在美國，克雷伯菌是尿路感染、血流感染和的常見原因。雖然某些細菌感染很容易治療，但克雷伯氏菌有一個危險的另一面：它也經常對抗生素產生抗藥性，這使得它在其他人中非常難以治療。大約一半感染了高毒力、耐藥菌株的人死亡。

科學家們正在研究克雷伯氏菌的疫苗，但最佳的疫苗設計仍然未知。然而，圣路易斯華盛頓大學醫學院和圣路易斯專門從事疫苗生產的初創公司Omniose的科學家對小鼠進行的一項新研究提供了關鍵數據，這些數據可能是開發有效克雷伯氏菌疫苗的關鍵。發表在PLOS Pathogens上的研究結果是馴服超級細菌的一步。

“當你想到幾乎所有抗生素都有抗藥性的細菌 - 新聞中可怕的超級細菌 - 其中很多是克雷伯氏菌菌株，”該研究的資深作者David A. Rosen博士說，他是華盛頓大學兒科和分子微生物學助理教授。“在很長一段時間里，細菌甚至不是一個緊迫的問題。但現在是，由于抗生素耐藥性克雷伯氏菌的爆炸。我們的目標是通過在高毒力或耐藥菌株生病并更多人之前開發疫苗來降低克雷伯氏菌的超級細菌地位。

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高毒力克雷伯菌菌株已在全球范圍內傳播，經常引起社區獲得性感染。

在美國，克雷伯菌感染主要發生在醫療機構中，在這些醫療機構中，醫學上脆弱的患者免疫功能低下，需要長時間的抗生素來治療其他疾病，患有慢性病，或者是老年人或新生兒。“但現在我們看到高毒力菌株的出現，這些菌株足夠危險，足以在社區的健康人群中導致嚴重的疾病或死亡，”羅森說。

科學家們最關心的是不受碳青霉烯類影響的克雷伯氏菌菌株，碳青霉烯類是一類用于治療最嚴重的細菌感染的廣譜抗生素。出于這個原因，世界衛生組織和美國疾病控制和預防中心已將碳青霉烯類耐藥克雷伯氏菌確定為對公共衛生的緊迫威脅。

棒狀細菌是固定的，就像巧克力覆蓋的糖果一樣，被包裹在糖衣中。在這項新研究中，研究人員基于克雷伯氏菌表面的兩種不同糖或多糖創建了兩種實驗性疫苗：脂多糖上的末端糖，稱為O抗原，以及莢膜多糖或K抗原。由于糖本身往往會產生微弱的免疫反應，研究人員將每種糖與蛋白質聯系起來以增強免疫反應，從而創造出所謂的結合疫苗。

糖蛋白結合疫苗已被證明可以成功對抗幾種細菌，包括鏈球菌，的最常見原因。從歷史上看，糖和蛋白質載體之間的這種聯系是通過試管中的合成化學實現的;然而，為這項研究創造的疫苗被稱為生物結合疫苗，因為研究人員將糖與蛋白質連接在一個工程細菌系統中。

一旦疫苗被創造出來，研究人員就測試了實驗性生物結合疫苗保護小鼠免受克雷伯氏菌引起的疾病的能力。

“事實證明，膠囊疫苗遠遠優于O抗原疫苗，”該研究的第一作者，Rosen實驗室的博士后助理Paeton Wantuch博士說。“接受膠囊疫苗的小鼠比接受O抗原疫苗的小鼠更有可能在肺部或血液中存活克雷伯氏菌感染。

兩種疫苗都引發了針對各自靶標的高水平抗體。但是針對O抗原的抗體并不像針對膠囊的抗體有效。在某些克雷伯氏菌菌株中，O抗原可能被其他糖掩蓋，因此靶向O抗原的抗體不能與其靶標接觸。

“我們的研究結果表明，我們可能還需要在針對克雷伯氏菌開發的疫苗配方中加入基于膠囊的抗原，”羅森說。“這就是為什么繼續研究不同菌株中的抗體 - 抗原相互作用對我們來說如此重要，目標是盡快確定臨床試驗的理想疫苗成分。這種需求從未如此迫切，特別是隨著克雷伯氏菌的耐藥性，高毒力菌株變得更強，更大膽，對人類健康更危險。