基于Brucella abortus Omp19和D15抗原的多表位疫苗计算机辅助设计与免疫学验证

本研究针对布鲁氏菌病缺乏安全有效疫苗的难题，通过反向疫苗学技术筛选Brucella abortus的Omp19和D15表面抗原，构建包含CTL、HTL及B细胞表位的多表位疫苗(MEV)。研究采用分子对接证实MEV与TLR5的稳定结合，并通过计算机模拟验证其免疫原性，为开发新型人用布鲁氏菌亚单位疫苗奠定理论基础。

　　

布鲁氏菌病是一种严重的人畜共患病，由胞内寄生菌Brucella引起，临床表现为反复发热、关节疼痛和疲劳综合征。当前兽用活疫苗存在流产风险和人类感染隐患，而人用疫苗尚未问世。面对这一全球性公共卫生挑战，伊斯兰阿扎德大学Shahrekord分校的研究团队通过计算机辅助设计，开发了一种基于Brucella abortus关键表面抗原的新型多表位疫苗，相关成果发表于《BMC Immunology》。

研究采用反向疫苗学(RV)技术路线，通过Vaxign平台从B. abortus 2308基因组中筛选出Omp19和细菌表面抗原D15作为候选靶点。这两种蛋白具有高抗原性评分（分别为0.65和0.60）和良好溶解性（>0.5），且与人类蛋白无同源性。关键技术包括：表位预测（NetCTL v1.2和IEDB工具）、三维结构建模（SWISS-MODEL）、分子对接（HADDOCK）以及分子动力学模拟（iMODS）。特别采用Lactococcus lactis表达系统进行密码子优化，通过pNZ8121载体实现体外克隆。

疫苗设计
从Omp19和D15抗原中筛选出2个CTL表位（如KIATPQTKY）、2个HTL表位（如RGDYRRILSALYGEG）和2个B细胞线性表位，通过GGGS柔性连接子串联构建387个氨基酸的MEV。添加TLR5激动剂RS09/Hsp70作为佐剂增强免疫应答，EAAAK连接子确保结构稳定性。

免疫原性验证
• 理化性质：分子量38.9 kDa，等电点6.16，抗原性评分1.04（VaxiJen v2.0），无过敏原性
• 结构特征：随机线圈占56.27%（SOPMA预测），三级结构经GalaxyRefine优化后Ramachandran favored区域达99.2%
• 受体结合：HADDOCK显示MEV-TLR5复合物静电能为-657.8 kcal/mol，形成稳定相互作用

免疫模拟
iMODS分析表明MEV具有低特征值（7.55×10^-4），弹性网络显示关键残基（如ARG80-ASP84）可通过二硫键增强稳定性。密码子适配指数（CAI）达0.89，GC含量66.07%，确保在L. lactis中的高效表达。

该研究首次系统整合Omp19和D15抗原的表位优势，通过计算机模拟证实MEV可同时激活细胞免疫（CTL/HTL表位）和体液免疫（B细胞表位）。与现有活疫苗相比，该亚单位疫苗避免了生物安全风险，且表位覆盖率达100%保守性。分子对接和动力学结果为后续动物实验提供了理论依据，尤其TLR5通路激活机制为黏膜疫苗开发指明方向。研究建立的RV技术框架可拓展至其他胞内病原体疫苗设计，对解决人畜共患病防控难题具有重要参考价值。