论文部分内容阅读
刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)是一种专性细胞内寄生的单细胞原虫,能感染几乎所有的恒温动物(包括人类),引起人兽共患的弓形虫病。弓形虫呈世界性分布,估计全世界成年人中至少有1/3的人感染,欧洲一些发达国家感染率高达80%以上。弓形虫作为一种机会性致病原虫,在免疫功能正常的宿主体内通常形成包囊,造成隐性感染;而当机体免疫功能下降或受抑制(如恶性肿瘤患者、器官移植者及AIDS患者等)时,处于隐性感染状态的虫体就会活化,迅速增生繁殖,破坏宿主细胞而引起多器官的损害,严重者可导致宿主死亡。妇女在妊娠早期感染弓形虫可引起流产、畸胎、死胎,或引起胎儿先天性弓形虫病,表现为智力低下、视网膜脉络膜炎、癫痫等,这些症状可在胎儿出生时或是成长过程中出现。因此,弓形虫病的诊断和疫苗研制对于保护易感人群以及促进人类优生优育具有重要意义。
弓形虫感染的特点是机会性致病,其生物学基础是速殖子和缓殖子的相互转换,目前对弓形虫病的治疗仍以药物为主,对速殖子的杀灭作用较明显,对包囊内的缓殖子几乎没有作用。因此,建立一个稳定、持续的弓形虫慢性感染动物模型对进一步研究弓形虫速殖子与缓殖子转换机制、药物筛选、弓形虫病的诊断及疫苗等研究具有重要的意义。目前对于弓形虫不同期特异性抗原分子的差异性表达的研究国内外均有报道,许多弓形虫基因已从速殖子中克隆、鉴定,其中大多数基因编码的蛋白为速殖子与缓殖子共有,只有少数几个被证实为速殖子期特有的,近年来,由于速殖子与缓殖子相互转换机制引起研究者重视,一些缓殖子及包囊特有蛋白的编码基因也陆续被克隆、鉴定。
本研究用弓形虫Prugniaud弱毒株感染小鼠构建弓形虫慢性感染模型。同时对缓殖子期特异性抗原BAG1(Bradyzoite antigen 1)进行基因克隆、蛋白表达以及对重组抗原的免疫反应性进行分析;纯化表达蛋白以获得大量高纯度的重组蛋白,用于弓形虫慢性感染小鼠模型和人弓形虫感染的检测,为进一步诊断和疫苗的研究打下基础。
目的:
1.克隆与表达弓形虫缓殖子期特异性BAG1基因,纯化表达的蛋白,并分析重组抗原的免疫反应性。
2.构建弓形虫慢性感染小鼠模型。
3.探讨重组BAG1抗原在弓形虫慢性感染小鼠中的检测效能。
4.重组BAG1抗原在检测人血清中的初步应用。
方法:
1.从缓殖子总RNA逆转录的cDNA扩增出BAG1基因片段,利用限制性内切酶和连接酶克隆到经过同样酶切的pET-28a(+)表达载体中,构建表达型重组质粒。pET-28a(+)-BAG1,并对重组质粒进行酶切及测序鉴定。
2.将重组质粒pET-28a(+)-BAG1转入BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达,优化工程菌pET-28a(+)-BAG1的表达条件,大量诱导表达后对重组蛋白进行纯化。
3.Western blotting与ELISA分析重组表达蛋白的免疫反应性。
4.采用经口感染的方式,用弓形虫Prugniaud株包囊感染昆明小鼠,分别在感染0d、2w、1mon、2mon、3mon、4mon、5mon、6mon和9mon各时期采血分离血清。
5.重组BAG1抗原检测弓形虫慢性感染小鼠不同时期血清的IgG和IgM抗体,用重组SAG1和弓形虫速殖子全虫抗原(Toxo-Ag)做平行检测。
6.重组BAG1抗原检测特殊人群血清IgG和IgM抗体,用rSAG1和Toxo-Ag做平行检测。
结果:
