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    避孕疫苗研究进展-医学职称论文发表

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    避孕疫苗研究进展-医学职称论文发表

    帖子  Admin 于 周四 四月 12, 2012 10:27 am


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     【摘要】 免疫避孕疫苗被认为是很有前景的避孕方式。目前开发避孕疫苗主要针对配子产生,配子功能和配子生长三个环节。针对配子产生的避孕疫苗有不同程度的效果,但可能影响性激素水平进而影响性功能;针对配子功能的疫苗中,抗精子疫苗研究的重点在于找出适合的精子特异性表位,并增强其免疫原性及免疫效果;抗-ZP疫苗的避孕效果较好,但可导致卵巢炎,研究关键是要区分出不孕相关的表位和导致卵巢炎的表位以最终避免副作用的发生。 HCG疫苗的研究集中在增加免疫原性和控制生育的有效性。

      【关键词】 免疫避孕;疫苗

      人口爆炸和非计划妊娠是世界范围的公共卫生问题。现行的多种避孕方法都有其局限性。迫切需要寻找一种更方便、安全、高效、价廉的避孕方法。避孕疫苗被认为是具有多数上述优势的理想的避孕方式而成为研究的热点。根据靶点不同可分为三大类:针对配子产生、配子功能和配子结局[1]。针对配子产生的避孕疫苗主要是抗-促黄体激素释放激素(LHRH/GnRH)疫苗;针对配子功能的疫苗包括抗-精子疫苗和抗-卵细胞透明带(ZP)疫苗;针对配子生长主要是抗-HCG疫苗。本文就近年来不同避孕疫苗的研究进展做一综述。

      1 抗配子产生的避孕疫苗

      1.1 抗-LHRH/GnRH 疫苗的载体

      LHRH本身无免疫原性,必须结合到载体上以活化Th细胞。将LHRH6位的甘氨酸用D-赖氨酸替代产生的LHRH类似物(LHRH-6-Dlys)存在NH2空位,可以连接到载体上以使之具有免疫原性。采用不同的载体连接到LHRH-6-Dlys产生出很多有效的疫苗。白喉类毒素(DT)载体连接到LHRH-6-DLys-DT,可使大鼠和猴的睾酮水平降到去势水平,同时伴发前列腺的萎缩;结核分枝杆菌hsp70连接到GnRH-6-Dlys,采用Ribi佐剂或不全弗氏佐剂[2],能使所有的小鼠都产生足够的抗体,并导致泌尿生殖系统的萎缩。这些研究表明,采用合适的载体针对LHRH免疫能够作为饲养的雌雄动物的去势方法之一[3]。

      1.2 抗-LHRH/GnRH 疫苗的佐剂

      抗-LHRH/GnRH 疫苗需要有效的佐剂以产生避孕或绝育效果。与DT或TT连接时用铝佐剂在动物试验和人类实验能诱发抗体产生,但与Hsp70或卵清蛋白连接时需要更强的佐剂。Ferro等[4]将systeine 修饰的LHRH连接到TT,验证了非离子表面活性小囊、氢氧化铝、Quil A、polylactide co glycolide、和Quil A/ PLGA组合等佐剂的效果。他们发现PLGA是最有效的佐剂。

      1.3 LHRH/GnRH的重组蛋白疫苗

      重组蛋白疫苗大规模工业化生产比合成疫苗更经济。Talwar 等[5]报道重组抗-LHRH疫苗多聚体能使大鼠睾酮水平降至去势水平,前列腺萎缩。一些半合成疫苗以DT/TT为载体,将4或5个T细胞表位肽散布于4或5个LHRH之间以避免DT/TT载体诱导的表位抑制。这些基因经重组、克隆,在E.coli高水平表达[6],重组蛋白经过纯化并恢复自然免疫构向[7]。产生的抗体是针对LHRH的,而没有形成大量针对载体(DT/TT)的抗体[8]。

      2 抗配子功能的避孕疫苗

      基因敲除技术是发现这些新靶标的有力工具,那些在敲除后只出现生育力的受阻现象,非生殖器官系统无并发症的基因成为开发避孕疫苗的靶标[9][10],主要是精子抗原和ZP蛋白。

