结核杆菌抗原85A与小鼠白细胞介素21共表达DNA疫苗的构建及其免疫效应研究

目的:利用真核表达质粒pRSC,构建结核杆菌抗原85A(Ag85A)与小鼠白细胞介素21(mIL21)共表达重组体pRSC-mIL21-Ag85A,为研究新型结核杆菌DNA疫苗提供新的策略。方法:从质粒pcDNA3.1-mIL21中经PCR扩增出mIL21基因,并插入质粒pRSC中构成pRSC-mIL21;再从pIRES-Ag85A质粒中经PCR扩增出Ag85A基因,构建于pRSC-mIL21重组质粒上,成为共表达DNA疫苗pRSC-mIL21-Ag85A。结果:经酶切、基因测序证实,该疫苗构建正确并能成功表达目的基因。共表达DNA疫苗免疫小鼠后,CTL活性、特异性淋巴细胞增殖水平及小鼠血清特异性抗体均呈有意义的提高。结论:结核杆菌Ag85A与mIL21共表达DNA疫苗能诱导小鼠免疫反应,为进一步研究DNA疫苗抗结核杆菌攻击的免疫防护效应奠定了基础。     

IL-18 DNA免疫对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答的影响

为了研究白细胞介素-18(IL-18)基因对人免疫缺陷病毒(HIV-1)核酸疫苗诱导免疫应答的影响,将人IL-18基因插入到真核表达载体pVAX1中,构建了真核表达载体pVAX1-IL-18;将pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18或者pCI-neoGAG单独免疫Balb/c小鼠,检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ,同时观察免疫小鼠脾淋巴细胞增殖和小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应.酶切及测序结果表明成功地构建了人IL-18基因真核表达载体;与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低(P<0.01);而与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠血清的IFN-γ升高(P<0.01);pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCI-neoGAG免疫组(P<0.01).IL-18基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,白细胞介素-18基因对体液免疫有抑制作用.     

IL—18DNA免疫对HIV—1核酸疫苗诱导的免疫应答的影响

为了研究白细胞介素-18(IL-18)基因对人免疫缺陷病毒(HIV-1)核酸疫苗诱导免疫应答的影响,将人IL-18基因插入到真核表达载体pVAX1中,构建了真核表达载体pVAX1-IL-18;将pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18或者pCI-neoGAG单独免疫Balb/c小鼠,检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ,同时观察免疫小鼠脾淋巴细胞增殖和小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应。酶切及测序结果表明成功地构建了人IL-18基因真核表达载体;与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低(P<0.01);而与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠血清的IFN-γ升高(P<0.01);pCI-neoGAG联合pVAX1-IL-18免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCI-neoGAG免疫组(P<0.01)。IL-18基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,白细胞介素-18基因对体液免疫有抑制作用。     

SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答

研究SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导免疫应答的影响,以探求治疗性HIV-1核酸疫苗的新策略. 将pCI-neoGAG联合SDF-1基因或者pCI-neoGAG单独免疫Balb/c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答.研究结果提示 与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低,有显著性差异(p<0.01);而与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的IFN-γ升高,差异显著(p<0.01);pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCI-neoGAG免疫组,有显著性差异(p<0.01).因此,SDF-1基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,SDF-1基因对体液免疫有抑制作用.SDF-1基因对于治疗性HIV-1核酸疫苗是具有较好应用前景的免疫佐剂.     

IL-12基因对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答的影响

研究白细胞介素-12(IL 12)基因对HIV-1核酸疫苗诱导免疫应答的影响,以探求治疗性HIV-1核酸疫苗的新策略.将pCI-neoGAG联合白细胞介素-12基因或者pCI-neoGAG单独免疫Balb/c小鼠,通过ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ,通过MTT实验检测免疫小鼠脾淋巴细胞增殖实验,通过乳酸脱氢酶(LDH)实验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应.与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合白细胞介素-12基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低,有显著性差异(P＜0.01);而与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合白细胞介素-12基因免疫组小鼠血清的IFN-γ升高,有显著性差异(P＜0.01);pCI-neoGAG联合白细胞介素-12基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCI-neoGAG免疫组,有显著性差异(P＜0.01).因此,白细胞介素-12基因基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,白细胞介素-12基因对体液免疫有抑制作用.     

