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志贺氏菌引起的痢疾严重威胁儿童健康，却无可用疫苗。研究人员开展了基于 VirG53 - 353的疫苗研究。结果显示，该疫苗能引发抗体反应，提供针对多种血清型的保护，有望成为通用疫苗。
在世界的一些角落，痢疾如同一个隐匿的 “健康杀手”，悄无声息地威胁着人们的生命健康，尤其是生活在低收入和中等收入国家的儿童，深受其害。志贺氏菌（Shigella）就是引发痢疾的 “罪魁祸首” 之一，它的存在使得无数孩子陷入病痛的折磨，反复感染和持续腹泻不仅阻碍了孩子们的生长发育，还可能降低他们的预期寿命。更为棘手的是，志贺氏菌的耐药性问题日益严重，这使得治疗手段愈发有限，研发一种安全、有效且价格亲民的志贺氏菌疫苗迫在眉睫。
在此背景下，来自美国马里兰大学医学院疫苗开发与全球健康中心（Center for Vaccine Development and Global Health, University of Maryland School of Medicine）等机构的研究人员，踏上了探索新型志贺氏菌疫苗的征程。他们的研究成果发表在《npj Vaccines》上，为攻克这一难题带来了新的希望。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展此项研究。在抗原表位定位方面，通过合成重叠肽与感染志贺氏菌的恒河猴恢复期血清进行反应，以此来确定 VirG 蛋白的抗原表位。在蛋白表达与纯化上，利用无细胞蛋白合成（cell-free protein synthesis，CFPS）平台表达和纯化 VirG 的不同截断构建体，并运用镍亲和层析和尺寸排阻色谱等技术进行后续处理。在动物实验中，选用成年雌性 BALB/c 小鼠，通过肌肉注射（intramuscularly，IM）和鼻内接种（intranasally，IN）等方式进行免疫和攻毒实验 ，并对血清抗体和细胞因子等进行检测。
下面来看看具体的研究结果：
- 抗原表位定位（Mapping of antigenic epitopes of Shigella VirG）：研究人员用感染志贺氏菌的恒河猴恢复期血清，对覆盖 VirG 蛋白全长的 10 聚体肽进行检测，以此来定位抗原表位。结果发现，多个表位能被 S. flexneri 2a 和 S. sonnei 感染诱导的抗体识别，且包含大多数抗原表位的区域位于膜的外表面，其中 N 端 α 结构域（aa 53 - 373）的肽表位被鉴定为表面可及或暴露。
- 截断的志贺氏菌 VirG 区域的表达和生产（Expression and production of truncated Shigella VirG regions）：鉴于传统大肠杆菌技术表达 VirG 和 VirGα 的产量有限，研究人员借助抗原表位定位数据，利用 CFPS 平台构建并表达了一系列包含关键多表位区域的 VirG 构建体。结果显示，α 结构域内的构建体表达效率更高，其中 VirG53 - 353在 CFPS 中实现了高效表达（>150 mg/L），且具有高可溶性 ，而 VirG500 - 758虽总蛋白产量高（>400 mg/L），但可溶性蛋白回收率低（<100 mg/L） 。经过筛选，研究人员选择 VirG53 - 353和 VirG500 - 758进行后续动物实验。
- VirG53 - 353引发强烈的血清抗体反应（VirG53 - 353 elicits robust serum antibody responses）：以成年雌性 BALB/c 小鼠为实验对象，分别用 VirG53 - 353、VirG500 - 758和重组 VirGα 进行免疫实验。结果表明，VirG53 - 353免疫的小鼠在第 13 天和第 27 天就产生了高水平的 VirGα 特异性 IgG，且显著高于 VirGα 免疫组。而 VirG500 - 758免疫的小鼠产生的抗体反应则明显较低。这充分证明了 VirG53 - 353具有强大的免疫原性。
- VirG53 - 353诱导的 T 细胞细胞因子反应（T-cell cytokine responses induced by VirG53 - 353）：研究人员对 VirG53 - 353免疫小鼠的脾细胞进行刺激，检测 Th1、Th2、Th17 型和调节性细胞因子的分泌情况。结果发现，与 PBS 对照组相比，VirG53 - 353免疫小鼠的脾淋巴细胞产生了显著更高的抗原特异性 Th2 型细胞因子（IL - 5 和 IL - 4） ，这表明 VirG53 - 353疫苗接种可诱导小鼠产生以 Th2 为主的细胞因子谱。
- VirG53 - 353对 S. flexneri 2a、3a 和 S. sonnei 致死性感染的交叉保护作用（VirG53 - 353 confers cross-protection against S. flexneri 2a, 3a, and S. sonnei lethal infection）：对免疫后的小鼠用致死剂量的 S. flexneri 2a、3a 和 S. sonnei 进行鼻内攻毒实验。结果显示，VirG53 - 353对 S. flexneri 2a、3a 和 S. sonnei 的保护效力分别达到了 80%、77% 和 67% ，明显高于 VirG500 - 758。而且，存活下来的小鼠在攻毒时的 VirG53 - 353特异性血清 IgG 水平显著高于死亡小鼠，这表明该抗体水平与保护作用密切相关。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：VirG53 - 353是一种极具潜力的志贺氏菌疫苗候选物。它不仅能引发强大的抗体反应，还对多种志贺氏菌血清型具有交叉保护作用，满足了世界卫生组织（WHO）对志贺氏菌疫苗的多项期望特性。CFPS 技术在疫苗生产中的应用，简化了生产流程，提高了生产效率，使疫苗更具可及性，尤其是对于那些志贺氏菌感染高发的低收入和中等收入国家而言，意义重大。不过，研究人员也指出，后续还需要进一步探索 VirG 的最佳配方，比如研究它单独使用或与其他志贺氏菌抗原联合使用的效果，同时还需寻找更优的佐剂来增强疫苗的性能和免疫效果，例如诱导黏膜抗体的产生，从而让这种疫苗能更好地为人类健康保驾护航。
