利用糖芯片技术解析人鼠血清中念珠菌相关抗体：指导生物标志物发现与疫苗研发新策略

本研究利用合成糖类构建的糖芯片（glycan microarray）系统分析人鼠血清中针对念珠菌（Candida）细胞壁多糖的抗体反应，发现β-葡聚糖（β-glucan）和寡甘露糖（oligomannose）是关键的免疫识别靶点。研究鉴定出三种特异性寡糖抗原（M8、M13、G11）可作为诊断标志物（如侧向流动试验LFT）和疫苗设计（糖缀合物疫苗/glycoconjugate vaccine）的候选分子，为侵袭性念珠菌病的精准防治提供新思路。

　　

研究背景与意义

侵袭性念珠菌病是由致病性念珠菌属（如白色念珠菌Candida albicans和耳念珠菌Candida auris）引起的医院获得性血流感染，年影响全球超150万人并导致约100万死亡。世界卫生组织（WHO）将白色念珠菌和耳念珠菌列为"关键优先级病原体"，而光滑念珠菌、热带念珠菌和近平滑念珠菌被列为"高优先级病原体"。当前诊断方法（如培养法和β-葡聚糖检测）存在灵敏度低、耗时长或假阳性率高的问题，且尚无获批的人用抗真菌疫苗或单抗疗法。

念珠菌细胞壁结构与免疫识别机制

念珠菌细胞壁约80%为多糖，外层主要由高度甘露糖化的糖蛋白构成。N-甘露聚糖（N-mannan）通过保守的三天线结构与蛋白质连接，其分支链包含α-(1,2)/α-(1,3)/β-(1,2)等多种甘露糖连接方式。内层以几丁质（chitin）和β-(1,3)/β-(1,6)-葡聚糖为主，其中β-(1,3)-葡聚糖形成三股螺旋结构，β-(1,6)-葡聚糖作为分支。这些多糖作为病原体相关分子模式（PAMPs）被模式识别受体（PRRs）识别，激活先天免疫（中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞）和适应性免疫（Th1/Th17反应）。抗体通过调理作用、补体激活和抗体依赖性细胞毒性（ADCC）等机制发挥抗真菌作用。

糖芯片技术与合成糖库构建

研究团队合成了29种结构明确的念珠菌相关甘露糖和β-葡聚糖（包括磷酸二酯键连接甘露糖苷），并通过氨基戊醇连接子固定于N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化玻璃芯片。该芯片包含从单体到五糖的多种结构，如四糖抗原β-(1,2)Man-α-(1,2)Man-α-(1,2)Man-α-(1,2)Man（M13）、五糖抗原α-(1,2)Man-α-(1,3)Man-α-(1,2)Man-α-(1,2)Man-α-(1,2)Man（M8）以及分支β-葡聚糖β-(1,3)Glc-β-(1,3)Glc-β-(1,3)Glc-[β-(1,6)Glc]-β-(1,3)Glc（G11）。

人血清抗体反应特征

通过分析50例侵袭性念珠菌病患者和30例对照血清发现：

1. 1.
   感染者对甘露糖（M2、M3、M4、M6-M9、M11-M18）和β-葡聚糖（G5-G11）的IgG抗体水平显著升高
2. 2.
   物种特异性反应：仅克柔念珠菌（C. krusei）感染者产生针对β-(1,3)-甘露糖单体（M10）的抗体；热带念珠菌感染者独有抗M18抗体；白色念珠菌感染者额外产生抗G1、G3、G4抗体
3. 3.
   时序变化：感染早期（1天）即出现抗β-葡聚糖抗体，5-8天后抗甘露糖抗体（如M8）显著上升
4. 4.
   磷酸二酯连接甘露糖苷（M14-M18）仅在被白色念珠菌、热带念珠菌和光滑念珠菌感染的患者中检测到

小鼠模型验证免疫应答动态

免疫活性小鼠感染活白色念珠菌或耳念珠菌后：

1. 1.
   早期（3天）：产生抗β-葡聚糖（G1、G3、G4、G7-G11）的IgM抗体
2. 2.
   后期（7天）：出现抗β-葡聚糖的IgG抗体（白色念珠菌感染组反应更强）
3. 3.
   耳念珠菌因外层甘露糖屏蔽作用，引发的抗体反应弱于白色念珠菌
4. 4.
   长期模型（灭活耳念珠菌接种2个月）：持续产生抗末端β-(1,2)连接寡甘露糖（M10-M13）的IgM抗体，但未检测到IgG抗体

关键发现与转化价值

1. 1.
   诊断潜力：甘露糖结构（尤其是M8和M13）比β-葡聚糖更具特异性，因后者在健康人群中存在基础抗体水平且易被甘露糖层屏蔽
2. 2.
   疫苗设计：三类寡糖（M8、M13、G11）是开发糖缀合物疫苗或单抗疫苗的优先候选分子
3. 3.
   物种区分：β-(1,2)-甘露糖单体（M10）可用于克柔念珠菌的特异性鉴别诊断
4. 4.
   技术优势：糖芯片克服了传统粗提抗原的异质性问题，为高通量抗体筛选提供精准平台

研究局限与展望

样本量较小（尤其罕见念珠菌物种）可能影响统计效力；未分析IgG亚类分布；长周期模型中灭活病原体可能弱化免疫应答。未来需扩大临床验证规模，并探索这些糖抗原在侧向流动检测（LFT）和疫苗制备中的实际应用价值。