饒品歡,石朝暉,李文姝,呂艷,陳向敏,朱珊麗,張麗芳
(1.溫州醫(yī)學(xué)院 微生物學(xué)與免疫學(xué)教研室、分子病毒與免疫研究所,浙江 溫州 325035;2.平頂山市疾病預(yù)防控制中心 檢驗(yàn)科,河南 平頂山 467000)
沙眼衣原體(Chlamydia trachomatis,Ct)是一類通過黏膜感染,嚴(yán)格胞內(nèi)寄生的原核細(xì)胞型微生物,不僅是發(fā)展中國(guó)家感染性致盲的主要原因[1],也是引起人類性傳播疾病的一種重要病原體。Ct持續(xù)性感染可導(dǎo)致女性慢性盆腔炎、不孕和異位妊娠等嚴(yán)重并發(fā)癥,同時(shí)Ct生殖道感染還能提高HIV和高危型HPV傳播的概率[2-4]。
抗生素對(duì)Ct生殖道感染具有很好的療效,但不能改善已經(jīng)發(fā)生的病變,同時(shí)由于無癥狀性衣原體感染普遍存在,給預(yù)防Ct的感染和并發(fā)癥的發(fā)生帶來很大困難。因此研制安全有效的疫苗是控制泌尿生殖道Ct感染的最好方法之一。Ct主要外膜蛋白(major outer membrane protein,MOMP)占Ct外膜蛋白的60%,是引起宿主免疫反應(yīng)的主要靶抗原。抗原是誘導(dǎo)機(jī)體免疫反應(yīng)的決定因素,而免疫劑量也影響免疫反應(yīng)發(fā)生的強(qiáng)弱,由于表位是免疫反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),我們前期工作構(gòu)建了含T、B細(xì)胞表位的重組多表位Ct MOMP168[5],本研究則探討通過分子克隆技術(shù)構(gòu)建成功的Ct多表位重組真核表達(dá)質(zhì)粒(pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168)以DNA免疫方式誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生免疫應(yīng)答的最適免疫劑量,為進(jìn)一步研究pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168體內(nèi)免疫學(xué)效應(yīng)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1.1 主要試劑和儀器 真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNA3.1(+)系Invitrogen公司產(chǎn)品;質(zhì)粒pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168和Ct E血清型由本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建或保存;限制性內(nèi)切酶HindIII和XhoI均購(gòu)自上海晶美公司;無內(nèi)毒素質(zhì)粒抽提純化試劑盒(Endofree Plasmid Maxi Kit)購(gòu)自上海吉泰新繹生物技術(shù)有限公司(QIAGEN公司產(chǎn)品);HRP-羊抗鼠IgG、HRP-羊抗鼠IgA均購(gòu)自聯(lián)科生物技術(shù)有限公司(KPL公司產(chǎn)品);DL2 000TMDNA Marker和DL10 000TMDNA Marker均為TaKaRa公司產(chǎn)品;核酸蛋白分析儀(美國(guó)Beckman公司產(chǎn)品);Elx 800型全自動(dòng)酶標(biāo)分析儀(美國(guó)BioTek公司產(chǎn)品);其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 6~8周齡BALB/c雌性小鼠[SCXK(滬)2007-0005],購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,并飼養(yǎng)于溫州醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級(jí)飼養(yǎng)室。
1.3 pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168的制備 質(zhì)粒的構(gòu)建方法參照文獻(xiàn)[5]。構(gòu)建成功的pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168重組真核表達(dá)質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化大腸埃希菌DH5α菌株(Stratagene產(chǎn)品),利用無內(nèi)毒素質(zhì)粒抽提純化試劑盒抽提與純化,通過HindIII、XhoI雙酶切和PCR鑒定(擴(kuò)增Ct MOMP168多表位特異性引物:上游引物為5’-GTCGACAAGCTTATGGGCGATAA TGAAAACCAGAG-3’,下游引物為5’-GTGGTGCTCGAG TTAGACTCCAATATATGG-3’),引物由北京三博遠(yuǎn)志生物技術(shù)有限公司合成。重組質(zhì)粒鑒定正確后,于核酸蛋白檢測(cè)儀測(cè)定質(zhì)粒濃度。
