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表位疫苗(epitopevaccine)是用抗原表位制备的疫苗。多表位疫苗(polytopevaccine)是同时携带多个目标抗原相关表位以及辅助性表位的疫苗,可以简化免疫计划。用基因工程的方法制备多表位疫苗成为未来联合疫苗的发展趋势:(1)多表位疫苗能克服主要组织相容性复合物(MHC)分子的遗传限制,多表位可以被多种遗传背景的MHC分子识别并结合而达到高效提呈;(2)可以避免传统的灭活或减毒疫苗存在的生物危害性和毒力返祖等问题;(3)在诱生细胞免疫方面有独特优势。
噬菌体展示技术是将外源基因插入到噬菌体信号肽基因和衣壳蛋白编码基因之间,从而使外源基因编码的多肽或蛋白质与衣壳蛋白以融合蛋白形式展示在噬菌体表面,被展示的外源肽或蛋白可保持相对独立的空间结构和生物活性。噬菌体疫苗是以噬菌体作为疫苗载体,将特异表位展示在噬菌体颗粒表面,构建成不同表位特异的噬菌体疫苗,具有病毒样颗粒特性,能引发强的针对表位的特异性免疫应答。研究表明噬菌体展示技术是一个简单、有效的表达疫苗表位的工具。
噬菌体疫苗兼有蛋白疫苗和DNA疫苗的优点。它比痘苗病毒、腺病毒等病毒载体制备更方便、安全,比一般的蛋白疫苗更易于制备和纯化,而且没有DNA疫苗的基因安全问题。T7噬菌体是一种烈性噬菌体,已完成全序列分析,遗传背景清楚。与λ噬菌体和丝状噬菌体相比,T7噬菌体更易培养且繁殖更快。T7噬菌体复制周期短,胞质蛋白组装、操作和储存方便,克隆效率高,以及T7噬菌体对理化因素抵抗力强等特点也使得T7噬菌体展示系统优于其它的噬菌体展示系统。
鼻腔免疫是近年发展起来新的粘膜免疫途径,它通过抗原在鼻粘膜的释放,诱导系统和粘膜免疫应答。研究表明,由T细胞、B细胞、树突细胞以及包括M细胞的隐窝吸收上皮细胞组成的鼻粘膜相关淋巴组织(noseassociatedlymphoidtissue,NALT),是鼻腔免疫的诱导部位。目前关于鼻腔疫苗释放系统的研究主要集中在研制新抗原、筛选合适的释放载体和疫苗佐剂、探索抗原释放机制以及发现鼻腔免疫应答的细胞和分子机理等方面。壳聚糖是一个新型的缓控释疫苗呈递系统载体,能安全而有效地促进鼻腔吸收微球疫苗。
由于T7噬菌体作为疫苗载体在新型疫苗的研究方面具有独特的优势,本文利用基因重组将乙肝乙脑麻疹(HBV-JEV-MV)多表位基因片断与T710B衣壳蛋白基因融合,使多表位与T710B蛋白融合,构建噬菌体疫苗。PCR鉴定为阳性的噬菌体疫苗用甲醛灭活。进一步采用壳聚糖制备噬菌体微球疫苗,经环境扫描电镜观察,微球表面光滑,直径约1.5μm。为了验证噬菌体载体疫苗和噬菌体微球疫苗是否具有免疫原性,选用1010pfu和1012pfu不同剂量噬菌体疫苗和噬菌体微球疫苗经鼻腔免疫、腹股沟皮下注射和腹腔注射免疫小鼠,研究其诱导的体液免疫应答。
ELISA检测血清IgG水平发现,噬菌体疫苗具有特异性免疫原性,能诱导针对HBV、JEV、MV的特异性抗体,而且不同免疫剂量的平行实验组诱导的抗体水平与免疫剂量正相关。噬菌体微球疫苗通过不同方式免疫均有一定的免疫效果,且鼻腔和皮下注射两种方式免疫效果显著优于非微球液体疫苗(P<0.05)。
为了验证噬菌体颗粒本身作为佐剂的能力,我们同时设计了非微球1010pfu铝佐剂腹腔注射免疫组。血清抗体检测结果显示铝佐剂组与非铝佐剂组相比抗体水平没有显著差异(P>0.05)。此结果提示噬菌体本身具有一定的佐剂效应,可以在不添加铝佐剂的条件下有效激发特异性免疫反应。
因此,(1)我们构建的噬菌体疫苗能有效诱导多表位特异性的体液免疫应答;(2)我们制备的壳聚糖微球疫苗经鼻腔免疫能有效诱导特异性抗体反应。