修饰性肽配体的作用机制、应用及筛选进展
摘要：
修饰性肽配体是在抗原表位的基础上对表位进行氨基酸改造形成的具有免疫调节活性的短肽，已经在治 疗自身免疫疾病、恶性肿瘤和病毒感染等疾病方面显示出良好的应用前景。一方面，修饰性肽配体可通过影响天然 抗原表位、主要组织相容性复合体和T细胞受体形成的三分子结构发挥特异性免疫调节作用；另一方面，修饰性肽 配体还可通过改变抗原呈递细胞内信号、旁路抑制和激发异源性免疫反应等机制发挥作用。结合使用噬菌体 展示技术对肽库进行筛选，可获得大量高特异性和高亲和力修饰性肽配体。修饰性肽配体作为潜在抗原特异 物的重要来源正在受到广泛关注。 特异性抑制针对自身抗原和变应原的反应性淋 巴细胞功能是防治自身免疫病和变态反应性疾病的 理想方法和最终解决途径，其中性肽疫苗最具 发展前景。性肽疫苗可通过自身抗原T辅助 细胞(T helper Cell,Th)表位代替完整抗原诱导免疫 耐受。在自身抗原表位的基础上，进一步对表位进行氨基酸改造则形成修饰性肽配体(altered peptide ligand,APL)。APL通过与自身抗原天然表位竞争 性结合抗原呈递细胞(antigen presenting cell,APC) 上的主要
组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)或T细胞受体(T cell receptor, TCR),发挥特异性免疫调节作用。这种肽疫苗本 身不具有免疫原性，因此与直接应用表位肽诱导耐 受相比更为安全。
APL还可针对肿瘤或病毒免疫显性表位进行修 饰，增加免疫原性，以用于肿瘤和病毒感染性疾病的免疫预防和。本文综述了APL的作用机制、治 疗学应用以及结合噬菌体展示技术进行APL筛选 相关进展。
1 APL 的概念
从广义上讲，APL是指任何受体配基发生一个 或多个氨基酸修饰并导致受体信号功能性改变的肽 段。即使只有一个氨基酸发生变化，也会引起给定 肽段所诱导受体信号和细胞功能发生明显改变，这 种现象为使用APL特异性调节受体功能开启了大 门[1]。
2 APL的作用和机制财会通讯
2.1 APL对TCR信号的影响
T淋巴细胞能选择性针对病原体产生反应和免 疫记忆，此选择性是基于MHC分子、抗原肽表位 和TCR的特异性结合。如果把MHC和TCR与肽 的相互作用表面看作具有不同大小和电荷的口袋， 那么肽的氨基酸侧链就是填充口袋的最佳配体。通 过内氨酸替代、定向诱变以及肽库技术研究给定肽 段个体氨基酸的功能，表明并非所有氨基酸对受体 功能都具有相同的重要性。采用丙氨酸替代和组合 肽库预测TCR结合显示单一TCR能够识别成干个 不同肽段。假定每一对MHC-TCR组合有一个最佳 配体，那么其他肽段对MHC和TCR的亲和力则较 低。根据激活或抑制T细胞反应的不同参数，TCR 配体可以被分为激动剂、超激动剂、部分激动剂和 拮抗剂。激动剂包括完全激动剂和弱激动剂。完全 激动剂具有高度免疫原性，可诱导给定T细胞所有 功能(包括细胞增生、细胞溶解、细胞因子和趋化 因子释放、表面受体表达上调);弱激动剂也能诱 导完全T细胞活化但反应幅度较弱，且只有在较高 浓度时，才显示出明显作用。超激动剂能够诱导比 最初免疫原性表位更高幅度的T细胞反应[2]。部 分激动剂选择性诱导某些T细胞功能，但不能诱导 细胞增牛。拮抗剂通常不诱导任何特异性功能，但 在与激动剂同时存在时，拮抗剂能与TCR结合，抑 制激动剂的正常刺激功能。
wifi怎么读因为大多数TCR属于退化的配基识别，可以和 成千的不同肽段结合，所以针对TCR的APL