1.4 動(dòng)物免疫 BALB/c雌性小鼠隨機(jī)分為4組,每組9只。根據(jù)文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)三個(gè)免疫劑量組,即50、100和150μg劑量組,同時(shí)設(shè)PBS對(duì)照組。免疫前24 h小鼠腿部肌肉注射0.5%的利多卡因100μL松弛肌肉,鑒定正確的pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168重組質(zhì)粒溶解于PBS緩沖液中,分別以上述3個(gè)免疫劑量于小鼠股四頭肌注射免疫,間隔2周,共免疫3次。PBS對(duì)照組注射同體積的PBS。于免疫后0、2、4、6、8周分別尾靜脈采血,分離血清-20 ℃凍存?zhèn)溆?;并于免?、1、3、5、7周取小鼠陰道沖洗液,100~200μL/只,-20 ℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.5 間接ELISA法檢測(cè)小鼠血清特異性抗體IgG以本實(shí)驗(yàn)室制備的原核表達(dá)Ct MOMP168多表位重組純化蛋白(制備方法參照文獻(xiàn)[5])作為檢測(cè)抗原,用0.05 mol/L碳酸鹽緩沖液(pH 9.6)包被96孔酶標(biāo)板,每孔包被檢測(cè)抗原100μL(50μg/mL),4 ℃過夜,PBS-Tween 20洗滌后,加入100μL PBSTween20-BSA(pH 7.4),37 ℃封閉2 h,洗滌后,每孔加入100μL各組小鼠血清(1:100稀釋),37℃ 1 h,洗滌后,每孔加入HRP-羊抗鼠IgG(1:2000稀釋)100μL,37 ℃ 1 h,洗滌后以鄰苯二胺(OPD)-H2O2室溫避光顯色15 min,加終止液(2 mol/L H2SO4)后,于酶標(biāo)分析儀490 nm處讀取各孔A490值。
1.6 間接ELISA法檢測(cè)小鼠陰道沖洗液中特異性抗體sIgA 具體操作同上,以純化的原核表達(dá)Ct MOMP168多表位重組蛋白為檢測(cè)抗原,一抗為小鼠陰道沖洗液(100μL/孔),二抗為HRP-羊抗鼠IgA(1:2000稀釋),其余同上。
2.1 質(zhì)粒pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168的抽提和鑒定 質(zhì)粒pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168抽提純化鑒定后結(jié)果見圖1。重組質(zhì)粒pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168(泳道2)較空質(zhì)粒pcDNA3.1(+)對(duì)照(泳道1)有抬高,酶切出現(xiàn)168 bp目的片段和載體片段(泳道3),PCR擴(kuò)增后同樣出現(xiàn)168 bp的目的條帶(泳道4),與預(yù)期目的基因片段大小一致,進(jìn)一步測(cè)序后序列正確。核酸蛋白檢測(cè)儀測(cè)定質(zhì)粒濃度為1.2 mg/mL。
圖1 質(zhì)粒鑒定圖
2.2 免疫小鼠血清中Ct MOMP168特異性抗體IgG的檢測(cè) 不同免疫劑量組小鼠血清中針對(duì)Ct MOMP168特異性抗體IgG的檢測(cè)結(jié)果見圖2。3個(gè)不同免疫劑量組,血清中特異性抗體IgG生成量于免疫第4周后均開始隨免疫時(shí)間延長(zhǎng)而逐步增加,3組不同免疫劑量組于4、6、8周抗體產(chǎn)生水平比較PBS對(duì)照組均顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中150μg劑量組抗體IgG的產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)顯著,于4周(0.572±0.052)、6周(1.282±0.051)、8周(1.559±0.060)分別比較其他劑量組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),顯示了質(zhì)粒DNA免疫時(shí)抗體的產(chǎn)生具有明顯的劑量依賴關(guān)系。
圖2 免疫小鼠血清中Ct MOMP168特異性抗體IgG的檢測(cè)
2.3 免疫小鼠陰道分泌物中Ct MOMP168特異性抗體SIgA的檢測(cè) 不同免疫劑量組小鼠陰道分泌物中Ct MOMP168特異性分泌抗體SIgA的檢測(cè)結(jié)果見圖3。結(jié)果顯示,特異性抗體SIgA生成迅速,而且顯示出劑量依賴性。免疫開始后1周,150μg劑量組SIgA的生成比較PBS對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而100、50μg劑量組比較PBS對(duì)照組差異均不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。150μg劑量組免疫后1周、3周比較其他劑量組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),5周時(shí)SIgA的生成達(dá)到峰值,7周后各免疫劑量組SIgA均開始下降,但150μg劑量組SIgA生成仍高于其他劑量組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而50μg劑量組比較PBS對(duì)照組,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
圖3 免疫小鼠陰道沖洗物中Ct MOMP168特異性抗體SIgA的檢測(cè)
DNA免疫最大的優(yōu)點(diǎn)就在于其進(jìn)入體內(nèi)后,疫苗抗原可以在靶細(xì)胞內(nèi)以天然的方式被合成、加工并提呈給免疫系統(tǒng),從而激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生對(duì)疫苗基因產(chǎn)物特異性的CTL及抗體反應(yīng)[7]。刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)的方式與自然感染病原體的方式非常接近,這一特點(diǎn)對(duì)于構(gòu)象型抗原表位引發(fā)保護(hù)性免疫尤為重要,因?yàn)槟壳爸亟M技術(shù)在體外合成的蛋白質(zhì)抗原常造成抗原表位的改變或丟失[8]。
