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文檔簡介
1、新抱子蟲抗原及疫苗研究進展王雪。孟慶峰,劉新欣】,王琪I,姚貴哲。王偉利微.<1,吉林農業(yè)大學動物科技學院,吉林K舂130118;2.吉林出入境檢驗檢疫局,吉林長春130062)摘要:新抱子蟲病是由犬新抱子蟲(Neosporacaninum生于牛、羊和犬等多種動物細胞內引起的一種原蟲病。新抱子蟲寄生于宿主體內可導致孕富流產或產死胎,以及新生幼畜運動神經障礙和神經系統(tǒng)疾病,給富牧業(yè)造成了很大的經濟損失。近年來對新抱子蟲抗原蚩白在蟲體免疫中的作用研究成為新抱子蟲病免疫學研霓的熱點,新抱子蟲抗原蛋白將在新抱子蟲疫苗研制中發(fā)揮作用。目前還沒有預防新抱子蟲疫苗投入市場的報道。論文對新抱子蟲的抗原蛋
2、白及其疫苗的研究進展進行概述,為疫苗的研制及相應產品的研發(fā)提供參考。關鍵詞:新抱子蟲;抗原;疫苗中圖分類號:S855.9文獻標識碼:A文章編號;1007-5038(2015)12-0129-05收稿日期:2015-05-14基金項目:質檢公益性行業(yè)科研專頊(201410061)作者簡介:王雷(1992),女,吉林四平人,碩士研究生,主要從事動物寄生蟲學研究.,通訊作者新抱子蟲是一種頂覆門專性細胞內寄生蟲,最早由BjerkasI等在患腦膜炎和肌炎的幼犬中發(fā)現(xiàn),由DubeyJP等命名為新抱子蟲。新胞子蟲可感染犬、牛、羊等多種溫血動物,是引起母牛流產的主要原因,因此,新抱子蟲病是一個獸醫(yī)學上的嚴重問
3、題,在經濟學上也具有重要意義。新抱子蟲感染宿主細胞主要包括黏附和入侵兩個過程。在這個過程中,蟲體內的細胞器及其所所分泌的抗原起到重要的重要。首先細胞表面因子暴露的瞬間引起新抱子蟲微線體分泌相關蛋白,開始其黏附過程,微線體蛋白與宿主細胞膜上的相應受體結合形成可以移動的連接區(qū)域,然后,棒狀體分泌相關蛋白修飾宿主細胞,開始侵入細胞。在侵入的過程中,蟲體形態(tài)不變,宿主細胞內陷形成納蟲空泡,使蟲體居于其中,隨后蟲體棒狀體蛋白、致密顆粒蛋白及一些其他因子對納蟲泡膜進行修飾,使其可以避免宿主細胞對納蟲泡的裂解作用。新抱子蟲速殖子在納蟲空泡中進行繁殖2d3d后,細胞破裂,新弛子蟲速殖子進行下一輪的入侵。在此過
4、程中,蟲體表面抗原、棒狀體蛋白、微線體蛋白、致密顆粒蛋白等都起著至關重要的作用。新抱子蟲入侵宿主細胞后,引起其細胞免疫反應及體液免疫反應。細胞免疫反應主要是新抱子蟲的特異性抗原被抗原遞呈細胞所識別并活T細胞,使其中CD4,T淋巴細胞中的Thl及Th2細胞分泌的細胞因子發(fā)生改變。新抱子蟲的體液免疫主要是IgG抗體水平發(fā)生改變,所以新抱于蟲疫苗的研究主要是對新弛子蟲特異性抗原引起細胞免疫反應及體液免疫反應進行評估。新抱子蟲是引起世界范圍內牛流產的主要原因之一,目前最有效的防治方法是通過對檢測后確定感染及疑似患病的動物進行淘汰,建立無新抱子蟲感染的牛群,但是處置造成的損失同樣不可估量。因此,有必要建
5、立一種有效的疫苗防止新弛子蟲的傳播。新弛子蟲疫苗主要是抑制新弛子蟲對宿主細胞的感染,并對宿主細胞提供一定的保護?,F(xiàn)在已經研究的疫苗方法主要有滅活疫苗、弱毒疫苗、基因工程亞單位疫苗、基因疫苗、活載體疫苗等方面的研究并取得了很大突破。論文主要對新抱子蟲在黏附入侵過程中分泌的抗原蛋白及根據(jù)其研制的疫苗進行概括。1新抱子蟲抗原1.1蟲體表面抗原新抱子蟲的蟲體表面抗原主要有NcSAGl.Nc-SRS2、NcP0、p38、NcP29和NcP40等蛋白。Nc-SAG1與NcSRS2是新胞子蟲重要的蟲體表面抗原.NcSAGl僅在速殖子階段表達,NcSRS2在速殖子與緩殖子階段均表達,它們在介導蟲體入侵細胞中起