设计非 常复杂。TCR信号的有效活化不仅与识别的肽段 有关，而目与T细胞相互作用的大量辅助因子有 关。因此TCR对不同肽段的识别以及对T细胞功 能的调节，还有赖于T细胞的活化和分化状态。另 外，T细胞的终末分化情况由未活化T细胞与特殊 抗原第一次相遇和随后的再刺激决定；T细胞的等级性活化由最初条件决定。这些最初条件包括抗原 类型、抗原剂量、免疫途径和频率、佐剂类型、固有免 疫激活程度、宿主的遗传、营养和生理条件等。多种 最初条件之间可发生相互作用，决定已接触抗原T 细胞产生细胞因子的能力，调节不同表面粘附分子 或趋化因子受体表达，因此，最初条件通常促进T 细胞表型移动，而APL却诱导与天然表位肽完全相 反的T细胞表型1。
2.1.1 CD4+T细胞
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CD4*T细胞通常用来识别 非自身肽，而改变TCR配体可以改变T细胞反应。T细胞的识别和反应曾经被认为是有或无的反应，但最新研究表明由同一MHCⅡI分子呈递的单一氨 基酸残基发生替换的类似抗原肽或由不同MHCII 分子呈递的同一个特异性抗原肽可表现出有限的多 形性。
重要氨基酸替代可导致T细胞效应的部分或 完全拮抗，因此APL还会影响Th分化方向的改
变。根据效应Th细胞产生细胞因子类型的不同，可将其分为Th1、Th2、调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)和Th17等4种细胞亚型。TCR或肽段发生单 一氨基酸变化可改变Th分化方向。例如，TCRα链 互补决定区2中一个氨基酸残基变化导致幼稚CD4 T细胞分化方向从Th1向Th2方向漂移；髓鞘碱性 蛋白(myelin basic protein,MBP)与髓鞘少突胶质细 胞糖蛋白和蛋白脂质蛋白质(proteolipid protein, PLP)被认为是多发性硬化的中枢性自身抗原，也可 通过调节CD4 T细胞极化方向诱导实验性自身免 疫性脑炎(experimental autoimmune encephalomye- litis,EAE);人MBP83-9(ENPVVHFFKNIVTPR-TP) 用丙氨酸替代86位缬氨酸(86A)可产生Th1免疫 倾向；而用丙氨酸替代88位组氨酸(88A)可产生 Th2免疫倾向[³]。
另外，APL还可调节趋化因子和趋化因子受体 表达。接触PLPso-1si的SJL小鼠高表达趋化因子，如巨噬细胞趋化蛋白- 1、巨噬细胞炎症蛋白 (macrophage-inflammatory protein,MIP)- 1α、MIP- 1B、 MIP-2 、fractalkine 以及干扰素诱导蛋白10等，和 Th1相关趋化因子受体，如CCR5和CXCR3;接受 APL动物CCR5和CXCR3表达水平明显降低， Th2 相关趋化因子受体CCR3和CCR4表达增加。以上结果支持APL下调Th1的假设4。
2.1.2 CD4+ CD25+T调节细胞
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Treg细胞可抑制Th1和Th2介导的获得性免疫反应并在保持外周 耐受中发挥重要作用。Treg细胞可分为自然发生型(CD4*CD25+Treg) 、适应型、CD4*CD45 Rb{"和 CD4*LAP+Treg等细胞类型。自身免疫性重症肌无 力相关研究表明，具有两个氨基酸改变的双重APL (Lys-262-Ala-207)显著上调细胞毒性T淋巴细胞相关抗原(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen, CTLA)4 、CD45 Rb¹~ 、叉状头螺旋转录因子( forkhead helix transcription factor,Foxp3) 、细胞内肿瘤生长因 子(tumor growth factor,TGF)- β和neuropilin等表达 水平，诱导CD4 · CD25 · Treg产生[5 。