金黄色葡萄球菌(S.aureus)是奶牛乳房炎主要致病菌,由于耐药菌株大量出现,导致抗菌素疗效不佳。因此,使用疫苗预防S. aureus感染已成研究热点。以往研究的全菌灭活苗、荚膜多糖结合苗及单一成分蛋白亚单位苗免疫保护效果均不理想。根据S. aureus多因子致病特点和以往研究结果,最近提出使用多抗原成分疫苗有望解决这一问题。可目前缺乏对不同抗原成分免疫效果比较研究,影响抗原成分选择;且缺乏对3种以上抗原的多抗原疫苗免疫研究。本项目拟通过对S. aureus 4种表面粘附素类抗原、4种菌体结构蛋白类抗原进行免疫研究后,各选择1种免疫保护效果好的抗原,同α溶血素一起,进一步研究选取各抗原的免疫优势片段,经融合表达制备含3种不同抗原免疫优势片段的嵌合蛋白,并研究其免疫保护作用。为进一步研究预防奶牛乳房炎S. aureus与链球菌多抗原嵌合苗和人类S. aureus苗提供参考。
Staphylococcus aureus;multi-antigen chimeric vaccine;α-Hemolysin;Trap;FnbPA
金黄色葡萄球菌(S.aureus)不仅引起人类感染,也是奶牛乳房炎的主要致病菌。由于S.aureus耐药菌株大量出现和药物治疗造成奶中残留问题,用抗菌素防治S.aureus感染受到限制。因此,用疫苗预防S.aureus感染成研究热点。以往研究的全菌灭活苗、荚膜多糖结合苗及单成分亚单位苗免疫保护效果均不理想。根据S.aureus致病机理和已有研究结果,提出多抗原亚单位苗有望解决这一问题。但在众多抗原中选择哪些抗原、如何来构建多抗原疫苗尚需研究。本研究对S.aureus主要表面粘附素抗原ClfA、ClfB、FnbPA、Can和菌体蛋白抗原TRAP、IsdA、IsdB、GapC分别进行免疫原性比较研究,根据免疫小鼠攻毒、抗体水平及细胞因子水平检测结果,选择表面粘附素FnbpA和菌体蛋白Trap作为候选抗原,并与α溶血素(Hla)一起构建多抗原疫苗。同时,我们比较研究了IsdB免疫优势片段(tIsdB)与Trap的嵌合蛋白(tIsdB-Trap)、IsdB、Trap以及IsdB与Trap混合(tIsdB+Trap)的免疫保护效果,结果证明tIsdB-Trap嵌合蛋白免疫保护效果好于其他各组。因此,构建Trap、Hla和FnbpA嵌合蛋白。为确保Trap、Hla和FnbPA嵌合蛋白有效表达,对分子量较大的Hla和FnbPA免疫优势片段进行筛选。经生物信息学分析后,表达Hla毒性失活突变(HlaH35L)、Hla1-50aa、Hla5-76aa、Hla158-218aa和HlaD(Hla5-76aa与Hla158-218aa融合)片段,用小鼠肺炎模型证实HlaD免疫保护效果近于HlaH35L蛋白;表达FnbPA和FnbPA301-430aa、FnbPA801-874aa以及FL(FnbPA301-430aa与801-874aa融合)片段,用小鼠败血症模型证实,FL免疫保护效果近于FnbPA全蛋白。在此基础上,将Trap、HlaD和FL进行融合表达,并将该嵌合蛋白(TAF)免疫小鼠,并设Trap、HlaD、FL以及这三种蛋白混合对照组,通过免疫小鼠攻毒、血清抗体、调理吞噬、细胞因子(INF-γ、IL-4、IL-17等)检测等证实,多抗原嵌合蛋白TAF免疫保护效果好于其他各组,为深入研究预防S. aureus感染疫苗提供参考。