猪链球菌(Streptococcus suis, S.suis)是引起猪链球菌病的主要病原,能引起猪的脑炎、败血病、肺炎、心内膜炎及关节炎等。猪链球菌有33个血清型(1-31型,33型及1/2型),其中猪链球菌2型(SS2)致病力最强且最为流行。为了深入研究该菌的致病机理及宿主应对其引起感染的免疫应答机制,本研究采用Affymetrix猪全基因组芯片检测猪感染SS2后脾脏基因表达谱变化,通过生物信息学等方法分析以期为该病致病机理及宿主的免疫机制研究提供基础资料。另外,对本实验室研究发现的新型SS2表面蛋白进行亚单位疫苗试验研究,以期获得一种能有效预防多种血清型猪链球菌病的亚单位疫苗。主要研究内容如下：1.猪链球菌2型感染仔猪转录组学研究本试验采用高致病性SS2、无致病力基因缺失菌株分别感染仔猪,同时设置PBS模拟感染对照组,对感染后3天脾脏样品进行全基因表达谱变化分析,探索宿主对该病原的免疫应答反应及其致病机理。试验结果显示高致病性菌株感染组与模拟感染组相比,基因表达谱有明显的不同。高致病性菌株感染组共有120个转录本代表104个基因上调表达,132个转录本代表129个基因下调表达。而无致病力菌株感染组与模拟感染组相比基因表达谱基本一致,差异表达基因很少。通过生物信息学分析发现上调表达的基因主要与免疫应答反应相关,如参与炎性应答反应、急性期反应、蛋白粘附及应激反应等；下调表达基因则主要参与转录、转运、物质及能量代谢等,这些基因的下调表达可能与SS2感染后宿主细胞活性降低有关。结合芯片及细胞体外感染试验结果发现SS2感染后TLR受体家族中仅TLR2上调表达。因此推测该菌感染猪并引起严重的炎症应答反应可能主要是通过TLR-2信号通路的激活来实现的。另外,芯片结果显示细胞表面另一受体TREM-1也显著上调表达。为了研究该蛋白在感染过程中的作用,本研究通过对宿主体内膜型TREM-1的调节来研究该受体在感染SS2后宿主早期免疫应答过程中的作用。分别采用竞争抑制剂或激活物对体内TREM-1进行调节,比较两种不同处理方式小鼠对SS2的感染情况。结果发现在感染早期,激活TREM-1能显著增强机体炎症反应,高水平的促炎因子释放有利于机体快速清除病原,提高存活率。而感染早期对TREM-1抑制作用则延缓了促炎因子的释放,机体清除病原能力下降,SS2迅速增殖从而刺激机体产生强烈的炎性应答反应。过度的持续炎症在清除病原的同时对机体也造成严重的损伤,导致部分小鼠在过度炎症反应过程中急性死亡。该研究将有助于进一步了解SS2的致病机理及宿主的免疫应答机制。2.猪链球菌2型新型亚单位疫苗研究本试验通过对多种SS2免疫反应性抗原进行亚单位疫苗研究。通过不同抗原组合进行小鼠免疫并评价不同疫苗对SS2的攻毒保护力,结果发现具有良好免疫反应性的SS2表面抗原蛋白HP0197、HP1036及Enolase组成的亚单位疫苗免疫后能显著提高小鼠SS2人工感染存活率。进一步研究表明该疫苗免疫仔猪后一周即能从血液中检测到各蛋白特异性抗体,经过加强免疫后,机体产生较高水平抗体并持续较高水平的抗体滴度,经高致病性SS2攻毒后能提供80%的免疫保护。