CD45Rb¹~ 通过白细胞介素(interleukin,IL)- 10和TGF-B介导 特异性免疫调节作用，可上调细胞内CTLA-4表达， 是潜在的免疫调节靶标；CTLA-4作为负性共刺激因 子，在外周耐受方面发挥重要作用；Neuropilin,一种 轴突导向受体蛋白，与Foxp3共表达，被认为是CD4*CD25*Treg的重要标志之一，并参与下调自身反应性T细胞活性。另外，双重APL还可通过促进 Fas-FasL介导的凋亡下调自身反应性T细胞活性， 逆转实验性自身免疫性重症肌尤力
2.1.3 CD8*CTL
由于具有调节人类免疫缺陷 病毒和黑素瘤特异性CTL反应功能，APL已应用 于多种自身
免疫性疾病的和研究。肽段 SIINFEKL可导致肝内CD8+T细胞缺失，使体内 CTL功能受损[8]。相反，低亲和力肽段G4不会导 致肝内CD8+T细胞缺失，高浓度G4甚至还能阻断 肽段SIINFEKL所致活化CD8+T细胞丢失。
恳谈会APL还可直接调节细胞毒作用。在没有外界帮 助的情况下，部分激动剂肽段转变为抑制性肽段，失 去刺激特异性CTL增生作用，抑制它们对重复刺激 的反应，诱导非依赖死亡受体凋亡。CTL对病毒或 肿瘤的反应以CTL表位经常突变和功能异常CD4 特异性T细胞反应为特征，部分激动剂的这种生物 学活性改变可能参与CTL对病毒或肿瘤的作用[²1。通过改善APL与MHC分子或TCR的亲和力则可诱 导CTL产生9],发挥其抗肿瘤作用。因此通过对以 上效应的分析提示，APL可在改善针对自身免疫性 疾病、病毒、肿瘤的免疫控制以及异种移植排斥方 面[10]提供新的策略。
2.2 APL对APC 的影响
某些APL可以诱导APC细胞内信号改变，导致 随后的T细胞反应也随之发生改变。如TCR-MHC- 肽复合物可通过控制APC产生Ⅱ-12水平决定Th1 分化方向，为Th2相关疾病如过敏性疾病提供 途径。醋酸格拉替雷(glatiramer acetate)激活树突 状细胞(dendritic cell,D
C),通过上调人类白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)-DR和CD86表达 促进Th2型免疫反应，抑制自身反应性T细胞，减少 IL- 12产生，与干扰素(interferon,IFN)- β协同抑制 多发性硬化患者DC上CD1a表达而增加CD86表达
2.3 APL的旁路抑制
MHC多样性、动物间免疫遗传差异以及感应T 细胞TCR的广泛多样性是在TCR特异性方式下 使用APL的障碍。然而，动物实验表明APL的效应机制不仅限于对三分子复合物的调节。在复发-弛 张性EAE为特征的SJL小鼠模型中，每一次疾病加 剧过程都伴随主要T细胞反应从一种表型转移为 另一种致脑炎表型转移现象(表位扩展),人体也可 能存在这种机制。基于PLP139-1s1的APL可以预防 免疫显性致脑炎原PLP139-151以及随后表位扩展为 PLPrg-101的反应，其至可以预防鼠MBP诱导的疾 病。这是因为它能够有效激活APL特异性的免疫 调节性T细胞，促进这种免疫调节T细胞迁移到炎 症部位，通过与组织损伤过程中释放的天然抗原交 叉作用，诱导产生炎症因子，如I4、IL-10、IL-13和 TGF- β等[21。释放的这些炎症因子随后通过抗原 非特异性方式下调正在进行的免疫过程，这种调节 机制被称为旁路抑制。
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