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编号:10399043
IL-2和IFN-γ基因对HBV基因疫苗免疫协同效果的影响
http://www.100md.com 《中华中西医杂志》 2003年第11期
     【摘要】 目的 研究IL-2、IFN-γ基因对HBV基因疫苗诱导小鼠产生特异性体液免疫反应的影响,以探求HBV基因疫苗免疫预防及治疗的新策略。方法 构建pc-IL-2,pc-IFN-γ真核表达质粒,采用脂质体转染cos-7细胞,ELISA检测细胞培养上清液中IL-2、IFN-γ的表达。以pc-IL-2,pc-IFN-γ及表达IL-2与IFN-γ融合蛋白的质粒pcIIF,分别与乙肝表面抗原基因疫苗pcS 2 S等量混合,肌肉注射免疫BALB/c小鼠,每只鼠100μg,2周后采静脉血用ELISA测定免疫鼠血清中抗HBs水平。结果 重组质粒转染48h的细胞上清中IL-2、IFN-γ的表达水平分别为(6350±667)pg/ml和(7904±921)pg/ml。所有免疫小鼠均>10mIU/ml,其中以IL-2、IFN-γ联合或融合作为免疫佐剂组小鼠血清抗HBs水平最高,与IL-2、IFN-γ单独作为佐剂或不使用佐剂组相比差异均具有显著性(P<0.01)。结论 IL-2和适量的IFN-γ单独或联合作为佐剂均可增强HBV基因疫苗的免疫效果,其中以两种细胞因子联合使用效果最佳。
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    关键词 乙肝表面抗原 乙肝病毒 基因疫苗 γ干扰素 白介素-2

    【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2003)11-1616-03

    Evaluation on the effects of IL-2and IFN-γon humoral

    immune responses with hepatitis B virus DNA vaccine

    Ji Xiaonan,Chen Guangming,Yang Fuqiang,et al.

    Dept.of Biotechnology,South China University of Technology,Guangzhou 510602
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    【Abstract】 Objective To investigate the effect of IL-2and IFN-γon immune response induced by plasˉmid encoding hepatitis B virus surface antigen and to explore new strategies for prophylactic and therapeutic HBV vacˉccines.Methods Construction and preparation the recombinant eukaryotic expressed plasmid pc-IFN-γand pc-IL-2.Then transfect the cos-7line cells,detect the target gene expression with ELISA.Furthermore,BALB/c mice were immunized with pc-HBs2s along or coimmunized with the recombinant plastmids,their sera were collected for analyzing anti-HBsAg antibody by ELISA.Results The transfected cells expressed the IL-2and IFN-γ.All imˉmunized mice were positive.Conclusion The pc-IFN-γuse alone inhibit the serum Ab level,the others all show more effective to induce humoral immune response in healthy mice than the pc-HBs2s using along,the most effective is the coimmunized with the pc-IL-2and pc-IFN-γ.
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    Key words HBsAg HBV DNA vaccine IL-2 IFN-γ

    基因疫苗又称DNA疫苗或核酸疫苗,是近年发展起来的一种新型疫苗。由于它能通过不同的途径刺激机体产生特异性细胞和体液免疫 [1,2] ,已引起国内外学者的广泛关注。研究表明多种细胞因子及其表达载体有明显的免疫佐剂效应,能显著提高疫苗的免疫效果 [3~6] ,其中γ干扰素(IFN-γ) [7] ,白介素-2(IL-2) [7~9] 的效果最为明显。HBV感染严重危害人类身体健康,预防和治疗HBV感染是目前乙肝研究领域的重大课题。本研究分别构建了表达人IL-2和小鼠IFN-γ的重组真核表达质粒,并同已构建的hIL-2/IFN-γ融合蛋白真核表达质粒pc-IIF [10]作为免疫佐剂,分别与HBV基因疫苗pcS 2 S联合免疫小鼠,观察IL-2、IFN-γ基因单独或联合使用时,对HBV基因疫苗免疫效果的影响。
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    1 材料和方法

    1.1 材料

    1.1.1 质粒,菌株及细胞 质粒pcDNA3.1(-)购自美国Invitrogen公司,大肠杆菌菌种DH5α购自上海博彩生物技术 公司,cos-7细胞株引自中科院上海细胞所,质粒pcS 2 S、pc-IIF和pvIL-2均由本室构建保藏。

    1.1.2 主要试剂 “立可读”表面抗原检测试剂盒(上海科华),IL-2和IFN-γ检测试剂盒(晶美公司),盐酸布比卡因(上海禾丰制药),巴比妥钠(广州南方化玻公司),限制内切酶类,T4连接酶(大连宝生物公司),其他试剂为国产分析纯。

    1.1.3 实验动物 4~6周龄的雌性BALB/c小鼠购自第一军医大学实验动物中心。

    1.2 方法
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    1.2.1 操作 质粒转化、抽提、酶切、连接等操作按标准实验程序进行。

    1.2.2 质粒pc-IL-2和pc-IFN-γ的构建及制备 IFN-γ有生物学活性的种属特异性,人的IFN-γ不能作用于小鼠,因此我们根据已报道的小鼠IFN-γ基因序列,人工合成两条含NiceI和Bam HⅠ酶切位点的引物,从小鼠基因组中PCR扩增长468bp的IFN-γ基因,直接克隆到pUC119中,通过Nhe I和Bam HI酶切将小鼠IFN-γ基因克隆到pcDNA3.1(-)上,为pc-IFNγ;将已有的pvIL-2质粒用Xho I和EcoR I酶解将人IL-2基因克隆到pcDNA3.1(-)载体上,为pc-IL-2。以酶切和测序验证所构建的质粒。

