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结核感染严重威胁着人类健康。全世界约1/3人口感染结核,其中5-10[%]会发病。更为严重的是近十几年来由于多耐药结核的播散和HIV/AIDS的蔓延,结核病发病率不断增高。BCG是目前全球广泛使用的唯一的结核病疫苗。尽管BCG对预防儿童严重的结核感染有效,但对成人肺结核的发生几乎没有保护效率。因此研制新型的结核疫苗刻不容缓,这对于控制结核传染具有非常重大的意义。当前疫苗研究的主要方向是:1)研制免疫效力超过BCG的疫苗,如其它活的结核分枝杆菌菌苗;2)研制亚单位疫苗,用于BCG免疫后加强免疫应答。本研究工作也包括两个方面:重组BCG疫苗的研究和融合蛋白亚单位疫苗的研究。
1.重组BCG疫苗的研究
BCG是很好的活的疫苗载体,可以诱导较强的细胞免疫和体液免疫反应。将一些重要的结核杆菌抗原基因导入BCG,让BCG大量表达保护性抗原,有望诱导比BCG强大而又持久的免疫保护力。本研究选择结核分枝杆菌最重要的保护性抗原Ag85B,将可表达该基因的piV261质粒转化入BCG中,构建了重组BCG疫苗(rBCG::Ag85B)。我们的研究表明,rBCG:Ag85B菌株可以高效表达Ag85B,用该菌株免疫小鼠,可以引起较BCG强的体液免疫和细胞免疫反应。
进一步我们观察了rBCG::Ag85B的免疫保护效果。皮下免疫C57BL/6小鼠和豚鼠(剂量分别为5×10<6>和5×10<4>cfu),8周后给予结核杆菌毒力标准株H37Rv攻击,观察攻击后动物存活时间、体重变化、组织病理变化和菌落计数。研究结果显示在结核杆菌毒力株攻击后一定时间内(小鼠和豚鼠分别为10、12周)rBCG::Ag85B和BCG组对于结核感染均具有保护作用,二者保护效率近似,尚不能观察到明显差异。为了进一步区分重组BCG与BCG疫苗的保护效率差异,需要延长毒力株攻击后观察时间。
2.融合蛋白亚单位疫苗的研究
将Ag85B、MPT64<,190-198>和Mtb8.4三种重要的保护性抗原物质融合表达,构建了融合多肽AMM。其中MPT64<,190-198>是抗原MPT64第190-198位氨基酸,是一CD8+T细胞表位。表达纯化AMM蛋白,将其和IFA混合免疫小鼠。研究表明它可以激活有效的细胞免疫和体液免疫。AMM的两个组分Ag85B和MPT64<,190-198>均可刺激免疫小鼠脾淋巴细胞表达分泌IFN-γ。此外,和Ag85B比较,AMM诱导更高水平的体液免疫应答。
壳聚糖(Chitosan)微球体是近年来发展起来的新型粘膜药物和疫苗运输载体。参照文献方法我们制备了壳聚糖微球体,它可以和AMM蛋白高效结合,且不易解离。结合AMM蛋白的壳聚糖微球体直径约5.78±0.65μ m。分别在第1、3、5周用该疫苗皮下免疫小鼠3次,最后1次免疫3周后,检测血清抗体水平与脾细胞可分泌IFN-γ的细胞数。结果表明血清IgG(H+L)、IgG1、IgG2a水平均有所增强;免疫小鼠脾细胞受到特异性抗原刺激后,有较多的淋巴细胞分泌表达IFN-γ;尤其是用CD8<+>T细胞表位MPT64抗原190-198位肽片段可以刺激IFN-γ的分泌,说明可以激活包括CD8+T细胞。我们的研究表明AMM蛋白在壳聚糖微球体的辅助免疫下可以有效诱导体液和细胞免疫反应反应,提示壳聚糖微球体介导的AMM蛋白是一理想的结核候选亚单位疫苗。