ILR配体为佐剂对呼吸道合胞病毒疫苗增强性疾病的调节作用

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目的:呼吸道合胞病毒是引起婴幼儿、老年人以及免疫缺陷者下呼吸道感染的重要病原,甚至会造成死亡。但是由于疫苗的安全性问题,至今没有安全有效的疫苗批准上市。RSV疫苗增强性免疫病理反应的发病机制是研究疫苗的关键。TLR配体作为佐剂可能通过调节疫苗诱导的免疫应答类型,从而减轻或抑制疫苗增强性免疫病理。本研究选择了PamCys3(TLR-2的配体)、poly(I∶C)(TLR-3的配体)、LPS(TLR-4的配体)、CpG(TLR-9的配体)为佐剂,与FI-RSV疫苗共同免疫野生型C57BL/6小鼠,并用FI-RSV+Al(OH)3免疫MyD88-/-C57 BL/6小鼠作为对照组之一,研究TLR配体为佐剂对呼吸道合胞病毒疫苗增强性疾病的调节作用。  方法:  1、在Hep-2细胞上培养RSV,测定RSV滴度。  2、制备福尔马林灭活疫苗(FI-RSV)和对照组疫苗(FI-control)。  3、动物实验  3.1小鼠免疫  分别用FI-control, FI-RSV, FI-RSV+CpG2216, FI-RSV+Al(OH)3,FI-RSV+poly(I∶C),FI-RSV+PamCys3,FI-RSV+LPS免疫野生型C57 BL/6小鼠,用FI-RSV+Al(OH)3免疫MyD88-/-小鼠(C57BL/6背景),正常对照组用PBS免疫。肌肉注射免疫2次,每次间隔2周。  3.2体液免疫检测  末次免疫后14天小鼠尾静脉取血,分离血清,用ELISA检测抗体IgG、IgG1、IgG2a水平。  3.3末次免疫4周后用RSV攻击被免疫小鼠,每天称取攻毒小鼠的体重,观察体重变化。  3.4攻毒后5天,处死小鼠,取肺组织、支气管、肺冲洗液、肺匀浆,做相应检测  3.4.1肺组织病理切片,HE染色,观察炎症浸润情况;PAS染色,观察气道粘液分泌情况;  3.4.2支气管、肺冲洗液  取支气管、肺冲洗液中的细胞,瑞氏-吉姆萨染色计数炎性细胞;  3.4.3肺匀浆上清  用空斑形成实验滴定病毒滴度;  3.4.4血清中和抗体测定  用空斑减少实验测中和抗体滴度;  3.4.5 ELISA检测肺冲洗上清中细胞因子IL-4、IL-6、IL-10、IL-13、IL-17、TNF-α、IFN-γ、 IL-1β的含量;  3.4.6实时定量PCR检测肺组织中IL-5、IL-10、IL-13、IL-17、T-bet、Gata-3、ROR-γt、 IFN-γ、 RSV-N的mRNA表达。  结果:  1、培养出RSV,并测定病毒滴度107.9 pfu/ml。  2、成功制备福尔马林灭活的疫苗(FI-RSV)和对照疫苗(FI-control)。  3、ELISA间接法检测小鼠血清中IgG、IgG1、IgG2a抗体水平。  3.1 IgG  Control组没有IgG产生,FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Pamcys3组、FI-RSV+LPS组IgG含量显著高于FI-control组(P<0.05),FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Pamcys3组、FI-RSV+LPS组IgG含量显著高于FI-RSV组(P<0.05),FI-RSV+LPS组产生IgG抗体水平显著高于各佐剂组(P<0.05)。  3.2 IgG1  Control组、FI-RSV+Pamcys3组和FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组无IgG1产生,FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+LPS组IgG1含量显著高于FI-control组、FI-RSV组(P<0.05),FI-control组和FI-RSV组无显著性差异(P>0.05)。  3.3 IgG2a  Control组、 FI-control组、 FI-RSV+Pamcys3组和 FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组无IgG2a产生,FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+LPS组与FI-RSV组IgG2a产生水平无显著差异(P>0.05)。  3.4 IgG1/IgG2a  FI-RSV+LPS组(0.83)与FI-RSV组(0.96)相比IgG1/IgG2a的比值降低,FI-RSV+CpG组(1.1)、FI-RSV+Al(OH)3组(1.24)、FI-RSV+poly(I∶C)组(1.26)与FI-RSV组(0.96)相比IgG1/IgG2a的比值升高。  4、中和抗体  Control组无中和抗体产生,FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Pamcys3组产生的中和抗体水平显著高于FI-control组(P<0.05),FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组和FI-control组无显著性差异(P>0.05),FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+LPS组和FI-RSV+Pamcys3组之间抗体滴度差别不明显,无统计学意义(P>0.05)。  5、小鼠体重变化(攻毒5天后)  与Control组相比,从第二天到第六天除FI-RSV+CpG组外其它各组均无统计学差异(P>0.05),FI-RSV+CpG组从第二天到第四天体重减轻显著低于Control组(P<0.05),第五天、第六天FI-RSV+CpG组体重下降与Control组无显著性差异(P>0.05)。  6、细胞计数结果显示  6.1巨噬细胞  各免疫组巨噬细胞百分比显著低于Control组(P<0.05),FI-RSV+Pamcys3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+LPS组显著高于FI-RSV+CpG组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组和FI-RSV组(P<0.05),且FI-RSV+LPS组显著高于FI-RSV+Pamcys3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-control组(P<0.05)。  