1.成功构建克隆重组质粒pET-28a(+)-BAG1,经IPTG诱导得到以可溶性形式表达的重组BAG1,Western blotting分析显示重组BAG1具有特异的免疫反应性。
2.成功建立弓形虫慢性感染小鼠模型;
3.用rBAG1抗原与rSAG1、Toxo-Ag检测弓形虫慢性感染小鼠血清IgG抗体。结果显示针对相应抗原的小鼠IgG抗体在不同时间水平有显著差异(P<0.001)。针对不同抗原的小鼠IgG抗体有显著差异,rBAG1-IgG显著高于rSAG1-IgG和Toxo-Ag-IgG(P<0.001)。时间与抗原有显著交互效应,主要表现在抗rBAG1与rSAG1、Toxo-Ag的IgC抗体变化趋势显著不同(P<0.001)。
4.用rBAG1抗原与rSAG1、Toxo-Ag检测弓形虫慢性感染小鼠血清IgM抗体。结果显示针对相应抗原的小鼠IgM抗体在不同时间水平有显著差异(P<0.001)。针对不同抗原的小鼠IgM抗体无显著差异,即rBAG1-IgM、rSAG1-IgM以及Toxo-Ag-IgM三者整体水平无显著差异(P=0.070)。时间与抗原有显著交互效应,主要表现在抗rBAG1与rSAG1、Toxo-Ag的IgM抗体变化趋势不同(P=0.008)。
5.用rBAG1抗原与rSAG1、Toxo-Ag检测477份精神分裂症患者血清中弓形虫IgG抗体,阳性率分别为15.30%、11.74%和12.58%。结果显示rBAG1与rSAG1两种抗原检测的阳性率有显著差异(P=0.021),以rBAG1检测的阳性率较高;两种抗原检测的吻合度一般(k=0.562)。rBAG1与Toxo-Ag两种抗原检测阳性率无显著差异(P=0.111),吻合度一般(r=0.503)。rSAG1与Toxo-Ag两种抗原检测的阳性率无显著差异(P=0.665),吻合度一般(k=0.529)。
6.用rBAG1抗原与rSAG1、Toxo-Ag检测477份精神分裂症患者血清中弓形虫IgM抗体,阳性率分别为8.18%、10.27%和12.79%。结果显示rBAG1与rSAG1两种抗原检测的阳性率无显著差异(P=0.099),两种抗原检测结果的吻合度一般(k=0.625)。rBAG1与Toxo-Ag两种抗原检测的阳性率有显著差异(P=0.001),吻合度一般(k=0.556)。rSAG1与Toxo-Ag两种抗原检测的阳性率有显著差异(P=0.023),吻合度较强(x=0.754)。
7.rBAG1和rSAG1两种抗原检测254份孕妇血清中的IgG抗体阳性率分别为6.30%和5.91%,两种抗原检测的阳性率无显著差异(P=1.000),吻合度一般(k=0.691)。两种抗原检测的IgM抗体阳性率分别为2.76%和3.94%,两种抗原检测的阳性率无显著差异(P=0.581),但两种抗原检测结果的吻合度较弱(x=0.210)。
8.rBAG1和rSAG1两种抗原检测210份献血员血清中的IgG抗体阳性率分别为6.19%和5.71%,两种抗原检测的阳性率无显著差异(P=1.000);两种抗原检测结果的吻合度一般(x=0.617)。
结论:
1.成功构建表达质粒pET-28a(+)-BAG1,在大肠埃希菌中以非融合蛋白形式高效、可溶地表达BAG1基因,获得的重组蛋白可通过Ni-NTA纯化,Westernblotting显示重组BAG1蛋白具有良好的免疫反应性。
2.利用弓形虫Prugniaud弱毒株包囊经口方式感染小鼠,成功建立了弓形虫慢性感染小鼠模型。
3.将重组BAG1抗原应用于弓形虫慢性感染小鼠和人弓形虫感染的检测,结果显示重组BAG1抗原具有良好的检测效能,在弓形虫慢性感染的诊断方面具有潜在的应用前景。