6、到重要的作用。NcSAGl與NcSRS2是免疫與檢測試驗中常用的抗原,它們具有較好的免疫原性,以其制備的重組疫苗可有效阻斷新施子蟲對小鼠的入侵。NcSAG4在緩殖子階段表達的蛋白,在新抱子蟲感染細胞的周期中始終持續(xù)存在槌】。高建偉等人用P0基因制備DNA疫苗,證明DNA疫苗能夠激起細胞免疫反應,具有很好的保護原性楊濱僮等人用PCR方法擴增P40基因,構建pET-28a-P40質粒并成功在大腸埃希菌Rosscta(DE3)中表達,證明了P40基因具有很好的免疫原性,可以作為疫苗的候選基因:刃。1.2致密顆粒抗原致密顆粒蛋白GRA在形成帶蟲空泡時起到重要的作用,目前已經被評價為候選抗原的有NcGR
7、Al,NcGRA2,NcGRA6,NcGRA7以及Nc-MAG1等賈立軍等用NcGRA7蛋白基因構建重組質粒pMD18-NcGRA7,并應用SDS-PAGE及Westernblot方法對其進行分析,證明其具有很好的免疫原性,可以作為疫苗的候選基因。金春梅等i對NcGRA2t基因進行克隆測序,通過對其編碼蛋白進行分析,說明其編碼蛋白具有很強的抗原性,可以做為疫苗的候選基因。MAG1在蟲體弒附細胞過程中具有一定的介導作用,焦石對其進行克隆分析,并用其與7干擾素基因融合,構建重組質粒,證明其具有一定的免疫原性,為其疫苗的研究提供一定的理論基礎NcGRAM是長為1215bp無內含子的基因,是新發(fā)現(xiàn)的一
8、種致密顆粒蛋白,其免疫原性至今還沒有確定口“。1.3微線抗原微線蛋白是由新抱子蟲頂端的微線體分泌的一類蛋白,目前已知微線抗原蛋白主要有NcMICl、NcMlC2、NcMIC3、NcMIC4及NcMIClO等。YinJG等購重組NcMIClO蛋白在大腸埃希菌中進行表達.并針對該蛋白的非重疊片段制備多克隆抗體,然后用EL1SA方法檢測山羊血清中的抗體,對現(xiàn)有的抗原進行補充。AMA1是由微線分泌的頂膜抗原,是典型跨膜蛋白,在入侵對宿主細胞過程中具有一定的介導作用。郭煥平等W構建pMD18T-NcA-MA弟組克隆質粒并克隆到腺病毒中,為以病毒為載體的新抱子蟲重組疫苗提供依據(jù)。SrinivasanS以R
9、IBI為佐劑,用重組NcMIC4蛋白免疫小鼠,可以引起體液免疫應答,IgGl水平明顯升高,同時減少新胞子蟲對腦的感染性,NcMIC4可以以作為疫苗的候選基因1.4棒狀體抗原棒狀體蛋白在新抱子蟲蟲體入侵及對納蟲空泡進行修飾的過程中起到了重要作用。日前已知的棒狀體蛋白主要有NcROPl、NcR()P2、NcROP3、NcR()P4、NcROP8及NcROP30?,F(xiàn)在研究比敦多的是NcR()P2蛋白,也是確定的疫苗候選抗原之一。DebacheaK將NcROP2基因在大腸埃希菌中表達形成重組蛋白recNcR()P2并與乳化的弗氏不完全佐劑接種到已經感染新弛子蟲的小鼠體內,結果是接種重組蛋白的小鼠存活率
10、比較高,其IgG水平明顯升高,說明其對新抱子蟲具有一定的免疫作用"助。新抱子蟲的大部分基因都與弓形蟲相似,有研究說明,棒狀體蛋白可能與新弛子蟲的毒力有關。LeiT用弓形蟲的TgROP18基因轉染新抱子蟲上.構建Ncl-TgR()P】8,然后對其毒力進行分析,轉基因的新抱子蟲比野生新抱子蟲的毒力強,確定ROP18是弓形蟲與新抱子蟲毒力差異的關鍵因素"刃,并且可能與新抱子蟲入侵宿主細胞并在宿主細胞內繁殖有關。2新抱子蟲疫苗2.1滅活苗滅活苗是指通過對蟲體進行一定的處理使其失活,失去感染力和致病力,但保留其組成成分而制成的疫苗,具有安全性高、無毒力返祖現(xiàn)象等優(yōu)點,但它不能激活細胞
