近期，江南大学生物工程学院、糖化学与生物技术教育部重点实验室尹健教授团队在致病菌糖链抗原的全合成及抗原性研究方面取得新进展，研究成果“Chemical Synthesis Elucidates the Absolute Configuration and Key Antigenic Epitope ofVibrio choleraeSerotype O100 O-Antigen”发表于Science Advances（https://doi.org/10.1126/sciadv.adv0571）。

霍乱弧菌（Vibrio cholerae）是一种革兰氏阴性致病菌，广泛存在于污染的水源和食物中，是引发全球霍乱大流行的主要病原体。该病以急性水样腹泻和严重脱水为特征，具有致命风险。当前，霍乱弧菌耐药菌株的涌现和口服疫苗的局限性使得新型疫苗的开发迫在眉睫，而细菌表面聚糖因其独特的免疫原性和保守性成为疫苗研发的关键靶点。霍乱弧菌O100血清型O-抗原由三糖重复单元[→3)-β-D-QuipNAc4N(dHh)-(1→3)-α-D-Fucp4N(RHb)-(1→3)-α-L-FucpNAc-(1→]组成，其中RHb和dHh分别代表（R）-3-羟基丁酰基和3,5-二羟基己酰基（图1）。该三糖由三种稀有脱氧氨基糖构成：L-岩藻糖胺（L-FucpNAc）、D-岩藻糖胺（D-Fucp4NR）以及2,4-二氨基-2,4,6-三脱氧-D-葡萄糖（D-QuipNAc4N，又称D-杆菌胺）。研究表明，D-杆菌胺的存在与细菌致病性密切相关，这一特性使该三糖成为极具潜力的研究靶点。

关键抗原表位的鉴定是新型糖缀合物疫苗研发的核心环节。细菌表面聚糖（BSG）的抗原表位取决于聚糖链长度、序列、末端结构以及修饰基团等要素。研究证实，BSG的酰胺、丙酮酸和磷酸等修饰是决定其抗原性的关键因素（图1）。然而，BSG中各类修饰基团的免疫学功能尚未得到充分阐明。霍乱弧菌O100血清型O-抗原三糖含有RHb和dHh修饰，其免疫学特性亟需深入研究。此外，该抗原中dHh的构型也尚未明确。因此，化学合成霍乱弧菌O100血清型O-抗原三糖成为解决上述问题的关键。

为了阐明3,5-二羟基己酰基（dHh）的绝对构型，尹健教授团队成功实现了四种潜在三糖异构体的全合成（图2）。研究中，所有dHh修饰基团均以经济易得的3-羟基丁酸甲酯为起始原料，并通过糖基化后修饰策略选择性引入了RHb和dHh基团。采用温和的1,3-丙二醇与EDC缩合试剂，不仅有效克服了三糖还原过程中1,2-反式-β-糖苷键易断裂的难题，还实现了高效的酰胺偶联反应。所有1,2-反式-β-糖苷键均通过硒苷供体构建完成。基于四种合成三糖与天然OPS的¹H-NMR和¹³C-NMR波谱数据的对比分析，最终确定霍乱弧菌O100血清型O-抗原三糖中dHh修饰的绝对构型为3S、5S。

为了阐明O-抗原糖链的构效关系，尹健教授团队进一步合成了11种寡糖片段，并采用糖芯片技术对其抗原活性进行了系统评估（图3）。糖芯片筛选结果显示，RHb是该O-抗原中决定抗原表位的关键结构单元，而dHh修饰则未表现出显著作用。值得注意的是，二糖59（β-D-BacpNAc4NAc-α-D-Fucp4N（RHb））展现出优异的抗原活性，被鉴定为潜在的最小抗原表位。上述研究结果为霍乱弧菌合成糖缀合物疫苗的研发奠定了重要的理论基础。

尹健教授为该论文的唯一通讯作者，我校2021级博士研究生陈国栋为论文第一作者，青年教师田光宗助理研究员和胡静研究员为论文的共同第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金（22325803, 22177041, 22207042）和国家重点研发计划（2023YFC2308000）的资助。研究团队特别感谢江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室顾小红老师、江南大学生物工程学院分析测试平台沈昱、雷洁老师对本研究的支持。

图1 含有功能化修饰基团的细菌表面聚糖代表性结构

图2 四种三糖异构体的合成和¹H-NMR化学位移对比分析

图3 霍乱弧菌O100血清型O-抗原合成寡糖的抗原性分析

图4 文章截图