《Discover Life》：Immuno-informatics strategy for designing and development of a multi-epitope chimeric vaccine for livestock against Taenia infections
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背景：家畜生产是全球粮食安全与生计的重要贡献者。在影响家畜的寄生虫病中，猪带绦虫（Taenia solium）感染仍是重大的兽医与公共卫生问题，造成显著经济损失。因此，亟需开发高效且经济可行的疫苗用于疾病预防与改善家畜健康。研究方法：研究人员利用减毒蛋白组学（
背景：家畜生产是全球粮食安全与生计的重要贡献者。在影响家畜的寄生虫病中，猪带绦虫（Taenia solium）感染仍是重大的兽医与公共卫生问题，造成显著经济损失。因此，亟需开发高效且经济可行的疫苗用于疾病预防与改善家畜健康。研究方法：研究人员利用减毒蛋白组学（subtractive proteomics）与免疫信息学（immuno-informatics）计算设计了针对带绦虫属（Taenia spp.）的家畜用多表位嵌合疫苗。基于抗原性、变应原性与理化特征筛选抗原蛋白，预测辅助性T淋巴细胞（HTL）、细胞毒性T淋巴细胞（CTL）与B细胞表位，并将其与合适佐剂组装为嵌合结构；分析结构建模与理化特性（如与Toll样受体（TLR）的对接倾向）及免疫刺激响应，对TLR4-疫苗复合物进行100 ns分子动力学模拟，并通过免疫模拟与密码子优化预测在大肠杆菌（E. coli）中的免疫原性与表达潜力。结果：从3个抗原同源蛋白中鉴定出11个表位，添加β-防御素（β-defensin）佐剂构建多表位嵌合疫苗，候选物含272个氨基酸残基、分子量28.94 kDa；与TLR4受体结合形成稳定构象，分子动力学模拟显示动态互作。结论：该研究设计的可扰乱带绦虫属在所有已知宿主中生命周期的多表位疫苗，通过计算分析满足所有必要标准并展现成为有效疫苗的潜力，但仍需体外（In-vitro）与体内（In-vivo）验证。
研究背景与立项依据
家畜养殖支撑全球粮食安全与农村生计，而带绦虫属（Taenia spp.）感染（尤以猪带绦虫T. solium、牛带绦虫T. saginata、亚洲带绦虫T. asiatica在东南亚、非洲亚赤道区与拉美流行）导致猪牛生长迟缓、胴体废弃及人神经囊尾蚴病（neurocysticercosis，占癫痫病例近70%），被WHO列为重点食源性寄生虫与被忽视热带病（NTD）。现有策略中，驱虫药易耐药且难覆盖散养猪；已用重组抗原TSOL16、TSOL18、TSOL45-1A/B仅针对猪带绦虫六钩蚴阶段、跨种保护有限。因此研究人员采用减毒蛋白组学联合免疫信息学（反向疫苗学范式）开展跨三种带绦虫、面向牛（Bos taurus）/猪（Sus scrofa）/羊（Ovis aries）中间宿主的多表位嵌合疫苗计算设计，论文发表于《Discover Life》。
主要关键技术方法（≤250字）
研究人员自WormBase与GeneDB获取T. solium（PRJNA170813）、T. asiatica（PRJNA299871）、T. saginata（PRJNA71493）全蛋白组；以NCBI BLASTP做同源性过滤（寄生虫间>95%一致、与宿主<50%一致），经TMHMM-2.0/Phobius筛跨膜、DeepLoc-1.0定亚细胞、AlgPred2.0/VaxiJen v2.0筛非变应原/抗原蛋白；用ABCpred、NetMHCpan-4.1、NetMHCIIpan-2.1及IEDB-MHC-II预测B/CTL/HTL表位；经ToxinPred细化后以KK/GPGPG/KPKPKP连接子嵌合β-defensin佐剂；I-TASSER+3Drefine/GalaxyRefine建模，ClusPro/HADDOCK对接牛猪TLR4（I-TASSER模建受体），GROMACS 2022.3做100 ns分子动力学，C-ImmSim做免疫模拟，JCAT做E. coli K12密码子优化与pET28b(+)克隆。
