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手足口病是五岁以下儿童中常见的传染病。近几年,该病在亚太地区广泛流行,造成了严重的感染和死亡。据CDC统计,自2010年以来每年仅在中国大陆就有150-200万的感染病例。手足口病是一个严重的公共卫生问题。但是,目前仍没有有效地预防性疫苗和治疗性药物上市。 本文第一章主要基于病毒样颗粒(Virus-Like Particle,VLP)这种疫苗策略,围绕手足口病基因工程疫苗开展了一系列应用基础研究。肠道病毒71型(EV71)是手足口病最主要的致病原之一。EV71共有11个基因亚型(A,B1-B5,C1-C5),中国大陆流行的是C4亚型。首先,利用杆状病毒-昆虫表达系统成功制备了C4亚型EV71毒株的VLP,并评价了它的免疫原性。研究发现EV71-VLP免疫后的抗血清对多种EV71毒株均有非常强的中和活性。接下来,初步研究了EV71-VLP免疫血清的抗病毒机制。发现免疫血清主要识别VP1上GH-loop这个在各基因亚型之间完全保守的中和表位,免疫血清在病毒吸附之前和之后均能发挥抑制作用。柯萨奇病毒A16型(CA16)是手足口病的另一个重要致病原,与EV71加起来总共导致了约80%的手足口病。因此,研究一种能同时预防这两种病毒的双价疫苗能更有效地预防手足口病。针对这一目标,本章的最后一部分开展了EV71/CA16-VLP双价疫苗的免疫原性和保护效果评价。研究发现,双价VLP疫苗免疫小鼠的血清能同时中和EV71和CA16,并且被动保护小鼠免于致死剂量的EV71或CA16的攻击;但是单价EV71-VLP或CA16-VLP疫苗的免疫血清只能保护小鼠免于同种病毒的攻击,对异种病毒的攻击没有保护效果。 本文第二章主要围绕EV71单克隆抗体的应用基础研究开展一系列基础应用研究。在所有手足口病的病原中,EV71导致的重症和死亡病例比例最高,分别约为80%和90%。因此,EV71特异性的治疗药物的需要尤为迫切。中和性单抗是一类极具潜力的抗病毒药物。针对这一目的,我们开展了三部分工作:(1)EV71特异性单抗的鉴定及特性分析;(2)单克隆抗体的体内抗病毒效果;(3)单克隆抗体的抗病毒机制。首先,用EV71-VLP作为免疫原,采用杂交瘤技术筛选出了3株EV71特异性的单抗D5、H7和C4。经过鉴定,这3株单抗均能有效地中和EV71并特异性地识别EV71的VP1上的GH-loop表位。接下来,在EV71小鼠感染模型上评价单抗的体内预防和治疗效果。结果表明,D5、H7和C4均能预防小鼠感染EV71;更重要的是,即使在小鼠感染EV71后的第3天,当病毒已经进入大脑且导致明显的炎症反应时,D5仍然具有治疗效果。最后,揭示了这些单抗发挥中和作用的机制。结果表明,这些单抗能抑制病毒进入细胞所必须经历的多个步骤,包括吸附以及吸附之后的内化、脱衣壳和RNA释放等过程。进一步的研究发现,单抗能阻止病毒与多个重要受体的结合,从而揭示了这种多重抑制的分子机理。