来源:Vaccines 发布时间:2021/5/7 19:56:50
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一种改良的口服型纽波特沙门氏菌减毒活疫苗的开发:CVD 1979疫苗 | MDPI Vaccines

论文标题:Refinement of a Live Attenuated Salmonella enterica Serovar Newport Vaccine with Improved Safety(改良的减毒活沙门氏沙门氏菌纽波特疫苗具有更高的安全性)

期刊:Vaccines

作者:Shamima Nasrin, Fabien J. Fuche, Khandra T. Sears, Jennifer A. Jones, Myron M. Levine, Raphael Simon and Sharon M. Tennant

发表时间:16 January 2021

DOI: 10.3390/vaccines9010057

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期刊链接:https://www.mdpi.com/journal/vaccines

非伤寒沙门氏菌 (Non-typhoidal Salmonella, NTS) 是引发肠胃炎的主要原因,据统计,其每年在全球可导致9380万例病例。在健康人群中,由NTS引起的肠胃炎通常属于自限性疾病,而在免疫受损的个体中,其会引发严重的浸润性疾病。在过往的研究中,Sharon M. Tennant博士研究组已经开发出了纽波特沙门氏菌 (Salmonella Newport, S.Newport) 糖缀合物疫苗和S. Newport减毒活疫苗,这些疫苗在小鼠模型中均表现出了对S. Newport感染的保护作用。目前Tennant博士研究组正在开发一种新型的O:8血清型S. Newport减毒活疫苗CVD 1979。

来自马里兰大学医学院疫苗开发与全球健康中心的Tennant教授研究组通过在S.Newport基因组中删除编码鸟嘌呤生物合成基因 (encodes guanine biosynthesis , guaBA)、编码热激反应蛋白基因 (encodes a heat shock response protein , htrA) 和芳香族氨基酸生物合成基因 (aromatic amino acid biosynthesis gene, aroA ) 开发出了一种安全有效的O:8血清型S. Newport减毒活疫苗CVD 1979,并且通过小鼠模型来测试疫苗CVD 1979的免疫原性、防护特效以及诱导产生的抗体特异性。他们将这项研究成果发表在了Vaccines 期刊上。

实验过程

1. S. Newport 减毒活疫苗CVD 1979的构建及小鼠免疫

首先删除S. Newport Chile 361基因组中的guaB和htrA基因,以得到S. Newport减毒活疫苗—CVD 1966,接着通过使用lambda红介导的同源重组将S. Newport Chile 361和S. Newport CVD 1966染色体中的aroA基因删除来构建突变体,并利用PCR技术及引物来确认突变体上这些基因片段的缺失。另外,通过确定小鼠的LD50来评估aroA突变体的毒性,并为小鼠在腹膜接种突变菌株,感染小鼠,然后检测并计数存活数量来计算菌株的LD50。

将小鼠分成两组,分别口服含有S. Newport减毒活疫苗CVD 1979的无菌磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 和不含疫苗的PBS的盐水,每次免疫接种间隔3周,共3次,并监测临床体征。在最后一次免疫接种后四周,对小鼠进行WT沙门氏菌菌株腹膜感染用以评估CVD 1979疫苗引起的同源性和异源性保护。对于同源保护性免疫实验,对经CVD 1979疫苗接种或PBS处理的小鼠进行低剂量和高剂量的S. Newport Chile 361菌株感染。然后,在感染后两天,对小鼠实施安乐死,并收集其肝脏和脾脏来计数菌株数量。为了确定由CVD 1979疫苗引起的异源保护性免疫,对经CVD 1979疫苗接种或PBS处理的小鼠进行用S. Muenchen ATCC 8344或S. Virchow Q23菌株进行腹膜感染。

2. S. Newport 减毒活疫苗CVD 1979的免疫原性及防护特效

以口服途径,对小鼠进行CVD 1979疫苗接种。在每次接种之前和感染之前,测量针对核心-O多糖 (COPS) 的血清IgG效价。结果表明CVD 1979疫苗是安全的,接受CVD 1979疫苗接种的动物在每次接种后均能引起强烈的免疫反应,并且在免疫后无不良副作用。

为了确定同源保护性免疫效果,在第三次免疫后一个月分别用高剂量和低剂量的S. Newport Chile 361菌株来感染小鼠。结果发现两种剂量条件下,接种过CVD 1979疫苗的小鼠体内的菌株数量明显较低 (如下图)。

S. Newport减毒活疫苗CVD 1979在小鼠中的免疫原性和防护特效。

为了确定CVD 1979疫苗对其他O: 8 (C2-C3) 和O: 6,7 (C1) 血清型的交叉保护功效,分别使用经CVD 1979疫苗接种和PBS处理的小鼠,四周后用S. Muenchen ATCC 8344 (O: 8; C2-C3) 或S. Virchow Q23 (O: 6,7; C1) 菌株对其进行感染。发现在用S.Muenchen ATCC 8344攻击小鼠后,所有PBS处理的小鼠都死于感染,而接种CVD 1979疫苗的小鼠存活的时间长,通过计算得到疫苗效力为45% (如下图)。相反,在用含O: 6,7 (C1) 血清型S. Virchow血清群攻击小鼠后,接种CVD 1979疫苗的小鼠存活率为28%。综上所述,表明CVD 1979疫苗能够减轻被S.Newport攻击的小鼠的细菌负担,对另一种O: 8 (C2–C3) 血清型S. Muenchen的致命攻击表现出适度的防御,但是针对O: 6,7 (C1) 血清型S.Virchow的防护能力很差。

用S. Muenchen (O:8[C2-C3]) 和S. Virchow (O: 6,7 [C1]) 致死性攻击后小鼠的存活率。

3. CVD 1979疫苗诱导的抗体的特异性

为了确定针对异源血清群的保护降低是否可能是由于抗COPS抗体和O多糖的差异所致,我们通过蛋白质印迹评估了CVD 1979疫苗诱导的针对脂多糖 (LPS) 和O: 6,7和O: 8血清型全细胞蛋白的抗体的识别模式。发现疫苗诱导的抗体可以特异性识别O: 8 (C2-C3) 血清型的LPS中的O抗原,但不能识别O: 6,7 (C1) 血清型的LPS。缺少O侧链聚合物的S.NewportΔrfaL突变体没有显示O抗原带。此外,CVD 1979抗血清结果也显示与O: 6,7和O: 8血清型全细胞蛋白相似的反应性 (如下图)。

减毒活的S. Newport CVD 1979疫苗引起的抗体对脂多糖 (LPS) 和沙门氏菌菌株的全细胞裂解物的特异性。

由S. Newport CVD 1979疫苗引起的针对LPS和全细胞裂解物的抗体的特异性的蛋白质印记。

结论

本研究表明口服型O: 8血清型 S. Newport减毒活疫苗CVD 1979疫苗,可以有效预防O: 6,7 (C1) 和O: 8 (C2-C3) 血清型引起的感染。S. Newport减毒活疫苗CVD 1979在小鼠中具有良好的耐受性,并且在口服时会引起针对核心O-多糖 (COPS) 的血清免疫球蛋白G (IgG) 抗体的分泌。

期刊介绍

Vaccines (ISSN 2076-393X, IF 4.086) 是一个国际型开放获取期刊。期刊主题涵盖疫苗以及免疫两个方向。Vaccines 采取单盲同行评审,一审周期为16.9天,文章从接收到发表仅需3.4天。

 
 
 
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