猪胸膜肺炎放线杆菌(APP)是严重危害养猪业的呼吸道致病菌,目前尚无可交叉保护的商品化疫苗。本课题组在前期研究中,意外发现痤疮丙酸杆菌(PA)具有预防APP感染的作用(已获专利)。为系统研究其作用机制,促进这一新型疫苗的研究,本课题拟以PA诱导的体液免疫应答为中心,阐明PA免疫应答抗体的种类、水平与抗APP感染效果的相关性,建立免疫细胞损耗动物模型,分析PA抗体在抗APP感染中的作用及方式。分离鉴定PA的免疫保护性抗原蛋白,利用重叠肽库技术和Elispot技术筛选保护性蛋白的记忆性B细胞表位,合成串联表位短肽,免疫动物,检测免疫效果和抗感染能力,确定PA抗APP感染的最小功能肽,综合数据初步阐明PA预防猪传染性胸膜肺炎发生的作用机制。为猪传染性胸膜肺炎的药物研究及疫苗研究提供十分有益的基础,这一成果完全属于自主研究,拥有自主知识产权,必将为全球APP疫苗的研究带来新的思路和方法。
Propionibacterium acnes;Actinobacillus pleuropneumoniae;humoral immunity;polypeptide;epitope
猪传染性胸膜肺炎是由猪胸膜肺炎放线杆菌(APP)引起的一种高度接触传染性、致死性呼吸道疾病,近年来常与其他猪病发生混合感染,给世界各养猪国家带来了巨大的经济损失。该病病原血清型多,且主要血清型间缺乏交叉免疫保护,导致尚无广谱的商品化疫苗出现。我们在前期研究中意外发现痤疮丙酸杆菌(PA)具有预防APP感染的作用,为阐明PA预防APP感染的免疫学机制,本项目以免疫原性良好的PA14菌株免疫小鼠,首免后第35天用APP攻毒,保护率为100%,存活率与外周血中抗PA 的IgG水平存在极其显著的正相关。抗PA抗体转移实验证明,PA抗体可抵抗10倍LD50的APP血清1型或5型攻击,存活率均为100%。抗PA IgG能够显著促进巨噬细胞对APP的吞噬(P<0.01),其促吞噬效果与抗APP特异性IgG的作用相似(P>0.05)。建立小鼠B细胞损耗模型、中性粒细胞损耗模型、吞噬细胞损耗模型,证明小鼠B细胞损耗后,抗PA抗体水平显著下降,保护率也极显著降低;中性粒细胞减少的小鼠在接受抗PA抗体后,与正常的小鼠相比无明显差异,仍能有效清除肺部细菌且肺部病理损伤程度减轻;而巨噬细胞损耗的小鼠,不论是否给予抗体,均不能有效对抗APP的感染,表明抗PA特异性抗体抗APP感染必须依赖巨噬细胞。利用感染仔猪抗APP的高效价抗体,通过2D电泳和质谱分析技术,噬菌体展示肽库技术和DNA测序技术,筛选并鉴定了16个PA与APP的交叉抗原蛋白。蛋白Ssb与猪抗APP抗体结合效果最好,对APP1和APP5保护率分别为80%和60%。交叉抗原经同源性分析和猪B细胞表位检测,共获得8个短肽,其中Ba1、Bb5、C1单独免疫能够引起IL-4水平的显著升高(P<0.05),仅Bb5(450pg/ml)能够引起IFN-γ水平的显著升高,而Ba1、C1倾向于Th2免疫应答,多肽Ba1和Bb5显著提高对小鼠的保护效果(P<0.05),均为80%,C1存活率为60%,Ba1及Bb5多肽联合免疫后分别用APP1及APP5攻毒,存活率均显著提高,分别为80%(P<0.05)及90%(P<0.01)。本研究阐明PA 免疫后诱导的体液免疫可以抵抗APP感染,B细胞和巨噬细胞在免疫预防中起着重要作用。获得的交叉抗原肽为预防多种血清型APP感染的多肽疫苗研究提供了重要潜在候选抗原。