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白喉毒素(diphtheria toxin,DT)是β噬菌体将白喉杆菌(Corynebacterium diphtheriae)溶源化后，其tox基因编码表达的外毒素[1]。DT可以灭活真核细胞的肽链延伸因子(Elongation factor,EP)，阻断其细胞蛋白合成，从而导致细胞凋亡[2]。突变的β噬菌体溶原白喉杆菌，可以产生6种DT突变体，只具有部分毒性或不具有毒性 [3]
。CRM197是一种无毒的DT突变体，因其一个碱基G突变为A，使第
52位氨基酸Gly突变为Glu，造成了酶活位点改变，无法与EP结合，导致其丧失了细胞毒性[4]。DT经过甲醛脱毒处理，可以制成白喉类毒素(Diphtheria toxoid,DTd)。DTd可以用作疫苗蛋白载体，然而必须经过较大体积的毒性物质处理过程方能制得，且有可能恢复毒性[5]。CRM197不具有DT的酶活性及毒性，但具有DT的免疫原性，故常作为一种理想的免疫蛋白载体而广泛应用于疫苗开发领域[6]。CRM197在防治肺炎[7]、白喉病[4]、流行性脑膜炎[8]等呼吸道传染病方面发挥着重要作用，尤其引人瞩目的是，因其在动物体内具有良好的免疫原性和安全性,CRM197作为蛋白载体在肿瘤等疾病的药物开发中暂露头角， 对攻克癌症具有深远的意义[4,9]。本文综述了CRM197应用领域的研究现状。 1 CRM197的应用领域
1.1 作为结合疫苗蛋白载体
王春娥等对制备的CRM197分离纯化，将其作为蛋白载体，成功制备了A脑膜炎球菌结合物[10]
，增加了我国结合疫苗的载体类型。赵雪娜等将G17与CRM197交联制备抗癌疫苗，通过体外药效试验证明其抑制肿瘤效果显著[4]。Sticking P等在透皮免疫研究中发现，以CM197作为交联反应物的DT疫苗可以提高小鼠体内功能性抗体水平[11]。Br ö ke M等系统研究了CRM197的生物化学和生物学特性，指出其作为疫苗结合蛋白的重要用途和潜在的临床应用[12]。十多年来，几种广泛使用的抗严重疾病(如B型流感嗜血杆菌、肺炎链球菌等引起的疾病)的常规儿童复合糖疫苗，都利用CRM197作为蛋白载体。
1.2 作为药物透过血脑屏障的载体
血脑屏障会限制药物向脑组织转运，尤其对于亲水性和大分子药物，血脑屏障的存在，一定程度上限制了其药效的发挥。最近研究发现,CRM197能与白喉毒素受体(Diphtheria toxin receptor,DTR)结合，利用受体介导的转运途径而通过血脑屏障。DTR是含有止吠项圈
206个氨基酸的跨膜蛋白，主要存在于神经元、血脑屏障和胶质细胞中[13]。DTR作为药物载体，在脑内没有与其相似的内源性配体，不存在与内源性配体的竞争作用，故不影响中枢神经的正常功能。一些药业公司尝试用PEG包裹蛋白药物，再与CRM197交联，发现既可增加蛋白药物的稳定性，又可增加特异性和转运效率[14]。有报道称,C R M 197可安全有效地转运辣根过氧化物酶(H o r s e r a d i s h peroxidase,HRP,40 kDa)通过血脑屏障[15]。
利用CRM197、DTR内源性受体介导的转运途径，未来可能成为更安全的脑内大分子药物转运的有效途径。而目前CRM197作为药物载体的稳定性、有效性和靶向性尚需进一步研究，以期设计更安全更有效的药物载体。
1.3 抗癌作用
Buzzi S等研究发现CRM197能通过抑制肿瘤细胞的增值和迁移，实现抗癌作用[16]。王丽菲等在研究CRM197和顺铂联合应用对胶质瘤U251细胞的作用及其机制时发现，顺铂可以激活P13K/Akt信号通路，抑制肿瘤细胞凋亡，而CRM197可以抑制该信号通路的激活
[17]平衡木多宽
，该研究为提高胶质瘤对顺铂的敏感性提供了新途径，对提高化疗网络监测系统
双人雨披
效果、脑胶质瘤具有重要意义。Fiorentini G设计并实施了CRM197黑素瘤和实体瘤的临床试验，取得较好的效果[18]。CRM197在动物及人体试验中表现出一定的抗肿瘤活性，这究竟是依赖其较强的炎症性免疫学特性，还是因其能抑制肝素结合表皮生长因子(HB-EGF)，或因其具有的弱毒性，目前尚待论证。S. Rivetti 等通过评估CRM197对人结肠癌细胞的抑制效应和对HB-EGF受体激活的影响，认为CRM197具有抑制人结肠癌细胞的能力，建立了CRM197处理人结肠癌细胞的基因表达谱，并首次研究了CRM197在人结肠癌细胞上的作用位点，揭示了一种罕见的可能性暗示，即内源性表皮生长因子受体表达与癌细胞增殖相关[19]，该研究进一步论证了CRM197的抗癌机制。
尽管DT在动物模型试验及人体试验中表现出抗癌活性，但是其带来的不良反应阻碍了进一步的应用。而DT的突变体CRM197在某些细胞株中表现弱毒性，并继承了DT的免疫特性，使其在抗癌应用方面成为可能。
2 总结与展望
CRM197是一种白喉毒素变异株产生的无毒突变体，常作为一
白喉毒素突变体CRM197的应用研究进展
杨光辉1* 杨善岩2 梁仁龙1 章敏1 林殿海3
(1.安吉县食品药品检验检测中心 浙江湖州 313000;2.中国林业科学研究院松花粉研究开发中心浙江亚林生物科技股份有限公司 浙江杭州 311400;3.浙江优诺金生物工程有限公司 浙江湖州 313000)
摘要:CRM197(cross reacting material 197)是一种无毒的白喉毒素突变体，主要用作疫苗蛋白载体及药物透过血脑屏障的载体，其在抗肿瘤方面也有一定的应用。
金属按键关键词：白喉毒素 结合疫苗 血脑屏障中图分类号:Q815
文献标识码:A胎压监测装置
文章编号:1674-2060(2015)08-0004-02
作者简介：通讯作者:*杨光辉(1986—)，男，山东省枣庄市，硕士研究生，工程师，研究方向：应用微生物。
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