金黄色葡萄球菌A蛋白分子进化与致病机制的研究

金黄色葡萄球菌A蛋白（SPA）是其最主要的毒力因子,有关其结构与功能及致病机制的一些重要问题尚无答案,如为什么进化成由5个序列高度同源的Ig结合结构域以E-D-A-B-C进行重复？该结构如何帮助细菌进行免疫逃避？等。本研究拟采用体外分子进化方法探索上述问题,具体为：应用噬菌体展示技术，构建这SPA 5个结构域随机连接的噬菌体展示文库,用不同物种及不同IgG亚型对该文库进行分子进化筛选,获得各类抗体的优势结合序列,比较各优势结合序列中IgG结合结构域的排列情况，分析SPA分子进化的规律和意义。原核表达各优势结合序列,分别在噬菌体水平和蛋白水平验证：各优势结合序列与相应IgG是否具有结合优势？优势结合序列的结合能否引起抗体FcR结合位点的构象及功能改变？能否引起抗体对抗原结合的改变？帮助进一步了解SPA的结构与功能，丰富其致病机制，为SPA作为金葡菌感染防治可能的新靶点和新方向提供研究结论。

我们应用噬菌体展示筛选这一分子进化手段从SpA及SpG的结合单元Ig单结合结构域的层次对其与IgG FC的相互作用进行了详尽的研究，发现由至少两个以上结构域串联形成的对两条IgG FC 重链的同时双结合构成了SpA与IgG 分子相互作用的核心, 不同Ig结构域的组合对不同物种及不同亚类的IgG Fc构象具有不同的结合特征, SpAIg单结合结构域组合对结合抗原的IgG具有结合优势。此外，首次在体外观察到了ADCC介导的巨噬细胞对细菌清除效应，以及SpA与IgG 分子相互作用对效应的阻断作用。这些重要的发现，基本上证实了SpA 和SpG 这类分子阻断ADCC介导的巨噬细胞清除细菌的新的致病机制。此外，令人振奋的是，我们的研究还取得了如下意外的重要研究成果：（1）可建立一区分不同物种及不同亚类的IgG Fc构象的实用方法，用于IgG Fc结构与功能的研究。（2）获得到了一系列非天然存在的具有新结合特性的新型免疫球蛋白结合分子（Novel Evolved Immunoglobulin Binding Molecules, NEIBM），对改进传染病抗体ELISA检测及金标快速抗体检测试剂、免疫吸附疗法、抗体纯化及抗体相关科研试剂有重要应用价值。（3）建立了可视化的细菌活体检测系统，对研究细菌的致病机制及抗细菌免疫及药物作用机制具有意义。