鮑曼不動(dòng)桿菌疫苗研究進(jìn)展.docx

1、*綜述.鮑曼不動(dòng)桿菌疫苗研究進(jìn)展李海濤，潘頻華關(guān)鍵詞：鮑曼不動(dòng)桿菌；疫苗；蛋白中圖分類(lèi)號(hào)：R378文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10097708(2015)02()18804ResearchprogressofthevaccineagainstAcinetobacterbaumanniiLIHaitao»PANPinhua.(DepartmentofRespiratoryandCriticalCareMedicine.CentralSouthUniversityXiangyaHospital,Changsha410008*China)鮑曼不動(dòng)桿菌存在于醫(yī)院環(huán)境并在患者多部位定植，導(dǎo)致醫(yī)院獲

2、得性肺炎、血流感染、腹腔感染、腦膜炎、皮膚軟組織感染和泌尿系感染等。由于其強(qiáng)大的獲得耐藥性及克隆傳播能力，鮑曼不動(dòng)桿萌已成為全球流行并呈高度耐藥的常見(jiàn)致病菌。在我國(guó)，鮑曼不動(dòng)桿曲已經(jīng)成為醫(yī)院感染最常見(jiàn)的病原菌之一,2012年我國(guó)9省市15所教學(xué)醫(yī)院臨床檢出的革蘭陰性菌標(biāo)本中，鮑曼不動(dòng)桿菌達(dá)15.05%,僅次于大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌，其中大多數(shù)為多重耐藥在部分重癥監(jiān)護(hù)病房，多重耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌已居醫(yī)院感染的第1位。需要警惕的是，耐碳青霉烯類(lèi)鮑曼不動(dòng)桿菌感染率持續(xù)上升.并逐漸成為最常見(jiàn)的基因表型片6)。由于鮑受不動(dòng)桿菌耐藥性日趨嚴(yán)重，新的有效抗菌藥物研發(fā)遲滯，近年,國(guó)外許多學(xué)者嘗試通過(guò)研制針對(duì)性

3、細(xì)菌疫苗的手段來(lái)防治鮑曼不動(dòng)桿菌，現(xiàn)就鮑曼不動(dòng)桿笛疫苗研制的新進(jìn)展綜述如F。1滅活疫苗滅活全菌體(inactivatedwholecell»IWC)»作為最簡(jiǎn)單快捷的人工免疫方式.以滅活病原微生物基金項(xiàng)目：湖南省科技廳社會(huì)發(fā)展支撐課題(2O13SK3O23).作者單位:中南大學(xué)湘雅毆院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科.K沙4UMMI8.作者簡(jiǎn)介:李海濤(1989),男.碩士，醫(yī)師，主要從事肺部敗癥感染診治研究.通信作者:海頻乍，E-mail：piuhuapan668。制備抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答預(yù)防感染是優(yōu)先考慮的方法。McConnell等和Harris等分別以腹腔接種和鼻內(nèi)接種方式構(gòu)建鮑曼不動(dòng)

4、桿菌感染小鼠肺炎模型.并分別以ATCC19606毒株和LAC-4岸株制備甲醛滅活全菌體疫苗并肌注免疫小鼠。在接種IWC的小鼠可以觀察到明顯的主動(dòng)免疫，表現(xiàn)為：免疫后在小鼠體內(nèi)可以檢測(cè)到明顯的特異性抗體升高;免疫小鼠組織細(xì)菌負(fù)荷量，及血清細(xì)胞因子明顯減少;以不同鮑曼不動(dòng)桿菌毒株感染小鼠，IWC免疫組小鼠生存率接近100%,而未免疫組小鼠則不足2()%。研究同樣表明，注射IWC抗血清后再感染鮑曼不動(dòng)桿菌小鼠未出現(xiàn)感染死亡，說(shuō)明IWC抗血清具有明顯的被動(dòng)免疫保護(hù)作用。IWC的主動(dòng)和被動(dòng)免疫均對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌感染布保護(hù)作用。KuoLee等：久最近的研究指出，IWC滴鼻亦能誘導(dǎo)體液免疫的產(chǎn)生，但與黏膜免疫

