免疫蛋白质组学及疫苗靶位筛选

蛋白质组学自建立起即向生命科学的其他研究领域渗透,形成了多样的交叉学科。免疫蛋白质组学即由蛋白质组学与蛋白质免疫印迹技术相结合而产生的一个新研究方向,在免疫原性蛋白质研究及疫苗靶位筛选中展示出广泛的应用前景。该文就免疫蛋白质组学的形成、主要研究技术体系及其进展、在免疫原性蛋白质鉴定、新型高效候选疫苗靶位发现等方面进行概述。     

基因组学、蛋白质组学、抗原组学与疫苗的发展

疫苗免疫是机体抵御微生物和寄生虫感染的有效措施,然而还有许多病原体缺乏有效的疫苗,疫苗研究任重而道远。随着许多病原体基因组测序的完成,利用基因组字筛选疫苗抗原显示了强大的优势。同时由于近年来比较基因组学、蛋白质组学、抗原组学等的发展,病原体毒力相关蛋白、分泌性蛋白和膜表面结合蛋白基因可以被分离出来,从而可以更加准确地分析候选抗原,极大地提高了疫苗抗原分析的效率。总之,利用基因组和蛋白质组进行疫苗抗原筛选是疫苗研究的革命,将极大地推动疫苗的研究和开发。     

应用生物信息学方法筛选幽门螺杆菌疫苗候选抗原

目的：应用生物信息学分析方法筛选幽门螺杆菌新的疫苗候选抗原。方法：从TIGRCMR下载幽门螺杆菌26695和J99株全基因组序列,应用生物信息学SignalP、PredTMBB、LipoP、TMHMM、Phobius、PSORT-B和SubLoc等分析软件,筛选幽门螺杆菌新的外膜蛋白和分泌蛋白疫苗候选抗原。结果：从幽门螺杆菌26695株筛选得到54个编码β-桶型跨膜蛋白、脂蛋白或分泌表达蛋白的疫苗候选蛋白抗原,从幽门螺杆菌J99株得到61个呈现上述表达方式的疫苗候选蛋白抗原;且这2株细菌的疫苗候选蛋白呈现良好的交集状况,即有43个候选疫苗蛋白是相同的。结论：用生物信息学分析方法可以从全基因组范围内快速筛选到保守的分泌或表面暴露的疫苗候选抗原,为疫苗抗原的快速筛选与鉴定奠定了基础。     

运用免疫蛋白质组学方法筛选羊种布鲁氏菌免疫反应性蛋白

布鲁氏菌是布鲁氏菌病的病原体,能引起人类慢性感染,造成家畜流产和不孕.在不同种布鲁氏菌中,羊种布鲁氏菌毒力最强,在中国布鲁氏菌病流行中占主导地位.目前,还没有安全的用于预防人类布鲁氏菌感染的疫苗.用于预防家畜布鲁氏菌感染的弱毒活疫苗产生的抗体能够干扰对免疫动物感染布鲁氏菌野毒的诊断,从而对根除布鲁氏菌病的计划实施有负面影响.然而,羊种布鲁氏菌免疫蛋白质谱目前还不完善.为了研制更安全、有效且能区分野毒感染的疫苗,本研究应用免疫蛋白质组学技术筛选羊种布鲁氏菌疫苗株M5的免疫反应性蛋白.经二维电泳结合免疫杂交技术筛选到88个具有免疫反应性的蛋白质点,后经质谱鉴定其归属于61个蛋白,包括许多新的免疫反应性蛋白,如延伸因子G,F0F1ATP合成酶亚单位？？,OMP1.本研究为布鲁氏菌病疫苗研制提供了许多免疫反应性候选蛋白.     

