成果名称: 免疫组库测序筛选抗体治疗念珠菌性败血症的应用研究
完成单位: 中山大学附属第三医院,中山大学生命科学学院,中山大学中山医学院
主要人员: 黄怀球,付永贵,胡旭初,沈杨,袁立燕,周宇麒,冯佩英,高文超,李玉哲,杨俊业
介绍:

    1.课题来源与背景 该课题来源于广东省省级科技技术项目,编号2013B010404013。 侵袭性念珠菌病(Invasive candidiasis )是由条件致病真菌念珠菌引起的系统性感染,可以累及机体各个器官。随着艾滋病、糖尿病、恶性肿瘤等疾病的发病率不断上升,器官移植、免疫抑制剂、放疗及化疗的应用和广谱抗生素的长期使用,该病发病率大幅上升,已成为上述疾病患者死亡的主要原因。侵袭性念珠菌病的主要致病菌为白念珠菌(Candida albicans),占50%以上,是败血症4种最常见病原之一,引起的败血症死亡率达40%,该病临床上缺乏特征性表现,病情进展迅速,诊断和治疗困难

    2.研究目的和意义 应用免疫组库测序方法筛选抗体从而有效对抗念珠菌感染以控制念珠菌性败血症。

    3.主要论点与论据 3.1.由条件致病真菌白念珠菌引起的念球菌病发病机理较复杂,受机体、病原菌和各种医源因素的影响细胞免疫在适应性免疫中是机体杀伤和清除白念珠菌的主要形式,其中细胞免疫Th1的作用是保护性的,而Th2则使抗真菌细胞免疫的效应细胞活性降低,引起慢性抗原刺激, 导致T细胞和巨噬细胞的活化,形成肉芽肿,体内Th1和Th2细胞失衡是影响系统性念珠菌病发病以及病情严重程度的重要因素 3.2.在消耗性和恶性肿瘤等疾病的终末期,机体已难以启动细胞免疫的抗真菌作用。体液免疫却能通过多种途径在抗真菌免疫中发挥巨大作用。首先,抗体可中和真菌产生的毒素;其次,分泌物中的抗体可在真菌表面沉积和包裹,使真菌不能和黏膜表面接触和粘附;第三,抗体的调理作用可促进巨噬细胞对真菌的吞噬;第四,抗体还可作为中间桥梁介导NK细胞以抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用的方式杀伤真菌。 3.3.目前,体液免疫在真菌免疫研究应用中只仅仅限于抗真菌抗体应用于对真菌性疾病的诊断,国内外尚无关于应用免疫组库测序方法筛选抗体治疗念珠菌性败血症的应用研究。随着对真菌病的日益重视,真菌基因组研究的广泛开展, 已经越来越全面地了解了真菌的各个基因的功能,这就为发现新的致病基因、寻找新的免疫作用靶点以及全面了解抗真菌免疫过程中的信号通路提供了便利,抗真菌免疫学研究也逐步取得了较大的进展。随着基因组学技术的不断应用,白念珠菌(SC5314)的全基因组已完成测序和注释,为白念珠菌的诊断、抗体、疫苗和药物研究开辟了广阔的道路。 3.4.课题组在对细粒棘球蚴烯醇化酶(enolase,ENO)免疫保护作用的研究工作中成功用反向疫苗学方法筛选出的ENO可作为候选疫苗实验中发现其ENO与小鼠自身ENO存在明显交叉反应。课题组通过序列比对差异性分析探寻白念珠菌 ENO 纤溶酶原结合域,已从白念珠菌基因数据库中筛选出了具有跨膜区和丰富免疫学表位的烯醇化酶作为白念珠菌的候选疫苗。 3.5.在基因组学研究的背景下,治疗性抗体筛选的模式已转变为根据高通量测序所得 的蛋白,结合其结构功能特征,细胞或组织的定位来预测、筛选、鉴定病原体与宿主密切作用的分泌型蛋白(毒性蛋白)和病原体表面蛋白(主要是膜蛋白),然后预测其免疫学特性,从而筛选出有效治疗抗体的候选基因,通过基因重组表达制备重组蛋白抗体,再验证其效果。 本课题拟应用高通量测序技术, 检测白念珠菌患者外周血中的B细胞受体库,通过生物信息分析手段筛选出有效的抗白念珠菌抗体,阐明该抗体阻断病原体扩散的分子机制;利用动物模型和ELISPOT(Enzyme-linked Immunospot Assay)方法,阐明该抗体介导的免疫应答机制,评价此该抗体的保护效应和应用前景,对预防控制最常见的深部真菌病——侵袭性念珠菌病、减少念珠菌败血症的死亡率具有重要意义 。

    4.创见和创新 4.1.课题组筛选出编码白念珠菌抗原烯醇化酶的相应DNA序列,并将该DNA序列嵌入质粒中,使用该合成质粒表达出烯醇化酶蛋白。因而免疫组库测序筛选抗原切实可行,但抗体库形成条件尚需探索。 4.2.中药对白念珠菌与其他深部真菌的抗菌效应存在不同差异,观察姜黄素对不同真菌抗真菌活性作用,发现这一效应可能与其中真菌细胞壁几丁质含量差异相关,从而导致相关的几丁质酶样蛋白的表达差异从而影响药物的作用。 4.3.不同种类真菌的免疫识别中Toll样受体2和4受体在抗孢子丝菌早期免疫阶段作用存在的差异。 4.4.白念珠菌刺激后可上调巨噬细胞类几丁质酶3蛋白1表达从而抑制其增殖,具有减轻感染的作用,对早期预防白念珠菌感染和防止白念珠菌败血症具有重要意义。

     5.社会效益和存在的问题 5.1.本项目应用所合成质粒表达出烯醇化酶蛋白,不断优化蛋白的表达和纯化技术和工艺,拟进一步完善此技术的改进,同时申请和推广相关研究专利。 5.2.通过开展中药协同抗真菌机制的研究,为进一步建立完善中药的抗真菌评价体系打下基础。同时推广完善系统抗真菌药物的评价体系,完成相关中药姜黄素抗真菌活性作用的研究为开发相应靶点的药物提供基础。

批准登记号:
登记日期: 2019-07-02
研究起止时间: 2014-09-01至2016-08-31
所属行业: 卫生和社会工作
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2017-10-10