自身免疫病疫苗newPPT課件

1 自身免疫病疫苗 Autoimmunediseasesvaccine InstituteforImmunobiologyDepartmentofImmunologyCenterforGeneImmunizationandVaccineResearchFudanUniversity洪曉武 021 54237362xiaowuhong Shanghai China 2 概述自身免疫病及其發(fā)病機理自身免疫病疫苗展望 自身免疫病疫苗 3 NewvaccinedevelopmentNewvaccinesagainstinfectiousdiseasesDevelopmentofDNAvaccinesDevelopmentoftherapeuticvaccinesAdvancesincurrentvaccinesStreptococcuspneumoniae InfluenzavirusNewvaccinesagainstnon infectiousdiseasesCancerAutoimmunediseasesNewvaccinedeliverytechnology 4 Principleofdeliveringvaccinesinedibleplants Agenefromahumanpathogenisinsertedintoabacteriumthatinfectsplants A Thebacteriumtheninfectsculturedleafsegmentsoftheselectedfoodplant B whichsproutintowholeplantscontainingthehumanpathogengene C Oncetheplantiseaten ittriggersanimmuneresponsetothepathogen Newvaccinedeliverytechnology 5 一 自身免疫病的基本概念 自身免疫 autoimmunity 機體免疫系統(tǒng)對自身成分發(fā)生免疫應(yīng)答 產(chǎn)生自身抗體或自身反應(yīng)性T淋巴細胞的現(xiàn)象 自身免疫病 autoimmunedisease AID 若自身耐受機制遭破壞 自身免疫應(yīng)答的質(zhì)或 和量發(fā)生異常 則自身抗體和自身反應(yīng)性淋巴細胞可攻擊并破壞自身組織細胞 機體出現(xiàn)病理改變和相應(yīng)臨床表現(xiàn) 自身免疫病 6 基本特征 1 可測到高效價的自身抗體和 或 自身應(yīng)答性T細胞 2 自身抗體或應(yīng)答T細胞 作用于自身組織細胞 造成損傷或功能障礙 3 可復制出相似的動物模型 用患者血清或致敏淋巴細胞可使疾病被動轉(zhuǎn)移等 4 病情轉(zhuǎn)歸與自身免疫應(yīng)答強度密切相關(guān) 5 反復發(fā)作和慢性遷延 6 有遺傳傾向 7 部分自身免疫性疾病易發(fā)生于女性 其中 第1 第2條不可缺少 7 自身免疫性疾病的分類 器官特異性糖尿病 多發(fā)性硬化癥器官非特異性系統(tǒng)性紅斑狼瘡 類風濕性關(guān)節(jié)炎 8 自身免疫病自身抗原器官特異性自身免疫病 慢性甲狀腺炎甲狀腺球蛋白 微粒體 細胞膜表面抗原 第二膠質(zhì)抗原 CA2 毒性彌漫性甲狀腺腫 Graves病 甲狀腺細胞表面TSH受體原發(fā)性腎上腺皮質(zhì)萎縮 Addison病 腎上腺細胞惡性貧血胃壁細胞 內(nèi)因子慢性潰瘍性結(jié)腸炎結(jié)腸上皮細胞男性自了性不育癥精子青少年型胰島素依賴性糖尿病胰島細胞伴共濟失調(diào) 毛細血管擴張的胰島素受體胰島素低抗型糖尿病重癥肌無力乙酰膽堿受體自身免疫性溶血性貧血紅細胞特發(fā)性血小板減少性紫癜血小板干燥綜合征 Sjogrenssyndrome 唾液腺管 細胞核 甲狀腺球蛋白非器官特異性自身免疫病 類風濕關(guān)節(jié)炎變性IgG系統(tǒng)紅斑狼瘡核成分 DNA DNA 核蛋白 RNA Sm抗原 紅細胞 血小板 細胞漿成分 線粒體 微粒體 9 自身免疫病舉例 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 SLE 類風濕關(guān)節(jié)炎 RA I型糖尿病 IDDM 多發(fā)性硬化 MS 強直性脊椎炎 AS 10 