深入了解QS-21：皂树皂苷的成分和特点，AVT国产自研QS-21

皂树皂苷（Quillaja saponins）是一种存在于智利、秘鲁和玻利维亚等地的皂树（Quillaja Saponaria Molina）树皮中的天然成分。自1782年较先被报道以来，它一直受到普遍关注，并被发现在食品、药品和化妆品等领域具有普遍的应用价值。皂树皂苷含量约为树皮的9%-10%。

 

皂树皂苷的分离一直是一个具有挑战性的问题。在1974年，Dalsgaard通过渗析、离子交换和凝胶过滤层析等方法从皂树的树皮中成功分离出QuilA，同时发现QuilA具有免疫辅助活性[2]。随后，在1991年，Kensil等人在研究中通过反相高效液相色谱（RP-HPLC）的进一步分离，得到了四个主要组分，即QS-17、QS-18、QS-21和QS-7[3]。在这些组分中，QS-18的含量highest，但对小鼠具有较高的毒性。相比之下，QS-21和QS-7的毒性较低，并且QS-21的含量相对较高，因此得到了普遍而深入的研究。

 

QS-17、QS-18、QS-21和QS-7的母核结构基本一致，均含有一个支链三糖、皂皮酸甙元、一个线性的糖基连接桥和酰基侧链。它们的不同之处在于糖基连接桥和酰基侧链上糖基的数量，其结构如下图所示。

 

 

QS-17 在糖基连接桥R1和R2位置上分别连接了一个β-D-呋喃芹菜糖和β-D-吡喃葡萄糖，R4为羟基结构，其假二聚酰基链R3位置以α-L-吡喃鼠李糖取代，整个分子中含有10个糖基。

 

QS-18比QS-17少了一个糖基，即 QS-18的假二聚酰基链R3位置以H取代了QS-17的α-L-吡喃鼠李糖，含有9个糖基。

 

QS-7的糖基连接桥R1、R2和R4位上分别连接一个β-D-呋喃芹菜糖、β-D-吡喃葡萄糖和α-L-吡喃鼠李糖，其酰基侧链以乙酰基代替了上述其他组分的假二聚酰基链，共有10个糖基。

 

QS-21api（也称QS-21A）和QS-21xyl（也称QS-21B）的分子结构中均含有8个糖基，其糖基连接桥R2、R4及假二聚酰基链R3位置均为羟基结构。QS-21api的R1位置为β-D-呋喃芹菜糖，QS-21xyl的R1位置为β-D-吡喃木糖结构， QS-21api和QS-21xyl组成的混合物即为QS-21。

 

研究表明，QS-21可以增强体液和细胞介导的免疫，提高免疫效率，目前已被普遍用作各种佐剂。例如，带状疱疹疫Shingrix的组分中就含有 QS-21。

 

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参考文献：

 

[1] Dalsgaard K. Isolation of a substance from Quillaja saponaria Molina with adjuvant activity in food-and-mouth disease vaccines. Arch Gesamte Virusforsch,1974, 44(3): 243-254.

 

[2]朱向明. 皂树皂甙QS-21的全合成研究. 中国科学院上海有机化学研究所, 2001.

 

[3]梁碧惠, 赖彦勋, 张竣凯等. 皂苷缀合物及含其的疫苗或药物组合物, CN114040918A[P]. 2022.

 

[4] Kensil C.R. Separation and characterization of saponins with adjuvant activity from Quillaja saponaria Molina cortex. Journal of Immunology, 1991, 146(2):431-437.