血吸蟲候選疫苗的研究現(xiàn)狀與展望

血吸蟲候選疫苗的研究現(xiàn)狀與展望摘要：血吸蟲病是一種嚴(yán)重危害人民身體健康的人畜共患寄生蟲病，發(fā)展疫苗是預(yù)防和控制日本血吸蟲病的重要措施之一。血吸蟲病疫苗的研制工作已納入WHO和我國主要疾病防治規(guī)劃并取得了顯著進展。近年來開展的血吸蟲免疫機制和血吸蟲基因組研究對血吸蟲疫苗的研制起了積極的推動作用，目前各國研究的焦點主要集中在疫苗候選分子方面。對近年來有前途的幾種血吸蟲疫苗的研究進展予以綜述。關(guān)鍵詞：日本血吸蟲；蛋白疫苗；DNA疫苗；樹突狀細(xì)胞疫苗；綜述CurrentStatusandProspectsonCandidateVaccinesagainstSchistosomajaponicumAbstract:Schistosomiasis,aparasiticdiseasescanbothinfecthumanandlivestocks,madeseriousharmfultopeople’shealthinrecentlyyears.Animportantmethodofschistosomiasiscontrolisthecreationofvaccines.Greatprogresshasbeenmadeonvaccineresearchforschistosomiasis,includingthoseonimmunemechanismandSchistosomagenomewhichhavemadeactiveeffecttovaccinedevelopment.scientistsfromallovertheworldarefocusingonthefieldofcandidatemolecularofvaccine.Inthiscase,severalvariesofSchistosomiasisvaccineswhichhadbemuchtalkedaboutinrecentlyyearsshouldbereviewedinthisarticle.Keywords:Schistosomajaponicum;Proteinvaccine;DNAvaccine;dendriticcellvaccine;review日本血吸蟲?。⊿chistosomiasisjaponicum）是由日本血吸蟲（Schistosomajaponicum，Sj）引起的一種嚴(yán)重危害人類健康的人獸共患疾病，是世界衛(wèi)生組織確定的六大熱帶病之一［1］，目前主要流行于中國、菲律賓和印度尼西亞，中間宿主為湖北釘螺(Oncomelaniahupensis)。據(jù)估算，全球目前有1億多人和幾千萬頭家畜受到威脅，我國感染者84.25萬人，感染牛2.48萬頭，是一個重要公共衛(wèi)生問題[2-4]。血吸蟲病的防治措施主要有健康教育、易感地帶滅螺和人畜同步化療。但在防治過程中發(fā)現(xiàn)螺類分布面積廣，不易消滅控制；哺乳動物等保蟲宿主多，人畜同步化療難度大；流行區(qū)人畜化療后再感染率高；吡喹酮化療對已造成的組織損傷沒有作用，對再次感染并沒有保護作用,長期使用具有一定的毒副作用，且易產(chǎn)生抗藥性。近年來，由于種種原因，我國局部地區(qū)血吸蟲病疫情有所回升，如患者數(shù)目有所增加，釘螺面積在擴大，并有由農(nóng)村向城市蔓延的趨勢，我國血吸蟲病防治工作面臨著嚴(yán)峻的形勢。為有效控制和消滅血吸蟲病，迫切需要研制一種長效的預(yù)防疫苗，有效疫苗的免疫預(yù)防是積極預(yù)防的最佳選擇。下面從蛋白質(zhì)疫苗、DNA疫苗（單純的、多價的）、混合疫苗、樹突狀細(xì)胞疫苗4個方面闡述血吸蟲病疫苗的研究進展。1血吸蟲蛋白疫苗蛋白質(zhì)疫苗是血吸蟲疫苗的一個主要類型，種類比較多。日本血吸蟲病疫苗候選抗原大致可分為以下幾大類：酶性抗原、肌相關(guān)蛋白、膜相關(guān)蛋白、鈣相關(guān)蛋白、線粒體相關(guān)蛋白、性別相關(guān)蛋白、信號蛋白、卵相關(guān)蛋白等。