扎伊尔型埃博拉重组糖蛋白GP-Fc基因疫苗构建及免疫原性研究

本实验将基于埃博拉病毒表面糖蛋白抗原GP基因序列,按照哺乳动物密码子使用频率优化,并与人IgG恒定区构建融合蛋白GP-Fc基因序列,重组蛋白序列插入基因疫苗载体pVR中,构建重组蛋白基因疫苗pVRmodGP-Fc。通过基因疫苗导入系统免疫小鼠,用间接ELISA和间接免疫荧光对抗体效价进行评估。实验结果显示,重组蛋白GP-Fc的基因疫苗可以很好的刺激小鼠产生特异性抗体,免疫周期结束后,小鼠血清中结合效价终点达到高剂量组1∶300 000及低剂量组1∶180 000,同时血清中的抗体可以很好地结合表达GP抗原的细胞表面,表现出很强的荧光信号。通过该研究我们验证重组蛋白基因疫苗pVR-modGP-Fc可以很好地诱导BALB/c小鼠产生较高滴度的抗原特异性IgG,具有较好的免疫原性。     

嗜水气单胞菌BYKAH2008AC株外膜蛋白和溶血素双基因的融合表达及免疫原性分析

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的外膜蛋白基因(OmpTS)和溶血素基因(Hly)是其重要的保护性抗原。根据Genbank已发表的两个基因的序列设计引物,扩增其去除信号肽部分的基因片段,再将二者通过柔性片段融合,定向插入到质粒pET32a中构建重组融合表达载体,并转化到大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导获得与预期大小108 kD相吻合的融合蛋白条带。用纯化的重组蛋白免疫新西兰大白兔制备兔抗血清。ELISA和Western Blot检测该抗体效价为1∶4000以上,且该重组蛋白与抗OmpTS兔血清和抗Hly兔血清都呈阳性反应,表明该融合蛋白保留了外膜蛋白和溶血素的免疫原性,可作为基因工程亚单位疫苗的候选成分。     

弧菌外膜蛋白OmpU的免疫交叉反应性和交叉保护性北大核心CSCD

【目的】通过对弧菌外膜蛋白Omp U的克隆、表达以及免疫学特性分析,明确外膜蛋白Omp U是否为弧菌的共同抗原,并具有免疫交叉反应性和交叉保护性。【方法】对弧菌外膜蛋白omp U基因进行克隆和生物信息学分析。分别制备副溶血弧菌、溶藻弧菌、创伤弧菌、拟态弧菌和霍乱弧菌的Omp U重组蛋白抗血清,对Omp U的免疫交叉反应特性以及抗原表位定位情况进行比较分析。以霍乱弧菌的Omp U重组蛋白免疫小鼠后,再以多种弧菌进行攻毒,分析其交叉免疫保护作用。【结果】外膜蛋白Omp U在弧菌种内和种间相似性分别为73.0%–100%和58.6%–89.0%,并至少存在9个保守的B细胞抗原表位。Omp U重组蛋白抗血清在弧菌种内和种间均产生显著的免疫交叉反应,识别弧菌中分子量35–40 k Da的同源蛋白。副溶血弧菌ATCC17802、创伤弧菌ATCC27562和拟态弧菌ATCC33653来源的Omp U重组蛋白抗体能识别供试菌株,提示这些菌株的Omp U抗原表位定位于细胞表面。Omp U重组蛋白对免疫后的小鼠具有交叉免疫保护作用,攻毒实验后小鼠相对存活率(RPS)为43.0%–100%。【结论】上述结果表明,外膜蛋白Omp U是弧菌中一种保守的共同抗原,具有免疫交叉保护性,可以作为弧菌广谱疫苗的候选抗原。     

副溶血弧菌SH112株OmpA蛋白的高效表达及免疫学特性

【目的】我们前期研究表明副溶血弧菌SH112株的OmpA蛋白在该菌的致病过程中发挥重要作用,是亚单位疫苗研制的潜在靶标抗原。本研究进一步对ompA(VPA1186)基因进行克隆表达,并研究其免疫学特性。【方法】扩增去除信号肽序列的成熟外膜蛋白OmpA的基因片段,定向克隆至表达载体,基因测序后对其编码蛋白质进行生物信息学分析。重组蛋白His-OmpA经纯化后,免疫ICR小鼠制备鼠多抗血清。Western blotting检测该蛋白的免疫原性及鼠多抗血清的特异性。动物实验验证其免疫保护率。【结果】成功表达分子量约为40.0 kDa的重组蛋白His-OmpA。制备的鼠多抗血清ELISA效价可达1∶50000以上。Westernblotting检测结果显示,该血清可与His-OmpA蛋白、总外膜蛋白和全菌蛋白发生特异性反应,说明所表达的目的蛋白保持原蛋白的免疫原性。此外,该高免血清可与其他主要血清型的副溶血弧菌发生特异性交叉反应,而与其他非副溶血弧菌菌株无交叉反应,表明该血清特异性较高,且提示OmpA蛋白可能是副溶血弧菌属的共同保护性抗原。小鼠免疫保护实验结果表明,该蛋白可提供约35%的免疫保护率。【结论】OmpA蛋白可作为诊断副溶血弧菌感染和亚单位疫苗研制的靶蛋白,为进一步开展该蛋白的功能研究提供了参考。     

