美国乔治亚州立大学的研究人员为疫苗生产商提供了一种新工具，使研究人员能够设计针对更多种类疾病甚至目前难以预防的疾病的疫苗。该研究成果于5月23日发表在《美国科学院院刊》上。

研究负责人Robert J. Woods及其同事描述了抗体如何精确地与两种常见致病细菌——B群链球菌和肺炎链球菌相互作用。研究团队利用3D模拟技术，使研究人员能够观察抗体如何与细菌外衣上的糖链结合。如果抗体无法与糖链结合，就无法引发针对细菌的免疫应答。因此，研究人员试图通过化学修饰糖链，使身体能够将细菌识别为威胁并启动防御机制。

Woods团队选择研究B群链球菌和肺炎链球菌，是因为它们的毒性以及它们具有非常相似的外衣。从化学角度看，这两种细菌具有相同的分子骨架，唯一的区别是肺炎链球菌14的侧链中少了一个酸性糖分子。免疫系统能够针对这两种细菌产生抗体，但由于表面糖链相似但不同，针对一种细菌的抗体通常无法识别另一种细菌，因此无法预防交叉感染。

为了弄清为何无法产生交叉免疫力，研究人员构建了一种计算机模型，能够预测长链糖中的原子如何与抗体相互作用。该模型考虑了糖分子间的吸引力、糖分子与水分子及周围离子的引力、糖链运动和折叠模式等因素。通过在16台电脑上进行700小时的模拟，他们观察到酸性侧链赋予了III型B群链球菌表面糖骨架一种伸出的螺旋形态。当免疫系统“看到”这种螺旋形状时，就会产生识别该形状的抗体。而肺炎链球菌14表面的糖缺少这种螺旋形状，因此无法被III型B群链球菌的抗体识别；肺炎链球菌14的抗体只能识别细菌表面糖链的一个短序列。

此前，研究人员只能在理论上推测这种关系，但现在他们已能清晰证明这些结合模式可用于研制广谱疫苗。Woods团队虽只分析了两种细菌，但他们相信该技术还可用于研究其他细菌。目前，该团队正在分析脑脊髓膜炎双球菌——一种引发脑膜炎的细菌。这种细菌进化出一些菌株，其外层携带与人类细胞相同的糖，从而逃避免疫系统识别。一旦构建了其糖链的精确模型，就能对糖链进行适当改造，使身体能够识别它。