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8、P)的亞單位疫苗憑借其發(fā)展?jié)摿Γ蔀檠芯康臒狳c(diǎn)。1CT亞單位疫苗簡(jiǎn)介亞單位疫苗是指用致病菌主要的保護(hù)性免疫原存在的組分(不含有核酸、能誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生抗體的某沙眼衣原體主要外膜蛋白亞單位疫苗的研究進(jìn)展朱潁佳'(綜述),寧玉梅*(審校)(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué),杭州310053;2.浙江中防藥大學(xué)附屬第二阪院,杭卅310005中圖分類號(hào):R374.I文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-2084(2012)06-0804-04摘要:沙限衣原體主要外膜蛋白的亞單位疫苗成分無(wú)毒力,能誘導(dǎo)中和抗體和特異性細(xì)胞免疫反應(yīng)產(chǎn)生,對(duì)機(jī)體起到預(yù)防和一定的特異性治療作用,是有前途的新型疫苗之一。目瞥,疥究的直點(diǎn)集中于
9、主要分膜蛋白功能構(gòu)象、府效T-B表位簿選及選擇合適的費(fèi)體佐劑增強(qiáng)免農(nóng)原性,并探討拾當(dāng)?shù)慕臃N途徑,誘導(dǎo)高效的抗體和紹胞免疫.同時(shí)加強(qiáng)詁膜防御。關(guān)*詞:沙位衣原體;主要分胰蛋白;免疫化劑;接種ResearchProgressintheMajorOuterMembraneProtein-basedSubunitVaccineAgainstChlamydiaTrachomatisZHUYing-jia,N1NGYu-mei2.(1.ZhejiangTraditionalChineseMedicineUniversity.Hangzhou310053.China;2.theSecondAffiliate
10、dHospitalofZhejiangTradilionalChineseMedicineUniversity,Hangzhou3OOO5.China)Abstract:AChlamydiatrachomatismajoroutermembraneprotein-Uwed(MOMP)subunitvaccinecontainingnopathogeniccomponent.caninducebothlocalneutralizingantibodiesandcell-mediatedimmuneresponsetolimitinfection.Thisvaccineisonetrfthemos
11、tpromisingnewvaccines,playingrolesinpreventionandspecifictreatment.Al)oftheconformationofMOMPsubunittpredictionofeffectiveTandBcellepitopes,thedeliverysystemandadjuvant.aregreatlyrelatedtotheimmunogrnicityofvaccinetsoistheinoculation.ThroughtheresolvingofthesedifficultiesvtheeffectiveCt-MOMEsubunitv
12、accine.inducingyntcmicandmucosalonceitisinitialedvmaybedeveloped.Keywords:Chlamydiatrachomatis;Majoroutermembraneprotein;Immunologicadjuvants;Vaccination沙眼衣原體(Chlamydiatrachomatis,CT)是性傳播疾病的重要病原體,還可引起眼部、呼吸道等全身多個(gè)系統(tǒng)癥狀。對(duì)抗生素耐藥菌株的出現(xiàn)、再感染發(fā)病率增加和早期治療的需要,表明建立一個(gè)有效的CT疫苗可能是控制人類衣原體感染最有效的措施。全菌疫苗可能由于某些免疫致病成分的存在,致使接
