人體的免疫系統,有如身體內駐守的軍隊,可分為先天免疫和後天免疫(也稱為適應性免疫)。當人體入侵了細菌、病毒,會先派出第一線偵查士兵盤查一探究竟,然後先做處置,這就是先天免疫非專一性反應,如巨噬細胞、樹突細胞、自然殺手細胞等。而後天免疫則是當第一線偵查士兵傳回訊號後,通常會有二種反應,一是啟動第二波專一性的攻擊,或者是記住對應交戰過的抗原,產生免疫記憶,當相同抗原再次入侵時,免疫系統即能快速啟動。這些通常由T細胞和B細胞來執行。利用人體免疫的特異性和記憶性,對外來抗原產生專一性的防禦。
在誘發後天免疫反應過程中,「抗原呈獻細胞」在引發T細胞反應,扮演非常關鍵的角色。此種細胞可以在周邊組織中捕獲入侵抗原,然後呈獻給T細胞,啟動T細胞反應,是身體組織和免疫系統之間的聯絡橋樑。而樹突細胞正是一種專業的抗原呈獻細胞,也是吞噬細胞,同時其細胞表面也存在各種免疫球蛋白γ受體(FcγR)。
免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)就是「抗體」,由B細胞分泌產生,長得像一個Y字型的飛彈。抗體的Y型臂區,有可與抗原結合的位置;而Y型的基座區域—稱為Fc區(fragment crystallizable region),可與特定類型的Fc受體或其它免疫分子結合。就如樹突細胞表面上的Fcγ受體,當與抗體Fc區結合,可啟動樹突細胞的免疫反應,如吞噬作用。
然而,道高一尺,魔高一丈;狡猾的病菌通常會發展出一些逃脫免疫攻擊的機制,使我們陷於感染危機。例如:金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)會分泌抑制蛋白(簡稱FLIPr),可與Fcγ受體結合,藉此干擾抗體IgG與Fcγ受體結合,阻擋後續的免疫反應。
不過危機就是轉機,這個讓科學家們頭痛不已的金黃色葡萄球菌逃脫機制,卻讓科學家們有了新的反制策略!國衛院感疫所陳信偉博士研究團隊,受逃脫免疫的FLIPr蛋白的啟發,利用FLIPr能與Fcγ受體結合的特性,設計了一種將抗原與FLIPr融合的連結系統,可將抗原導向到Fcγ受體,進而增加吞噬作用的免疫反應,加速T細胞免疫活性的活化,就如同叫車服務一樣,將特定的乘客專車載到指定的地點。
研究團隊進一步以癌症抗原Survivin蛋白加以驗證。Survivin已知在人體多種的腫瘤中都是過度表達,因此被視為是一個共通性的腫瘤抗原。他們所設計的Survivin-FLIPr融合蛋白研究證實:
- 融合蛋白在不需加入佐劑(註1)的情形下,可以與小鼠和人類樹突細胞的Fcγ受體結合,促進良好的毒殺性T細胞免疫反應;
- 在罹患胸腺癌小鼠中,併用化學療法和Survivin-FLIPr融合蛋白免疫療法,可以增強抗腫瘤反應,抑制腫瘤生長;
- 已存在的抗FLIPr抗體,不會影響Survivin-FLIPr融合蛋白誘發抗腫瘤反應,表示此技術平台可以重複使用不受影響。換句話說,此項技術可以把不同的抗原與FLIPr結合,然後FLIPr可以把融合的抗原導向Fcγ受體,以增加免疫反應。
此項「靶向抗原遞送系統」不僅不需要抗體、也不需要接觸病源、更不需要外加佐劑,可應用在預防型疫苗的開發、癌症免疫治療與藥物傳遞上。
註1:疫苗裡可刺激免疫反應的成分
參考資料:
撰文者/劉盈秀、李岳倫 |圖像、圖片後製/劉盈秀
資料及圖片來源/江貞儀、陳信偉