二代噬菌体展示淘选PD-1结合肽及其模拟位点分析.docx资源-CSDN文库

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PD-1 是程序性细胞死亡受体 1(programmed cell death protein 1, CD279)的英文简写；

而 PD-L1(programmed cell death 1 ligand 1, CD274)则是该受体的一型配体。PD-1 属 CD28

家族，主要表达在 T 细胞上。PD-L1 属于 B7 家族，在黑色素瘤等几十种人类肿瘤组织及

肿瘤细胞上高表达。文献[1- 2]的研究表明，阻断 PD-1/PD-L1 信号通路可激活肿瘤抗原特

异性 T 细胞，对于恶性肿瘤具有较好的治疗作用。因此，PD-1 和 PD-L1 成为了目前肿瘤

免疫治疗的热门靶点，在国内外掀起了 PD-1/PD-L1 通路抑制剂研发的热潮。

迄今为止，针对 PD-1 靶点的抗体药物纳武单抗(nivolumab)、帕姆单抗

(pembrolizumab)和西米普利单抗(cemiplimab)以及针对 PD-L1 靶点的抗体药物阿替利珠单抗

(atezolizumab)、阿维鲁单抗(avelumab)和度伐利尤单抗(durvalumab)已获得美国食品药品监

督管理局(FDA)批准上市

[3-7]

，还有许多其他抗体药物正处于临床试验阶段

[8]

。前期研究表

明，虽然阻断 PD-1/PD-L1 通路的抗体药物对于癌症有一定的治疗效果

[9]

，但存在个体差异

大(只对大约 20%的患者产生持久反应

[10]

)、易引发不恰当的免疫反应

[11]

等问题。此外，治

疗性抗体开发难度大，生产成本较高

[12]

，同时抗体疗法本身存在一些固有的缺陷，如器官

或肿瘤渗透性差、口服生物利用度差等。相较于抗体药物，多肽药物在分子质量水平上与

小分子化学药物相近，在生物活性上与蛋白质药物相近，集蛋白质药物与传统化学药物的

优点于一身。此外，多肽药物分子还拥有结构小、易改造、易合成等优点。但是，多肽稳

定性差、半衰期短，这成为了多肽开发成药物得到应用的重大限制。但目前已有多种长效

多肽药物方法如改变构型、化学修饰和融合蛋白技术等可用来延长多肽药物在体内的半衰

期

[13]

，因此，有望开发出治疗恶性肿瘤的多肽药物。

高内涵和高通量的表面展示技术(surface display)是一种常用的筛选多肽配体的方法，

其中的噬菌体展示技术(phage display)

[14]

在筛选候选多肽方面具有耗时少、操作简单等优

势。在噬菌体展示淘选实验中，先将蛋白质等靶标(target)

[15-16]

固定，与噬菌体展示文库一

起温育，经过几轮选择和增殖的生物淘选(biopanning)

[17]

，得到与靶标特异性结合的噬菌

体，最终通过测序确定展示的外源多肽序列。在传统的噬菌体展示实验中，经过几轮生物

淘选后，随机挑选出几十或几百个噬菌体克隆进行第一代 DNA 测序。由于噬菌体展示文

库的多样性，低通量的第一代 DNA 测序仅分析了库容的九牛一毛(<0.01％)。近 10 年间，

高通量测序逐渐应用在噬菌体展示领域，形成的二代噬菌体展示技术(next-generation phage

display, NGPD)可一次性分析几百万条序列，保留了文库的原始多样性，并能淘选出代表性

不足的克隆，这些克隆在传统噬菌体展示淘选实验中大多丢失

[18-20]

。而采用二代噬菌体展

示技术筛选靶标特异性结合肽，需要的淘选实验轮数更少，可加快发现与开发多肽配体的

节奏。此外，二代噬菌体展示技术还能有效抑制靶标无关肽出现在最终的淘选结果中

[21]

。

目前，已报道了一些借助传统噬菌体展示淘选得到的阻断 PD-1/PD-L1 相互作用的 PD-1 结

合肽与 PD-L1 结合肽

[11, 22-25]

。然而，通过检索生物淘选数据库 BDB

[26-27]

，发现还未有研究

者采用二代噬菌体展示技术淘选 PD-1 结合肽。

本研究为了获得更多新型的 PD-1 结合肽，采用重组人 PD-1 蛋白为靶标，分别淘选

Ph.D.-7 和 Ph.D.-12 噬菌体展示文库，获得了 400 条潜在的 PD-1 结合肽。然后，对获得的

PD-1 结合肽数据集进行了聚类分析、氨基酸组成与基于位置的氨基酸偏好性分析，发现了

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