基于尼帕病毒F蛋白Domain Ⅲ的亚单位疫苗研究和单克隆抗体筛选

来源 :中国科学院大学(中国科学院武汉病毒研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yxhangyong
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尼帕病毒(Nipah virus,Ni V)是副黏病毒科亨尼帕病毒属的单股负链RNA病毒,感染人的致死率高达40%-75%,属于生物安全四级病原体,但目前仍无上市的预防性疫苗和治疗性抗体。在研疫苗多为成本较高的活载体疫苗或哺乳动物细胞表达的真核亚单位疫苗。鉴于Ni V频发的地区主要在经济欠发达国家,低成本和低价格成为Ni V疫苗研发的一个重要方面。研发高效治疗性抗体也是快速、有效控制潜在Ni V爆发和流行的亟需。本研究选取了Ni V F蛋白最关键的第三结构域(DomainⅢ,DⅢ)作为靶标,探索利用原核表达系统制备亚单位疫苗,并尝试筛选具有中和活性的单克隆抗体。首先,通过在融合肽上引入L110N、I114N、V118N、I120N四个点突变以及优化表达条件,实现了DⅢ在原核表达系统中的大量可溶性表达。纯化后的四点突变蛋白DⅢM4免疫BALB/c小鼠发现,该蛋白免疫原可诱导结合抗体,但不能诱导中和抗体产生。该结果提示DⅢM4的融合前构象不佳且稳定性较差。鉴于此,我们利用可识别F蛋白DⅢ融合前构象的5B3单抗作为工具,建立了鉴定DⅢ融合前构象及其稳定性的ELISA检测系统。此外,通过在DⅢM4的C端以柔性连接肽连接Foldon基序,构建了融合蛋白DⅢM4-3L-Foldon,成功实现了DⅢM4三聚体化,从而接近自然状态下F蛋白三聚体中的DⅢ。实验结果表明,相比单体,DⅢM4三聚体的融合前构象及稳定性都有了明显的改善。免疫小鼠后,发现该三聚体虽然可以诱导产生中和抗体,但免疫后只有小部分小鼠的免疫抗血清具有高效的中和活性,而剩余小鼠没有产生中和抗体应答。因此,我们进一步设计并引入Foldon的链间二硫键突变,以稳固三聚体的构象。经过小鼠免疫实验筛选,我们获得了优于DⅢM4-3L-Foldon的免疫原——DⅢM4-3L-Foldon C1(含A14C-K18C突变)。DⅢM4-3L-Foldon C1免疫小鼠后,抗血清中和活性在质与量上都有了明显提升,但仍然存在部分小鼠不能产生具有中和活性抗血清应答的问题。最后,我们测试了全长F蛋白DNA初免、DⅢM4-3L-Foldon C1蛋白加强免疫两次的组合免疫策略。结果表明这种组合免疫策略能够诱导100%小鼠产生高效中和抗体应答。同时,我们选取了一只经过DⅢM4-3L-Foldon免疫诱导了高中和活性血清的小鼠,采用杂交瘤技术制备并筛选到3株单克隆中和抗体(1C7、2B12、8A2)和2株单克隆结合抗体(9G5、10H7)。通过基因克隆扩增获得了这些单抗的可变区序列,并构建了人鼠嵌合抗体。实验结果表明,8A2单抗具有与5B3单抗相当的中和活性,但具有不同的特异识别表位。总之,本研究构建了一种以F蛋白DⅢ为靶标的原核表达的DⅢM4-3L-Foldon C1候选Ni V疫苗,能够在F蛋白DNA初免基础上加强免疫两次诱导出高效中和抗体应答。同时,采用杂交瘤技术筛选到一株具有显著中和活性的单克隆抗体8A2。
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