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A 群链球菌（Strep A）严重威胁人类健康却尚无许可疫苗。研究人员开展 “重组生产 A 群链球菌糖结合疫苗平台” 研究，通过改造 A 群碳水化合物生物合成途径，成功制备重组糖结合疫苗，为疫苗开发带来新方向。
A 群链球菌（Strep A）是一种仅感染人类的细菌病原体，每年致使超 50 万人死亡，全球范围内抗菌药物耐药性不断出现，研发 Strep A 疫苗迫在眉睫。然而，此前开发该疫苗面临诸多难题，比如疫苗成分可能引发免疫并发症，还需覆盖超 150 种血清型且成本要低。在此背景下，来自英国邓迪大学生命科学学院分子微生物学系等多个机构的研究人员开展了相关研究，致力于找到有效的疫苗研发途径。他们的研究成果发表在《npj Vaccines》上，为 Strep A 疫苗的开发带来了新的希望。
研究人员运用了多种关键技术方法。在构建重组疫苗方面，利用基因工程技术对 A 群碳水化合物生物合成途径进行改造；采用蛋白质聚糖偶联技术（PGCT），将鼠李糖多糖（RhaPS）与载体蛋白偶联。在结构鉴定与分析上，借助核磁共振（NMR）光谱和质谱技术，确定重组糖结合疫苗的结构完整性 。在免疫原性研究中，通过小鼠和兔子的免疫实验，评估疫苗的免疫效果。
下面来看具体的研究结果：
- 工程化改造 RhaPS 的还原端连接子：研究人员推测天然 RhaPS 结构无法作为 CjPglB 的底物，于是用来自志贺氏菌的部分基因替换 Strep A 中 GAC 生物合成途径的 gacB 基因，构建出两种具有不同还原端连接子的杂交 RhaPS 聚糖。实验表明，这些改造后的 RhaPS 聚糖能被 CjPglB 识别，且在不同培养基中，与不同载体蛋白的糖基化效果各异 。
- 糖结合物的纯化：对 NanA-RhaPS 和 IdeS-RhaPS 糖结合物进行纯化，优化纯化方案后，去除了大量未糖基化的蛋白，获得了较高纯度的糖结合物，为后续免疫实验提供了可靠的样本 。
- NMR 光谱确定多糖重复单元结构：通过 NMR 光谱分析，确定重组糖结合疫苗含有与天然 GAC 多糖主链相同的二糖重复单元结构，即 [→2-α-L-Rhap-(1→3)-α-L-Rhap-1→]n ，证明了重组过程准确复制了 GAC 结构 。
- 质谱确定 RhaPS 的结合情况：利用质谱分析，明确了重组产生的 RhaPS 糖结合物的大小与天然产物相近，且每个载体蛋白上连接的 RhaPS 聚糖含有一定数量的鼠李糖残基，进一步证实了改造后的 RhaPS 能成功与载体蛋白结合 。
- 评估 RhaPS 糖结合物的免疫原性：小鼠免疫实验显示，NanA-RhaPS 和 IdeS-RhaPS 疫苗候选物耐受性良好，能触发针对载体蛋白和 RhaPS 碳水化合物的抗体，还可诱导免疫细胞反应。兔子免疫实验表明，高纯度的 NanA-RhaPS 能引发 RhaPS 特异性免疫反应，且产生的抗体可识别多种 Strep A 菌株 。
综合研究结果与讨论，该研究成功构建了重组生产 Strep A 糖结合疫苗的平台，克服了 OTase 对 Strep A 聚糖结构识别的限制，证实了改造后的 RhaPS 可与多种载体蛋白结合，且重组糖结合疫苗具有良好的免疫原性。这为开发针对 Strep A 的有效疫苗提供了新策略，有望解决全球范围内 Strep A 感染的防治难题，推动糖结合疫苗领域的发展，让更多人免受 Strep A 感染的威胁。同时，研究中建立的技术方法和积累的数据，也为后续相关疫苗的研发提供了重要参考。
