挖掘细菌 CD4⁺T 表位：为多重耐药菌疫苗开发提供新靶点

抗生素耐药性（AMR）日益威胁全球健康，而现有针对金黄色葡萄球菌等耐药菌的疫苗大多依赖抗体应答，在临床试验中屡屡失败；近年小鼠和人类研究表明，CD4⁺ T细胞在抵御侵袭性金黄色葡萄球菌感染中起关键作用，因此开发基于T细胞的新型疫苗策略成为迫切需求，但如何筛选出能诱导广谱保护性T细胞免疫的细菌抗原仍是重大挑战。

文献解析

• 研究成果展示      

▶ 发表时间：2026年2月
▶ 期刊：Nature Microbiology (IF=18.7)
▶ 文章标题：Conserved CD4⁺ T cell staphylococcal and streptococcal epitopes enable broad-acting vaccines in mice
▶ 核心内容：

本研究通过免疫肽组学技术，在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）中鉴定出一个来源于核心DNA结合蛋白Hup的高度保守且免疫优势的CD4⁺ T细胞表位（Hup₇₇₋₈₈），该表位在多种临床相关的葡萄球菌和链球菌中广泛存在，且在小鼠和人类中均可诱导交叉反应性CD4⁺ T细胞；用该表位免疫小鼠可产生广谱保护性CD4⁺ T细胞免疫，显著减轻金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌感染后的疾病严重程度，提示靶向跨物种保守核心蛋白的疫苗策略有望提供针对多种耐药性革兰氏阳性菌的广谱保护。

• 研究方法

• 研究结果

一、免疫肽组学技术鉴定金黄色葡萄球菌MHCII表位

研究利用免疫肽组学技术筛选 MRSA 的 MHC‑II 限制性 CD4⁺T 细胞表位。首先对比热灭活金葡菌（HKSA）和活金葡菌，发现热灭活菌对树突状细胞毒性更低，抗原摄取与 MHC‑II 抗原呈递效果更好，因此选用热灭活金葡菌刺激 Mutu DC 细胞；经免疫亲和层析、LC‑MS/MS 获取 MHC‑II 结合多肽，去除小鼠来源肽后得到 447 个金葡菌候选表位，多肽长度集中在 16‑19 个氨基酸，大多来源于胞质蛋白。进一步筛选，要求候选表位来自金葡菌核心基因组、三次重复均可检出、在 1452 株临床分离株中 100% 保守，最终得到 66 个高可信度候选表位，为后续体内免疫原性验证提供候选分子库。

图1. 金黄色葡萄球菌II类免疫表位鉴定

二、候选金黄色葡萄球菌MHC II类表位的体内免疫原性验证

研究开展体内实验对筛选得到的候选 MHC‑II 表位进行免疫原性验证。研究先建立小鼠鼻内热灭活金葡菌免疫模型，证实可在肺部诱导出多克隆、具有功能的金葡菌特异性 CD4⁺记忆 T 细胞。随后，将经免疫肽组学鉴定的66个候选表位分组为19个肽池，分别刺激免疫小鼠肺细胞，发现肽池1和19能显著诱导IL-17和TNF产生，而肽池7和9仅在活菌感染小鼠中显示较弱反应。进一步逐肽解析表明，肽池1中的Hup₇₇₋₈₈肽段是主要免疫原性表位，来源于核心DNA结合蛋白Hup，Hup₇₇‑₈₈介导的应答占总细胞因子应答近三成，且应答可长期维持。尽管Hup蛋白在细菌中丰度较低，其特异性T细胞反应强度却显著优于其他表位，提示免疫原性并非由抗原丰度决定。此外，Hup特异性CD4⁺ T细胞能有效分化为肺部组织驻留记忆T细胞（Trm），且在不同S. aureus菌株间高度保守，显示出作为广谱疫苗靶标的潜力。

