
破解合成难题:攻克关键糖苷键构建
空肠弯曲杆菌是全球范围内导致腹泻的主要病原体之一,更是五岁以下儿童死亡的第二大因素。其中HS:4血清型具有极强的抗生素耐药性,被世界卫生组织列为高优先级耐药菌。
研究团队聚焦于细菌表面的荚膜多糖——这种被称为“糖衣外套”的结构是疫苗开发的关键靶点。团队历经两年攻关,成功解决了罕见庚糖6-脱氧-D-艾杜庚糖的直接构建难题。这种糖分子之间的连接键(1,2-顺式-β-D-艾杜糖苷键)具有热力学不稳定性,传统方法难以高效合成。
团队成员王建军博士介绍:“我们创新性地融合位阻效应控制、远程参与效应调控与异头位SN2取代反应协同策略,实现了关键糖苷键的直接构建。”这一方法学突破不仅为本次研究扫清了障碍,也为含β-D-艾杜糖苷结构的天然产物和药物合成提供了新思路。
构建糖链模型:优化保护基策略
在成功合成二糖基础上,研究团队进一步构建了四糖、六糖和八糖片段,逐步搭建起空肠弯曲杆菌糖衣的完整“微型模型”。
这一过程中,团队面临着保护基策略的优化挑战。特戊酰基保护基虽然能有效保护糖分子,但其脱除困难限制了糖链的进一步延伸。2023年,团队设计并合成了新型保护基,在保留大位阻优势的同时实现了温和条件下的高效脱除。
团队成员李其帅博士表示:“2.0版保护基既保留了控制构型的优势,又可高效脱除,为后续全合成扫清了最大障碍。”在八糖纯化阶段,团队通过跨课题组协作,利用凝胶分离设备成功解决了极性大、拖尾严重的技术难题。
验证免疫效果:跨学科合作显成效
2024年,研究进入免疫学验证阶段。通过与香港大学李学臣教授和香港理工大学陈声教授合作,团队对合成的四种寡糖片段进行了系统的免疫原性评价。
小鼠免疫实验显示,所有合成寡糖均成功激发体液免疫应答,证明这些精心设计的糖链具有实际应用价值。这一发现为空肠弯曲杆菌糖疫苗的研发提供了重要依据,标志着该领域研究取得实质性进展。
研究成果获得国际评审专家高度评价,被认为是该领域“非常高水平的综合工作”。论文上线后受到广泛关注,下载量已突破2600次。
李明教授表示:“这项突破为抗击耐药性空肠弯曲杆菌提供了全新思路。我们计划在合成其他主要致病型空肠弯曲杆菌荚膜寡糖的基础上,研发多价疫苗,为免疫系统配置‘多重防护网络’。”
未来,团队将继续深入解析β-D-艾杜糖苷键的形成机制,并推动合成糖链向临床可用疫苗的转化,为全球抗击耐药菌感染提供新的解决方案。