传染性法氏囊病病毒多表位模拟肽串联基因的表达与免疫原性分析

用5株传染性法氏囊病病毒(IBDV)单克隆抗体(mAb)从噬菌体随机肽库中得到了5个含有不同IBDV抗原表位的模拟肽序列。在此基础上,将5个抗原表位用GGGS四肽连接构建多表位基因5epis。将该基因合成、克隆后,构建原核表达质粒pET-5epis,在大肠杆菌中表达重组多表位蛋白r5EPIS,经SDS-PAGE分析,r5EPIS占菌体总蛋白的15%、分子量10kDa。用IBDV单克隆抗体和多克隆抗体对r5EPIS进行免疫印迹对比分析,结果表明,r5EPIS具有IBDV特异性和免疫反应性。将r5EPIS经皮下注射免疫兔,400μg/只/次,免疫2次,间隔7d,用IBDV间接ELISA检测血清抗体,第一次免疫7d后抗体效价为1∶4000,第二次免疫14d后抗体效价升高到1∶256000,说明r5EPIS可诱导机体产生IBDV特异性抗体。用r5EPIS加免疫佐剂经肌肉注射免疫鸡,50μg/只/次,免疫2次后,血清抗体效价可达到1∶12800,用200个ELD50IBDV超强毒株GX8/99攻击实验鸡,r5EPIS免疫组全部存活,而单用佐剂对照组的死亡率为86.7%(13/15),证明r5EPIS可诱导机体产生抗IBDV感染的保护性免疫应答,预示构建的5epis可作为IBD多表位疫苗研究的候选基因。     

狂犬病病毒CVS-11核蛋白B细胞线性抗原表位研究

为阐明狂犬病病毒CVS-11核蛋白B细胞线性抗原表位,本研究通过合成肽模拟B细胞线性抗原表位,采用免疫学方法对生物信息学分析获得的狂犬病病毒CVS-11核蛋白潜在B细胞线性抗原表位进行验证。结果显示,狂犬病病毒CVS-11核蛋白355~369、385~400位氨基酸序列合成肽免疫小鼠血清经间接酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测抗多肽抗体效价达到1∶12 800以上;抗多肽抗体在免疫印迹试验(Western blot,WB)中识别变性狂犬病病毒CVS-11核蛋白抗原,在间接荧光抗体试验(Indirect fluorescent antibody,IFA)中识别感染BHK-21细胞的狂犬病病毒CVS-11核蛋白抗原。因此,狂犬病病毒CVS-11核蛋白355~369、385~400位氨基酸序列经证实为B细胞线性抗原表位。     

溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统效应蛋白HY322基因的克隆和生物信息学分析

本研究从溶藻弧菌中成功克隆获得HY322基因的编码区序列(GenBank:KX245317.1),该基因全长969 bp,可编码322个氨基酸,应用生物信息学的方法和工具对溶藻弧菌HY9901效应蛋白HY322的理化性质、蛋白结构、遗传进化关系和抗原特性等方面进行预测和分析。结果表明:HY322蛋白为不稳定的亲水性蛋白,蛋白呈酸性,无跨膜区,无明显的信号肽;二级结构以α螺旋为主,进化分析显示溶藻弧菌HY9901与哈维氏弧菌(V.harveyi)聚为一支,表明在进化关系上最为接近。HY322序列中包含有一个与鞭毛形成有关的Fli N功能结构域。多种参数预测了HY322可能的B细胞抗原优势表位,分别是第32~33、100~102、138~140、215~216、235~238、246~249区段。利用SWISS-MODEL软件,得到了HY322亚基三维模型。本研究从生物信息学角度验证了HY322作为弧菌共同抗原的可行性,为下一步的疫苗研发提供了理论依据。     

