SARS冠状病毒病毒样颗粒疫苗的研究进展

2003年严重急性呼吸综合征(SARS)大流行之后,研究人员为防控SARS冠状病毒(SARS-CoV)的传播研制了多种不同形式的候选疫苗,大多是利用SARS-CoV表面的一种或多种结构蛋白制备的。SARS-CoV病毒样颗粒是具有较好的应用前景的一种候选疫苗,现将其制备方法及免疫原性做简要综述。     

SARS冠状病毒的起源研究进展

SARS冠状病毒（SARS-CoV）是一种新现病毒,可感染多种动物,果子狸是人类sARs-CoV重要的动物宿主之一,是已知较理想的实验动物模型。遗传因素在SARS-CoV的出现过程中起重要作用,它很可能是哺乳动物和鸟类冠状病毒之间重组产生的新物种,但发生基因重组不是SARS在人群中暴发的原因。     

Expression, purification and sublocalization of SARS-CoV nucleocapsid protein in insect cells

The causative agent of severe acute respiratory syndrome (SARS) is a previously unidentified coronavirus, SARS-CoV. The nucleocapsid (N) protein of SARS-CoV is a major viral protein recognized by acute and early convalescent sera from SARS patients. To facilitate the studies on the function and structure of the N protein, this report describe the expression and purification of recombinant SARS-CoV N protein using the baculovirus     

SARS冠状病毒M蛋白的原核表达及其DNA疫苗构建

为探讨SARS-CoV的M蛋白的免疫学特性以及M蛋白作为SARS-CoV病毒疫苗组分的可行性和必要性.分别用pET-15b和pET-22b在大肠杆菌中表达SARS-CoV的M蛋白,亲和层析纯化后作为抗原应用.同时,将M蛋白的编码基因克隆进分泌型真核表达载体pSecTagB中得到重组质粒pSecM作为DNA疫苗,免疫BALB/c小白鼠、制备SARS-CoV M蛋白的抗血清.并用纯化后的M蛋白建立的SARS-CoV M抗体ELISA检测技术研究所构建的M-DNA疫苗的免疫效果.结果表明:两种重组M蛋白在大肠杆菌中均以可溶性形式得到高效表达,经与华大产的用灭活SARS全病毒制备的SARS-CoV抗体ELISA检测试剂盒比较实验,证明该原核表达的重组M蛋白能与SARS确诊病人血清以及M-DNA免疫鼠血清发生特异性抗原抗体反应.这两种重组M蛋白有可能作为抗原组分用于临床SARS-CoV检测中;所构建的SARS-CoV的M基因核酸疫苗能在小鼠体内产生特异性抗体,提示M蛋白在SARS-CoV疫苗尤其是组分疫苗的研制中应加以考虑,为DNA疫苗的开发提供了依据.     

冠状病毒的新成员--SARS-CoV的基因组特性

2003年3月,人类发现一种新的冠状病毒SARS-CoV,这种病毒是非典型性肺炎(SARS)的病原体。SARS-CoV的基因组序列已经由包括中国科学家在内的全世界的科研人员测定完成。该文对国际报道的SARS病源的基因序列进行了收录,阐述了SARS-CoV基因组的基本特性：SARS-CoV的基因组长约28-30kb,与冠状病毒科的基因组长度相符合,其中包括11个编码序列,基因组的组织方式也与其他冠状病毒类似,从表面蛋白(S蛋白)、外膜蛋白(M蛋白)和核蛋白(N蛋白)上看,SARS病毒与其他冠状病毒的对应蛋白进化关系接近。同时发现,在某些区域,SARS病毒的基因序列与其他冠状病毒存在相当大的差异,具有自身比较保守的基因组序列结构。而且氨基酸的序列也与其他冠状病毒有很大程度的不同。基因信息的冗余分析表明,SARS-CoV具有较低的冗余度,即发生变异的可能性比较大。虽然SARS-CoV外表与冠状病毒类似,亲缘关系未超出冠状病毒科界限,但由于蛋白基因与氨基酸的序列与其他冠状病毒有本质不同,因此可能不是其他冠状病毒的变异体,而是一种与冠状病毒类似、但早已独立存在、此前未被人类所认识的新病毒。     

严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒疫苗的研制现状

新型冠状病毒作为严重急性呼吸道综合征暴发流行的病原体(SARS-CoV),目前仍无抗SARS-CoV的特效药物,因此疫苗的研究为预防SARS再次流行具有重大意义.目前研制的SARS-CoV疫苗有SARS-CoV灭活疫苗、SARS-CoV DNA疫苗、SARS-CoV腺病毒载体疫苗、重组SARS-CoV刺突蛋白-减毒痘苗病毒等.体外及体内动物攻毒保护实验结果显示,所研制的SARS疫苗均可诱生体液和细胞免疫应答,并对免疫动物具有保护性作用.本文将近期有关研究结果作了综述.     

