痘苗病毒载体在病毒疫苗研制中的应用

痘苗病毒载体在病毒疫苗研制中的应用孙劲（中国预防医学科学院病毒研究所,北京１０００５２）随着分子生物学技术的发展及日臻完善,病毒疫苗的制备出现了一些新的动向,继亚单位疫苗、多肽疫苗和抗独特型抗体疫苗之后,又出现了重组病毒活疫苗,即应用基因工程技术,以...     

痘苗病毒载体在病毒疫苗研制上的应用

痘苗病毒作为真核表达载体已广泛应用于外源基因的表达,并日益受到重视,本文就痘苗病毒的生物学特性,重组痘苗病毒的构建原则,外源基因在重组痘苗病毒中的表达情况及重组痘苗病毒作为活疫苗的优缺点等方面作一概括性综述。     

天坛株痘苗病毒载体研究与应用概述

1982年,文献首次报道外源基因成功在痘苗病毒WR株（小鼠嗜神经毒株）中获得表达,引起了中国科学家的极大关注。1984年,中国医学科学院病毒学研究所在朱既明院士的组织下成立了痘苗病毒基因表达载体研究协作组,提出使用天坛痘苗病毒疫苗株开发可用于人体的痘苗病毒基因表达载体的新思路。该研究历时10余年,成功构建了痘苗病毒天坛株高效表达载体,并广泛用于外源基因表达、基因工程疫苗研究、单克隆抗体研制和诊断试剂开发。本文简单介绍了该载体的研究及应用,并对载体疫苗存在的问题及发展前景进行了讨论。     

用脊髓灰质炎病毒作表达载体的研究进展

用脊髓灰质炎病毒（ＰＶ）减毒株构建的表达载体可分３种类型：ＰＶ抗原嵌合体、有缺损的ＰＶ杂交复制子和非缺损的ＰＶ杂交病毒。本文对这３种类型ＰＶ表达载体的研究进展进行综述。     

甲病毒表达载体系统的研究进展

甲病毒载体是一种新型的载体系统，近年来，关于该载体系统的研究很我，尤其是在蛋白质的表达、结构与功能的研究以及疫苗的研制方面，本文仅就甲病毒载体的构建及其应用作一简单介绍。     

呼吸道合胞病毒载体疫苗研究进展

人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus, RSV)是引起婴幼儿下呼吸道感染的最重要的病毒病原,RSV载体疫苗可在人细胞内从头合成,形成的蛋白质构象与RSV自然感染后表达的完全相同,不会导致抗原表位的丧失或变化,形成的免疫力更利于抵抗随后的自然感染;经黏膜途径免疫不会产生疾病增强作用,且能突破母传抗体的干扰,因而受到广泛关注。对近年来RSV载体疫苗的研究进展进行了综述。     

人类免疫缺陷病毒重组载体疫苗的研究进展

重组载体疫苗是目前人类免疫缺陷病毒疫苗的研究热点,近几年来不仅在病毒载体和细菌载体选用的种类方面有了新的突破,而且对载体疫苗的组合免疫策略和最佳免疫的选用方面已有全新的认识。本文就用于该病毒重组疫苗的病毒载体(包括痘病毒、α病毒、仙台病毒、甲型流感病毒、腺病毒、狂犬病病毒、疱疹性口炎病毒和单纯疱疹病毒载体)以及细菌载体(包括卡介苗、李斯特单胞茵、沙门茵和布氏杆菌载体)等的研究进展进行综述。     

适用于疫苗株筛选的痘苗病毒载体的构建

为构建适用于疫苗株筛选的痘苗病毒载体,利用标记瞬时稳定的原理,在痘苗病毒单选择标记载体psc65的基础上,构建成带有neo和LacZ双选择标记的痘苗病毒载体pVI75.为检验载体pVI75的有效性,将HIV-1合成基因syngpnef插入到载体pVI75上,构建成转移质粒pVI75-syngpnef,并与天坛株752-1痘苗病毒共转染CEF细胞.筛选得到的重组病毒经PCR和Dot blot检验表明,标记基因已被删除,而目的基因被整合到痘苗病毒基因组上.Westem blot检测结果表明,目的基因的表达正确.痘苗病毒载体pVI75的构建使得疫苗株筛选的工作量大为降低,时间大大缩短,为利用痘苗病毒载体构建重组病毒疫苗株的研究提供了参考.     