13、種者感染CT后較未接種者產(chǎn)生更為嚴(yán)重的基金項(xiàng)目:浙江牙自然基金(Y2I01423)種表面結(jié)構(gòu)成分)制成的疫苗。它可以應(yīng)用基因工程和免疫學(xué)技術(shù),選擇有抗原成分,剔除病理及感染性組分,在預(yù)防的同時(shí)也能起到一定的特異性治療作用。預(yù)防CT感染疫苗的設(shè)計(jì):應(yīng)用一種亞單位作為疫苗,宜含有型特異性的保護(hù)性抗原,但與免疫病理性抗原不應(yīng)有交叉反應(yīng);能覆蓋多個(gè)主要致病血清型,特別是D-K型;在黏膜和全身誘導(dǎo)大量保護(hù)性抗體產(chǎn)生,并對(duì)入胞的衣原體啟動(dòng)有效的細(xì)胞免疫反應(yīng),主要是誘導(dǎo)干擾素7產(chǎn)生的Thl細(xì)胞免疫;增強(qiáng)免疫原性,對(duì)黏膜免疫系統(tǒng)的刺激須保持一定的持續(xù)時(shí)間。研究最多的是相對(duì)分子質(zhì)量約為103.60X103和15
14、xIO,的衣原體外膜蛋白(oJiiermembraneproteins,OMPs),分別為Omp-A、Omp-B和Omp-C基因所編碼。其他一些具有較好免疫原性、可能更保守的抗原成分,也在研究中,且在動(dòng)物模型中證明能發(fā)揮一定的保護(hù)作用.如多形態(tài)外膜蛋白、膜蛋白PorB家族、蛋白酶樣活性因子等。其中,對(duì)CT-MOMP的研究相對(duì)較多。2CT-MOMP亞單位疫苗CT-MOMP蛋白占其外膜蛋白60%以上,由387397個(gè)氨基酸殘基組成,0mpA基因編碼,被認(rèn)為是衣原體亞單位疫苗的靶抗原的優(yōu)先選擇。2.1CT-MOMP的結(jié)構(gòu)、功能MOMP為一酸性的富含半胱氨酸的跨膜蛋白,天然構(gòu)象是以&折疊結(jié)構(gòu)為
15、主的三聚體,具有孔蛋白活性。三聚體的MOMP在溫度437°C、pH5.0-8.0條件下,在十二烷基硫酸鈉中穩(wěn)定,并可抗胰蛋白酶消化。MOMP具有復(fù)雜的抗原決定簇,即抗原表位,如型特異性抗原決定簇、種特異性抗原決定簇和亞種特異性抗原決定簇等,可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性中和抗體及T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。對(duì)不同血清型的CT-MOMP蛋白氨基酸序列分析表明,各型CT-MOMP蛋白均有4個(gè)可變區(qū)(VD),分別鑲嵌于5個(gè)高度保守的恒定區(qū)(CD)內(nèi)。MOMP跨膜8次,N端和C端面向漿周間隙,4個(gè)VD環(huán)在表面,分別在氨基酸的64-83位(VDI).139-160位(VDII)、224237位(VDDI)和2
16、88-317位(VD1V),易與抗體接近,二硫鍵位于2個(gè)VD間的基底部6;而CD區(qū)為跨膜區(qū),抗體難以接近。VD區(qū)序列的變異被認(rèn)為是衣原體逃避免疫監(jiān)視的機(jī)制。在MOMP的VD區(qū)中已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)具有免疫原性的Th和CTL表位,在CD區(qū)也發(fā)現(xiàn)了一些T細(xì)胞表位。Thl細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可增強(qiáng)吞噬細(xì)胞介導(dǎo)的抗感染機(jī)制,特別是抗細(xì)胞內(nèi)寄生菌的感染。Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可增強(qiáng)B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答。CTL通過(guò)釋放穿孔素(perforin)來(lái)介導(dǎo)對(duì)靶細(xì)胞的殺傷,或通過(guò)T細(xì)胞表面的凋亡配體(FasL)與靶細(xì)胞表面的Fas結(jié)合,促使靶細(xì)胞發(fā)生凋亡。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的B細(xì)胞表位均在可變區(qū)。B細(xì)胞在宿主抵抗原發(fā)和繼發(fā)衣原
