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抗體的異常能力可能會激發疫苗策略

最近發現一種以異常方式起作用的新型抗體,可能會激發出設計更有效疫苗的想法??杀话邢虻某R姴≡w是大腸桿菌的尿路感染菌株。

該抗體似乎具有一些特性,可能會阻止細菌粘附到人體細胞表面,并使那些已經附著的細菌脫落。

抗體的異常能力可能會激發疫苗策略

研究人員在5月14日的PLOS Pathogens中報道了該抗體。華盛頓大學微生物學代理講師Dagmara I. Kisiela是該論文的主要作者。威斯康星大學微生物學教授Evgeni V. Sokurenko是資深作者。

在這項研究中,研究人員正在尋找抗體,該抗體能被大腸桿菌用來附著在人細胞上的蛋白質所取代。這種附著是細菌必須采取的導致感染的第一步。

研究人員對引起尿路感染的大腸桿菌菌株特別感興趣。大約有一半的女性和12%的男性會在一生中經歷尿路感染。這些感染中多達90%是由困擾尿道的一種大腸桿菌菌株引起的。

為了附著在人體細胞上,大腸桿菌使用了稱為毛狀毛的頭發狀結構,其末端是口袋狀的蛋白質。這些被稱為黏著蛋白的蛋白質可以抓住并保持在人類細胞表面上的糖樣分子上。多年來,研究人員一直在尋求開發一種疫苗,該疫苗可產生能結合并阻斷稱為FimH的粘附素的抗體。

為了引起感染,大腸桿菌使用FimH通過甘露糖將其附著在排尿管和膀胱壁的細胞上。在動物研究中,一種疫苗在預防尿路感染方面顯示出了巨大的希望,但未能在人體中提供足夠的保護。

令人失望的疫苗的后續研究表明,針對FimH蛋白產生的抗體確實可以與該蛋白結合。但是,這些抗體不能使FimH失去功能,并不能阻止細菌附著在人體細胞上。

Kisiela,Sokurenko及其同事認為,以前的疫苗嘗試失敗了,因為漂浮在體液中的甘露糖樣分子占據了FimH甘露糖捕捉袋。他們的職業掩蓋了口袋。免疫系統無法檢測到該部位并產生足夠的針對它的抗體。研究人員使用一種FimH形式測試了他們的假設,將口袋鎖定在打開位置。這使口袋暴露于免疫系統。

研究人員發現,失活的FimH通過產生直接結合在口袋內部的抗體而起作用。所有這些抗體似乎都以經典方式起作用:該抗體本質上與甘露糖競爭進入口袋。但是,正如科學家們懷疑的那樣,如果FimH已經與自由漂浮或細胞表面甘露糖結合,則大多數抗體的效力就會降低。

但是,一種抗體似乎比其他抗體更有效。這種稱為Ab926的抗體不僅可以阻止細菌附著在甘露糖上,還可以迫使已經附著的細菌放開,這是其他抗體無法做到的。事實證明,mAb926不像其他抗體那樣直接結合到口袋中。相反,它綁定到口袋的一側。研究人員將這種新穎的機制稱為“寄生”。

索庫連科解釋說:“ FimH就像三指的手,當結合時緊緊圍繞著甘露糖。” “但是口袋是動態的,會間歇性地收緊和放松其抓地力。” 他繼續說,這是有道理的,因為如果細菌要在泌尿道周圍傳播并侵入組織,它們必須能夠釋放自身并移動。

對于FimH,當一根手指移開時會松動,暫時放松口袋對甘露糖的握持。似乎發生的是,當口袋處于此松弛狀態時,mAb926會與該手指綁定,并阻止其再次閉合。結果,FimH無法抓住甘露糖而放開。

Kisiela說,這種寄生作用比經典抗體作用有兩個優勢。首先,與其他類型的抗體不同,該抗體不必與自由浮動的甘露糖競爭即可進入FimH口袋。這意味著在綁定FimH到目標之前,它應該更有效地禁用FimH。

第二,因為即使細菌附著在膀胱細胞上并且一旦放松抓地力,它也可以作用于FimH。這就增加了這種抗體不僅可以用于預防感染而且可以通過放松細菌的握持力來治療已確立的大腸桿菌感染的可能性,從而可以將其沖洗出膀胱和尿道壁。

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