基于反向疫苗学技术筛选铜绿假单胞菌疫苗保护性抗原的研究

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is one of the leading nosocomial pathogens worldwide, it occupy the first place in G- bacteria infection, resulting in considerable mortality that range from 30% to 60%. Antibiotic resistance of P. aeruginosa is becoming increasingly serious today thereby posing a serious public health problem.Vaccine represents a promising alternative strategy to prevent and treat the infection. Due to the drawbacks of traditional research methods, most of Pseudomonas aeruginosa vaccine in research just contain single antigen and provide partial protective immunity, none have obtained market authorization. Among different types of vaccine, multi-target subunit vaccine is the most promising research directions. Here we are focused on developing an effective vaccine to prevent P. aeruginosa infection based on the technique of reverse vaccinology. Firstly, establish the immunodominant antigen library by screening the whole genome of P. aeruginosa by bioinformatics. Secondly, establish the animal model of P. aeruginosa infection to evaluate the protective immunity of these antigens, optimize the antigens and the immunization program. Development an effective vaccine which is able to stimulate the natural immune response and specific immune responses. Thirdly, clarify the protective mechanism of the vaccine. The success in developing the vaccine not only can solve the problem of P. aeruginosa infection in clinical. These research will lay a solid foundation for the development of Pseudomonas aeruginosa vaccine with independent intellectual property rights.

铜绿假单胞菌是临床上最常见的条件致病菌之一，在临床感染的G-菌中居首位，严重感染患者死亡率高达30%-60%。当前，铜绿假单胞菌耐药性日趋严峻，耐药菌株不断涌现，正面临无抗生素可用的窘态，已成为严重的公共卫生问题。疫苗有望成为预防和控制铜绿假单胞菌感染的最有效手段。然而，由于传统研究手段的制约，研发中的铜绿假单胞菌疫苗普遍存在抗原类型单一、免疫保护效果低下等问题，尚无一种疫苗进入临床应用，针对多靶点的蛋白亚单位疫苗是最有前景的研究方向。本课题拟从铜绿假单胞菌全基因组水平出发，通过反向疫苗学技术全方位筛选并建立来源于病原体自然感染机体所表达的免疫优势抗原库，通过动物模型对优势抗原进行评价、最优组合的选择和免疫程序的优化，使其能够有效的激发机体的天然和适应性免疫应答、保护铜绿假单胞菌的攻毒感染，在此基础上深入探讨疫苗的免疫保护机制，为研制具有自主知识产权的新型铜绿假单胞菌疫苗奠定坚实的基础。

铜绿假单胞菌是临床上最常见的条件致病菌之一，随着耐药性日趋严峻，该菌导致的感染性疾病已逐渐成为严重公共卫生问题。疫苗有望成为预防和控制铜绿假单胞菌感染的最有效手段。然而，由于传统研究手段制约，研发中的铜绿假单胞菌疫苗普遍存在抗原类型单一、免疫保护效果低下等问题，尚无一种疫苗进入临床应用，针对多靶点蛋白亚单位疫苗是最有前景的研究方向。本课题拟从铜绿假单胞菌全基因组水平出发，通过反向疫苗学技术全方位筛选并建立来源于病原体自然感染机体所表达的免疫优势抗原库，通过动物模型对优势抗原进行评价、最优组合的选择和免疫程序的优化，为研制具有自主知识产权的新型铜绿假单胞菌疫苗奠定坚实的基础。.在本研究中，课题组成功建立了贴近临床感染现状的2种动物模型，即PA感染小鼠肺炎模型和皮肤烧伤合并PA感染模型。课题组成功表达PA抗原103个，并通过动物保护试验从中筛选到保护效果较好的抗原PcrV、OprI和Hcp1。通过基因工程手段，构建融合抗原（POH，PcrV-OprI-Hcp1）。利用大肠杆菌可高效可溶性表达POH蛋白。通过分子筛层析、动态光散射和化学交联试验发现POH在溶液中以可溶二聚体的形式稳定存在。将POH与氢氧化铝佐剂混合制成疫苗，可在PA肺炎模型和皮肤烧伤合并感染PA模型中具有良好的保护效果。进一步研究其机制发现，POH免疫可诱导以Th2型为主的系统性免疫应答。.该研究相关结果发表SCI论文2篇，申请国家发明专利3项，培养研究生2名。