多表位基因工程疫苗的研究進展

多表位基因工程疫苗的研究進展第一頁，共16頁。簡介多表位疫苗(multi-epitopevaccine)是指同時攜帶多個目標抗原以及輔助性表位的疫苗。多表位基因工程疫苗是運用重組DNA技術(shù)將多個編碼抗原表位的DNA序列片段進行串聯(lián)組合，然后重組入載體而制備的，包括重組蛋白疫苗、核酸疫苗和活載體疫苗。多表位疫苗可以是針對一種病原的具有多重免疫保護作用的多價疫苗，也可是能預防多種疾病的廣譜疫苗。多表位基因工程疫苗已成為當前疫苗研究的熱門課題和前沿技術(shù)。第二頁，共16頁。1.多表位基因工程疫苗的研究1.1抗原表位的預測篩選2000年，Hagmann在《Science》上率先提出了“計算機輔助疫苗設(shè)計”的新概念，其主要原理是采用計算機軟件分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，模擬天然蛋白構(gòu)象，篩選出有價值的結(jié)構(gòu)域或DNA片段，用于藥物靶點篩選、抗原表位設(shè)計等。第三頁，共16頁。構(gòu)建多表位疫苗的首要問題是如何準確預測和篩選有效的特異性抗原表位。對于T細胞表位的篩選要借助預測T細胞表位的相關(guān)軟件，預測與MHC分子結(jié)合的短肽。B細胞表位的預測是根據(jù)已有的表位數(shù)據(jù)資料，通過計算機軟件對序列進行分析，需要綜合考慮序列的親水性、電荷分布、可及性、可塑性及抗原性等性質(zhì)，對預測出的抗原表位要進行綜合評價，篩選出具有針對性和特異性的候選抗原表位。第四頁，共16頁。1.2多抗原表位的選擇為了提高機體的免疫保護水平1>.選擇多個B細胞表位和T細胞表位，同時誘導特異的體液免疫和細胞免疫，充分發(fā)揮預防控制作用。2>.選擇抗原分子的特異性的保守序列，從而提供不同毒株之間的交叉免疫保護，這可能是預防具有多血清型（如副豬嗜血桿菌）及高突變率病原(如禽流感病毒)感染的有效途徑。第五頁，共16頁。3>.選擇同一病原體的多種抗原表位，研制具有多重免疫保護作用的多價疫苗。4>.選擇來自不同病原體的多種抗原表位，研制可以預防多種疾病的廣譜疫苗。第六頁，共16頁。1.3多表位基因工程疫苗的設(shè)計構(gòu)建多表位基因工程疫苗關(guān)鍵把握四個方面：①確保各表位基因之間的優(yōu)化組合與合理連接；②確保每個編碼抗原表位的基因序列可被正確閱讀、翻譯和有效終止；③選擇合適的表達載體；④選擇安全高效的免疫佐劑。第七頁，共16頁。2多表位基因工程疫苗的研究及應用2.1多表位重組疫苗陽泰等選用IBV的S1、S2、N結(jié)構(gòu)蛋白上的高度保守的兩個B細胞表位(SP3245-160,SP7566-584)和一個T細胞表位(NP167-83)，并使T細胞表位位于B細胞表位的N端，設(shè)計了復合多表位基因(EpiA)，采用基因工程方法，將EpiA在大腸桿菌得以表達、純化。第八頁，共16頁。ELISA和Westernblot法證明所表達的融合蛋白能與標準IBV陽性血清產(chǎn)生特異性抗原-抗體反應，能有效激發(fā)雞體特異性體液和細胞免疫；與對照組差異極顯著(P≤0.01)；攻毒試驗表明，該多表位疫苗保護率達到73%。第九頁，共16頁。2.2多表位核酸疫苗韓松等構(gòu)建了含有PRRSV主要結(jié)構(gòu)蛋白基因ORF5、ORF6和PCV2衣殼蛋白基因ORF2基因的多表位重組質(zhì)粒p1RES-ORF2-ORF5m-ORF6a，用殼聚糖對該質(zhì)粒進行包裹，通過豚鼠和豬對其免疫效果進行評價。結(jié)果重組質(zhì)粒能刺激機體產(chǎn)生PRRSV、PCV2特異性抗體和中和抗體；特異性T淋巴細胞增殖、CD4+/CD8+陽性細胞比例上升、IFN-γ和IL-2分泌水平提高，第十頁，共16頁。表明該重組核酸疫苗主要刺激介導Thl類免疫反應。攻毒實驗證明核酸疫苗免疫對實驗豬起到明顯的保護作用；病理學檢測結(jié)果可以看出，重組核酸疫苗免疫組未出現(xiàn)或僅出現(xiàn)輕微變化，組織器官的損傷程度較輕。第十一頁，共16頁。2.3多表位活載體疫苗Jiang等構(gòu)建了表達PRRSVGP5和M融合蛋白的重組偽狂犬病毒rPRV-GP5m-M，用PRV進行小鼠攻毒能夠提供完全保護，并且產(chǎn)生了高水平的PRV特異性中和抗體和淋巴細胞增殖反應；用重組疫苗rPRV-GP5m-M免疫豬產(chǎn)生了PRRSV特異性中和抗體和高水平的淋巴細胞增殖；用重組疫苗免疫豬體溫變化不明顯，出現(xiàn)短期的病毒血癥，在組織中的病毒含量較低。第十二頁，共16頁。表明重組疫苗rPRV-GP5m-M對預防PRV和PRRSV感染可能是一個比較理想的候選疫苗。Jiang等以腺病毒為載體,分別構(gòu)建了表達PRRSVORF5、ORF6、ORF5/ORF6的重組腺病毒rAd-GP5,rAd-M和rAd-M-GP5。小鼠免疫試驗結(jié)果表明,免疫后4周小鼠產(chǎn)生了PRRSV特異性抗體和細胞免疫反應,并且表達M-GP5融合蛋白的rAd-M-GP5免疫組小鼠產(chǎn)生的中和抗體水平、淋巴細胞增殖反應以及PRRSV特異性的CTL反應均顯著高于rAd-M和rAd-GP5免疫組。第十三頁，共16頁。3展望多表位基因工程疫苗具有較高的研究和應用價值，但其仍然存在一些問題：1>.表位的預測及篩選方法有待進一步改進和完善；2>.表位的合理優(yōu)化和排列組合規(guī)律并不清晰，需摸索其最佳組合連接方式；3>.需克服因基因限制性而導致的免疫逃避或免疫失敗問題；4>.還有如何選擇安全高效的免疫佐劑等等。第十四頁，共16頁。總之，隨