疫苗是人类医学史上伟大的成就之一，每年挽救全球数百万生命。结合疫苗在当下疫苗体系中占据重要位置，该技术可以引导人体形成免疫记忆，适配不同人群使用。CRM197（白喉毒素无毒突变体）是应用成熟的疫苗载体蛋白，多款上市疫苗均采用该原料，其中包含辉瑞13价肺炎疫苗、默沙东Hib疫苗、葛兰素史克流脑疫苗等产品。依托大肠杆菌开展重组表达后，重组CRM197优化了传统生产工艺，在安全性与使用效果上实现提升，为疫苗研发工作打下扎实基础。

一、基因层面改造，降低安全隐患
安全是疫苗研发的核心要求。CRM197的安全属性，来源于自身特殊的分子结构。天然白喉毒素具备ADP-核糖基转移酶活性，会干扰宿主细胞正常运转。CRM197发生G52E单点突变，第52位甘氨酸替换为谷氨酸，酶活性位点空间结构随之改变，毒素活性随之消失。

X射线晶体结构检测数据显示，大肠杆菌表达的重组CRM197，与白喉杆菌C7菌株产出的CRM197空间结构基本一致（RMSD<0.17Å）。蛋白内部C186-C201、C461-C471两组二硫键均可正常形成，A、B蛋白片段结构保持完整。

图1. CRM197 GLU52突变位点示意图

G52E突变改变活性位点空间结构，去除毒素活性，同时保留原有免疫相关结构

传统白喉类毒素需要经过甲醛脱毒处理，该工艺会带来甲醛残留问题，还会改变蛋白空间结构，破坏抗原表位。重组CRM197依靠基因编辑实现脱毒，无需甲醛参与，蛋白内部的T细胞、B细胞表位均可完整保留。

上海曼博生物推出的重组CRM197，依托大肠杆菌发酵生产，培养成分配比明确，不含动物源相关物质，减少外源病原体污染的可能性，适配婴幼儿疫苗、长效给药类治疗疫苗的开发工作。

二、合理激活免疫体系，发挥载体作用
一款适配疫苗研发的载体，除安全属性外，还需要助力抗原发挥作用。CRM197内部含有T辅助细胞表位，可以作用于树突状细胞、巨噬细胞等抗原呈递细胞。

2023年《International Journal of Biological Macromolecules》发布的研究资料显示，CRM197与多肽偶联后，可借助TLR4/NF-κB通路作用于巨噬细胞，提升MHCI类、MHCII类分子，以及CD80、CD86共刺激分子的表达水平。抗原呈递细胞被激活后，会推动初始T细胞完成分化，生成效应T细胞与记忆T细胞，同时辅助B细胞合成抗体，构建人体免疫防护体系。

重组CRM197表面分布大量赖氨酸残基，这类基团未在生产过程中被修饰，可结合己二酸二酰肼、sulfo-SMPB等接头分子，与多糖、多肽、各类蛋白完成偶联。对比白喉类毒素，重组CRM197与伤寒Vi多糖结合后，产物形态更为均一，更易被人体免疫细胞识别。

动物实验数据表明，CRM197偶联Vi多糖制成疫苗后，实验动物体内抗体水平，比单纯使用Vi多糖高出10-12倍。完成二次免疫后，实验动物抗体含量出现上升趋势，符合世卫组织针对伤寒结合疫苗的相关标准。这类表现属于T细胞依赖性免疫应答特征，能够帮助人体留存免疫记忆。

三、多维度对比：重组CRM197与传统载体蛋白
目前疫苗研发常用载体包含白喉类毒素、破伤风类毒素以及CRM197，下文从多个维度进行对比：

多次接种场景下，破伤风类毒素容易引发载体相关免疫反应，影响疫苗整体效果。CRM197诱导的抗白喉抗体含量适中，不会对目标抗原产生过多干扰，适合多价疫苗、多针次疫苗的研发。

图2. CRM197与白喉类毒素结合结构对比

上：CRM197与多糖结合后，结构分布均匀；下：白喉类毒素与多糖结合后，呈现网状结构，分布不均

四、重组CRM197，助力疫苗研发落地
重组CRM197（货号：MPL-121）由大肠杆菌原核体系生产，生产流程遵循GMP管理要求，每一批次产品都会完成多项理化、生物检测。

产品相关特点：
1. 纯度达标：经HPLC检测，蛋白纯度高于95%，样本内蛋白聚体、降解产物占比低；
2. 结构稳定： T细胞、B细胞表位完整保留；
3. 结合能力稳定：表面赖氨酸基团状态正常，可稳定完成各类抗原偶联；
4. 生物属性安全：不含动物源物质，无甲醛残留，内毒素指标符合标准；
5. 批次统一：规模化生产模式下，不同批次产品参数波动小，可支撑实验室研究与商业化生产。

白喉毒素无毒突变蛋白目前应用于细菌性疫苗、病毒疫苗、肿瘤疫苗等多个研究方向，得到众多科研机构、制药企业的认可。

结语
疫苗是守护公众健康的重要防线，载体蛋白的品质，会影响疫苗的整体表现。重组CRM197依托基因改造获得安全属性，同时可以配合抗原激活人体免疫体系，适配多种疫苗研发场景。上海曼博生物持续提供重组CRM197白喉毒素无毒突变蛋白，携手行业伙伴推进疫苗研发工作，助力公共卫生事业发展，欢迎您的咨询。

参考文献
[1] 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.

[2] MISHRA R P N, YADAV R S P, JONES C, et al. Structural and immunological characterization of E. coli derived recombinant CRM197 protein used as carrier in conjugate vaccines[J]. Bioscience Reports, 2018, 38(5): BSR20180238.

本文基于重组CRM197公开资料由其中国提供商上海曼博生物整理，用于科研信息分享、实验参考等。上海曼博生物可提供重组CRM197、CRM197疫苗载体蛋白、白喉毒素无毒突变蛋白、重组CRM197（货号：MPL-121）、结合疫苗载体蛋白、细菌性疫苗、病毒疫苗、肿瘤疫苗及疫苗研发相关产品与技术支持，助力疫苗研发、抗原偶联、结合疫苗开发和商业化生产应用。