《BMC Cardiovascular Disorders》:Immunotherapy and vaccine-based approaches for atherosclerosis prevention: a systematic review study
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这篇综述探讨了免疫疗法和疫苗预防动脉粥样硬化的研究进展,为心血管疾病防治提供新思路。
### 动脉粥样硬化疫苗研究的背景与意义
心血管疾病是全球主要的健康问题,动脉粥样硬化(atherosclerosis)作为众多心血管疾病的主要潜在机制,严重威胁人类健康。据统计,2015 年全球约 4.227 亿人受心血管疾病影响,1790 万人因此死亡,预计到 2030 年,这一数字将升至 2360 万。传统的动脉粥样硬化管理策略主要包括生活方式改变和药物治疗,但存在一定局限性。
免疫疗法和疫苗作为新兴的预防策略,受到了广泛关注。疫苗可以刺激免疫系统识别并中和与动脉粥样硬化相关的特定抗原,调节脂蛋白代谢,增强免疫反应,为预防心血管疾病提供了新的方向。
研究方法
本研究遵循 Cochrane 手册和 PRISMA 指南,系统地检索了 PubMed、Scopus、Web of Science、Embase 和 Cochrane 等数据库。检索时间跨度从 1950 年至 2024 年 8 月,使用了包括 “动脉粥样硬化”“心血管疾病” 与 “疫苗”“免疫” 等相关的关键词,并运用布尔运算符和数据库过滤器优化检索。
筛选文献时,将检索到的记录导入 EndNote 软件,去除重复研究后,由两名研究人员独立进行初筛。纳入研究需是关于疫苗或疫苗佐剂预防动脉粥样硬化的研究,涵盖人体、动物样本或细胞培养基的研究;排除治疗动脉粥样硬化的生物制剂研究以及综述、摘要、研讨会报告和海报等。数据提取由两名研究人员独立完成,使用预先设计的 Excel 电子表格,提取内容包括第一作者姓名、研究地点、发表年份、疫苗使用因素、样本类型、干预持续时间和结果总结等。同时,两名研究人员还独立评估了纳入研究的偏倚风险,运用 SYRCLE 的动物研究偏倚风险工具,从选择偏倚、性能偏倚、检测偏倚、损耗偏倚、报告偏倚等方面进行评估,并根据风险水平将研究分为良好、中等、较差质量。
研究结果
通过综合检索技术,共检索到 7890 条记录,去除重复项后,5700 条记录进入初筛,525 条记录进行全文评估,最终 47 项研究被纳入系统评价。这些研究的开展时间在 1989 年至 2024 年之间。动物研究的质量评估结果显示,多数研究质量为中等和较差。
PCSK9 抑制剂
前蛋白转化酶枯草溶菌素 9(PCSK9)抑制剂近年来备受关注,它可以降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平,减少心血管疾病风险。PCSK9 是一种由肝脏产生的血浆蛋白酶,它能与低密度脂蛋白受体(LDLR)的表皮生长因子样重复 A(EGF-A)结构域结合,导致 LDLR 内化并降解,从而使血液中 LDL-C 水平升高。因此,降低 PCSK9 水平或活性可以增加肝脏中 LDLR 的表达,降低 LDL-C 水平,减轻动脉粥样硬化风险。
多项研究对 PCSK9 抑制的不同方法进行了探索。例如,Graham 等人发现 PCSK9 反义寡核苷酸(ASO)能显著降低动物模型的总胆固醇水平,增加肝脏 LDLR 表达;Momtazi-Borojeni 等人评估的纳米脂质体抗 PCSK9 制剂,可在临床前模型中有效诱导 PCSK9 特异性抗体。病毒样颗粒(VLP)疫苗也被用于针对 PCSK9 的研究,它可以抑制 PCSK9 与 LDL-R 的结合,降低总胆固醇和 LDL-C 水平。
此外,单克隆抗体如阿利西尤单抗(alirocumab)和依洛尤单抗(evolocumab),以及基于基因的疗法如 inclisiran,都可作为免疫疗法或靶向干预手段。阿利西尤单抗与高强度他汀联合治疗,能显著降低非梗死相关动脉的平均粥样斑块体积百分比;依洛尤单抗被批准用于成人和 12 岁及以上青少年的纯合子家族性高胆固醇血症治疗;inclisiran 可使心血管风险高且 LDL 胆固醇升高的患者 LDL-C 降低。
靶向氧化低密度脂蛋白(oxLDL)
oxLDL 是动脉粥样硬化发展过程中重要的免疫反应触发抗原。脂蛋白在动脉内膜氧化后被巨噬细胞摄取,形成泡沫细胞,促进动脉粥样硬化进展。同时,oxLDL 会改变载脂蛋白 B-100(apoB-100)的结构,产生新的抗原表位,引发细胞和体液免疫反应。
