结核菌疫苗的研究进展

　综　述　

・呼吸系统疾病・

结核菌疫苗的研究进展

徐以民Ξ综述,卢贤瑜审校

(重庆医科大学检验系临床免疫学教研室　400016)

摘　要:世界范围内,结核病疫情急剧恶化,而疫苗可能是根治结核病的最佳甚至唯一途径。但是,目前唯一可用的疫苗BCG的免疫效果不理想。因此,开发安全、廉价、实用、有效的新型疫苗就成为结核病防治的研究热点。目前研究的疫苗主要有蛋白质亚单位疫苗、DNA疫苗、减毒活疫苗和改进的卡介苗以及转基因植物疫苗等。本文概括地分析和介绍了结核病疫苗的研究现状和新近进展,并对疫苗的发展趋势进行了展望。

关键词:结核病;疫苗;免疫应答;转基因植物

中图分类号:R52文献标识码:A文章编号:100623730(2003)0520277202

80年代中期以来,随着人口流动的增加,多重耐药结核病的流行,大量隐性感染者的存在(全球约有20亿人)以及结核分枝杆菌(M TB)和HIV的双重感染,导致结核病(TB)的发病率、死亡率大幅上升。因此,控制和预防TB已成为当务之急,疫苗可能是根治TB的最佳甚至唯一途径。近年来结核疫苗的研究方兴未艾,现就近几年结核疫苗的研究进展作如下综述:

1　减毒活疫苗(live attenuated vaccine)2BCG

111　传统BCG的应用及问题　卡介苗(BCG)是目前唯一广泛应用的活菌疫苗,经临床证实其副作用小,并对幼儿粟粒性结核病和结核性脑膜炎有明显的预防作用;并且又是活菌免疫,免疫效果相对较好,免疫接种也相对简单,易操作。结核病专家屠德华教授认为,在我国对新生儿接种卡介苗是预防结核病的有效手段,保持期可达5年至10年,故近年提倡成人复种。然而对照研究也发现,BCG对预防成人肺结核病效果不理想。研究已证实BCG能预防绝大多数原发性结核,但不能防止传染源的发生。尽管BCG在预防小儿结核发病和防止重症化上曾发挥过相当有效的作用,但对青春期或成人追加接种并未证实能取得如同乳儿期初次接种那样的效果。据报道BCG的预防作用从0～80%不等。其原因可能是BCG菌株的变异使保护性抗原丢失、人群间遗传或营养的差异以及环境等因素的影响,尤其是非典型分枝杆菌的感染,可干扰BCG预防效果的观察。与致病M TB相比,BCG无法充分刺激CD8+T细胞使其达到最佳保护作用。因此,在疫苗的研制中应注意尽可能刺激所有的T细胞群体。

112　改变BCG的免疫途径　BCG最早通过口服液体菌苗进行免疫接种,但用菌量大、效果差,并存在一些副作用。随着菌苗保存条件的及菌种冰冻干燥机的使用,皮内注射及皮上划痕逐渐取代口服免疫。1987年后以使用冻干卡介苗为主。近年,Hoft DF[1]、Lagranderie M[2]等研究发现,对小鼠口服和胃内接种BCG与皮内注射保护作用相同,最近Doherty TM 等[3]将去毒的MPL(单磷酸脂质A)佐剂与二种结核杆菌免疫优势抗原蛋白相结合制备亚单位疫苗,经口服与皮下两种途径免疫小鼠。试验发现,口服途径强化免疫可诱发有效的1型免疫应答,其强度和其保护作用均相当于甚至超过了皮下免疫途径。

113　BCG的修饰和改组　有两方面的思路和研究。一为沿袭BCG疫苗模式,构建减毒活性疫苗,它能使机体免疫系统受到更接近于自然感染途径的刺激,但不会导致病理损害。其方法有(1)通过基因置换和转座子诱变使单个基因位点失活制备疫苗,在预防其它细菌的感染中已有成功的例子。(2)诱导菌株突变,构建减毒株。首先诱导出两种突变,其中一种可影响病原体的致病能力,另一种将导致突变株对某类营养物质有特定的依赖性,然后将两种突变结合运用,就可确保新的候选疫苗更有效、更安全。例如一种依赖亮氨酸生长的分枝杆菌所产生的突变株就不能在免疫缺陷的小鼠体内长久存活,这为免疫功能减弱的人群设计较安全的活菌疫苗提供了一条途径[4]。

另一种方法则是对BCG疫苗本身进行改造重组,恢复表达传代丢失的抗原,并通过设计表达重组的哺乳动物的细胞因子如:IL22、IL24、IL26、IFN2γ、GM2CSF等,以增强其免疫原性[4]。Horwitz MA等[5]将编码结核杆菌的30kD的主要分泌蛋白基因经穿梭质粒导入BCG的Connaught株和Tice株,构建重组BCG,发现重组BCG免疫保护作用优于传统BCG。Jackson M[6]通过经典的等位基因置换技术用BCG1173P2株和结核杆菌M T103株分别构建缺失purC基因的营养缺陷突变株M YC1552和M YC1551,豚鼠试验表明两种突变株与BCG有相同免疫保护作用。

2　亚单位疫苗(subunit vaccine)

减毒活疫苗或灭活疫苗存在许多非必要成分,可引起副作用或存在返祖的可能性,而亚单位疫苗因组成明确、结构简单、安全、特异而受人关注。研究发现刺激免疫反应的M TB 短期培养滤液(ST2CF)蛋白分子主要集中在相对分子量为4 000～11000和26000～35000两部分。研究表明滤液蛋白抗原免疫后经气雾途径感染M TB的豚鼠不但没死,且体重还有所增加,同时显示出对所免疫蛋白很强的DTH反应[7].现已知亚单位疫苗中有明显作用及部分作用的分泌蛋白有: Ag85、ESA T26、MPT232、MPT264以及热休克蛋白HSP65、HSP70等,其中ESA T26及Ag85成为近年研究的特点。

211　ESA T26抗原的研究　ESA T26是从ST2CF分离纯化的分子量为6kD的分泌性蛋白,它存在于M TB中,而所有BCG 菌株均缺失其编码基因。在结核病人和各种动物模型的早期阶段中为介导细胞免疫的优势靶抗原。Brandt E[8]用单磷酸脂质A(MPL)和二甲基2双十八烷基溴化铵(DDA)乳化ESA T26免疫接种小鼠,能引起近似于BCG免疫的较强的特异性T细胞反应。Olsen AW等[9]研究了源于ESA T26抗原的两种肽类后,发现结核感染与ESA T26免疫所诱发的是针对ESA T261～20的反应。随后的试验表明只有源于亚优势肽ESA T2651～70的疫苗,其保护作用与ESA T26及BCG免疫后的水平相同。

212　Ag85B与ESA T26的联合免疫　Olsen AW等[10]用DDA2MPL乳化重组融合蛋白Ag85B2ESA T26和ESA T262 Ag85B合并免疫6212周龄,C57BL/6J小鼠,发现Ag85B2 ESA T26对各种抗原刺激产生的应答最强。后分别用ESA T2

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国外医学临床生物化学与检验学分册　2003年第24卷第5期

Ξ作者简介:徐以民(1967～),男,山东东营人,重庆医科大学临床检验诊断学博士研究生。研究方向:胚泡植入机制研究、结核疫苗的研制。