1.1酶性抗原日本血吸蟲谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(glutathione-S-transferase,GST)有分子質(zhì)量單位為26和28ku兩種同工酶，是血吸蟲和其它蠕蟲的主要疫苗候選分子和藥物靶標(biāo)。SjGST主要存在于血吸蟲雄蟲生殖腺的實質(zhì)和雌蟲卵黃腺之間的實質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，在蟲體發(fā)育、繁殖過程發(fā)揮重要作用。GST的酶解產(chǎn)物不但參與蟲體發(fā)育過程，而且還調(diào)節(jié)宿主的免疫應(yīng)答反應(yīng)向Th2方向發(fā)展?？寡x藥物砒喹酮可以和GST結(jié)合并抑制其酶活性[5]。GST氨基酸序列中同時含有B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞表位，因而被認(rèn)為是可以同時激發(fā)體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答反應(yīng)的理想抗原。免疫試驗證實，GST可以激發(fā)特異性IgE抗體的產(chǎn)生，而且體內(nèi)外實驗都證明IgE抗體主要是通過ADCC作用實現(xiàn)抗血吸蟲效果的。用重組Sj26-GST進行免疫，小鼠可獲得24%～32%減蟲率，57%～79%減卵率，肝臟肉芽腫顯著減??；水牛、豬和羊可獲得25%～62%減蟲率,54%～60%減卵率，且免疫保護力最長可持續(xù)1年以上，具有明顯的抗感染和抗生殖免疫作用，用重組Sj28-GST進行免疫和尾蚴攻擊感染，小鼠可獲得0～35%減蟲率，水牛和羊可獲得33%～69%減蟲率。磷酸丙糖異構(gòu)酶（triosephosphateisomerase,TPI）是血吸蟲糖代謝過程的一個關(guān)鍵酶(二聚體糖酵解酶)。在血吸蟲的各期均有TPI抗原的合成，并分布于血吸蟲的各種組織中。實驗研究用天然TPI免疫小鼠減蟲率為21%～25%，免疫組肝臟肉芽腫較對照組減少58%～60%，具有一定的保護作用。1.2副肌球蛋白(paramysoin)副肌球蛋白是一種糖蛋白，主要位于血吸蟲各個發(fā)育期肌組織內(nèi)，也分布于尾蚴的呼吸盤腺體內(nèi)，以及肺期蟲體的表膜和基底層。在蟲體發(fā)育過程中分泌結(jié)合至蟲體表面，蟲體移行時成為靶抗原激起保護性免疫，是人抗血吸蟲感染免疫中IgA應(yīng)答的主要靶標(biāo)。該蛋白質(zhì)除了參與蟲體的肌纖維功能外，還能與動物和人的抗體Fc片段結(jié)合，對補體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有抑制作用.體外實驗證明,副肌球蛋白能刺激小鼠T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，且直接注射特異性抗副肌球蛋白抗體不能使動物抵抗感染，表明由副肌球蛋白激發(fā)的抗再感染的保護性免疫機制主要依賴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[6]。1.3膜相關(guān)蛋白主要為日本血吸蟲Mr23000蟲膜蛋白(Sj23)和Mr22600蟲膜蛋白(Sj22.6)。Sj22.6蟲膜蛋白存在于血吸蟲的童蟲和成蟲表膜，曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的22.6ku膜相關(guān)蛋白已經(jīng)克隆和表達(dá)，已證實Sj22.6蛋白可對小鼠產(chǎn)生較高的保護力[7]。蟲膜蛋白Sj23是分布在日本血吸蟲成蟲表面的一種膜蛋白，其功能可能與蟲體細(xì)胞的擴散有關(guān)。對蟲膜相關(guān)蛋白的研究不僅可以為血吸蟲病疫苗提供候選抗原，也對血吸蟲與宿主相互作用和免疫診斷的研究有著重要意義[7]。