Dichelobacter nodosus外膜囊泡的分离及其免疫保护效力研究:为反刍动物传染性蹄病疫苗开发提供新策略

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Veterinary Microbiology 2.4

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  针对反刍动物传染性蹄病防治难题,黑龙江八一农垦大学团队创新性地从Dichelobacter nodosus中分离外膜囊泡(OMVs),证实其可诱导高水平特异性抗体(P<0.0001),显著上调TNF-α等细胞因子表达,攻毒实验显示100%保护率,为开发高效OMVs疫苗奠定基础。

  

反刍动物的跛行问题正严重威胁全球畜牧业发展,其中Dichelobacter nodosus引发的传染性蹄病尤为棘手。这种革兰阴性厌氧菌导致的腐蹄病、趾间皮炎等疾病,不仅使奶牛场发病率飙升至88%,更造成产奶量下降、治疗成本激增等连锁反应。现有疫苗虽有一定效果,但普遍存在免疫谱窄、保护期短等缺陷,亟需开发新型疫苗突破技术瓶颈。

黑龙江八一农垦大学的研究团队独辟蹊径,将目光聚焦于细菌天然分泌的外膜囊泡(Outer Membrane Vesicles, OMVs)。这些直径20-250nm的纳米级球体,满载外膜蛋白、毒素蛋白等免疫原性物质,堪称"细菌的天然抗原快递包"。研究人员采用密度梯度超速离心技术,从D. nodosus菌株A198中成功提取出平均直径144nm的OMVs,并通过小鼠实验验证其卓越的免疫保护效果。

关键技术包括:1) 厌氧培养D. nodosus菌株A198;2) 密度梯度超速离心纯化OMVs;3) 透射电镜表征OMVs形态;4) 腹腔攻毒实验(10 LD50剂量);5) 组织病理学与细菌载量检测。

【Characterization and purity of OMVs】透射电镜显示,15%-25% OptiPrep梯度层中的OMVs呈典型球形结构,纯度检测证实无活菌污染。蛋白质组学分析揭示,这些囊泡富含参与蛋白代谢、跨膜运输等功能的关键蛋白。

【Immunoprotective effects】免疫小鼠血清中抗原特异性抗体水平显著升高(P<0.0001),促炎细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-1表达量较对照组提升显著(P<0.05)。更令人振奋的是,攻毒实验获得100%保护率,组织学检查显示OMVs能有效减轻细菌定植造成的组织损伤(P<0.001)。

【Discussion】与传统疫苗相比,OMVs天然携带多种病原相关分子模式(PAMPs),可同时激活先天免疫和适应性免疫。其三维结构保留了天然抗原表位,且无需佐剂即可诱发强烈免疫应答。该研究首次证实D. nodosus OMVs的免疫保护效力,为开发广谱、长效的蹄病疫苗开辟新路径。

【Conclusion】这项发表于《Veterinary Microbiology》的研究具有双重突破意义:技术上,建立了厌氧菌OMVs的标准化提取流程;应用上,创制出具有完全保护效力的新型疫苗候选物。未来通过优化生产工艺、开展大动物试验,有望解决困扰畜牧业数十年的蹄病防控难题,为全球每年减少数十亿美元经济损失提供中国方案。

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