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侵袭性脑膜炎奈瑟菌菌株糖缀合物疫苗候选物的寡糖合成研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:Carbohydrate Research 2.4
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为解决侵袭性脑膜炎奈瑟菌(Men)血清型(A、B、C、W、X、Y)引发的全球性脑膜炎和败血症问题,研究人员聚焦于合成与半合成糖缀合物疫苗的开发。通过化学合成寡糖(OS)并与载体蛋白(如CRM197、TT、DT)结合,克服了传统多糖疫苗免疫原性低、批次差异大等缺陷。该研究为第三代疫苗设计提供了纯度高、结构明确的候选方案,对应对血清型替换和耐药性挑战具有重要意义。
脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis, Men)引发的侵袭性脑膜炎症(IMD)是全球公共卫生的重大威胁,尤其在非洲“脑膜炎带”和青少年群体中致死率高达50%。尽管已有基于荚膜多糖(CPS)的二代疫苗(如MenACWY-TT),但MenB因CPS与人体神经组织相似导致研发障碍,而MenX至今无上市疫苗。此外,传统疫苗依赖细菌培养提取多糖,存在成本高、批次不均一和微生物污染风险。为此,研究人员转向合成生物学与化学糖基化技术,旨在开发结构精准、安全性高的第三代糖缀合物疫苗。
印度西孟加拉邦Nabagram Hiralal Paul College的研究团队在《Carbohydrate Research》发表综述,系统总结了针对MenA至MenY六种血清型的合成寡糖(OS)及其糖缀合物(如CRM197-OS)的化学合成策略。关键技术包括:1)α-唾液酸苷化(α-sialylation)和α-半乳糖苷化(α-galactosylation)构建MenW的重复单元;2)固相合成法组装MenA的(1→6)-α-d-甘露糖骨架;3)小鼠模型评估合成糖缀合物的IgG抗体效价。
MenA
通过固相合成法构建(1→6)-α-d-甘露糖寡聚体,与TT蛋白偶联后在小鼠中诱导高滴度抗体,为替代MenAfriVac提供了候选方案。
MenB
因CPS的α-(2→8)-多唾液酸可能引发自身免疫反应,转而开发基于重组蛋白(如MenB-4C)和脂化OS(如LPS核心衍生物)的疫苗,目前处于临床前阶段。
MenC
合成含C8-OAc修饰的α-(2→9)-多唾液酸链,其CRM197缀合物在动物实验中显示与天然CPS相当的免疫原性,解决了非洲疫苗短缺的潜在需求。
MenW
Wu等通过TMSOTf催化高效合成[→6)-α-d-Galp-(1→4)-α-d-Neup5Ac(9OAc)-(2→]重复单元,为多价疫苗设计奠定基础。
MenX
Mecoli团队通过水解天然CPS获得不同链长OS,与CRM197缀合物在小鼠中均能激发高IgG水平,填补了该血清型无疫苗的空白。
MenY
尽管近期疫情频发(如中国和美国弗吉尼亚州),但尚未见合成糖缀合物开发的公开报道,提示未来研究需关注此方向。
该综述指出,合成糖缀合物疫苗的纯度高、结构可控,可规避天然多糖的异质性问题。例如,MenX-OS-CRM197的抗体效价优于传统疫苗,且能精准识别最小抗原表位。然而,从实验室到临床应用仍需解决规模化生产与成本挑战。值得关注的是,2004年古巴上市的Quimi-Hib(首个半合成Hib疫苗)为这类疫苗提供了可行性验证,而MenX候选物的进展则凸显了合成生物学在应对突发疫情中的战略价值。未来,多价疫苗(如MenACWXY-TT)与新型递送系统(如纳米颗粒)的结合,或将成为攻克耐药性与血清型替换的关键。
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