1.4鈣相關(guān)蛋白脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)、鈣蛋白酶(calpain)、鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin)等都屬于這一類。血吸蟲本身不能合成長鏈脂肪酸和類固醇，必須利用細(xì)胞膜和質(zhì)膜中FABP來吸收、運輸和吞噬宿主各種衍生脂肪酸。在代謝過程中，血吸蟲釋放出的脂肪酸衍生物在抵御宿主免疫系統(tǒng)的攻擊時發(fā)揮重要的作用。因此，F(xiàn)ABP成為血吸蟲合成脂肪酸過程中所必須的載體，是極具吸引力的候選分子[8]。1.5性別相關(guān)蛋白血吸蟲在宿主體內(nèi)發(fā)育過程中需要雌雄蟲合抱才能發(fā)育成熟，而且發(fā)育成熟的蟲體仍需要維持合抱狀態(tài)。因此，找到可能與血吸蟲雌雄蟲合抱有密切關(guān)系的基因或蛋白，作為血吸蟲疫苗的靶目標(biāo)，并明確其免疫保護作用機制，必將大大促進血吸蟲病疫苗的研究和開發(fā)[9]。1.6熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)血吸蟲由于環(huán)境改變而產(chǎn)生熱休克蛋白，可誘導(dǎo)宿主免疫殺傷[10]。HSP作為分子伴侶，在細(xì)胞內(nèi)可以結(jié)合各種變性或合成的短肽呈遞給T細(xì)胞，引發(fā)細(xì)胞免疫反應(yīng)。由于HSP-抗原肽復(fù)合物疫苗是多價的，所以防治血吸蟲感染更為有效，同時HSP能激活記憶T細(xì)胞，避免了宿主對血吸蟲抗原不能持續(xù)產(chǎn)生保護性抗體的缺點。目前血吸蟲HSP-抗原肽復(fù)合物方面的研究開展比較少，但為預(yù)防血吸蟲感染提供了一個研究方向。1.7日本血吸蟲14-3-3蛋白（SJ14-3-3）Mr29000,主要分布于肌肉、表皮以及實質(zhì)層中,是一種具有信號傳導(dǎo)作用的蛋白，參與多種生理過程調(diào)節(jié)。日本血吸蟲信號傳導(dǎo)蛋白14-3-3蛋白(Sj14-3-3)已被確認(rèn)為血吸蟲疫苗候選抗原。蔣就喜等人用rSj14-3-3免疫BALB/c小鼠獲得了17.0%的減蟲率、25.3%的減卵率，肝蟲卵肉芽腫的大小也顯著減小[11]。1.8其他蛋白分子天門冬氨酸蛋白酶-組織蛋白酶D、絲氨酸蛋白酶抑制劑、鐵蛋白等免疫小鼠或家兔亦能獲得較高的減蟲率及減卵率。2DNA疫苗Wolff等將編碼功能蛋白的質(zhì)粒DNA肌肉注射小鼠，發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒DNA可在局部肌肉組織表達(dá)。這種DNA既是疫苗又是載體，故稱為DNA疫苗，又稱為核酸疫苗。核酸疫苗既具有重組亞單位疫苗的安全性，又具有減毒活疫苗誘導(dǎo)全方位免疫應(yīng)答的高效、持續(xù)性的優(yōu)點，成為當(dāng)今疫苗研究的熱點之一［12］。2.1單純的DNA疫苗迄今已報道的抗日本血吸蟲DNA候選疫苗有SjTPI、Sj22、Sj23、Sj26、Sj28、Sj32及Sj97等。Sj32DNA疫苗:李傳明等構(gòu)建pBK-Sj32，并將其肌肉注射免疫BALB/c鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)免疫鼠的減蟲率和肝組織的減卵率分別為30.91%～38.6%和55.21%～55.71%。表明pBK-Sj32也可誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生一定的減蟲、減卵作用。Sj97DNA疫苗：研究發(fā)現(xiàn)將SjC97DNA全基因質(zhì)粒表達(dá)載體(pCMVSjc97)免疫C57BL/6小鼠，發(fā)現(xiàn)pCMV-Sjc97免疫C57BL/6小鼠減蟲率為35.5%～4l.1%，肝、脾及腸組織減卵率分別為44.5%～59.6%、56.7%～82.4%和57.9%，pCMV-Sjc97免疫主要誘生Thl型免疫應(yīng)答增強，Sjc97DNA疫苗具有一定的抗肝纖維化、對小鼠肝臟和皮膚均具有一定的免疫保護作用，pCMV-Sjc97免疫增強了小鼠皮膚及肺組織的細(xì)胞反應(yīng)及其殺童蟲作用［13］。