AbMole重组CRM197载体蛋白的特性及在疫苗研发中的应用
2025-04-21 来源:本站 点击次数:183疫苗是针对各类新型和突发型疾病的强大工具，随着科技的不断进步，疫苗研发取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。例如，一些病原体的抗原性较弱，难以激发有效的免疫反应；部分个体对传统疫苗的免疫应答效果不佳；此外，病原体自身也会出现变异，这些都是疫苗研发领域中不可避免的难题。AbMole的CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）作为一种具有独特优势的载体蛋白，可结合抗原以提高抗原的免疫原性、增强抗原呈递、激活T细胞，因此是解决上述问题的关键，也是疫苗研发中的重要工具之一。AbMole提供高品质抑制剂、细胞因子、人源单抗、靶点蛋白、天然产物、荧光染料、多肽、化合物库、抗生素，全球大量文献专利引用。
图1. CRM197的三维结构图[1]
一、CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）的特性与优势
1.CRM197的结构与特性
重组CRM197蛋白（M58217）是白喉毒素的一种非毒性突变体，由白喉杆菌产生。其分子量约为 58.4kD，是一条由 535 个氨基酸组成的单链多肽，包含两个通过二硫键连接的亚基。与天然白喉毒素不同，CRM197 的第52位氨基酸由甘氨酸突变为谷氨酸，这一突变导致其活性位点环区的柔性增加，从而使其失去了ADP-核糖基转移酶活性，无法对细胞产生毒性作用。然而，CRM197 在免疫原性上仍与天然白喉毒素保持一致，能够被免疫系统识别并引发免疫反应[2]。AbMole是ChemBridge中国区官方指定合作伙伴。
2.增强免疫原性
作为载体蛋白，CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）能够与多糖抗原、半抗原等结合，将原本免疫原性较弱的抗原转化为 T 细胞依赖性抗原，从而显著增强抗原的免疫原性。研究表明，CRM197 与多糖抗原结合后，可促进抗原呈递细胞对抗原的摄取、加工和呈递，激活 T 细胞和 B 细胞，诱导产生更强烈的免疫应答，包括产生高亲和力的抗体和记忆性免疫细胞，提高疫苗的免疫效果。
3.具有良好的结合性
CRM197（M58217）具有较多可供结合的位点，其赖氨酸残基在分子上较为外露，可通过接头分子介导与各种分子（如多糖、寡糖、多肽等）和膜结合，且结合过程不受温度和 pH 的影响，并在加工过程中始终保持其三维结构，有利于构建稳定的结合疫苗。同时，相比于其他载体蛋白，CRM197 在与多种不同的多糖抗原结合时，能更好地保持其免疫原性，减少载体诱导的免疫抑制现象，尤其是当多个不同的多糖抗原连接到同一 CRM197 载体蛋白上时，仍能有效激发免疫反应。
二、重组CRM197蛋白（M58217）在疫苗研发领域中的应用
1. CRM197 偶联的多抗原显性表位用于有效的巨细胞病毒疫苗开发
研究人员计了一种与 CRM197 （M58217）载体蛋白偶联的新型多肽巨细胞病毒疫苗，改善了传统的巨细胞病毒疫苗只能引起体液免疫的缺点。该疫苗含有15个CD8+ T细胞表位、5个CD4+ T细胞表位和4个B细胞表位，并在动物实验中检测到了抗原呈递细胞的表面分子标志物和促炎细胞因子的表达，以及 T 细胞和抗体的激活。上述发现强调 CRM197 偶联多肽疫苗促进了体液免疫和细胞免疫的协同作用。
图2. CRM197 肽偶联示意图[3]
2.利用CRM197合成伪唾液酸抗菌疫苗可有效预防鲍曼不动杆菌感染
伪唾液酸（Pse）是一种鲍曼不动杆菌的表面聚糖，研究人员通过苯二甲醛将伪唾液酸和CRM197（M58217）偶联在一起。发现Pse-CRM197 偶联物可以刺激小鼠的免疫反应，从而保护接种疫苗的小鼠免受由鲍曼不动杆菌引起的感染。
图3. Pse-CRM197 偶联物的设计和合成[4]
AbMole的CRM197（Nontoxic Diphtheria Toxin，M58217）是疫苗研发领域中的强大工具，具有结合能力强、能极大提高抗原的免疫原性等多种优点，是一种优良的载体蛋白/免疫佐剂。
参考文献：
[1] MALITO E, BURSULAYA B, CHEN C, et al. Structural basis for lack of toxicity of the diphtheria toxin mutant CRM197 [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2012, 109(14): 5229-34.
[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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