攜帶HIV-1gag基因的重組AAV載體免疫特性研究.pdf

1、獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired Immunodeficiency Syndrome，AIDS)，也稱為艾滋病，是一種由人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)感染引起的、以全身免疫系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p害為主要特征的傳染性疾病。近年來HIV在世界范圍內(nèi)迅速傳播，研制安全、有效的疫苗是控制HIV流行的重要手段。 目前為止已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗的HIV疫苗主要有以下幾種：滅活疫苗、亞單位疫苗、合成肽

2、疫苗、DNA疫苗和病毒載體疫苗。臨床試驗結(jié)果顯示前3種疫苗無明顯的保護(hù)作用。DNA疫苗和病毒載體疫苗因能有效地誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)反應(yīng)而成為研究熱點。 用于HIV疫苗研究的病毒載體主要包括以下幾種：腺病毒載體、痘苗病毒載體、金絲雀痘病毒載體、腺病毒伴隨病毒載體(adeno-associated virus，AAV)、甲病毒載體等。其中AAV載體因具有無致病性、持續(xù)高水平表達(dá)外源基因等特點，近年來在疫苗研究中越來越受到

3、關(guān)注。2003年，攜帶HIV-1C亞型gag基因和部分pol基因的2型AAV(AAV2)載體疫苗(tgAAC09)進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗，2005年該項目進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗，這是至今世界上第一個也是唯一一個開展臨床試驗的AAV載體疫苗方案。 鑒于文獻(xiàn)報道1型AAV(AAV1)介導(dǎo)的外源基因在肌肉組織中的表達(dá)水平顯著高于2型AAV，我們預(yù)期用AAV1作為載體可能會得到比AAV2更好的免疫效果。本課題以1型和2型AAV為載體，以我國HIV-

4、1B亞型流行株的gag基因為抗原基因，研究了AAV載體介導(dǎo)的外源基因在體內(nèi)外的表達(dá)特性，以及在動物體內(nèi)的免疫反應(yīng)特性。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下。 1．AAV1和AAV2載體體外及體內(nèi)的轉(zhuǎn)導(dǎo)特性用表達(dá)EGFP報告基因的AAVl和AAV2載體，對兩種AAV載體在體外及體內(nèi)的轉(zhuǎn)導(dǎo)特性進(jìn)行研究。在體外，分別用兩種AAV載體以不同的MOI感染293、BHK-21、HeLa及C2C12細(xì)胞，流式細(xì)胞儀計數(shù)表達(dá)EGFP蛋白的陽性細(xì)胞。結(jié)果表明，

5、AAV1和AAV2對這4種細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)效率和表達(dá)水平高低的比較沒有固定不變的規(guī)律。在體內(nèi)分別用兩種AAv載體肌肉注射小鼠的脛前肌，注射劑量為1<'*>10<'11>Vg/只，注射后6周、3個月及7個月時觀察，結(jié)果顯示兩種病毒均可有效轉(zhuǎn)導(dǎo)小鼠的骨骼肌，且AAV1表達(dá)水平明顯高于AAV2。 2．AAV1和AAV2載體介導(dǎo)HIV-1 gag的表達(dá)間接免疫熒光法和Westem blot檢測rAAV1-gag和rAAV2-gag在293細(xì)胞中

6、的表達(dá)，結(jié)果顯示兩種AAV載體均能表達(dá)Gag蛋白，且表達(dá)水平未見明顯差異。 3．rAAV1-gag和rAAV2-gag的免疫效果將rAAV1-gag和rAAV2-gag分別以0、3周重復(fù)肌肉注射的方式免疫BALB/c，注射劑量為1<'*>10<'11>vg/R，用注射PBS緩沖液的小鼠作為陰性對照組，注射rAdV5-gag的小鼠作為細(xì)胞免疫的陽性對照組。初免后6周，用細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子染色法檢測特異性細(xì)胞免疫水平；對于體液免疫反應(yīng)，

7、分別選取1、3、4、6、8及12周為檢測點，ELISA法對p24特異性IgG水平進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。 檢測結(jié)果顯示6周時rAAV1-gag和rAAV2-gag組均未檢測到CD8<'+>細(xì)胞免疫反應(yīng)，而rAdV5-gag組能檢測到較高水平的CD8<'+>細(xì)胞免疫反應(yīng)；兩組均可檢測到p24抗體，rAAV1-gag組抗體滴度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于rAAV2-gag組，最高可達(dá)1：200，000，且可以較高水平持續(xù)至少3個月。 用rAAV1-gag

8、和rAAV2-gag免疫新西蘭白兔，rAAV1-gag組抗體滴度遠(yuǎn)高于rAAV2-gag組，最高可達(dá)1：400，000，且可以較高水平持續(xù)至3個月，兔子體內(nèi)的細(xì)胞免疫水平未檢測。 我們將rAAV1-gagN單次注射及0、3周兩次注射的方式分別免疫兩組BALB/c小鼠，比較這兩種方式的免疫效果。結(jié)果顯示兩組小鼠的p24抗體滴度沒有統(tǒng)計學(xué)差異，表明用同種血清型的rAAV-gag重復(fù)注射，未能起到加強(qiáng)免疫的作用。 4．動態(tài)觀察

9、AAV載體單次及多次注射的表達(dá)特性用熒光素酶(luciferase)作為報告基因，用動物體內(nèi)活體成像技術(shù)對AAV載體單次、多次注射及與其它載體交叉注射的表達(dá)特點進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示AAV單次注射可誘導(dǎo)luciferase的長期高水平表達(dá)，AAV1比AAV2可高出20倍左右，比rAdV5和pAAV2-neo質(zhì)粒的表達(dá)水平可高出幾百至上千倍；第二次注射相同劑量同種血清型的AAV載體未檢測到luciferase的表達(dá)，而第二次注射不同血清型的

10、AAV載體或者與其他載體交叉注射則可檢測到luciferase的表達(dá)。通過以上研究，我們發(fā)現(xiàn)了AAV1對小鼠肌肉組織的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率明顯高于AAV2，并可以長期表達(dá)；攜帶HIV-1gag基因的1型和2型AAV載體主要誘導(dǎo)了抗Gag的特異性體液免疫反應(yīng)，尤其是AAVl可誘導(dǎo)很高滴度的抗p24 IgG；然而，高水平的抗原基因表達(dá)并未能誘導(dǎo)出特異性細(xì)胞免疫反應(yīng)；最后，我們發(fā)現(xiàn)攜帶HIV-1gag基因的AAV1重復(fù)注射未能起到加強(qiáng)免疫的作用。