疫苗研究的一种新工具

　　

生物通报道：美国乔治亚州立大学的研究人员为疫苗的生产商提供了一种新的工具。这种新工具使研究人员能设计出针对更多种类疾病甚至是目前很难预防的疾病的疫苗。这项研究的结果公布在5月23日的《美国科学院院刊》上。

研究的执行者Robert J. Woods和同事描述了抗体如何精确地分别与两种常见致病细菌——B群链球菌(Streptococcus Group B, SGB)和肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)相互作用。

研究组的3D模拟技术使研究人员能够看到身体的抗体如何与细菌外衣上的糖链结合。万一抗体不能与这种糖链结合，那么就不能引发针对细菌的免疫应答。因此，研究人员试图通过对这种糖进行化学修饰以使身体能够将这种细菌识别为一种威胁并启动防御机制。

Woods和同事之所以选择研究B群链球菌和肺炎链球菌是由于它们的毒性以及它们有非常相似的外衣（outer coats）。从化学的角度来看，这两种细菌具有相同的分子骨干。唯一的差别是肺炎链球菌14的这种侧链中少了一个酸性糖分子。

免疫系统能够针对这两种细菌产生抗体，但是尽管它们表面的糖链很相似，但是针对其中一种细菌的抗体通常却不能识别另外的那种细菌，因此无法预防另外一种细菌的感染。

为了要弄清为何无法产生交互免疫力（cross-immunity），研究人员构建了一种能够预测长链糖中的原子如何与身体的抗体相互作用的计算机模型。这种模型考虑到了糖分子间不同的吸引力、糖分子与水分子以及环绕着它们的离子之间的引力、糖链运动和折叠模式等因素。

通过在16台电脑上进行了700小时的模拟，终于观察到这种酸性侧链赋予了III型B群链球菌的表面糖骨架一种伸出的、类螺旋形态。当免疫系统“看到”这种螺旋形状时，就会制造能够识别这种形状的抗体。

另一方面，肺炎链球菌14表面的糖缺少这种伸出的螺旋形状，因此无法被III型B群链球菌的抗体所识别。而肺炎链球菌14的抗体只能识别细菌表面糖链的一个短序列。

此前，研究人员只能在理论上推测出这种关系，但现在他们已经能够清晰地证明这些结合模式可用于研制光谱的新疫苗。Woods的研究组虽然只对两种细菌进行了分析，但他们相信这种技术还可用于研究其他种类的细菌。

目前，该研究组正在分析脑脊髓膜炎双球菌（Neisseria meningitidis）——一种引发脑膜炎的细菌。这种细菌进化形成的一些菌株，其外层携带与人类细胞相同的糖。这些菌株就好比披着羊皮的狼一般逃过身体免疫系统的眼睛，即身体不能对它启动一个及时、强有力的免疫应答。一旦构建了它的糖链的精确模型，人们就能对这些糖链进行适当的改造，从而使身体能够识别它。（生物通记者杨遥）