重組CRM197載體蛋白的特性及在疫苗研發領域中的應用
疫苗是針對各類新型和突發型疾病的強大工具，隨著科技的不斷進步，疫苗研發取得了顯著進展，但仍面臨諸多挑戰。例如，一些病原體的抗原性較弱，難以激發有效的免疫反應；部分個體對傳統疫苗的免疫應答效果不佳；此外，病原體自身也會出現變異，這些都是疫苗研發領域中不可避免的難題。AbMole的CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）作為一種具有獨特優勢的載體蛋白，可結合抗原以提高抗原的免疫原性、增強抗原呈遞、激活T細胞，因此是解決上述問題的關鍵，也是疫苗研發中的重要工具之一。AbMole提供高品質抑制劑、細胞因子、人源單抗、靶點蛋白、天然產物、熒光染料、多肽、化合物庫、抗生素，全球大量文獻專利引用。
圖1. CRM197的三維結構圖[1]
一、CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）的特性與優勢
1.CRM197的結構與特性
重組CRM197蛋白（M58217）是白喉毒素的一種非毒性突變體，由白喉桿菌產生。其分子量約為 58.4kD，是一條由 535 個氨基酸組成的單鏈多肽，包含兩個通過二硫鍵連接的亞基。與天然白喉毒素不同，CRM197 的第52位氨基酸由甘氨酸突變為谷氨酸，這一突變導致其活性位點環區的柔性增加，從而使其失去了ADP-核糖基轉移酶活性，無法對細胞產生毒性作用。然而，CRM197 在免疫原性上仍與天然白喉毒素保持一致，能夠被免疫系統識別并引發免疫反應[2]。AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴。
2.增強免疫原性
作為載體蛋白，CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）能夠與多糖抗原、半抗原等結合，將原本免疫原性較弱的抗原轉化為 T 細胞依賴性抗原，從而顯著增強抗原的免疫原性。研究表明，CRM197 與多糖抗原結合后，可促進抗原呈遞細胞對抗原的攝取、加工和呈遞，激活 T 細胞和 B 細胞，誘導產生更強烈的免疫應答，包括產生高親和力的抗體和記憶性免疫細胞，提高疫苗的免疫效果。
3.具有良好的結合性
CRM197（M58217）具有較多可供結合的位點，其賴氨酸殘基在分子上較為外露，可通過接頭分子介導與各種分子（如多糖、寡糖、多肽等）和膜結合，且結合過程不受溫度和 pH 的影響，并在加工過程中始終保持其三維結構，有利于構建穩定的結合疫苗。同時，相比于其他載體蛋白，CRM197 在與多種不同的多糖抗原結合時，能更好地保持其免疫原性，減少載體誘導的免疫抑制現象，尤其是當多個不同的多糖抗原連接到同一 CRM197 載體蛋白上時，仍能有效激發免疫反應。
二、重組CRM197蛋白（M58217）在疫苗研發領域中的應用
1. CRM197 偶聯的多抗原顯性表位用于有效的巨細胞病毒疫苗開發
研究人員計了一種與 CRM197 （M58217）載體蛋白偶聯的新型多肽巨細胞病毒疫苗，改善了傳統的巨細胞病毒疫苗只能引起體液免疫的缺點。該疫苗含有15個CD8+ T細胞表位、5個CD4+ T細胞表位和4個B細胞表位，并在動物實驗中檢測到了抗原呈遞細胞的表面分子標志物和促炎細胞因子的表達，以及 T 細胞和抗體的激活。上述發現強調 CRM197 偶聯多肽疫苗促進了體液免疫和細胞免疫的協同作用。
圖2. CRM197 肽偶聯示意圖[3]
2.利用CRM197合成偽唾液酸抗菌疫苗可有效預防鮑曼不動桿菌感染
偽唾液酸（Pse）是一種鮑曼不動桿菌的表面聚糖，研究人員通過苯二甲醛將偽唾液酸和CRM197（M58217）偶聯在一起。發現Pse-CRM197 偶聯物可以刺激小鼠的免疫反應，從而保護接種疫苗的小鼠免受由鮑曼不動桿菌引起的感染。
圖3. Pse-CRM197 偶聯物的設計和合成[4]
AbMole的CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）是疫苗研發領域中的強大工具，具有結合能力強、能極大提高抗原的免疫原性等多種優點，是一種優良的載體蛋白/免疫佐劑。
參考文獻：
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[2] GIANNINI G, RAPPUOLI R, RATTI G. The amino-acid sequence of two non-toxic mutants of diphtheria toxin: CRM45 and CRM197 [J]. Nucleic acids research, 1984, 12(10): 4063-9.
[3] JIANG S, NAN F, ZHANG S, et al. CRM197-conjugated multi antigen dominant epitope for effective human cytomegalovirus vaccine development [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2023, 224: 79-93.
[4] WEI R, YANG X, LIU H, et al. Synthetic Pseudaminic-Acid-Based Antibacterial Vaccine Confers Effective Protection against Acinetobacter baumannii Infection [J]. ACS Central Science, 2021, 7(9): 1535-42.
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