多项研究表明,增加 oxLDL 特异性自身抗体水平可以增强对心血管疾病的免疫力。Habets 等人的动物研究发现,使用氧化低密度脂蛋白脉冲树突状细胞进行疫苗接种,可使颈动脉病变大小显著减小,斑块稳定性提高;在人体研究中,发现糖尿病患者中 oxLDL/LDL-C 比值与动脉粥样硬化发生率呈正相关;动物研究还显示,鼻腔给予 oxLDL 可通过增加调节性 T 细胞(Tregs)水平、抑制辅助性 T 细胞免疫反应等机制,降低动脉粥样硬化风险。
靶向载脂蛋白 B-100(apoB-100)
apoB-100 是 LDL 蛋白的重要组成部分,它能与氧化修饰的 LDL 产物相互作用,引发免疫系统的识别和攻击。多项动物研究表明,针对 apoB-100 的疫苗或抗体可以减少动脉粥样硬化斑块的发展。例如,Dunér 等人给载脂蛋白 E 基因敲除(apoE (-/-))小鼠注射抗 apoB100 抗体,主动脉粥样硬化斑块发展显著减少;MDA 修饰的 apoB-100 肽免疫动物模型,可使动脉粥样硬化病变面积明显减小。
胆固醇酯转运蛋白(CETP)
CETP 在动脉粥样硬化的发展中具有双重作用。一方面,抑制 CETP 活性可能有助于预防动脉粥样硬化;另一方面,它也可能通过逆向胆固醇转运(RCT)途径促进胆固醇从外周组织清除,抑制动脉粥样硬化发展。
一些动物研究对含 CETP 疫苗预防动脉粥样硬化的效果进行了探索。如 Sugano 等人给兔模型使用抗 CETP 反义寡核苷酸,降低了 CETP mRNA 和总胆固醇水平;Aghebati 等人给兔接种脂质体包裹的 CETP 疫苗(Lip-CETP),主动脉粥样硬化厚度显著降低;还有研究使用包含 CETP C 末端片段 B 细胞表位的 DNA 疫苗、含有 CETP 特定肽段的胶束纳米颗粒疫苗等,均取得了一定的预防动脉粥样硬化效果。
热休克蛋白(HSP)
HSP 衍生的肽可以刺激具有抗炎作用的细胞因子合成,调节免疫反应。不同细菌 HSP 的表位肽在感染诱导的动脉粥样硬化相关自身免疫反应中,可能发挥调节或效应分子的作用。
研究发现,针对 HSP60/HSP65 的疫苗可以恢复对它们的免疫耐受。例如,Joo 等人用牙龈卟啉单胞菌 HSP60 衍生肽 14(Pep14)对小鼠进行鼻腔免疫,显著减少了动脉粥样硬化斑块;其他研究也表明,口服或鼻腔给予 HSP60/HSP65 疫苗可诱导免疫耐受,减轻动脉粥样硬化。
临床试验
在人体研究中,主要有主动和被动两种方法来降低心血管疾病风险。被动接种疫苗旨在产生抗体,降低参与动脉粥样硬化发病机制的因子水平;主动接种疫苗则是增强机体免疫力,减少动脉壁的炎症反应。
流感疫苗是广泛研究的主动免疫方式,多项研究表明其可显著降低某些心血管事件的风险。肺炎球菌疫苗在一些研究中也显示出对心血管疾病的预防作用。近年来,使用 PCSK9 抗体(如依洛尤单抗和 inclisiran)预防动脉粥样硬化的临床试验取得了积极结果,但高昂的成本限制了其广泛应用。
动脉粥样硬化疫苗临床应用面临的挑战
尽管多种疫苗在实验中显示出减少动脉粥样硬化进展的潜力,但从实验到临床应用的转化却较为缓慢。实验研究主要针对动脉粥样硬化早期阶段,而临床患者的病情更为复杂。同时,实验动物与人类的免疫系统存在显著差异,实验动物出生后处于无菌环境,而人类免疫系统因接触多种病原体更为复杂。
基于肽的疫苗面临的一个主要挑战是确保合适的人类白细胞抗原(HLA)II 类分子匹配。为了激活 T 细胞反应,肽必须能够与个体表达的 HLA II 类等位基因结合。理想情况下,需要鉴定多个能结合不同 HLA 分子的肽,测试其临床有效性,并筛选患者的 HLA 类型以选择合适的肽进行疫苗接种。目前可以通过将肽与能强烈结合所有 HLA 分子的蛋白质连接来解决这一问题。
结论与展望
本研究表明,近年来预防动脉粥样硬化的疫苗主要包括主动疫苗和被动疫苗。主动疫苗可降低动脉壁炎症水平,被动疫苗则产生中和导致动脉粥样硬化发展因素的抗体。临床前研究结果大多积极,但临床研究仍非常有限。未来需要设计严谨、样本量大的临床研究来验证临床前研究结果,同时在临床研究设计中要充分考虑临床前研究的局限性。
随着对动脉粥样硬化发病机制和免疫反应的深入理解,以及疫苗技术的不断发展,相信在未来会开发出更有效的疫苗,为全球心血管疾病的预防和控制带来新的希望,为人类健康做出更大贡献。
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