以感染中樞神經系統為特征的新生兒細菌性腦膜炎在全球范圍內導致顯著的發病率和死亡率。盡管新生兒護理方面取得了進展,但新生兒腦膜炎仍然導致10-15%的死亡率,且30-50%的病例出會現神經系統后遺癥。致新生兒腦膜炎大腸桿菌(NMEC)是引起新生兒細菌性腦膜炎的兩種最主要致病菌之一。由于耐藥NMEC不斷產生,以及新型抗生素的研發難度越來越大,使得NMEC的臨床治療愈發困難,開發新型的NMEC治療方案成為亟待解決的問題。基于細菌表面多糖的疫苗是治療和預防致病菌的有效手段。但是,多糖分子量小,無法產生高親和力的抗體和免疫記憶。細菌表面多糖與合適的載體蛋白共價相連形成的多糖蛋白結合疫苗能夠刺激機體產生T細胞依賴的免疫應答,極大地提高多糖的免疫原性,是當前治療和預防致病菌效果最好的疫苗。目前市售的多糖蛋白結合疫苗均是化學偶聯法制備,但該方法存在諸多缺陷,不利于工業化生產。
本成果利用合成生物學方法,研制獲得針對NMEC 6種主要血清型的多糖蛋白結合疫苗,覆蓋60%以上病例。經大量動物實驗顯示,疫苗在體內可誘導產生具有免疫性保護作用的抗體,且能通過母嬰傳播途徑保護新生兒子代免于細菌感染,保護率可達90%以上,展現了良好的免疫應答水平和免疫保護性,具備廣泛應用于預防細菌性腦膜炎的潛力。
生物法制備致嬰幼兒腦膜炎大腸桿菌六價多糖蛋白疫苗關鍵技術路線
本成果研發的疫苗可廣泛應用于針對新生兒細菌性腦膜炎的預防。致新生兒腦膜炎大腸桿菌(NMEC)是引起新生兒細菌性腦膜炎最常見的病原菌之一,伴有較高的死亡率。在我國腦膜炎以5歲以下兒童尤其是6月齡至2歲的嬰幼兒的發病率最高;且在早產兒中,由NMEC引起的早發性腦膜炎和敗血癥發病率呈上升趨勢。由于耐藥NMEC不斷產生,使得NMEC的臨床治療愈發困難。基于細菌表面多糖的疫苗是治療和預防致病菌的有效手段,但目前尚無針對NMEC的商業化可用疫苗。多糖蛋白結合疫苗能引起T、B細胞的聯合識別,顯著提高免疫效果并可產生免疫記憶,是當前治療和預防致病菌效果最好的疫苗。本成果利用合成生物學技術制備針對NMEC主要菌株的多糖蛋白結合疫苗,覆蓋60%以上病例。采用的新型疫苗制備方法可有效提高多糖蛋白結合疫苗的各項技術指標,提升疫苗的生產效率,降低成本,具有廣闊的應用前景,對于細菌性腦膜炎的防控具有重要應用價值。
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