23F血清型肺炎鏈球菌和艱難梭菌相關(guān)多糖抗原的寡糖類似物合成研究.pdf

1、糖類化合物是地球上結(jié)構(gòu)最為豐富的一類有機(jī)物質(zhì)，廣泛地分布于自然界各種動(dòng)植物以及微生物中，與核酸、蛋白質(zhì)一起并稱為生命體三大基本物質(zhì)。糖通常與蛋白質(zhì)或脂類物質(zhì)綴合，以糖蛋白或糖脂等糖綴合物的形式存在。糖類化合物作為生命體所必需的物質(zhì)，在生物合成、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞黏附等生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要的作用，與疾病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。
　　目前，臨床上治療細(xì)菌感染的方式主要是使用抗菌藥物，特別是抗生素。但隨著抗生素及抗菌藥物的長期使用和不合理應(yīng)用

2、，細(xì)菌耐藥性問題已變得日益突出。為尋找和發(fā)展新的治療和預(yù)防方法，疫苗作為一種預(yù)防細(xì)菌感染的重要手段以及控制耐藥菌擴(kuò)散的重要措施之一，開始備受人們的重視。
　　長期的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞表面被一層糖質(zhì)所覆蓋，被稱作細(xì)胞糖萼。糖類分子作為細(xì)菌表面結(jié)構(gòu)的重要組成物質(zhì)，在細(xì)菌的生存、生長、感染、致病及宿主免疫反應(yīng)過程中都發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，細(xì)菌細(xì)胞表面的糖類分子暴露在細(xì)胞表面，并具有高度的保守性和一定的免疫原性，因此成為了疫苗研制的理想靶

3、標(biāo)抗原。
　　然而，糖類物質(zhì)的免疫原性通常較弱，且不能刺激T細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答，只能與B細(xì)胞作用誘導(dǎo)出較弱的免疫應(yīng)答反應(yīng)，且不具有免疫記憶效應(yīng)。這些問題嚴(yán)重阻礙了以細(xì)菌表面多糖為靶標(biāo)抗原的糖疫苗的研發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，上述一些問題得到了有效的解決。例如，研究發(fā)現(xiàn)將多糖分子與具有較強(qiáng)免疫原性的蛋白進(jìn)行共價(jià)鏈接所得到的糖綴合物，能刺激機(jī)體產(chǎn)生T細(xì)胞依賴的免疫反應(yīng)，從而發(fā)揮良好的免疫效果。目前臨床上使用的糖類疫苗多為多糖蛋

4、白綴合物疫苗。
　　目前用于制備糖綴合物疫苗的糖分子大多是從細(xì)菌的細(xì)胞提取獲得的。其結(jié)構(gòu)的微觀不均一性和雜質(zhì)的不確定性為糖類綴合物疫苗的構(gòu)效關(guān)系研究、質(zhì)量控制和安全性研究都帶來了困難。此外，天然多糖往往需要通過化學(xué)降解方法活化之后，才能與載體分子結(jié)合，這進(jìn)一步提高了用于制備糖綴合疫苗的糖分子的結(jié)構(gòu)不均一性。為克服上述問題，化學(xué)合成法已成為一種獲得糖抗原的有效途徑。本論文對(duì)23F血清型肺炎鏈球菌莢膜多糖和艱難梭菌細(xì)胞表面磷酸酯多糖L

5、TA重復(fù)單元及其衍生物進(jìn)行了設(shè)計(jì)與合成，以便進(jìn)一步研究這些多糖的結(jié)構(gòu)-免疫學(xué)活性之間的關(guān)系，以利于寡糖綴合疫苗的研發(fā)。論文主要包括以下三部分內(nèi)容:
　　一、首先簡要介紹了肺炎鏈球菌和艱難梭菌的流行病學(xué)研究、診斷、治療和疫苗研發(fā)的現(xiàn)狀，并對(duì)它們細(xì)胞表面多糖重復(fù)單元的具體化學(xué)結(jié)構(gòu)以及其重復(fù)單元的衍生物的合成與性能研究工作進(jìn)行了詳細(xì)的綜述。
　　二、23F血清型肺炎鏈球菌莢膜多糖生物學(xué)重復(fù)單元的3-氨基丙基寡糖苷的化學(xué)合成。目標(biāo)化

6、合物SP-2由一個(gè)分支四糖和一個(gè)磷酸甘油側(cè)鏈組成。首先，我們應(yīng)用連續(xù)糖苷化法策略構(gòu)建得到了重要四糖中間體SP-5，即:以SP-6作為受體，依次與單糖供體SP-7、SP-8和SP-9進(jìn)行糖基化反應(yīng)，從而構(gòu)建得到四糖骨架。在四糖SP-5的合成過程中，分子內(nèi)的β-鼠李糖苷鍵的構(gòu)建是通過2-甲基萘基(NAP)參與的分子內(nèi)糖苷配基轉(zhuǎn)移反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的;同時(shí)利用苯甲酰基在糖基化過程中的鄰基參與作用來實(shí)現(xiàn)1，2-trans糖苷鍵的高效構(gòu)鍵。接著，我們又應(yīng)

7、用亞磷酸三酯法將磷酸甘油側(cè)鏈SP-4鏈接到四糖骨架SP-5上，得到全保護(hù)四糖SP-3。最后，脫除SP-3分子內(nèi)的芐基和芐叉基，并將疊氮基還原為氨基，得到目標(biāo)產(chǎn)物SP-2。目標(biāo)化合物SP-2的還原端基上含有一個(gè)游離氨基，為后續(xù)基于SP-2糖綴合物制備及生物學(xué)研究提供了便利。
　　三、艱難梭菌細(xì)胞表面磷酸酯多糖脂磷壁酸(LTA)衍生物的化學(xué)合成。基于艱難梭菌細(xì)胞表面磷酸酯多糖LTA的具體結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)了[2+3]和[2+2+3]的合成

8、策略來高效地構(gòu)建兩個(gè)LTA目標(biāo)衍生物，即LTA五糖CD-1和七糖CD-2。其中，重復(fù)單元二糖CD-5和CD-6中α-氨基葡萄糖苷鍵都是通過使用2-疊氮基取代的葡萄糖胺三氯乙酰亞胺酯作為供體與相應(yīng)的受體反應(yīng)得到;而在還原端三糖CD-7的合成中，分別嘗試了連續(xù)糖苷化法和預(yù)活化一鍋法來合成CD-7，其分子內(nèi)的β-糖苷鍵是通過苯甲?；泥徎鶇⑴c作用實(shí)現(xiàn)的。目標(biāo)分子中不同寡糖模塊間的磷酸二酯鍵的構(gòu)建是經(jīng)由H-膦酸酯法實(shí)現(xiàn)的。同樣，目標(biāo)化合物CD-