针对 Nepalensis 岩葡萄球菌的多表位疫苗的分子特性分析及基于免疫信息学的设计

《Antonie van Leeuwenhoek》：Molecular characterization and immunoinformatics-based design of a multi-epitope vaccine against Staphylococcus nepalensis

基于PCR和逆向疫苗学方法，本研究对临床分离的Staphylococcus nepalensis进行分子鉴定，并设计含β-防御素和PADRE序列的多表位疫苗。通过免疫信息学分析筛选保守抗原表位，结合结构建模、蛋白对接和动力学模拟验证疫苗稳定性及与TLR2/4受体结合能力，证实其可激活体液和细胞免疫应答。需实验验证其有效性。

　　

摘要

Staphylococcus nepalensis 最近在临床环境中被发现，这引发了关于其作为新兴机会性病原体潜在作用的问题。然而，目前尚未针对这种细菌提出任何基于疫苗的预防策略。本研究的目的是通过基于 PCR 的分子鉴定方法对临床分离株进行表征，并采用整合免疫信息学驱动的逆向疫苗学方法设计一种针对 S. nepalensis 的合理多表位疫苗候选物。物种水平的鉴定是通过 PCR 扩增和 16S rRNA 基因测序来完成的。选择了不具有预测过敏原性或毒性的抗原蛋白进行表位映射。进一步评估了预测的线性 B 细胞、细胞毒性 T 淋巴细胞和辅助 T 淋巴细胞表位的序列保守性，以确保广谱覆盖。将这些保守表位组装到一个单一构象中，其中包含了 β-防御素和 PADRE 序列，以增强免疫原性。结构建模和验证表明其立体化学质量可接受，94.8% 的残基位于 Ramachandran 图中的有利区域。通过二硫键工程改善了疫苗构象的结构稳定性。蛋白质-蛋白质对接计算预测疫苗构象与人类 TLR2 和 TLR4 受体之间存在有利的结合相互作用，ClusPro 拮配得分分别为 ?1489.2 和 ?1198.1。分子动力学模拟显示这些复合物在 100 纳秒的时间轨迹内具有动态稳定性。免疫模拟分析表明该疫苗有可能激活体液免疫和细胞免疫反应，包括抗体产生和细胞因子分泌。密码子优化和计算机模拟克隆表明其在 Escherichia coli 中表达是可行的。总体而言，本研究提出了一个针对 S. nepalensis 的多表位疫苗设计的计算框架，但这些发现需要通过实验验证来确认其生物效应和免疫原性。