多重抗原肽(MAPs)是高度分支的、樹(shù)枝狀的和由連接到單個(gè)核心的線性肽鏈組成的抗原結(jié)構(gòu)。雖然任何氨基酸殘基都可以作為核心,但研究發(fā)現(xiàn)賴氨酸(Lys)殘基仍然是最靈活的,對(duì)各種應(yīng)用最有用。
當(dāng)開(kāi)發(fā)用于細(xì)胞內(nèi)遞送應(yīng)用的多種抗原肽時(shí),富含精氨酸(Arg)的樹(shù)枝狀聚合物可以代替賴氨酸。同樣,聚谷氨酸和聚脯氨酸核被報(bào)道為智能藥物傳遞系統(tǒng)的有前途的載體。這些系統(tǒng)包含一種比病毒載體安全得多的替代物。
樹(shù)枝狀聚合物MAP結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是它們的高抗原性和免疫原性,足以完成通常保留給載體蛋白作為免疫反應(yīng)的強(qiáng)觸發(fā)物的作用。
多種抗原性肽可以通過(guò)固相肽合成經(jīng)由兩種主要策略來(lái)制備:會(huì)聚或發(fā)散合成。顧名思義,在發(fā)散策略中,從核心到分支逐步生成地圖。相比之下,聚合合成需要分別產(chǎn)生分支(或樹(shù)枝狀大分子),然后組裝成完整的樹(shù)枝狀大分子。
每種策略都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。例如,當(dāng)處理大分子時(shí),發(fā)散合成會(huì)變得很麻煩。由于這個(gè)原因,這種策略優(yōu)選用于合成更小且同質(zhì)的多種抗原性肽,例如用于藥物和基因遞送的那些。相比之下,只有當(dāng)應(yīng)用趨同合成時(shí),才能生產(chǎn)高度分支和多樣的肽。
雖然分別生產(chǎn)和純化每個(gè)樹(shù)枝狀分子的過(guò)程使合成更加復(fù)雜,但它也確保了最終產(chǎn)品的高質(zhì)量和準(zhǔn)確性。這個(gè)過(guò)程也有利于合成具有不同類型分支的多種抗原肽。
多種抗原肽的主要應(yīng)用包括:
藥物和基因傳遞
抗病毒劑
疫苗–MAPs可作為抗傳染病(細(xì)菌、病毒甚至寄生蟲(chóng))疫苗的蛋白模擬物,其中多抗原反應(yīng)可顯著增強(qiáng)病原體的清除
生物傳感器或診斷試劑–在特異性和安全性方面,map分別優(yōu)于非分支肽或無(wú)活性病毒,使其適用于檢測(cè)低特異性抗體,如在初次免疫反應(yīng)中產(chǎn)生的抗體
多種抗原肽可以攜帶不同的抗原結(jié)合到一個(gè)單一的核心。這一特性顯著增加了它們的免疫原性,使它們即使在沒(méi)有載體蛋白的情況下也能引發(fā)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。
目前有兩種生產(chǎn)基于圖譜的疫苗的主要策略:
添加功能組件–T細(xì)胞表位、細(xì)胞穿透肽和親脂性分子是一些功能性成分的例子,它們可以提高抗原的遞送能力或增強(qiáng)T細(xì)胞依賴性B細(xì)胞的活化,從而導(dǎo)致持久和高度特異性的體液應(yīng)答
添加抗原展示成分–已知自組裝肽、金納米粒子或其他非肽樹(shù)突有助于更好地暴露抗原,從而導(dǎo)致免疫系統(tǒng)更快地將這些分子識(shí)別為外來(lái)分子
雖然這兩種策略對(duì)于提高肽疫苗的免疫原性同樣有用,但第二種策略可能需要幾個(gè)合成步驟。這些額外的步驟增加了生產(chǎn)時(shí)間和成本,尤其是當(dāng)使用金納米粒子時(shí)。引入具有成本效益的納米材料將大大增加開(kāi)發(fā)肽疫苗抗原展示成分的可行性,并擴(kuò)大其生產(chǎn)過(guò)程。
雖然易于合成,但線性肽通常具有較差的包被效率和有限的反應(yīng)性,這使得將它們集成到診斷應(yīng)用中具有挑戰(zhàn)性。相比之下,map的多聚體性質(zhì)使其易于固定在表面上,這在諸如ELISA的測(cè)定中是非常令人垂涎的性質(zhì)。此外,固定化圖譜不太可能改變其復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),從而更容易保持其特異性和反應(yīng)性。
研究一致表明,設(shè)計(jì)用于在血清診斷測(cè)試中檢測(cè)病原體如HIV的圖譜對(duì)抗病毒抗體的存在明顯比線性肽更敏感。這種高靈敏度允許在任何給定的測(cè)試中使用明顯較低量的反應(yīng)物來(lái)檢測(cè)病原體。據(jù)報(bào)道,多種抗原肽的使用允許快速鑒別診斷,特別是當(dāng)使用不同圖譜的混合物時(shí)。