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肿瘤相关的糖抗原(TACAs)一般属于T细胞非依赖性抗原,只产生低亲和力的IgM,具有免疫原性差和免疫耐受等缺点。因此,目前抗肿瘤糖疫苗面临的主要挑战是如何克服糖抗原的免疫耐受,增强其免疫原性,使机体产生高亲和力的IgG抗体和免疫记忆,从而达到杀死肿瘤细胞的目的。经典的策略是将糖抗原与载体蛋白缀合来增强其免疫原性,但糖蛋白疫苗有偶联位点不确定、偶联率不稳定、组成成分复杂等缺点。目前研究表明:内源性佐剂如TLR4激动剂MPLA和NKT细胞激动剂KRN7000,可以帮助糖抗原提呈到相应的免疫细胞,从而产生疫苗应答;将其代替载体蛋白,与TACAs糖抗原偶联得到两组分疫苗具有非常好免疫效果。同时,TACAs糖抗原Tn在多种肿瘤细胞中有过量表达,其糖蛋白疫苗正处于临床研究中,具有较好的发展前景。目的:为了克服糖蛋白疫苗自身的缺点,本课题中设计一类含有TLR4和NKT细胞激动剂(MPLA和KRN7000)的Tn三组分疫苗,通过同时激活TLR4和NKT细胞,比单一激活免疫系统,以期产生更强的免疫应答,来克服Tn免疫原性差的弱点。同时我们也合成了 MPLA-Tn、KRN7000-Tn二组分疫苗,为详细地研究其免疫活性与结构的关系及进一步Tn疫苗合理设计提供物质基础。方法:KRN7000构建砌块的合成:以D-半乳糖为起始原料进行乙酰化,对甲苯硫酚选择性保护O-1位;脱去所有的乙酰基,苯甲醛醛二甲缩醛选择性保护C-4位与C-6位羟基,苄基保护C-2位与C-3位羟基;还原成羟基的O-6位,被叠氮化钠取代得到得到糖基化供体;与植物鞘氨醇受体4糖苷化得到未脱保护的KRN7000;叠氮被还原成氨基,与己二酸酐反应得到6-位修饰的KRN7000砌块。Tn糖抗原砌块的合成:以D-氨基半乳糖盐酸盐为起始原料,O-2位变叠氮,O-1位、O-3位、O-4位与O-6位全乙酰化;脱掉O-1位的乙酰基,用三氯乙腈活化C-1位羟基得到糖基化供体;与带有炔基的苏氨酸受体糖基化,C-2位的叠氮还原成氨基并乙酰话,脱去芴甲氧羰酰基(Fmoc)得到Tn糖抗原砌块。MPLA构建砌块的合成:乙酸酐取代化合物24的C-3位羟基得到糖基化供体;对化合物24的C-3位羟基进行溴苄保护,叠氮乙醇取代C-1位的对甲苯硫基,选择性还原6-位羟基得到糖基化受体;糖基化反应得到二糖,脱去O-2位与O-2’位的邻苯二甲酰基以及O-3’位的乙酰基,接上自制的脂肪酸链、选择性断开O-4位并接上磷酸基团得到MPLA构建砌块。MPLA-Tn-KRN7000三组分糖抗原抗肿瘤疫苗的偶合:KRN7000砌块与Tn糖抗原砌块经过酯化反应,脱去保护基团三甲基硅烷(TBS)与乙酰基得到带有炔基的砌块Tn-KRN7000;在碘化亚铜(CuI)与N,N-二异丙基乙胺(DIEA)的催化下砌块Tn-KRN7000的炔基与MPLA砌块上的叠氮通过经典的点击反应(Click反应)偶合得到MPLA-Tn-KRN7000三组分糖抗原抗肿瘤疫苗。二组分糖抗原抗肿瘤疫苗的偶合:Linker2通过经典的偶联反应(点击反应)偶联Tn砌块与1-位修饰的MPLA砌块得到MPLA-Tn二组分糖抗原抗肿瘤疫苗;偶联Tn砌块与KRN7000砌块得到KRN7000-Tn二组分糖抗原抗肿瘤疫苗。初步活性评价:对三个化合物进行初步的免疫活性研究,将三个化合物分别对小鼠进行1、14天、21天、28天进行免疫,对第21天采血样并测量其IgG抗体的滴度。结果与结论:通过化学方法合成了 MPLA、Tn与KRN7000三个砌块;经过39步反应成功合成了 MPLA-Tn-KRN7000三组分糖抗原抗肿瘤疫苗,同时合成MPLA-Tn与KRN7000-Tn二组分糖抗原抗肿瘤疫苗作为阳性对照;目标产物化合物的结构通过核磁共振技术、高分辨质谱等方法确定;通过全合成的方法合成糖疫苗具有合成路线清晰、产物质量稳定可控的优点。初步免疫研究表明,MPLA-Tn-KRN7000三组分疫苗诱导的IgG滴度显著高于MPLA-Tn或KRN7000-Tn二组分疫苗;证明MPLA-Tn-KRN7000三组分疫苗的双重佐剂的设计能有效提高Tn糖抗原的免疫原性,佐剂MPLA和KRN7000在Tn抗原的特异性免疫中具有协同作用,能克服糖抗原免疫性弱和易产生免疫耐受性的缺点。