单磷酸脂质A（MPL）的研究进展及应用

前言

Preface

文 l WT 单磷酸脂质A（Monophosphoryl Lipid A，MPL/MPLA）是革兰氏阴性菌细胞壁中脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）中的最内层脂质A部分[1]，虽被广泛用作疫苗、过敏药物和免疫治疗的佐剂，以增强免疫应答[2] 是开发新型疫苗佐剂的重要靶分子，由沙门氏菌突变株 Salmonella Minnesota R595 中提取，然后通过化学处理获得，与野生型 LPS 相比，MPL 的毒性仅为其 0.1 %，却不影响其免疫能力。

MPL的各个成分包含：

六酰化（ML6， 2:2:0:2酰基链构型，分子量1,747.5 G/MOL）与临床级MPL佐剂的六酰基化成分相对应，五酰化（ML5A和ML5B，分别为2:2:0:1和1:2:0:2酰基链构型）四酰化（ML4A和ML4B，分别为1:2:0:1和0:2:0:2酰基链构型） [3]，三酰基化（ML3，0：2：0：1酰基链构型）[4] 。

图1 MPL中存在的各个成分的简图

目前获得MPL的主流方法有以下三种：第一种方法为由沙门氏菌突变株 Salmonella Minnesota R595 中提取然后通过化学处理获得[5]。第二种是通过整合/或删除与染色体中脂质A生物合成和修饰相关的关键基因，构建了合成六酰基化MPLA或五酰基化MPLA（P-MPLA）的大肠杆菌突变体。如通过 LpxE、PagL 和 PagP 对脂质 A 进行结构修饰。LpxE 去除了 1-磷酸基团，PagP 添加了 C16脂肪酰基链在脂质 A 的 2 位酰氧基酰基键中，PagL 去除 C14脂质 A 的 3 位脂肪酰基链[6]。第三种方式是通过化学全合成获得，但是合成复杂，步骤繁多，且价格昂贵[7]。

含有单磷酰脂质A的佐剂系统

MPL作为TLR4 受体激动剂，单一使用有其局限性，因此现有疫苗中大多会添加两种以上的佐剂组成佐剂系统[9-10]，MPL和QS-21直接影响天然免疫反应，协调疫苗抗原适应性免疫反应的质量和强度。MPL和QS-21结合使用，进一步增强了细胞介导的免疫反应，促进抗原特异性 CD8 + T 细胞反应和 CD4 + T 细胞反应，诱导IFN-γ、IgG1 和 IgG3 抗体的产生[11-14]。免疫刺激剂在不同佐剂配方中的结合，在发挥疫苗最大化功效的同时使毒性最小化[15]。目前含有MPL的AS佐剂系统见下表：

注：QS-21：从皂树树皮中提取的三萜糖苷类物质；CpG：TLR9激动剂；

AS01 是包含 MPL、QS-21（从皂树树皮中提取的皂苷）的脂质体佐剂系统，存在于疟疾疫苗 RTS，乙型肝炎表面抗原（S）和带状疱疹疫苗 Shingrix®中；在实验和临床试验中，AS01 对结核病（TB）、水痘-带状疱疹病毒（VZV）、HIV 和疟疾抗原 RTS，S 抗原都具有良好的安全性和反应原性[16]。

AS02 是包含 MPL、QS-21 的水包油乳液佐剂系统[17]，其中还含有角鲨烯和 α-生育酚；AS02 也被用于 HBV、HIV、TB 和疟疾抗原检测。

AS04是包含 MPL 和铝盐的佐剂系统，配方显示出具有持久的Th1 型 CD4 + T 细胞反应和 IFN-γ 的诱导作用[18]。存在于由 GSK 研发的宫颈癌疫苗产品Cervarix®，乙肝疫苗产品 Fendrix® 中。AS04 是乙肝疫苗 Fendrix®的一部分，已经安全成功地应用于健康成人和特定的高危患者，用于预防宫颈癌的含有 AS04佐剂系统的疫苗 Cervarix®，也显示出很好的耐受性 [19-21]。对含有 AS04 的疫苗进行了病毒病原体（HBV、HPV、HSV 和 EBV）测试，显示出比单独含有明矾的疫苗更有效力[22]。

此外，含有 MPL 的佐剂已用于含有 MUC1 抗原的前列腺癌（Stimuvax®），或与 DETOX ®用于黑色素瘤疫苗（Melacine®）[23,24]，TLR4 受体激动剂 MPL 显示出强大的发展潜力。

已上市的含 MPL 佐剂系统的疫苗佐剂

3.1. Cervarix®

宫颈癌主要是由感染两种高危型人乳头瘤病毒（HPV-16 型和 HPV-18 型）导致的 [25]。Cervarix® (二价，GSK，2007 年在欧盟获得许可)采用重组 HPV-16 和HPV-18 型的 L1 病毒样颗粒以及 MPLA 和氢氧化铝佐剂等制备的双价宫颈癌疫苗。相关研究表明，HPV16/18/AS04 宫颈癌疫苗的接种可诱导高水平的 IgG 中和抗体反应，即与抗持续性 HPV-16/18 感染及相关癌前病变的高疗效有关[26]。

3.2. Fendrix®

Fendrix®（GSK，由欧洲药品管理局批准）采用重组乙型肝炎病毒表面抗原。添加 MPLA 和磷酸铝佐剂等制备的乙肝疫苗，用于预防和治疗由感染乙型肝炎病毒（HBV）引起的乙型肝炎，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染最有效的方法之一[27]。相关数据表明，Fendrix® 可以快速诱导更高水平的抗体滴度并且长时间维持保护机体的状态。

3.3. Shingrix®

带状疱疹是由感染水痘带状疱疹病毒（VZV）引起的急性皮肤传染病[28]。由葛兰素史克公司研制的 Shingrix®包含 AS01B(包含 MPL 和 QS-21)[29]和失活的带状疱疹病毒糖蛋白 E。在推出 Shingrix®后的上半年内，已经占领了美国近 90％的市场，显示重组亚单位疫苗的商业成功。

3.4. Mosquirix®

疟疾是严重威胁生命的疾病，在非洲每年估计有 680,000 人死于疟疾[30]。Mosquirix® （RTS，S / AS01）是第一种针对恶性疟原虫的疟疾疫苗。RTS，S / AS01的疫苗组分包括重组恶性疟原虫环子孢子蛋白（RTS）、乙型肝炎表面抗原（S）和 AS01E。相关研究表明使用含有 MPL 的 AS01E 系统作为佐剂，显著降低了疟疾感染率。RTS，S / AS01 诱导抗环子孢子抗体和环子孢子特异性 CD4+ T 细胞[31-33]。在 RTS，S / AS01 对 6-12 周龄的婴儿和儿童的 III 期研究中，接种 3 次后临床疟疾发病率降低了 26%，第四次接种后降低了 39%[34]。

MPL®佐剂在预防性免疫方面的临床成功是一项基准成就，它预示着TLR激动剂作为疫苗佐剂的进一步使用。

参考文献

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