5、相關(guān)的slgA并無(wú)明顯升高.且免疫血清無(wú)被動(dòng)免疫保護(hù)作用。IWC雖然有明顯的主動(dòng)及被動(dòng)免疫保護(hù)作用，但問(wèn)題也很明顯:IWC免疫原性不強(qiáng)，需大劑量多次接種;1WC在制作過(guò)程中可能出現(xiàn)導(dǎo)致滅活不完全,接種免疫后危及患者生命;IWC無(wú)效成分過(guò)多，其中內(nèi)毒素可能加至患者病情。2外膜蛋白疫苗1外膜復(fù)合物(outermembranecomplex,OMC)為解決以上問(wèn)題.McConnell等叩進(jìn)一步提出()MC可能成為一個(gè)較為安全的鮑曼不動(dòng)桿萌候選疫苗。()MC為超速離心提取自鮑曼不動(dòng)桿菌外膜，其包含細(xì)胞膜上多個(gè)蛋白質(zhì)成分，具有一定的免疫原性。選擇4TCC19606毒株提取OMC,免疫小鼠后發(fā)現(xiàn):單次免疫

6、效果良好，能誘導(dǎo)小鼠體液免疫及細(xì)胞免疫(反映指標(biāo)為IgG及INF-a明顯升高);降低小鼠感染后組織細(xì)菌負(fù)荷量及炎性因子水平;OMC能保護(hù)小鼠免于鮑曼不動(dòng)桿菌致死感染;小鼠OMC抗血清保護(hù)小鼠免于鮑曼不動(dòng)桿菌感染引起膿毒癥所致死亡.有明顯的被動(dòng)免疫保護(hù)作用。該研究結(jié)果與IWC研究結(jié)果高度一致，從安全性考慮而言,()MC較IWC為優(yōu)。2.2外膜囊泡(outermembranevesicles,()MV)OMV是由革蘭陰性破外膜外翻分泌形成，其中包裹了大量的外膜蛋白、間質(zhì)蛋白和脂多糖。Bomberger等"的研究表明，由于0MV能與宿主細(xì)胞外膜融合，提示OMV可能遠(yuǎn)距離輸送細(xì)萌產(chǎn)物，也解釋

7、其群體感應(yīng)(quorumsensing)、毒力因子傳播、基因-基因轉(zhuǎn)換等作用，表明在細(xì)菌致病過(guò)程中OMV發(fā)揮了重要作用。McConnell等。刀研究提示,()MV同樣也能成為鮑曼不動(dòng)桿菌候選疫苗。其作為候選疫苗優(yōu)勢(shì)在于:。MV中內(nèi)毒素水平可控制在(1.3±().()1)xKFEU/昭,較IWC和OMC明顯降低;OMV接種后同樣引起小鼠體液免疫應(yīng)答，而目.二次強(qiáng)化免疫后能明顯增加特異性IgG和IgM水平;OMV接種后降低了小鼠感染后組織細(xì)菌負(fù)荷量及炎性因子水平(IL-lpJL-6)；OMV誘導(dǎo)保護(hù)性免疫，明顯降低了鮑曼不動(dòng)桿菌膿毒癥小鼠模型死亡率。另外,OMV制備只需過(guò)濾鮑曼不動(dòng)桿菌上

8、清液并加以濃縮便可.方法簡(jiǎn)單而快速。但0MV抗血清沒(méi)有被動(dòng)免疫保護(hù)作用;通常對(duì)來(lái)自所提取的單克隆特異性毒株免疫效果最佳，因而，可能更適用鮑曼不動(dòng)桿南感染暴發(fā)時(shí)快速制備OMV預(yù)防新的感染；雖然OMV內(nèi)毒素水平低于IWC和OMC,但仍然超過(guò)了人體所能承受的水平。IWC、()MC和OMV均屬于多抗原成分,其優(yōu)勢(shì)在于能有效地避免因多克隆毒株的存在使得疫苗效果降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌的其他血清型所致膿毒癥感染也有保護(hù)作用wm,原因可能是多抗原成分發(fā)揮的交叉免疫作用，也可能是其中存在高度保守基因所編碼的抗原成分;其缺點(diǎn)同樣明顯:由于其所含成分繁多且復(fù)雜，在生產(chǎn)過(guò)程中難以標(biāo)準(zhǔn)化疫苗劑鼠;而且其中