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 SLE 東方人和黑人育齡婦女常見 多克隆淋巴細胞非特異活化抗體介導的損傷 發(fā)病特征 關(guān)節(jié)疼痛 面部蝶形紅斑 血尿 蛋白尿 白細胞貧血 血液中含大量自身抗原和抗原 抗體復合物 免疫病理由抗原 抗體復合物沉積于關(guān)節(jié) 腎小球基底膜致炎癥 11 12 SystemicLupusErythematosus SLE ischaracterizedbyfever weakness arthritis skinrashes seefigureatleft pleurisy andkidneydysfunction AffectedindividualsmayproduceautoantibodiestoarangeoftissueantigenssuchasDNA histones RBCs platelets leukocytes andclottingfactors SLEtypicallyappearsinwomenbetween20and40yearsofagewithafemale maleratioof10 1 AnexampleofcomplicationsarisingfromSLEiswhenimmunecomplexesofautoantibodiesandvariousnuclearantigensaredepositedalongthewallsofsmallbloodvessels Thisdepositionactivatesthecomplementsystem resultinginglomerulonephritisanddamagetotheblood vesselwall vasculitis Thisbloodvesseldamagecanleadtowidespreadtissuedamage 13 類風濕關(guān)節(jié)炎 RA 1 人口發(fā)病 發(fā)病年齡40 50歲女性發(fā)病率為男性3倍60 80 攜帶HLA DR4基因 發(fā)病特征 慢性進行性關(guān)節(jié)滑膜 軟骨壞損 血液中含高水平RF因子 抗自體IgG的IgM抗體 早期關(guān)節(jié)腫脹 疼痛 晚期關(guān)節(jié)變形 失去功能 14 類風濕關(guān)節(jié)炎 RA 是一類嚴重的自身免疫病 患者關(guān)節(jié)滑囊被破壞 使手指僵硬變形 15 I型糖尿病 IDDM 缺乏胰島素造成糖代謝紊亂和血糖濃度增高 發(fā)病年齡11 12歲遺傳幾率高達25 發(fā)病特征 多飲食 多尿 體重下降 尿酮過多 乏力 視力下降 自身免疫反應(yīng)損傷胰島b細胞 患者依賴外源注射胰島素來維持葡萄糖代謝 16 多發(fā)性硬化 RA 慢性進行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病 T淋巴細胞介導的自身免疫病 發(fā)病可能與麻疹病毒慢性潛伏感染有關(guān) 發(fā)病特征 重復出現(xiàn)視覺 運動 觸覺等神經(jīng)功能的短暫喪失 大腦切片顯示多處白斑 白斑內(nèi)浸潤大量T B淋巴細胞和巨嗜細胞 17 強直性脊椎炎 AS 脊椎關(guān)節(jié)的慢性進行性炎癥 發(fā)病率1 患者90 以上攜帶HLA B27基因 男 女發(fā)病比例為9 1 發(fā)病特征 脊椎慢性炎癥 最終脊椎關(guān)節(jié)完全融合 不能靈活彎曲 血液中無RF因子 慢性炎癥細胞浸潤脊椎關(guān)節(jié) 骶骼關(guān)節(jié) 肌腱骨膜附著處 18 免疫耐受 immunologicaltolerance 是指機體免疫系統(tǒng)接觸抗原后導致的特異性免疫無應(yīng)答性和低應(yīng)答性 淋巴細胞識別抗原后的兩種后果 1 淋巴細胞識別抗原后發(fā)生特異性的免疫應(yīng)答 免疫原2 免疫耐受性的形成 耐受原免疫系統(tǒng) 自我識別 識別自我與非我 自身耐受 二 免疫耐受機制 19 1 中樞耐受1 T細胞克隆在胸腺中的缺失 陰性選擇 2 B細胞克隆缺失2 外周耐受1 克隆無能或免疫忽視2 免疫抑制細胞的作用3 免疫隔離部位的抗原在生理條件下不致免疫應(yīng)答 20 天然免疫耐受 異卵雙生小牛共用胎盤 21 