癌症与COVID-19严重威胁着人类健康,但目前尚未有方法能够完全消灭这两种疾病。通过将病毒或者肿瘤上特异性抗原与具有免疫原性的载体一起构建高效疫苗,实现人体系统对病毒和肿瘤的主动免疫,是预防和控制疾病的有效方法。CRM197为白喉毒素无毒突变体,在多种疫苗的临床应用中均提供了良好的免疫效果,已被广泛用于增强疫苗的免疫原性。在此背景下,本文针对SARS-CoV-2特异性多肽表位和肿瘤相关糖抗原,开发基于白喉毒素突变体CRM197的新型新冠疫苗和抗癌疫苗,以寻求更加有效和安全的方法来对抗COVID-19和癌症。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)主要由四种结构蛋白和内部的RNA组成,其中跨膜刺突糖蛋白(S蛋白)通过与人血管紧张素转换酶(hACE2)结合从而进入细胞。目前的新冠疫苗都普遍存在一定的副作用,例如注射部位疼痛、低烧、局部血栓等症状。因此,本文在疫情初期研发了 B细胞表位缀合CRM197的新冠疫苗,在提高疫苗安全性的同时阻止病毒侵染人体细胞。首先设计与合成多条SARS-CoV-2受体结合结构域(RBD)中B细胞表位作为抗原。以马来酰亚胺-PEG2-琥珀酰亚胺酯作为偶联小分子,使得CRM197蛋白和多肽偶联生成B细胞表位疫苗。免疫小鼠后实验结果表明疫苗引起了较高的IgG抗体滴度,同时也诱导了强大的抗RBD体液免疫反应。更重要的是,疫苗诱导产生的抗体可以有效抑制RBD-hACE2相互作用,阻止SARS-CoV-2假病毒对宿主细胞的侵染。在肿瘤的发生和发展过程中,肿瘤细胞中糖基化发生异常,产生的高表达于肿瘤细胞的异常糖链结构被称作肿瘤相关糖抗原(TACAs)。唾液酸神经节苷脂GD2和GD3是在神经母细胞瘤、黑色素瘤等多种癌细胞中过度表达的TACAs。但是,正常细胞也能够表达GD2和GD3,以此为抗原制备的疫苗特异性差。而唾液酸最常见的天然修饰9-OAc于正常细胞上不表达,但该化合物结构不稳定。近期研究表明9NHAc-GD2和9NHAc-GD3与9-OAc神NSC125066经节苷脂具有极为相似的构象且具有较高的稳定性,是理想的候选抗原。本文采用化学酶法合成9-NHAcGD2和9-NHAcGD3结合CRM197载体蛋白制成疫苗。以乳糖为底物经过6步化学反应后合成LactoseProN3,采用一釜多酶法合成9NHAc-GD3ProN3和9NHAc-GD2ProN3。随后将叠氮基团转zinc bioavailability变为异硫氰酸酯,使其与CRM197上的氨基基团进行反应合成疫苗CRM1 97-9NHAcGD2和CRM197-9NHAcGD3。免疫小Tezacaftor临床试验鼠后实验结果表明,疫苗均能够产生强大持久的体液免疫,诱导产生的抗体也能够与肿瘤细胞发生特异性结合。综上,本文以白喉毒素突变体CRM197为载体,在新冠疫苗和癌症疫苗两个领域以多肽和神经节苷脂为抗原生成偶联物。实验结果表明,合成的多株疫苗均诱导了良好的免疫效果,为新冠疫苗主要抗原区域的筛选以及神经节苷脂癌症疫苗的临床推进起到了重要的作用。