布鲁氏菌环状β-(1→2)-D-葡聚糖线性寡糖的合成与免疫化学研究：新型诊断工具的分子基础

本研究针对布鲁氏菌病诊断中O链抗原的交叉反应性等问题，通过首次合成含1-5个葡萄糖单元的线性β-(1→2)-D-寡糖（CβG类似物），揭示了其螺旋构象依赖性NMR特征，并证明五糖（4）可诱导特异性抗体识别天然CβG，为开发基于非免疫原性多糖的新型诊断试剂奠定基础。该成果发表于《Communications Chemistry》，解决了CβG作为诊断标志物的长期争议。

　　

布鲁氏菌病作为一种人畜共患病，在全球范围内造成严重的经济损失和公共卫生负担。当前诊断主要依赖细菌O链脂多糖（LPS），但其与耶尔森菌O:9等病原体的交叉反应性，以及疫苗株与野毒株的鉴别困难，使得诊断特异性大打折扣。更令人困惑的是，布鲁氏菌产生的环状β-(1→2)-D-葡聚糖（CβG）虽占细菌干重的1-5%，但其免疫原性和诊断价值近40年来一直存在争议——早期研究认为其可作为区分感染与疫苗接种的标志物，而Bundle团队1988年却指出阳性结果可能源于O链污染。

莫斯科感染临床医院等机构的研究团队在《Communications Chemistry》发表的研究，通过合成化学与免疫学的创新结合，为这一争议提供了决定性答案。研究人员首次合成了含氨基丙基间隔基的线性β-(1→2)-D-寡糖（1-4，对应1-5个葡萄糖单元），发现五糖（4）能模拟天然CβG的抗原表位，并成功诱导出可特异性识别天然CβG的抗体。这一突破不仅阐明了CβG构效关系的分子基础，更开发出首个能检测可溶性CβG的免疫试剂，为布鲁氏菌病诊断提供了全新路径。

研究采用的关键技术包括：1）正交保护策略构建三氯乙酰亚胺酯（9/10）糖基供体；2）甲苯溶剂优化提高四糖（18）收率至90%；3）分子动力学（MM3力场）模拟β-(1→2)糖链螺旋构象；4）方酸酯法构建BSA-五糖缀合物（4-BSA）；5）使用人类临床血清（n=47）和兔免疫血清进行ELISA表位图谱分析。

【合成与结构分析】通过优化正交保护策略（Scheme 1），发现甲苯溶剂使四糖（18）产率从22%提升至90%。

NMR分析揭示寡糖1-4的¹³
C化学位移呈现"非Kabat型"链长依赖性（图2B），C-2位移变化达2.0 ppm，分子模拟证实这与四糖单元形成的螺旋结构（图3D）相关。

特别值得注意的是，仅五糖（4）中第三个糖基（残基C）的C-1（δ=101.99）与CβG（δ=102.02）完全匹配，证明其是模拟天然CβG的最小单元。

【免疫化学研究】人类血清筛查（n=47）显示抗β-(1→2)-葡糖苷抗体与布鲁氏菌感染无相关性，这些抗体主要识别二糖（21），提示其可能源于其他微生物。

但用4-BSA免疫家兔后，成功获得可识别天然CβG的抗体（图4E），其半数抑制浓度（IC₅₀
）达800 ng/mL，证实合成五糖可突破CβG天然免疫原性限制。

该研究最终确立了三项重要结论：1）合成五糖（4）是模拟CβG抗原表位的最小结构单元；2）人类血清中天然存在的抗β-(1→2)-葡糖苷抗体与布鲁氏菌感染无关；3）通过合成寡糖可人工诱导出天然CβG无法产生的特异性抗体。这些发现不仅解决了长期存在的诊断争议，更开创了"合成糖链替代天然多糖"的免疫原设计新策略。鉴于CβG在细菌裂解时会大量释放（毫摩尔级浓度），这种基于合成五糖的检测体系，有望发展成为比现有O链检测更具特异性的新一代诊断工具。