人感染圆环病毒的血清流行病学研究及新型抗圆环病毒疫苗的研制

发布时间：2017-12-16 11:27

  本文关键词：人感染圆环病毒的血清流行病学研究及新型抗圆环病毒疫苗的研制

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【摘要】：WHO的统计资料表明,近40年来,超过75%的人类新发传染病都是由来源于动物的病原体所引起的,这些病原体包括人类免疫缺陷病毒,埃博拉病毒,西尼罗河病毒,尼帕病毒和汉坦病毒等。近年来,人感染H5N1型高致病性禽流感、严重急性呼吸窘迫综合征(SARS)、人感染H7N9禽流感、H1N1甲型流感和埃博拉出血热等在世界范围内的暴发与流行,都严重威胁着人类的健康与生命安全,给社会经济发展造成了巨大的损失,已经成为影响全球公共卫生安全的重大问题。因此,由动物源性的病原体感染所引起的人类疾病受到了越来越多的关注。猪圆环病毒(Porcine circovirus,PCV),是一种在猪群感染率达到52.8%~100%、可引起断奶仔猪多系统衰竭综合征的、已知世界上最小的动物病毒之一。普遍认为PCV仅能感染猪群,但是我们在中国北方成年人群血清中也检测到了该病毒的抗体,提示这种原本仅在猪群之间传播的病毒很可能已经跨越种属间差异,转化为可以感染人类的病毒,成为一种新的潜在的人兽共患病病原体。应对病毒感染最有效的措施是免疫预防,但由于许多新发传染病往往不被人所了解,未能及时研制出疫苗,使得感染不能被有效控制,这使预防工作开展的十分困难。目的:本研究通过流行病学分析,试图揭示圆环病毒感染人群的可能相关因素,并以实验动物小鼠及猪为模型,研制一种有效的预防圆环病毒感染的疫苗,为今后控制这类病毒感染性疾病的发生发展及采取及时有效的预防措施提供依据。方法:本研究在吉林省范围内共收集了16831例血清样本,随机抽取1267例血清样本用间接ELISA法检测血清中PCV Ig G特异性抗体,估计人群中PCV的感染率;采用logistic回归模型分析PCV感染及其与可能相关因素之间的关联性,初步分析PCV感染的可能因素。利用基因克隆技术,以目前流行基因型PCV2b衣壳蛋白作为疫苗的抗原,考虑到PCV2b衣壳蛋白上的诱饵表位对机体防御病毒的不利影响,我们用PCV2b衣壳蛋白上的中和表位替换诱饵表位,观察诱饵表位对衣壳蛋白结构、刺激中和病毒抗体产生方面的影响,利用PCV2b衣壳蛋白能自组装成病毒样颗粒(VLP)的特点,研制开发一种新型重组亚单位疫苗,探讨其在抗病毒感染方面的作用。结果:1.在我国北方地区吉林省范围内检测的1267例成年人血清样本中,共检出PCV特异性抗体阳性者63例,PCV抗体阳性检出率(粗率)为6.39%,提示在成年人群中存在着圆环病毒的隐性感染,这种隐性感染可能与高血压或肝硬化相关;农村人口PCV抗体阳性率明显高于城市人口(P0.001)。2.现有疫苗的应用在预防圆环病毒相关疾病方面起到了一定的效果,然而PCV2的感染、传播和流行仍不能被有效控制。这种现状促使人们研究现有疫苗在刺激机体产生病毒中和抗体的同时,是否还会刺激机体产生有利于病毒感染的免疫应答。本研究发现,灭活病毒疫苗免疫,或是病毒衣壳蛋白亚单位疫苗在制备过程中,亦或天然病毒感染,诱饵表位均有机会暴露在外,刺激机体产生大量的非保护性抗体,干扰机体中和抗体的产生,这些非保护性抗体被证实与圆环病毒相关疾病有着密切的关系。为了避免PCV2衣壳蛋白上诱饵表位暴露对机体抗病毒免疫的干扰作用,我们用PCV2b衣壳蛋白上的一个中和表位替换诱饵表位,并在大肠杆菌中成功实现了可溶性表达。经过纯化、鉴定后在体外将其组装成病毒样颗粒,分别与ISA 206水包油包水型佐剂和ISA 35水包油型佐剂乳化制备成疫苗,并对其物理性状包括外观、黏度、稳定性等指标进行了评估;通过无菌检验和安全性检验确定了疫苗的安全性;通过从乳化的疫苗中提取抗原,检测疫苗在长期保存后抗原的稳定性及活性,检测结果符合疫苗质量标准。随后将制备的疫苗分别免疫小鼠和仔猪,用血清抗体测定法和免疫仔猪攻毒法评价疫苗的免疫效力,实验结果表明,该疫苗能够诱导小鼠产生特异性的抗病毒抗体,其多克隆抗体效价可达1:64000,且能够为机体提供持续并且有效的保护作用。免疫仔猪6/6出现了血清抗体阳转,仔猪抗体滴度可达1:800。免疫仔猪攻毒后组织病毒分离结果表明,免疫仔猪肺组织上清病毒DNA PCR检测结果为3/6阴性,攻毒对照组所有猪肺组织上清PCR检测均为阳性,免疫仔猪腹股沟淋巴结组织的病毒DNA载量要明显低于攻毒对照组。通过对猪组织病理病变程度进行打分,也可以发现免疫组的组织病变及损伤程度要明显轻于攻毒对照组。结论:1.在中国北方成年人群血清中检测到圆环病毒抗体,提示在成年人群中存在着圆环病毒的隐性感染,这种隐性感染可能与高血压或肝硬化相关。2.利用基因克隆技术,用中和表位替换PCV2b衣壳蛋白上的诱饵表位,构建、表达并纯化了一种新型抗PCV2重组亚单位疫苗抗原。3.制备的替换掉诱饵表位的重组PCV2b衣壳蛋白亚单位疫苗能够诱导小鼠和仔猪产生抗病毒特异性抗体,能够有效地抑制病毒在仔猪体内的复制,具有良好的免疫原性,具备开发成为一种新型抗圆环病毒疫苗的潜能。为今后研制相关疫苗从而更有效地预防病毒感染及流行提供了可参考的实验基础及技术平台。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R511

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