《Microbial Cell Factories》:A novel IgG-Fc-Fused multiepitope vaccine against Brucella: robust immunogenicity
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为解决布鲁氏菌病(Brucellosis)防控难题,石河子大学等机构研究人员开展新型多表位疫苗研究。构建 MEV-Fc 疫苗,实验表明其能增强 Th1 和 Th2 免疫反应,在小鼠模型中具显著保护作用,为人类布鲁氏菌疫苗研发提供关键依据。
布鲁氏菌病是一种常见的人畜共患病,如同潜伏在暗处的 “健康杀手”,悄然在动物和人类之间传播。患病的牲畜会出现流产、不孕等症状,严重影响畜牧业发展,给养殖户带来巨大经济损失;而人类一旦感染,会出现疲劳、发热、关节疼痛等症状,生活质量大打折扣。目前,用于动物的减毒活疫苗存在诸多缺陷,比如可能导致人类感染、动物流产等,且尚无获批的人类疫苗,这使得布鲁氏菌病的防控形势严峻。
在这样的背景下,石河子大学等多机构的研究人员开启了一项重要研究,旨在研发一种安全有效的布鲁氏菌疫苗。研究成果发表在《Microbial Cell Factories》上,为布鲁氏菌病的防控带来了新希望。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过生物信息学技术,从布鲁氏菌主要抗原 OMP16、OMP19、OMP25 和 L7/L12 中筛选出 CTL、HTL 和 B 细胞表位,构建多表位疫苗 MEV-Fc。然后,利用大肠杆菌表达系统表达并纯化重组蛋白。最后,以 BALB/c 小鼠为实验对象,开展一系列实验评估疫苗的免疫原性和保护效力 。
研究结果如下:
- 疫苗性质预测:通过多种生物信息学软件分析,发现候选疫苗 MEV-Fc 稳定性、抗原性、免疫原性良好且无毒。其二级结构中,各蛋白成分的 α 螺旋、延伸链、β 转角和无规卷曲比例不同;三级结构经预测和评估,质量较高,为疫苗开发提供了坚实结构基础。
- 蛋白表达与验证:成功将优化后的基因序列插入表达载体 pET-22b,经 IPTG 诱导表达并纯化出重组蛋白。SDS-PAGE 和 western blot 检测证实了重组蛋白的表达。
- 免疫反应诱导:对小鼠进行免疫实验,iELISA 检测发现免疫后小鼠血清中 IgG 抗体水平迅速上升,在第 28 天达到峰值并持续至第 49 天。MEV-Fc 组诱导出平衡的 Th1 和 Th2 反应(IgG2a/IgG1 比值约为 1.0),且能有效诱导抗原特异性 T 细胞分化和增殖,血清中 IFN-γ 和 IL-4 水平显著升高。
- 淋巴细胞相关检测:ELISpot 实验显示,MEV-Fc 组分泌 IFN-γ 的 T 细胞数量显著高于对照组;CCK-8 实验表明,MEV-Fc 能显著促进淋巴细胞增殖。此外,流式细胞术分析发现,MEV-Fc 组小鼠脾脏中 CD4+和 CD8+T 细胞比例明显增加。
- 保护效力评估:用非致死性布鲁氏菌 M28 感染小鼠模型评估疫苗保护效力,发现 MEV-Fc 组和商业减毒株 S2 组具有显著保护作用,能减轻肝脏和脾脏的病理损伤,减少细菌载量。
- 安全性检测:对小鼠注射 rMEV-Fc 后,监测体重、体温、器官组织学变化及血清生化指标,结果表明该疫苗安全无毒。
研究结论和讨论部分指出,MEV-Fc 能成功诱导强大的体液和细胞免疫反应,在小鼠模型中对布鲁氏菌感染具有较高保护效率,为布鲁氏菌疫苗研发提供了新方向。不过,该研究也存在一定局限性,如血清 IgG 和分泌型 IgA 的协同作用机制尚不明确,免疫途径和免疫方案有待优化,且小鼠模型与人类存在差异,无法完全准确反映疫苗在人体中的效果。但总体而言,这项研究为后续进一步研究和临床试验奠定了坚实基础,有望推动人类布鲁氏菌疫苗的发展,为防控布鲁氏菌病带来新的曙光。