抗吗啡、海洛因依赖疫苗和抗体的研究进展

2017-10-10 18:03王飞陈哲
医学信息 2017年20期
关键词:海洛因吗啡疫苗

王飞 陈哲

摘要:随着生物学、免疫学的快速发展,对抗吗啡、海洛因等阿片类毒品依赖的治疗和预防进行细胞、分子、基因等多层次的研究越来越多,特别是免疫学领域,包括毒品疫苗、抗体以及抗体酶等方面的研究。本文结合相关文献,就抗吗啡、海洛因依赖疫苗和抗体的研究进展进行综述,为戒毒工作提供一定的参考理论基础。

关键词:吗啡;海洛因;疫苗;抗体

中图分类号:R392 文献标识码:A 文章编号:1006-1959(2017)20-0023-03

Abstract:With the rapid development of biology,immunology,antagonism of morphine,treatment and prevention of opioid drugs such as heroin dependence of cells,molecules,more and more research on gene levels,especially in the field of immunology,including drugs,vaccine,antibody and antibody enzyme research and so on.This article combined with the relevant literature,anti morphine,research progress of heroin dependence vaccines and antibodies were reviewed,providing a theoretical basis for the reference of rehabilitation work.

Key words:Morphine;Heroin;Vaccines;Antibodies

目前,我国毒品滥用人数不断增加,阿片类毒品是当前的主要类型[1]。海洛因等毒品滥用会严重损害吸毒者的身体健康,且对社会和公共卫生造成不良影响,尤其是增加了艾滋病、肝炎等传染性疾病的发生率[2]。尽管我国在戒毒工作中投入了大量的人力、物力,但收效甚微,而且对预防高危人群成瘾尚无有效的医疗手段。面对吸毒人数的增多,对抗吗啡、海洛因依赖疫苗和抗体的研究具有重要的社会意义。以下综述抗吗啡、海洛因依赖疫苗和抗体的研究进展,为目前提高戒毒成功率提供指导意见。

1吗啡疫苗和抗体

由于阿片类毒品基本上都是小分子化合物,通常无免疫原性,需要經过交联或其他途径制备全抗原[3],故通过试验疫苗的制备来生产抗体。研究显示,常见的阿片类毒品与吗啡的基本结构较为相似,所以疫苗和抗体的制备,可以将吗啡样结构作为依据。

1.1吗啡-BSA(牛血清白蛋白)疫苗

吗啡-BSA(牛血清白蛋白)疫苗的研究起于70年代[4]。由于小分子化合物和大分子载体的交联反应比较困难,直到出现高效交联剂后才开始真正的疫苗研究。这种疫苗免疫原性与小分子的大小、组成、形状、静电荷及小分子与载体的节位点等都有一定的关系。随着免疫学的发展,目前交联比率可达到吗啡:BSA=100:1[5]。实验研究显示,吗啡疫苗M-6-S-BSA免疫兔后,吗啡在血液中清除延迟,可能是因为产生了抗原抗体复合物,影响了吗啡的代谢情况[6]。

1.2吗啡抗体

1.2.1吗啡抗体与阿片类物质的结合特性 对于吗啡抗体的制备,目前主要采用吗啡疫苗免疫动物来实现,即通过亲和纯化得到不同亲和性的抗体。目前,吗啡抗体均属于IgG1、IgG2a、IgG3和IgM类型[7]。即使在分子水平或离子水平得到同样的结论,即吗啡抗体均对海洛因、吗啡等阿片类毒品有显著的特异性与亲和性。但是抗体均对纳洛酮、美沙酮等阿片类药物无亲和性。实践证明,阿片类物质与吗啡抗体的亲和力大小与其他受体的亲和力无显著联系[8],但是两者的亲和力关系也存在一定的争议。