6.2中性粒细胞  各免疫组中性粒细胞百分数显著高于Control组(P<0.05),FI-RSV+LPS组显著低于除Control组外其它各组(P<0.05),FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组中性粒细胞百分数显著高于其它各组(P<0.05)。  6.3淋巴细胞  各免疫组淋巴细胞百分数显著高于Control组(P<0.05),FI-RSV+LPS组显著低于FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+Pamcys3组、FI-RSV+poly(I∶C)组(P<0.05)。  6.4细胞总数  各免疫组细胞总数显著高于Control组(P<0.05),FI-RSV+CpG组细胞总数显著高于其它各组(P<0.05),其它各免疫组差异不显著,无统计学意义(P>0.05)。  7、肺组织染色Control组、FI-control组、FI-RSV组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+Al(OH)3组、 FI-RSV+poly(I∶C)组、 FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Al(OH)3 MyD88-/-组  7.1 PAS染色的肺组织切片显示  与Control组相比,各免疫组被RSV攻击后均呈现不同程度的粘液分泌,FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组、FI-RSV+Al(OH)3组的粘液分泌量较多,FI-RSV组、FI-RSV+CpG组粘液分泌量次之,FI-control组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+PamCys3组粘液分泌量较少,FI-RSV+LPS组看不到粘液分泌。  7.2 HE染色的肺组织切片显示  Control组小鼠肺泡壁结构完整,肺泡周围仅存在少量炎性细胞;FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+poly(I∶C)组和FI-control组小鼠支气管周围和肺泡间质炎性细胞增多,肺泡壁轻微增厚;FI-RSV组、 FI-RSV+CpG组肺泡壁增厚,肺泡间质细胞炎性细胞较多,FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组、FI-RSV+Al(OH)3组小鼠经RSV攻击后肺部气管周围浸润大量炎症细胞,肺泡壁增厚,肺泡腔减小。FI-RSV+LPS组偶见少量炎症细胞浸润肺泡间质,肺泡壁正常,支气管周围偶见少量炎症细胞。  8、肺匀浆滴定  Control组未检测到病毒,FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+LPS组、FI-RSV+CpG组病毒滴度显著低于FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组、FI-control组(P<0.05),FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组与FI-control组无显著性差异(P>0.05)。  9、ELISA检测肺冲洗上清中细胞因子显示  9.1 IFN-γ  FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+PamCys3组IFN-γ含量显著高于Control组、 FI-RSV组、 FI-RSV+Al(OH)3组、 FI-RSV+LPS组及FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组(P<0.05),其余各免疫组无明显差异(P>0.05)。  9.2 IL-4  FI-control组、FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV组IL-4含量显著高于Control组、FI-RSV+LPS组和FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组(P<0.05), FI-RSV+PamCys3组显著高于FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Al(OH)3组(P<0.05),其余各组无显著差异(P>0.05)。  9.3 IL-10  FI-RSV组IL-10含量显著高于Control组和其它免疫组(P<0.05),FI-RSV+CpG组、FI-RSV+PamCys3组IL-10含量显著高于FI-RSV+LPS、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组(P<0.05)。  9.4 IL-13  FI-RSV+CpG组、FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV组IL-13含量显著高于 Control组、 FI-RSV+Al(OH)3组、 FI-RSV+LPS组和FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组P<0.05); FI-RSV+PamCys3组IL-13含量显著高于FI-control组、FI-RSV+poly(I∶C)组P<0.05),其余各免疫组间无明显差异(P>0.05)。  9.5 IL-17  FI-RSV组IL-17含量显著高于Control组和各免疫组(P<0.05),FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组IL-17含量显著低于FI-RSV+CpG组(p<0.05),其它各组无显著性差异(P>0.05)。  9.6 TNF-α  FI-control组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组FI-RSV+PamCys3组TNF-α含量显著高于FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组和Control组(P<0.05),其它各组无显著性差异(P>0.05)。  9.7 IL-1β  FI-RSV组IL-1β含量显著高于各免疫组与Control组(P<0.05),FI-RSV+LPS组显著低于FI-control组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV+PamCys3组(P<0.05)。  