我国水痘疫苗株SNP位点特征分析及水痘—带状疱疹病毒糖蛋白E的免疫效果初步研究

我国水痘疫苗株SNP位点特征分析及水痘—带状疱疹病毒糖蛋白E的免疫效果初步研究

论文摘要

水痘-带状疱疹病毒(Varicella-zoster virus,VZV)是能引起水痘和带状疱疹两种疾病的病原体。儿童时期感染VZV引起水痘后,到了成人时期可再次激活引起带状疱疹(Herpes zoster,HZ)。水痘和HZ是疫苗可预防和控制的疾病。水痘疫苗是将VZV野毒株经多次传代减毒后获得的水痘减毒活疫苗(Varicella live attenuated vaccine,VarV),世界上绝大多数的VarV都来源于Oka株,我国研制和使用国产Oka株VarV已20余年。迄今为止,从野毒株pOka减毒得到的VarV从未被完整克隆过,不同企业生产的VarV含有多种疫苗病毒变异体或亚种。先前的研究显示,VZV IE62基因(编码ORF 62)单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)的突变有利于减毒,但仅此是远远不够的。研究VZV其它ORFSNP的变异与毒力是否相关仍然是一个悬而未决的问题。与此同时,VZV减毒活疫苗株引起的疫苗相关病例及其在免疫功能低下等特殊人群中的安全性问题不容忽视。以VZV糖蛋白E(Glycoprotein E,gE)为主要成分HZ亚单位疫苗避免减毒活疫苗潜在致病危险的同时,其免疫原性和免疫持久性大大提高。目前,我国尚未有获批上市的HZ疫苗。因此,十分必要对我国VarV全基因组序列(Whole genome sequence,WGS)的SNP位点进行研究分析,在分子水平上探讨不同水痘疫苗免疫原性差异的可能机制;并表达我国VZV优势流行株gE的抗原片段,评估其免疫效果,探索开发研制国产VZV亚单位疫苗。本研究测定了 1株国产VarV(命名为:vOka-BK)的WGS,并将其与亲本株(pOka)、疫苗种子株(vOka-Biken)及国外水痘减毒疫苗株(vOka-Varilrix、vOka-Varivax)的WGS进行对比分析,发现:它们之间共有168处存在差异。根据已报道的Oka疫苗株SNP深度测序的数据,我们筛选出位于基因组独特区域54个SNP位点做进一步分析。这54个SNP位点的突变共造成29个非同义突变,其中位于ORF62和ORF55的最多,各有9个和3个。54个SNP中:有22个SNP变异是国内外疫苗株所共有的,其中的3个SNP突变(*130R,ORF0;R958G,ORF62;S628G,ORF62)与VZV已知的Clade3型高度减毒株Ellen完全一致。这些发生疫苗株中的共同变异很可能是疫苗的核心位点。vOka-BK与vOka-Biken、vOka-Varilrix和vOka-BK与vOka-Varivax相似的SNP分别有17个和5个,即vOka-Varilrix与vOka-Varivax之间有22个SNP差异,这些位点很可能是影响这两个疫苗效力的位点。而vOka-BK中10个独有的SNP变异则可能是影响vOka-BK效力的位点。本研究还利用哺乳动物表达系统CHO表达VZVgE胞外区的主要抗原片段,将其与三种佐剂(Alum、MPL、QS21)进行不同配组后,在小鼠中评价其免疫效果。结果显示:体液免疫方面,与其它组相比,MPL+QS21+gE组产生VZV特异性IgG抗体水平最高。细胞免疫方面,MPL+QS21+gE组能同时诱导Th1/Th2型细胞免疫应答,但更偏向于Th1型细胞免疫。与其它组相比,MPL+QS21+gE组CD8+T和Treg的比值最高,能维持机体处于最佳的免疫平衡状态。此外,该组CD8+TCM细胞增多,即免疫记忆功能有所增强。在28周观察期内,MPL+QS21+gE组产生特异性IgG抗体水平保持恒定。小鼠未见明显不良反应。可见,MPL+QS21+gE联合免疫具有良好的安全性和免疫原性。综上所述,本研究是首次将中国的水痘疫苗株与世界上其它国家的水痘疫苗株进行WGS的SNP位点分析,发现我国vOka-BK株基因组序列SNP位点的特异性,并发现影响水痘疫苗免疫效力和生物学作用的潜在关键SNP位点,为水痘减毒活疫苗后续的优化研究、疫苗效果评价等提供了重要的科学依据。本研究也初步评价了VZVgE的免疫效果,为我国研制VZV亚单位疫苗提供基础数据。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 常用缩写词中英文对照表
  • 前言
  •   1. 水痘-带状疱疹病毒概述
  •   2. 水痘-带状疱疹病毒基因组结构
  •   3. 水痘-带状疱疹病毒基因分型及其分布
  •   4. 水痘和带状疱疹流行病学
  •   5. 水痘和带状疱疹的治疗
  •   6. 水痘疫苗
  •   7. 带状疱疹疫苗
  •   8. 研究本课题的意义
  • 第一部分 我国水痘疫苗株SNP位点特征分析
  •   材料与方法
  •     1. 实验材料
  •     2. 实验方法
  •   结果
  •     1. vOka-BK全基因组特征分析
  •     2. vOka-BK与其亲本株及其它3种疫苗株全基因组的比较分析
  •     3. vOka-BK与其它3种疫苗株54个SNP位点的比较分析
  •     4. 位于ORF62 SNP位点的分析
  •     5. 位于其它ORF SNP位点的分析
  •   讨论
  •   小结
  • 第二部分 水痘-带状疱疹病毒糖蛋白E的免疫效果初步研究
  •   材料与方法
  •     1. 实验材料
  •     2. 实验方法
  •   结果
  •     1. 目的基因的鉴定
  •     2. 目的蛋白gE的表达及鉴定
  •     3. 目的蛋白gE的纯化及鉴定
  •     4. 目的蛋白gE的免疫效果评价
  •   讨论
  •   小结
  • 全文总结
  • 参考文献
  • 论文综述
  •   参考文献
  • 攻读学位期间发表文章情况
  • 致谢
  • 附件
  • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 吴秋华

    导师: 许文波,许松涛,毛乃颖

    关键词: 水痘疫苗,单核苷酸多态性,亚单位疫苗,免疫效果

    来源: 中国疾病预防控制中心

    年度: 2019

    分类: 基础科学,医药卫生科技

    专业: 生物学,基础医学

    单位: 中国疾病预防控制中心

    基金: 十三五国家科技重大专项(项目号:2018ZX10713002和2018ZX10713001-003),国家重点研发计划(项目号:2016YFC1200905)

    分类号: R392

    总页数: 116

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