NgDS等[9]人研究中使用M-6-S-BSA免疫兔,产生特异性抗体,对比了M-6-S、海洛因、吗啡竞争抑制标记吗啡与抗体结合的能力,结果显示放射配体与受体特异结合减少50%时需要的浓度值分别为0.052、0.10、0.11、0.16、0.50、2.1、80 μmol/L。在离子体实验中也得到基本一致的结果。综合以上研究结果,竞争抗体结合于同系半抗原结构具有一定的关系。N-甲基或取代基是吗啡骨架结构中选择性较高的位置,但是存在一定的识别缺陷。此外,阿片类物质和吗啡抗体的亲和性大小与受体的亲和性大小无显著性关系。

1.2.2吗啡抗体的序列比较和免疫生化 吗啡抗体的序列比较和免疫生化对新型治疗性抗体的研究有重要的指导作用。对比吗啡抗体的重链、轻链的可变区(V区)氨基酸序列,试图研究其机构和抗体多样性、特异性的联系,进一步提供有关抗体结构产生的基因机制。目前,已经测定出若干株吗啡单抗V区的mRNA序列,并推导出相应的V区氨基酸序列[10]。通过生化免疫分析显示这些吗啡单抗的V区(VH,VL)核苷酸序列来源于不同几组的基因家族,其中VL链的同源性相对较高。VH链特别是H3环的多样性可能使吗啡抗体产生不同特异性的原因。部分氨基酸残基例如谷氨酸、酪氨酸等氨基酸残基在抗原抗体结合反应中发挥着重要的作用。此外,反应体系的pH值对吗啡抗体和吗啡分子的结合也具有较大的影响。张国华等[11]人研究中测定比较了11株吗啡单抗V区的序列,结果显示第8、33、35、44、83和76号吗啡单抗的VH区核酸序列可划分为VH-5(7183)家族基因。同时抗体MOR158和MOR180、MOR131和MOR39、MOR83和MOR8、MOR33、MOR35、MOR44、MOR76可能分别来源与相同一克隆的细胞突变体,因为具有相同的VH/VL构成和V(D)J重组形式。通过对吗啡单抗体的结合位点进行分子和生化研究发现,吗啡分子结合抗体对反应体系的pH值有高度依赖性,表明处于结合区域,吗啡电荷阳性或阴性的静电作用具有至关重要的作用。同时表明V区某些环上的氨基酸残基对其亲和性有影响,例如抗体MOR131的H3环上的第99位氨基酸残基(Ala99H)和L链第52位的天冬酰胺残基(Asn52L)。但是当前还缺少相关计算机软件对吗啡抗体的空间结构和吗啡分析或其他阿片类物质和吗啡抗体的结合位点的立体结构进行报道。今后还需要我们不断的研究,进一步阐明抗体的结构以及特异性、亲和性。endprint

1.3独特性抗体

如果采用依赖性物质直接制备抗体存在多方面的潜在危险。所以,采用依赖性物质的模拟结构,可使其保持原有的抗原性,从而通过制备模拟疫苗产生独特型抗体。Kamendulis等[12]研究中使用吗啡抗体IgG免疫兔,产生了抗吗啡IgG独特型抗体,结果发现抗体可阻断吗啡、纳洛酮与受体的结合。同时范学良等[13]研究中指出该抗体能剂量依赖性的一直标记纳洛酮与阿片受体结合,属于非竞争抑制。陈华等[14]人研究中使用4株吗啡单抗的Fab片段免疫兔获得独特型抗体,可逆抑制吗啡结合吗啡抗体和细胞阿片受体。抗独特型抗体和抗吗啡IgG被认为是竞争同一位点的激动/拮抗分子对。所以,基本上可以认为独特型抗体可能是模拟了吗啡的分子结构。但是并没有进一步进行观察独特型抗体再次免疫动物后是否有减少阿片类物质进入中枢的作用。