2.2多價復(fù)合DNA疫苗血吸蟲蟲體較大，抗原性復(fù)雜，目前的研究表明，單價DNA疫苗分子的保護力有限，雙盲實驗證實,所獲得的疫苗候選分子均難以穩(wěn)定達(dá)到40%的免疫保護力(減蟲率)［8］，而將含有不同抗原基因的質(zhì)?；旌掀饋磉M行聯(lián)合免疫，或?qū)f(xié)同保護功能的一組基因的功能性表位的氨基酸序列結(jié)合起來設(shè)計成聯(lián)合表位肽段，生產(chǎn)多價復(fù)合疫苗，綜合各種疫苗的協(xié)同作用，各取所長，會誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生更完全的保護。以VRSj23+VRSj28聯(lián)合DNA疫苗肌內(nèi)免疫?？色@得38%減蟲率和48%減卵率。以VRSj62+VRSj28+VRSj23+VRSj14-3-3四價混合DNA疫苗肌內(nèi)免疫小鼠可誘導(dǎo)40%減蟲率[14]。3混合疫苗血吸蟲混合疫苗包括蛋白(重組蛋白和表位肽)的混合疫苗、DNA的混合疫苗、蛋白與DNA的混合疫苗。混合疫苗綜合了蛋白疫苗與DNA疫苗的優(yōu)點，有良好的發(fā)展前景。實驗證明應(yīng)用混合疫苗可誘導(dǎo)實驗室動物產(chǎn)生較高的抵抗力，聯(lián)合疫苗在一定程度上優(yōu)于單獨使用蛋白疫苗和DNA疫苗。4樹突狀細(xì)胞疫苗樹突狀細(xì)胞（DC）是目前體內(nèi)功能最強的抗原提呈細(xì)胞，具有較強的刺激初始T細(xì)胞增殖的能力，能啟動機體的免疫反應(yīng)并決定機體免疫應(yīng)答方向。DC1活化后分泌大量的IL-12，促使Th0向Th1分化，誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答。DC2不分泌IL-12和IL-4，能促使Th0向Th2分化，DC2誘導(dǎo)的Th2分化是IL-4非依賴性的，DC2可能提供某種特殊信號誘導(dǎo)Th0向Th2分化，誘導(dǎo)Th2型免疫應(yīng)答。Th的極化受多種因素的影響，包括抗原特性、DC細(xì)胞類型、細(xì)胞因子以及激素等。樹突狀細(xì)胞疫苗目前廣泛應(yīng)用于抗腫瘤、移植免疫，在抗寄生蟲感染中也有報道。但在抗血吸蟲感染方面的研究還很少見。有報道血吸蟲蟲卵抗原（SEA）和GST負(fù)載的DC免疫BABL/c小鼠，可分別誘導(dǎo)出27.3%和34.5%的減蟲率［15，16］。該研究小組接著用日本血吸蟲Sj26和Sj23基因轉(zhuǎn)染DC聯(lián)合免疫BABL/c小鼠，減蟲率提高至40.5%［15］。5展望研制有效的血吸蟲病疫苗被認(rèn)為是控制血吸蟲病的根本措施之一。雖然當(dāng)前日本血吸蟲病疫苗研究中尚存在一些問題，如：現(xiàn)階段所研究的血吸蟲病候選疫苗分子誘導(dǎo)的保護力水平不高；免疫機制不明確；動物模型與人體免疫機制的差異；此外，多數(shù)疫苗的毒副作用尚不明確，能用于人體的佐劑還需要進一步研究［17］。此外，我國血吸蟲病疫苗的研究還應(yīng)在以下幾個方面加強：1)充分利用日本血吸蟲基因組信息資源及蛋白質(zhì)組技術(shù),繼續(xù)探索和驗證新的、優(yōu)質(zhì)的疫苗候選抗原；2)繼續(xù)加強對血吸蟲病疫苗候選抗原免疫機制，特別是免疫逃避機制的研究，這是疫苗研制取得最后成功的關(guān)鍵所在；3)加強對血吸蟲病疫苗候選抗原T、B細(xì)胞表位基因聯(lián)合表達(dá)的研究，為研制雜合疫苗奠定基礎(chǔ);4)加強對血吸蟲病疫苗抗原佐劑的研究；5)完善載體和表達(dá)系統(tǒng)，提高疫苗候選抗原的表達(dá)水平和穩(wěn)定性，以達(dá)到GLP/GMP生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為疫苗的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造條件；6)充分利用血吸蟲基因組計劃資源和蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片等新技術(shù)開展工作；7)注重借鑒曼氏血吸蟲的研究資料，以加強日本血吸蟲的相關(guān)研究?