B族链球菌(Group B Streptococcus,GBS)是导致新生儿患脑膜炎和肺炎的主要致病菌,还能导致孕妇羊膜腔感染、胎膜早破,以及非妊娠成年人患菌血病、脑膜炎、肺炎等疾病。新生儿感染GBS疾病分为早发型(0-6天)和晚发型(7-90天),GBS感染的全球发病率为0.53‰左右,其中早发型占0.43‰。统计数据表明,65岁以上老年人GBS发病率比新生儿还要高,因此GBS感染也是危害老年人健康的重要疾病之一。遗憾的是,目前还没有一种有效的治疗手段来彻底消除GBS对人类生命健康的威胁,虽然发达国家采取产前抗生素治疗可以降低新生儿早发型疾病的发生,但该方法不能减少新生儿晚发型疾病的发生,还会导致病菌耐药性增加,更主要的是抗生素预防的成本很高,导致该治疗手段很难在世界范围内推广使用。因此,人们需要开发一种安全有效的GBS疫苗来防治GBS的侵害。荚膜多糖(Capsular polysaccharides,CPSs)是GBS的重要毒力因子之一。它们可以覆盖在细菌表面的抗原蛋白上,并模拟宿主细胞表面的多糖结构,使得细菌能够躲避宿主的免疫系统。因此CPS是研发GBS相关疫苗的理想靶标抗原,对于疫苗研发具有重要意义。但是,有效的疫苗需要能够诱导T细胞反应,而包括CPS在内的糖类抗原一般是非T细胞依赖性抗原,不具备诱导宿主体产生免疫记忆等功能。为了克服这一问题,通常可以将糖抗原和载体蛋白通过共价键缀合形成多糖蛋白结合疫苗,以提高糖抗原免疫原性,诱导产生T细胞依赖性免疫反应。依照上述策略研发的多种糖缀合物疫苗已成功应用于临床,例如:流感嗜血杆菌疫苗、肺炎链球菌疫苗和脑膜炎奈瑟氏菌疫苗等。基于GBS CPS的疫苗开发已经进行了近三十年,其中,Ⅲ-TT多糖蛋白结合疫苗是人类制备的第一个GBS多糖蛋白结合疫苗,也是第一个进行临床试验的GBS疫苗。目前,人们已经制备了 GBS九种血清型(Ⅰa,Ⅰb,Ⅱ-ⅧⅢ)的蛋白结合疫苗,并已经对其进行了相关动物实验,其中一些疫苗已经通过了Ⅰ期和Ⅱ期临床试验,这些临床前和临床试验表明GBS结合疫苗是安全耐受的,并且对机体表现出一定的免疫保护作用。然而,这些天然的CPS和载体蛋白通过还原胺化制备的蛋白结合疫苗具有结构不均一、制备重现性低、易被生物热源性物质污染等缺点。相比之下,近年来发展的确实有效的策略是以人工合成的、结构明确的寡糖半抗原与载体分子偶联以制备半合成/全合成糖缀合物疫苗。本论文基于Ⅱ型和Ⅶ型GBS荚膜多糖结构,以设计并化学合成基于其寡糖重复片段的六糖和七糖半抗原。利用上述两个寡糖半抗原还原端的自由氨基,我们后期可以将合成糖半抗原与载体分子进行共价偶联,以制备新型的GBS糖缀合物疫苗。本论文具体内容包括以下三章:第一章中,我们对GBS荚膜的血清型分类和化学结构进行了简单概括,并对几种GBS荚膜寡糖片段的化学合成进行了系统综述。比如:Jennings通过化学酶法合成了 Ⅰa型GBS荚膜六糖片段、Ⅲ型GBS荚膜五糖重复片段及五糖重复片段二聚体;Guo等利用基于硫苷预活化的“一釜”糖苷化方法首次合成了Ⅴ型GBS荚膜七糖重复片段;Whitfield等用化学方法合成了 Ⅷ型GBS荚膜四糖重复片段,随后又通过化学酶法完成了 Ⅷ型GBS荚膜六糖片段的合成。我们在对这些相关研究进行系统综述和分析的基础上,提出了本课题研究的依据、目标和具体实验方案。第二章中,我们基于硫苷预活化方法,利用“一釜两步”糖苷化的策略高效地完成了Ⅶ型GBS荚膜六糖重复片段的首次合成。该合成策略避免了多步保护基操作,所有糖基供体都采用硫苷作为相同的离去基,利用TolSCl和AgOTf反应生成的TolSOTf作为活化剂实现了全保护Ⅶ型GBS六糖的“一釜两步”组装,两步糖苷化反应都在一个反应瓶中进行,避免了对中间体的分离纯化。此外,采用TolSOTf为活化剂,乙醚为溶剂,通过两次SN2反应,高效专一地实现了三糖17中的葡萄糖α糖苷键的构建。接下来,我们通过本课题组发展优化的五步连续反应对全保护六糖中间体进行脱保护,包括羧基甲酯中的甲基、邻苯二甲酰基、恶唑烷酮结构中的羰基、乙酰基、苯甲酰基、苄基、苯亚甲缩醛基和叠氮基等保护基,最后得到脱保护的六糖分子。第三章中,我们经一系列合成方法的筛选之后,最终以[1+3+2+1]的策略高效的合成了全保护的Ⅱ型GBS CPS七糖化合物2。实验结果表明,三糖供体20和21的反应活性相对较低,适合与伯羟基等活性较高的受体进行糖苷化偶联,而与反应活性较低的仲羟基则难以进行糖苷化偶联。鉴于此,我们利用单糖供体32首先与三糖受体24进行糖苷化偶联以制备四糖受体33,随后,利用唾液酸化二糖供体3与33偶联得到六糖29,最后将半乳糖分支进行引入以得到全保护七糖中间体28。此合成策略较好地解决了三糖供体20/21与5/24中半乳糖C-3-OH难以进行糖苷化偶联等问题。