汉坦病毒核蛋白基因疫苗的初步研究

探讨了汉坦病毒核蛋白(NP)S基因疫苗的免疫效果。构建重组真核表达质粒pcDNA3.1 S,直接肌注免疫BALB/c小鼠,分别用ELISA法检测血清特异性抗体的变化,MTT法检测T细胞增殖反应,以及用ELISAkit检测免疫鼠脾细胞上清液中细胞因子IL-4和IFN-γ的动态变化,从而了解免疫鼠的体液免疫反应和细胞免疫反应。pcDNA3.1 S接种组的小鼠血清抗体水平、T细胞增殖反应以及细胞因子IL-4和IFN-γ的产生水平均较对照组pcDNA3.1 空载体接种组的要高。编码核蛋白的S基因的核酸免疫可同时启动机体的细胞免疫和体液免疫反应,S基因是汉坦病毒核酸疫苗的一个比较理想的侯选抗原基因。     

HIV-1结构蛋白gag-gp120与白细胞介素2联合基因免疫

在真核表达载体pVAX1中的CMV启动子下游插入IL-2基因,构建真核表达质粒pVAXIL2。将它与表达I型人免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirus1,HIV-1)gag-gp120的核酸疫苗质粒pVAXGE共同肌肉注射BALB/c小鼠,免疫3次后,以ELISA法检测免疫小鼠血清中抗HIV-1抗体水平,结果显示联合免疫组小鼠在免疫2周后已有抗体产生,6周后进入高峰。乳酸脱氢酶释放法检测免疫小鼠脾特异性CTL杀伤活性,结果显示联合免疫组小鼠脾特异性CTL杀伤活性显著高于pVAXGE单独免疫组(P<0.05)和载体质粒pVAX1对照组(P<0.01)。以上结果表明:HIV-1核酸疫苗质粒pVAXGE与真核表达质粒pVAXIL2联合免疫可诱导特异性体液免疫和细胞免疫应答,且免疫应答水平高于pVAXGE单独免疫组,IL-2发挥了免疫佐剂的作用,增强了核酸疫苗的免疫原性。     

结核杆菌Ag85B基因疫苗的免疫保护效果研究

为研究结核杆菌Ag85B基因疫苗的免疫原性和免疫保护效果,将雌性C57BL/6N小鼠32只,随机分为4组,即结核杆菌Ag85B基因疫苗组、BCG组、pcDNA3.1( )组和PBS组.取各免疫组小鼠脾细胞培养上清检测细胞因子水平;同时进行CTL杀伤活性检测;进一步用结核杆菌H37Rv国际标准强毒株静脉注射攻击小鼠,计数肺和脾组织中的结核杆菌菌落数,对小鼠部分肺和脾组织作病理切片,HE染色观察组织病变程度,Z-N染色检查抗酸杆菌,观察该疫苗对小鼠结核杆菌感染的免疫保护效果.结果表明,结核杆菌Ag85B基因疫苗对小鼠结核杆菌感染有一定的免疫保护效果,能够诱导较强的抗原特异性Th1型细胞免疫应答,细胞因子IFN-γ和IL-1分泌增加,IL-4分泌减少,CTL特异性活性增加;使小鼠肺和脾组织中的结核杆菌菌落数较空载体组显著减少,组织病变明显减轻.     

HIV-1结构蛋白gag-gp120与白细胞介素2联合基因免疫

在真核表达载体pVAX1中的CMV启动子下游插入IL-2基因,构建真核表达质粒pVAXIL2.将它与表达I型人免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus 1, HIV-1) gag-gp120的核酸疫苗质粒pVAXGE共同肌肉注射BALB/c小鼠,免疫3次后,以ELISA法检测免疫小鼠血清中抗HIV-1抗体水平,结果显示联合免疫组小鼠在免疫2周后已有抗体产生,6周后进入高峰.乳酸脱氢酶释放法检测免疫小鼠脾特异性CTL杀伤活性,结果显示联合免疫组小鼠脾特异性CTL杀伤活性显著高于pVAXGE单独免疫组(P<0.05)和载体质粒pVAX1对照组(P<0.01).以上结果表明HIV-1核酸疫苗质粒pVAXGE与真核表达质粒pVAXIL2联合免疫可诱导特异性体液免疫和细胞免疫应答,且免疫应答水平高于pVAXGE单独免疫组,IL-2发挥了免疫佐剂的作用,增强了核酸疫苗的免疫原性.     

SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答

研究SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导免疫应答的影响,以探求治疗性HIV-1核酸疫苗的新策略。将pCIneoGAG联合SDF1基因或者pCIneoGAG单独免疫Balb/c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFNγ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答。研究结果提示:与pCIneoGAG免疫组比较,pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低,有显著性差异(p<0.01);而与pCIneoGAG免疫组比较,pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的IFNγ升高,差异显著(p<0.01);pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCIneoGAG免疫组,有显著性差异(p<0.01)。因此,SDF-1基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,SDF-1基因对体液免疫有抑制作用。SDF-1基因对于治疗性HIV-1核酸疫苗是具有较好应用前景的免疫佐剂。     

口服脂质体包裹Ag85A DNA疫苗诱导抗体的产生

制备脂质体包裹的Ag85A口服DNA疫苗,并观察小鼠口服后所诱生的抗体产生情况。用脂质体包襄重组质粒pcDNA3．1／mye—HisA—Ag85A制备口服DNA疫苗,并用脂质体包裹空质粒pcDNA3．1／myc—HisA作为对照。将C57BL／6小鼠随机分为3组,即生理盐水组、空质粒组和重组质粒DNA疫苗组。分别将生理盐水、空质粒和重组质粒DNA疫苗以灌胃方式投给各组小鼠,共免疫3次,每次间隔14d,末次免疫后14d处死小鼠,ELISA法检测血清中Ag85A特异性抗体水平,放射免疫法测定肠组织中分泌型IgA（sIgA）含量。重组质粒组血清中Ag85A特异性抗体滴度为1：160,空质粒组和生理盐水组血清中均未捡出Ag85A特异性抗体。重组质粒组肠组织中slgA含量（0．3761±0．0456）μg／mL较空质粒组（0．2374±0．0414）μg／mL和生理盐水（0．1993±0．0899）μg／mL组显著增高（P〈0．05）,而空质粒组和生理盐水组未见有意义的变化（P〉0．05）。口服脂质体包裹Ag85ADNA疫苗可诱导外周特异性抗体的产生和肠道黏膜局部sIgA的水平的升高。     

口服结核Ag85A-CD226 DNA疫苗在小鼠脾与肠道的表达水平检测

目的了解结核Ag85A-CD226 DNA疫苗经灌胃方式接种小鼠后在脾淋巴细胞与肠道的表达情况。方法将构建的pcDNA3.1-Ag85A-CD226、pcDNA3.1-Ag85A和pcDNA3.1-CD226真核表达质粒转化DH5α感受态大肠杆菌,扩增并提取纯化质粒,用脂质体包裹制成DNA疫苗。经灌胃方式将制备的DNA疫苗接种C57BL/6小鼠,设置Ag85A-CD226疫苗组、Ag85A疫苗组、CD226疫苗组、pcDNA3.1质粒组和生理盐水对照组。采用间接免疫荧光法检测Ag85A和CD226在肠道的表达。采用流式细胞术检测脾CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK细胞的CD226表达。结果 CD226在Ag85A-CD226疫苗组脾脏CD4+T细胞和NK细胞的表达均明显强于Ag85A疫苗组、CD226疫苗组、pcDNA3.1质粒组和生理盐水对照组,差异具有统计学意义(P0.01);CD226在Ag85A-CD226疫苗组脾脏CD8+T细胞的表达明显强于Ag85A疫苗组、pcDNA3.1质粒组和生理盐水对照组,差异具有统计学意义(P0.01),与CD226疫苗组相比虽有所增加,但差异无统计学意义(P0.05)。CD226在Ag85A-CD226疫苗组小肠派氏淋巴结表达明显强于Ag85A疫苗组、CD226疫苗组、pcDNA3.1质粒组和生理盐水对照组,差异具有统计学意义(P0.01)。Ag85A只在Ag85A-CD226疫苗组和CD226疫苗组小肠固有层表达,且在Ag85A-CD226疫苗组的表达明显强于CD226疫苗组,差异具有统计学意义(P0.01)。结论 Ag85A-CD226 DNA疫苗接种后,CD226在脾淋巴细胞和肠道表达增强,Ag85A在肠道表达增强,CD226的表达增加会增强Ag85A在肠道的表达水平。     

