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目的: 结核病(tuberculosis,TB)是全球最严重的传染性疾病之一,是传染病的第一号杀手,严重危害人类健康和社会发展。卡介苗(Bacille Calmette-Guerin,BCG)是TB唯一的预防性疫苗,目前在全球范围内广泛接种,用于预防婴儿和儿童TB。通常认为BCG的保护期仅10-15年,不能对成人TB提供有效的保护性,因而在控制全球TB流行的作用较为有限。因此,研制更有效的疫苗,对实现世界卫生组织和联合国提出的“2035年终止TB的流行”的目标,至关重要。 过去30年来,在TB疫苗方面的研究和开发方面进展缓慢:从20世纪90年代初期在新型TB疫苗候选几乎处于空白状态,到现在,仍只有十二种新型疫苗正在进行人体临床试验,但仍无一种新型疫苗能通过临床试验并投入市场。因此,正在寻求创新方法来进一步改进现有疫苗和研发新的TB疫苗。 前期,已证实本实验室构建的多阶段抗原融合蛋白亚单位疫苗CMFO/DMT,抗原发感染的保护性与BCG相当,且能提供比BCG更强的抗潜伏感染的保护性。尽管多阶段抗原融合蛋白和新型佐剂组成的亚单位疫苗CMFO/DMT在控制潜伏感染方面具有重要作用,但由于在全球范围内的成人,在新生儿阶段均可能被BCG免疫过,亚单位疫苗CMFO/DMT加强免疫,能否加强BCG初免抗原发感染的免疫原性和免疫保护性,以延长BCG的保护期,仍有待研究。 方法: 1.融合蛋白CMFO的纯化和定量:原核表达后进行蛋白纯化,并使用SDS-PAGE电泳后进行考马斯亮蓝染色;用Anti-his抗体作为一抗,进行western blot鉴定;BCA蛋白定量试剂盒进行蛋白定量;用内毒素试剂盒去除蛋白中的内毒素,并用内毒素检测试剂盒进行内毒素检测。 2.CMFO/DMT疫苗制备:分别取DDA、MPLA、TDB用薄膜法制作DMT佐剂,并与CMFO蛋白混合制成CMFO/DMT。 3.小鼠免疫:分别用PBS、BCG、CMFO/DMT疫苗进行单独免疫和BCG初免后的加强免疫。于免疫12w、18w后,分别处死小鼠,无菌环境下解剖取所需组织,进行免疫原性检测。 1)流式细胞术检测:免疫小鼠脾脏CMFO抗原特异性IL-2+CD4+T、IFN-γ+CD4+T、IL-2+CD8+T、IFN-γ+CD8+T、IL-2+CD4+TCM、IFN-γ+CD4+TEM、IL-2+CD8+TCM、IFN-γ+CD8+TEM细胞数量。 2)CBA检测:免疫小鼠脾细胞与CMFO蛋白及亚组分共培养上清的Th1、Th2、Th17细胞因子含量。 3)ELISA检测:免疫小鼠外周血血清中CMFO特异性抗体IgG、IgG1、IgG2a滴度,以及CMFO亚组分特异性抗体IgG、IgG1、IgG2a滴度。 结果: 1.SDS-PAGE及western blot证实成功表达并纯化CMFO蛋白;内毒素检测结果符合标准。 2.成功制备DMT佐剂,并成功构建亚单位疫苗CMFO/DMT;亚单位疫苗内毒素含量符合免疫标准。 3.第12、18w,PBS组只产生低水平CMFO特异性T细胞,各疫苗组相对PBS对照组,均可产生高水平的CMFO抗原特异性T细胞(p<0.05),其中,CMFO/DMT组产生的CMFO特异性T细胞水平最高。CMFO/DMT组的IL-2+CD4+T、IFN-γ+CD4+T、IL-2+CD8+T、IL-2+CD4+TCM、IFN-γ+CD4+TEM、IFN-γ+CD8+TEM细胞均比BCG组高,且随时间延长IL-2+CD4+TCM、IFN-γ+CD4+TEM细胞增加。BGC-CMFO/DMT组12、18w的IL-2+CD4+T、IFN-γ+CD8+T、IL-2+CD8+TCM、IFN-γ+CD8+TEM细胞水平,与BCG组无差别或比BCG组低,且12w的IFN-γ+CD4+T、IL-2+CD8+T、IL-2+CD4+TCM细胞水平,比BCG组低。BCG-BCG组,在12、18w的IL-2+CD4+T细胞和12w的IFN-γ+CD8+T、IFN-γ+CD4+TEM、18w的IFN-γ+CD8+TEM细胞水平低于BCG组;随时间延长,BCG-BCG,出现IL-2+CD4+T、IFN-γ+CD4+T、IL-2+CD8+T、IFN-γ+CD8+TEM细胞水平下降。BCG组18w相对12w出现IFN-γ+CD8+T、IL-2+CD8+TCM细胞的下降。 4.BCG免疫组相比CMFO/DMT组12w的IFN-γ、TNF-α水平和18w的IFN-γ水平均比BCG组高,且18w的IL-10低于BCG组,且随时间延长,IFN-γ分泌增加而TNF-α、IL-10水平不变。BCG-CMFO/DMT组12w的IFN-γ、IL-10和18w的IFN-γ均比BCG组高,其余均与BCG组无差别。且随时间延长,IFN-γ和IL-10分泌都增加。BCG-BCG组与BCG组在不同时间点的IFN-γ、TNF-α、IL-10水平均无明显差异。且随时间延长,TNF-α、IL-10水平都增加。在四种亚组分中Rv2073c刺激产生的IFN-γ最强,Rv3044刺激产生TNF-α最高,Rv0577刺激产生IL-10最高。CMFO融合蛋白刺激细胞产生的IFN-γ、TNF-α、IL-10均比其亚组分高。 5.CMFO/DMT组脾细胞具有较强的分泌CMFO特异性抗体的能力,其CMFO特异性IgG、IgG1、IgG2a抗体水平均高于BCG组,且随时间延长,IgG水平上升。相对BCG组,BCG-CMFO/DMT组在12w的IgG、IgG1、IgG2a与BCG组无差异。随时间延长,IgG2a/IgG1下降。相对CMFO/DMT单独免疫组,BCG-CMFO/DMT组的IgG和12w的IgG1、18w的IgG2a均出现下降。BCG-BCG组与BCG组在不同时间点上IgG、IgG1、IgG2a、IgG2a/IgG1均无显著性差异,且随时间延长无显著变化。CMFO/DMT组在诱导Rv0577、Rv2073c、Rv2875特异性IgG抗体滴度均高于BCG对照组,且在诱导四种亚组分产生的IgG1、IgG2a均高于BCG组。 结论: 1.新型亚单位疫苗CMFO/DMT具有较强的抗TB原发感染的免疫原性,是有发展前景的成人TB的新型候选疫苗。 2.CMFO/DMT可能不能加强BCG初免抗原发感染的免疫原性。尚需进行免疫动物的毒株攻击试验证实。