；蚪M學(xué)和蛋白組學(xué)研究的發(fā)展及其在血吸蟲領(lǐng)域研究的應(yīng)用，使血吸蟲病疫苗研究呈現(xiàn)更大的發(fā)展空間。近幾年來我國研究者在血吸蟲病疫苗研究方面取得了一系列的研究進展，并取得了可喜的成績[18]。綜合蛋白疫苗、核酸疫苗的優(yōu)點制成的聯(lián)合疫苗取得了較好的免疫效果。因此研制一種能夠誘導(dǎo)機體產(chǎn)生全面、強效、穩(wěn)定的疫苗是很有希望的。參考文獻：[1]ChitsuloL,EngelsD,MontresorA,etal.Theglobalstatusofschistosomiasisanditscontroi[J].ActaTrop,2000,77(1):41－51[2]ZhouXN,WangLY,ChenMG,etal.Thepublichealthsignificanceandcontrolofschistosomiasis-thenandnow[J].ActaTrop,2005,96:97-105[3]BlasBL,RosalesMI,LipayonIL,etal.TheschistosomiasisprobleminthePhilippines:areview[J].ParasitolInt,2004,53:127-134[4]UtzingerJ,ZhouXN,ChenMG,etal.ConqueringschistosomiasisinChina:thelongmarch[J].ActaTrop,2005,96:69-96[5]羅四維，周秦等.血吸蟲疫苗的研究進展[J].微量元素與健康研究，2011，28（4）：49-54[6]付媛，張雪娟，趙俊龍等.日本血吸蟲22.6ku膜相關(guān)蛋白基因的克隆及原核表達(dá)[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，26（3）：357-360[7]BlasBL,RosalesMI,LipayonILetal.TheschistosomiasisprobleminthePhilippines:areview.ParasitolInt2010,53:127–134.[8]徐妮為，田智,汪世平，日本血吸蟲病DNA疫苗的研究進展[J].中國病原生物學(xué)雜志，2010，5（10）：786-789[9]WuZhong-Dao,LuZhi-Yue,YuXin-Bing.DevelopmentofavaccineagainstSchistosomajaponicuminChina:areview［J］.ActaTropica2009,96:106–116[10]TardieuxI,BainesIMossakowskaM,etal.Actin-bindingproteinsofinvasivemalariaparasitesandtheregulationofactinpolymerizationbyacomplexof32/34kuproteinsassociatedwithheatshockproteins70ku[J].MolbiochemParasitol,1998,93(2):295-308[11]蔣就喜,房修羅,沈繼龍,胡婷婷，日本血吸蟲rSj14-3-3疫苗和rSj26GST疫苗聯(lián)合免疫保護作用研究[J].中國人獸共患病學(xué)報，2010，26(9)：825-829，834[12]蔡世飛，李文桂，等.日本血吸蟲Sj23疫苗研究進展[J].熱帶醫(yī)學(xué)雜志，2010，10（1）：105-108[13]王敏,李文桂.日本血吸蟲Sj97疫苗研究進展[J].中國病原生物學(xué)雜志，2010，5(3)：227-229[14]ZhangY,TaylorM,JohansenM,etal.Vac