基于生物信息学的弓形虫病多表位疫苗设计及模拟免疫效果评估OA

【目的】设计一种能产生针对弓形虫生活史多个阶段表达抗原的特异性抗体的新型多表位疫苗,诱导机体产生全面且持久的免疫保护。【方法】选取弓形虫生活史中不同阶段的4个高度保守的抗原基因LEA880、LEA870、GRA7以及ROP18。利用IEDB、ABCPred以及NetMHCⅡpan等生物信息学工具,筛选出高抗原性、无致敏性及无毒性的T细胞和B细胞表位,并通过Linker将筛选后的表位进行串联。通过改变细胞毒性T淋巴细胞(CTL)表位、辅助T细胞(Th)表位和B细胞表位的串联顺序,构建了3种不同的重组抗原模型(V1、V2、V3),并进一步通过三级结构预测、与Toll样受体4(TLR4)分子对接和模拟免疫等方法评估其合理性及免疫效果。【结果】成功设计出了3种不同串联顺序的弓形虫病多表位疫苗V1(CTL-Th-B)、V2(B-CTL-Th)、V3(Th-B-CTL),预测分子质量分别为54.86、54.91和54.80 ku,抗原性评分分别为0.8786、0.8791和0.9081,三者均无致敏性及毒性;结构预测结果显示,3种多表位疫苗的二级结构均主要由无规则卷曲组成,可保证抗原表位的高效暴露;三级结构预测及拉氏图结果显示,V3(Th-B-CTL)位于不合理区的氨基酸比例<10%且抗原性评分最高,选取V3用作后续分子对接及模拟免疫;分子对接结果显示,多表位疫苗与小鼠TLR4可形成稳定复合物,最优对接模型加权能量得分为-1500.2;互作分析表明二者存在多个氢键、盐桥及非键合触点,界面结合面积充足,结合亲和力优异;模拟免疫结果显示,接种疫苗可有效刺激B淋巴细胞和T淋巴细胞的数量增加,γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-12(IL-12)等Th1型免疫反应相关细胞因子水平提高。【结论】本研究成功设计出弓形虫病多表位疫苗V3,可引起机体强烈的免疫反应,为弓形虫病的疫苗研发提供了新策略与理论依据。