Maternal transfer of anti-GAPDH IgG Prevents Neonatal Infections Caused by Staphylococcus aureus and Group B Streptococcus:开启新生儿感染预防的新征程
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新生儿感染问题严峻,B 族链球菌(GBS)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)每年导致众多新生儿死亡且尚无疫苗。研究人员针对此开展以细菌甘油醛 - 3 - 磷酸脱氢酶(bGAPDH)为靶点的研究,发现 IMTPvac1804 可提升小鼠幼崽存活率,有望预防新生儿感染。
每年,B 族链球菌(GBS)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)都会无情地夺走许多新生儿的生命,这两种细菌引发的感染成为新生儿死亡的重要原因。令人焦虑的是,针对它们的疫苗一直未能成功研发。在这样的困境下,探寻有效的预防手段迫在眉睫。来自葡萄牙多个研究机构的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。最终,他们的研究成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用 C57BL/6 和 CD - 1 小鼠,严格按照相关规定在特定设施中进行实验操作,包括免疫接种、感染实验等。对于细胞和分子层面的研究,运用了蛋白质纯化技术获取重组 GAPDH(rGAPDH),利用 Western blot、ELISA 等免疫分析方法检测蛋白和抗体,通过 mRNA 分析、流式细胞术等手段探究基因表达和细胞变化,还借助肠道微生物组分析研究免疫对肠道菌群的影响。此外,使用人类脐带血建立体外菌血症模型,评估抗体对细菌生长的控制能力。
研究结果如下:
- 细胞外 GAPDH 与感染易感性:通过 Western blot 和质谱分析,证实了金黄色葡萄球菌(S. aureus)培养上清液中存在 GAPDH。对小鼠的研究发现,母鼠免疫 rGAPDH 或被动给予抗 bGAPDH IgG,都能显著提高幼崽感染后的存活率,且抗体介导的 bGAPDH 中和作用可促进细菌清除。这表明细胞外 GAPDH 与新生儿对感染的易感性密切相关。
- GAPDH 中和恢复保护性免疫:研究发现,中和 S. aureus 的 GAPDH 可抑制感染幼崽早期 IL - 10 的产生,同时促进 tnfa、cxcl2、icam1 等炎症分子的表达,增加血清中 IL - 6 和 CXCL - 1 水平,还能诱导肺部炎性巨噬细胞数量增多。这一系列变化表明,中和 bGAPDH 能恢复保护性免疫,触发对 S. aureus 的炎症反应。
- IMTPvac1804 的免疫原性及靶向性:研究人员精心设计了一种基于肽的制剂 IMTPvac1804,它由 GBS 和 S. aureus 的 GAPDH 上特有的肽段组成,与载体蛋白结合后,在小鼠体内展现出强大的免疫原性,能诱导产生针对 bGAPDH 的 IgG,且对人 GAPDH(huGAPDH)无交叉反应,同时该肽段在不同菌株中高度保守。
- 母源接种 IMTPvac1804 的保护作用:母鼠接种 IMTPvac1804 后,其幼崽在感染 GBS 或 S. aureus 时,存活率显著提高,这与幼崽血清中抗 bGAPDH IgG 滴度的增加紧密相关,而且该接种不会对母鼠肠道微生物组和繁殖产生不良影响。
- IMTPvac1804 在人体的潜在效果:利用体外菌血症模型研究发现,从接种 IMTPvac1804 的山羊血清中纯化的抗 bGAPDH IgG,能够有效减少人脐带血中 GBS 和 S. aureus 的数量,这意味着在人体中 IMTPvac1804 可能同样具有预防感染的功效。
研究结论和讨论部分指出,该研究成功揭示了中和细胞外 bGAPDH 可作为预防新生儿感染的有效策略。IMTPvac1804 靶向 GBS 和 S. aureus 共有的细胞外免疫抑制蛋白 bGAPDH,尽管在控制不同病原体感染时细胞招募模式有所不同,但都能起到保护作用。此前针对 GBS 和 S. aureus 的疫苗研发困难重重,而该研究另辟蹊径,以 bGAPDH 为靶点开发疫苗,展现出独特的优势。IMTPvac1804 不仅免疫原性强,还不会引起肠道微生物组的改变,为新一代疫苗的研发奠定了坚实基础。若后续研究能够进一步优化该制剂,有望显著降低新生儿死亡率,减少全球抗生素的使用,为新生儿健康带来新的希望。