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目的:A族链球菌(groupA streptococcus,GAS)是一种常见的革兰氏阳性菌,可以引起多种侵袭性感染和自身免疫性疾病。在大多数发展中国家GAS感染导致的风湿热、风湿性心脏病、肾小球肾炎等仍然是严重威胁人们生活质量的一大问题。而对于GAS感染的治疗目前大多为青霉素、大环内酯类药物或静脉注射免疫球蛋白,但由于耐药性或保护作用短暂等原因致使GAS感染仍旧保持着很高的复发率。所以制备成功有效的GAS疫苗成为GAS预防和治疗的研究热点。 本室前期已构建了包含7个FbaA表位和M蛋白1、3、6、18血清型的与人无交叉反应的部分基因及M蛋白的C端共同基序(J基因)的pET28a/F7M5[1],但是根据近期新的流行病学调查显示,我国大部分地区GAS流行菌株中M12血清型占了一大部分。故本实验在本室构建好的质粒的外源基因序列上插入M12与人无交叉反应的基因片段并表达,该蛋白命名为F7M6,又以其为模板构建表达了只含有6个不同M蛋白血清型的基因片段,该蛋白命名为M6。将F7M6蛋白,M6蛋白和本室保存的M1全长蛋白(简称M蛋白)分别免疫小鼠,通过ELISPOT、ELISA等实验技术观察细胞免疫和体液免疫效果,并攻毒后计算存活率,以确定疫苗保护效果。 方法: 1利用生物信息学方法在美国疾病预防和控制中心(CDC)数据库获GAS M12血清型的基因序列,通过与人体组织基因比对选取与人无交叉反应的特异性序列,采用搭桥PCR的方法扩增并插入F7M5序列中,得到F7M6序列。 2在线预测F7M6序列表位。 3在线预测F7M6蛋白空间结构和亲水性分析。 4以F7M6序列为模板,PCR扩增出含有M蛋白1、3、6、18、12血清型和M蛋白C端共同基序(J基因)的基因序列,得到M6序列。 5将两段基因片段克隆至载体pET28a中,测序正确后将阳性质粒分别转化入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,SDS-PAGE电泳观察结果,Western blot鉴定。采用亲和层析纯化方法对两种蛋白进行纯化。 6将纯化的两种蛋白,连同本室保存的GAS M蛋白,以相同剂量联合佐剂分别免疫小鼠,腹部皮下多点注射,同时设立PBS对照组。每组12只,20μg/每只;免疫间隔21天,共免疫4次;于每次免疫10天后下颌窦静脉取血,分离血清,-80℃保存备用。 7末次免疫后10天,处死6只小鼠,ELISPOT检测小鼠脾脏免疫细胞表达IL-4和IFN-γ的水平,ELISA检测各组血清中IgG、IgG1、IgG2a的水平及动态变化。 8用ELISA法检测临床获取的抗链“O”阳性和健康儿童血清与F7M6蛋白的特异性结合能力。 9采用全菌ELIAS法,检测临床获取的GAS菌株与F7M6组血清的结合能力。 10用致死量的M1GAS腹腔攻击各组剩余下的6只小鼠,观察并计算各组存活率。 结果: 1成功构建了pET28a/F7M6、pET28a/M6阳性质粒,并成功表达蛋白。Western blot结果显示两种蛋白均可以与F7M5抗体杂交。 2 ELISA检测各组血清,结果显示,随免疫次数增加,IgG水平逐渐增高,F7M6组效价达到1∶669309,M6组效价达到1∶58158,M蛋白组达到1∶32980,。F7M6组显著高于M6组和M蛋白组(P<0.001),但M6组和M蛋白组间无统计学差异。 3血清IgG1和IgG2a检测结果显示,三组均可诱导较高水平的相应抗体,均显著高于PBS组(P<0.001),IgG1各组间没有显著差异,IgG2a水平则F7M6组显著高于M6组(P=0.009),但F7M6组与M蛋白组、M6与M蛋白组间没有差异。 4 ELISPOT结果显示,IL-4,IFN-γ水平:F7M6、M6和M蛋白组均显著高于PBS组(P<0.001),且F7M6组的水平最高,而M蛋白组高于M6组(P<0.05)。 5用F7M6蛋白作为诊断抗原检测抗链“O”阳性的病人血清及健康人血清,结果显示,抗链“O”阳性的病人血清,阳性检出率为(95%),而健康儿童血清的阳性率为(47.3%),二者差异具有统计学意义(P<0.005)。 6 ELISA检测4株临床株于不同组的血清的结合能力,结果显示F7M6均能与其结合。 7攻毒后,F7M6、M6和M蛋白各组生存率分别为66.7%、33.3%和66.7%,PBS组全部死亡。统计分析显示各实验组均高于PBS组(P<0.05)。 结论: 1成功构建并表达F7M6和M6蛋白。 2 F7M6、M6和M蛋白免疫小鼠后均可引起较好的细胞免疫和体液免疫应答,对GAS感染有保护作用,以F7M6效果最佳,并且F7M6的多价表位涵盖了时下流行的大部分GAS的血清型。