美國喬治亞州立大學的研究人員為疫苗的生產(chǎn)商提供了一種新的工具。這種新工具使研究人員能設計出針對更多種類疾病甚至是目前很難預防的疾病的疫苗,。這項研究的結果公布在5月23日的《美國科學院院刊》上,。
研究的執(zhí)行者Robert J. Woods和同事描述了抗體如何精確地分別與兩種常見致病細菌——B群鏈球菌(Streptococcus Group B, SGB)和肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)相互作用,。
研究組的3D模擬技術使研究人員能夠看到身體的抗體如何與細菌外衣上的糖鏈結合。萬一抗體不能與這種糖鏈結合,，那么就不能引發(fā)針對細菌的免疫應答,。因此，研究人員試圖通過對這種糖進行化學修飾以使身體能夠?qū)⑦@種細菌識別為一種威脅并啟動防御機制,。
Woods和同事之所以選擇研究B群鏈球菌和肺炎鏈球菌是由于它們的毒性以及它們有非常相似的外衣（outer coats）,。從化學的角度來看，這兩種細菌具有相同的分子骨干,。唯一的差別是肺炎鏈球菌14的這種側鏈中少了一個酸性糖分子,。
免疫系統(tǒng)能夠針對這兩種細菌產(chǎn)生抗體，但是盡管它們表面的糖鏈很相似,，但是針對其中一種細菌的抗體通常卻不能識別另外的那種細菌,，因此無法預防另外一種細菌的感染。
為了要弄清為何無法產(chǎn)生交互免疫力（cross-immunity）,，研究人員構建了一種能夠預測長鏈糖中的原子如何與身體的抗體相互作用的計算機模型,。這種模型考慮到了糖分子間不同的吸引力、糖分子與水分子以及環(huán)繞著它們的離子之間的引力,、糖鏈運動和折疊模式等因素,。
通過在16臺電腦上進行了700小時的模擬，終于觀察到這種酸性側鏈賦予了III型B群鏈球菌的表面糖骨架一種伸出的,、類螺旋形態(tài),。當免疫系統(tǒng)“看到”這種螺旋形狀時,，就會制造能夠識別這種形狀的抗體。
另一方面,，肺炎鏈球菌14表面的糖缺少這種伸出的螺旋形狀,，因此無法被III型B群鏈球菌的抗體所識別。而肺炎鏈球菌14的抗體只能識別細菌表面糖鏈的一個短序列,。
此前,，研究人員只能在理論上推測出這種關系，但現(xiàn)在他們已經(jīng)能夠清晰地證明這些結合模式可用于研制光譜的新疫苗,。Woods的研究組雖然只對兩種細菌進行了分析,，但他們相信這種技術還可用于研究其他種類的細菌。
目前,，該研究組正在分析腦脊髓膜炎雙球菌（Neisseria meningitidis）——一種引發(fā)腦膜炎的細菌,。這種細菌進化形成的一些菌株，其外層攜帶與人類細胞相同的糖,。這些菌株就好比披著羊皮的狼一般逃過身體免疫系統(tǒng)的眼睛,，即身體不能對它啟動一個及時、強有力的免疫應答,。一旦構建了它的糖鏈的精確模型,，人們就能對這些糖鏈進行適當?shù)母脑欤瑥亩股眢w能夠識別它,。
