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结核病是以结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)为致病菌的慢性传染性疾病,主要以侵犯肺部为主,引起肺结核,有较高的发病率和死亡率。卡介苗(bacille Calmette–Guérin,BCG)作为唯一批准使用的预防结核的疫苗,对成人结核的保护效率为0~80%,但对儿童结核有一定的预防作用(特别是结核性脑膜炎和播散性结核)。目前有较多的结核候选疫苗正处于不同的临床试验阶段,但是还没有一种候选疫苗的效果能超越 BCG。由于目前的实验室诊断技术存在这样那样的缺陷,精准诊断结核病仍然是结核病防治的技术瓶颈。临床诊断主观意识强、存在较大的误诊和漏诊;痰涂片灵敏度低,痰培养耗时长也存在漏诊现象;分子诊断灵敏特异但是设备复杂,不利于基层推广;免疫学诊断中所用到的抗原,还不能同时满足高灵敏性和高特异性的要求,因此,寻找高特异性和高灵敏性的免疫优势抗原,对研制有效的诊断技术和疫苗、更好地控制结核病具有非常重要的意义。 本研究在实验室前期抗原表位预测工作基础上,筛选了9种新的结核分枝杆菌蛋白 Rv3573c、Rv0585c、Rv1547、Rv0674、Rv1566c、Rv1477、Rv1411c、Rv0432和Rv1490,其中Rv0585c、Rv3573c、Rv1547由于分子片段过大不易克隆表达,在33制编码的基础上将抗原分段表达,编号分别为Rv0585c-1、Rv0585c-2、Rv3573c-1、Rv3573c-2、Rv1547-1和 Rv1547-2,共计12个蛋白/亚单位。 以结核分枝杆菌标准株H37Rv DNA为模板,经PCR扩增得到12个蛋白/亚单位的完整基因,和表达载体PET-32a构建重组质粒,原核表达各重组蛋白。使用镍柱亲和层析方法纯化各重组蛋白,纯化后的重组蛋白若为包涵体形式则透析复性恢复天然构象。纯化后的蛋白作抗原,用酶联免疫吸附试验(ELISA)和酶联免疫斑点试验(ELISPOT)分别检测体液免疫(血清抗体)和细胞免疫(IFN-γ),采用灵敏度和特异度等指标进行抗原性评价。用棋盘滴定的办法摸索出最佳抗原包被浓度、最佳血清稀释度和最佳二抗稀释浓度。 最后成功进行了12个蛋白/亚单位的克隆重组,但只有Rv0674、Rv0432、Rv1566c、Rv1547-1和Rv1547-25个蛋白/亚单位成功表达。Rv0674、Rv1566c、Rv0432、Rv1547-1和Rv1547-2的最佳抗原包被浓度分别为9.7μg/ml、12.8μg/ml、5.55μg/ml、20.8μg/ml和6.2μg/ml,最佳血清稀释浓度分别为1:200、1:100、1:100、1:100和1:200,最佳二抗稀释度为1:7500。用优化的ELISA方案,对103份结核病人血清、60份肺部其它疾病患者血清和60份健康志愿者的血清进行了血清IgG抗体检测,经受试者工作曲线(ROC,receiver operating characteristic curve)分析确定其诊断临界值。Rv0674、Rv1566c、Rv0432、Rv1547-1和Rv1547-2的灵敏度分别为75.73%、57.28%、65.05%、66.02%和50.49%,特异度分别为85.83%、79.17%、75.83%、85.83%和76.67%。Rv0674、Rv1547-1、Rv0432的曲线下面积均大于0.7,诊断效能较好,Rv1566c和Rv1547-2的曲线下面积小于0.7,大于0.5,仍具有一定的诊断效能。采用ELISPOT对65份结核患者、65份肺部其它疾病患者和60份健康志愿者的目标抗原刺激外周血释放IFN-γ水平进行了检测。Rv0674、Rv1566c、Rv0432、Rv1547-1和 Rv1547-2的灵敏度分别为30.77%、23.08%、27.69%、18.46%和29.23%,特异度分别为88.28%、73.44%、81.25%、92.96%和85.16%。其中 Rv0674灵诊断效能最佳,Rv0432、RV1547-2诊断效能次之,Rv1547-1、Rv1566c仍具有一定的诊断效能。 综上所述,本研究成功克隆表达纯化了五个重组蛋白/亚单位,Rv0674、Rv1566c、Rv0432、Rv1547-1和 Rv1547-2,经用体液和细胞免疫学试验,五个重组蛋白/亚单位均具有较好的抗原性,为以后结核特异免疫诊断试剂和新疫苗的研发提供了一定的基础。