2018年11月1日，清华大学药学院张永辉教授，清华大学免疫学研究所石彦教授和刘教授团队在生命科学领域顶刊Cell发表研究论文，题为“The Mevalonate Pathway Is a Druggable Target for Vaccine Adjuvant Discovery"的文章，First发现甲羟戊酸（Mevalonate）通路可作为新型疫苗佐剂的理性设计药物靶点， 并阐述了具体的分子作用机制。
甲羟戊酸通路（Mevalonate：MVA）是细胞内重要的代谢途径之一，负责胆固醇及多种生物活性脂质的合成以及小G蛋白的翻译后异戊烯化修饰，对维持细胞膜结构和功能至关重要。除基础代谢功能外，MVA通路还在免疫调节和炎症反应中发挥关键作用，与多种自身免疫性疾病和代谢疾病的发生密切相关。甲羟戊酸激酶是甲羟戊酸通路中一个非常重要的激酶，甲羟戊酸激酶的突变会导致一种名为甲羟戊酸激酶缺乏症的自身免疫疾病。甲羟戊酸激酶缺乏症的病人会表现出体内发热等免疫刺激症状。基于这一观察， 清华大学研究团队提出抑制甲羟戊酸通路刺激免疫应答这一设想。
甲羟戊酸通路是被广泛研究的代谢通路， 已有他汀类及双膦酸类药物（也是巨噬细胞清除剂ClodronateLiposomes包裹的活性成分）被广泛应用于降胆固醇及抗骨质疏松。受到临床观察到中断甲羟戊酸途径能够刺激免疫反应的启发，我们提出假设认为该途径可能作为疫苗佐剂发现的可药物靶点。我们发现，针对甲羟戊酸途径三种不同酶的脂溶性他汀类药物和经过合理设计的双膦酸盐在小鼠和猕猴中具有强效的佐剂活性。这些抑制剂的作用独立于传统的“危险感知"机制。相反，它们通过抑制小GTP酶的戊烯基化，包括抗原呈递细胞中的Rab5，导致内体成熟受阻、抗原滞留时间延长、抗原提呈增强以及T细胞激活。此外，抑制甲羟戊酸途径能够增强抗原特异性的抗肿瘤免疫，诱导Th1和细胞毒性T细胞反应。如在多种小鼠癌症模型中所示，甲羟戊酸途径抑制剂对于癌症疫苗接种具有强效，并且能够与抗PD-1抗体协同作用。因此，我们的研究将甲羟戊酸途径定义为疫苗佐剂和癌症免疫疗法的可药物靶点。
核心发现：
• 脂溶性他汀和脂溶性双膦酸盐是有效的疫苗佐剂
• 调节蛋白翻译后异戊烯化赋予佐剂作用
• 蛋白异戊烯化减少可增强抗原的保存和呈递
• 他汀或双膦酸盐介导的疫苗接种可与抗PD1治疗对抗癌症产生协同效应
这项药学研究是为数不多的基于已知临床疾病表型， 发现药物设计新靶点并进行全新药物开发的案例。该研究让人们对古老的甲羟戊酸通路有了新的认识，同时也对疫苗佐剂的研发以及癌症免疫疗法具有一定的借鉴意义。
DC在辛伐他汀的佐剂作用中起到了传导作用。为了确定其他细胞类型是否也参与了该效应，研究人员首先单独用辛伐他汀处理CD4和CD8 T细胞。与DC刺激相反，直接处理这些应答细胞未显示出任何增强的激活。接下来，研究人员通过氯膦酸脂质体ClodronateLiposomes介导的巨噬细胞清除，以及CD11c-DTR/白喉毒素介导的DC耗竭，来测试巨噬细胞的作用。氯膦酸脂质体实验去除了约50%的巨噬细胞，但抗OVA抗体滴度保持不变，而通过DT耗竭DC后抗体滴度几乎丧失。由于这些耗竭技术的局限性以及缺乏能精确定义DC的标记物，我们不能排除巨噬细胞的参与，但DC很可能承担了辛伐他汀佐剂作用的大部分作用。
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.