小鼠对结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因的免疫反应

目的研究结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因的免疫原性。方法将40只BALB/c小鼠随机分成4组,NS组、BCG组、pcDNA-HspX组和pcDNA-Ag85B-Esat6-HspX组,每组10只。BCG组只在0周时皮内注射卡介苗1次。NS组、pcDNA-HspX组及融合基因组分别于0、2、4周肌肉注射生理盐水和重组质粒DNA,共免疫3次。在免疫的第2周,4周及最后一次免疫后2周检测体血清中的总IgG水平。同时,最后一次免疫后2周,取脾细胞检测细胞免疫反应。结果构建的融合基因重组质粒DNA免疫动物后能产生针对结核杆菌特定抗原的特异性细胞免疫和体液免疫应答,具有较强的免疫原性。结论结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因可作为DNA疫苗进行保护作用的研究。     

新型抗结核蛋白亚单位疫苗Ag85A-γ干扰素的免疫效果评价

本研究旨在评价新型抗结核融合蛋白亚单位疫苗Ag85A-γ干扰素(Ag85A-IFN-γ)的免疫效果.在成功表达并纯化了去除Ag85A信号肽的融合蛋白Ag85A-IFN-γ后,将其与免疫佐剂二甲基三十六烷基铵(DDA)混合,皮下免疫C57BL/6小鼠3次,每次间隔2周,末次免疫2周后进行效果评价.采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中IgG、IgG1和IgG2c水平.结果显示,融合蛋白Ag85A-IFN-γ组的IgG水平均高于单独抗原组,且融合蛋白组IgG2c/IgG1 比值显著高于对照组,表明融合蛋白能刺激宿主产生更强烈的体液免疫反应,更倾向于激发T辅助细胞1型(Th1型)免疫反应.流式细胞术检测特异性CD4+和CD8+ T细胞比例,发现Ag85A-IFN-γ组CD8+/CD4+最高,显示该融合蛋白能显著增强CD8+ T细胞增殖.上述结果表明,融合蛋白Ag85A-IFN-γ有望成为有效的新型抗结核融合蛋白亚单位疫苗.     

Novel adjuvant for immunization against tuberculosis: DNA vaccine expressing <Emphasis Type="Italic">Mycobacterium tuberculosis</Emphasis> antigen 85A and interleukin-15 fusion product elicits strong immune responses in mice

Objectives

To investigate the potential of interleukin (IL)-15 as a novel adjuvant for Mycobacterium tuberculosis (Mtb) antigen 85A (Ag85A) vaccine.

Results

C57BL/6 mice were intramuscularly immunized three times with a plasmid expressing the Ag85A-IL-15 fusion protein (pcDNA3.1-Ag85A-IL-15), with the empty pcDNA3.1 vector and the pcDNA3.1-Ag85A as control. Mice vaccinated with pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 generated more secretory IgA (sIgA) into their lung (209 ± 21 μg/ml) and acquired an enhanced serum IgG response to Ag85A. IgG2a/IgG1 ratios were upregulated, natural killer cell activity was augmented and Ag85A-specific splenic T cell proliferation was enhanced in these mice as well. Vaccination with pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 promoted the polarization of CD4⁺ T cells towards a Th1 type in the spleen, and significantly upregulated the serum level of interferon (IFN)-γ (458 ± 98 pg/ml), a typical Th1 cytokine. IFN-γ-expressing CD8⁺ cells were also increased in the spleen after pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 immunization.

Conclusions

A superior immune type I response in mice vaccinated with plasmid Ag85A-IL-15 has been achieved.

