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Antibodies | 抗体N-糖基化在感染和治疗中的生物学效应

Antibodies | 抗体N-糖基化在感染和治疗中的生物学效应
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本文系统总结了抗体N-糖基化在感染和疫苗响应中的作用,以及其对效应功能、补体激活和病原体中和的影响,具有重要的转化应用价值。

 

文献概述

本文《抗体N-糖基化在感染和治疗中的生物学效应》,发表于Antibodies杂志,回顾并总结了抗体N-糖基化在免疫应答中的作用,特别是在感染性疾病和疫苗诱导免疫中的动态变化。文章还探讨了不同抗体类别(IgG、IgA、IgM、IgE)的N-糖基化修饰及其对抗体功能(如ADCC、补体激活、中和病原体)的影响。此外,文章指出N-糖基化谱可用于评估感染阶段和严重程度,并在治疗性单克隆抗体的药代动力学和安全性中具有重要意义。

背景知识

抗体是适应性免疫系统的重要效应分子,通过其Fab片段特异性识别抗原,而Fc片段通过与Fc受体结合或补体系统参与效应功能。N-糖基化是抗体的重要翻译后修饰,主要发生在Fc片段的天冬酰胺297位点(Asn297),影响抗体的结构、稳定性及与效应分子的相互作用。在感染或疫苗响应中,抗体的N-糖基化谱可发生动态变化,如低岩藻糖基化、高唾液酸化或半乳糖基化,这些变化可影响抗体介导的免疫反应强度和类型。例如,在SARS-CoV-2、结核病、流感和登革热等感染中,抗体的糖基化修饰与疾病严重程度相关,而疫苗接种后则可观察到特定糖基化模式的改变。此外,N-糖基化对抗体治疗特性(如半衰期、效应功能、安全性)也具有重要影响。这些发现为感染免疫调控、疫苗开发及单抗治疗提供了新的分子机制和潜在生物标志物。

 

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研究方法与实验

文章系统综述了IgG、IgA、IgM、IgD和IgE抗体的N-糖基化位点及其功能影响。例如,IgG的N-糖基化主要发生在Fc的Asn297位点,部分IgG3也可在Asn392糖基化。通过分析不同感染模型(如结核病、SARS-CoV-2、HIV、登革热等)及疫苗响应模型,作者总结了N-糖基化谱在疾病进程中的动态变化,并探讨了这些变化如何影响抗体功能(如ADCC、补体激活、病原体中和等)。此外,文章还分析了N-糖基化对单克隆抗体药代动力学和安全性的调控作用。

关键结论与观点

  • IgG抗体的N-糖基化在感染或疫苗响应中发生动态变化,例如低岩藻糖基化可增强FcγRIII结合,促进ADCC,而高唾液酸化可降低炎症反应,促进免疫耐受。
  • IgA抗体的N-糖基化影响其与FcαR1的相互作用,并且唾液酸化水平与IgA介导的促炎或抗炎作用相关。
  • IgM的N-糖基化修饰可影响其与B细胞受体的相互作用及补体激活能力,在感染(如SARS-CoV-2)中呈现特定的修饰模式。
  • 在结核病和病毒感染(如HIV、SARS-CoV-2)中,抗体的N-糖基化谱可作为感染阶段和严重程度的潜在生物标志物。
  • 疫苗接种后,抗体的N-糖基化谱发生特异性变化,如唾液酸化和岩藻糖化增加,影响抗体效应功能。
  • N-糖基化对抗体药代动力学和治疗安全性有显著影响,例如低岩藻糖化mAb可能具有更强的效应细胞激活能力,但也可能增加炎症反应。


研究意义与展望

抗体N-糖基化谱的动态调控为感染免疫学和疫苗研究提供了新的分子机制,也为单克隆抗体治疗优化提供了理论依据。未来研究可进一步探索糖基化修饰如何影响个体免疫应答异质性,以及是否可通过调控糖基化酶活性优化治疗性抗体功能。此外,利用动物模型或细胞模型研究抗体糖基化变化对免疫应答和病理反应的调控作用,将有助于开发更有效的免疫治疗策略。

 

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结语

本文全面回顾了抗体N-糖基化在感染和治疗中的作用,强调其在免疫效应功能、补体激活、病原体中和及疫苗诱导免疫中的重要性。IgG、IgA、IjM等抗体的糖基化修饰具有类别特异性,并且在不同感染或免疫刺激下呈现可变模式,可能反映疾病阶段或免疫状态。这些发现不仅深化了我们对抗体功能调控机制的理解,也为单克隆抗体工程改造和疫苗开发提供了新的生物标志物及干预靶点。未来,针对糖基化酶(如FUT8、ST6GAL1、GnT-III)的调控,或可优化治疗性抗体的活性与安全性,从而提升其在肿瘤免疫治疗、自身免疫疾病和感染性疾病中的应用价值。

 

文献来源:
Jessica Castañeda-Casimiro, Luis Vallejo-Castillo, Eliud S Peregrino, Isabel Wong-Baeza, and Jeanet Serafín-López. N-Glycosylation of Antibodies: Biological Effects During Infections and Therapeutic Applications. Antibodies.
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