17、體感染中有重要作用,而且對(duì)于啟動(dòng)T細(xì)胞反應(yīng)也是必需的。MOMP具有免疫保護(hù)性的表位主要位于可變區(qū),不同型別的MOMP可變區(qū)氨基酸序列有一定的差異。這些研究對(duì)CT免疫學(xué)理解,致病機(jī)制闡明及亞單位疫苗的研究具有重要意義。2.2 MOMP保護(hù)性免疫原的選擇2.2.1以整個(gè)MOMP作為疫苗的免疫原此種疫苗接種動(dòng)物,可使之獲得抗性而免受病原體的感染,并降低免疫病理反應(yīng)發(fā)生的可能性。試驗(yàn)證明,從衣原體中提取的天然MOMP(nMOMP)免疫小鼠后對(duì)呼吸道和生殖道衣原體感染產(chǎn)生保護(hù)作用,對(duì)非人類的靈長(zhǎng)類動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),可以對(duì)抗眼部感染刀。但應(yīng)用nMOMP成本過(guò)高,所以作為替代,利用基因工程技術(shù)制備的重組MOMP
18、(rMOMP)在研究中廣泛應(yīng)用。原核表達(dá)系統(tǒng)是最早被采用,也是最成熟的。根據(jù)Gen-Bank中相應(yīng)CT-MOMP基因序列設(shè)計(jì)引物,用高保真PCR方法從CT基因組DNA中擴(kuò)增得到MOMP片段,克隆至載體,測(cè)序后行亞克隆,以重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化細(xì)菌,通過(guò)異丙基硫代半乳糖昔誘導(dǎo)表達(dá)并最終純化獲得所需的目的蛋白。許多實(shí)驗(yàn)顯示,rMOMP所誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)不如nMOMP來(lái)得強(qiáng)大,這可能與它們空間結(jié)構(gòu)和具體抗原組成不盡相同有關(guān)。單克隆抗體識(shí)別的構(gòu)象表位,特別是三聚體的MOMP,在中和抗體衣原體感染方面,比識(shí)別線性抗原表位來(lái)得更有效,但rMOMP對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用的研究?jī)r(jià)值是不容置疑的。2.2.2 以MOMP的肽段為免
19、疫原Welsh等報(bào)道,同一蛋白抗原中可能同時(shí)存在誘導(dǎo)正??垢腥久庖吆筒±硇悦庖邞?yīng)答的不同抗原表位。選取MOMP上免疫原性較強(qiáng)同時(shí)又具有較高安全性的表位作為免疫原,是比較理想的。攜帶有單個(gè)抗原表位的疫苗容易使變異病原體逃避機(jī)體正常免疫監(jiān)視,如果這些免疫監(jiān)視是建立在抗多個(gè)不連續(xù)抗原位點(diǎn)抗體上,那么逃逸現(xiàn)象就可能大大減少。一般說(shuō)來(lái),變異株的抗原位點(diǎn)全部發(fā)生變異的可能性較低,故現(xiàn)多選取多個(gè)或多種表位組合方式。MOMP多抗原(multipleantigenpeptide,MAP)疫苗是按照衣原體MOMP抗原基因中已知或預(yù)測(cè)的某幾段抗原表位的氨基酸序列,用人工方法獲得抗原肽,或使天然蛋白降解為小片段,利用