SARS冠状病毒N蛋白和CYP4F3的相互作用

目的：研究SARS冠状病毒（SARS-CoV）N蛋白与CYP4F3的相互作用。方法：应用免疫共沉淀、GST—pull down、BIACORE实验验证SARS—CoVN蛋白与CYP4F3的相互作用。结果：SARS—CoVN蛋白与CYP4F3能够相互作用,BIA-CORE实验证实CYP4F3与SARS—CoVN蛋白的亲和常数为Ko=4．3×10^-11。结论：SARS—CoVN蛋白与CYP4F3在细胞内、外均能形成复合物,这为进一步探讨SARS—CoVN蛋白在SARS致病机理中的作用奠定了基础。     

SARS冠状病毒M蛋白的原核表达及其DNA疫苗构建

为探讨SARS-CoV的M蛋白的免疫学特性以及M蛋白作为SARS-CoV病毒疫苗组分的可行性和必要性.分别用pET-15b和pET-22b在大肠杆菌中表达SARS-CoV的M蛋白,亲和层析纯化后作为抗原应用.同时,将M蛋白的编码基因克隆进分泌型真核表达载体pSecTagB中得到重组质粒pSecM作为DNA疫苗,免疫BALB/c小白鼠、制备SARS-CoV M蛋白的抗血清.并用纯化后的M蛋白建立的SARS-CoV M抗体ELISA检测技术研究所构建的M-DNA疫苗的免疫效果.结果表明两种重组M蛋白在大肠杆菌中均以可溶性形式得到高效表达,经与华大产的用灭活SARS全病毒制备的SARS-CoV抗体ELISA检测试剂盒比较实验,证明该原核表达的重组M蛋白能与SARS确诊病人血清以及M-DNA免疫鼠血清发生特异性抗原抗体反应.这两种重组M蛋白有可能作为抗原组分用于临床SARS-CoV检测中;所构建的SARS-CoV的M基因核酸疫苗能在小鼠体内产生特异性抗体,提示M蛋白在SARS-CoV疫苗尤其是组分疫苗的研制中应加以考虑,为DNA疫苗的开发提供了依据.     

SARS冠状病毒S蛋白在昆虫细胞中的表达和纯化

导致严重急性呼吸综合征(sevcre acute rcspiratory syndrome,SARS)的元凶是一种新型的冠状病毒(SARS coronavirus,SARS-CoV)。SARS-CoV感染入侵宿主细胞关键的一环是病毒自身的棘突蛋白(spike protein,S-protein)与细胞受体的相互作用,故而S蛋白己成为SARS研究的主要热点。     

广东地区SARS-COV细胞培养模型的建立和初步应用

目的：建立中国广东地区SARS—CoV细胞培养模型。方法：通过将SARS—CoV广东地区分离株GD322在Vero E6细胞中连续传代,检测TCID50,获得稳定的细胞模型。利用此细胞培养模型,对不同温度、紫外线等条件下SARS-CoV的存活时间进行了比较。对重组人复合干扰素α抗病毒效果进行了筛查。结果与结论：SARS—CoV对外界环境抵抗力比普通冠状病毒强,对重组人复合干扰素α有较高的敏感性,抑制指数达4．9。     

Lack of peripheral memory B cell responses in recovered patients with severe acute respiratory syndrome: a six-year follow-up study

Six years have passed since the outbreak of severe acute respiratory syndrome (SARS). Previous studies indicated that specific Abs to SARS-related coronavirus (SARS-CoV) waned over time in recovered SARS patients. It is critical to find out whether a potential anamnestic response, as seen with other viral infections, exists to protect a person from reinfection in case of another SARS outbreak. Recovered SARS patients were followed up to 6 y to estimate the longevity of specific Ab. The specific memory B cell and T cell responses to SARS-CoV Ags were measured by means of ELISPOT assay. Factors in relation to humoral and cellular immunity were investigated. Six years postinfection, specific IgG Ab to SARS-CoV became undetectable in 21 of the 23 former patients. No SARS-CoV Ag-specific memory B cell response was detected in either 23 former SARS patients or 22 close contacts of SARS patients. Memory T cell responses to a pool of SARS-CoV S peptides were identified in 14 of 23 (60.9%) recovered SARS patients, whereas there was no such specific response in either close contacts or healthy controls. Patients with more severe clinical manifestations seemed to present a higher level of Ag-specific memory T cell response. SARS-specific IgG Ab may eventually vanish and peripheral memory B cell responses are undetectable in recovered SARS patients. In contrast, specific T cell anamnestic responses can be maintained for at least 6 y. These findings have applications in preparation for the possible reemergence of SARS.     