2型猪链球菌疫苗候选分子的研究进展

猪链球菌是一种全球性严重人兽共患病病原体,因为缺乏有效疫苗,使感染难以控制。目前疫苗研究主要集中在血清2型,因其流行范围最广。猪链球菌疫苗研究的方法包括构建基因表达文库、免疫蛋白质组学方法、反向疫苗学方法和其它传统方法。本文对目前为止所识别和评价的猪链球菌2型疫苗候选分子进行综述,包括全菌疫苗、英膜多糖、蛋白抗原。其中很多疫苗候选分子对小鼠或者猪有保护效果,而要获得针对更多血清型的通用疫苗则需要更多努力。     

人乳头瘤病毒16L1-减毒志贺氏杆菌为载体疫苗的构建及免疫效应初步鉴定

为预防高危型人乳头瘤病毒16型(HPV16)诱发宫颈癌,制备以减毒志贺氏杆菌为载体的HPV16预防疫苗,以期载体可介导机体产生粘膜免疫反应,达到预防HPVl6感染的目的。为此构建了以HPV16L1为免疫原的减毒志贺氏杆菌苗,并初步鉴定候选疫苗的减毒特性和免疫效果。利用基于志贺氏杆菌virG／icsA基因的表达载体(pHS3199),将HPV16L1基因插入后构成pHS3199-hpv16L1质粒,电穿孔法将其转入减毒志贺氏杆菌sh42,经筛选获得重组减毒sh42-HPV16L1工程菌。用免疫印迹法检测HPV16L1蛋白表达,连续传代法确定其传代和目的蛋白表达的稳定性;豚鼠角膜巩膜炎症试验检测细菌的毒力和菌苗的免疫效果;小鼠红细胞凝集抑制试验检测免疫血清对病毒样颗粒(VLP)的中和活性。免疫印迹检测证实,重组菌株sh42-HPV16L1可稳定表达HPV16L1;豚鼠角膜巩膜炎症试验证实,该候选菌苗无致病性。减毒sh42-HPV16L1经结膜囊途径免疫豚鼠,可以产生特异性体液免疫应答,免疫动物体内的血清、肠道、阴道分泌物中抗HPV16L1 VLPIgG、IgA含量显著高于对照组,并且sh42-HPV16L1免疫动物血清可明显抑制HPV16L1 VLP引起的小鼠红细胞凝集。因而sh42-HPV16L1将是一种潜在的HPV16候选预防疫苗。     

一种应对新冠变异株疫苗研制的免疫策略研究

利用序贯免疫具有较高中和效价以及较低副反应效果的特性,探讨一种具有Wuhan株序列的小剂量S1蛋白编码mRNA疫苗和具有变异株突变特征的蛋白疫苗的序贯免疫策略。制备自主设计序列的mRNA和蛋白疫苗,经测序,转录表达及抗原鉴定后免疫小鼠,分别检测不同免疫策略诱导的中和抗体、抗S蛋白IgG抗体以及特异性T细胞增殖情况。实验用mRNA疫苗能够在293细胞中有效翻译且呈现明显的量效关系;具有多种变异株突变位点的蛋白疫苗能够为患者恢复期血清和抗S蛋白抗体所识别。两种疫苗组合经皮内和肌肉序贯免疫小鼠能够诱导较单剂免疫或同源加强策略更高的,包括中和抗体的抗体反应,其可以维持至加强免疫后的140d。另外,其诱导的血清能够识别不同变异株的S1蛋白。序贯免疫诱导的特异分泌IFN-γ T细胞增殖反应亦显示了类似的结果。mRNA/蛋白抗原组合疫苗进行序贯免疫的策略具有能够产生较高中和抗体、维持时间较长和易于针对不同变异株设计快速反应的优点,可以作为应对新冠变异株的候选疫苗策略。     

新型脱毒肺炎链球菌溶血素衍生物激发的中和抗体提供抗感染和抗肺部损伤保护作用

<正>肺炎链球菌溶血素(PLY)是一种可产生毒性效应的导致肺炎球菌性肺炎的毒性因子。迄今,用适当的脱毒和免疫方法得到PLY候选疫苗是个具有挑战性的课题。经过适当脱毒并且保持其免疫原性的肺炎链球菌溶血素蛋白是一种理想的疫苗候选物。在本项研究中,作者评估了这种新的ply D1即     

