深海古菌外泌体 “搭桥”！新型钩端螺旋体病疫苗实现跨血清型高效防护

研究背景

钩端螺旋体病是全球分布的人畜共患病，由Leptospira spp.感染引发，热带亚热带地区低收入人群和家畜风险极高。现有灭活疫苗存在交叉保护弱、稳定性不足等局限，重组疫苗虽具潜力，但需解决抗原呈递效率和广谱防护难题。鉴于L.interrogans是主要致病菌，团队借助深海古菌外泌体的天然稳定性与自组装特性，开发新型多价疫苗以突破现有技术瓶颈。

外泌体载体赋能，多价抗原精准呈递

研究选取L.interrogans的LigANI、LigBrep和LipL32三个关键免疫原性抗原，通过柔性连接子与P.abyssi外泌体的Rrp4、Rrp41、Rrp42蛋白融合，构建 EXOLEP 多价复合物。该载体可在大肠杆菌中高效自组装为九亚基结构，无需单独纯化抗原，显著降低生产成本。抗原表位分析显示，融合后仍保留免疫优势区域，为后续免疫保护奠定基础（图 1）。

图1 EXOLEP 构建示意图及预测结构

超强稳定性凸显，适配多样应用场景

EXOLEP 复合物展现出卓越的稳定性：体外实验证实其在 100℃高温处理 30 分钟后仍保持结构完整，而单独重组抗原在此条件下会降解；4℃储存一年后，疫苗结构与防护效能未受显著影响。这种耐高温、长货架期的特性，解决了传统疫苗冷链运输和储存的痛点，尤其适用于资源有限地区（图 2）。

图2 EXOLEP表达及稳定性测试结果 

平衡免疫应答激活，体液与细胞免疫协同

EXOLEP 混合制剂（EXOLEP Copenhageni+犬钩端螺旋体灭活菌苗）免疫仓鼠后，诱导产生高水平IgG1和IgG2/3抗体亚型，同时上调IFN-γ、TNF-α等Th1型细胞因子与IL-10、TGF-β等Th2型细胞因子表达，形成平衡的免疫应答。这种协同效应既保证了抗感染能力，又避免了过度炎症损伤（图3、图4）。

图3 IgG及亚型抗体应答结果

图4 细胞因子mRNA转录水平分析 

跨血清型高效防护，长期效能稳定

在仓鼠模型中，EXOLEP 混合制剂对L. interrogans Copenhageni 血清型提供 80%-100% 保护，对 Canicola 血清型实现 100% 保护，显著优于单一重组疫苗或灭活疫苗。即使经 4℃储存一年、以更高剂量攻毒，仍维持高效防护，且免疫后动物无体重下降，存活状态良好（图 5、表1）。

图5 不同疫苗制剂的仓鼠存活曲线

表1 各疫苗制剂的保护率及无菌免疫数据

结论与展望

本研究成功开发以P. abyssi外泌体为载体的 EXOLEP 多价疫苗，其核心优势在于高效的抗原呈递、卓越的稳定性、平衡的免疫应答及跨血清型防护能力，且生产工艺简单可规模化，具备显著的兽医应用价值。未来需进一步在自然感染途径（如结膜接触、皮肤擦伤）中验证疫苗效果，优化配方以提升肾脏灭菌免疫水平，并开发仓鼠特异性免疫检测工具，深入解析防护机制。此外，该外泌体平台还可拓展至其他病原体疫苗研发，为广谱传染病防控提供技术支撑。

参考文献

de Oliveira N R, Maia M A C, Bunde T T, et al. A self-assembled Pyrococcus abyssi exosome complex displaying outer membrane proteins of Leptospira interrogans elicits protective immunity against leptospirosis. Vaccine 73 (2026) 128159.