20、免疫學(xué)和基因工程技術(shù)篩選出具有免疫活性的片段或有中和特性的單克隆抗體識(shí)別相關(guān)抗原表位,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,將同一病原體的不同細(xì)胞表位或者不同亞型病原體的細(xì)胞表位串聯(lián)表達(dá),然后配以適當(dāng)載體與佐劑制成的新型疫苗。形式如串聯(lián)抗原肽抗原,通過(guò)把相同或不同的肽段串聯(lián)起來(lái)以增大抗原分子的相對(duì)分子質(zhì)量;樹(shù)狀多抗原肽抗原以賴氨酸(Lys)為核心含有2n個(gè)抗原肽的抗原.等。但是也存在不足:遺傳背景限制了抗原表位肽的表型,MAP疫苗僅代表了蛋白抗原的一部分;B細(xì)胞和T細(xì)胞抗原表位很難發(fā)揮協(xié)同作用;肽段是線性的,通常不具備抗原蛋白上抗原表位所具有的立體構(gòu)象,免疫原性較蛋白弱。2.3增強(qiáng)MOMP亞單位疫苗免疫原性2.3.1
21、注重表位篩選及構(gòu)象在MOMP疫苗研究中,需注意B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位的特點(diǎn)、T細(xì)胞應(yīng)答的主要組織相容性復(fù)合體限制性及抗原呈遞的特異性。表位篩選常用方法有:計(jì)算機(jī)軟件預(yù)測(cè)法、化學(xué)或生物學(xué)方法(包括酶切割法和水解抗原-抗體復(fù)合物法)、肽探針掃描法、噬菌體表面展示技術(shù)、X線衍射法等。疫苗設(shè)計(jì)的抗原表位的組成和組合方式,影響對(duì)B細(xì)胞表位的特異性免疫應(yīng)答,以及應(yīng)答水平。T細(xì)胞表位是線形構(gòu)象,B細(xì)胞表位是空間構(gòu)象。B細(xì)胞經(jīng)T細(xì)胞非依賴途徑產(chǎn)生IgM為主的抗體,維持時(shí)間短,無(wú)免疫記憶;而經(jīng)T細(xì)胞依賴途徑能誘導(dǎo)IgG為主的長(zhǎng)效、有記憶的抗體免疫。所以理想的免疫原要同時(shí)包含目的抗原B細(xì)胞表位和自身或外源T細(xì)胞表
22、位,可誘導(dǎo)出高度特異性的體液或細(xì)胞免疫反應(yīng)。另外,通過(guò)設(shè)計(jì)隱藏于抗原分子內(nèi)部的表位可增強(qiáng)抗原的免疫原性o蛋白質(zhì)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定其活性,影響活性的結(jié)構(gòu)因素主要為氨基酸及其排序、末端基團(tuán),肽鏈和二硫鍵位置等,但蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)即二維、三維結(jié)構(gòu)也同樣影響生物活性。單克隆抗體可識(shí)別MOMP上的線性和構(gòu)象表位,構(gòu)象表位識(shí)別引導(dǎo)的抗感染效力似乎更大。為了刺激有力的保護(hù)作用,rMOMP盡可能模仿nMOMP的結(jié)構(gòu)是必需的,而多表位構(gòu)建免疫原時(shí),也需注意組合方式或骨架,以保持空間構(gòu)象,更好識(shí)別。2.3.2載體和佐劑的應(yīng)用一般來(lái)說(shuō)單獨(dú)使用MOMP或抗原決定簇的免疫原性較弱,所以通常要與載體耦聯(lián),或連接于骨架分子
23、以維持空間構(gòu)象,或以融合的形式進(jìn)行免疫,還可以與佐劑一起作用,以提高免疫原性,增進(jìn)抗原與黏膜之間的傳遞以及免疫接觸,優(yōu)化免疫應(yīng)答。有些載體同時(shí)具有佐劑活性。CT疫苗常用載體目前研究較多的載體是基因工程的方法構(gòu)建的活重組細(xì)菌和病毒載體,其優(yōu)點(diǎn)是能表達(dá)目的抗原,一個(gè)載體可以同時(shí)呈遞多種抗原,無(wú)毒或少毒,但仍能增殖和入侵黏膜表面。一次免疫可在體內(nèi)復(fù)制而引起長(zhǎng)久的免疫應(yīng)答,并有免疫調(diào)節(jié)功能。重組霍亂弧菌是一種有效的載體和CT蛋白克隆傳遞系統(tǒng)。重組霍亂弧菌-MOMP,通過(guò)肌注接種小鼠后,可誘導(dǎo)生殖道黏膜局部和系統(tǒng)性Thl免疫反應(yīng)的增高。鼠傷寒沙門菌可以通過(guò)特殊的黏膜上皮M細(xì)胞進(jìn)入機(jī)體,穿過(guò)
