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河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院：大腸桿菌與桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞表達(dá)的豬圓環(huán)病毒2d亞型（PCV2d）衣殼蛋白的免疫效果比較（摘錄）
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院：大腸桿菌與桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞表達(dá)的豬圓環(huán)病毒2d亞型（PCV2d）衣殼蛋白的免疫效果比較（摘錄）
豬圓環(huán)病毒2型（PCV2）是全球養(yǎng)豬業(yè)面臨的重要病原體，它引起免疫抑制并導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。PCV2不僅直接導(dǎo)致豬只生長遲緩和死亡率增加，還常常因為感染豬只免疫功能下降而引起繼發(fā)感染，增加了藥物成本和間接經(jīng)濟(jì)損失。盡管已有基于PCV2不同基因型的疫苗被廣泛用于PCV2疾病的預(yù)防和控制，但隨著更具毒性的PCV2d亞型的出現(xiàn)和流行，如何開發(fā)出更具成本效益和免疫效果的疫苗，成為了當(dāng)前研究的重點問題。
2024年03月18日，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院宋勤葉教授團(tuán)隊在Vaccine上發(fā)表題為“Comparison of immune effects of porcine circovirus type 2d (PCV2d) capsid protein expressed by Escherichia coli and baculovirus-insect cells”的最新研究論文， 本研究旨在比較大腸桿菌和桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生的PCV2d衣殼蛋白（Cap蛋白）的免疫效果，以期為降低疫苗生產(chǎn)成本和保證疫苗質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。
課題組成功克隆了PCV2d的cap基因到pET-28a(+)質(zhì)粒中，并在大腸桿菌BL21(DE3)中表達(dá)了Cap蛋白，以下稱為E. coli-Cap組；構(gòu)建的表達(dá)質(zhì)粒pFastBac HTB-Cap在Sf9細(xì)胞中成功表達(dá)了Cap蛋白，并通過SDS-PAGE和Western blot分析確認(rèn)，以下稱為Bac-Cap組。
特異性抗體
通過ELISA檢測了小鼠血清中的PCV2特異性抗體。免疫后的E. coli-Cap組和Bac-Cap組小鼠在第二次免疫后14天抗體轉(zhuǎn)陽，并隨著增強(qiáng)免疫逐漸增加。第三次免疫后21天，兩免疫組的特異性抗體水平達(dá)到1:104，免疫后和攻毒后抗體水平?jīng)]有顯著差異，見圖1。
血清中抗PCV2中和活性
使用基于ELISA的中和試驗檢測血清的抗PCV2中和活性。第三次免疫后21天，E. coli-Cap組和Bac-Cap組小鼠的血清能夠抑制PCV2在PK-15細(xì)胞中的增殖，其中Bac-Cap組在1:64的血清稀釋度下病毒抑制率達(dá)到20.2%，而E. coli-Cap組沒有抑制作用，表明Sf9細(xì)胞表達(dá)的Bac-Cap蛋白能夠刺激更高水平的抗PCV2中和抗體，見圖2。
血清中IFN-γ和IL-10的濃度
通過ELISA在第三次免疫后21天和PCV2感染后14天測量了血清中IFN-γ和IL-10的濃度。與感染對照組或空白對照組相比，E. coli-Cap組和Bac-Cap組的IL-10水平在免疫后顯著下降。感染后，兩組的IFN-γ水平均顯著增加，而IL-10水平在Bac-Cap組中顯著降低，見圖3。
免疫小鼠的顯微鏡病變
在PCV2感染后14天，通過免疫組化染色檢測了小鼠不同組織的病變（見圖4）和病毒抗原（見圖5）。感染對照組小鼠的脾臟、肺、腎臟和肝臟中觀察到大量PCV2抗原陽性細(xì)胞，而E. coli-Cap或Bac-Cap蛋白免疫的小鼠中這些組織中的陽性細(xì)胞數(shù)量極少。Bac-Cap組的抗原陽性細(xì)胞計數(shù)低于E. coli-Cap組，特別是在肺和脾臟中顯著減少（見圖6）。
本研究比較了大腸桿菌和桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞（Bac-Sf9）表達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生的PCV2d型Cap蛋白的免疫效果。研究發(fā)現(xiàn)，兩種系統(tǒng)表達(dá)的Cap蛋白都能夠自組裝成病毒樣顆粒（VLPs），并且都能夠誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生特異性的IgG抗體反應(yīng)，兩組特異性抗體沒有顯著差異。然而，由Bac-Sf9細(xì)胞表達(dá)的Cap蛋白（Bac-Cap）所誘導(dǎo)的中和抗體水平高于大腸桿菌表達(dá)的Cap蛋白（E. coli-Cap），這表明Bac-Cap具有更強(qiáng)的免疫原性。
在PCV2d病毒攻毒后，與E. coli-Cap免疫的小鼠相比，Bac-Cap免疫的小鼠體內(nèi)IL-10水平顯著降低，這表明Bac-Cap免疫能夠更有效地抑制IL-10的分泌，減輕了炎癥反應(yīng)，從而可能增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答。此外，Bac-Cap免疫組小鼠的組織病理損傷和PCV2抗原陽性細(xì)胞數(shù)量均顯著減少，這進(jìn)一步證實了Bac-Cap在誘導(dǎo)保護(hù)性免疫方面的優(yōu)勢。
研究表明，在桿狀病毒/昆蟲細(xì)胞中表達(dá)的Cap蛋白形成的VLPs大小更均勻，形狀更規(guī)則，免疫原性更強(qiáng)，能誘導(dǎo)更強(qiáng)的體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)，從而提供更持久的保護(hù)，誘導(dǎo)的免疫保護(hù)效率比在大腸桿菌中表達(dá)的Cap蛋白更高。
綜上：在免疫效果上，桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)較大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)所表達(dá)的Cap蛋白能夠誘導(dǎo)更為有效的免疫保護(hù)。
源論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2024.03.048
注：譯文轉(zhuǎn)自獸醫(yī)研圈公眾號，文章作者九九。
發(fā)布日期：2025-05-16 11:04
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