研究结果
3.1 同源与非同源蛋白预测：以>95%一致度获840个同源蛋白，对牛/猪/羊宿主<50%一致度得418/863/426非同源蛋白，交集387个共同非同源蛋白。
3.2 跨膜蛋白预测：TMHMM获52个、Phobius复核48个跨膜蛋白。
3.3 亚细胞定位：DeepLoc-1.0自387蛋白中定30个胞外+31个膜蛋白，取77个具跨膜螺旋/分泌/膜定位者进入下游。
3.4 非变应原与抗原蛋白筛选：AlgPred2.0（阈值0.3）留60非变应原，VaxiJen v2.0（阈值0.5）留44抗原蛋白。
3.5 淋巴细胞特异表位预测：NetMHCpan-4.1得42牛+25猪CTL表位；NetMHCIIpan-2.1得67牛HTL、IEDB-MHC-II得21猪HTL；ABCpred得103 B细胞表位；共258候选。
3.6 表位优先级：经ToxinPred/AlgPred2.0/VaxiJen过滤非毒非变应原高抗原肽。
3.7 多表位疫苗计算组装：自TsM_000038200、TsM_00061000、TsM_000523100取重叠优表位，CTL间用KK、HTL/B细胞间用GPGPG连接，N端以KPKPKP接β-defensin（TLR1/2/4激动剂），成272 aa嵌合体。
3.8 功能注释：三源蛋白经WormBase/NCBI注释为质膜整合组分，AlphaFold2模建确认表面可及性。
3.9 疫苗构件顺序分析：3.9.1 理化性质（ExPASy ProtParam）：272 aa、28.94 kDa、pI~9.87、不稳定指数37.81、GRAVY -0.434、丙氨酸指数61.32、Protein-Sol溶性0.709，非变应原/抗原正性。3.9.2 二级/三级结构：PSIPRED示20.95% α-螺旋、12.86% β-股、66.17%卷曲；I-TASSER得C-score -4.88、RMSD 18.4±2.3 ?构象。3.9.3 精炼验证：3Drefine/GalaxyRefine优化后ProSA z-score -6.04；Ramachandran中78.1%最允区；Verify3D中92.65%残基3D-1D>0.1。3.9.4 不连续B细胞表位：ElliPro（阈0.5）得33残基（PI 0.79）成构象表位。3.9.5 蛋白酶体切割：IEDB NetChop示106切割位，iPCPS示116免疫蛋白酶体+75组成型切割位。
3.10 分子对接：ClusPro对牛TLR4-疫苗簇5加权分-1068.5、猪TLR4-疫苗簇2为-901.4；HADDOCK位点对接z-score牛-2.6/猪-2.2；LigPlot+示多氢键与疏水接触；PRODIGY算结合能。
3.11 分子动力学模拟：GROMACS 100 ns显示牛/猪复合物RMSD 7.88/8.79 ?，400–540道氢键，Rg 3.23/3.14 nm，构象紧凑稳定。
3.12 免疫模拟：C-ImmSim三月间隔三剂示IgM/IgG1/IgG2升高、IFN-γ与IL-2上调、HTL/CTL及记忆T/B扩增、NK/巨噬/树突/嗜酸粒持续活化。
3.13 计算克隆：JCAT反译优化GC 61.88%→54.90%、CAI 0.62→1.0，816 nt入pET28b(+)（NdeI-BmtI间），适E. coli K12表达。
讨论与结论翻译
讨论指出，相比传统疫苗，免疫信息学具低成本、短周期、可挖交叉保护优势；本研究首次将减毒蛋白组学+免疫信息学用于覆盖T. solium/T. saginata/T. asiatica三物种、面向多中间宿主的嵌合设计，β-defensin佐剂经TLR4稳定结合与Th1偏向模拟弥补了既往单抗原单阶段短板。结论原文意译：研究人员设计了一种可扰乱带绦虫属在所有已知宿主中生命周期的多表位疫苗；该计算疫苗满足所有必要标准，经计算机分析显示出成为有效疫苗的极大潜力，但进一步的体外（In-vitro）与体内（In-vivo）验证必不可少。
