肺炎鏈球菌可以導致嬰幼兒腦膜炎和肺炎，其引起的感染性疾病已成為世界范圍內嚴重的公共衛生問題之一，嚴重威脅人類的健康和生命安全，也給社會帶來了巨大的經濟負擔。每年全球約100萬兒童死于肺炎鏈球菌感染，且發展中國家的發病率和死亡率還要高于發達國家。世界衛生組織對可用疫苗預防的疾病的分級中，將肺炎鏈球菌性疾病確定為需“極高度優先（Very high priorities）”使用疫苗預防的疾病。基于細菌表面多糖的疫苗是治療和預防致病菌的有效手段, 目前市場上有商業化的肺炎鏈球菌多糖疫苗；但是，多糖分子量小，無法產生高親和力的抗體和免疫記憶。將細菌表面多糖與載體蛋白共價相連形成的多糖蛋白結合疫苗能夠刺激機體產生T細胞依賴的免疫應答，極大提高多糖的免疫原性，是當前治療和預防致病菌效果最好的疫苗。但目前市售的多糖蛋白結合疫苗均是化學法制備，而該方法存在諸多缺陷，不利于大批量工業化生產。

本成果基于細菌蛋白糖基化系統與細菌脂多糖合成系統在合成原理上有高度相似的特點，通過合成生物學技術，利用O-糖基化系統合成多糖蛋白結合疫苗。課題組建立了一整套細菌多糖蛋白結合疫苗合成、分離、檢測和評價的技術體系，成功研制了針對6種常見血清型肺炎鏈球菌的多糖蛋白結合疫苗。動物實驗顯示，疫苗在體內可誘導產生具有免疫性保護作用的抗體，有效預防肺炎鏈球菌引起的疾病，保護率均到達90%以上。

該方法制備的糖蛋白結合疫苗具有生產周期短、易于大規模生產和標準化操作、得率高、成本低等諸多優點，具備更大發展潛力和廣闊的市場空間。

圖1 生物法制備肺炎鏈球菌六價多糖蛋白疫苗關鍵技術路線