密码子偏性对痘苗病毒载体表达效率影响的研究

为了研究密码子偏性对痘苗病毒载体表达效率的影响,分别采用痘苗病毒及其宿主细胞的优势密码子对绿色荧光蛋白基因进行改造,利用荧光、Western blot和FCM等方法分析其在痘苗病毒载体系统的表达水平。结果显示,全部采用痘苗病毒优势密码子(富含A T)和全部采用宿主细胞优势密码子(富含G C),以及部分使用宿主细胞优势密码子的三种绿色荧光蛋白基因都能够有效表达,表达水平相近,表明痘苗病毒载体对目的基因密码子的使用具有很好宽容性。为了探讨这种宽容性的机理,分别利用在胞核内和在胞浆内转录的质粒载体对不同密码子偏性的绿色荧光蛋白基因进行表达分析。结果显示,胞核内转录目的基因的pcDNA3质粒载体能有效表达富含G C的绿色荧光蛋白基因,不能有效表达富含A T的绿色荧光蛋白基因,而胞浆内转录目的基因的pSCA质粒载体能同样有效表达上述不同密码子偏性的目的基因。这些结果表明,位于胞浆内的富含A U的转录产物能够有效表达,细胞核内生成的富含A U的转录产物可能受核膜屏障或其它核内因素影响而不能有效表达。因此,胞浆内繁殖的特性是痘苗病毒载体具有密码子宽容性的主要原因。此研究为痘苗病毒载体和常用真核表达载体的选择使用提供了重要实验依据。     

非复制重组痘苗病毒天坛株C-K缺失区表达载体的构建及重组病毒生物学性状的研究

将反向串联的痘苗病毒启动p11k和p7.5k表达结构引入非复制痘苗病毒质粒载体,得到非复制痘苗病毒表达载体pNEOCK11β75、pNEOCK7511β、pNEOCK1175和pNEOCK7511。利用载体pNEOCK11β75、pNEOCK7511β及pNEOCK11β75IL6和RVJ123重组病毒进行同源重组,分别得到非复制重组痘苗病毒RVJ123△11β75、RVJ123△7511β和RVJ123△11β75IL6。Southern-blot证实：重组病毒RVJ123△11β75 C－K片段间大片段基因的稳定缺失,同时β－半乳糖苷酸基因插入到缺失区内并稳定表达,不影响另外非必要区外源基因的表达,缺失区内两外源基因的表达夫相互干扰,并且缺失区内外源基因的转录方向对其DNA复制及蛋白表达以及另外非必要区基因的表达无影响。     

表达HIV-1多价合成基因的重组痘苗病毒疫苗株的构建

为研制适合我国使用的HIV疫苗,选择具有代表意义的中国流行株HIV CN54(B′/C)病毒gag、pol、nef等基因的合成基因syngpnef,插入到自行构建的能在病毒筛选过程中将标记基因去除掉的双标记基因痘苗病毒载体pVI75的KpnI酶切位点,构建成转移质粒pVI75-syngpnef,与我国的天坛株痘苗病毒共转染鸡胚成纤维细胞,通过蓝白斑筛选得到的重组病毒疫苗株DNA。经PCR鉴定标记基因已被删除并有目的基因的整合,Western blot可检测到目的基因的融合表达。此重组病毒疫苗株有望成为HIV/AIDS候选疫苗。     

表达HPV16E6和E7蛋白的非复制型重组痘苗病毒的构建

为研制HPV16的治疗性疫苗,首先将表达质粒pJSA1175与非复制型痘苗病毒NTVJTK+进行同源重组,构建了痘苗重组病毒NTVJLac.再将表达质粒pJSDME6E7R与NTVJLac进行同源重组,构建了表达HPV16 E6和E7蛋白的非复制型重组痘苗病毒NTVJmE6E7,并对获得的重组病毒进行了鉴定.Southern杂交显示,重组痘苗病毒NTVJmE6E7基因组中有E6和E7基因插入.该重组病毒在人源细胞中不复制.Western blot显示,重组病毒在人源TK-143细胞中能表达E6和E7蛋白.非复制型重组痘苗病毒NTVJmE6E7可作为HPV16相关肿瘤及其癌前病变免疫治疗的实验性疫苗株.     

表达乙型脑炎病毒抗原的非复制型重组痘苗病毒能在小鼠中诱发免疫保护

使用2×107PFU乙脑病毒野毒株GSS抗原preM-E-NS1-NS2a的非复制型重组痘苗病毒NTV-JEV免疫3周龄BALB/c小鼠,小鼠体内乙脑病毒特异性抗体滴度1∶71,IgG2a/IgG1为1.5,中和抗体滴度为1∶8,免疫组小鼠产生特异性补体介导的细胞杀伤作用。以10 LD50乙脑P3株病毒对小鼠进行了脑内攻击,NTV-JEV免疫组小鼠存活率为100%,与乙脑减毒活疫苗SA14-14-2免疫组存活率相同。100 LD50P3株病毒攻击后NTV-JEV免疫组存活率28.6%,与SA14-14-2组免疫效果无明显差别。存活小鼠体内乙脑病毒特异性抗体升高为1∶179,IgG2a/IgG1比值为1.9,中和抗体大于1∶16。以30 LD50GSS株病毒进行攻击后,NTV-JEV免疫组和SA14-14-2组保护率均为8.3%。上述结果表明,NTV-JEV与乙脑减毒活疫苗SA14-14-2株具有相近的保护力,NTV-JEV不仅可以保护小鼠抵抗同株病毒GSS的攻击,而且可以抵抗异株病毒P3的攻击。     

