2018年11月1日，清華大學藥學院張永輝教授，清華大學免疫學研究所石彥教授和劉教授團隊在生命科學領域頂刊Cell發表研究論文，題為“The Mevalonate Pathway Is a Druggable Target for Vaccine Adjuvant Discovery"的文章，First發現甲羥戊酸（Mevalonate）通路可作為新型疫苗佐劑的理性設計藥物靶點， 并闡述了具體的分子作用機制。
甲羥戊酸通路（Mevalonate：MVA）是細胞內重要的代謝途徑之一，負責膽固醇及多種生物活性脂質的合成以及小G蛋白的翻譯后異戊烯化修飾，對維持細胞膜結構和功能至關重要。除基礎代謝功能外，MVA通路還在免疫調節和炎癥反應中發揮關鍵作用，與多種自身免疫性疾病和代謝疾病的發生密切相關。甲羥戊酸激酶是甲羥戊酸通路中一個非常重要的激酶，甲羥戊酸激酶的突變會導致一種名為甲羥戊酸激酶缺乏癥的自身免疫疾病。甲羥戊酸激酶缺乏癥的病人會表現出體內發熱等免疫刺激癥狀。基于這一觀察， 清華大學研究團隊提出抑制甲羥戊酸通路刺激免疫應答這一設想。
甲羥戊酸通路是被廣泛研究的代謝通路， 已有他汀類及雙膦酸類藥物（也是巨噬細胞清除劑ClodronateLiposomes包裹的活性成分）被廣泛應用于降膽固醇及抗骨質疏松。受到臨床觀察到中斷甲羥戊酸途徑能夠刺激免疫反應的啟發，我們提出假設認為該途徑可能作為疫苗佐劑發現的可藥物靶點。我們發現，針對甲羥戊酸途徑三種不同酶的脂溶性他汀類藥物和經過合理設計的雙膦酸鹽在小鼠和獼猴中具有強效的佐劑活性。這些抑制劑的作用獨立于傳統的“危險感知"機制。相反，它們通過抑制小GTP酶的戊烯基化，包括抗原呈遞細胞中的Rab5，導致內體成熟受阻、抗原滯留時間延長、抗原提呈增強以及T細胞激活。此外，抑制甲羥戊酸途徑能夠增強抗原特異性的抗腫瘤免疫，誘導Th1和細胞毒性T細胞反應。如在多種小鼠癌癥模型中所示，甲羥戊酸途徑抑制劑對于癌癥疫苗接種具有強效，并且能夠與抗PD-1抗體協同作用。因此，我們的研究將甲羥戊酸途徑定義為疫苗佐劑和癌癥免疫療法的可藥物靶點。
核心發現：
• 脂溶性他汀和脂溶性雙膦酸鹽是有效的疫苗佐劑
• 調節蛋白翻譯后異戊烯化賦予佐劑作用
• 蛋白異戊烯化減少可增強抗原的保存和呈遞
• 他汀或雙膦酸鹽介導的疫苗接種可與抗PD1治療對抗癌癥產生協同效應
這項藥學研究是為數不多的基于已知臨床疾病表型， 發現藥物設計新靶點并進行全新藥物開發的案例。該研究讓人們對古老的甲羥戊酸通路有了新的認識，同時也對疫苗佐劑的研發以及癌癥免疫療法具有一定的借鑒意義。
DC在辛伐他汀的佐劑作用中起到了傳導作用。為了確定其他細胞類型是否也參與了該效應，研究人員首先單獨用辛伐他汀處理CD4和CD8 T細胞。與DC刺激相反，直接處理這些應答細胞未顯示出任何增強的激活。接下來，研究人員通過氯膦酸脂質體ClodronateLiposomes介導的巨噬細胞清除，以及CD11c-DTR/白喉毒素介導的DC耗竭，來測試巨噬細胞的作用。氯膦酸脂質體實驗去除了約50%的巨噬細胞，但抗OVA抗體滴度保持不變，而通過DT耗竭DC后抗體滴度幾乎喪失。由于這些耗竭技術的局限性以及缺乏能精確定義DC的標記物，我們不能排除巨噬細胞的參與，但DC很可能承擔了辛伐他汀佐劑作用的大部分作用。
Macrophages were depleted by clodronate liposome (Target Technology) via tail intravenous injection (50 μL) and subcutaneous injection in the vicinity of lymph nodes (50 μL × 2) 48h before immunization. DCs reduction was achieved by intraperitoneal injection of diphtheria toxin (50 ng) (Fitzgerald) in CD11c-DTR transgenic mice, 24 h prior to immunization. Macrophage and dendritic cell depletion efficiency was detected by staining with FITC-labeled anti mouse F4/80 (Miltenyi) and PE labeled anti-mouse CD11c (Biolegend), and examined by flow cytometry.