1957年Burnet Theclonalselectionhypothesis Duringitsnormalcourseofdevelopment eachlymphocyteprogenitorisabletogiverisetomanylymphocytes eachbearingadistinctantigenreceptor Manylymphocyteswithreceptorsthatbindubiquitousselfantigensareeliminatedearlyindevelopmentbeforetheybecomeabletorespond assuringtolerancetosuchselfantigens Whenantigeninteractswiththereceptoronamaturelymphocyte thatcellsisactivatedtobecomeablastcell lymphoblast andthenstartstodivide Itgivesrisetoacloneofidenticalprogeny allofwhosereceptorsbindthesameantigen Antigenspecificityisthusmaintainedastheprogenyproliferateanddifferentiateintoeffectorcells Onceantigeniseliminatedbytheseeffectorcells theimmuneresponseceases 22 中樞耐受 T細胞及B細胞分別在胸腺及骨髓微環(huán)境中發(fā)育 此間進行陰性選擇 啟動細胞凋亡 致克隆消除 減少生后自身免疫病的發(fā)生 23 中樞免疫耐受 陰性選擇 24 1 中樞耐受對自身抗原形成的耐受1 T細胞克隆在胸腺中的缺失 陰性選擇 Kappler 中樞器官I E 小鼠表達Vb17aTcell外周器官I E 小鼠不表達Vb17aTcell外周器官I E 小鼠表達Vb17aTcellVb17aTcell識別I E復合體的自身抗原后被清除2 B細胞克隆缺失 25 NegativeselectionofBcellsinbonemarrow 胸腺和骨髓克隆消除 普遍表達的自身抗原外周器官的組織特異性抗原 26 2 外周耐受1 克隆無能 clonalanergy 或免疫忽視 immunologicalignorance 自身應(yīng)答T細胞克隆與相應(yīng)組織特異抗原并存 正常情況下 不導致自身免疫病 因感染 病原體與自身抗原的分子模擬作用 使APC活化 產(chǎn)生效應(yīng)T細胞 27 1 T細胞無能反應(yīng)1 缺乏第二信號CostimulatorCD28 B7或信號弱2 增殖活化信號傳遞受阻 28 2 B細胞克隆無能反應(yīng)1 膜免疫球蛋白表達的抑制Nossal克隆流產(chǎn)成熟Bcell SmIg內(nèi)吞重新表達未成熟Bcell SmIg內(nèi)吞不表達 特異性耐受細胞不死亡 抗原受體永久消失 8 24h 29 2 功能性無反應(yīng)性 含有多重相同結(jié)構(gòu)表位的Ag 多糖物質(zhì) 作為致耐原交聯(lián)而不遞呈 2 B細胞克隆無能反應(yīng) 30 免疫耐受小鼠 淋巴細胞 正常小鼠 另一小鼠 取皮膚移植 存活 如耐受血液中除去淋巴細胞 則沒有免疫耐受發(fā)生 2 免疫抑制細胞的作用 Gershon首先發(fā)現(xiàn)Ts 31 3 免疫隔離部位的抗原在生理條件下不致免疫應(yīng)答1 生理屏障腦 眼前房 胎盤2 抑制性細胞因子TGF inhibitTh2IL 4 IL 10inhibitTh1 32 三 自身免疫病的致病因素及機制 誘發(fā)自身免疫異常的環(huán)境因素自身抗原出現(xiàn)1 分子模擬 molecularmimicry 2 表位擴展 epitopespreading 3 自身抗原性質(zhì)改變4 隱蔽抗原釋放免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)異常個體自身免疫相關(guān)的遺傳因素 33 自身免疫性疾病的致病相關(guān)因素1 自身抗原的改變或與自身抗原有關(guān)引起自身免疫病的抗原一 隱蔽抗原的釋放 晶狀體 精子 甲狀腺 未在胚胎期與免疫系統(tǒng)接觸 