嗜水气单胞菌外膜囊泡组分及功能分析

嗜水气单胞菌是一种鱼类常见的致病菌,且每年养殖业因感染该菌所造成的损失不也计其数。据研究表明,细菌的外膜囊泡具有免疫保护功能,然而目前对嗜水气单胞菌OMVs组分及其功能的研究还鲜有报道。故本研究首次分离纯化得到嗜水气单胞菌分泌的OMVs,然后利用其免疫小鼠的血清进行抑菌实验,结果表明抗OMVs血清具有良好的抑菌效果。为了进一步了解嗜水气单胞菌的OMVs蛋白的特性,本研究通过利用蛋白质组学技术对其蛋白组分进行分析。经结果分析共鉴定到191个蛋白,包括外膜蛋白、脂蛋白、胞浆蛋白等;并涉及细菌氧化还原作用、跨膜转运与生物学合成等多种重要的生物学功能和过程。此外,还有一些如外膜蛋白Omp A等的毒力因子蛋白的发现,都为日后蛋白相关疫苗的研制提供了候选储备。通过本研究,我们更全面地了解嗜水气单胞菌外膜囊泡的生物学功能,不仅有助于筛选具有重要免疫保护性的蛋白,也为研制嗜水气单胞菌的相关疫苗奠定了研究基础。     

生物信息学方法预测病原体抗原蛋白序列中多肽疫苗候选表位

根据病原体抗原基因中具有免疫原性的表位氨基酸序列,通过化学合成技术可制备该病原体的多肽疫苗。相较于灭活和减毒疫苗,多肽疫苗因成分简单、特异性强、安全性高、易于保存等优点成为疫苗研发的重点。然而,特异有效的疫苗候选表位的预测和筛选,仍是限制多肽疫苗设计与研发的一个重要因素。本研究综合多个生物信息学工具,构建了一个可用于预测和筛选病原体多肽疫苗候选表位的操作流程。并且,基于严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)的结构蛋白序列,该流程被成功地应用于其候选抗原表位的预测和筛选。最终,我们共筛选到34条关于SARS-CoV-2的T细胞候选表位,其中20条候选表位与数据库中经过验证的表位高度同源,且能够被T细胞受体(T cell receptor, TCR)识别。综上所述,本研究不仅为当下广泛蔓延的SARS-CoV-2的多肽疫苗设计提供了候选表位,还建立了一个广泛适用于多肽疫苗候选表位预测和筛选的工作流程。     

用于疫苗的免疫增强剂和递送系统

疫苗是抵抗传染病的最重要的预防性手段。在开发有效疫苗的过程中,人们面临的挑战一方面是要鉴定最为相关的免疫原及有效的免疫接种程序,另一方面则是免疫原用不同的能够影响抗体应答亲和性成熟和细胞介导的免疫应答的佐剂配成制剂。因此,有必要开发既能激发天然免疫应答,又能激发适应性免疫应答的有效佐剂和递送系统。主要阐述了不同免疫增强剂以及可利用于新一代疫苗的递送系统的研制进展情况。     

预防SARS病毒核酸疫苗的构建

本研究通过反转录-PCR获得了SARS冠状病毒辐条样蛋白、核衣壳蛋白和膜蛋白基因,将所获得的可能与免疫保护相关的基因克隆至核酸疫苗表达载体pcDNA-ThyA中,酶切及序列分析结果均表明载体构建正确,该候选DNA疫苗已用于动物免疫实验。     