PCR条件对扩增SARS-CoV多聚酶部分基因的影响

目的：对该实验室已建立的检测SARS冠状病毒多聚酶基因的套式RT-PCR方法进行优化。方法：从SAPS病人的嗽口水标本中提取RNA,调整套式PCR的退火温度,扩增SARS冠状病毒多聚酶部分基因。扩增出的阳性片段连接入pGEM-T载体中,测序后比较其与已知SARS冠状病毒的同源性。结果：通过改变PCR条件,成功从一SARS病人的嗽口水中扩增出SARS冠状病毒多聚酶部分基因。结论：针对不同标本优化PCR反应条件非常重要。     

ACE2在SARS发病中作用的研究进展

重症急性呼吸综合征（SARS）是由SARS冠状病毒（SARS-CoV）引起的一种急性传染病,在其序列被测出后几个月内人们就找到了SARS-CoV的受体血管紧张素转换酶2（ACE2）。因病毒受体与病毒入侵细胞密切相关,因而有必要深入研究ACE2与SARS-CoV之间的关系。本文总结了ACE2在各组织器官的分布及功能,分析了ACE2基因的变异与病毒进入及SARS疾病严重程度之间的关系、ACE2基因的表达水平与病毒进入及SARS疾病严重程度之间的关系。这些研究将为理解SARS-CoV与ACE2之间的相互作用及设计针对ACE2的抗SARS药物提供重要的理论依据。     

SARS动物模型的研究

利用分离的SARS CoV毒株BJ 0 1,经滴鼻等途径感染大鼠、豚鼠、黑线仓鼠、白化仓鼠和雏鸡等 5个种属的动物 ,筛选对SARS易感的小动物。在此基础上 ,选择食蟹猴和恒河猴进行SARS的人工感染实验 ,评价其作为SARS动物模型的可能性。结果表明 ,大鼠、豚鼠、黑线仓鼠、白化仓鼠和雏鸡等动物对SARS均不易感 ,感染后未观察到任何的临床及病理学改变 ,不过从感染 2周后的大鼠和豚鼠的肺和咽等组织样本中检测到了的特异的核酸 ,提示SARS CoV能够在这两种动物的体内复制。从感染猴子的分泌物和脏器中分离出了病毒 ,证明SARS CoV也能够在猴子体内复制。临床和病理组织学检查结果显示 ,SARS病毒接种食蟹猴和恒河猴后 ,可以引起所有实验猴发生间质性肺炎 ,其病理学改变与人类感染SARS病毒后肺部病变近似 ,但病变的严重程度比较人类的轻得多 ,除此之外无任何其它的明显的临床表现及组织病理学改变 ,按照动物模型的指标判断食蟹猴和恒河猴并不是SARS的理想动物模型 ,不过在目前尚没有更理想的动物模型情况下 ,以间质性肺炎为病理学检查指标 ,恒河猴和食蟹猴可以作为评价抗SARS药物和疫苗的模型动物     

