肺炎链球菌PspA蛋白疫苗的优化及其广谱性评价研究

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1、肺炎链球菌PspA蛋白疫苗的优化及其广谱性评价研究TheOptimizationandBroadSpectrumEvalutionofPneumococcalPspAProtein-BasedVaccine作者姓名：于今非专业名称：微生物学研究方向：微生物制药工程指导教师：徐菲教授学位类别：理学博士培养单位：吉林大学生命科学学院论文答辩日期：2018年11月30日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席刘文森研究员军事科学院军事医学研究院军事兽医研究所委员刘平黄研究员中国农科院哈尔滨兽医研究所台桂花教授东北师范大学宋慧教授吉林农业大学付学奇教授吉林大学未经本

2、论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则应承，担侵权的法律责任。吉林大学博士（或硕士）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究。做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果

3、由本人承担。学位论文作者签名：＞月日期：年ｔ日丨中文摘要肺炎链球菌PspA蛋白疫苗的优化及其广谱性评价研究肺炎链球菌是1881年首次分离出来的革兰氏阳性致病菌，该菌可定植于呼吸道粘膜，引起肺炎等疾病，极易感染儿童和老人，五岁以下儿童有高达11%死于肺炎链球菌感染相关疾病。荚膜多糖为肺炎链球菌细胞膜外的肽聚糖，是肺炎链球菌最重要的毒力因子，可以保护细菌及其内部结构，使其与抗体和补体隔绝，因此能够屏障补体沉积。根据荚膜多糖抗原性，不同肺炎链球菌的血清型具有不同的的毒力，目前已发现96种血清型，其中至少有30个血清型的菌株对人类有致病性。现存肺炎疫苗主要是基于荚膜多糖

4、的荚膜多糖疫苗和荚膜多糖蛋白结合疫苗。由于荚膜多糖抗原属非T细胞依赖性抗原，不具有免疫记忆性，因此其免疫原性较弱，持续时间短，对2岁以下的婴幼儿很难诱发产生保护性抗体，具有较弱的保护性。荚膜多糖蛋白结合疫苗是以蛋白作为载体与荚膜多糖相结合，可增强免疫原性并诱导免疫记忆，提高多糖对婴幼儿和免疫缺陷患者的免疫原性。但两种疫苗都以增加荚膜多糖的血清型来扩大广谱性。而结合疫苗的工艺复杂，因此费用昂贵，不适于经济落后地区。基于现存疫苗的局限性，亟待研究广谱，免疫原性好并且低廉的新型肺炎疫苗。肺炎链球菌自身的保守的毒力蛋白成为了新的关注点，蛋白成分能够诱导有T细胞依赖性的抗体，可以对婴

5、幼儿，老人及其他免疫力低下者提供更好的保护，而且此类疫苗的覆盖率应该超过结合疫苗，产生的特异性抗原且能够避免血清型替代的状况。肺炎链球菌表面蛋白A，PspA，是于肺炎链球菌表面的一种胆碱结合蛋白，能够抑制经典的补体激活，干扰宿主的免疫功能，还可抑制乳铁蛋白杀菌肽的杀灭作用。从血清学来看，这种蛋白是具有高度变异性的分子，PspA所表现出来的高度变异性表明这种表面蛋白作为宿主防御天然靶标的重要性。PspA分子主要有5个结构组成，分别是信号肽区、α螺旋区、脯氨酸富集区、胆碱结合区及C端的17个氨基酸尾巴。分子中心的脯氨酸富集区是主要功能区域，N端a螺旋区中靠近脯氨酸富集区I的大约

6、100个左右的氨基酸序列决定其可以跨家族交叉保护，该区域也被称为亚类决定区（cladedefiningregion，CDR），根据CDR区，可将不同的PspA分子分成3个家族，6个亚类，其中亚类1,2属于家族1，家族2包括亚类3，4，5，亚类6属于家族3。到现在为止，分型的98%以上PspA分子属于第1和第2家族。PspA具有免疫原性，而且能够在小鼠中诱发抗体，该抗体可识别肺炎链球菌并促进C3补体沉淀激发调理吞噬，免疫重组的PspA片段也被证明可以产生保护性免疫反应来对抗肺炎链球菌的定植，大叶性肺炎和侵袭性感染。动物模型已经表明PspA能够诱发对异型菌株的交叉保护作用，被动

7、免疫时，免疫后的人类抗血清能够被证实能保护小鼠抵抗不同亚类PspA的肺炎链球菌菌株攻。PspA分子作为免疫原加上适宜的佐剂被认为可以增加疫苗的覆盖率，一些研究利用沙门氏菌或白喉全菌体作为载体，提高了疫苗对抗肺炎链球菌时对机体的保护力。但由于PspA蛋白具有变异性，基于PspA的疫苗必须含有一个以上菌株的PspA，才能抵御所有的肺炎链球菌感染。因此，我们实验室研究了以PspA蛋白为基础的肺炎蛋白疫苗，分别以氢氧化铝为佐剂制备了系统疫苗和以BLP为佐剂制备了粘膜疫苗。BLP(Bacterium-likeparticle