基于新型金属-有机骨架材料的中国人群优势MHC限制性结核分枝杆菌Th1表位疫苗Ag85AB-CMPRT的免疫保护性及机制研究

Tuberculosis (TB) is a serious infectious disease, but it lacks effective vaccines. The current studies showed that the ability to induce CD4+ T cells to produce high levels of IFN-γ is the key to anti-TB. Our previous studies have identified 9 novel Chinese dominant MHC restricted epitope peptides of Mycobacterium tuberculosis (MTB) which could stimulate CD4+T cells collected form MTB-immunized HLA-A11/DR1 humanized C57BL/6 mouse proliferating and secreting high levels of IFN-γ. After optimizing these epitope peptides with Ag85AB antigen, we constructed a new TB vaccine termed Ag85AB-CMPRT and further assembled it with the metal-organic frameworks (MOFs). In this study, the immunogenicity, pathological features and immunoprotection of Ag85AB-CMPRT@MOFs will be determined on HLA-A11/DR1 humanized C57BL/6 mice and wild-type C57BL/6 mice, respectively. Furthermore, a series of methods will be performed to explore the immune protection mechanism of Ag85AB-CMPRT@MOFs. The results might provide new targets for the design of MTB Th1 epitope vaccine, and give a new perspective for prevention and treatment of TB.

结核病是一种全球性传染病，但缺乏有效的疫苗。研究表明能否诱导CD4+T细胞产生高水平IFN-γ是抗结核感染的关键。本课题组前期研究发现了9个全新的中国人群优势MHC限制性结核分枝杆菌Th1表位，它们能够刺激中国人群优势HLA-A11/DR1转基因C57BL/6小鼠CD4+T细胞增殖并分泌高水平的IFN-γ。我们将上述表位与Ag85AB抗原线性串联后构建了Th1表位疫苗Ag85AB-CMPRT，并首次将金属-有机骨架材料（MOFs）应用于结核疫苗的递呈。本项目拟以Ag85AB-CMPRT@MOFs为研究对象分别免疫HLA-A11/DR1转基因C57BL/6小鼠和野生型C57BL/6小鼠，观察其免疫原性、病理特征及免疫保护性，并且从动物、细胞和分子水平初步阐述其免疫保护机制。本研究将为中国人群优势MHC限制性结核Th1表位疫苗的研发提供新靶标，也将为结核的预防治疗提供新思路。

结核病仍是一种严重威胁人类生存的全球性传染病。唯一获得许可的结核病疫苗卡介苗的保护效果在不同人群和地区之间存在显著差异。开发更有效的疫苗是非常紧迫的。本项目在前期研究基础上，选择11个结核分枝杆菌候选蛋白预测HLA-DRB1*01:01分子的高亲和力结合肽。用酶联免疫斑点试验(ELISPOT)鉴定了免疫优势肽，并串联成一种新型多肽疫苗。在人源化和野生型C57BL/6小鼠上评价了该疫苗的保护效果。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)、流式细胞术和ELISPOT等方法探讨其潜在的免疫保护机制。我们从50个预测多肽中筛选出6个免疫优势肽，用于构建一种新的多肽疫苗，命名为MP3RT。研究发现，感染结核分枝杆菌后，与接种MP3RT的野生型小鼠相比，人源化小鼠的集落形成单位(cfu)、肺部病变面积和炎症细胞数量明显低于接种PBS的小鼠。MP3RT免疫小鼠后，IFN-γ细胞因子、IFN-γ+ T淋巴细胞、CD3+IFN-γ+ T淋巴细胞、MP3RT特异性抗体和IgG2a / IgG1比值均显著增加。这些数据表明MP3RT是一种有前景的多肽结核病疫苗，其特点是诱导人人化小鼠高水平的IFN-γ、CD3+IFN-γ+ T淋巴细胞和IgG2a/IgG1比值。这些新发现将为基于多肽的结核病疫苗的开发奠定基础。