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研究背景:
血吸虫病在世界范围内广泛流行,严重影响人类健康与社会经济发展。经过60多年的规划防治,我国的血吸虫病防治工作取得了举世瞩目的巨大成就。目前,仅湖南、湖北、江西、安徽湖区四省尚未达到传播控制标准。湖区血吸虫病的流行,因其有螺面积大、钉螺孳生环境复杂、终宿主种类多、人畜流动频繁等原因,湖区四省部分疫区在达到疫情、传播控制甚至传播阻断标准后,仍出现钉螺面积增加、新发感染的急性病人等状况,湖区血吸虫病防治任务依然繁重。因此,控制传染源为主的措施是我国当前血防工作的重要策略。
通过免疫的方法,抑制雌虫生殖产卵、阻止虫卵胚胎发育、减少虫卵对肝肠组织的损害,减少免疫宿主粪卵的排放等,不仅从个体上减轻发病、控制疾病慢性化过程的发展,更重要的是,从源头上控制和阻断了血吸虫病的传播。本实验室前期研究已经证实SIEA及其SIEA26/28kDa组分具有抗卵胚发育和抗雌虫生殖产卵的效果,从SIEA26/28kDa组分中筛选了3个抗原免疫反应最强的蛋白分子,其中两个分别与HGPRT、SDISP相关,随后采用不同的载体成功构建并表达了SjHGPRT、SjSDISP,在动物免疫保护效果、安全性等方面进行了大量的研究,证明SjHGPRT、SjSDISP对免疫动物具有较好的抗卵免疫保护效果,而且安全性较好,具有潜在的现场应用价值。
研究目的:
1.构建、表达及鉴定SjHGPRT·SDISP融合蛋白;
2、观察pVAX1/IL-18与pVAX1/SjHGPRT·SDISP联合免疫小鼠的抗病效果及对血吸虫性肝纤维化的影响。
研究方法:
1.据SjHGPRT· SDISP基因的开放阅读框架(ORF)设计上下游引物,以pVAX1/SjHGPRT·SDISP质粒为模板,构建pET32a/SjHGPRT· SDISP,PCR、双酶切和DNA测序证实构建成功后,进行蛋白表达。
2.50只5-6周龄雌性Balb/c鼠随机分组: NS对照组、pVAX1对照组、pVAX1/IL-18免疫组、pVAX1/SjHGPRT· SDISP免疫组、联合免疫组。每只小鼠肌肉注射100μg/100μl相应质粒,其中NS对照组注射100μl NS,联合免疫组采用1/2免疫方案,每只小鼠注射50μg/50μl pVAX1/SjHGPRT·SDISP与50μg/50μl pVAX1/IL-18的质粒混合物。免疫两周后经腹部皮肤感染20±1条日本血吸虫尾蚴。免疫前及免疫后每2周小鼠尾静脉采血100μl并分离血清。感染56d后剖杀小鼠,收集成虫、虫卵并分别计算减虫率及减卵率。观察肝脏的外观及虫卵结节的数目,肝脏组织切片HE染色及masson染色,测量虫卵肉芽肿直径。检测各免疫组特异性IgG抗体含量及IL-4、IFN-γ的含量。
研究结果:
1.PCR、双酶切及DNA测序结果证实构建质粒中的基因片段与SjHGPRT·SDISP目的基因片段一致,对工程菌进行诱导表达后,在76.3 kDa处获得了大量的表达蛋白,且在IPTG浓度为0.2 mmol/L,温度为32℃诱导4h时蛋白的表达量最大,western-blot证实表达蛋白与预期蛋白一致。
2.pVAX1/SjHGPRT·SDISP免疫组和联合免疫组小鼠的肝减卵率分别为42.03%(15085.67±5683.47)、44.36%(14478.90±8713.76),肠减卵率分别为77.24%(1516.17±6026.24)、76.81%(15454.46±3299.82),粪减卵率分别为70.73%(411.20±258.94)、72.21%(390.40±262.35),与NS组及pVAX1组相比,差异均有统计学意义(p<0.05)。
3.NS对照组及pVAX1对照组小鼠肝脏颜色较深,虫卵结节较多,虫卵肉芽肿较大,其直径分别达到(505.35±111.69)μm、(456.58±68.18)μm,而pVAX1/SjHGPRT· SDISP免疫组和联合免疫组(1/2剂量)小鼠虫卵肉芽肿直径分别为(381.23±76.80)μm、(344.78±99.90)μm; pVAX1/IL-18组、pVAX1/SjHGPRT·SDISP组及联合免疫组(1/2剂量)小鼠肝脏组织切片Masson染色后,彩色病理分析获得MOD,分别为66.85±16..22、46.56±13.84、42.60±10.63,均低于NS组(131.13±38.53)及pVAX1组(103.80±17.78)(p<0.05);pVAX1/SjHGPRT·SDISP免疫组和联合免疫组(1/2剂量)小鼠均可诱导产生大量特异性IgG抗体;与NS对照组相比,pVAX1/SjHGPRT·SDISP免疫组和联合免疫组小鼠IFN-γ含量明显升高(p<0.05); IL-4含量各组间没有变化。
结论:
1.成功构建并表达大量SjHGPRT·SDISP融合蛋白。
2.pVAX1/SjHGPRT·SDISP疫苗与联合免疫组(1/2剂量)均具有较高的免疫保护效果,pVAX1/IL-18可增强pVAX1/SjHGPRT·SDISP疫苗的免疫保护效果。
3.pVAX1/SjHGPRT·SDISP与pVAX1/IL-18均可抑制肝纤维化的形成,可能机制:通过增强细胞免疫应答,促进机体分泌IFN-γ,诱导Th1型细胞免疫,从而抑制肝纤维化的形成。