11、的免疫反應,并且在滅活過程中可能會導致一些保護性抗原缺失匚AndrianarivoAG等網研制出一種疫苗,該疫苗用Havlogen和Polygen兩種佐劑滅活新抱子蟲的速殖子,Polygen能笏引起機體較高的抗體水平,具有較好的免疫原性,但是Polygen是否對,干擾素具有很強的刺激,目前還未明確,雖其不能預防妊娠奶牛的垂直傳播,但通過靜脈注射或肌肉注射能夠達到一定的預防作用。Rojo-MontejoaS等用3種不同的佐劑滅活速殖子及3種不同蟲體的數(shù)量來免疫小鼠,發(fā)現(xiàn)狙氧化鋁與CpG寡核昔酸的混合佐劑能夠防止新抱子蟲病慢性階段.阻止新抱子蟲在大腦中增值。而H研究表明了不同佐劑使疫苗的療效發(fā)生變
12、化七2.2弱毒苗弱毒苗又稱弱毒活疫苗,是一種病原致病力減弱但仍具有活力的完整病原疫苗,也就是用人工致弱或自然篩選的弱毒株,經培養(yǎng)后制備的疫苗。此類疫苗可以剌激機體產生體液免疫應答和細胞免疫應答等多種保護性反應。Marugdn-HerndndezV等應用Nc-1株的SAG4cl.1、轉基因SAG4c2.1及野生Nc-l(WT)株制備活疫苗,并對已感染新抱子蟲的懷孕小鼠進行免疫,小鼠病死率為40%、7%和5.6%,產后病死率分別為45%,11.1%和10.8%,證明了野生Nc-l(WT)株制備的弱毒苗對懷孕小鼠的免疫效果最好,也說明野生毒株的毒力弱。Rojo-MontejoS等履分離無毒力Nc-S
13、pain1H株,用5X1O5個活的Nc-Spain1H速殖子免疫小鼠,新生兒的病死率降低為2.4%,并激發(fā)Thl型免疫,將速殖子進行10倍稀釋,低濃度速殖子可以引起IgG2a水平升高,高濃度速殖子能夠引起IgGl升高.表明Nc-Spain1H能夠防治新弛子蟲病。但是目前還沒有弱毒活疫苗可以用于預防新抱子蟲的感染,一是因為弱毒苗依賴于體外細胞培養(yǎng),需要大量的勞動力;二是已經用于預防牛流產的弱毒活疫苗,均導致了懷孕母牛流產,同時顯示了活疫苗對孕畜具有一定的威脅。在此看來重組蛋白苗及亞單位疫苗對預防新弛子蟲更具有吸引力和潛力3】。2.3重組蛋白疫苗重組蛋白疫苗是指將新抱子蟲的目的抗原基因構建在表達載
14、體上,將已構建的表達蛋白載體轉化到細菌中,在一定的誘導條件下,表達出大鼠的抗原蛋白,通過純化后制備的疫苗。HeckerYP等仙】應用重組蛋白rNcSAGl、rNcHSP20和rNcGRA7制備免疫刺激復合物并對感染新弛子蟲的懷孕的母牛進行皮下注射,發(fā)現(xiàn)rNcSAGl,rNcHSP20和rNcGRA7具有一定的免疫原性,但是不能阻止新抱子蟲的垂直傳播。LvQ等人重組、cP78和NcGRA7免疫蛋白并對Balb/c小鼠進行接種,發(fā)現(xiàn)重組的NcP78和NcGRA7能夠引起Thl和Th2免疫應答,使IgGl和IgG2a抗體水平升高,此外,重組NcP78和NcGRA7可以減少新抱子蟲在大腦的寄生及繁殖。
15、雖然這些疫苗不能緩解人工流產的癥狀,但是可以增加后代的出生數(shù)量,對小鼠感染新弛子蟲具有一定的保護作用2.4基因工程亞單位疫苗基因工程亞單位疫苗是利用DNA重組技術,將編碼病原體的保護性抗原的基因導入原核細胞或真核細胞.使其在受體細胞中高效表達,分泌具有保護性的抗原肽鏈。新抱子蟲亞單位疫苗是提取新袍子蟲具有免疫原性的蛋白,加以佐劑制成的3偵。OtsukiT等S證明10只桑蠶能夠表達1.7mgSAG1,17只桑蠶能表達370MgSRS2,表明桑蠶的表達系統(tǒng)能大量產生重組抗原應用于亞單位疫苗的制備。賈立軍等淘提取新抱子蟲表面蛋白基因Nc-SAG1,進行原核表達,將經Westernblot鑒定具有免疫
16、活性的重組蛋白與弗氏佐劑混合制備NcSAGl基因工程亞單位疫苗,并免疫小鼠,檢測抗體檢的OD450nm值為0.688;CD4+/CD8+T細胞比值為3.650,均高于對照組,證明制備的基因工程亞單位疫苗具有一定的免疫效果。高建偉制備的新飽子蟲3種不同佐劑亞單位疫苗按常規(guī)免疫程序免疫小鼠.測得3種佐劑亞單位疫苗的抗體效價及CD4+T細胞均高于對照組,具有一定的保護作用。2.5核酸疫苗核酸疫苗分為兩種,即DNA疫苗和RNA疫苗,它可被細胞吸納,并在細胞內表達生成疫苗抗原。與傳統(tǒng)疫苗相比,核酸疫苗具有特異性高、安全性好、制備簡單等特點。核酸疫苗既可以誘導機體產生保護性抗體.同時也可以引起細胞免疫反應