淋巴細胞克隆存在手術(shù) 外傷或感染輸精管結(jié)扎 自身免疫性睪丸炎眼外傷 自身免疫性交感性眼炎 34 二 自身抗原發(fā)生改變Ag變性代謝改變遺傳結(jié)構(gòu)改變致Ag表達改變藥物影響a 甲基多巴 RBC膜上e抗原抗RBCAb自身溶血性貧血肼苯噠嗪 改變核成分抗核AbSLE樣綜合癥病毒感染 整合DNA抗自身Ab 干擾FasL表達 T B增生變性的IgG 抗IgGFc抗體 自身抗體 35 三 交叉抗原的作用 A型乙型溶血性鏈球菌人心肌Ag12型溶血性鏈球菌腎小球基底膜大腸桿菌O14型結(jié)腸抗原四 分子模擬作用 病原體氨基酸序列和人的多肽序列相同 36 HSP60已知自身自身抗原相似有關(guān)疾病區(qū)域抗原區(qū)域程度 1 17髓過氧化物酶594 61060腎小球腎炎7 21細胞色素P450359 37264慢性活動性肝炎65 75甲狀腺球蛋白393 40358慢性甲狀腺炎86 100肌凝蛋白重鏈516 53062柯薩基心肌炎101 123細胞角蛋白83 10558類風濕性關(guān)節(jié)炎108 117DNA 結(jié)合蛋白73 8258SLE468 480乙酰膽堿受體133 14563重癥肌無力 HSP60與人自身抗原相似性 37 五 表位擴展的現(xiàn)象優(yōu)勢決定基 dominantdeterminant 隱蔽決定基 crypticdeterminant T細胞或B細胞在免疫應(yīng)答的早期對個別表位的應(yīng)答發(fā)展到對其它表位的應(yīng)答 從單克隆或寡克隆T B細胞被活化 擴展到多個克隆被活化 1 T細胞表位擴展 實驗性自身免疫性腦脊髓膜炎 EAE 髓鞘堿性蛋白MBP或蛋白脂蛋白PLPMBP顯性表位Ac1 11 84 104為次顯性表位PLP顯性表位139 151 178 191 249 173為次顯性表位 38 PLP139 151 SJL J小鼠 R EAE脾細胞1 對PLP139 151強烈增生2 對PLP178 191強烈增生 分子內(nèi)擴展MBP84 104 SJL J小鼠 R EAE脾細胞對PLP139 151強烈增生 分子間擴展小鼠腦脊髓炎病毒 SJL J小鼠 R EAE脾細胞對MBP強烈增生 病毒表位 內(nèi)源性自身表位 39 2 B細胞表位擴展 系統(tǒng)性紅斑性狼瘡SmB B 八肽 抗八肽 抗nRNP nuclearribonucleoprotein 抗DNA SLE干燥綜合癥的表位擴展 血清中有抗La和Ro自身抗體 重組La 抗LaC片斷 抗LaA片斷 抗LaF片斷重組Ro 抗LaA片斷 40 2 表位擴展的可能機制專職性APC 包括抗原特異性B細胞 與非專職性APC攝取組織碎片 加工處理抗原和呈遞抗原的能力以及協(xié)同刺激分子表達增高 即刺激T細胞能力增強專職性與非專職性APC內(nèi)質(zhì)體的蛋白酶發(fā)生變化 導致裂解肽鏈的位置發(fā)生變化 使原次顯性和陰性表位變成顯性或次顯性表位 因而使耐受性喪失自身反應(yīng)細胞應(yīng)答能力增高 易產(chǎn)生應(yīng)答 例如TCR和粘附分子表達增加 易產(chǎn)生激活在抗原持久刺激下 BCR或TCR親和力經(jīng)抗原選擇后而增高易發(fā)生免疫調(diào)節(jié)紊亂 41 2 免疫調(diào)節(jié)異常一 多克隆刺激劑的旁路活化 微生物或其產(chǎn)物非特異性地直接誘導B細胞產(chǎn)生自身抗體二 MHCII類抗原的異常表達 IFN g IL 1 IL 2 MHCII 三 輔助刺激因子表達異常 增高 B7 42 四 Th比例失調(diào)或功能失衡 Th1功能亢進 IDDM MSTh2功能亢進 抗體介導的自身免疫病如SLE 43 抗凋亡現(xiàn)象 1 凋亡是維持自身穩(wěn)定的重要機制2 自身反應(yīng)性細胞凋亡障礙是自身免疫性疾病發(fā)病的關(guān)鍵因素之一 五 Fas FasL表達異常 44 自身免疫病易感性的遺傳因素 主要組織相容性復合體基因 免疫球蛋白基因 T細胞受體基因 細胞因子基因Th1和Th2不平衡 凋亡基因lpr lprcg gld Y染色體連鎖自身免疫性加速基因Yaa 影響B(tài)細胞粘附因子的表達 低親合力Th與B結(jié)合 Aag 胞質(zhì)酪氨酸磷酸酶基因系統(tǒng)造血和免疫系統(tǒng)異常 