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据WHO报道,宫颈癌为女性人群中最主要的癌症之一。高危型人乳头瘤病毒(Human Papillomavirus, HPV)感染是引起女性宫颈癌的主要病因。2008年以来,每年全球宫颈癌新发病例超过50万人,在中国每年也有约10万被确诊罹患宫颈癌。有15种高危型HPV能诱发宫颈癌,除HPV16/18这两种主要型别外,HPV45型也是一种高危型病毒,虽然在全球宫颈癌的流行分布上,HPV45只与4.4%的宫颈癌的发生密切相关,在所有的高危型别中位列第5位,但在欧洲和非洲一些国家,HPV45型却极为常见,在某些地区,甚至与HPV18相当或略高。因此,有必要开发一种针对HPV45的疫苗来有效的控制该疾病的发生。
研究证实,HPV主要衣壳蛋白L1在体外一定的条件下,能自组装成具有与天然病毒类似的颗粒结构,并能模拟病毒的表位,是一种良好的疫苗形式。本研究利用大肠杆菌系统成功地表达可溶性HPV45L1编码蛋白,通过的2步骤柱纯化模式:阳离子交换层析和羟基磷灰石层析后,获得了纯度达95%以上的目标蛋白—HPV45L1。并尝试其自组装条件的摸索,发现在20mM PB7.4、0.5M NaCl条件下,HPV45L1能较好地组装成VLPs。后续实验中,我们尝试对该小量制备实验方法进行中试水半的放大,对药典规定各项检测指标进行合理检测,结果表明,该中试工艺符合疫苗生产工艺要求。
本研究将中试生产的HPV45 L1 VLPs混合铝佐剂制成疫苗,免疫小鼠,通过ELISA检测实验及假病毒中和实验检测,结果表明,该疫苗能产生104-106的抗体滴度,验证了HPV45 L1 VLPs具有较好的保护性,同时动物保护实验显示,半数有效量(ED50)为0.007μg。验证了HPV45 L1 VLP用于疫苗生产的可行性。同时,通过小鼠免疫,我们筛选得到了15株线性或构象的单克隆抗体,为后续HPV45L1五聚体及VLPs相关性质鉴定奠定基础。
为进一步了解HPV45 L1 VLPs的结构性质,本研究采用冷冻电镜技术,对中试生产的VLPs进行结构解析,初步获得一个22(A)的三维重建结构。证实了本研究获得的HPV45 L1 VLPs完全可以模拟病毒的天然构象,保证了疫苗的可靠性。
综上所述,本论文从现阶段研究宫颈癌病源体—HPV这一热点出发,利用大肠杆菌系统表达高危型HPV45L1编码蛋白,通过其自组装条件摸索,中试工艺放大,原液检定,冷冻电镜重建三维结构技术等于段,验证了其成为疫苗的可能性,并通过单克隆抗体筛选鉴定,获得了能用于疫苗性质鉴定的可靠保证。为HPV的结构研究奠定了基础,并为今后HPV疫苗设计提供新的参考。