9、脂多糖(內(nèi)毒素)含最超過(guò)189了人體所能承受的上限，限制了在人休中的應(yīng)用。或許通過(guò)滅活鮑曼不動(dòng)桿菌中編碼脂多糖合成途徑的相關(guān)基因,獲得相應(yīng)疫苗是減低內(nèi)毒素水平的可行方式之一。3重組蛋白疫苗1生物膜相關(guān)蛋白(biofilmassociatedprotein,Bap)由于IWC.OMC和OMV在臨床應(yīng)用推廣受限以及對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌研究的深入,成分單一、免疫原性強(qiáng)的亞單位蛋白疫苗成為研究熱點(diǎn)。Bap是一種特異的細(xì)胞表面蛋白，與鮑曼不動(dòng)桿菌生物膜早期形成及成熟相關(guān)，在細(xì)菌感染過(guò)程中起重要作用。Fattahian等以重組亞單位Bap免疫小鼠3次，ELISA證實(shí)了小鼠體內(nèi)產(chǎn)生對(duì)Bap的體液免疫,Bap特異性

10、IgG抗體效價(jià)較對(duì)照組明顯升高;免疫后小鼠在接種半數(shù)致死劑量:細(xì)菌(107)18h后組織細(xì)菌計(jì)數(shù)明顯減少,而未免疫小鼠此時(shí)均已死亡.提示Bap能有效降低小鼠免于鮑曼不動(dòng)桿菌膿毒癥感染所致死亡的風(fēng)險(xiǎn)。Bap作為傳統(tǒng)疫苗的免疫優(yōu)勢(shì)區(qū)是保守的,在不同毒株中存在相同的免疫表型(Bap誘導(dǎo)抗體對(duì)Kh(X)58.Kh(M)59.Kh(K)97.Kh(M)99等毒株均有效)，使得Bap作為疫苗能對(duì)抗多個(gè)鮑曼不動(dòng)桿菌克隆毒株。但抗&P血清不能發(fā)揮被動(dòng)免疫保護(hù)功能。3.2外膜蛋白A(outermembraneprotein»0mpA)OmpA是目前明確的毒力因子.在鮑曼不動(dòng)桿菌外膜中含量豐富逆

11、，旦在不同鮑曼不動(dòng)桿菌毒株中氨基酸序列高度保守,PubMedBLAST檢索結(jié)果證實(shí)其人類(lèi)蛋白組學(xué)同源性最小，避免誘發(fā)產(chǎn)生自身抗體的可能。Luo等3以重組OmpA(QmpA)免疫糖尿病小鼠后發(fā)現(xiàn):K)mpA誘發(fā)了明顯的體液免疫，表現(xiàn)為抗QmpA抗體效價(jià)明顯增高，小鼠28d生存率由()提高到50%左右,且QmpA抗體效價(jià)與小鼠的存活率呈正相關(guān);同時(shí)明顯降低腦、腎、肝、脾組織細(xì)菌負(fù)荷量(但肺組織中細(xì)菌負(fù)荷封的下降無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。另外.作者亦研究了r<)mpA抗血清的免疫治療作用，雖然免疫血清不能增強(qiáng)補(bǔ)體介導(dǎo)的殺菌作用，但rOmpA抗體能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞調(diào)理吞噬殺傷鮑曼不動(dòng)桿菌，從而發(fā)揮免疫調(diào)理作用

12、。鮑曼不動(dòng)桿菌菌落培養(yǎng)上清液所獲得的()mpA是水溶性并具有生物活性，但原核表達(dá)rOmpA則不溶于水，因此在其表達(dá)上仍需進(jìn)一步研究。3. 3三聚體自轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(trimericautotransporterproteinAta)Ala,一種鮑曼不動(dòng)桿菌表面蛋白成分.附若于許多細(xì)胞外基質(zhì)或基膜蛋白，是形成致病力、生物菌膜及對(duì)IV型膠原纖維黏附所必需曲。Bentancor等叫的研究顯示:Ata抗體可以阻礙鮑曼不動(dòng)桿菌黏附IV型膠原纖維，從而減低鮑曼不動(dòng)桿菌致病力;Ata抗體不但可以促進(jìn)多核中性粒細(xì)胞(PMNs)調(diào)理吞噬殺傷鮑曼不動(dòng)桿菌還能介導(dǎo)補(bǔ)體依賴(lài)的殺菌作用；抗Ata血清可以降低小鼠感染后組織細(xì)菌