9.8 IL-6  FI-RSV+PamCys3组IL-6含量显著高于Control组和其它免疫组(P<0.05), FI-RSV组IL-6含量显著高于Control组、FI-RSV+LPS、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组(P<0.05),其余各免疫组无明显差异(P>0.05)。  10、RT-PCR检测细胞因子表达显示  10.1 T-bet  FI-RSV+CpG组T-bet表达量显著高于除FI-RSV+poly(I∶C)以外其它免疫组和Control组(P<0.05), FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组T-bet表达量显著低于除FI-RSV+LPS组以外各免疫组和Control组(P<0.05), FI-RSV+LPS组、Control组T-bet表达量显著低于FI-control组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+PamCys3组、 FI-RSV+poly(I∶C)组、 FI-RSV组(P<0.05),FI-RSV+LPS组和Control组无显著差异(P>0.05)。  10.2 IFN-γ  FI-RSV+Al(OH)3组IFN-γ表达显著高于FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组、FI-control组、FI-RSV+LPS组和Control组(P<0.05),其它各组无显著性差异(P>0.05)。  10.3 GATA-3  FI-RSV+Al(OH)3组GATA-3的表达量显著高于除FI-RSV组以外其余各免疫组和Control组(P<0.05), FI-control组、FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组GATA-3的表达量显著低于除FI-RSV+CpG组以外其余各免疫组和Control组(P<0.05),另外,FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组GATA-3的表达量显著低于FI-RSV组(P<0.05)。  10.4 IL-5  FI-RSV+Al(OH)3组IL-5表达量显著高于其它各组(P<0.05),FI-RSV+LPS组IL-5表达量显著低于其它各组(P>0.05),FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组IL-5表达量显著高于除FI-RSV+Al(OH)3组以外其它各组(P<0.05),且FI-RSV+CpG组显著高于FI-RSV+poly(I∶C)组(P<0.05)。  10.5 IL-10  FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组IL-10的表达量显著低于Control组和其它免疫组(P<0.05),且FI-RSV+LPS组和FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组之间无显著性差异(P<0.05), FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+PamCys3组IL-10表达量显著低于 FI-control组、FI-RSV+CpG组、FI-RSV组(P<0.05)。  10.6 IL-13  FI-RSV+CpG组、FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+poly(I∶C)组IL-13的表达量显著高于Control组和其它各免疫组(P<0.05),FI-control组、FI-RSV+LPS组IL-13的表达量显著低于FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组(P<0.05)。  10.7 IL-17  FI-RSV+LPS组IL-17的表达量显著低于除FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组以外其它组(P<0.05),FI-RSV+PamCys3组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组显著低于FI-control组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV组、FI-RSV+CpG组(P<0.05)。  10.8 ROR-γt  FI-RSV+LPS组、FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组ROR-γt的表达量显著低于除FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组以外其它各组(P<0.05),FI-RSV+LPS组和FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组之间无显著性差异(P>0.05),FI-control组、FI-RSV组、FI-RSV+Al(OH)3组显著高于FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+CpG组(P<0.05),FI-RSV+poly(I∶C)组与FI-RSV+CpG组之间无显著性差异(P>0.05)。  10.9 RSV-N  各免疫组RSV-N的表达显著高于FI-RSV+PamCys3组和Control组(P<0.05); FI-RSV+Al(OH)3MyD88-/-组RSV-N的表达显著高于除FI-control组以外其它各免疫组(P<0.05),FI-RSV+CpG组、FI-RSV+poly(I∶C)组、FI-RSV+Al(OH)3组、FI-RSV+LPS组显著低于FI-RSV组、FI-control组(P<0.05)。  结论:  1、TLR配体作为佐剂促使RSV特异性IgG抗体水平显著提高,但对中和抗体无影响;另外,LPS可显著提高IgG2a水平,降低IgG1/IgG2a的比值。而MyD88缺陷组未见特异性抗体产生。  2、疫苗对免疫小鼠具有保护作用,TLR配体为佐剂对疫苗的保护性无显著影响。  3、TLR4配体LPS作为FI-RSV的佐剂抑制了疫苗增强性疾病的发生;MyD88缺陷、TLR3配体poly(I∶C)和TLR2配体PamCys3对疫苗增强性疾病有一定的抑制作用。
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