三种大肠杆菌表达的口蹄疫病毒A型多表位蛋白对猪的免疫原性比较

【目的】研制猪口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)A型多表位蛋白疫苗,为猪FMDV A型的防控提供安全有效的疫苗。【方法】根据前期试验结果及国内外FMDVA型流行病学信息,设计并合成了3种多表位免疫原基因A10、IA10和FA10。在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,表达蛋白纯化复性后,制苗免疫猪。分别于免疫前和免疫后14和28d采血分离血清,用液相阻断ELISA(LPB-ELISA)方法检测血清IgG抗体滴度。免疫28d后用FMDV强毒攻毒,以评估免疫保护效果。【结果】SDS-PAGE和Western blotting结果证实A10、IA10和FA10三种蛋白均获得表达,分子量分别为35、57和64 kDa,与预测蛋白大小一致,且能被FMDV感染阳性血清所识别。LPB-ELISA结果表明,A10+201免疫组IgG滴度低于灭活疫苗组,但高于其他免疫组。攻毒后A10+201免疫组和灭活疫苗免疫组全部猪(5/5)获得保护,IA10+201和FA10+201免疫组80%(4/5)猪保护,A10和FA10免疫组只有20%(1/5)猪保护,而PBS+201组所有猪均未保护。【结论】A10+201免疫保护效果较好,可作为候选疫苗进行进一步评价。     

日本血吸虫新抗原基因的筛选、克隆、 表达和免疫效果研究

为了寻找日本血吸虫 (Schistosoma japonicum, Sj) 新的疫苗候选基因并进行免疫效果研究,用 Sj 雌虫抗原免疫家兔制备血清,对Sj成虫 cDNA 文库进行免疫筛选,将获得的新基因 ( 命名为Sj-F1, GenBank 登录号为 AY261995) 克隆入原核表达载体 pTWIN1 和真核表达载体 pcDNA3 ,经 PCR 、限制性酶切筛选和鉴定阳性重组子. 将 pTWIN1/Sj-F1 质粒转化大肠杆菌 ER2566,在低温和低 IPTG 浓度下诱导表达可溶性重组融合蛋白 (rSj-F1/intein2),并经 SDS- 聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS-PAGE) 和蛋白质印迹 (Western blot) 分析鉴定. 将 pcDNA3/Sj-F1 质粒转化大肠杆菌 ER2502 ,大量制备 DNA 疫苗. 用重组融合蛋白和 DNA 疫苗免疫小鼠,末次免疫后 2 周用Sj尾蚴进行攻击感染. 感染后 42 天剖杀冲虫,计算减虫率和减卵率. 感染前采血用 ELISA 法检测抗体. 免疫保护效果测定显示：重组蛋白疫苗以 FCA 作佐剂经皮下免疫和以壳聚糖作佐剂经粘膜免疫分别获得了 28.07%、 24.69% 的减虫率和 48.30% 、 46.38% 的减卵率; DNA 疫苗 (pcDNA3/Sj-F1) 单独免疫获得了 18.47% 的减虫率和 35.06% 的减卵率;用 DNA 疫苗启动免疫后用重组蛋白疫苗经皮下加强免疫,减虫率和减卵率分别提高到了 40.42% 和 56.17%;用 DNA 疫苗启动免疫后用重组蛋白疫苗经黏膜加强免疫,减虫率和减卵率增高更明显,分别提高到了 42.38% 和 62.87%. 结果表明,Sj-F1 重组蛋白疫苗及 DNA 疫苗均可诱导小鼠产生部分抗血吸虫感染的保护力,两者联合免疫保护效果优于单一疫苗.     

疫苗的研究:从概念到早期临床试验

<正>进入21世纪,一系列微生物学和分子生物学的进步允许用于新疫苗的抗原被明确地鉴定、设计、生产和投递,旨在优化诱导对明确的免疫原的保护性免疫应答。有关免疫系统正常工作和宿主-病原体相互作用的新认识促进了疫苗设计的合理性。疫苗的设计工具箱包括用全病原体、蛋白亚单位、多糖和病原体样颗粒来制备的疫苗,病毒/细菌载体的使用,加上以增强和扩展免疫应答的免疫佐剂和结合     

一种PIC荧光免疫层析检测方法的建立

[目的]建立一种PIC荧光免疫层析检测方法.[方法]以天然PIC为免疫原,使用快速免疫方案免疫BALB/C小鼠,利用常规单抗制备技术制备抗PIC单抗;以PIC、α2-AP、PLG为筛选源使用间接ELISA进行单克隆抗体筛选;通过Western Blot及间接ELISA对抗体的抗原识别表位及特异性进行鉴定;通过间接ELI...     

