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宫颈癌在全球妇女癌症死亡率中位居第二,在一些发展中国家甚至居于首位,全球每年大约有50万新发病例,约20万人死于宫颈癌,其中80%的死亡病例发生在发展中国家。大量研究显示,生殖道HPV的持续感染与宫颈癌的发病密切相关。现已明确,高危型HPV如HPV16、18是宫颈癌的主要病因,其中又以HPV16最为常见,流行病学调查显示,除上述两型外,HPV33及HPV58的感染在我国宫颈癌患者中也很常见。因此,在宫颈癌病因学研究的基础上研制宫颈癌预防性疫苗已成为现阶段控制宫颈癌的最经济、有效的方法。
在众多候选疫苗中,基于重组腺病毒及重组腺病毒伴随病毒的病毒载体疫苗以及HPV L1病毒样颗粒(VLPs)疫苗倍受关注。其中,由Merck公司开发的HPV16、18、6、11 L1 VLPs四联疫苗Gardasil已于2006年完成III期临床试验并获得FDA批准上市。然而,国内在该领域的研究相对滞后,因此,本文拟从上述两个方向进行宫颈癌预防性疫苗的研究。我们首先按照哺乳动物密码子的偏好在保持氨基酸序列不变的前提下对野生型HPV16L1基因(wt.HPV16L1)进行密码子优化,通过全基因合成获得了优化型基因mod.HPV16L1。随后,我们使用Admax系统及三质粒共转染法成功构建了含密码子优化型HPV16L1基因的重组腺病毒rAd-mod.HPV16L1载体及1型重组腺病毒伴随病毒载体rAAV1-mod.HPV16L1。将rAAV1-mod.HPV16L1载体与重组腺病毒载体rAd-mod.HPV16L1以肌注(i.m.)和滴鼻(i.n.)途径进行单针及与联合免疫C57BL/6小鼠,并通过假病毒颗粒体外中和实验在初免后4个月期间分次检测各组小鼠血清中抗HPV16中和抗体的水平,结果显示,rAAV1-mod.HPV16L1单针及与rAd-mod.HPV16L1联合肌注组均可诱导特异性血清中和抗体,与滴鼻组相比,肌注组血清中和抗体出现早,滴度高,在第12、16周仍保持稳定;联合肌注组抗体滴度在初免后第8周与rAAV1-mod.HPV16L1单针肌注组相近,初免后第16周显著高于其他免疫组(P<0.05);联合滴鼻组在初免后第16周中和抗体滴度显著高于各重组病毒单独滴鼻组(P<0.05),显示了一定的免疫增强作用,但抗体滴度仍显著低于联合肌注组(P<0.05)。从小鼠免疫结果来看,重组腺病毒载体虽然可通过初免-加强模式诱导高滴度的血清中和抗体,但其单针免疫效果不理想。
病毒样颗粒疫苗的研究方面,我们首先按照酵母细胞密码子的偏好对野生型HPV16、18、33、58 L1基因进行了密码子优化和合成。随后,我们将优化型L1基因分别克隆至酵母表达载体中,在酵母细胞中进行小量表达,通过超速离心法对病毒样颗粒进行了初步纯化,结果显示,密码子优化型HPV16、18、33、58L1基因在酵母细胞内可以有效表达,表达的L1蛋白可以在胞内形成病毒样颗粒结构,这为HPV16、18、33、58L1 VLP四价疫苗下一步的产业化研究奠定了坚实的基础。