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靶向Acinetobacter baumannii黏附素Abp2D的疫苗策略为导管相关尿路感染提供免疫保护新方案
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月10日 来源:Nature Communications 15.7
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针对日益严峻的导管相关尿路感染(CAUTI)和鲍曼不动杆菌(A. baumannii)多重耐药问题,华盛顿大学团队开发了靶向纤维蛋白原结合黏附素Abp2DRBD的亚单位疫苗。研究表明该疫苗通过诱导特异性IgG抗体,显著降低小鼠模型中膀胱(3.5log)和导管(2.1log)的细菌载量,其保护效果优于自然感染。这一发现为抗微生物耐药性(AMR)挑战提供了非抗生素解决方案。
在全球医疗系统面临抗菌素耐药性危机的背景下,导管相关尿路感染(CAUTI)作为最常见的医源性感染之一,其防治面临严峻挑战。据统计,美国每年使用超过3000万根导尿管,而留置超过30天的患者感染率接近100%。更令人担忧的是,作为重要CAUTI病原体的鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)正展现出日益严重的多重耐药特性,被CDC列为"紧迫威胁"级病原体。这种革兰阴性菌通过其特有的伴侣-引导系统(CUP)菌毛黏附素Abp1D和Abp2D与导管表面沉积的纤维蛋白原(fibrinogen)结合,形成难以清除的生物膜(biofilm),成为传统抗生素治疗的顽固堡垒。
华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St Louis)的Morgan R. Timm等研究人员在《Nature Communications》发表的最新研究,开创性地提出通过靶向Abp2D受体结合域(RBD)的疫苗策略来阻断这一感染途径。研究团队首先发现自然感染仅能产生微弱的保护作用(膀胱细菌载量降低1.1log),且几乎不诱导Abp2DRBD特异性抗体(AUC<0.005)。而采用重组Abp2DRBD蛋白加Addavax佐剂的三剂免疫方案,则能激发强烈的IgG反应(AUC>0.08),使膀胱和导管细菌载量分别降低3.5log和2.1log,效果显著优于自然感染。
研究采用的关键技术包括:1) 小鼠CAUTI模型建立,通过经尿道置入硅胶导管后接种A. baumannii ACICU菌株;2) 流式细胞术检测脾脏记忆B细胞(CD19+IgD-GL7+)和骨髓浆细胞(CD138+);3) 体外纤维蛋白原包被导管结合实验,使用LI-COR Odyssey系统定量细菌黏附;4) 被动免疫转移实验验证抗体介导的保护机制;5) 对4791个鲍曼不动杆菌基因组中abp2d等位基因的生物信息学分析。
【免疫机制解析】通过流式细胞术证实,Abp2DRBD疫苗接种可诱导显著的抗原特异性记忆B细胞(占总记忆B细胞的3.5%)和骨髓浆细胞反应。被动免疫实验显示,免疫血清转移可使受体小鼠膀胱细菌载量降低1.8log,直接证实抗体介导的保护作用。

【分子作用机制】体外实验表明,免疫血清能有效阻断细菌与纤维蛋白原包被导管的结合,A700/A800荧光比值从0.79降至0.45。这揭示疫苗通过中和Abp2D-fibrinogen相互作用发挥保护效应,而非单纯依赖调理吞噬作用。
【基因组流行病学】分析显示ACICU型abp2d等位基因在临床分离株中占54%,但疫苗对序列相似度<73%的菌株(如HUC130-01)保护有限,提示未来需开发多价疫苗。

这项研究的重要意义在于:首先,突破性地证实靶向单一黏附素结构域即可有效预防CAUTI,为抗微生物耐药(AMR)挑战提供了精准的"抗毒力"策略;其次,揭示IgG抗体通过阻断病原体-宿主配体互作而非杀菌发挥保护作用,这种机制不易诱导细菌耐药;最后,建立的免疫评价体系为后续多价疫苗开发奠定基础。值得注意的是,该疫苗策略特别适合CAUTI的特殊病理环境——导管引发的炎症反应可促进血清IgG向尿路渗出,解决了黏膜疫苗递送的难题。
研究同时指出,当前疫苗对非ACICU型菌株保护有限,且Abp1DRBD免疫未能产生保护作用的原因仍需深入探究。未来研究可聚焦于:1) 基于优势等位基因设计多价疫苗;2) 优化蛋白构象以增强Abp1DRBD免疫原性;3) 探索与其它CAUTI病原体(如大肠杆菌)共同抗原的联合疫苗。这些发展或将重塑导管相关感染的预防范式,为全球AMR防控提供新武器。
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