摘要：銅綠假單胞菌是一種具有多重耐藥性的機會致病菌，是醫院感染和囊性纖維化（CF）患者慢性感染的主要病原體之一。開發針對該菌的疫苗面臨諸多挑戰，包括其生物膜形成能力、多樣的毒力因子及免疫逃逸機制。本文系統梳理了銅綠假單胞菌疫苗的研發歷程，從早期減毒活疫苗到近年基于納米技術和核酸疫苗的創新策略，分析了不同技術路線的優勢與瓶頸，并展望未來疫苗研發的方向，為應對這一全球公共衛生威脅提供參考。一、銅綠假單胞菌：威脅全球健康的 “超級細菌”

銅綠假單胞菌是一種革蘭氏陰性桿菌，廣泛存在于水、土壤及人體環境中，其極強的耐藥性已被世界衛生組織列為全球健康十大威脅之一。該菌尤其易感染免疫功能低下人群，如燒傷患者、癌癥患者及 CF 患者，可引發呼吸機相關性肺炎、血流感染等嚴重疾病。在美國，它是長期護理醫院中最常見的醫院感染病原體之一，而在非洲等地區，其導致的感染死亡率居高不下。

CF 患者因呼吸道黏液清除功能受損，成為銅綠假單胞菌的 “易感人群”。約 24.5% 的 CF 患者會發生該菌的慢性定植，細菌通過基因適應性變異形成生物膜，與呼吸道炎癥相互作用，加劇肺功能惡化。

圖 1：銅綠假單胞菌感染宿主細胞的進展過程

（圖表來源：Santamarina-Fernández et al., 2025）

二、銅綠假單胞菌的致病機制與毒力因子：疫苗研發的核心靶點

銅綠假單胞菌的感染過程分為黏附定植、局部侵襲和系統擴散三個階段，依賴多種毒力因子（VFs）實現致?。?/p>

• 脂多糖（LPS）：構成細菌外膜的關鍵成分，包含保守的核心區域和可變的 O 抗原，可誘導炎癥反應并參與抗生素耐藥。

• 外膜蛋白（OMPs）：如 OprF、OprI 等，參與膜完整性維持、營養攝取及生物膜形成，是疫苗研發的重要候選抗原。

• Ⅲ 型分泌系統（T3SS）：直接向宿主細胞注射 ExoS、ExoU 等細胞毒素，破壞細胞骨架并抑制免疫應答。

• 生物膜：由藻酸鹽、胞外 DNA 等組成的保護性結構，可降低抗生素滲透和免疫細胞攻擊效率。

• 鞭毛與菌毛：介導細菌運動、黏附及生物膜初始形成，如 Ⅳ 型菌毛（PilA）參與宿主細胞黏附。

三、免疫逃逸與宿主防御：疫苗設計的 “攻防戰”

銅綠假單胞菌與宿主免疫系統的博弈是疫苗研發的關鍵挑戰：

• 先天免疫：宿主通過 Toll 樣受體（TLR）識別細菌成分（如 LPS、鞭毛蛋白），激活炎癥因子釋放和吞噬細胞募集，但細菌可通過生物膜和 T3SS 效應蛋白抑制吞噬作用。

• 適應性免疫：抗原呈遞細胞激活 T、B 淋巴細胞，產生特異性抗體和細胞免疫。然而，慢性感染中細菌可誘導巨噬細胞向抗炎 M2 型極化，削弱免疫清除。

• CF 患者的免疫缺陷：CF 患者呼吸道中性粒細胞大量浸潤，但因細菌生物膜和抗原變異，無法有效清除病原體，導致持續炎癥和組織損傷。

四、疫苗研發的 “坎坷之路”：從傳統技術到創新突破1. 減毒活疫苗與滅活疫苗：早期探索與安全性瓶頸

• 減毒活疫苗：通過基因編輯（如敲除 aroA、murI 基因）構建營養缺陷型菌株，可誘導強效細胞免疫，但存在毒力回復風險，且在動物模型中可引發體重下降等不良反應。

• 滅活疫苗：如 Pseudostat? 疫苗，通過甲醛或熱滅活細菌，安全性較高但免疫原性較弱，需多次加強接種。臨床研究顯示其可提高抗體水平，但未能顯著改善感染結局。

• LPS 疫苗：1970 年代開發的七價 LPS 疫苗（Pseudogen?）因毒性問題在臨床試驗中失敗；近年結合其他抗原（如外毒素 A）的疫苗（Aerugen?）在 CF 患者中未能顯示保護效果。

• OMP 疫苗：OprF、OprI 等外膜蛋白是當前研究熱點。IC43 疫苗（OprF-OprI 融合蛋白）已進入 Ⅲ 期臨床試驗，雖安全性良好，但未顯著降低死亡率。

• 菌毛與鞭毛疫苗：Ⅳ 型菌毛蛋白（PilA）和鞭毛蛋白（FlaB）疫苗可誘導中和抗體，其中鞭毛蛋白疫苗在 CF 患者中減少了細菌定植率。

• 外膜囊泡（OMVs）疫苗：細菌天然釋放的 OMVs 攜帶多種抗原，可激活 Th1/Th17 免疫應答。重組 OMVs 加載 PcrV 等抗原后，在動物模型中顯著降低細菌負荷。

• 核酸疫苗：DNA 疫苗（如 pVR1020-OprF）和 mRNA 疫苗（編碼 PcrV、OprF-I）通過電穿孔或納米載體遞送，可誘導持久的體液和細胞免疫，在燒傷和 sepsis 模型中展現保護效果。

• 納米顆粒疫苗：PLGA、脂質體等載體包裹抗原（如藻酸鹽、OMPs），可增強抗原穩定性和黏膜遞送效率，在慢性感染模型中減少細菌定植。

五、未來展望：多價策略與技術融合的 “破局之道”

銅綠假單胞菌疫苗研發仍面臨三大挑戰：細菌抗原多樣性、慢性感染中的免疫逃逸及黏膜免疫誘導不足。未來突破方向包括：

• 多價疫苗設計：整合 LPS、OMPs、T3SS 成分等多種抗原，覆蓋不同血清型和毒力株。

• 新型佐劑與遞送系統：如 TLR 激動劑、黏膜黏附聚合物，增強 Th17 型免疫應答和呼吸道抗原滯留。

• mRNA 疫苗技術：借鑒 COVID-19 疫苗經驗，快速編碼多種抗原，應對細菌變異，并誘導強效細胞免疫。

• 精準靶向高風險人群：針對 CF 患者、ICU 機械通氣患者等，開發定制化疫苗方案。

在多重耐藥菌肆虐的今天，銅綠假單胞菌疫苗的成功研發將為全球公共衛生筑起關鍵防線。盡管前路充滿挑戰，但隨著對細菌 - 宿主互作機制的深入理解，以及納米技術、核酸疫苗等創新平臺的發展，我們有理由期待一款安全有效的疫苗早日問世，終結這一 “超級細菌” 的威脅。

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