13、負(fù)荷量，提示Ata是一個(gè)保護(hù)性免疫的重要靶點(diǎn)。Bap.OmpA.Ata均為保守基因表達(dá)產(chǎn)物.具有高度同源性,并覆蓋了較大部分的鮑曼不動(dòng)桿萌毒株，表現(xiàn)了良好的免疫效果，是潛在疫苗候選抗原?；蚬こ讨亟M技術(shù)生產(chǎn)疫苗具有成分單一、重復(fù)性好、產(chǎn)品批間差異小、易于控制細(xì)菌內(nèi)毒素含量等優(yōu)勢(shì)，不存在疫苗劑量定量的困擾，是現(xiàn)代疫苗開(kāi)發(fā)的重要方向之一。但單一成分疫苗可能免疫保護(hù)不足,或者將鮑曼不動(dòng)桿茜置于強(qiáng)大的選擇壓力下誘導(dǎo)細(xì)胞膜靶向蛋白下調(diào)出現(xiàn)免疫逃避導(dǎo)致疫苗最終失效。因此.篩選保守性好、免疫原性強(qiáng)的抗原，以便進(jìn)行多抗原組合，是研制重組蛋白疫苗需重點(diǎn)解決的問(wèn)題。4多糖疫苗1多聚N-乙酰p葡聚糖(Poly斗ac

14、etyl-gglucan,PNAG)PNAG是一種表達(dá)于多株臨床分離的鮑曼不動(dòng)桿菌表面的多糖,在體外生物膜的形成發(fā)揮了重要作用問(wèn)。由于PNAG抗原性弱,Bentancor等"將合成PNAG與破傷風(fēng)類(lèi)毒素偶聯(lián)形成結(jié)合疫苗后免疫兔并提取抗PNAG血清，被動(dòng)免疫小鼠發(fā)現(xiàn):PNAG抗體可以高效介導(dǎo)多形核中性粒細(xì)胞(PMNs)的調(diào)理殺菌作用;被動(dòng)免疫后感染鮑曼不動(dòng)桿菌的小鼠組織細(xì)菌負(fù)荷量明顯降低，發(fā)揮了保護(hù)性抗體作用。提示PNAG是一種潛在的候選疫苗抗原.有可能在主動(dòng)免疫和被動(dòng)免疫中發(fā)揮保護(hù)作用。4.2K1莢膜多糖鮑曼不動(dòng)桿菌細(xì)胞膜外還表達(dá)多種莢膜多糖，其中K1莢膜多糖與鮑曼不動(dòng)桿菌的毒力密切

15、相關(guān)，且不會(huì)誘導(dǎo)人體產(chǎn)生自身免疫O'Russo等E通過(guò)純化的K1莢膜多糖免疫小鼠并獲得抗K1莢膜多糖血清以驗(yàn)證其被動(dòng)免疫效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在體外實(shí)驗(yàn)中抗血清可以增強(qiáng)PMNs介導(dǎo)的調(diào)理吞噬作用，增強(qiáng)細(xì)菌清除率。但是，只有13%鮑曼不動(dòng)桿菌為K1血清型，因此,K1莢膜多糖疫苗只適用于特定毒株,不能發(fā)揮有效的預(yù)防感染作用。莢膜多糖主要誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生調(diào)理作用殺傷鮑曼不動(dòng)桿菌，相比較抗原性較弱，旦保守性欠佳,并不是疫苗制備的最佳選擇，但豐富了疫苗選擇的思路。幾乎所有成功的疫苗，人們均熟知自然免疫對(duì)抗感染的全過(guò)程，并盡量模仿其保護(hù)性免疫反應(yīng)。雖然目前鮑曼不動(dòng)桿菌疫苗的研究取得了一定的進(jìn)展，但許多技

16、術(shù)依然陳舊，已不能滿足新疫苗升發(fā)的要求。近年來(lái)，逆向免疫學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)的興起為疫苗制備指明了新的道路.通過(guò)對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌保守位點(diǎn)的定位和茶于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).國(guó)外學(xué)者從理論上篩選出多種鮑曼不動(dòng)桿菌候選疫苗抗原"，OmpA、Bap亦位列其中。由于鮑曼不動(dòng)桿菌基因組表達(dá)的多樣性及不穩(wěn)定性，多個(gè)亞單位的組合疫苗或許是未來(lái)鮑曼不動(dòng)桿菌疫苗研究的重要方向。同時(shí)，目前已明確的抗體在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了良好的保護(hù)作用，開(kāi)發(fā)特異性免疫球蛋白制劑甚至單克隆抗體制劑用于治療的被動(dòng)免疫方法或?qū)⒊蔀檠芯糠较蛑?。參考文獻(xiàn)：11Munoz-Price1J5.WeinsteinRA.Acinetobaclerinfec

