肺炎链球菌表面蛋白PspA的免疫选秀

The infection of Streptococcus pnaeumoniae is still important global disease. Of the licensed pneumococcal vaccines, the 23-valent capsular polysaccharide vaccine is poorly immunogenic, and the newly 7-valent conjugate vaccine covers only a minority of pneumococcal strains. It was crucial to select proteins with strong immugenicity and broad cross-immunogenicity for the developed vaccine. It was showed that the pneumococcal proteins outside the capsular or released from the bacterial had great potential to prevent infection, of which PspA seemed that. But PspA existing in all the serotypes showed the differences between each other. How to selecte the efficacious protein group from so many bacteria in the talent show of immunogenicity? Which was not been reported. In the study, according to the classification system in the level of PspA gene, the clades were identified respectively of PspA from the 23 serotypes. the best protein group was confirmed and selected as the candidate of developed vaccine, based on the conclusions of the cross-immunoreactivity, the accessibility of PspA-specific antibody to intact strains and the cross-immunoprotection. The broad-spectrum of the antigens including the representatived PspA proteins was evaluated by the cross-immunoprotection against the 23 serotypes of Streptococcus pnaeumoniae. The protein group mixed with several PspAs including all the clades should be effective in a wide range of coverage.

肺炎链球菌感染仍是当今重要的全球性疾病，作为预防肺炎链球菌感染现有疫苗中，23价多糖疫苗免疫原性低，另一种7价结合疫苗菌型覆盖率低,寻求一种高效、广谱的蛋白抗原成为新型肺炎疫苗研制的关键。研究显示荚膜外或释放到外界的肺炎球菌蛋白抗原具有极大的预防感染的潜力，其中表面蛋白PspA相对具有较高的免疫原性，且普遍存在于众多血清型中。但是，PspA蛋白在肺炎链球菌不同菌型中存在异质性，如何对这众多菌型的PspA蛋白进行免疫选秀，从中筛选出既具有高免疫原性又具备广泛交叉反应性的组合？对此国内外未见报导。本研究根据PspA蛋白基因水平的系统分类法，对23种肺炎链球菌流行菌株的PspA蛋白的家族支系的鉴定并以支系分组，研究重组PspA在同支系范围内的交叉免疫反应、蛋白抗体与菌体亲和力以及蛋白引起的免疫保护作用，以此为依据确定各个支系中最强免疫原性的PspA蛋白组合。

肺炎链球菌感染仍是当今重要的全球性疾病，作为预防肺炎链球菌感染现有疫苗中，23价多糖疫苗免疫原性低，另一种13价结合疫苗菌型覆盖率低,寻求一种高效、广谱的蛋白抗原成为新型肺炎疫苗研制的关键。目前已研究的菌株自身的几种膜蛋白包括PsaA、PspA和PLY等，这三种蛋白共同存在于肺炎链球菌的90种血清型中，其中PspA蛋白相对其它表面蛋白的高效免疫保护作用已被证实。但是，基于PspA蛋白在肺炎链球菌不同菌型间的含量及菌体表面暴露程度不同，导致其在不同菌型的免疫水平及交叉免疫作用的不同，到底PspA蛋白在不同菌型中的免疫原性差别如何？如何使PspA蛋白的免疫作用达到最大程度的利用呢？对此国内外的研究中还未见详细报导。.本研究从这些问题出发，根据已有的PspA蛋白的分类方法（α螺旋区C端100个氨基酸左右变段区域的同源性差别，分为6个支系），在同个支系中进行蛋白的交叉免疫原性时行比较，寻找较强免疫原性及较强交叉免疫原性的菌型蛋白，作为疫苗的候选成份。肺炎链球菌23种亚型菌株中，菌株表面PspA蛋白的家族及支系属性中覆盖了2个家族中的5个支系，其中clade 1和clade 3 两种支系的蛋白占绝大部分，约覆盖83%流行菌株。本课题以家族1和家族2中clade 1和clade 3为研究重点，研究结果显示：PspA蛋白在同支系内具有良好的交叉免疫保护作用，选择五个不同支系PspA组合作为蛋白载体，可获得较好的疫苗广谱性；而对于蛋白保护作用较弱的肺炎球菌亚型；可选取其多糖作为疫苗的必要组分，增强疫苗的免疫效应；家族1中代表菌型5和6B型PspA蛋白混合物可有效覆盖同家族中其它菌型的交叉免疫，且混和物的免疫效果与重组融合蛋白的免疫效果相当。同样，家族2中代表菌型23F和14型蛋白混合物可有效覆盖同家族其它菌型蛋白。.本研究成果确定不同支系的代表性的PspA蛋白，一定程度上实现以几种菌型的PspA蛋白的混合物替代23价多糖成份，以最大程度利用PspA蛋白的免疫作用达到高覆盖的优势，并同时具备T细胞依赖性抗原的特征。另外，针对部份交叉免疫原性较弱的抗原及高毒力菌株亚型，以同型荚膜多糖取代，一方面增强该亚型多糖抗体的免疫保护作用，另一方面同时具备蛋白载体的交叉免疫保护作用，以实现疫苗的高效性和广谱性。