24、上皮屏障將抗原物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi),從而產(chǎn)生由上皮內(nèi)或上皮下淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的初級(jí)免疫應(yīng)答;還可以被樹(shù)突狀細(xì)胞(dendriticcell,DC)直接攝取進(jìn)入機(jī)體,獲得高效激活T細(xì)胞的能力。減毒活病毒性載體是利用重組DNA技術(shù)將外源基因插入經(jīng)過(guò)改造的病毒基因組內(nèi)部,而后感染細(xì)胞,使外源基因維持一定時(shí)間的表達(dá),以刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。冷適應(yīng)減毒活病毒疫苗被美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)用于人類。如以流感病毒為載體,傳遞目標(biāo)抗原,刺激鼻黏膜相關(guān)淋巴組織,在黏膜和系統(tǒng)產(chǎn)生針對(duì)病原體的抗原特異性免疫反應(yīng)已經(jīng)成功。鼻黏膜相關(guān)淋巴組織不僅對(duì)鼻內(nèi)攝入的抗原產(chǎn)生局部免疫,還能誘導(dǎo)遠(yuǎn)處的黏膜產(chǎn)生免疫反應(yīng)。重組A型流感病毒
25、,作為CT免疫表位的載體,可有效誘導(dǎo)特異性TH1型免疫反應(yīng),抗生殖道衣原體感染。另外,非傳染性重組減毒腺病毒載體、痘病毒等多種病毒載體在MOMP疫苗中的應(yīng)用也在嘗試中,但在篩選靶向性好、組織特異性強(qiáng)且可精確調(diào)控的病毒性載體方面還有大量工作要做。佐劑的應(yīng)用佐劑是能夠增強(qiáng)對(duì)疫苗組分抗原特異性免疫應(yīng)答或改變免疫反應(yīng)的。在CT疫苗研究中,使用較多的佐劑有:CT、大腸埃希菌不耐熱腸毒素(LT)等,可提高特異性體液免疫和細(xì)胞免疫功能,增強(qiáng)黏膜免疫;CpG基序,激活抗原呈遞細(xì)胞,優(yōu)勢(shì)誘導(dǎo)Thl型免疫應(yīng)答;皂角昔類,如QS21,刺激白細(xì)胞介素2、干擾素yJgG產(chǎn)生,可誘導(dǎo)Thl、Th2和細(xì)胞毒性
26、T細(xì)胞的免疫應(yīng)答;脂質(zhì)體類,主要誘導(dǎo)B細(xì)胞為主的免疫應(yīng)答,產(chǎn)生高水平IgG,也可促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖。此外,還有免疫刺激復(fù)合物、生物降解微粒等。在CT-MOMP疫苗的研究中,佐劑CT和CpG應(yīng)用相對(duì)較多?;魜y毒素可提高抗原呈遞細(xì)胞呈遞抗原的能力,是最強(qiáng)大的黏膜佐劑之一,由1個(gè)A亞基和5個(gè)B亞基組成,能誘導(dǎo)CD?Thl、Th2細(xì)胞免疫功能,并能夠刺激黏膜分泌IgA抗體3】。霍亂毒素的腸毒性限制了其作為免疫佐劑的應(yīng)用,而其無(wú)毒性但有免疫佐劑活性的受體結(jié)合亞單位研究較多。多項(xiàng)研究表明,通過(guò)滴鼻、陰道或經(jīng)皮使用無(wú)毒的CTB亞單位疫苗,能誘導(dǎo)黏膜和系統(tǒng)的免疫。而CpG基序作為黏膜佐劑,可以直接激活抗原呈遞細(xì)
