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目的:不可分型流感嗜血杆菌(Nontypeable Haemophilus influenzaeNTHi)是一类没有荚膜的革兰阴性杆菌,常寄居于人类上呼吸道,存在于多达80%健康儿童和40%健康成人的咽部,作为条件致病菌,常导致呼吸道反复感染及引发中耳炎和鼻窦炎等疾病,成为目前儿童细菌性感染的主要病原体之一,因此,开发研制预防NTHi感染的安全有效疫苗显得尤为重要。由于NTHi没有荚膜多糖,所以挑选具有良好免疫原性的蛋白抗原已成为研究NTHi疫苗的焦点。研究表明,在所有流感嗜血杆菌菌株中(包括可分型和不可分型流感嗜血杆菌)高度保守的外膜蛋白P6(outermembrane protein P6,P6)可以诱导机体产生保护性的体液免疫、细胞免疫,但菌体内P6蛋白含量很低并且提取过程复杂,限制了对其进一步的研究。本研究的目的是:通过基因工程技术构建外膜蛋白P6原核表达载体,获得重组外膜蛋白P6,经腹腔注射和滴鼻途径免疫小鼠,评价重组P6蛋白的免疫原性,以确定重组P6蛋白在NTHi疫苗研制中的应用价值。
方法:以NTHi全基因组为模板通过PCR扩增获得P6目的基因,将P6基因克隆于PGEX-6P2载体,构建重组质粒PGEX-6P2/P6,并通过菌落PCR、酶切分析、基因测序的方法对重组质粒进行鉴定;将重组质粒转化入E.coli XL-Blue,用IPTG进行诱导,使P6蛋白在大肠杆菌中得以表达,利用表达的融合蛋白带有的GST(glutathione S-transferase,GST)标签,通过GST亲和层析完成P6蛋白的纯化,并经SDS-PAGE电泳分析确认;将纯化的GST-P6蛋白经腹腔注射或滴鼻两种方式免疫7~8周龄BALB/c小鼠,分别于第0天、14天、28天对小鼠进行三次免疫,末次免疫后14天,取小鼠血、脾和肺灌洗液标本,Western blotting检测血清P6蛋白抗体特异性,间接ELISA法检测血清及肺洗液中抗体IgG和IgA的水平,ELISA法分析其脾淋巴细胞IL-4,IL-10,IL-17和IFN-γ的产生水平。
结果:通过PCR从NTHiDNA模板中扩增出P6蛋白基因,扩增产物为462bp;成功构建了重组表达载体PGEX-6P2/P6,经PCR、BamHⅠ和NotⅠ双酶切分析、以及DNA序列测定,均证实插入的基因片段为P6蛋白基因;重组质粒PGEX-6P2/P6成功转入E.coli XL-Blue,P6蛋白得到大量表达,经GST亲和层析分离纯化,SDS-PAGE分析表明在42kDa处有特异性条带,表明纯化得到了目的蛋白P6;免疫动物后采集标本检测,间接ELISA结果表明重组P6蛋白通过滴鼻和腹腔注射均能刺激小鼠产生IgG,与腹腔注射相比,滴鼻途径能诱导肺粘膜产生较高的特异性IgA抗体。WB结果显示重组蛋白组小鼠血清稀释800倍后仍有特异性目的条带出现,对照组不出现。检测小鼠脾淋巴细胞所产生的IL-4、IL-10、IL-17和IFN-γ的水平(pg/ml),滴鼻免疫组分别为77.76±15.94、196.24±45.94、21.87±9.84、374.10±65.34,滴鼻免疫对照组为24.15±11.32、49.27±15.12、5.27±1.66、100.33±24.18,腹腔注射组分别为67.45±13.38、60.91±11.14、5.80±1.87、109.24±23.12,腹腔注射对照组为27.67±9.13、48.38±13.56、5.75±1.79、96.75±20.89;滴鼻免疫组4项因子水平显著高于对照组(P<0.01)。腹腔免疫组除IL-4显著高于对照组(P<0.01),其他3项因子水平与对照组无差异(P>0.05)。滴鼻免疫组除IL-4外其他显著高于腹腔免疫组(P<0.01)。
结论:本研究成功构建了P6蛋白的原核表达载体PGEX-6P2/P6,并在E.coli XL-Blue中大量表达,重组P6蛋白具有良好的免疫原性,经腹腔免疫主要诱导体液免疫,经粘膜免疫可以同时诱导产生体液免疫和细胞免疫。本研究为P6蛋白疫苗的研发提供了理论基础。