通过黏附蛋白逆向疫苗学设计一种针对梅毒苍白螺旋体的新型多表位疫苗候选

为何对这种古老疾病的新型疫苗构想仍然重要

梅毒是一种古老的性传播感染，近年来在全球范围内再次上升。虽然青霉素等抗生素可以治愈感染，但不能阻止人们再次被感染。目前仍无用于预防梅毒的疫苗，部分原因是致病菌梅毒苍白螺旋体难以在实验室培养并且巧妙地躲避免疫系统。本研究使用计算机引导的设计，在体外模拟和细菌中构建并测试一种新型试验性疫苗，该疫苗同时针对微生物的多个薄弱环节。

将病原体的“抓握点”作为靶标

梅毒苍白螺旋体通过附着到人体组织并穿过天然防御来感染宿主。它使用称为黏附蛋白的表面分子，像微小的挂钩，帮助细菌附着宿主细胞、穿行组织并躲避免疫攻击。研究人员认为这些暴露的挂钩是有吸引力的疫苗靶点，因为抗体可能阻断它们，从而阻止病原体定殖。研究团队从一个研究良好的菌株基因组中筛选出七种表面存在的黏附蛋白，这些蛋白具有有利的化学特性，且与人或小鼠蛋白不相似，从而降低了交叉反应的风险。

用计算方法构建多组分疫苗

研究团队没有使用完整蛋白，而是集中于称为表位的短肽段，这些是免疫细胞识别的特定片段。借助若干在线预测工具，他们扫描了黏附蛋白，寻找可能被产生抗体的B细胞识别以及两类协助和执行免疫反应的T细胞所识别的区域。他们选择了十五个T细胞表位和七个B细胞表位，这些表位被预测具有强抗原性、无毒且无致敏性，并覆盖了全球人群的多种遗传背景。这些片段随后用短连接肽串联起来，并配以一个内置的免疫增强肽，构建为单一的多表位疫苗蛋白，命名为MEVTP。

在虚拟环境中测试结构与行为

接下来，作者评估该设计蛋白是否会折叠为稳定构象并能与关键免疫感受器良好相互作用。利用如AlphaFold和结构精炼服务器等工具，他们预测了疫苗的三维结构并检查其大部分构成残基是否处于能量有利的位置。随后他们模拟了MEVTP与两种天然免疫受体TLR2和TLR4的结合，这些受体在检测到微生物时有助于启动炎症反应。计算对接和长时间分子动力学模拟表明，该疫苗能与这些受体形成紧密、稳定的复合体，尤其是与TLR4相互作用时，保持了许多接触点和紧凑的整体构象。

从数字设计到实验室制备的蛋白

为了超越纯理论，研究人员对MEVTP的基因序列进行了优化，使其能在常用的实验室细菌中高效表达。他们将优化后的基因插入表达质粒，转入大肠杆菌并诱导细胞生成融合蛋白。所得产物带有小型纯化标签，通过镍亲和层析分离并通过凝胶分析和西方印迹在预期大小附近得到确认。与此同时，团队还设计了疫苗的mRNA版本，采用已知可提高稳定性和翻译效率的元件，并检查预测的RNA二级结构具有较低的整体能量，这也是稳健性的一个标志。

模拟免疫反应及下一步

最后，研究小组使用免疫系统模拟器探讨多次接种疫苗后机体可能产生的反应。虚拟模型预测了强烈的抗体波动，包括不同的IgG亚类，同时促使干扰素-γ和白介素-2等细胞因子升高，表明强烈的T细胞活性。辅助性和细胞毒性T细胞、B细胞及其他防御细胞数量增加并形成记忆群体，显示出在该模拟环境中可能获得持久保护。综合来看，这项工作提出了一种经过精心设计的多表位黏附素疫苗，计算结果显示其在体外模拟中稳定、无致敏性且具免疫原性，并可作为纯化蛋白生产。然而，其真正的预防梅毒能力仍需经过充分的动物实验和最终的人体试验来验证。

引用: Tang, H., Chen, Z., Yan, H. et al. Designing a novel multiepitope vaccine candidate against Treponema pallidum via adhesins using reverse vaccinology. Sci Rep 16, 15305 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45084-1

关键词: 梅毒疫苗, 梅毒苍白螺旋体, 多表位, 逆向疫苗学, 黏附蛋白