图2. 免疫或感染后CD4⁺ T细胞针对金黄色葡萄球菌肽池的细胞因子反应

三、Hup77-88表位在多种细菌中的保守性与交叉免疫保护

研究探究 Hup₇₇‑₈₈表位在不同细菌间的序列保守性与跨物种交叉免疫反应。序列分析显示Hup77-88表位虽缺失于哺乳动物蛋白质组，却广泛存在于1,126种细菌中，且在52种葡萄球菌和10种链球菌中具有100%氨基酸序列保守性。用热灭活表皮葡萄球菌免疫小鼠，可诱导能识别 Hup₇₇‑₈₈的交叉反应 CD4⁺T 细胞，该免疫可保护小鼠抵御金葡菌侵袭感染，保护效应依赖 CD4⁺T 细胞，T/B 细胞缺陷或 CD4⁺T 耗竭后保护消失。功能验证显示，人葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓链球菌免疫的小鼠，其 CD4⁺T 细胞均能交叉识别 Hup₇₇‑₈₈，证实该表位在多种革兰阳性致病菌中具备广泛的交叉免疫原性。

图3.Hup77-88 CD4⁺ T细胞表位在多种细菌间的保守性

四、Hup77-88免疫接种赋予跨物种保护

研究验证了Hup77-88表位作为广谱疫苗靶点的可行性。采用两种鼻内免疫方案：负载 Hup₇₇‑₈₈肽的骨髓来源树突状细胞，或多肽联合 LPS 佐剂。免疫后小鼠肺与纵隔淋巴结产生 Hup 特异性 CD4⁺T 细胞，保护作用主要由 CD4⁺T 细胞介导，CD4⁺T 细胞耗竭后保护完全丧失。在流感继发细菌感染模型中，免疫小鼠体重下降更少、肺部炎症减轻，肺部金葡菌载量显著降低；进一步实验显示，Hup77-88免疫同样能显著降低肺炎链球菌共感染后的肺部细菌载量。这些结果证明，靶向单一保守表位Hup77-88即可激发广谱CD4⁺T细胞免疫，对金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌均提供有效保护，凸显了该表位作为泛细菌疫苗抗原的巨大潜力。

图4. Hup77-88 CD4⁺T细胞表位免疫提供跨物种保护

五、人类Hup反应性CD4⁺T细胞的检测

研究探究 Hup 蛋白是否能够激活人类来源 CD4⁺T 细胞。首先利用表达人类 HLA‑DR4‑DQ8 的人源化转基因小鼠发现，小鼠优势表位 Hup₇₇‑₈₈无法被该人类 MHC 分子识别，但全长 Hup 蛋白具备免疫原性，并鉴定出 Hup₂₆‑₄₀为人源有效表位。随后对健康供体扁桃体样本检测，在存在金葡菌反应性 CD4⁺T 细胞的人群中，约 73% 个体可对全长 Hup 产生 TNF 应答。经生物信息学预测结合多肽库体外刺激，证实 Hup 蛋白 N、中、C 端存在多条可结合不同 HLA‑II 等位基因的保守表位，证明 Hup 在人群中可广泛激活人 CD4⁺T 细胞，为疫苗向人体转化提供依据。

图5. 人类Hup反应性CD4⁺T细胞的检测

结论

该研究借助免疫肽组学筛选获得金黄色葡萄球菌保守 CD4⁺T 细胞表位，发现胞内核心 DNA 结合蛋白 Hup 来源的表位在葡萄球菌、链球菌中高度保守。小鼠实验表明，Hup₇₇‑₈₈可诱导 Th1/Th17 型记忆 CD4⁺T 细胞，不依赖抗体即可产生针对金黄色葡萄球菌与肺炎链球菌的跨菌种保护，保护效应完全依靠 CD4⁺T 细胞。人体体外实验证实健康人群存在 Hup 特异性 CD4⁺T 细胞，Hup 蛋白包含多条适配不同人类 HLA 的保守表位。本研究打破疫苗抗原优先选择表面蛋白的传统思路，证明靶向细菌保守胞内蛋白诱导 T 细胞免疫，是开发抗多重耐药革兰阳性菌广谱疫苗的可行策略，为应对抗菌耐药提供新方向。