ArrayJet芯片点样仪助力脑膜炎奈瑟菌靶点的发现

环亚生物

2023/07/18 16:56

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脑膜炎奈瑟菌又称为脑膜炎双球菌，是流行性脑脊膜炎和脓毒症的主要病原菌。该病原菌大多寄居在人体鼻咽部，通过呼吸道传播，年轻人患病率为10-35%，但在婴儿和青少年病患中，可高发为侵袭性脑膜炎。目前，疫苗接种仍是减少相关疾病负担和限制长期后遗症的唯一有效方法。脑膜炎球菌外膜囊泡（OMV）已被用于研发流行性脑膜炎相关的多种疫苗。

外膜囊泡（OMVs）是由革兰氏阴性菌分泌的纳米尺寸的天然囊泡，它包含外膜蛋白,脂多糖及核酸等多种物质，能够被树突状细胞（主要的抗原呈递细胞）有效识别和摄取。此外，OMVs拥有丰富的病原体相关分子模式（PAMPs），可强烈刺激先天免疫系统，促进抗原呈递和 T 细胞活化，因此，OMVs是理想的疫苗纳米载体。脑膜炎疫苗4CMenB主要含有3种重组蛋白（rMenB）:因子H结合蛋白变异体(FHbp)、奈瑟菌黏附素A和奈瑟菌肝素结合抗原以及含有孔蛋白A(PorA)的外膜囊泡。4CMenB在人体中诱导的保护性反应主要归因于孔蛋白A（PorA），然而，是否有其他蛋白抗原也参与免疫应答过程仍有待阐明。

该文章于2023年4月发表在NPJ VACCINES杂志（IF:9.399），作者来自于意大利博洛尼亚大学药学和生物技术系。在这项研究中，作者分析了脑膜炎疫苗4CMenB中OMV成分的抗原在小鼠和人类中的免疫原性。同时收集了一些菌株的功能性数据，并评估了30种OMV特异性蛋白抗原在脑膜炎奈瑟菌B株中的作用。使用ArrayJet Marathon Argus（已升级新型号为Mercury 100）生物芯片点样仪制备囊泡重组蛋白芯片，利用蛋白微阵列测定不同OMV抗原的免疫特征。结果显示：其中三种蛋白OpcA、NspA和PorB，触发机体产生了对几种脑膜炎奈瑟菌菌株具有杀菌作用的抗体，同时证明了接种OpcA和PorB疫苗后，婴儿血清中诱导了功能性免疫应答反应，如图1。

图1.人和小鼠血清蛋白免疫芯片显示了具有应答作用的OMV外膜蛋白（OMPs）

a: 不同种类的疫苗四次注射前后收集的婴儿血清，在含有重组蛋白的微阵列上进行检测，重组蛋白混合在40%的甘油缓冲液中，使用ArrayJet点样仪进行点样，点样体积200pl/点，点样温度18℃，湿度： 50-55%.b:免疫前和免疫后的小鼠血清（免疫前，rMenB组，4CMenB组，OMV组），通过使用大肠杆菌合成并释放的囊泡蛋白微阵列进行探测。根据不同OMV中抗原的相对丰度对样本进行排序，如三角形所示。每个着色块代表筛选的血清样本的平均反应性，结果用MFI值表示，当信号MFI大于5000时，认为为阳性，以荧光标记二抗检测后的荧光强度加上标准差的10倍进行计算。低（5000≤MFI<15000）、中（1500030000≤MFI<）和高（MFI≥30000），信号强度的颜色对应报告在热图的右侧。

作者同时采用血清杀菌实验进行验证，重组蛋白与小鼠血清混合，终浓度1500mg/mL，使用含有0.25%葡萄糖的培养液在37℃下进行菌落培养，菌落终数量10⁴-10⁵CFU/mL，将混合后的血清样本与菌落进行孵育60分钟，随后统计杀灭50%菌落的血清滴度，具体结果见图2。