45 自身免疫病的組織損傷機制 自身抗體介導 型超敏反應(yīng)自身抗原 抗體復合物介導III型超敏反應(yīng)自身反應(yīng)性T細胞介導IV型超敏反應(yīng) 46 四 自身免疫病的治療 臨床常規(guī)治療對癥治療1 抗炎 阿斯匹林類藥物 糖皮質(zhì)激素2 替代補充 注射胰島素 甲狀腺素3 胸腺切除和血漿置換 去除自身抗體和免疫復合物非特異性免疫抑制治療環(huán)孢素A抑制T細胞特異性免疫治療 1 T細胞疫苗2 拮抗性多肽3 單克隆抗體4 阻斷協(xié)同刺激信號 47 原則及種類 一 口服疫苗1 經(jīng)口耐受性的產(chǎn)生淋巴細胞對抗原誘導的細胞增生和分泌淋巴因子的功能均減弱淋巴因子的功能有質(zhì)的變化增強CD8 T細胞的功能 產(chǎn)生大量T細胞生長因子 TGF 對致病細胞起到對抗作用 48 2 動物及人類自身免疫病的治療II型膠原性關(guān)節(jié)炎實驗性自身免疫性腦脊髓炎 EAE 虹膜睫狀炎 EAU Copdymer合成多肽口服治療MS 49 二 合成性多肽疫苗1 原則 阻止自身反應(yīng)性T細胞的激活研究抗原和鑒定自身與T細胞相互作用的決定簇 以及與其功能相關(guān)的特定氨基酸序列 從而研究出一種與決定簇結(jié)構(gòu)相似但功能完全相反的多肽 防止自身抗原對反應(yīng)性T細胞的激活作用 50 2 方法 抗原競爭一個關(guān)鍵氨基酸的替換仍可能會激活原先的T細胞 但該細胞表達不同的功能3 應(yīng)用 多發(fā)性硬化癥 MS 51 抗原結(jié)構(gòu)改變誘導的免疫抑制 52 新合成的多肽中有相當一部分本身具有免疫反應(yīng)的刺激作用 甚至會誘發(fā)對疾病無益而有害的反應(yīng)誘發(fā)過量細胞因子的生成尋找新的多肽 研制對于不同遺傳背景的病人都有益而無害的肽類制劑仍任重道遠 53 三 T細胞或T細胞受體疫苗1 基本原理 來源于獨特型 抗獨特型理論 即從T細胞庫中選擇自身反應(yīng)性T細胞 滅活后免疫 激發(fā)機體的保護性免疫 調(diào)節(jié)性T細胞 MS MBP PLP等MBP反應(yīng)性的T細胞在MS病人激活1st腦脊液T細胞 PHA刺激 甲醛固定 回輸病人 MBP自身反應(yīng)性T細胞頻率進行性降低 3次接種 自身反應(yīng)性T細胞消除 54 2 免疫調(diào)節(jié)機制 1 抗獨特型T細胞調(diào)節(jié) 2 抗獨特型抗體反應(yīng) 3 免疫偏移3 應(yīng)用 MS和RA的治療及臨床效果4 潛在的限制性因素 1 克隆變化和表位擴展2 來源時間延長 克隆變化 MBP自身反應(yīng)性T細胞重新出現(xiàn)MS潛在的克隆變化和MBP自身反應(yīng)性T細胞的表位擴展 優(yōu)勢地位的自身反應(yīng)性T細胞克隆被去除 其它識別MBP的T細胞克隆取代和恢復對MBP的自身免疫性MBP的作用 寡克隆T細胞 55 T細胞疫苗研究現(xiàn)狀 MS的T細胞疫苗 采用標準SplitWell技術(shù)從外周血和腦脊液 CSF 中篩選對MBP特異的T細胞克隆 刺激指數(shù) 3 擴增 輻射 受者接受3次皮下注射 每次2 4個克隆 間隔2 4個月 所有病人MBP反應(yīng)性T細胞頻率降低 3次后清除 已獲FDA批準 進入II期臨床RA的T細胞疫苗 多種抗原如軟骨抗原 CollageII 熱休克蛋白 HSP65 等與RA有關(guān) 關(guān)節(jié)液 SF 來源的T細胞克隆與疾病有更高的相關(guān)性 56 四 DNA疫苗1 基本原則 1 免疫耐受誘導 降低免疫系統(tǒng)對自身抗原組織的識別2 抑制自身反應(yīng)性T細胞 增強調(diào)節(jié)性T細胞的功能 57 2 從免疫耐受著手的DNA疫苗PLP proteolipidprotein 是髓鞘蛋白質(zhì)中主要的致病抗原之一對EAE易患動物事先免疫編碼PLP的DNA疫苗 則可大大降低免疫動物的致病易患性 58 3 針對免疫調(diào)節(jié)功能的DNA疫苗DNA疫苗 增加調(diào)節(jié)性T細胞的功能對大鼠免疫編碼T細胞抗原受體的DNA疫苗 降低自身免疫病發(fā)生的功效 對大鼠免疫編碼MBP的DNA疫苗成功保護動物免受疾病的攻擊2個或2個以上和疾病有關(guān)的基因連鎖在一起 可構(gòu)建