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流感病毒能引起鸟类、人类和低等哺乳动物急性呼吸道传染病,由于其传播速度快、引起并发症严重和死亡率高,给人民生命财产和国家经济发展带来灾难性打击。流感病毒结构显示:NP和M1蛋白是病毒重要结构蛋白并在宿主选择及分型中起到决定性作用;HA蛋白为其表面糖蛋白,在病毒吸附及穿膜过程中起关键作用,是流感病毒中最重要的保护性抗原,而且还可以刺激机体产生细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应。目前流感病毒的防控主要是依靠疫苗进行免疫保护,但流感病毒变异迅速,传统意义的疫苗已经不能起到快速有效的保护作用,此时基因工程亚单位疫苗体现出了巨大潜力。多表位疫苗是基因工程亚单位疫苗的一种,是可以同时携带多个目标抗原相关表位以及辅助性表位的疫苗。它能克服主要组织相容性复合物(MHC)分子的遗传限制,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的问题。
本研究搜集已知的甲型流感病毒毒株的HA、NP、M1的氨基酸序列,通过生物信息学软件结合网络资源预测了其淋巴细胞表位,通过筛选获得了符合本研究需要的CTL、B、Th淋巴细胞表位,而后通过相关软件进行了构象模拟及裂解分析,设计了理论上具有疫苗功能的多表位蛋白HMN,并将氨基酸序列对应的DNA进行合成。根据筛选的序列设计引物,利用PCR方法扩增HMN DNA,并将其克隆至于pMD18-T载体,在亚克隆至原核表达载体pET28a上,构建重组表达质粒pET28a-HMN。将pET28a-HMN转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行IPTG诱导表达并优化诱导条件,表达产物经SDS-PAGE与Western Blot检测,证实为HMN重组融合蛋白。HMN重组蛋白经镍离子金属螯合亲和层析进行纯化,纯化蛋白以透析法进行复性折叠。利用乙肝病毒核心蛋白具有较强免疫原性的特点,将其作为疫苗佐剂与重组蛋白HMN一同免疫小鼠,增强HMN的免疫原性。
对于本实验所构建的HMN蛋白,我们以BALB/c小鼠为实验动物模型进行了初步的免疫学指标检测。设PBS做为空白对照,共5个组别,进行四次免疫,四免后10天杀小鼠,眼动脉采血,制备血液淋巴细胞悬液,进行T淋巴细胞亚类计数和抗体效价检测。取免疫器官胸腺和脾脏,进行免疫器官指数与免疫器官形态学观察。免疫斑点实验,证明多克隆抗体效价可以达到1:12000。注射重组HMN蛋白组小鼠脾脏指数、胸腺指数明显高于对照组;免疫组小鼠T淋巴细胞亚类计数结果显示注射重组HMN+CC蛋白组与对照组相比CD3+、CD4+、CD8+淋巴细胞亚类的数量明显增加,且高于其他免疫组,其中CD4+和CD8+比值达到1.51,说明小鼠淋巴细胞活化水平相对较高,且倾向于CD4+T淋巴细胞分化,表示细胞毒性T细胞免疫活化水平得到提高。证实重组HMN蛋白具有一定的免疫原性,为最终获得跨种通用型流感病毒多表位疫苗进行了有意义的尝试。