信号肽优化重组沙门氏菌载体:PelB增强猪链球菌抗原免疫原性与保护作用的新策略

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Veterinary Microbiology 2.4

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  为解决猪链球菌(S. suis)缺乏有效疫苗的全球性挑战,研究人员聚焦信号肽(SP)优化重组沙门氏菌(Salmonella)载体递送抗原的机制。通过比较PelB、DsbA和Bla/ss三种SP融合6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGD)的表达效率与免疫反应,研究发现PelB SP显著提升抗原分泌和细胞摄取,诱导更强体液、细胞及黏膜免疫,并在小鼠模型中实现优越保护效果。该成果为抗侵袭性病原体(如SS2)的活载体疫苗开发提供了关键理论框架与设计策略。

  猪链球菌(Streptococcus suis, S. suis),尤其是血清型2(SS2),近年来已成为全球养猪业和公共卫生的重大威胁。这种人畜共患病原体通过接触感染猪或污染产品传播,引发败血症、脑膜炎和永久性听力损伤等严重疾病。尽管抗生素是当前主要治疗手段,但耐药菌株的快速进化使其疗效大打折扣。开发安全有效的疫苗成为迫切需求——不仅能减少兽药残留和耐药性风险,还能提供长期保护。然而,传统疫苗设计面临瓶颈:作为口服疫苗递送平台的重组沙门氏菌载体(如沙门氏菌肠炎血清型Choleraesuis)虽能入侵肠道黏膜并激活全身免疫,但其递送的外源抗原常因分泌不足或定位不当而降解,导致免疫原性低下。这一问题严重制约了疫苗的防护效率。

为突破此局限,扬州大学的研究团队在《Veterinary Microbiology》发表了一项创新研究。他们以高度免疫原性的SS2保护性抗原6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase, 6PGD)为模型,系统探究了不同信号肽(Signal Peptide, SP)如何调控重组沙门氏菌载体的抗原递送过程。研究人员利用工程化沙门氏菌株rSC0016(一种整合延迟减毒和延迟抗原表达系统的双功能平台),构建了三种SP-6PGD融合载体:PelB-6PGD(P-6PGD)、DsbA-6PGD(D-6PGD)和Bla/ss-6PGD(B-6PGD)。通过体外分析抗原表达与定位,结合体内免疫应答评估和小鼠攻毒保护实验,最终证实PelB信号肽能最大化抗原分泌效率,显著提升抗SS2的保护效果。

在技术方法上,研究主要采用了以下关键策略:首先,利用分子克隆技术将不同SP(如PelB、DsbA和Bla/ss)与6PGD抗原基因融合,并导入重组沙门氏菌载体rSC0016中。其次,通过蛋白质印迹(Western blot)和亚细胞分级分离分析抗原表达水平与定位(包括胞质、周质和上清液分泌)。接着,采用骨髓源树突细胞(Bone Marrow-derived Dendritic Cells, BMDCs)模型评估抗原摄取效率。最后,在小鼠队列中(遵循江苏实验室动物伦理规范)进行免疫接种,通过ELISA检测体液抗体、流式细胞术分析T细胞应答,以及黏膜样本分析,并实施致死剂量SS2攻毒以评估保护率;组织病理学检查进一步验证肺部与脑部病变程度。

研究结果通过多个小标题系统呈现。在“Henotypic identification of strain designs carrying heterologous SPs”部分,研究通过构建三种SP-6PGD融合载体(图1A,B),发现其胞质表达水平无显著差异,但rSC0016(pS-P-6PGD)(即携带PelB-6PGD的菌株)在周质积累和上清液分泌效率上显著优于其他组(图1C,D)。这归因于PelB SP利用双精氨酸转运(Twin-arginine translocation, Tat)途径实现快速周质定位,增强抗原稳定性。在“Discussion”中,作者强调沙门氏菌周质独特的氧化还原环境利于蛋白质折叠,而PelB的高效分泌促进BMDCs对抗原的摄取,从而放大免疫激活。后续免疫表征显示,rSC0016(pS-P-6PGD)免疫组诱导更强的抗原特异性体液免疫(IgG抗体)、细胞免疫(CD4+ T细胞应答)和黏膜免疫(sIgA),最终在小鼠攻毒实验中实现显著更高的存活率。组织病理学评估证实,该组小鼠肺脑组织SS2诱导病变最小,而DsbA和Bla/ss组保护较弱。

研究结论和讨论部分突显了PelB信号肽的核心优势:其通过Tat途径优化抗原分泌,不仅解决了沙门氏菌载体中外源抗原降解的痛点,还协同放大了体液与细胞免疫——这两者对防御SS2等侵袭性病原体至关重要。该发现为活载体疫苗设计提供了可推广框架:战略性地选择SP(如PelB)可提升抗原递送效率,无需复杂基因改造。意义层面,此研究不仅加速了抗S. suis疫苗的临床转化,还为其他细菌性病原体(如耐药菌株)的疫苗开发指明新方向。总之,扬州大学团队的成果通过精准的分子工程,将基础免疫机制转化为实用防护策略,推动了兽医学与公共卫生领域的协同创新。

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