由于Ct屬于胞內(nèi)寄生菌,目前臨床上的治療方法很難有效徹底清除體內(nèi)的病原體[9]。Th1型免疫反應(yīng)被認(rèn)為是清除Ct生殖道感染的主要機(jī)制,盡管血清抗體IgG、IgA、IgE等可提供一定的保護(hù)作用,且在Ct再次感染中發(fā)揮重要作用,但多數(shù)情況下無法阻止感染的擴(kuò)散和疾病惡化[10]。近年來研究發(fā)現(xiàn)生殖道局部的分泌性抗體SlgA在防御和清除Ct感染中更具有明顯作用[11],可阻斷Ct對(duì)黏膜上皮細(xì)胞的黏附,從而阻斷其對(duì)宿主細(xì)胞進(jìn)一步的感染,還可通過抗體介導(dǎo)的調(diào)理作用增強(qiáng)巨噬細(xì)胞殺傷Ct的活性,或通過抗體依賴的細(xì)胞毒作用清除細(xì)胞內(nèi)感染[12]。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了3個(gè)常用免疫劑量,從Ct特異性抗體IgG及分泌性抗體SIgA的動(dòng)態(tài)發(fā)生過程來確定最有效的免疫劑量。結(jié)果顯示,3個(gè)不同免疫劑量組小鼠血清中Ct MOMP168特異性抗體IgG產(chǎn)生水平均隨免疫時(shí)間延長(zhǎng)而升高,其中150μg劑量組免疫開始第4周后,特異性抗體IgG生成量比較其他劑量組顯著升高。免疫小鼠陰道分泌物中SIgA的產(chǎn)生較快,免疫開始1周后150μg劑量組SIgA的生成水平顯著高于PBS對(duì)照組,且高于100μg劑量組。因此,pcDNA3.1(+)/Ct MOMP168免疫后,小鼠特異性抗體IgG和陰道沖洗液中分泌性抗體sIgA的產(chǎn)生水平均表現(xiàn)出顯著的劑量依賴性,原因可能是高劑量免疫造成質(zhì)粒吸收優(yōu)勢(shì)。最終,本實(shí)驗(yàn)為Ct MOMP168多表位重組真核表達(dá)質(zhì)粒免疫小鼠確立了150μg的免疫劑量,為繼續(xù)研究Ct MOMP168多表位質(zhì)粒載體疫苗的免疫保護(hù)效應(yīng)提供了有效可行的免疫參考劑量。
[1] Eko FO,Talin BA,Lubitz W. Development of a Chlamydia trachomatis bacterial ghost vaccine to fight human blindness[J]. Hum Vaccine,2008,4(3):176-183.
[2] Joyee AG,Thyagarajan SP,Reddy EV,et al.Genita Chlamydial infection in STD patients: its relation to HIV infection[J]. Indian Med Mierobiol,2005,23(l):37-40.
[3] Arya R,Mannion PT,Woodcock K,et al. Incidence of genital Chlamydia trachomatis infection in the male partners attending an infertility clinic[J]. Obstet Gynaecol,2005,25(4):364-367.
[4] Samoff E,Koumans EH,Markowitz LE,et al. Association of Chlamydia trachomatis with persistence of high-risk types of human Papillomavirus in a cohort of female adolescents[J]. Am J Epidemiol,2005,162(7):668-675.
[5] 朱珊麗,鄭丹,歐琴,等.沙眼衣原體主要外膜蛋白T,B細(xì)胞多表位基因的表達(dá)及其鑒定[J].中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志,2007,27(6):536-539.
[6] Bruguera M,Rodicio JL,Alcazar JM,et al. Effects of different dose levels and vaccination schedules on immune response to a recombinant DNA hepatitis B vaccine in haemodialysis patients[J]. Vaccine,1990,3:47-49.
[7] Eko FO,He Q,Brown T,et al. A novel recombinant multisubunit vaccine against Chlamydia[J]. Immunology,2004,173(5):3375-3382.
[8] Brunham RC,Zhang DJ,Yang X,et al. The potential for vaccine development against chlamydial infection and disease[J].Infect Dis,2000,181(3):S538-543.
[9] Miller WC,Ford CA,Morris MS,et a1.Prevalence of chlamydial and gonococcal infections among young adults in the United States[J].JAMA,2004,291:2229-2236.
[10]Hawkins RA,Rank RG,Kelly KA. A Chlamydia trachomatis specific Th2 clone does not provide protection against a genital infection and displays reduced trafficking to the infected genital mucosa[J].Infect Immun,2002,70(9):5132-5139.
[11] 王敬,劉全忠,齊蔓莉.沙眼衣原體E型DNA疫苗誘導(dǎo)小鼠體液免疫效應(yīng)的研究[J].中華皮膚科雜志,2007,40(5):306-307.
[12]Moore T,Ananaba GA,Bolier J,et al. Fc receptor regulation of protective immunity against Chlamydia trachomatis[J].Immunology,2002,105(2):213-221.