重要方向之一。由于从南美皂树Quillaja saponaria中分离到以QS-21为代表的皂苷类化合物对Th1型和Th2型免疫应答都表现出很强的诱导作用，皂苷类化合物正成为佐剂研究中最有希望的领域之一。我们在前期研究中，首次发现了金铁锁皂苷能够同时诱导产生Th1和Th2型免疫应答，其溶血毒性远低于进入临床研究的QS-21,通过结构修饰可显著增强其免疫佐剂活性，大幅降低溶血毒性。本课题在前期研究的基础上，将深入研究金铁锁皂苷类成分，评价其皂苷类成分的免疫佐剂活性，对活性成分进行结构修饰，研究其构效关系，以获得免疫佐剂活性更强，溶血毒性更低的免疫佐剂先导化合物。

在重大传染病的防治中，疫苗仍是极为重要的手段，而佐剂是疫苗发挥免疫作用不可缺少的组份。现有佐剂主要以铝盐为主，只诱导Th2免疫应答(体液免疫），不能诱导Th1型免疫应答(细胞免疫），不能适应当前DNA重组疫苗等新型疫苗开发的需要。因此寻找新型 的、能同时诱导Th1型和Th2型免疫应答的免疫佐剂成为现代疫苗研究的重要方向之一。.本课题在前期研究发现金铁锁皂苷类成分具有免疫佐剂活性的基础上，深入研究金铁锁的皂苷类成分，评价其皂苷类成分的免疫佐剂活性，对活性成分进行结构修饰，研究其构效关系，以获得免疫佐剂活性更强、溶血毒性更的免疫佐剂先导化合物。.通过本课题的研究，我们对金铁锁的化学物质基础有了完整全面的认识。从金铁锁根中分离鉴定了18个皂苷类化合物及其它包括环肽、麦芽酚苷、咔伯啉生物碱、三萜、甾体等不同类型化合物62个，新发现化学成分43个；从金铁锁茎叶中分离鉴定50个不同类型的化学成分，但没有发现皂苷类化合物。在对皂苷类化合物进行溶血毒性及免疫佐剂活性初步筛选的基础上，以皂苷类化物Cp-1和Cp-6为起始化合物，进行皂苷类化合物的结构修饰，获得了两个皂苷衍生物Cp-2和Cp-3，其溶血毒性分别比阳性对照Quil A降低近15倍和60倍，但免疫佐剂活性与Quil A相当。实验中，Cp-2和Cp-3在10 ug、25ug、50ug剂量下能显著提高OVA免疫小鼠血清中IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b等抗体水平，其诱导体液免疫能力显著高于阳性对照铝胶组；Cp-2 (50ug)和Cp-3 (25 ug)均能显著增强ConA、LPS及OVA诱导的受免小鼠脾细胞增殖反应，能显著增强OVA受免小鼠的细胞免疫能力。受免小鼠血清细胞因子的检测也表明，Cp-2和Cp-3对Th1型和Th2型细胞因子有显著的促进作用，说明Cp-2和Cp-3能同时诱导体液免疫及细胞免疫的产生。小鼠急性毒性实验表明，Cp-2在800 ug、Cp-3在1600 ug 下具有较好的安全性，在800 ug 剂量下，Cp-2和Cp-3对小鼠肝功能损伤也较小。.总的来说，通过本课题的研究，我们获得Cp-2和Cp-3两个具有自主知识产权，免疫佐剂活性较强，溶血毒性较低，在有效剂量范围内安全性较好的先导化合物，值得进一步进行深入研究。