奶牛乳腺炎病原体无乳链球菌RPS多糖中甘油磷酸修饰及免疫原性糖基基序的发现

本研究针对奶牛乳腺炎主要病原体无乳链球菌（Streptococcus uberis）的遗传多样性问题，通过核磁共振和比较基因组学揭示了其富含鼠李糖的多糖（RPS）存在新型甘油磷酸（GroP）修饰，并鉴定出6种主要RPS基因型。研究发现97.5%菌株含有保守的鼠李聚糖骨架，且该骨架在基因型1/2菌株中可被抗体识别，为开发广谱疫苗提供了新靶点。论文发表于《Veterinary Research》，对防控奶牛乳腺炎具有重要意义。

　　

奶牛乳腺炎是全球畜牧业面临的重大挑战，其中无乳链球菌（S. uberis）作为主要病原体，因其高遗传多样性导致防控困难。传统疫苗开发面临瓶颈——该菌的荚膜多糖由透明质酸构成，与宿主成分相似而不适合作为疫苗靶点。在此背景下，研究人员将目光投向细菌细胞壁上富含鼠李糖的多糖（Rhamnose-rich polysaccharides, RPS），这类表面暴露的糖类结构在多种链球菌中已被证明是潜在的疫苗候选抗原。

荷兰乌得勒支大学（Utrecht University）与阿姆斯特丹大学医学中心（Amsterdam UMC）的研究团队联合开展了一项突破性研究。他们发现S. uberis菌株233的RPS不仅含有已知的[→2)-α-L-Rhap-(1→3)-α-L-Rhap-(1→]二糖骨架和α-D-Glcp侧链，还首次通过核磁共振（NMR）鉴定出6-OH位存在甘油磷酸（Glycerol phosphate, GroP）修饰。这一发现改写了既往对该菌RPS结构的认知，因为GroP修饰能为多糖赋予负电荷，可能影响细菌对抗宿主免疫因子的敏感性。

研究团队运用了三大关键技术：1）通过全基因组测序和比较基因组学分析592株S. uberis，建立RPS基因型分类系统；2）采用核磁共振（包括¹H-¹³C HSQC、¹H-³¹P HMBC等）解析多糖精细结构；3）利用流式细胞术和抗体耗竭实验评估不同基因型菌株RPS的免疫原性。

研究结果呈现四个关键发现：

1. 基因型多样性：通过生物信息学分析将S. uberis RPS分为6种主要基因型（1-6型），其中1-4型占97.5%，均含有保守的鼠李聚糖合成基因和GroP转移酶基因。
   

   

2. 结构特征：NMR证实GroP通过磷酸二酯键连接在葡萄糖侧链C6位（δ_P 1.1），该修饰在酸水解-磷酸酶处理后释放出可检测的磷酸基团（2.2磷酸/50鼠李糖）。
   

   

3. 免疫原性：抗SKC血清（含鼠李聚糖抗体）能识别基因型1/2菌株，但无法结合基因型4C菌株，提示复杂侧链可能遮蔽保守表位。
   

   

4. 疫苗潜力：奶牛乳腺攻毒实验显示，天然RPS能诱导特异性IgG，且简单侧链不影响抗体对鼠李聚糖骨架的识别。

这项研究首次系统阐明了S. uberis RPS的结构多样性和免疫特性，其重要意义体现在三方面：首先，GroP修饰的发现为理解细菌环境适应机制提供了新视角；其次，保守鼠李聚糖骨架的免疫原性为开发广谱疫苗奠定了基础；最后，建立的基因型-表型关联模型为流行病学监测提供了分子标记。正如作者Yao Shi和Lindert Benedictus在讨论中指出的，针对侧链修饰的精准调控可能成为下一代糖缀合物疫苗的设计策略。