柯萨奇病毒A16型病毒样颗粒疫苗的研发

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手足口病(Hand,foot,andmouthdisease,HFMD)是五岁以下儿童常见的病毒性疾病,目前对手足口病仍没有有效的疫苗和抗病毒药物。肠道病毒71型(enterovirus71,EV71)和柯萨奇病毒A16型(CoxsackievirusA16,CA16)是HFMD的两个主要致病原,前者造成重症的比例要高于后者,有一小部分患者甚至同时感染两种病毒。疫苗是控制传染性疾病的最有效措施,理想的HFMD疫苗,应是能同时预防EV71和CA16感染的双价疫苗。目前,针对EV71的灭活疫苗已经进入临床试验阶段,而针对CA16的疫苗研发处于起步阶段。本研究围绕CA16新型疫苗研发这一主线,开展了三部分工作:(1)CA16病毒衣壳蛋白定性和定量方法的建立;(2)CA16小鼠感染模型的建立;(3)CA16病毒样颗粒疫苗的表达、免疫原性及保护效果评价。  本研究首先原核表达和纯化CA16的重组衣壳蛋白VP0、VP1和VP3,免疫动物制备了特异的多克隆抗体:抗VP0抗体、抗VP1抗体和抗VP3抗体,通过免疫荧光实验和Westernblot实验特异性检测CA16病毒,结果表明CA16病毒细胞株的衣壳蛋白由VP0、VP1和VP3或VP1、VP2、VP3和VP4组成,蔗糖梯度密度离心显示CA16的这些衣壳蛋白组成病毒颗粒。然后以纯化的重组蛋白VP0作为标准蛋白,以制备的抗VP0抗体为检测抗体,建立了CA16病毒的Westernblot定量方法。本部分为CA16病毒的鉴定与检测准备了必需的抗原和抗体,建立了病毒和疫苗的定量方法。  缺乏CA16小鼠感染模型是研发CA16疫苗的一个瓶颈,本研究首先建立了CA16/SZ05腹腔感染1日龄ICR小鼠的模型,小鼠感染后表现出瘫痪和死亡等临床病症,死亡率在50%-70%之间,利用特异抗体在脑干检测到病毒抗原,检测各组织中病毒载量发现在CA16感染早期骨骼肌中病毒载量最高,而后期脑组织中病毒载量最高,显示CA16有神经嗜性。新生小鼠感染实验表明CA16/G08比SZ05毒力较强,接下来将G08在鼠细胞和小鼠体内适应传代,获得一个鼠适应性的突变株G08-MAV。与亲本株G08相比,G08-MAV对鼠细胞和小鼠的毒力增强,能有效感染鼠细胞L929,腹腔注射G08-MAV的7日龄ICR小鼠出现共济失调、瘫痪等典型神经症状和较高死亡率(71%)。进一步实验表明,腹腔注射G08-MAV能感染14日龄ICR小鼠。更重要的是,G08-MAV口服感染2-7日龄ICR小鼠造成瘫痪及死亡,G08-MAV口服或腹腔感染2-7日龄Balb/c小鼠也引起严重瘫痪和死亡。这些结果表明我们已成功建立了基于鼠适应病毒G08-MAV的小鼠感染模型,为评价候选疫苗的保护效果以及研究CA16的传播和致病机制提供了有效的平台。  为研制针对CA16的基因工程疫苗,本研究利用重组的杆状病毒在昆虫细胞共表达P1和3CD制备CA16的病毒样颗粒(VLP),生化试验和电镜分析发现病毒样颗粒主要由病毒衣壳蛋白VP0、VP1和VP3构成一个约30nm的球形颗粒。CA16-VLP免疫小鼠获得的抗体对CA16有较高的中和活性,更重要的是抗VLP血清对致死剂量同源和异源CA16病毒攻击的保护率分别为100%和88.9%,本研究说明CA16的病毒样颗粒产生的抗体有效地保护CA16的感染,为进一步开发兼抗EV71和CA16的双价手足口病疫苗奠定了基础。  由以上研究我们可以得出如下结论:  1)首先本研究原核表达并纯化了重组的CA16病毒衣壳蛋白,制备了针对CA16病毒衣壳蛋白的特异抗体,建立了定性和定量分析CA16病毒的方法。  2)利用野生型CA16病毒建立了1-2日龄ICR小鼠的腹腔感染模型,利用鼠适应性病毒突变株建立了14日龄小鼠腹腔感染模型和2-7日龄小鼠口服感染模型。  3)利用昆虫-杆状病毒表达系统制备CA16的病毒样颗粒,在小鼠体内诱导高效价中和抗体的产生,在小鼠感染模型上能有效保护CA16的感染。
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