从大肠杆菌到疫苗工厂:糖链战士的"装备升级"之旅

从大肠杆菌到疫苗工厂:糖链战士的"装备升级"之旅

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来源:邹梦霞
2025-08-15 08:39:10
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核心提示:近期,一项发表在《Vaccine》期刊上的研究探讨了新型疫苗平台技术在兽用细菌疫苗开发中的应用前景与挑战。

疫苗平台技术通过标准化的载体递送多种抗原,能够快速应对不同病原体的威胁。COVID-19疫情期间,病毒载体和核酸疫苗(如mRNA疫苗)的成功应用为疫苗开发提供了宝贵经验。这些技术具有快速适应新病原体的潜力,例如针对裂谷热(RVF)的mRNA疫苗已在动物模型中显示出良好的保护效果,并有望扩展到其他细菌性疾病的预防。

 

此外,外膜囊泡(OMVs)和糖结合疫苗等新型平台技术为细菌疫苗设计提供了新思路。OMVs能够携带天然膜蛋白和病原体相关分子模式(PAMPs),在针对革兰氏阴性菌的疫苗中表现出色。糖结合疫苗技术通过工程化改造大肠杆菌,简化了传统复杂的多糖-蛋白结合过程,降低了生产成本,使其更适用于畜牧业。

尽管技术进步显著,但细菌疫苗的开发仍面临多重障碍。首先,细菌的结构复杂性和抗原多样性使得单一靶点的选择变得困难。与病毒不同,细菌的免疫保护通常需要针对多种抗原(如外膜蛋白、多糖等)的协同作用。其次,疫苗的热稳定性和成本问题在低收入和中等收入国家(LMICs)尤为突出。畜牧业的疫苗需要价格低廉、易于存储和运输,而目前许多先进技术(如mRNA疫苗)仍依赖冷链系统,限制了其广泛应用。

此外,兽医疫苗的研发还需考虑物种特异性免疫反应。不同动物对疫苗的免疫应答可能存在差异,而目前对兽医物种免疫机制的了解仍显不足。例如,针对猪链球菌(Streptococcus suis)的疫苗需要能够诱导细胞和体液免疫,同时覆盖多种血清型,这对平台技术的适应性提出了更高要求。

研究团队建议,未来疫苗开发应注重以下几点:

早期制定目标产品特征(TPP):明确疫苗的成本、稳定性、免疫程序等关键属性,确保其适用于目标地区(如LMICs)。

跨学科合作:结合反向疫苗学、合成生物学和机器学习,加速保护性抗原的鉴定与优化。

多价疫苗开发:针对多种病原体或血清型设计联合疫苗,提高疫苗的综合效益。

减少抗生素依赖:通过有效疫苗降低畜牧业中的抗生素使用,遏制抗菌素耐药性(AMR)的蔓延。

新型疫苗平台技术为兽用细菌疫苗的开发开辟了广阔前景,但其成功依赖于对病原体生物学、宿主免疫机制以及实际应用需求的深入理解。全球协作与技术创新将是克服当前挑战的关键。随着研究的不断深入,这些技术有望为动物健康和公共卫生带来革命性进步,助力“一体化健康”(One Health)目标的实现。

 

1蛋白质-多糖偶联技术(生物共轭)生产糖结合疫苗的原理

 

参考来源:

Entrican G ,Bredell H ,Charlier J , et al.Opportunities and challenges for the adoption of novel platform technologies to develop veterinary bacterial vaccines.[J].Vaccine, 2025,54127117.

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