      2.1 抗-精子疫苗

      2.1.1 抗精子疫苗的候选分子

      研究者们应用DNA重组技术以及多种蛋白组学和基因组学方法来研究可用作开发避孕疫苗的精子特异性抗原。现在诸多抗原已经被克隆和测序,其中最引人注意的是精子相关抗原9[11-14],pH-20[15-17],精子蛋白,受精抗原-1,pH-30,SP-17,睾丸特异性抗原-1,蛋白A激酶锚定蛋白等。这些抗原分子在体外实验或动物实验中能影响精子活动力、精子获能或受精,或能不同程度地阻断或降低生育力。

      2.1.2 抗精子疫苗的效果分析

      抗精子疫苗候选分子众多,迄今没有哪种抗原单独应用能100%的抑制小鼠的生育力。这可能与小鼠这种动物模型的内在特性有关-很难或不可能使小鼠完全不育。O'Rand[18]等用附睾蛋白酶抑制剂(Eppin)免疫雄猴,78%的雄猴对Eppin产生了高的抗体滴度且不育,71%在停止免疫后恢复了生育力。这个实验表明抗-精子避孕疫苗也可用于男性避孕。

      2.1.3 抗精子疫苗的改进策略

      Naz[19]等选择了六种精子肽,采用不同部位肌肉注射方式免疫雌性CD-1小鼠。结果发现无论在血清还是生殖道局部,没有小鼠产生针对所有六种肽的抗体。有人推测用生育相关的多种抗原进行接种,除非这些抗原彼此之间不存在对免疫原性的免疫抑制,才可能通过累加作用增加疫苗的效果。尽管如此,用多肽疫苗免疫后,即使如此低的抗体滴度仍能导致生育力的显著下降。用多肽免疫仍是一种有前景的途径。

      2.2 抗-ZP疫苗

      2.2.1 重组ZP蛋白的免疫避孕效果

      天然ZP糖蛋白有沾染其他卵巢相关蛋白的风险,研究多采用重组ZP蛋白并评价其抑制生育力的效果。Govind等用重组猕猴ZP1结合白喉类毒素免疫雌性狒狒,使其体内产生了针对ZP1的高抗体滴度,卵巢周期保持正常。在高抗体滴度期间被免疫雌性狒狒保持不孕状态,随着抗体滴度下降生育力恢复。Govind[20]等随后又用重组bmZP1和bmZP2结合DT免疫雌性猕猴,各组被免疫雌猴体内产生高水平的抗ZP1和ZP2抗体滴度。即使抗体滴度下降,两组免疫动物仍不能受孕。卵巢组织学分析发现卵泡闭锁,卵母细胞退化,这是循环血中测不到抗体滴度时仍不能受孕的原因。

      2.2.2 基于ZP糖蛋白的表位肽的免疫避孕效果

      研究证明存在于透明带蛋白的卵巢性T-细胞表位可能与ZP抗原免疫后出现的的卵巢功能障碍有关。Sivapurapu等将猕猴ZP1和ZP3糖蛋白间间隔以三个甘氨酸组成嵌合合成肽,与白喉类毒素结合用以免疫雌性BALB/c小鼠和猕猴,所产生的抗体能与该嵌合肽、bmZP1和bmZP3、以及用E.coli表达的重组bmZP1和bmZP3发生反应。小鼠和猴产生的针对嵌合肽的抗体能显著抑制人精子结合到透明带蛋白。与针对单独的bmZP1或bmZP3的抗体相比,针对嵌合肽的抗体抑制效率显著增高。而接受嵌合肽免疫的雌性猕猴的卵巢组织并未发现病理性改变。这些研究表明包含多种ZP糖蛋白的嵌合肽可能是设计免疫避孕疫苗的有前景的候选抗原。

      3 抗配子生长的避孕疫苗-抗HCG疫苗

      HCG疫苗是第一个进入I期和II期临床试验的人用疫苗。研究集中在增加免疫原性和控制生育的有效性。

      3.1 增强抗HCG疫苗的有效性的研究

      抗HCG疫苗抗体抗体滴度>50ng/ml时非常有效,且经过超过200名妇女的I期和II期临床实验发现该疫苗没有副作用。但抗HCG疫苗只能使60-80%的接种妇女产生有效的抗体滴度。避孕疫苗的有效率必须超过90-95%才可接受。因而有必要进一步研究以改进产品达到更高的有效率。

