基于跨膜蛋白的Fusobacterium necrophorum多表位疫苗的理性设计与免疫原性研究

本研究针对Fusobacterium necrophorum（Fn）引发的Lemierre综合征和牛腐蹄病等坏死性感染，通过计算生物学方法设计了一种靶向Fn跨膜蛋白的多表位疫苗。研究人员利用免疫信息学筛选非毒性、非过敏原性表位，构建的疫苗结构VaxiJen评分达0.7293，与TLR7/8受体形成高强度氢键（TLR8-B达13个），分子动力学模拟显示RMSD稳定在4-5 ?。该疫苗全球人群覆盖率超99%，可激活体液（IgM/IgG）和细胞免疫（IFN-γ），为应对抗生素耐药性提供新策略。

　　

Fusobacterium necrophorum（Fn）是一种革兰阴性厌氧病原体，既是人类口咽和胃肠道的共生菌，也是导致Lemierre综合征（一种致死性颈内静脉脓毒性血栓性静脉炎）和牛腐蹄病的主要病原体。随着抗生素耐药性（AMR）问题加剧，而现有治疗依赖青霉素、甲硝唑等抗生素且缺乏有效疫苗，开发新型预防手段迫在眉睫。Fn的致病性与其跨膜蛋白（如外膜流出蛋白、SecA转位酶等）介导的黏附、侵袭和生物膜形成密切相关，这些蛋白成为疫苗设计的理想靶点。

为应对这一挑战，来自巴基斯坦拉合尔中央旁遮普大学等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表研究，通过计算生物学方法设计了一种靶向Fn跨膜蛋白的多表位疫苗。该疫苗整合了B细胞表位、MHC-I和MHC-II表位，采用β-防御素佐剂增强免疫原性，并通过分子对接和动力学模拟验证其与免疫受体TLR7/8的稳定结合。研究不仅为Fn感染提供了潜在疫苗候选，也为其他耐药菌的疫苗开发提供了范式。

研究主要采用以下技术方法：1）免疫信息学工具（VaxiJen 2.0、IEDB）筛选抗原性>0.4的表位；2）TrRosetta预测三维结构并通过Ramachandran图验证（97.4%残基位于优势区）；3）ClusPro进行疫苗-TLR分子对接；4）Desmond进行500 ns分子动力学（MD）模拟分析RMSD/RMSF；5）C-IMMSIM模拟免疫反应。

结果部分：
蛋白筛选与表位预测
从UniProt数据库的15,778个Fn蛋白中筛选出4种跨膜蛋白（如ATP依赖锌金属蛋白酶FtsH，UniProt ID:A0AAI8M1J4），其抗原性评分0.49-0.62，经TMHMM确认定位。B细胞表位（如SecF蛋白的KGLNYGIDFS）和MHC-I/II表位（如FLLLIFIVA结合HLA-A*02:01）通过IEDB预测，非过敏原且无毒。

疫苗构建与验证
疫苗序列（353个氨基酸）通过GPGPG/AAY/KK连接表位，添加6×His标签。PSIPRED预测其二级结构含45.61%α螺旋，TrRosetta建模的TM-score为0.52±0.25。Ellipro鉴定出8个不连续B细胞表位（最高评分0.967）。

分子对接与免疫模拟
疫苗与TLR8-B形成13个氢键（结合能-1434.6 kcal/mol），MD显示复合物RMSD稳定在4-5 ?，RMSF峰值8 ?（残基850）。C-IMMSIM预测接种后14天IgG达5000单位，IFN-γ显著升高。

结论与意义
该研究首次系统设计了靶向Fn跨膜蛋白的多表位疫苗，其全球人群覆盖率99.39%，结构稳定性和免疫原性均通过计算验证。尽管需实验进一步验证，但该策略为应对AMR提供了新思路，尤其对畜牧业（牛腐蹄病）和临床（Lemierre综合征）具有双重应用价值。未来研究可探索纳米载体递送系统以增强疫苗效能。