SARS-CoV中和抗体保护恒河猴等感染SARS-CoV研究

[目的]阐明SARS病毒感染后能否再次感染,疫苗产生的抗体中长期保护效果,被动免疫是否真正安全有效等,为防治SARS提供实验依据。[方法]实验分4组,分别为一组(SARS恒河猴恢复组):用感染SARS-CoV发病12月后的4只恒河猴,均有中和抗体产生。二组(SARS食蟹猴恢复组):用感染SARS-CoV发病12月后的3只食蟹猴,均有中和抗体产生。三组(SARS血清输入恒河猴组):3只恒河猴,病毒接种时中和抗体阴性。病毒接种两天后输入抗体阳性血清(恒河猴血清,感染获得,效价为:1:128),用量10ml/只,分别经肌肉和静脉输入,各5ml。四组(恒河猴SARS-CoV感染组):2只恒河猴,病毒接种时中和抗体阴性。SARSCo-V经鼻腔接种,在感染的第1天开始到7天安乐死时,不同时间取咽拭子、血液和脏器,进行病毒分离,RT-PCR检测和中和抗体测定。[结果]一组(SARS恒河猴恢复组):接种SARS-CoV后未见发热等异常临床表现。血清生化无ALT、LDH、CK、总蛋白和血清白蛋白异常。3只猴在接种病毒后的咽拭子中,RT-PCR分别未检出、第1天检出、第1-3天中检出病毒。第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。2只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎。二组(SARS食蟹猴恢复组):接种3只未见任何不良临床表现,血清生化5项正常。3只猴在接种病毒后的咽拭子标本中,RT-PCR分别未检出SARS病毒、在第1-2天检出、在第1-3天中检出病毒。第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。3只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎等。三组(SARS血清输入恒河猴组):3只恒河猴在病毒接种的第2-5天时有一过性的体温升高,3940℃。血清生化5项正常。3只猴在接种病毒后的咽拭子标本中,RT-PCR分别在第1-3、第1-4天和第1-2天检出SARS病毒。2只猴第7天咽拭子中病毒分离阳性。另外1只在第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。3只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎等。四组(SARS恒河猴SARS-CoV感染组):2只猴病毒接种后,第2-4天时有一过性的体温升高,3940℃。2只进行接种病毒后1-7天安乐死时,RT-PCR在恒河猴的咽拭子标本中连续检出SARS病毒。在第2、5天咽拭子中、7天安乐死时肺组织中病毒分离阳性。2只猴肺等组织病理学检查发现肺组织表面局部有轻度发灰实变现象,可见到间质性肺炎病变,内皮细胞受损,出血和水肿。大多数肺泡没有完整的内衬细胞残留,肺泡间隔变宽并被以吞噬细胞为主的单核炎症细胞浸润,同SARS肺炎改变。实验表明,前期感染产生中和抗体的恒河猴、食蟹猴再次感染病毒,和模型对照猴比较,动物肺组织等只出现轻微或无病理变化,RT-PCR检出时间大大缩短,病毒培养未能分离出病毒,所有这些指标,均证实中和抗体有明显的保护作用,是有效的。被动免疫从结果来看,有一定的作用,但保护作用弱。     

Response of memory CD8+ T cells to severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus in recovered SARS patients and healthy individuals

To date, the pathogenesis of severe acute respiratory syndrome (SARS) in humans is still not well understood. SARS coronavirus (SARS-CoV)-specific CTL responses, in particular their magnitude and duration of postinfection immunity, have not been extensively studied. In this study, we found that heat-inactivated SARS-CoV elicited recall CTL responses to newly identified spike protein-derived epitopes (SSp-1, S978, and S1202) in peripheral blood of all HLA-A*0201(+) recovered SARS patients over 1 year postinfection. Intriguingly, heat-inactivated SARS-CoV elicited recall-like CTL responses to SSp-1 but not to S978, S1202, or dominant epitopes from several other human viruses in 5 of 36 (13.8%) HLA-A*0201(+) healthy donors without any contact history with SARS-CoV. SSp-1-specific CTLs expanded from memory T cells of both recovered SARS patients, and the five exceptional healthy donors shared a differentiated effector CTL phenotype, CD45RA(+)CCR7(-)CD62L(-), and expressed CCR5 and CD44. However, compared with the high avidity of SSp-1-specific CTLs derived from memory T cells of recovered SARS patients, SSp-1-specific CTLs from the five exceptional healthy donors were of low avidity, as determined by their rapid tetramer dissociation kinetics and reduced cytotoxic reactivity, IFN-gamma secretion, and intracellular production of IFN-gamma, TNF-alpha, perforin, and granzyme A. These results indicate that SARS-CoV infection induces strong and long-lasting CTL-mediated immunity in surviving SARS patients, and that cross-reactive memory T cells to SARS-CoV may exist in the T cell repertoire of a small subset of healthy individuals and can be reactivated by SARS-CoV infection.     

