中国B群脑膜炎奈瑟菌遗传特征和疫苗相关蛋白的分子流行病学研究

Neisseria meningitidis is one of important pathogens that cause epidemic cerebrospinal meningitis. The latter belongs to Legally Reported Infectious Diseases in China and was covered in the national immunization program. Recently, serogroup B N. meningitidis (MenB) has been becoming a dominant serogroup. However, we have yet no corresponding vaccine to prevent MenB. To combat the prevalence and potential outbreak of MenB, it is necessary to develop effective vaccine targeting MenB. In this subject, we will study the genetic characteristics of MenB strains isolated in China and their molecular epidemiology of vaccine proteins, referring to the latest international strategy. By multilocus sequence typing (MLST) method, the population structure of MenB of China is analyzed and the predominant clonal lineages are recognized. By comparative genomics, the genetic relationship among different lineages is revealed and novel vaccine protein candidates that match the prevalent strains are screened. By standard PCR, the genes of vaccine proteins, including FHbp, NadA, Nhba, PorA, FetA and newly identified protein candidates, are detected. These genes are further analyzed by Sanger sequencing and sequence typing. By this study, it is expected to identify the dominant clonal lineages of MenB in China, to clarify the molecular epidemiology of vaccine proteins, and then to provide essential data for later formulating the vaccine developing strategy and selecting vaccine strain candidates that are appropriate for China.

脑膜炎奈瑟菌（Neisseria meningitidis，Nm）是引起流行性脑脊髓膜炎（简称“流脑”）的病原体。流脑在我国属于法定报告传染病，被纳入了国家免疫规划。近年来B群Nm在我国逐渐成为一个优势血清群，但我国却无相应的疫苗进行预防。为了应对B群流脑的流行和可能出现的暴发，我们亟需研发有效的疫苗。本课题借鉴国际上最新的B群疫苗研究思路，对我国B群Nm菌株开展系统研究。研究拟通过MLST分型手段分析我国B群Nm菌株的种群结构，识别优势克隆；通过比较基因组学技术解析不同克隆群菌株间的遗传关系，筛选与流行菌株相匹配的新的疫苗候选蛋白；通过PCR和常规测序方法，检测FHbp、NadA、Nhba、PorA和FetA等疫苗相关蛋白的基因分布和序列特征。本课题预期弄清我国B群Nm菌株的主要流行克隆群以及疫苗相关蛋白的分子分型特征，为后期疫苗的研发策略制定和疫苗株筛选提供根本依据。

脑膜炎奈瑟菌（Neisseria meningitidis，Nm）是引起流行性脑脊髓膜炎（简称“流脑”）的病原体，其感染还可引起严重的脓毒血症。流脑在我国属于法定报告传染病，也是疫苗可预防疾病，2007年被纳入国家扩大免疫规划。我国发现的侵袭性病例中95%以上由A、B、C、W等四个血清群感染引起，其中A、C、W群已有有效的疫苗预防，但国内没有B群疫苗。国外已有B群疫苗上市，但是不同地方流行的菌株不同，疫苗的覆盖性可存在较大差异。本研究旨在弄清我国B群Nm菌株的遗传特征及疫苗相关蛋白的分子流行病学特征，一方面可以推测国外疫苗的有效性，另一方面可以以此为依据研发适宜于中国的疫苗。研究内容包括：①中国B群Nm菌株的种群结构分析；②B群Nm菌株的系统发育分析；③新疫苗候选蛋白的筛选；④疫苗相关蛋白的分子流行病学分析。..本研究获得了485株B群菌株的MLST分型、180株不同克隆群B群菌株的基因组序列以及B群疫苗相关蛋白的分子流行病学数据。根据这些研究结果，我们发现中国菌株确实具有与其他国家菌株不同的疫苗蛋白基因分布和序列特征。首先，中国B群Nm菌株ST型众多，克隆群分散，主要的克隆群cc4821在国外很少见；其次，被研究的485株菌株中仅13株菌株含有可被Bexsero疫苗覆盖的porA，仅10株菌株含有nadA基因；最后，虽然大部分菌株含有fHbp和nhba基因，但是中国主要的fHbp变异型是2型，而国外疫苗中是1型或1+3型，nhba情况类似，172株菌株中仅3株nhba肽型与国外相同。..这些研究结果促使我们提出“国外疫苗不适合中国”的观点，并提出适宜中国的疫苗研发方案。由于近年来B群流脑的发病率呈现上升趋势，我们的研究成果受到国内多家疫苗研发企业的关注，并于2017年达成共同研发疫苗的协定。考虑到不同序列型之间的交叉保护以及蛋白表达水平的差异，国外疫苗对中国菌株的真实覆盖度尚需要更精确的方法进行评价，目前，本实验室正在考虑建立MATs试验体系，该方法对于未来评价中国B群流脑疫苗也是非常重要的。