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日本脑炎病毒(俗称乙型脑炎病毒,JEV)是经蚊虫传播的致病黄病毒,在亚洲地区广泛传播。由于很少能从病人的血液或脑脊液中检测或分离到乙脑病毒,检测IgM抗体是乙型脑炎常用的诊断方法;而利用灭活的病毒颗粒或减毒的活疫苗免疫人或动物是预防和控制乙型脑炎的有效方法。黄病毒的NS1蛋白是一个分泌的糖蛋白,在病毒的生命周期和致病性方面扮演多种重要角色。本项研究的目的有两个,其一是建立一个NS1抗原捕捉的ELISA用于JEV感染的检测;其二是研究非变性多聚体NS1蛋白作为亚单位疫苗的免疫原性以及抗NS1免疫反应的抗病毒保护机制。 我们利用果蝇的细胞系,建立了一个JEV可溶性六聚体NS1蛋白的高效表达和纯化系统。高纯度的NS1蛋白用来免疫BALB/c小鼠,得到18个抗NS1蛋白的单克隆抗体。选择其中的两个具有高亲和力、识别不同抗原决定簇的IgG1单抗,建立了一个NS1抗原捕捉的ELISA。该方法的检测浓度下限可达0.2 ngml-1。利用这一工具对NS1在各种感染模型中的浓度进行定量分析;在体外感染实验中,可以从上清中检测到最高可达1μg ml-1的NS1蛋白。在体内实验中,病毒感染的小鼠血清中存在NS1蛋白,浓度为1至10 ng ml-1,检测到NS1蛋白的时间点早于脑炎症状的出现。检测乙脑病人的样品中的NS1,发现血清中NS1阳性的比例为23.8%,而脑脊液中NS1阳性的比例为10.5%,浓度为0.5-10 ng ml-1不等。该NS1抗原捕捉ELISA对JEV高度特异,与同属的其他黄病毒不存在交叉反应。所以,这个NS1定量检测工具可以用于基因型Ⅰ到Ⅳ型乙脑病毒感染的检测。 在NS1蛋白的免疫原性方面,利用纯化的NS1蛋白以1微克剂量加或不加佐剂,两次免疫C3H/HeN小鼠。NS1重组蛋白可以在小鼠体内引发细胞和体液免疫反应。攻毒实验显示NS1引发的免疫反应可以保护小鼠,阴性对照组的小鼠存活率为50%,而NS1蛋白不加佐剂组的存活率为72%,加佐剂组则提升至83%。NS1免疫诱导产生的抗体亚型主要为IgG1,NS1加佐剂免疫可以提高IgG1抗体的效价,而NS1单独免疫可以引起其免疫小鼠来源的脾细胞大量的产生IFN-γ。为了进一步研究保护机制,将抗NS1的小鼠抗血清注射到未免疫的小鼠体内,进行攻毒实验,测试被动保护效果,结果显示,抗NS1抗体可以提供100%的保护效果。另外,筛选5个抗NS1的单抗测试被动保护,3个抗NS1羧基段片段的单抗显著延长小鼠的存活时间。 总之,我们建立了一个JEV-NS1抗原捕捉的ELISA,它具有操作简单、快速、特异性高的特点。这一项检测技术可以为病毒分离或核酸检测阴性的病人样本增加有价值的诊断信息,是一个乙脑IgM抗体捕捉诊断方法的补充。该检测技术可以用于在抗NS1抗体产生或乙脑症状出现之前进行检测,可以弥补IgM诊断存在时间滞后、易于产生交叉反应的缺点。纯化的NS1蛋白免疫可以在小鼠体内引起保护性免疫反应,佐剂可以显著提高保护效果。体外实验显示,NS1蛋白可以刺激脾细胞增殖及IFN-γ的分泌,能诱发T细胞免疫反应。被动保护实验证明,抗NS1蛋白的抗体在抗病毒免疫方面扮演保护性角色。有必要将NS1蛋白作为乙脑疫苗的成分。