生物信息学法筛选志贺氏菌疫苗候选抗原

从GOLD基因组在线数据库中下载志贺氏菌S.flexneri2a301、S.flexneri5b8401和S.sonneiSs046株的全基因组序列,通过SignalP、PSORT-B、Cell-Ploc、TMHMM、Phobius、LipoP和PRED-TMBB等生物信息学工具,筛选可能成为疫苗组份的表面抗原。结果分别从3株志贺氏菌的全基因组中得到了96、158和107个ORF,它们分别编码一系列的脂蛋白、β-桶型跨膜蛋白或分泌性蛋白,组成了一个疫苗候选抗原的信息库。上述ORF编码的蛋白在3株志贺氏菌中呈现良好的同源性,有63种候选抗原在同源性分析中被发现同时存在于3株志贺氏菌中。说明生物信息学方法可以作为高通量筛选志贺氏菌疫苗候选抗原的辅助工具,且为志贺氏菌新疫苗研制提供了大量有用的数据信息。     

基因Ⅰ型乙型脑炎病毒亚单位疫苗候选抗原的免疫原性比较

为了筛选出免疫原性最佳的基因Ⅰ型乙型脑炎病毒亚单位疫苗候选抗原,将基因Ⅰ型JEVGS株的prMEIII融合基因、polytope复合表位基因和prMEIII-polytope融合基因分别克隆构建到原核表达载体pET-30a上,经诱导表达纯化获得重组蛋白。将制备的重组蛋白免疫小鼠,通过ELISA监测体液免疫反应、通过噬斑减少中和试验滴定中和抗体滴度、通过细胞因子表达丰度和淋巴细胞增殖实验分析细胞介导的免疫反应,比较分析制备的乙型脑炎病毒亚单位疫苗候选抗原的免疫原性。结果表明:获得的分子量分别为35kDa(prMEIII)、28kDa(polytope复合表位抗原)和57 kDa (prMEIII-polytope)的重组蛋白均能诱导免疫小鼠产生较强的体液免疫和细胞免疫反应。与prMEIII-polytope和polytope重组蛋白免疫组相比,prMEIII蛋白可诱导免疫小鼠产生更高的IL-2和IFN-γ表达丰度和淋巴细胞增殖水平(P0.05)。prMEIII蛋白免疫小鼠诱导产生的中和抗体滴度接近于商品化乙脑减毒疫苗SA14-14-2 (P0.05)。上述研究结果表明,prMEIII重组蛋白可以作为乙型脑炎病毒亚单位疫苗的备选蛋白。     

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。     

采用噬菌体展示技术筛选肠致病性大肠埃希菌EspB蛋白结合短肽的实验研究

目的探讨是否能够通过噬菌体展示技术筛选与肠致病性大肠埃希菌(EPEC)关键蛋白EspB结合的短肽。方法采用体外大肠埃希菌中表达和纯化EspB蛋白情况,Western blot验证蛋白的表达;Ph.D.12-蛋氨酸噬菌体展示技术用来筛选EspB特异结合蛋白;ELISA方法用来鉴定这些特异性结合蛋白与EspB的亲和力。结果 Western blot验证从pET21b-EspB转染质粒中提取的EspB蛋白。噬菌体展示技术筛选出了噬菌体6、7、8、12候选蛋白,ELISA检测结果显示这些候选蛋白与EspB蛋白的亲和力高于对照蛋白。结论我们的数据提供了一种潜在的研究策略即通过靶向结合EspB蛋白可抑制EPEC对上皮细胞的粘附。