2海洛因疫苗和抗体

2.1海洛因疫苗和抗体基本与吗啡疫苗和抗体等同

目前,海洛因是阿片类毒品的主要类型,但是海洛因疫苗和抗体的研究较少。因为海洛因与吗啡结构较为相似,即在3,6位上的羟基变为乙酰基,吗啡疫苗制备是将3,6位的羟基碳链与大分子蛋白结合,实验显示无论在分子水平或离子水平,吗啡和海洛因均与吗啡抗体的结合特点基本一致。众多的研究显示,海洛因疫苗和抗体基本与吗啡疫苗和抗体一致。

2.2抗体酶

抗体酶会使海洛因、6-乙酰吗啡、可卡因等被水解失去活性,反应后会降低血清和肝脏海洛因的浓度,从而发挥脱毒作用[16]。所谓的抗体酶是指化学转换中底物的过度态类似物经免疫获得的人工酶,该酶具有化学反应特点。目前,已经分离出的人的特异的宽底物羧酸酯酶,它可催化水解海洛因的3-和6-乙酰基。假设采用合成海洛因水解过渡态类似物的活性部位,免疫动物可能会产生水解海洛因抗体酶。

3 新型实验疫苗研究方向

在免疫学和生化学发展的推动下,对阿片类毒依赖性的治疗研究越来越深入,使治疗方法也越来越多。

目前,多数研究处于动物实验阶段进入临床试验的可卡因疫苗和尼古丁疫苗是可卡因或尼古丁分子与百日咳毒素交联而获的多价疫苗。以上说法提示,阿片毒品疫苗的制备可应用相似的方法制备多价疫苗[17]。如果直接用海洛因、吗啡制备疫苗存在潜在危险因素,采用模拟抗原制备疫苗是当前的主要研究方向。同时可采用计算机分子结构模拟的方法或表位筛选方法等获得模拟多肽,以模拟多肽为基础研制新型模拟疫苗或表位疫苗。此外,可采用模拟表位对应的DNA序列为基础研制基因疫苗。总之,阿片类疫苗和抗体的制备方法有多种,需要不断的研究和试验,总结出更为合适的制备方法。

4问题与展望

近年来,免疫学治疗领域得到前足的发展,与此同时也面临一些困难,自身的给药实验结果表明大剂量药物会超出抗体疗法的能力。个体的差异会使产生的抗体滴度出现不均衡现象,其效果也可能存在差异。当前,免疫学研究的主要方法是靶分子,靶分子是分布于外周血液的濫用型物质,虽然不影响中枢系统的功能,但是无法作用于进入中枢的依赖性物质。部分人们还担心接受疫苗的个体是否被识别或藐视,接种疫苗是否自愿还是强迫等,以上问题和难题都是临床应用面对的问题。对于可卡因免疫学治疗,提倡采用治疗传染病的方式,并将其作为重大的公共卫生问题来对待,让社会和民众接受和使用毒品疫苗和抗体成为可能。

同时阿片类毒品疫苗和抗体在临床使用上还可能遇到一个重要的问题,既使用强效的阿片类镇痛药来缓解术后疼痛或晚期癌痛,这些疫苗或抗体可能会抵抗它们的作用。此时,建议采用其他的镇痛药物或镇痛途径减轻患者疼痛,尤其是晚期癌性疼痛治疗阿片成瘾患者,为了提高患者生活质量,建议不采用毒品疫苗戒毒或者不戒毒。

在药理学、免疫学、分子生物学等学科理论和科学技术的发展下,会有多种形式和太难的毒品疫苗和抗体研发成功,例如表位疫苗、模拟疫苗、基因疫苗、人工抗体等。目前,已经有其他的依赖性物质的疫苗,例如可卡因疫苗、尼古丁疫苗正在进行临床试验,且取得了理想的效果。所以,免疫学治疗毒品依赖性完全是可能的。将来阿片类毒品疫苗和抗体将会有巨大的发展,值得我们期待,我们仍然要坚持不懈的研究,以尽快将毒品疫苗应用于临床。

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编辑/王海静endprint

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