用lac基因筛选表达狂犬病毒糖蛋白的重组痘苗病毒

为了研制基因工程狂犬病疫苗,我国于1991年首次报道了在痘苗病毒天坛株中表达狂犬病毒糖蛋白,但报道中重组病毒的选择是先经人骨髓瘤细胞(TK-143)在诱变剂5-溴脱氧尿苷(BrudR)作用下通过标记拯救技术筛选出携带有同源基因的重组病毒,然后再利用重组病毒中携带的Lac基因为选择标记,通过噬斑纯化获得重组病毒,用这种选择方式获得的重组病毒,经过了TK-143细胞和BrudR,因此不宜发展成疫苗,本研究探索不经过TK-143细胞和BrudR,仅利用Lac基因为选择标记,直接在鸡胚细胞上通过噬斑纯化获得重组病毒,现将研究结果报道如下。     

表达人乳头瘤病毒58型L1、L2壳蛋白的非复制型重组痘苗病毒疫苗株的构建

采用PCR定点突变方法,对HPV581L1基因中痘苗病毒早期基因转录终止信号TTTTTNT结构进行修饰,并保留氨基酸不变.选用非复制型重组痘苗病毒为载体,将修饰的L1基因1.5kb和L2基因1.4kb分别插入痘苗病毒表达载体pJSD的7.5k和H6早期启动子之后,使之与非复制型重组痘苗病毒在TK区重组.经单斑筛选纯化,获得共表达HPV58L1、L2晚期蛋白的非复制型重组痘苗病毒疫苗实验株.该病毒在CEF细胞上连续传至第15代,经斑点杂交分析,重组痘苗病毒基因组中有L1和L2基因插入;经Western blot检测,重组病毒能稳定表达HPV581L1及L2蛋白.此结果为HPV58型非复制型重组痘苗病毒疫苗人用株的研究打下了基础.     

痘苗病毒基因组密码子使用频率分析

密码子使用的差别是普遍存在的现象,每一个密码子被某些生物偏爱,而在另一些生物中则很少使用.以往这方面的研究多集中在自养生物中,而对纯寄生的病毒本身及其与宿主细胞基因密码子使用频率关系的研究则很少.分析痘苗病毒哥本哈根株189个基因的密码子使用频率发现:总体上痘苗病毒偏爱使用以A/U为结尾的密码子;基因的异质性不强,没有影响密码子使用的主要趋势;在不同转录方向上和表达时相上,基因密码子使用略有不同;不同功能的基因其密码子使用上差别较大;晚期基因比早期基因与宿主密码子使用频率的差别大.上述结果表明:密码子是影响病毒和细胞相互作用、保证其自身生存的重要机制.     

双表达狂犬病毒基因的非复制型痘苗病毒改建及免疫效果

为减少重组病毒非必需外源基因,进一步提高非复制重组痘苗病毒狂犬病疫苗的安全性,本研究改建不含报道基因LacZ的双表达狂犬病毒aG株G、N的非复制重组痘苗病毒VTKRGΔCKRN。采用G418-neo富集、蓝白斑及免疫蚀斑筛选等方法,以表达狂犬病毒糖蛋白(RG)基因的非复制重组痘苗病毒VTKRG△CKlacZ作为亲本株,利用同源重组原理,删除C与K片断间lacZ,并将狂犬病毒核蛋白(RN)基因插入C-K片段间。经核酸及蛋白水平检测表明VTKRGΔCKRN能同时稳定有效地表达狂犬病毒G和N,并具有非复制病毒生长特性。重组病毒裸鼠毒力实验表明VTKRG△CKRN较复制型重组痘苗病毒VTKRG病毒毒力显著减弱。VTKRGΔCKRN免疫小鼠可诱生较高有效中和抗体,并能保护小鼠免于致死剂量狂犬病毒攻击。以1.6×106PFU较低免疫剂量、仅一次免疫狗可保护狗经致死量中国狂犬病毒街毒株SBD株攻击后存活,诱生具有保护性中和抗体。非复制狂犬-痘苗重组病毒VTKRGΔCKRN免疫效果好、更具安全性。