旋毛虫不同发育时期抗原基因的克隆表达与诊断特性研究

来源 :中国疾病预防控制中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnyqk
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旋毛虫病是一种危害严重的食源性人兽共患寄生虫病,呈世界性分布。从发现至今已近200年,但每年在世界各地仍有大量病例并引起多起暴发。由于旋毛虫病的临床症状不具有特异性,所以不易诊断,尤其是早期诊断,至今仍没有一种快速、准确、便捷的诊断方法。本研究旨在找到一种敏感性高、特异性好、又能大量制备的优质抗原,可用于研制旋毛虫病的免疫学诊断制剂。目的:本研究基于以往研究基础所获得的旋毛虫不同发育时期的4个强反应原性抗原基因,进行体外克隆表达,获得大量高纯度的基因重组蛋白,利用ELISA技术对人工感染不同剂量、不同时间的鼠血清中旋毛虫特异性抗体水平进行检测,并利用人体旋毛虫病人血清进行诊断效果的初步鉴定,筛选出可用于旋毛虫免疫学诊断的基因重组抗原,为进一步建立起有效的旋毛虫病免疫学诊断方法奠定研究基础。方法:根据NCBI-Gene注册的不同发育时期的4个基因序列,即感染后6h肠道幼虫期(inML6h)的类半胱氨酸蛋白酶抑制因子(cysteine proteinase inhibitors-like,CPIL)基因Wn10、成虫Ad3期丝氨酸蛋白酶(serine protease,SP1)基因Zh68、新生幼虫期(NBL)特异性丝氨酸蛋白酶(serine protease,SP2)基因T668、肌幼虫期(ML)丝氨酸蛋白酶抑制因子(Serpin)基因Wm5,利用生物信息学方法预测4个基因编码蛋白的结构功能与抗原表位,并利用原核表达系统进行体外大量表达与纯化,获得纯度较高的基因重组蛋白,分别命名为P1、P2、P3和P4;进一步通过ELISA方法,利用基因重组蛋白对人工感染不同旋毛虫剂量、不同时间的鼠血清中旋毛虫特异性抗体水平进行检测;同时,利用旋毛虫病人血清分别对4个发育时期的ES抗原、基因重组抗原及市面上的旋毛虫诊断试剂盒进行诊断效果的比较;利用SPSS 22.0对所得数据进行统计学分析。结果:根据生物信息学的预测结果,4个基因所编码的蛋白都为亲水性蛋白,SP2有一个跨膜区,CPIL、SP1和SP2都含有信号肽,都具有众多抗原表位,且挑选出优势抗原表位。利用原核表达系统及蛋白纯化技术,成功获得了 4个纯度较高的基因重组蛋白。进一步利用ELISA方法结果表明:1)对鼠血清的检测结果显示,在IgM水平上,4个重组蛋白检测的抗体水平都较低或阴性;在IgG水平上,P1在低剂量和高剂量分别在第10天和第8天检测出阳性,在感染后第11-45天均为阳性且维持较高水平,感染早期低剂量组抗体水平明显高于高剂量组,P2、P3、P4最早分别在第10天、第14天、第16天可检测出阳性,在感染剂量上没有P1差别明显,且整体阳性检测水平低于P1。2)对病人血清诊断结果显示,在IgM抗体水平上,4种ES抗原、P2及P3都能诊断出全部旋毛虫病人的IgM抗体;在IgG抗体水平上,4种ES抗原、P4和IgG诊断试剂盒均能诊断出全部旋毛虫病病人的IgG抗体。结论:利用鼠血清的检测,4个重组蛋白对旋毛虫病IgG抗体都有较好的诊断效果,其中感染6小时肠道幼虫期的类半胱氨酸蛋白酶抑制因子(P1)可作为早期感染诊断的候选抗原,肌幼虫期的丝氨酸蛋白酶抑制因子(P4)可作为中晚期感染诊断的候选抗原,同时发现P1在感染低剂量明显高于高剂量的抗体水平,推测其可能参与旋毛虫感染引起的宿主免疫抑制功能,为研制旋毛虫病的阻断剂和保护剂提供重要的参考价值;利用旋毛虫病人血清对4个基因重组蛋白的诊断特性进行鉴定,P2和P3可作为旋毛虫病IgM抗体检测的候选诊断抗原,P4可作为旋毛虫病IgG抗体检测的候选诊断抗原;P1和P4的诊断特性及应用价值还需要进一步完善和深入研究。
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