肺炎克雷伯菌与新生儿败血症关联的多国研究：为疫苗设计提供关键抗原特征

推荐：肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae, Kp)是新生儿败血症的主要病原体，且与多重耐药性(AMR)密切相关。本研究通过分析来自中低收入国家(LMICs)的150株临床分离株，系统表征了其表面多糖抗原(KAg和OAg)的结构特征及免疫原性。研究发现，针对常见KAg和OAg的抗体均能有效结合并杀伤同源菌株，且存在显著的交叉反应性。该研究为开发基于多糖抗原的Kp疫苗提供了重要依据，对降低新生儿败血症发病率和死亡率具有重要意义。

　　

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是全球新生儿败血症的首要致病菌，尤其在医疗资源有限的中低收入国家(LMICs)造成严重负担。这种革兰阴性杆菌不仅致病性强，更因广泛耐药性(如ESBL和碳青霉烯酶产生)被WHO列为"关键优先级"AMR病原体。令人担忧的是，在撒哈拉以南非洲和南亚地区，Kp已成为儿童死亡的主要原因。尽管疫苗被视为解决这一危机的理想方案，但Kp表面多糖抗原的高度多样性——尤其是近80种K抗原(KAg)和7种O抗原(OAg)亚型——使得疫苗设计面临巨大挑战。

为破解这一难题，由Francesca Nonne、Mariagrazia Molfetta等来自GSK疫苗研究所的跨国团队，对BARNARDS研究中收集的150株Kp临床分离株展开了系统研究。这些菌株来自7个LMICs的新生儿败血症病例，具有典型的AMR特征。研究人员通过高通量多糖提取技术结合HPLC-SEC、HPAEC-PAD等分析方法，首次在分子水平全面揭示了KAg和OAg的结构特征。研究发现，KAg分子量(150-660 kDa)显著大于OAg(10-45 kDa)，且表达量更高，这解释了为何OAg抗体可能被KAg"遮蔽"。

研究的关键突破在于免疫学验证：针对7种常见KAg和6种OAg制备的糖缀合物疫苗免疫兔后，通过流式细胞术(FC)和发光血清杀菌试验(L-SBA)评估抗体功能。令人惊讶的是，虽然KAg抗体对同源菌株的杀伤率(71%)略高于OAg抗体(66%)，但两者在交叉反应性上各具优势。特别是O1v1/O1v2与O2v1/O2v2抗体间存在广泛交叉反应，这为简化疫苗设计提供了可能。高内涵成像技术进一步证实，抗体的结合模式与FC结果高度一致。

主要技术方法包括：1)从BARNARDS研究的150株临床分离株中提取KAg/OAg；2)通过HPLC-SEC和HPAEC-PAD分析多糖分子量及单糖组成；3)采用CDAP化学法将多糖与CRM197载体蛋白偶联制备糖缀合物；4)免疫新西兰白兔获得超免疫血清；5)使用FC和L-SBA评估抗体结合与杀菌活性；6)应用高内涵成像技术可视化抗体-细菌相互作用。

High level characterization of K. pneumoniae polysaccharides
通过基因组分析与化学表征相结合，证实93%的KAg和99%的OAg基因型预测准确。发现KL112菌株表达异常长的KAg(>550 kDa)，而KL108菌株在测试条件下基本不表达KAg。建立了KAg/OAg产量比(约2)和分子量比(约20)的基准参数。

Antibody binding and functionality against isolates sharing homologous polysaccharides
同源抗体实验中，62%菌株可被KAg和OAg抗体共同杀伤，25%对两者均耐药。值得注意的是，O1v1/O1v2菌株对OAg抗体的抵抗性最强(占耐药菌株的95%)。主成分分析显示KAg抗体结合强度与杀菌效价高度相关。

Antibody binding and functionality against isolates sharing heterologous KAg
发现KAg抗体存在显著交叉反应性：如K2血清可杀伤K5、K28等异源菌株，但结合强度(FC信号)和杀菌效价(SBA)较同源菌株降低50%以上。仅K64血清表现出严格的特异性。

讨论与意义
该研究首次在LMICs新生儿败血症Kp菌株中建立了多糖抗原的结构-功能关系图谱。其核心价值在于：1)证实OAg抗体虽受KAg遮蔽但仍具杀菌潜力；2)发现交叉反应性可简化多价疫苗设计；3)建立了可支持未来疫苗效价评估的标准化实验体系(L-SBA和FC)。这些发现为开发覆盖Kp主要流行株的母体疫苗奠定了坚实基础，对实现WHO"降低新生儿AMR感染死亡率"目标具有重要战略意义。论文的创新性成果已发表于《Communications Biology》，为全球抗击Kp感染提供了关键科学依据。