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一种改良的口服型纽波特沙门氏菌减毒活疫苗的开发：CVD 1979疫苗 | MDPI Vaccines |
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论文标题：Refinement of a Live Attenuated Salmonella enterica Serovar Newport Vaccine with Improved Safety（改良的减毒活沙门氏沙门氏菌纽波特疫苗具有更高的安全性）
期刊：Vaccines
作者：Shamima Nasrin, Fabien J. Fuche, Khandra T. Sears, Jennifer A. Jones, Myron M. Levine, Raphael Simon and Sharon M. Tennant
发表时间：16 January 2021
DOI: 10.3390/vaccines9010057
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非伤寒沙门氏菌 (Non-typhoidal Salmonella, NTS) 是引发肠胃炎的主要原因，据统计，其每年在全球可导致9380万例病例。在健康人群中，由NTS引起的肠胃炎通常属于自限性疾病，而在免疫受损的个体中，其会引发严重的浸润性疾病。在过往的研究中，Sharon M. Tennant博士研究组已经开发出了纽波特沙门氏菌 (Salmonella Newport, S.Newport) 糖缀合物疫苗和S. Newport减毒活疫苗，这些疫苗在小鼠模型中均表现出了对S. Newport感染的保护作用。目前Tennant博士研究组正在开发一种新型的O:8血清型S. Newport减毒活疫苗CVD 1979。
来自马里兰大学明升手机版院疫苗开发与全球健康中心的Tennant教授研究组通过在S.Newport基因组中删除编码鸟嘌呤生物合成基因 (encodes guanine biosynthesis , guaBA)、编码热激反应蛋白基因 (encodes a heat shock response protein , htrA) 和芳香族氨基酸生物合成基因 (aromatic amino acid biosynthesis gene, aroA ) 开发出了一种安全有效的O:8血清型S. Newport减毒活疫苗CVD 1979，并且通过小鼠模型来测试疫苗CVD 1979的免疫原性、防护特效以及诱导产生的抗体特异性。他们将这项研究成果发表在了 期刊上。
实验过程
1. S. Newport 减毒活疫苗CVD 1979的构建及小鼠免疫
首先删除S. Newport Chile 361基因组中的guaB和htrA基因，以得到S. Newport减毒活疫苗—CVD 1966，接着通过使用lambda红介导的同源重组将S. Newport Chile 361和S. Newport CVD 1966染色体中的aroA基因删除来构建突变体，并利用PCR技术及引物来确认突变体上这些基因片段的缺失。另外，通过确定小鼠的LD50来评估aroA突变体的毒性，并为小鼠在腹膜接种突变菌株，感染小鼠，然后检测并计数存活数量来计算菌株的LD50。
将小鼠分成两组，分别口服含有S. Newport减毒活疫苗CVD 1979的无菌磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 和不含疫苗的PBS的盐水，每次免疫接种间隔3周，共3次，并监测临床体征。在最后一次免疫接种后四周，对小鼠进行WT沙门氏菌菌株腹膜感染用以评估CVD 1979疫苗引起的同源性和异源性保护。对于同源保护性免疫实验，对经CVD 1979疫苗接种或PBS处理的小鼠进行低剂量和高剂量的S. Newport Chile 361菌株感染。然后，在感染后两天，对小鼠实施安乐死，并收集其肝脏和脾脏来计数菌株数量。为了确定由CVD 1979疫苗引起的异源保护性免疫，对经CVD 1979疫苗接种或PBS处理的小鼠进行用S. Muenchen ATCC 8344或S. Virchow Q23菌株进行腹膜感染。
2. S. Newport 减毒活疫苗CVD 1979的免疫原性及防护特效
以口服途径，对小鼠进行CVD 1979疫苗接种。在每次接种之前和感染之前，测量针对核心-O多糖 (COPS) 的血清IgG效价。结果表明CVD 1979疫苗是安全的，接受CVD 1979疫苗接种的动物在每次接种后均能引起强烈的免疫反应，并且在免疫后无不良副作用。
为了确定同源保护性免疫效果，在第三次免疫后一个月分别用高剂量和低剂量的S. Newport Chile 361菌株来感染小鼠。结果发现两种剂量条件下，接种过CVD 1979疫苗的小鼠体内的菌株数量明显较低 (如下图)。
S. Newport减毒活疫苗CVD 1979在小鼠中的免疫原性和防护特效。
为了确定CVD 1979疫苗对其他O: 8 (C2-C3) 和O: 6,7 (C1) 血清型的交叉保护功效，分别使用经CVD 1979疫苗接种和PBS处理的小鼠，四周后用S. Muenchen ATCC 8344 (O: 8; C2-C3) 或S. Virchow Q23 (O: 6,7; C1) 菌株对其进行感染。发现在用S.Muenchen ATCC 8344攻击小鼠后，所有PBS处理的小鼠都死于感染，而接种CVD 1979疫苗的小鼠存活的时间长，通过计算得到疫苗效力为45％ (如下图)。相反，在用含O: 6,7 (C1) 血清型S. Virchow血清群攻击小鼠后，接种CVD 1979疫苗的小鼠存活率为28％。综上所述，表明CVD 1979疫苗能够减轻被S.Newport攻击的小鼠的细菌负担，对另一种O: 8 (C2–C3) 血清型S. Muenchen的致命攻击表现出适度的防御，但是针对O: 6,7 (C1) 血清型S.Virchow的防护能力很差。
用S. Muenchen (O：8[C2-C3]) 和S. Virchow (O: 6,7 [C1]) 致死性攻击后小鼠的存活率。
3. CVD 1979疫苗诱导的抗体的特异性
为了确定针对异源血清群的保护降低是否可能是由于抗COPS抗体和O多糖的差异所致，我们通过蛋白质印迹评估了CVD 1979疫苗诱导的针对脂多糖 (LPS) 和O: 6,7和O: 8血清型全细胞蛋白的抗体的识别模式。发现疫苗诱导的抗体可以特异性识别O: 8 (C2-C3) 血清型的LPS中的O抗原，但不能识别O: 6,7 (C1) 血清型的LPS。缺少O侧链聚合物的S.NewportΔrfaL突变体没有显示O抗原带。此外，CVD 1979抗血清结果也显示与O: 6,7和O: 8血清型全细胞蛋白相似的反应性 (如下图)。
减毒活的S. Newport CVD 1979疫苗引起的抗体对脂多糖 (LPS) 和沙门氏菌菌株的全细胞裂解物的特异性。
由S. Newport CVD 1979疫苗引起的针对LPS和全细胞裂解物的抗体的特异性的蛋白质印记。
结论
本研究表明口服型O: 8血清型 S. Newport减毒活疫苗CVD 1979疫苗，可以有效预防O: 6,7 (C1) 和O: 8 (C2-C3) 血清型引起的感染。S. Newport减毒活疫苗CVD 1979在小鼠中具有良好的耐受性，并且在口服时会引起针对核心O-多糖 (COPS) 的血清免疫球蛋白G (IgG) 抗体的分泌。
期刊介绍
(ISSN 2076-393X, IF 4.086) 是一个国际型开放获取期刊。期刊主题涵盖疫苗以及免疫两个方向。 采取单盲同行评审，一审周期为16.9天，文章从接收到发表仅需3.4天。
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