计算机辅助设计的多表位疫苗候选物可高效保护小鼠抵抗致病性志贺菌感染

为解决抗生素耐药性志贺菌株的威胁，研究人员通过计算机辅助设计开发了一种新型多表位重组蛋白疫苗(MEV)，该疫苗整合了志贺菌外膜蛋白(OmpC/F)、侵袭性质粒抗原(IpaA/B/C/D)和毒力因子VirG(IcsA)的保守免疫优势表位。动物实验表明，该疫苗能诱导高水平抗原特异性IgG抗体(p<0.05)，并对10LD50剂量的福氏志贺菌(S. flexneri)和鲍氏志贺菌(S. boydii)攻击提供交叉保护，为开发广谱志贺菌疫苗提供了新思路。

　　

在全球公共卫生领域，志贺菌感染引发的细菌性痢疾始终是重大威胁。这种被称为"卫生病"的肠道传染病每年导致约70万例死亡，主要影响低收入地区的1-4岁儿童。更令人担忧的是，随着多药耐药(MDR)和极端耐药(XDR)志贺菌株的出现，传统抗生素治疗正逐渐失效。正如Niyogi在2005年指出的，福氏志贺菌(S. flexneri)、鲍氏志贺菌(S. boydii)、宋内志贺菌(S. sonneii)和痢疾志贺菌(S. dysenteriae)等致病菌株能侵袭回肠末端和结肠上皮，引发从水样腹泻到血性痢疾的多种症状。

面对这一严峻形势，伊朗伊玛目侯赛因大学生物学研究中心的研究人员另辟蹊径，将目光投向疫苗研发。他们基于前期生物信息学预测结果，设计了一种创新的多表位疫苗(Multi-Epitope Vaccine, MEV)，该成果发表在《Journal of Immunological Methods》上。这种疫苗通过整合志贺菌三大关键抗原的保守表位——外膜蛋白(OmpC/F)、侵袭性质粒抗原(IpaA/B/C/D)和毒力因子VirG(又称IcsA)，旨在激发广谱免疫保护。

研究采用重组蛋白技术，将设计的多表位基因克隆至pET32a(+)载体，在大肠杆菌中表达后通过Ni-NTA柱非变性纯化获得目标蛋白。BALB/c小鼠皮下免疫实验显示，该疫苗能诱导显著高于对照组的抗原特异性IgG抗体水平(p<0.05)。最令人振奋的是，在10LD₅₀致死剂量攻击实验中，免疫小鼠成功抵抗了福氏志贺菌和鲍氏志贺菌的感染，证实了疫苗的交叉保护能力。

分析多表位蛋白表达与纯化
SDS-PAGE电泳证实IPTG成功诱导了约45kDa重组蛋白的表达。通过优化咪唑浓度梯度，研究人员在非变性条件下获得了高纯度目标蛋白，为后续免疫实验奠定基础。

免疫原性评估
ELISA检测显示，免疫组小鼠血清中针对多表位抗原的IgG抗体滴度显著升高，表明该疫苗能有效激活体液免疫应答。这一结果验证了前期生物信息学预测的准确性。

保护效力研究
在致死性攻击实验中，所有免疫小鼠均存活，而对照组全部死亡。这一结果证实MEV不仅能诱导免疫应答，更能提供实质性保护，尤其值得注意的是其对不同血清型志贺菌的交叉保护作用。

讨论与结论
该研究首次在动物模型中验证了计算机设计的志贺菌多表位疫苗的有效性。与传统减毒活疫苗或灭活疫苗相比，这种重组MEV具有安全性高、易于规模化生产等优势。特别值得关注的是，通过精选保守表位，该疫苗有望克服志贺菌血清型复杂的难题。正如Plotkin父子强调的："除安全饮用水外，没有其他干预措施能像疫苗这样显著降低死亡率和促进人口增长。"这项研究为开发广谱志贺菌疫苗提供了新思路，其设计策略也可拓展至其他病原体疫苗研发。

研究人员在讨论部分指出，该MEV的成功既证实了反向疫苗学策略的可行性，也为应对抗生素耐药性危机提供了替代方案。未来研究将聚焦于优化免疫程序、探索细胞免疫机制及扩大保护谱系。这项由Amir Namvar Vansofla等完成的工作，标志着志贺菌疫苗研发领域的重要进展。