重组梅毒螺旋体抗原的研究进展 1

来源:医学杂志 2006-11-05 21:04:35 

  摘要 在梅毒螺旋体人工培养尚未获得成功的情况下,基因克隆(即DNA重组)技术的出现为该病原的研究开辟了一条新的途径。应用基因工程技术目前已制备出多种重组梅毒螺旋体抗原,这些抗原的制备对梅毒发病机理的探讨、疫苗的研制、以及血清学诊断试验的建立与应用具有重要意义,为梅毒的预防和控制提供了更加有效的手段。

  一、概况

  梅毒是一种临床表现极为复杂,几乎可累及全身各器官的性病。尽管本世纪40代年发现了治疗梅毒的理想药物——青霉素,但目前该病在全球仍然是一项重要的公共卫生问题[1]。目前尚未解决梅毒的病原体——梅毒螺旋体(Treponema pallidum,TP)的人工培养问题,从而阻碍了对TP致病机理探讨、疫苗研制、以及梅毒血清学诊断技术开发等方面的深入研究。80年代初,随着分子生物学技术的发展,特别是基因工程(DNA重组)技术的出现使梅毒螺旋体的研究进入一个新的阶段[2],目前,TP的全部基因组DNA序列已经被解析[1]。通过重组TP dNA的克隆以及在大肠杆菌中的表达,制备出多种重组TP抗原,为梅毒的研究提供了一条新的途径。现就近10年来有关重组TP抗原的研究现况进行复习。

  二、重组TP抗原的特性及制备

  目前已重组的TP抗原有近20多种,如TpN15、TpN17、TpN19、TpN29~35(TpD)、TpN44.5(TmP a)、TpN47、TpN35(Tmp c)等[3]。现将其中部分有应用前景的重组TP抗原分述如下。

  (一)TP15kD抗原[4]:15kD蛋白是一种脂蛋白,首先由Hensel等1985年分离鉴定,它在TP膜蛋白中的含量相对较少,但在免疫印迹试验中与人梅毒血清间显示了超强的反应性,同时对实验梅毒兔的淋巴细胞有很强的增生反应,表明15kD蛋白不仅具有较强的体液免疫原性,而且有较强的细胞免疫原性,但Centurion-Lara等[5]实验表明,此蛋白对TP感染没有任何免疫保护性。重组15kD抗原基因由Norgard等用特异的单克隆抗体从TP基因库中筛选得到[4]。其最新报道的表达质粒为pMALc2[5],该质粒在DNA插入位点的上游含有麦芽糖结合蛋白基因,使表达的融合蛋白易于分离和提纯。

  (二)4D抗原:4D抗原是分子量分19kD的一种TP外膜蛋白,Radolf等[6]研究发现无论是自然状态还是重组4D蛋白都由二巯键交叉相联成寡聚结构,且耐蛋白酶,表明4D抗原可能在TP外膜保持完整结构中起着非常重要的作用。重组TP4D抗原首先由Feniger等在E coli RRI大肠杆菌中表达和分离提纯[7]。Borenstein等用肌注和静脉注射的方法探讨了重组TP 4D抗原对实验性梅青的影响,显示以4D抗原免疫动物后能够改变实验梅毒的病程,表明4D抗原免疫实验动物后,可对感染梅毒产生部分保护的作用。提示重组TP抗原是制备疫苗的又一可能途径。

  (三)TP24 kD抗原:此重组蛋白是以质粒pUC8为载体在大肠杆菌中表达的一种分泌蛋白[8],具有很强的免疫原性,其编码TP24kD抗原的DNA序列仅存在于致病性的TP基因中,而非致病性TP中不存在此DNA序列,提示TP24kD抗原与TP的致病性相关,但与TP致病性的关系有待进一步研究。Hsu等人的实验发现,重现24kD的表达可以改变大肠杆菌的生长形态,出现与一般大肠杆菌不一样的扁平粗糙的菌落和丝状样生长,表明24KD抗原与TP的生长特性相关。

  (四)TmP A和TmP B:TmP a是一个分子量为42kD的TP膜蛋白。Schouls[9]等构建了能在大肠杆菌K-12中大量表达该重组蛋白的质粒载体pPLc245。Ijsselmuiden等[10]用间接酶联免疫吸附试验(ELISA)法探讨了重组TmPA抗原在血清学诊断中的意义,通过对148例未治疗和167例已治疗的梅毒血清以及190例非梅毒血清进行了检测,其敏感性分别为:一期梅毒76%、二期梅毒100%、早期稳性梅毒98%,在治疗后1年以内的梅毒患者中,其抗TmP a的滴度明显下降,这表明TmP a不仅在梅毒血清诊断中有意义,而且可望用于梅毒治疗效果的监测。TmP b基因位于TmP A基因下游[9]。Schouls等人的实验表明,抗TmP b抗体渡度随着梅毒患者的治疗呈下降趋势,因而可望用于梅毒治疗的监测。但单独用Tmp b抗原不适宜作血清学诊断,因为梅毒患者血清的很大一部分对Tmp B不起反应。Wicher等[11]用重组TP抗原对豚鼠进行免疫,结果发现,重组TP抗原中只有TmP B可以改变梅毒的病程,提示重组TmP b抗原在疫苗制备中可能有一定的意义。

  (五)TP47kD抗原:该蛋白为TP整合性膜蛋白抗原,1986年Norgard等[12]在大肠杆菌中首先克隆及表达了重组47kD抗原。多中心研究发现[13],此蛋白有很强的免疫原性,在TP中含量非常丰富,且为致病菌特有的蛋白。Chamberlain等[12]采用含有依赖T7 RNA多聚酶的表达载体,建立了高效表达重组47kD的系统,并对此重组抗原与自TP中分离得到的自然47kD蛋白进行了生物学分析与比较,结果表明这两种来源的47kD抗原其生物学特性相同,均为含蛋白脂质,其疏水性可能与致病性有关。为了探讨疏水性结构与抗原性的关系,Weigel等[14]表达了非酰化的亲水性重组47kD抗原,通过免疫印迹试验对116例不同期的梅毒血清进行检测,表明亲水性重组47kD抗原的抗原性保持不变,说明酰化结构与抗原性无关。

  除了上述蛋白抗原外尚有多种具有较强抗原性的TP重组抗原,如Tromp2(28kD)[15],TmPC(35kD)及34kD抗原等。这些重组抗原的生物学及免疫学特性等有待进一步探讨。

  三、重组TP抗原在血清学诊断中的应用

  尽管Fujimura等[16]用ELISA检测了不同重组抗原的免疫反应性,发现G17的反应性比M47、S42和G15都高。但近年来的应用研究趋向于将2种或2种以上的重组抗原联合使用,综合两种或多种抗原的不同特性,从而使其具有更高的特异性和敏感性。

  (一)15kD与47 kD组合[17]:目前认为15 kD和47 kD是两种抗原性最强的TP蛋白,Zrein等对以重组15 kD和47 kD为抗原的酶免疫试剂盒——ELISyph-rG的敏感性和特异性进行了评价。在TPHA检测阳性的血清中,其ELISyph-rG结果和TPHA抗体滴度之间的相关性为0.94。在对VDRL方法检测为阴性的1822份正常健康自愿者血清(其中440份血清用TPHA检测为阴性)检测后,结果在这1822份血清中用ELISyph-rG法检测出4份阳性血清。用FTA-ABS和WB法对阳性血清进行进一步确证发现,其敏感性达100%,特异性大于99.8%,认为以重组15 kD和47 kD为抗

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