17、,特別是細胞T淋巴細胞(cTL)反應。賈文影構建新袍子蟲核糖體磷蛋白NcPO喜核表達載體.轉染Vero細胞,獲得大量的pVAXl-NcPO質粒并添加佐劑免疫沙鼠,計算疫苗攻毒后pVAXl-NcPO組和添加Cp-M佐劑組的保護率分別為66.7%和70%,證明新抱子蟲DNA疫苗能夠激活機體細胞及體液免疫反應,對新弛子蟲病具有一定的預防作用仆:。2.6活載體疫苗載體疫苗是用基因工程技術將保護性抗原基因(目的基因)轉移到載體中使之表達的活疫苗。目前有多種理想的病毒載體,如痘病毒、腺病毒和皰疹病毒等都可以用于活載體疫苗的制備。郭煥平構建了含有AMA1基因的腺病毒載體疫苗及核酸疫苗,免疫Balb/c小鼠后
18、腺病毒載體疫苗的IgGJgGI及IgG2a均高于核酸疫苗,在一定程度上激活機體免疫反應賈立軍以NcSRS2基因構建重組腺病毒,免疫小鼠測抗體效價為1:2048,證實了Nc-SRS2重組腺病毒可以作為疫苗預防新抱子蟲病的可行性3。入3展望新弛子蟲疫苗的研究主要是對新抱子蟲特異性抗原引起細胞免疫反應及體液免疫反應進行評估。綜上所述,確定的可以作為疫苗候選基因的抗原蛋白主要有表面蛋白NcSAGl和NcSRS2;致密顆??乖鞍譔cGRAl、NcGRA2、NcGRA6、NcGRA7及NcMAGl;微線抗原蛋白NcMICl.NcMIC3.Nc-MIC4、NcMIC10和NcAMAl;棒狀體抗原蛋白NcR
19、OP2等。目前有大量的研究人員對新抱子蟲特異性抗原進行篩選并用已知的試驗方法測定其免疫原性的制備疫苗?,F(xiàn)在研究比較廣泛的主要有滅活苗、弱毒苗、基因工程亞單位疫苗、重組蛋白苗、核酸疫苗、活載體疫苗等。弱毒疫苗以及滅活疫苗是研究比較早的人疫苗,在一定程度上都有些不可忽視的缺點,因此在預防新弛子蟲病上不是比較理想的選擇。亞單位疫苗,重組蛋白疫苗以及核酸疫苗具有安全性高,穩(wěn)定性強、制備簡單、運輸方便特點,在此看來可能比弱毒疫苗和滅活疫苗對預防新更具有開發(fā)力及潛力。活載體疫苗是現(xiàn)在-個研究熱點,但是重復使用.可能使效果降低,還不是很理想,有待完善。雖然現(xiàn)在關于疫苗的研究有很多,但是還沒有有效的疫苗被投入
20、市場來預防新弛子蟲病,但是相信隨著不斷深入的研究,在不久的將來,一定能夠突破難點,最終成為控制新抱子蟲病的重要手段參考文獻:1BjcrkasI.MohnSF,PrcsthusJ.UnidentifiedcystformingsporotooncausingencephalomyelitisandmyosiiisindogsJ.ZParasitenk.1984,70:271-274.2DubeyJP.CarpenterJL,SpeerCA.etai.NewlyrecognizedfatalprotozoandiseaseofdogsJ.JAmVetMedAssoc.1988.192.1269-1
21、285.3TomleyFM.SoldatiDS.Mixandmatchmodules:structureandfunctionofmicronemeproteinsinapicomplexanparasitesJ.TrendsParasitol,2001.1781-88.4武曉燕.黃院紅.新抱子蟲侵入宿主細陋的研究進展J.生命科學.2010,22(9,873-877.5K強.犬新抱子蟲宿主細咆結合倍白篩選及其免疫原性分析D.吉林長春:吉林大學.2013.61楊演僮.新帽子蟲P40和MIC6基因的免疫保護作用研究D.吉林長橋,吉林農業(yè)大學.2014.7 物演撞,趙僅,祝剔等.新抱f蟲表面抗原P4