Generation and characterization of DNA vaccines targeting the nucleocapsid protein of severe acute respiratory syndrome coronavirus

Severe acute respiratory syndrome (SARS) is a serious threat to public health and the economy on a global scale. The SARS coronavirus (SARS-CoV) has been identified as the etiological agent for SARS. Thus, vaccination against SARS-CoV may represent an effective approach to controlling SARS. DNA vaccines are an attractive approach for SARS vaccine development, as they offer many advantages over conventional vaccines, including stability, simplicity, and safety. Our investigators have previously shown that DNA vaccination with antigen linked to calreticulin (CRT) dramatically enhances major histocompatibility complex class I presentation of linked antigen to CD8(+) T cells. In this study, we have employed this CRT-based enhancement strategy to create effective DNA vaccines using SARS-CoV nucleocapsid (N) protein as a target antigen. Vaccination with naked CRT/N DNA generated the most potent N-specific humoral and T-cell-mediated immune responses in vaccinated C57BL/6 mice among all of the DNA constructs tested. Furthermore, mice vaccinated with CRT/N DNA were capable of significantly reducing the titer of challenging vaccinia virus expressing the N protein of the SARS virus. These results show that a DNA vaccine encoding CRT linked to a SARS-CoV antigen is capable of generating strong N-specific humoral and cellular immunity and may potentially be useful for control of infection with SARS-CoV.     

严重急性呼吸综合征患者血清特异性抗体消涨规律的长期追踪研究

目的:追踪检测SARS冠状病毒(SARS-CoV)抗体在严重急性呼吸综合征(SARS)患者血清中的产生及其转归规律,为SARS诊断及防治提供依据。方法:对41例临床诊断SARS患者的血清进行了连续3年的检测,分别应用间接免疫荧光(IFA)检测患者血清特异性IgG抗体平均滴度,应用双抗原夹心ELISA法检测患者血清核衣壳蛋白(N蛋白)抗体的平均滴度,绘制消涨曲线,得出消涨规律。结果:应用IFA检测患者血清特异性IgG抗体与应用双抗原夹心ELISA法检测N蛋白抗体所得到的消涨规律不同,前者测得康复者血清IgG抗体滴度维持在较低水平,但后者检测35例康复者血清N蛋白抗体仍维持在较高水平。结论:SARS-CoV的N蛋白是免疫原性较强的抗原,感染3年后仍存在高滴度抗体;抗原夹心ELISA检测SARS-CoV N蛋白抗体的灵敏度较IFA方法高。     

SARS-CoV动物模型研究之中国现状

目的综合对比SARS-CoV感染的恒河猴、布氏田鼠及Lewis大鼠的病理学、免疫学以及病毒的复制与外排情况的变化,来探讨此三种动物在建立SARS模型上的特点。方法SARS病毒感染8只恒河猴、9只Lewis大鼠和20只布氏田鼠,在感染后不同时间安乐死动物,应用光镜对动物的各脏器进行病理观察研究;用病毒分离和RT-PCR方法检测病毒外排与复制的情况;用ELISA法检测动物产生特异性抗体情况。结果在SARS-CoV感染恒河猴、Lewis大鼠和布氏田鼠后,肺组织均出现一定的与人类SARS疾病相似的病理改变,在动物体内均可检测到活病毒或病毒核酸,并可检测到特异性IgG抗体的存在。在病死率上布氏田鼠最高;在病毒的复制与外排方面恒河猴的检出率最高,持续时间最长;在抗体产生情况上恒河猴与Lewis大鼠基本相似;在病理变化上恒河猴病变最重且最为复杂,与人类SARS疾病的病理变化最为接近。结论布氏田鼠,Lewis大鼠,特别是恒河猴动物模型可以用于SARS发病机制、疫苗和药物的研发,恒河猴动物模型是目前研究SARS疾病最理想的动物模型。     

Identification of immunodominant sites on the spike protein of severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus: implication for developing SARS diagnostics and vaccines

The spike (S) protein of severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus (SARS-CoV) is not only responsible for receptor binding and virus fusion, but also a major Ag among the SARS-CoV proteins that induces protective Ab responses. In this study, we showed that the S protein of SARS-CoV is highly immunogenic during infection and immunizations, and contains five linear immunodominant sites (sites I to V) as determined by Pepscan analysis with a set of synthetic peptides overlapping the entire S protein sequence against the convalescent sera from SARS patients and antisera from small animals immunized with inactivated SARS-CoV. Site IV located in the middle region of the S protein (residues 528-635) is a major immunodominant epitope. The synthetic peptide S(603-634), which overlaps the site IV sequence reacted with all the convalescent sera from 42 SARS patient, but none of the 30 serum samples from healthy blood donors, suggesting its potential application as an Ag for developing SARS diagnostics. This study also provides information useful for designing SARS vaccines and understanding the SARS pathogenesis.