新型区域选择性化学酶法合成双唾液酸化TF及其氟代衍生物和其在肿瘤疫苗中的应用研究

Tumor vaccine based on TACAs has the advantages of strong specificity, less adverse reactions, using autologous immune system, providing a new approach to immunotherapy for tumor prevention and displaying great developmental potential. According to the previous research achievements, we have described a novel strategy for regioselective chemoenzymatic synthesis of disialyl TF antigen and fluorinated derivatives. Solving the bottleneck problems of difficult synthesis and low immunogenicity existing in disialyl TF-based antitumor vaccine are our targets. As mimics for “clustered effect” in glycobiology, a novel glycocluster molecular will be constructed by efficiently modular “click chemistry” method. Through linking to carrier protein CRM197, monovalent clustered tumor vaccine with exact structure will be constructed. Finally, structure-activity relationship (SAR) of fluorinated disialyl TF antigen will be revealed through immunological evaluation in vitro and vivo experiments. Several fluorinated disialyl TF antigen producing strong immune response and cross-reaction with natural disialyl TF will be found. The achievements of this project are expected to provide new design ideas and solutions for tumor vaccine. To achieve the ultimate goal will have important value and significance in the prevention and treatment of tumor. This project has the originality and has important scientific significance in the prevention and treatment of tumor.

以TACAs为基础的肿瘤疫苗具有特异性强、不良反应小、利用自身免疫系统发挥疗效等优点，为肿瘤防治提供了极具发展潜力的免疫疗法新途径。基于前期研究成果，本项目中，我们首次将申请人发展的新型区域选择性化学酶法应用于双唾液酸化TF抗原及其氟代衍生物的合成中。重点解决基于天然双唾液酸化TF抗原的肿瘤疫苗存在糖抗原大量获得困难和免疫原性低下的瓶颈问题。同时，模拟糖生物学中的“多元效应”，利用高效模块化的“点击化学”手段构建新型糖簇分子。通过与载体蛋白CRM197连接，完成具有确定结构的单表位簇状肿瘤疫苗的合成。最后通过体外和体内免疫活性评价，发现氟代双唾液酸化TF抗原的免疫活性构效关系，获得若干能产生强烈免疫应答并能与相应的天然糖抗原产生交叉免疫反应的氟代双唾液酸化TF抗原。研究成果将为肿瘤疫苗的研制提供新的设计思路和解决途径。本项目研究具有原创性，在肿瘤防治方面具有重要的科学意义。

以TACAs为基础的肿瘤疫苗具有特异性强、不良反应小、利用自身免疫系统发挥疗效等优点，为肿瘤防治提供了极具发展潜力的免疫疗法新途径。文献报道的氟代 TF 抗原在动物实验中显示出良好地免疫原性，然而唾液酸化 TF 抗原以及氟代唾液酸化 TF 抗原在大量合成上存在困难。本项目中，首先，为了合成唾液酸化TF抗原及其氟代衍生物，我们成功建立了“一釜多酶”合成系统，构建了合成目标分子中糖苷键所需的5种酶类，以81~95%的收率高效的完成了天然唾液酸化 TF抗原以及氟代衍生物合成和累积，同时发现了所用酶类的新的底物适应性，并对抗原中氟原子取代位置及数目进行研究。其次，我们使用发展的唾液酸酶评价系统对唾液酸化TF抗原及其氟代衍生物的稳定性进行了系统研究，筛选出了两个能够抵抗糖苷酶水解的氟代衍生物，为后续免疫学评价提供了基础。再次，本项目中合成的唾液酸化 TF 抗原以及氟代衍生物均有丙基叠氮的连接臂，在完成糖抗原合成后，我们将叠氮基团通过氢化还原反应生产氨基基团，通过方酸二乙酯连接臂，将糖链与载体蛋白共价偶联，完成糖蛋白复合物的合成。本研究首次将新型区域选择性化学酶法应用于目标分子的合成中，重点解决了基于天然唾液酸化TF抗原的肿瘤疫苗存在糖抗原大量获得困难和免疫原性低下的瓶颈问题。同时，设计新型的连接臂与载体蛋白连接，完成具有确定结构的单表位糖复合物的合成。研究成果将为肿瘤疫苗的研制提供新的设计思路和解决途径。本项目研究具有原创性，在肿瘤防治方面具有重要的科学意义。