抗原设计小探讨
近日笔者被国内外两则消息惊醒了一把！国内：CFDA批准了国内首个预防宫颈癌的HPV疫苗；国际：澳洲研发首个老年痴呆疫苗成功，据说可以适用于任何人，类似流感疫苗，乖乖个呤叮咚。当然，好像还有很多癌症等各类疾病的疫苗也在火热研发中。疫苗作为人类预防疾病的工具，无论过去、现在抑或将来，都在发挥着至关重要的的作用。
Kim D. Janda博士分别在2011 (J.Am.Chem.Soc:2011,133,6587)和2016 (J.Med.Chem:2016，59，3878)年报道了针对冰毒的疫苗开发过程。Kim D. Janda博士针对冰毒甲基苯丙胺进行了一系列优化，目前已发现了一个具有较好活性的先导物，当然距离成为药品惠泽大众仍有很长的道路。Kim D. Janda博士也将以该化合物为起点进行，继续进行分子连接方式、载体蛋白选择等工作，我们期待更大惊喜的到来。
早些时候网友“氘氘斋”已经分享了这篇文献，由于笔者正在进行这方面工作，所以特别关注了一下，现在就仅对这篇文献进行一下分析总结，由于知识有限，难免有误，欢迎批评指正。
文中对抗原的设计和合成做了很多工作，笔者曾经参与的工作也正是这一部分，即抗原的设计和合成，以及与载体蛋白的连接。总的来说文中着重考虑了抗原的设计、蛋白载体的选择和免疫佐剂的影响。
1. 抗原的设计
作为笔者参与的这部分工作，思路和Kim D. Janda博士还是有一定相同点的，如果我们遇到这类的分子结构，在设计时也是基于这两个方面：
① 苯环的改造
我们也会通过化学方法对苯环进行改造，使其方便与蛋白连接。方法也主要是构建氨基或者重氮化使其实现。即Kim D. Janda博士另一篇研究Impact of Distinct Chemical Structures for the Development of a Methamphetamine Vaccine中NH7这种类型。
② 氨基的改造
这一点也是笔者最喜欢的，因为它简单。连接臂的原料主要是丁二酸酐一类，原因是原料便宜、操作方便、使用简单。但从这篇文献中反应的结果看来，此类结构对其药效基团影响较大，不宜表达较好的抗体。这一点细细想来由于改变了氨基的电子分布、基团结构，或许存在这个可能。正如针对某个药物分子的me-too设计，往往得到的化合物活性大多较低，me-better是多么的艰难。
因此，抗原设计的合理与否，直接影响着抗体质量。我们之前也考虑到了连接臂的连接位置、方式和长短的影响。这篇文献中实验结果或许可以证明这方面的影响。
这篇文献中3、5效果也不太好。化合物3的N氢原子被取代，不知这是否是可能影响抗体的亲和力、灵敏度和选择性的因素？
化合物5连接臂的方式就是我们常用的，在这篇文献中效果同样不好。是否同样也是因为构建的酰胺键对氨基的影响？二是连接臂较短，对这篇文献中抗原2、9、10、12的结果分析，是否能够得到一个“假设”：连接臂为6个原子距离较好？即化合物2这种类型。
化合物2，结构分析仅仅是与氨基通过烷基链连接，较好的保持了甲基苯丙胺的分子骨架(甲基氨基结构)，后来设计的抗原中，由于11在活化的时候自身闭环，无法和蛋白分子连接。12是本文中效果最好的一个抗原，Kim D. Janda博士将以12为先导继续设计研究。
这一部分有意思的一点就是化合物9、10、12的连接臂末端是先和甘氨酸对接，而后再与载体蛋白连接。这方面的考虑在之前的工作中没有涉及过，而且效果显示很好。化合物2和12的相同点是连接臂的长短以及和甲基苯丙胺的连接方式均一致，但效果不同，差别也是甘氨酸，不确定是否甘氨酸(或某类基团)的引入能够影响与载体的连接位置或最终的空间结构。
2. 载体蛋白的选择
载体蛋白种类的选择，这一点我们之前也较少涉及，通常由于动物模型的原因载体蛋白基本就是牛血清蛋白或卵清蛋白，看来以后是否应该同样考虑载体蛋白甚至免疫模型的选择。
3. 佐剂的使用
这一方面就是加入了能够有助于增强免疫反应、增加抗体表达的试剂。同样我们的工作中没有使用过，这是非常值得借鉴的。
总之，由于本人知识水平有限，以上仅是对该文献结合自己工作的一点思考，不一定准确，欢迎指导。但文中表达的抗原设计思路、抗原的纯度、载体蛋白的种类等影响因素笔者肯定会在今后工作中充分考虑。
树叶
作者邮箱：xiananxue@163.com
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