牛巴贝斯虫烯醇化酶与纤溶酶原结合特性及其诱导中和抗体的保守B细胞表位研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Veterinary Parasitology 2.0

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  为解决牛巴贝斯虫病缺乏有效疫苗的难题,研究人员聚焦病原体关键毒力因子烯醇化酶(BbiEno),通过基因克隆、重组表达及功能实验,证实其能结合并激活纤溶酶原(Plg),且诱导的抗体可显著抑制虫体入侵红细胞。该研究为开发新型亚单位疫苗提供了重要靶点。

  

牛巴贝斯虫病是热带地区畜牧业的重要威胁,由蜱媒传播的顶复门寄生虫Babesia bigemina引发,导致贫血、发热甚至死亡。现有防控手段依赖化学杀蜱剂和减毒活疫苗,但前者引发耐药性,后者存在安全风险。尤其值得注意的是,这类寄生虫通过表面蛋白与宿主纤溶系统互作,促进组织屏障穿透——这一机制在疟原虫等近缘物种中已有报道,但B. bigemina的关键毒力因子尚未明确。

墨西哥自治大学的研究团队将目光投向多功能蛋白α-烯醇化酶(BbiEno)。这种糖酵解酶在病原体中常作为"兼职蛋白"(moonlighting protein),既能催化代谢反应,又能表面定植并劫持宿主纤溶酶原(Plg)系统。研究者假设:BbiEno可能通过Plg激活促进虫体扩散,同时其保守表位或可激发保护性免疫。相关成果发表于《Veterinary Parasitology》。

研究采用多学科技术联用:从墨西哥恰帕斯州分离虫株后,通过RT-PCR检测BbiEno在虫体不同发育阶段的转录;原核表达重组蛋白(rBbiEno)后,用自然感染牛血清进行Western blot验证免疫原性;通过纤溶酶原结合实验和纤维蛋白平板实验分析其Plg激活能力;最终建立体外红细胞入侵抑制模型评估抗体中和效果。

B. bigemina烯醇化酶基因的克隆与生物信息学分析
测序显示BbiEno含有烯醇酶特征结构域(如TIM桶状结构),与疟原虫等顶复门物种序列相似度达60%-75%。特别值得注意的是C端存在保守的Plg结合基序(248FYDKERKVY
256),暗示其可能参与纤溶系统调控。

阶段特异性表达与免疫识别特性
RT-PCR证实BbiEno在牛红细胞内裂殖体期和蜱中肠期均有表达。Western blot显示重组蛋白可被自然感染牛血清识别,抗体效价与感染程度正相关,提示该蛋白在自然感染中能激发体液免疫。

纤溶酶原结合与激活功能
ELISA证明rBbiEno以剂量依赖性方式结合Plg,该结合可被ε-氨基己酸(竞争性抑制Plg-受体结合)阻断。纤维蛋白平板实验显示,rBbiEno-Plg复合物使纤维蛋白溶解面积增加3倍,证实其能促进Plg转化为有活性的纤溶酶(plasmin)。

抗体介导的入侵抑制
抗rBbiEno血清使虫体入侵红细胞效率降低68%,且该效果与抗体浓度呈正比。免疫荧光显示抗体主要靶向裂殖体表面,阻碍其与红细胞膜初始接触。

这项研究首次系统解析了B. bigemina烯醇化酶的双重角色:既是纤溶系统劫持者,又是免疫防御靶点。其重要意义在于:① 从分子层面揭示了虫体利用宿主蛋白酶系统扩散的新机制;② 鉴定的保守B细胞表位为开发广谱抗顶复门疫苗提供线索;③ 建立的体外中和模型为后续疫苗评价奠定基础。研究者特别指出,鉴于烯醇化酶在虫体生活史各阶段持续表达,针对该蛋白的疫苗可能同时阻断脊椎动物宿主和蜱媒介中的传播环节。

未来研究需解决两个关键问题:BbiEno表面暴露的具体调控机制,以及其与红细胞受体的精确互作方式。此外,田间试验将验证该抗原在实际流行株中的保护效力。这项源自墨西哥地方虫株的研究,为全球热带地区牛巴贝斯虫病的防控提供了新思路。

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