ArrayJet芯片點樣儀助力腦膜炎奈瑟菌靶點的發(fā)現(xiàn)

腦膜炎奈瑟菌又稱為腦膜炎雙球菌，是流行性腦脊膜炎和膿毒癥的主要病原菌。該病原菌大多寄居在人體鼻咽部，通過呼吸道傳播，年輕人患病率為10-35%，但在嬰兒和青少年病患中，可高發(fā)為侵襲性腦膜炎。目前，疫苗接種仍是減少相關(guān)疾病負擔(dān)和限制長期后遺癥的唯一有效方法。腦膜炎球菌外膜囊泡（OMV）已被用于研發(fā)流行性腦膜炎相關(guān)的多種疫苗。

外膜囊泡（OMVs）是由革蘭氏陰性菌分泌的納米尺寸的天然囊泡，它包含外膜蛋白,脂多糖及核酸等多種物質(zhì)，能夠被樹突狀細胞（主要的抗原呈遞細胞）有效識別和攝取。此外，OMVs擁有豐富的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），可強烈刺激先天免疫系統(tǒng)，促進抗原呈遞和 T 細胞活化，因此，OMVs是理想的疫苗納米載體。腦膜炎疫苗4CMenB主要含有3種重組蛋白（rMenB）:因子H結(jié)合蛋白變異體(FHbp)、奈瑟菌黏附素A和奈瑟菌肝素結(jié)合抗原以及含有孔蛋白A(PorA)的外膜囊泡。4CMenB在人體中誘導(dǎo)的保護性反應(yīng)主要歸因于孔蛋白A（PorA），然而，是否有其他蛋白抗原也參與免疫應(yīng)答過程仍有待闡明。

該文章于2023年4月發(fā)表在NPJ VACCINES雜志（IF:9.399），作者來自于意大利博洛尼亞大學(xué)藥學(xué)和生物技術(shù)系。在這項研究中，作者分析了腦膜炎疫苗4CMenB中OMV成分的抗原在小鼠和人類中的免疫原性。同時收集了一些菌株的功能性數(shù)據(jù)，并評估了30種OMV特異性蛋白抗原在腦膜炎奈瑟菌B株中的作用。使用ArrayJet Marathon Argus（ 已升級新型號為Mercury 100）生物芯片點樣儀制備囊泡重組蛋白芯片，利用蛋白微陣列測定不同OMV抗原的免疫特征。結(jié)果顯示：其中三種蛋白OpcA、NspA和PorB，觸發(fā)機體產(chǎn)生了對幾種腦膜炎奈瑟菌菌株具有殺菌作用的抗體，同時證明了接種OpcA和PorB疫苗后，嬰兒血清中誘導(dǎo)了功能性免疫應(yīng)答反應(yīng)，如圖1。

圖1.人和小鼠血清蛋白免疫芯片顯示了具有應(yīng)答作用的OMV外膜蛋白（OMPs）
a: 不同種類的疫苗四次注射前后收集的嬰兒血清，在含有重組蛋白的微陣列上進行檢測，重組蛋白混合在40%的甘油緩沖液中，使用ArrayJet點樣儀進行點樣，點樣體積200pl/點，點樣溫度18℃，濕度： 50-55%.b:免疫前和免疫后的小鼠血清（免疫前，rMenB組，4CMenB組，OMV組），通過使用大腸桿菌合成并釋放的囊泡蛋白微陣列進行探測。根據(jù)不同OMV中抗原的相對豐度對樣本進行排序，如三角形所示。每個著色塊代表篩選的血清樣本的平均反應(yīng)性，結(jié)果用MFI值表示，當信號MFI大于5000時，認為為陽性，以熒光標記二抗檢測后的熒光強度加上標準差的10倍進行計算。低（5000≤MFI<15000）、中（1500030000≤MFI<）和高（MFI≥30000），信號強度的顏色對應(yīng)報告在熱圖的右側(cè)。
 

作者同時采用血清殺菌實驗進行驗證，重組蛋白與小鼠血清混合，終濃度1500mg/mL，使用含有0.25%葡萄糖的培養(yǎng)液在37℃下進行菌落培養(yǎng)，菌落終數(shù)量10⁴-10⁵CFU/mL，將混合后的血清樣本與菌落進行孵育60分鐘，隨后統(tǒng)計殺滅50%菌落的血清滴度，具體結(jié)果見圖2。

圖2. PorA、OpcA、PorB和NspA對不同菌株的特異性殺菌實驗
使用GMMA-PorA (a)、GMMA-OpcA (b)、rPorB (c)和GMMA-NspA (d)統(tǒng)計的血清殺菌滴度直方圖。包括12種自然菌株和1種敲除突變體的陰性對照.rSBA滴度≥16被認為是陽性（虛線）,圖標中所有分析使用的血清均來自于8只小鼠。
 

結(jié)論：作者發(fā)現(xiàn)了兩種新的OMV抗原，其在4CMenB疫苗誘發(fā)的免疫反應(yīng)中展現(xiàn)出對腦膜炎奈瑟菌強有力的抑菌作用。
 

 

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