27、胞,誘導(dǎo)其產(chǎn)生白細(xì)胞介素12、腫瘤壞死因子a等Thl型細(xì)胞因子,還可間接剌激自然殺傷細(xì)胞分泌干擾素”誘導(dǎo)Thl型免疫應(yīng)答。CpG與Toll樣受體9結(jié)合,與作為接頭蛋白的髓分化因子88(MyD88)形成信號(hào)通路,使免疫反應(yīng)偏向Thl型3】。有研究表明,CpG與霍亂毒素合用作為蛋白疫苗的佐劑具有協(xié)同作用,既能誘導(dǎo)強(qiáng)的黏膜抗體的產(chǎn)生又能誘導(dǎo)Thl類占優(yōu)勢(shì)的細(xì)胞免疫'。2.4接種疫苗途徑疫苗的給藥途徑影響免疫反應(yīng)的強(qiáng)度和性質(zhì)。肌肉組織血流豐富及皮膚富含抗原呈遞細(xì)胞,抗原呈遞及傳遞能力可能剌激機(jī)體產(chǎn)生全身系統(tǒng)的免疫能力,兩者為常用免疫接種方式??诜庖叽碳ば宰钚?,也在研究中被應(yīng)用,但其免疫效果容
28、易受到腸上皮細(xì)胞膜、胃酸和各種消化酶的影響。衣原體感染涉及結(jié)膜、呼吸系統(tǒng),胃腸道和泌尿生殖道等,因此在各種黏膜引起強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)至關(guān)重要。根據(jù)共同黏膜免疫系統(tǒng)的概念,某一部位攝入的疫苗能夠誘導(dǎo)多個(gè)遠(yuǎn)處黏膜部位的免疫,且黏膜可以分泌IgA,有豐富的抗原呈遞細(xì)胞以及調(diào)節(jié)型T細(xì)胞,故黏膜可以作為CT疫苗有效的免疫途徑之一。目前對(duì)減毒和衣原體亞單位疫苗的研究已證明,滴鼻是提供呼吸系統(tǒng)和生殖器保護(hù)的最有效方法"8)。鼻部上皮細(xì)胞間隙較大并與毛細(xì)血管緊密相連,血管和淋巴管豐富,能直接進(jìn)入全身血液循環(huán),抗原不被暴露在低pH值和含有大量分泌的降解酶的環(huán)境下。但滴鼻有時(shí)也有不良反應(yīng)產(chǎn)生,如面癱等,可能
29、與其鄰近中樞神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)。舌下和直腸黏膜等途徑也在被探討,且能起到一定保護(hù)作用。而結(jié)腸給藥相對(duì)經(jīng)口途徑,更能刺激陰道和結(jié)腸黏膜的IgA水平和血清IgG水平,可能是性傳播疾病疫苗的適當(dāng)免疫途徑3迥。全身合并黏膜途徑也許比任何單獨(dú)的系統(tǒng)或黏膜免疫接種提供了更好地保護(hù)。3小結(jié)與展望CT-MOMP亞單位疫苗在CT的防治中顯示出極大優(yōu)勢(shì)和潛力,成為研究的重點(diǎn)方向之一。在疫苗制備中需要考慮以下幾個(gè)方面:疫苗需能覆蓋多個(gè)主要致病血清型產(chǎn)生交叉反應(yīng)。能在黏膜和全身誘導(dǎo)大髭保護(hù)性抗體產(chǎn)生,并對(duì)入胞的衣原體啟動(dòng)有效的細(xì)胞免疫反應(yīng)cCT-MOMP盡管目前尚沒(méi)有誘導(dǎo)病理性免疫反應(yīng)的證據(jù),但研制時(shí)仍需排除其誘導(dǎo)VED可
30、能。合理設(shè)計(jì),減少逃逸現(xiàn)象,并使所選T、B表位能發(fā)揮協(xié)同作用。設(shè)計(jì)疫苗時(shí)應(yīng)注意盡可能保持正確的空間構(gòu)象。增強(qiáng)免疫原性,選擇合適載體呈遞抗原,或?qū)⒍鄠€(gè)表位連接于樹(shù)狀多臂骨架分子,免疫佐劑與抗原表位聯(lián)合應(yīng)用亦可增強(qiáng)免疫效應(yīng)。不同的疫苗成分組合,其所誘發(fā)最大免疫效應(yīng)的途徑不同,要選擇適當(dāng)?shù)囊呙缛塍w方式等。盡管目前有許多關(guān)鍵因素還在探索,也存在著一些缺陷,相信隨著基因工程和免疫技術(shù)的發(fā)展、抗原表位的進(jìn)一步鑒定、空間構(gòu)象的完善、主要組織相容性復(fù)合體限制作用的減弱,CT-MOMP亞單位疫苗必將在人類和動(dòng)物CT的防治中發(fā)揮巨大作用。參考文獻(xiàn)1BmnhamRC,Rey-LadinoJ.Immunologyof
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