    1.2.3 重组质粒的制备 按Qiagen Plasmid Maxi Kit(QIAˉGEN,货号:12162)操作进行,采用紫外分光光度计测定含量。

    1.2.4 重组质粒在cos-7细胞里的表达 将已纯化的质粒pcDNA3.1(-),pc-IL-2和pc-IFNγ分别转染cos-7细胞,操作方法按FuGENE转染试剂盒(货号:1814443)说明进行,将转染细胞在37℃,5%CO 2 培养,于48h后收集上清,用ELISA方法检测细胞上清中的IFN-γ和IL-2的表达水平。
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    1.2.5 免疫小鼠 取4~6周龄的雄性BALB/c小鼠,分5组,每组10只。免疫前5天小鼠胫前肌注射0.5%盐酸布比卡因,每侧50μl。免疫时,用75mg/kg戊巴比妥钠麻醉小鼠,将溶于PBS溶液中的DNA(浓度1mg/ml)注射于布比卡因处理后的胫前肌内。疫苗接种2周后,眼球后静脉采血,分离血清,置-20℃保存备用。具体分组与剂量如下:(1)为pc(-)+pcS 2 S(50+50)μg;(2)为pcS 2 S+pc-IIF(50+50)μg;(3)为pcS 2 S+pc-IL-2(50+50)μg;(4)为pcS 2 S+pc(-)IFN-γ(50+50)μg;(5)为pcS 2 S+pc(-)IFN-γ+pc-IL-2(50+25+25)μg。另有阴性参照3只,注射无质粒的PBS。

    1.2.6 小鼠血清HBsAg及抗HBs的检测 参照科华公司的立可读试剂盒说明书进行。
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    1.2.7 统计学方法 采用两样本均数比较的t检验。

    2 结果

    2.1 质粒pc-IL-2和质粒pc-IFN-γ的酶切鉴定 重组质粒pc-IL-2和质粒pc-IFN-γ经酶切和测序证实目的基因大小和插入方向与设计相符,IL-2为462bp,IFN-γ为480bp(见图1、图2)。

    2.2 ELISA法检测转染cos-7细胞上清液IL-2和IFN-γ的表达水平 检测结果见表1。(稀释10倍)

    表1 ELISA法检测转染cos-7细胞上清液IL-2和IFN-γ的表达水平结果 (略)

    检测结果表明,在转染48h的细胞上清中IL-2和IFN-γ的表达量分别为(635.4±66.7)和(790.4±92.1)pg/ml,而空载体和细胞上清对照未检测到IL-2和IFN-γ的表达。
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    2.3 IL-2和IFN-γ对HBV基因疫苗免疫效果影响的小鼠实验 小鼠免疫2周后,血清均出现抗HBs抗体(>10mIU/ml)。其中第二组和第五组血清中抗HBs抗体水平最高,分别为(135.83±65.08)和(133.85±57.94)mIU/ml,两组之间的差异无显著性(P>0.05),而同第一组和第四组差异具有显著性(t>2.262,P<0.05)。数据见表2。

    图1 pc-IFN-γ酶切电泳鉴定略

    图2 pc-IL-2酶切电泳鉴定略

    表2 不同基因佐剂诱导BALB/c小鼠血清抗-HBs的产生 (略)

    3 讨论

    为探讨两种细胞因子作为免疫佐剂的协同作用,在本研究中我们将两种细胞因子基因以单独、联合以及两者的基因融合的形式作为免疫佐剂与乙肝表面抗原疫苗pcS 2 S一起免疫小鼠,结果发现:(1)单独使用IL-2基因作为佐 剂,可明显提高HBV基因疫苗诱导小鼠产生的体液免疫应答,免疫后小鼠血清中抗HBs比单纯HBV基因疫苗免疫组有明显增高(P<0.05),这个结果与先前的研究 [3,11] 吻合;(2)单独使用IFN-γ基因作为佐剂,剂量为50μg/只时,发现小鼠血清中抗HBs与单独HBV基因疫苗免疫组相比,反而有轻微下降,Bohm等人 [12] 也报道过类似的情况。这可能是在较大剂量时IFN-γ会抑制淋巴细胞(尤其是B细胞)的增殖反应,从而抑制免疫鼠的抗体分泌;(3)当IFN-γ与IL-2的剂量减半后(25μg+25μg/只)联合作为佐剂使用,与单纯HBV基因疫苗免疫组相比,可显著增强HBV基因疫苗诱导的小鼠体液免疫(P<0.01);与单独使用IL-2为佐剂组相比也具有差异性(P<0.05);(4)当使用hIL-2/IFN-γ融合蛋白基因质粒作为佐剂时,与单独HBV基因疫苗免疫组相比,同样可显著增强HBV基因疫苗诱导的小鼠体液免疫(P<0.05)。上述结果表明:(1)IL-2和适量的IFN-γ单独或联合作为佐剂均可增强HBV基因疫苗的免疫效果,其中以两种细胞因子联合作用效果最佳;(2)hIL-2/IFN-γ融合蛋白基因质粒和以IL-2和IFN-γ联合使用在提高HBV基因疫苗诱导的小鼠免疫应答方面表现出免疫协同作用,两者效果无明显差异,因此可采用hIL-2/IFN-γ融合蛋白基因质粒作为乙肝病毒基因疫苗的免疫佐剂,不仅可以提高HBV基因疫苗的免疫效果,同时也将简化质粒生产工艺和减少生产成本,为基因疫苗临床应用的可行性提供了依据。
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    参考文献

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    作者单位:1 510602广州华南理工大学食品与生物工程学院

    2 空军广州医院肝病研究所免疫生化室

    (编辑 秋实), 百拇医药(姬晓南)