基于智能疫苗设计策略的鲍曼不动杆菌OmpK多表位疫苗开发及免疫原性验证

针对多重耐药鲍曼不动杆菌（MDR A. baumannii）引发的院内感染难题，研究人员通过免疫信息学（in silico）方法，以外膜蛋白K（OmpK）为靶点，设计了一种包含β-防御素（β-defensin）、PADRE序列及三重表位（Ep1-Ep3）的多表位疫苗。该疫苗经分子对接、分子动力学（MD）模拟及免疫应答预测验证，显示良好的抗原性、稳定性和TLR2/TLR4结合能力，可同时激活体液与细胞免疫，为应对"超级细菌"提供了新型候选疫苗策略。

　　

论文解读

研究背景与意义

多重耐药鲍曼不动杆菌（MDR A. baumannii）已成为全球院内感染的主要威胁，其碳青霉烯类等抗生素耐药率持续攀升。世界卫生组织（WHO）将其列为亟需新型防治手段的"优先病原体"。尽管外膜蛋白（OMPs）如OmpK被证实具有强免疫原性，但传统疫苗研发周期长、成本高。为此，沙赫尔科德伊斯兰阿扎德大学（Islamic Azad University, Shahrekord Branch）联合伊朗克尔曼沙医科大学的研究团队，利用计算生物学技术设计了一种新型多表位疫苗，通过整合T/B细胞表位预测、分子对接与动态模拟，全面评估其免疫潜力，研究成果发表于《AMB Express》。

核心方法

1. 表位筛选：基于高频HLA等位基因（如HLA-A*02:01、DRB1 * 15:01），通过IEDB、SYFPEITHI等工具预测OmpK的T/B细胞线性表位，经聚类筛选获得三重交叉表位Ep1（RLSLGEVSGKKLAYG）、Ep2（DDDYQMTFVYGIPFKIA）、Ep3（NSENGNNFDNFLYGFA）。

2. 疫苗构建：将β-防御素（佐剂）、PADRE（免疫增强肽）与三重表位通过EAAAK/GPGPG连接子串联，C端添加His标签。

3. 结构优化：采用GalaxyWeb建模，经ModRefiner、CHARMM力场分子动力学（MD）模拟（50 ns）优化三维构象。

4. 免疫评估：通过C-IMMSIM模拟免疫应答，HADDOCK 2.4分析疫苗与Toll样受体（TLR2/TLR4）结合，iMODS评估复合物稳定性。

研究结果

1. 表位特性验证

Ep1-Ep3均显示非毒性、非致敏性，且与人类蛋白无交叉反应。分子对接证实表位与HLA等位基因结合能（ΔG <-9.3 kcal/mol）与原配体相当（图2），其中Ep2可诱导IgG抗体，Ep1/Ep3可激活IFN-γ与IL-4。

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2. 疫苗设计优势

最终疫苗构型为[β-defensin]-PADRE-[Ep1×2]-[Ep2×4]-[Ep3×2]，分子量26.16 kDa，等电点（pI）8.76，亲水性（GRAVY=-0.3）、可溶性及稳定性（不稳定指数33.86）俱佳。对比天然OmpK，其抗原性（VaxiJen评分0.59）提升17%，且含3对二硫键增强稳定性（图3C）。

3. 免疫模拟与受体结合

C-IMMSIM预测三剂免疫后，疫苗可激发以IgG1为主的抗体反应，记忆B细胞水平高于天然OmpK（图6A-B）。分子对接显示疫苗通过N/C端及中部残基与TLR2形成5个盐桥、21个氢键（ΔG=-13.4 kcal/mol），与TLR4形成3个盐桥、9个氢键（ΔG=-11.2 kcal/mol）（图7）。

结论与意义

本研究首次通过计算驱动策略设计了针对鲍曼不动杆菌OmpK的多表位疫苗，其创新性体现在：

1. 三重免疫激活：整合B细胞线性表位、MHC-I/II限制性T细胞表位及佐剂系统，覆盖体液与细胞免疫；

2. 高精度验证：经50 ns MD模拟优化构象，ERRAT结构评分达89.2，TLR结合能力优于同类研究；

3. 转化潜力：in silico克隆证实可在pET-21b(+)载体中表达，为后续动物实验奠定基础。

该疫苗有望突破传统抗生素耐药困境，尤其对碳青霉烯耐药株（CRAB）感染提供替代防治方案。未来需通过体内实验验证其实际保护效力，推动其进入WHO疫苗开发管线。

（全文约1980汉字）