基于间日疟“嵌合”鼠疟模型的间日疟多靶点疫苗研究

Plasmodium vivax causes most widely distributed malaria cases all over the world, including China. Imported cases are rising every year. There is currently no malaria vaccine clinically available. Due to lack of in vitro culture system and valid mouse model, vaccine research against P. vivax is gravely lagged behind P. falciparum. In this proposed project, we are going to construct chimeric P. berghei lines expressing essential P. vivax proteins using GIMO method established by the applicant, in order to evaluate multi-antigen vaccines against P. vivax. The chimeric model can more efficiently evaluate protective immunity in mouse models. We will further use systems immunology methods to investigate mechanisms underlying the protective immunity and to optimise immunization regiment by enhancing co-responding protective signal pathways and by conjugating adjuvant and antigen. We aim to construct a multi-antigen vaccine that blocks important processes during P. vivax development, establish an optimised immunization regiment and investigate the mechanisms underlying the protective immunity.

间日疟是全球，包括我国，分布最广的疟疾感染，且输入性病例连年上升。临床上尚无疟疾疫苗。由于缺乏有效的体外培养系统及小鼠模型，间日疟疫苗研究严重滞后于恶性疟。鉴于鼠疟与间日疟蛋白的种间差异，构建表达间日疟抗原的“嵌合”鼠疟模型可更有效地评估相应抗原的体内免疫效果。本课题将利用申请人前期独创的GIMO基因修饰法来构建表达多个间日疟必要蛋白的“嵌合”鼠疟模型，以研究间日疟多靶点疫苗。同时，本课题将通过系统免疫学手段来研究间日疟疫苗的分子保护机制，挑选可增强保护性信号通路的佐剂，并与抗原进行偶联，以提高疫苗效能。本课题旨在构建可阻断间日疟多个重要时期的多靶点疫苗，建立最优的免疫方案，深入研究其保护机制。

间日疟是全球，包括我国，分布最广的疟疾感染，且输入性病例连年上升。目前在临床上尚无疟疾疫苗，抗疟药物的耐药性问题也阻碍着疟疾消除计划的实现。由于缺乏有效的体外培养系统及小鼠模型，间日疟疫苗研究严重滞后于恶性疟。鉴于鼠疟与间日疟蛋白的种间差异，鼠疟和人疟的许多蛋白的保守性不高，疟疾疫苗筛选工作如果仅基于传统鼠疟模型的数据就进入临床实验，往往不能完全准确地预测疫苗在人群中的保护效率；而构建表达间日疟抗原的“嵌合”鼠疟模型（即将原有鼠疟蛋白替换为间日疟蛋白且保持时空调控一致性）可更有效地评估相应抗原的体内免疫效果。本课题筛选了红细胞侵染、胞内发育、红细胞溢出等过程中起关键作用的16个间日疟蛋白进行表达与纯化，采用申请人前期独创的GIMO基因修饰法构建了6个表达间日疟必要蛋白的“嵌合”鼠疟模型，最后利用表达间日疟抗原的“嵌合”鼠疟虫株来评估间日疟重组蛋白免疫后小鼠的保护效果，并采用系统免疫学方法来分析重要的免疫保护机制。通过2轮筛选，课题组发现间日疟疫苗PvEXP1的免疫效果最佳。我们通过转录组分析发现PvEXP1免疫小鼠在感染后脾脏内的B细胞较未免疫小鼠更为活跃，而干扰素通路可能是其中重要的免疫保护机制，这提示采用能进一步激活干扰素通路的佐剂，可能会进一步促进疫苗有效率。此外，本研究还鉴定了一个红细胞期的重要靶点，通过宿主红细胞膜上脂质转运蛋白来调控脂质代谢，从而影响疟原虫的发育及致病力。