22、0基因的克隆及原核表達:J.中國生物制品學雜志.2014.7(6X789791.8 李M.T的李建華.等.新抱子蟲NcSAG4基因克隆及原核表達J.中國病原生物學雜*.2012,7(6),446-448.9 商建偉.牛新袍子蟲霓單位疫苗的研究CD-*林延邊:整邊大學,2011.10:QiangL.XingSY,GongPT,etal.A78kl)ahostcellinvasionproteinofNeosporacaninumasapotentialvaccinecandidateJ.ExpParasitol.2015,148:56-65.11 貿立軍.張守發(fā).李男禮.牛源犬新飽子蟲NcGRA
23、7基因的克隆及原核表達分析J.中國預防*厭學報.2013,35(9).773-775.12 金春梅,于龍政,張守發(fā).新抱子蟲NcGRA2t基因的克隆與生物信息學分析J.延邊大學農學學報,2013.35(4),313-316.13 焦石.貿世軍.張立理.等.犬新抱子蟲MAG1與IFN-y碓合基因重組質粒的構建及原核共表達J.中國曹醫(yī)學報2013,33(3),386408.14 LiuGZ,CuiX.HaoP.eial.GRA】4.anoveldensegranuleproteinfromNetuporacaninumJ.ActaBiochemBiophysSin,2013,7,607-609.1
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32、,鄭鑫(吉林農業(yè)大學動物科學技術學院,吉林長春130118)摘要:脂多(lipopolysaccharide,LPS)是革蘭陰性菌的主要成分,具有雙重作用,適量的LPS可以激發(fā)機體的免疫反應,增強其免疫功能,而高濃度則會引起廣逝而強烈的炎性反應。在LPS介導的信號轉導通路中,有LBP.CD14等多種雙重作用的受體,與LPS的雙重作用有關。論文對與LPS雙重作用有關的受體以及LPS的機理進行綜述,以期為LPS的使用和LPS引起的炎癥疾病的治療提供參考。文獻標識碼:A關鍵詞:脂多蟾;雙重作用;受體;信號轉導中圖分類號:S852.2脂多糖是革蘭陰性菌細胞壁外膜中的主要成分,因只有當細菌死亡溶解或用人
33、工的方法破壞細菌后才能被釋放出來,又稱內毒素,能夠激發(fā)機體的炎癥反應,是臨床上內毒素血癥的主要誘因,由O特異性多糖、核心多糖和類脂A三部分構成。位于LPS外層的O特異性多糖具有親水性,結構不穩(wěn)定,決定LPS的抗原性。類脂A位于內層,是LPS的毒性中心和主要生物活性部分,高度保守,無種屬特異性,所以不同的革蘭陰性菌感染,產生的LPS的毒性作用大致相同。核心多糖位于兩者中間,結構比較穩(wěn)定,起到連接兩者的作用。LPS在體內可以通過細胞信號轉導系統(tǒng)激活單核巨噬細胞、內皮細胞、上皮細胞等,合成和釋放多種細胞因子和炎性介質.進而引起機體一系列的反應。文章編號:1007-5038(2015)12-0133-041與LPS作用有關的受體1.1脂多糖結合蛋白脂多糖結合蛋白(lipopolysaccharide-bindingprotein,LBP)是一種I型急性期反應蛋白,先由肝臟和腸上皮細胞合成分泌成單鏈多肽,再經糖基化后形成糖蛋白。主要存在于人和動物的血清中,對類脂A有高度的親和性,有璘脂轉運作用。LBP不耐熱,56C處理30min即可使其生物活性喪失70%以上,另外,在不同的動物種屬之間,LBP具有高度的同源性。LBP的生物學功能具有濃度依賴的雙重效應,低濃度時,啟動致炎位點,引起增敏促炎效應;高濃度時,則啟動抗炎位點,有抑制炎癥
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