金黄色葡萄球菌多组分疫苗制备及对小鼠的保护性评价

目的筛选多株金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus, SA)菌株,为疫苗研发提供备选菌株,并对多组分金黄色葡萄球菌疫苗进行小鼠交叉保护性初步评估。方法通过菌株耐药性、毒力试验筛选获得金黄色葡萄球菌候选菌株;优化菌体破碎和酶解条件获得胞质抗原,并对胞质抗原进行免疫保护性研究以确定最佳免疫剂量;采用抗体中和滴度方法评价类毒素抗原免疫效果;采用多组分疫苗对候选株免疫保护性及同种属其他菌株的交叉保护性进行试验研究。结果 12株金黄色葡萄球菌候选菌株均具有多重耐药性,且对庆大霉素、环丙沙星及苯唑西林的耐药性都比较高,均为83.33%,但都对万古霉素敏感;菌株SA59和SA79毒力分别为34.19 LD_(50)和11.96 LD_(50);菌体破碎最佳条件为3～4次,破碎率达到90%以上,胞质抗原酶解的最佳条件为600 mg胞质抗原在2～4 mg胰蛋白酶条件下,消化至少2 h,抗原含量基本保持不变;SA79胞质抗原免疫剂量不低于1.0 mg/mL时,保护率均70%。类毒素抗原5 EC/mL (A组)、8 EC/mL(B组)和10 EC/mL(C组)免疫小鼠后,血清中抗体中和效价均值分别为2.13、3.13和3.50 AE/mL,B组和C组免疫后的抗体中和效价差异无统计学意义(P_(BC)=0.224,P0.05),但均高于A组,具有统计学意义(P_(AB)=0.008,P_(AC)=0.001,P0.05)。多组分疫苗对候选菌株SA79、SA59的保护率分别为80%和70%,对外毒素的保护率为60%;多组分疫苗对同种属其他菌株的交叉保护率在50%～100%之间,保护率均≥50%。结论多组分金黄色葡萄球菌疫苗对候选株具有保护性,也对同种属其他菌株具有保护性,为后续预防用金黄色葡萄球菌疫苗的工艺开发提供数据支持。     

猪O型口蹄疫病毒细菌样颗粒疫苗的制备与免疫原性鉴定

验证基于革兰氏阳性增强基质(Gram-positive enhancer matrix,GEM)展示口蹄疫病毒细菌样颗粒(Bacteria-like particles,BLP)疫苗的可行性。按照大肠杆菌偏好性密码子优化合成基于猪口蹄疫病毒Mya98株序列的3种抗原基因设计,并将其插入到含有锚钩蛋白基因的原核表达载体p QZ-PA,鉴定阳性后转入Escherichia coli BL21,进行诱导表达。利用SDS-PAGE与Western blotting对目的基因表达及产物的可溶性进行分析。利用GEM颗粒纯化目的蛋白,制备细菌样颗粒疫苗抗原;利用BCA试剂盒测定重组蛋白的浓度,将重组蛋白与白油佐剂乳化,制备疫苗,免疫5周龄小鼠,同时设商品化多肽苗对照与空白对照,免疫后不同时间采集试验小鼠血清,利用口蹄疫病毒多肽ELISA抗体检测试剂盒和O型口蹄疫抗体液相阻断酶联免疫(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测试剂盒检测免疫小鼠血清的抗体水平;利用噻唑蓝比色法(Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide,MTT)测定淋巴细胞增殖情况;利用荧光定量PCR方法检测相关细胞因子表达,评价细胞免疫水平。SDS-PAGE结果表明,设计在大肠杆菌中的3种口蹄疫病毒抗原基因均以可溶形式获得高效表达;Western blotting结果显示,表达的重组蛋白能够与口蹄疫病毒阳性血清发生反应,利用GEM颗粒能够实现重组蛋白的一步离心纯化,制备BLP疫苗抗原;免疫试验结果表明,设计的重组抗原B(T1BT2)4B不但能够刺激免疫小鼠产生更高水平的多肽特异性ELISA抗体与口蹄疫特异性液相阻断抗体,而且产生了更高水平的脾淋巴细胞增殖及Th1型的细胞因子分泌。初步实验结果表明,本研究制备的BLP疫苗GEM-B(T1BT2)4B具有良好的免疫原性,为研究口蹄疫病毒基因工程亚单位疫苗开辟了一条新的思路。     

登革病毒共有序列候选DNA疫苗的免疫原性和保护性研究

目的研究登革病毒(Dengue virus, DENV)共有序列候选DNA疫苗pVAX1-cE80在小鼠体内的免疫原性及其保护作用。方法首先利用pVAX1-cE80 DNA免疫BALB/c小鼠,通过ELISA和噬斑减少中和试验(plaque reduction neutralization test, PRNT)分别检测免疫后小鼠血清中抗登革病毒的4种血清型(dengue virus serotype 1-4, DENV1-4)IgG抗体和中和抗体(neutralizing antibody, nAb)效价;利用酶联免疫斑点试验(enzyme-linked immunospot assay, ELISPOT)检测小鼠脾细胞分泌DENV1-4特异性Th1/Th2型细胞因子的能力;通过攻毒试验评价疫苗对DENV1-4感染的保护作用。结果接种疫苗的小鼠可产生针对DENV1-4的四价抗体,其中抗DENV2抗体水平最高,IgG抗体和nAb效价分别为1∶1 086和1∶120;免疫后小鼠脾细胞在DENV1-4抗原刺激下均可分泌较高水平的IFN-γ和IL-4;疫苗免疫可为小鼠提供针对DENV1-4的部分保护作用。结论单一共有序列登革病毒候选DNA疫苗可诱导小鼠产生四价体液免疫反应和细胞免疫反应,并为小鼠提供部分保护作用,为登革病毒共有序列疫苗的研发奠定了基础。