脑膜炎奈瑟菌又称为脑膜炎双球菌,是流行性脑脊膜炎和脓毒症的主要病原菌。该病原菌大多寄居在人体鼻咽部,通过呼吸道传播,年轻人患病率为10-35%,但在婴儿和青少年病患中,可高发为侵袭性脑膜炎。目前,疫苗接种仍是减少相关疾病负担和限制长期后遗症的唯一有效方法。脑膜炎球菌外膜囊泡(OMV)已被用于研发流行性脑膜炎相关的多种疫苗。
外膜囊泡(OMVs)是由革兰氏阴性菌分泌的纳米尺寸的天然囊泡,它包含外膜蛋白,脂多糖及核酸等多种物质,能够被树突状细胞(主要的抗原呈递细胞)有效识别和摄取。此外,OMVs拥有丰富的病原体相关分子模式(PAMPs),可强烈刺激先天免疫系统,促进抗原呈递和 T 细胞活化,因此,OMVs是理想的疫苗纳米载体。脑膜炎疫苗4CMenB主要含有3种重组蛋白(rMenB):因子H结合蛋白变异体(FHbp)、奈瑟菌黏附素A和奈瑟菌肝素结合抗原以及含有孔蛋白A(PorA)的外膜囊泡。4CMenB在人体中诱导的保护性反应主要归因于孔蛋白A(PorA),然而,是否有其他蛋白抗原也参与免疫应答过程仍有待阐明。
该文章于2023年4月发表在NPJ VACCINES杂志(IF:9.399),作者来自于意大利博洛尼亚大学药学和生物技术系。在这项研究中,作者分析了脑膜炎疫苗4CMenB中OMV成分的抗原在小鼠和人类中的免疫原性。同时收集了一些菌株的功能性数据,并评估了30种OMV特异性蛋白抗原在脑膜炎奈瑟菌B株中的作用。使用ArrayJet Marathon Argus( 已升级新型号为Mercury 100)生物芯片点样仪制备囊泡重组蛋白芯片,利用蛋白微阵列测定不同OMV抗原的免疫特征。结果显示:其中三种蛋白OpcA、NspA和PorB,触发机体产生了对几种脑膜炎奈瑟菌菌株具有杀菌作用的抗体,同时证明了接种OpcA和PorB疫苗后,婴儿血清中诱导了功能性免疫应答反应,如图1。
图1.人和小鼠血清蛋白免疫芯片显示了具有应答作用的OMV外膜蛋白(OMPs)
a: 不同种类的疫苗四次注射前后收集的婴儿血清,在含有重组蛋白的微阵列上进行检测,重组蛋白混合在40%的甘油缓冲液中,使用ArrayJet点样仪进行点样,点样体积200pl/点,点样温度18℃,湿度: 50-55%.b:免疫前和免疫后的小鼠血清(免疫前,rMenB组,4CMenB组,OMV组),通过使用大肠杆菌合成并释放的囊泡蛋白微阵列进行探测。根据不同OMV中抗原的相对丰度对样本进行排序,如三角形所示。每个着色块代表筛选的血清样本的平均反应性,结果用MFI值表示,当信号MFI大于5000时,认为为阳性,以荧光标记二抗检测后的荧光强度加上标准差的10倍进行计算。低(5000≤MFI<15000)、中(1500030000≤MFI<)和高(MFI≥30000),信号强度的颜色对应报告在热图的右侧。
作者同时采用血清杀菌实验进行验证,重组蛋白与小鼠血清混合,终浓度1500mg/mL,使用含有0.25%葡萄糖的培养液在37℃下进行菌落培养,菌落终数量104-105CFU/mL,将混合后的血清样本与菌落进行孵育60分钟,随后统计杀灭50%菌落的血清滴度,具体结果见图2。
图2. PorA、OpcA、PorB和NspA对不同菌株的特异性杀菌实验
使用GMMA-PorA (a)、GMMA-OpcA (b)、rPorB (c)和GMMA-NspA (d)统计的血清杀菌滴度直方图。包括12种自然菌株和1种敲除突变体的阴性对照.rSBA滴度≥16被认为是阳性(虚线),图标中所有分析使用的血清均来自于8只小鼠。
结论:作者发现了两种新的OMV抗原,其在4CMenB疫苗诱发的免疫反应中展现出对脑膜炎奈瑟菌强有力的抑菌作用。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41541-023-00651-9
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