基于全基因组引导的反向疫苗学方法筛选出一种针对溶血性葡萄球菌的、具有保守结构的脂蛋白多表位疫苗候选物

《BMC Genomics》：Pan-genome-guided reverse vaccinology identifies a conserved lipoprotein-based multi-epitope vaccine candidate against Staphylococcus haemolyticus

　　

摘要

溶血性葡萄球菌是一种新兴的机会性病原体，与血流感染、器械相关感染以及其他医院内并发症有关，这凸显出需要采取其他预防措施。在本研究中，研究人员利用全基因组指导的逆向疫苗学方法分析了36个完整的溶血性葡萄球菌基因组。全基因组分析采用了开放式架构，通过对1,837种非冗余核心蛋白的差异蛋白质组学分析，找到了两种与致病性相关的候选蛋白。其中一种保守的、可被识别在表面的脂蛋白被优先考虑，用于选择B细胞、MHC I类和MHC II类抗原表位，进而构建出一种含有328个氨基酸的多表位疫苗（MEV），该疫苗还包含了HBD-3佐剂及适当的连接子。经预测，该疫苗具有良好的物理化学性质和免疫学特性，包括较高的抗原性、无致敏性以及能覆盖广泛的HLA人群。AlphaFold2显示，在富含连接子的抗原表位区域存在较大不确定性，但经过优化后局部立体结构的质量有所提升。对接分析和正常模式分析表明，该疫苗可能与TLR2/TLR1以及TLR4–MD-2发生结构上合理的相互作用。针对选定的TLR2/TLR1–MEV复合物进行的100纳秒显式溶剂分子动力学模拟结果显示，尽管MEV具有较高的移动性，但两者之间的整体结合关系和紧凑性依然得以保持。初步的MM/GBSA分析也为这种相互作用提供了额外的能量学支持。密码子优化和计算机克隆技术进一步证明了该疫苗在大肠杆菌中具有表达的潜力。总体而言，这些计算结果表明以保守的脂蛋白为基底的疫苗候选物具有对抗溶血性葡萄球菌的潜力，不过仍需通过实验验证其表达情况、折叠结构、安全性、免疫原性以及保护效果。