宋内志贺菌O多糖免疫增强策略研究

Shigella sonnei O-polysaccharide is a good antigen can cause immune reaction, but the polysaccharide substance belongs to TI-2 antigen, high-risk groups could not induce immune response, especially children younger than two years. It is an effective way to solve this problem by combining polysaccharide with protein. In our previous study, we constructed the O- glycosylation system and successfully expressed polysaccharide protein conjugates in bacteria，and it was proved that the polysaccharide conjugates could greatly enhance the immune effect of polysaccharide. In this study, we will use the O-glycosylation system to explore new methods to enhance the immune effect of Shigella sonnei O-polysaccharide antigen. At first, In the Shigella sonnei strain S7, we produce polysaccharide-CTB protein conjugates with cholera toxin B subunit (CTB) as the substrate protein，and then replace the CTB protein by StxB and other Shigella antigen protein to produce sonnei polysaccharide-protein conjugates with StxB and other Shigella antigen protein as the substrate protein，objective to produce a sonnei polysaccharide protein conjugates with double protection or cross protection. In addition, we will transfer the large plasmid of sonnei which expressed O-antigen and O-glycosylation system into Escherichia coli to construct the expression system of sonnei OPS-protein conjugates in Escherichia coli, hope to use the advantages of Escherichia coli, making the production of sonnei polysaccharide protein conjugates is more economical and efficient.

宋内志贺氏菌O-多糖(OPS)是良好的抗原物质，能引起机体免疫反应，但单纯的多糖属于TI-2抗原，一些高危人群尤其是两岁以下儿童不能引起免疫反应。将多糖与蛋白相结合是解决这一问题的有效手段。我们在前期的研究中构建了O-糖基化系统，在细菌体内成功的使多糖与底物蛋白发生了生物偶联，并验证此结合物能大大增强多糖的免疫效果。本研究将利用O-糖基化系统研究增强宋内志贺氏菌O-抗原多糖免疫效果的新策略。首先在宋内氏菌S7内，制备以霍乱毒素B亚单位（CTB）为底物蛋白的宋内多糖-CTB蛋白结合物；在此基础上，用StxB等志贺氏菌蛋白替换CTB，与宋内OPS结合，以期在增强宋内O多糖免疫原性的同时，使产生的复合物具有双重保护或交叉保护。另一方面，在大肠杆菌中转入表达宋内O-抗原的大质粒和O-糖基化系统，构建大肠杆菌表达宋内OPS-蛋白结合物的表达系统，以期利用大肠杆菌的优势，使新的免疫增强策略更加经济高效

痢疾主要由福氏志贺菌和宋内志贺菌引起，具有高传染性、高发病率和高死亡率等严重危害，我国宋内志贺菌感染率呈上升趋势。疫苗接种被认为是预防和控制传染病最经济有效的手段，多糖结合疫苗被称为最成功的疫苗之一。本研究应用生物合成法“一站式”制备宋内志贺菌多糖蛋白结合疫苗，并对其免疫保护力进行了评价。.首先，我们在宋内志贺菌S7△waaL内以CTB为底物蛋白表达宋内多糖蛋白复合物（CTB-OPS），通过纯化获得高纯度样品；BALB/c小鼠免疫实验证明CTB-OPS具有平均72.5%的保护力；之后，我们在宋内志贺菌S7△waaL内以StxB为底物蛋白表达宋内多糖蛋白复合物（StxB-OPS），小鼠免疫评价显示StxB-OPS对宋内菌只有10%的保护力，而对StxB来源菌痢疾志贺菌Sd197有50%的保护力；最后，我们用诱动接合的方法将宋内大质粒（编码O-抗原多糖的合成）转入大肠杆菌，并在大肠杆菌中成功表达宋内多糖蛋白复合物（CTB-OPS），经纯化获得高纯度样品。.本研究为宋内志贺菌多糖结合疫苗的开发提供了一种新思路，为宋内菌候选疫苗添加了新成员；也为深入探索 StxB 作为底物蛋白制备多糖结合疫苗的研究奠定了基础；同时也为在大肠杆菌内用生物合成法研发其它病原菌多糖蛋白结合疫苗提供了参考。