     

EV71与CA16双价灭活疫苗诱导小鼠免疫原性研究

目的评价EV71和CA16双价灭活疫苗免疫小鼠诱导的体液免疫和细胞免疫应答。方法分别应用EV71和CA16双价疫苗、EV71和CA16单价疫苗按单针、两针(0,14 d)的程序免疫小鼠,采用细胞病变法检测血清第1针免疫后21 d时中和抗体效价,应用LUMINEX液相芯片技术检测小鼠脾单个核细胞体外经抗原刺激分泌细胞因子的水平。结果双价疫苗与EV71单价疫苗单针、两针免疫相比,EV71中和抗体几何平均值相近(118.8∶84.0;159.5∶156.8,P0.05)。双价疫苗与CA16单价疫苗单针免疫诱导的CA16中和抗体均为阴性;两针免疫CA16中和抗体几何平均值一致(30.0∶26.9,P0.05)。加强免疫7 d后,小鼠脾MNC经EV71抗原刺激,双价疫苗较EV71单价疫苗诱导Th2类细胞因子IL-4、5、6、10和炎症因子TNF-α的分泌水平显著增高(P=0.020,P=0.027,P=0.038,P=0.019,P=0.026);MNC经CA16抗原刺激,双价疫苗与CA16单价疫苗相比诱导细胞因子水平差异无统计学意义(P0.05)。结论双价疫苗可诱导与单价疫苗相似的中和抗体应答水平,并可提高Th2类细胞因子应答,研究为EV71和CA16双价灭活疫苗的研发提供了实验依据。     

IL-2与猪细小病毒VP2基因双表达载体的构建及免疫原性的研究

将白细胞介素-2基因和猪细小病毒VP2基因主要抗原区克隆至pCI-neo真核表达载体中,构建了pCIneo-IL2-VP2重组质粒,用脂质体将其转染到PK-15细胞中,利用免疫荧光方法检测在体外表达情况。并以小鼠为动物模型,将pCIneo-IL2-VP2重组质粒、对照组pCI-neo和猪细小病毒活疫苗通过肌肉注射进行免疫,检测免疫小鼠的淋巴细胞转化功能,特异性CTL杀伤活性和血清抗体滴度。结果显示,pCIneo-IL2-VP2在体外能够诱导PK-15细胞表达VP2蛋白,小鼠注射pCIneo-IL2-VP2质粒1周后能够诱导机体产生抗体,4周时达到峰值,与活疫苗对照组产生的抗体滴度、诱导T淋巴细胞增殖和诱导强的细胞毒性基本一致。试验表明,构建的pCIneo-IL2-VP2能够有效诱导机体产生体液免疫和细胞免疫。     

Immune responses and protective efficacy of the gene vaccine expressing Ag85B and ESAT6 fusion protein from Mycobacterium tuberculosis

Genetic immunity is a new promising approach for the development of novel tuberculosis vaccines. In this study, it is shown that DNA vaccines expressing the fusion protein of antigen 85B (Ag85B) and early secreted antigenic target 6-kDa antigen (ESAT6) can induce high levels of specific IgG2a antibody subtype in the mice. With the prolongation of postimmunization time, the levels of IgG2a antibody decrease gradually. Although a high-level specific IgG2a antibody subtype is also elicited by classical BCG, the ratio of antibody subtypes IgG2a to IgG1 changes 4 weeks after immunization, and IgG1 is gradually shifted to the main antibody subtype. DNA vaccines also elicit cellular immunity as shown by specific spleen lymphocytes proliferation to Ag85B or ESAT6 protein and the production of high levels of IFN-gamma and IL-2, which is similar to that elicited by BCG. Vaccination of mice with DNA vaccines expressing the fusion protein Ag85B-ESAT6 results in a significant level of protection against the subsequent high-dose challenge with virulent Mycobacterium tuberculosis (MTB) H37Rv. Dramatic reduction in the number of MTB colony-forming units in the spleens and lungs is observed. Pathological examination showed that recombinant plasmid and BCG groups have only minor damage and organizational structures that are kept relatively complete, while in the control group, spleens and lungs are damaged seriously. Therefore, although the reducing degree of mycobacterial loads in the organ of mice immunized with recombinant plasmid is not more than that of BCG, through the analysis of pathological changes, we may conclude that the protective effect provided by DNA vaccine expressing the Ag85B-ESAT6 fusion protein is equivalent to that afforded by the classical BCG.