17、tionJ.NEnglMed.2(X>8.358(12)：1271-1281.2PeiegAY.SeifertH.PatersonDLAcine/obacterbaumannii:emergenceofasuccessfulpathogen。.ClinMicrobiolRev,2008.21(3：538-582.3汪復(fù),朱德妹.胡付品.等.2()12年中國(guó)CHINET細(xì)菌耐約性監(jiān)測(cè)J.中國(guó)感染與化療雜志,2013.13(5)：321-33<).4李茉莉，潘頻華.胡成平.呼吸ICU醫(yī)院獲得性肺炎的病原學(xué)分布與致病俯耐藥性的變遷J.中南大學(xué)學(xué)報(bào)(毆學(xué)版)，2()13,38(3):251

18、257.5HigginsPG.I)ammhaynC.HackelM.etal.Globalspreadofcarbapenem-resistantAcinetobacterbaumanniiJ.JAntimicrobChcmother.2010,65(2)：233238.L6I>eeYT,TaoSM.HsuchPR(finicaloutcomesoftigccyriinealoneorincombinationwithotherantimicrobialagentsforthetreatmentofpatientswithhealthcare-associatedmultidrugres

19、istantAcinetobacterbaumanniiinfectionTJ.EurJClinMircorobiolInfect018,2013.32(9),1211-1220.7McConnellMJ.PachonJ.ActiveandpassiveimmunizationagainstAcinetobacterbaumanniiusinganinactivatedwholecellvaccine。.Vaccine.2010,29(8HarrisG.KuoLeeR.LamCK.etaLAmousemodelofAcinetobacter6aunutnnn-associatedpneumon

20、iausingaclinicallyisolatedhypervirulcntstrainjJ.AntimicrobAgentsChemother.2()13.57(8)：36013613.9KuoLeeR.HarrisG.YanH.etal.IntranasalimmunizationprotectsagainstAcinelobaclerbaumannii-associatedpneumoniainmice。.Vaccine.2014,2(4)：82-9().10JMcConnellMJ.Ek)minquez-HerreraJ.SmaniY.etal.Vaccinationwithoute

21、rmembranecomplexeselicitsrapidprotectiveimmunitytomultidrugresistantAcinetobacterbaunuinniiJ.InfectJmmun,2011,79(1),518-526.l1JBonibergcrJM,MaceachranDP.CoutermarshBA,etal.Long-distancedeliveryofbacterialvirulencefactorsbyPseudomonasaeruginosaoutermembranevesiclesJPIx)SPathog,2009,5(4)0000382.C12jMc

22、ConnellMJ.RuniboC«BouG»eialOutermembranevesiclesasanacellularvaccineagainstAcinetobacterbaumanniiJ.Vaccine.2011,30(34)：57055710.13FattahianY,RasooliI,MousaviGargariSL.ctal.ProtectionagainstAcinetobacterbaumanniiinfectionviaitsfunctionaldeprivationofbiofilmassociatedprotein(Bap)J.MicrobPath

23、og,2011,51(6)：402406.14McConnellMJ.ActisL.PachonJ.Acinetobacterbaumannii:humaninfection,factorscontributingtopathogenesisandanimalmodelsJ.FEMSMiorobiolRev,2012»37(2)；13(4155.15<uoG,】jnL.IbrahimAS,etalActiveandpassiveimmunizationprotectsagainstlethal,extremedrugresistant-AcjnrtoAacZrrbaumanni

24、iinfcctionJj.PloSOne.2012.7(1)：e29446.f16jMcConnellMJ.PachonJ.Expression,purification,andrefoldingofbiologicallyactiveAcinetobacterbaumanniiOmpAfromEscherichiacoLiinclusionbodiesJ.ProteinExprPurif,2011,770):98-103.17JBentancorLV,Camacho-PeiroA.BozkurtGuzelC.ctal.IdentificationofAta.amultifunctionalt

25、rimericautotransporterofAcinetobacterbaumanniijlJBactcriol.2012,194(15)；3950-3960.18BentancorLV,RoutrayA,BozkurtGuzelC»etal.EvaluationofthetrimericautotransporterAtaasavaccinecandidateagainstAcinetobacterhauinanniiinfectionsJ.Jj.InfectImmun.2012,80(!()：33813388.19ChoiAH.SlamtiL.AvciFY.etal.ThepgaABCDlocusofAcinetobacterbaumanniiencodestheproductionofpoly-beta1-6-N-acetylglucosamine*whichiscriticalforbiofilmformationLJ.ilacteriol,2(X)9.191(19).59535963.2。Bentancorl.V,O'MalleyJM,Bozkun-GuzdC.exal.Poly-N-acetyl-(1-6)glucosamin