乙型脑炎病毒基因工程口服疫苗LTB-NS1△63的制备与免疫特性研究

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乙型脑炎病毒(JEV)所引起的疾病称为乙型脑炎(简称乙脑),乙脑是严重威胁人畜健康的一种蚊媒性人兽共患传染病。猪是该病毒在自然界最重要的贮存和增殖宿主。我国是乙脑流行的高发地区,流行的主要基因型是GI、GIII和GV,目前在我国许多地区GI已成为主要的基因型。JEV感染母猪可引起仔猪脑炎和种猪繁殖障碍等,造成养猪业巨大经济损失。JEV感染引起每年约14%的人死亡和约30%病人留下不同程度的神经系统后遗症。国内外应用的乙脑疫苗主要有灭活疫苗和减毒活疫苗两种。这两种疫苗虽然能预防乙脑病毒感染,但是具有生产成本高、副作用大、免疫保护时间短、毒力有可能恢复等缺陷。因此,研发安全、高效、廉价的新型基因工程疫苗成为国内外乙脑病毒疫苗研究的发展方向。JEV基因组为单股正链RNA,它编码的蛋白包括3个结构蛋白:核心蛋白(C)、前膜蛋白(pr M)、囊膜蛋白(E)和7个非结构蛋白(NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5)。NS1参与病毒的基因组复制和释放,能诱导机体产生免疫保护力。热敏肠毒素B单位(LTB)是较好的口服免疫佐剂。本研究中,我们利用大肠杆菌表达包括LTB与JEV NS1的重组融合蛋白LTB-NS1并研究其免疫性能。利用DNA重组技术,将人工合成的LTB基因和JEV NS1基因克隆至p ET28a载体,获得表达融合抗原的重组表达载体p ET28a-LTB-NS1。通过分析NS1蛋白亲水性发现C端疏水性较强。因此,构建删除NS1蛋白C端疏水性较强63个氨基酸的突变蛋白NS1△63的表达载体p ET28a-LTB-NS1△63。p ET28a-NS1△63和p ET28a-LTB也被构建作为对照。构建的重组表达载体p ET28a-LTB-NS1,p ET28a-LTB-NS1△63,p ET28a-NS1△63和p ET28a-LTB通过双酶切和测序鉴定。重组表达载体导入原核表达菌株BL21并优化诱导表达条件(温度,时间和IPTG浓度),结果表明在18℃,1m M IPTG诱导20小时可获得较高表达的重组蛋白LTB-NS1△63,NS1△63和LTB。SDS-PAGE和Western blot检测重组蛋白的表达,Ni柱纯化表达蛋白。纯化的表达蛋白(LTB-NS1△63,NS1△63和LTB)分别口服免疫和腹腔注射免疫3-5周龄雌性BALB/c鼠,PBS溶液免疫的鼠作为阴性对照,SA14-14-2疫苗免疫的鼠作为阳性对照。收集小鼠血清并通过间接ELISA检测其抗体滴度。结果表明:口服LTB-NS1△63免疫鼠比NS1△63免疫鼠诱导的NS1抗体滴度高,腹腔注射LTB-NS1△63免疫鼠和NS1△63免疫鼠具有类似的NS1抗体滴度,但作为阴性对照LTB和PBS免疫组没有诱导NS1抗体。免疫印迹结果表明LTB-NS1△63免疫鼠血清能与JEV NS1蛋白发生特异性反应。通过体内攻毒分析疫苗的保护能力,持续观察并记录小鼠生存状况,结果表明:口服LTB-NS1△63(8/8)与阳性对照SA14-14-2疫苗组(8/8)具有同等的免疫保护效力,这一结果显著高于其他对照组(NS1△63,LTB和PBS),而且与腹腔注射组相比明显降低小鼠免疫后的副作用。综上所述,本研究制备的的新型基因工程口服疫苗LTB-NS1△63具有良好的免疫原性和免疫保护效力,有望成为现有乙脑病毒疫苗的替代品。
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