      虽然DT和TT用作载体都能激发好的抗体反应,用β-HCG-TT疫苗重复接种导致了部分接种者出现载体诱导的表位抑制。为避免出现这种情况,Gaur等初步研究发现β-HCG与混合肽结合不仅能增强免疫反应,还能保证在不同遗传背景的小鼠产生抗体反应。当与单一肽结合时,只增进部分种系小鼠针对HCG的抗体反应,结合到混合肽则能使所有不同遗传背景小鼠产生抗-HCG反应,获得的抗体滴度比结合到单一肽或结合到TT时更高。

      3.2 增强抗HCG疫苗的安全性的研究

      hCG是早孕期开始分泌、着床和妊娠维持所必须的一种激素。主动或被动中和hCG将导致妊娠终止,这就是基于hCG的女用避孕疫苗的基础。Vernon Stevens 等发展基于HCG的β亚单位的C-端肽(CTP)的疫苗。CTP疫苗激发的抗体与人LH完全没有交叉反应。然而,CTP抗体与胰腺生长抑素分泌细胞发生反应,而β-HCG和HSD疫苗激发的抗体不表现出这样的组织反应性。在澳大利亚对20名妇女进行了I期临床试验。抗体滴度很低,与HCG亲和力较低,而β-HCG或HSD疫苗激发的抗体与HCG亲和力相对较高。CTP疫苗在瑞典进行了II期临床试验,但受试妇女发生了难以接受的反应而最终选择了放弃。

      4 结语

      综上所述,针对配子产生、配子功能和配子生长各环节的避孕疫苗各有不同程度的效果,也有相应的局限性。尽管还有很多难关要攻克,但免疫避孕作为一种理想的避孕方式仍然给人们带来希望。发达国家和多数发展中国家都有针对大众的基础免疫,若能成功研制出安全有效的避孕疫苗并纳入其中,将极大地推动人类的生殖健康事业。

      【参考文献】

      [1] Naz RK.Conraceptive vaccines.Drugs,2005;65:593-603.

      [2] Hannesdottir SG,Han X,Lund T,Singh M,Van Der Zee R,Roitt IM,Delves PJ.Changes in the reproductive system of male mice immunized with a GnRH-analogue conjugated to mycobacterial hsp70.Reproduction,2004;128:365-371.

      [3] Killian G,Miller L,Rhyan J,Doten H.Immunocontraception of Florida feral swine with a single-dose GnRH vaccine[J].Am J Reprod Immunol,2006;55(5):378-384.

      [4] Ferro VA,Costa R,Carter KC,Harvey MJ,Waterston MM,Mullen AB,Matschke C,Mann JF,Colston A,Stimson WH.Immune responses to a GnRH-based anti-fertility immunogen,induced by different adjuvants and subsequent effect on vaccine efficacy[J].Vaccine,2004;22:1024-1031.

      [5] Talwar GP,Raina K,Gupta JC,Ray R,Wadhwa S,Ali MM.A recombinant luteinising-hormone-releasing-hormone immunogen bioeffective in causing prostatic atrophy[J].Vaccine,2004;22:3713-3721.

      [6] Gupta JC,Raina K,Talwar GP,Verma R,Khanna N.Engineering,cloning and expression of genes encoding the multimeric luteinising-hormone-releasing-hormone linked to T-cell determinants in Escherichia coli[J].Protein Express Purif,2004;37:1-7.

      [7] Raina K,Panda AK,Ali MM,Talwar GP.Purification,refolding,and characterization of recombianant LHRH-T multimer[J].Protein Express Purif,2004;37:8-17.

      [8] Finstad CL,Wang CY,Kowalski J,Zhang M,Li ML,Li XM,Xia WG,Bosland MC,Murthy KK,Walfield AM,Koff WC,Zamb TJ.Synthetic luteinizing hormone releasing hormone (LHRH) vaccine for effective androgen deprovation and its application to prostate cancer immnunotherapy.Vaccine,2004;22:1300-1313.

      [9] Naz RK,Rajesh C.Gene knockouts that cause female infertility:search for novel contraceptive targets[J].Front Biosci,2005;10:2447-2459.

      


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