恒河猴肺炎链球菌模型的建立和PPV23疫苗免疫原性实验研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lbwang2009
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背景:肺炎链球菌(Streptococcus Pneumoniae,S.pn)是引起婴幼儿和老年人肺炎的主要病原体之一,S.pn感染引起的肺炎是5岁以下儿童死亡的首要原因,也是人工饲养繁育实验猴养殖场中导致婴幼猴死亡的主要原因之一。然而,目前缺乏用于防治S.pn感染的有效疫苗,以及用于相关疫苗评估的可靠动物模型。目的:本研究主要构建更系统可靠的恒河猴肺炎球菌模型,并基于该模型对肺炎链球菌疫苗PPV23的免疫原性进行相关评估。以期为本领域肺炎链球菌感染模型的建立、相关疫苗及药物研发和实验猴饲养管理工作提供理论参考。方法:利用RT-PCR和微生物培养法筛查恒河猴群体中的鼻咽拭子样本中S.pn携带情况,选取其中阴性婴猴作为模型构建对象,并通过滴鼻和雾化结合法使之感染肺炎链球菌标准菌株S.pn-19F,即构建婴猴恒河猴S.pn感染模型。利用血常规及生化检测仪对该模型猴血液的白细胞、红细胞、血红蛋白、中性粒细胞、淋巴细胞、免疫球蛋白、C-反应蛋白、降钙素原和细胞因子等水平,并对鼻咽拭子、粪便、血液进行S.pn载量测定;此外,利用HE染色、病理切片和组织涂片对呼吸、神经、免疫、消化系统的病理变化和组织中的S.pn感染情况进行分析;综合多方面评估本研究恒河猴S.pn感染模型的可靠性。最后,基于该模型对23价肺炎球菌多糖疫苗(PPV23)进行安全性及免疫原性评价。选取S.pn抗体阴性的1周岁健康恒河猴幼猴通过肌肉注射接种PPV23疫苗,观测动物接种后的体温、体重及注射部位可能的副反应;并通过血常规及生化检测仪对0、7、14、21、28、35、41和49天血液中相关指标进行测定和分析;通过棋盘测定法确定包被抗原浓度、酶标抗体及待检血清稀释度,利用酶联免疫吸附法检测血清中S.pn特异性IgG抗体水平。结果:第一部分结果:(1)RT-PCR和细菌培养结果显示4例婴猴鼻咽拭子样品为阳性,检出率为20%(4/20),成年和老年恒河猴检出率均为0%。分离阳性样本中S.pn菌株,其菌落呈灰白色凸起状,周围草绿色溶血环、呈脐窝状等典型的肺炎链球菌特征,此外奥普脱欣实验、胆汁溶解实验、菊糖发酵实验鉴定结果均显示该分离株即为S.pn。(2)模型婴猴在感染S.pn-19F的第11天出现了严重肺炎症状:呼吸急促(90次/min),腹式呼吸,呼吸有喘息声,胸部听诊有湿啰音。(3)血常规结果显示红细胞、血红蛋白、淋巴细胞显著降低,白细胞、中性粒细胞、免疫球蛋白显著升高;(4)RT-PCR检测结果显示鼻咽拭子和粪便中细菌载量均高达106CFU/mL;(5)IL-6、IL-8、IL-10、TNFα和INFγ等细胞因子呈升高的变化趋势;(6)组织病理学结果显示S.pn-1 9F感染可导致肺部严重病理性改变,此外,大脑、脾脏、嗅球等器官均出现不同程度的病理改变。第二部分结果:(1)实验猴接种疫苗后4天内体温有升高现象,最高达40.9℃,第5天起逐渐恢复正常;体重呈缓慢增长的正常趋势。接种部位没有出现红肿、红斑、局部硬结等不良反应。血常规及血液生化指标均在正常范围内变化。(2)棋盘测定法确定最佳抗原稀释度为4μg/mL,并在接种一周后检测到特异性IgG抗体,23种血清型抗体的2倍增长率(P/N)第一周为75%,第2周起为100%。抗体效价在免疫4周后达到峰值6.2;抗体滴度在接种疫苗2周后达到最高,为1:12800;第14天的抗体水平最高,GMT最大达到219.79。结论:本研究发现婴猴为S.pn的主要携带群体,此外,本研究成功构建了S.pn-19F感染恒河猴模型,并出现了较为完整的细菌感染过程和典型的肺炎感染症状。恒河猴幼猴接种PPV23,可能出现一过性高热,但并未出现其他副作用,且未对肝脏、肾脏造成损伤;此外,接种该疫苗1周后可诱导婴猴产生明显的免疫应答,表明恒河猴接种人用PPV23疫苗可产生有较高的安全性和较好免疫原性。
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