一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗及其生产方法

著录项
  • CN201810868174.8
  • 20180802
  • CN109078178A
  • 20181225
  • 中国兽医药品监察所
  • 杜吉革;陈小云;朱真;薛麒;刘莹;印春生;李启红;康凯;姚文生
  • A61/K3908
  • A61/K3908 A61/K3939 A61/P3104 C12/P2102 C07/K1900 C07/K130 C12/R119

  • 北京市海淀区中关村南大街8号
  • 北京(11)
  • 北京君智知识产权代理事务所(普通合伙)
  • 郑明
摘要
本发明涉及一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗及其生产方法。本发明制备的产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,系采用经过密码子优化、含有4个氨基酸突变的重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白生产,即最大限度地保留天然毒素蛋白的完整性和空间构象,从而保持其免疫原性,又避免了单个氨基酸突变带来的生物安全隐患。该疫苗还具有制备工艺简单、免疫剂量低、疫苗效力优良等优点,较我国目前商品化的产气荚膜梭菌天然毒素灭活疫苗大大降低了疫苗生产过程中的生物安全风险,是我国现行C型产气荚膜梭菌毒素疫苗升级换代的理想候选疫苗;而且在与其它抗原共同制备联苗时,无需增大联苗的使用剂量,即可制备联苗。
权利要求

1.一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述疫苗含有采用大肠埃希氏菌表达的重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白;制苗用菌种为重组表达产气荚膜梭菌β毒素蛋白的大肠埃希氏菌,被命名为大肠埃希氏菌(Escherichia coli)BLC2株,该菌株已于2018年01月18日送交北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCC No.15238。

2.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,与野生型产气荚膜梭菌β毒素成熟毒素相比,含有4个氨基酸突变,分别为第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸。

3.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,其重组表达载体的基因序列经过密码子优化,并在N端添加麦芽糖蛋白(MBP)标签,更易于在大肠杆菌中实现高效表达和可溶性表达。

4.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白为无毒突变体,大大降低了疫苗生产过程中的生物安全风险。

5.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,在大肠杆菌BL21(DE3)中为可溶性表达,既可最大限度地保留天然毒素蛋白的空间构象,从而保持其免疫原性;又避免了包涵体变性复性的繁琐工艺对抗原蛋白免疫原性的影响,减少了疫苗的制备时间和生产成本。

6.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,其C端含有6组氨酸(6*His)标签,便于蛋白的纯化。

7.如权利要求1所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗的制备方法,其特征在于用所述表达产气荚膜梭菌β毒素重组蛋白的大肠埃希氏菌BLC2株作为疫苗生产菌株,经培养、诱导表达、菌体破碎、可溶性抗原蛋白分离纯化后,加双相油佐剂混合制成。

说明书

一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗及其生产方法。属于兽用生物制品领域。

背景技术

产气荚膜梭菌也称魏氏梭菌,是一种重要的人畜共患病,该病原是创伤性气性坏疽和人类食物中毒以及羊快疫、羔羊痢疾、牛羊坏死性肠炎、牛羊肠毒血症的主要病原之一,对畜牧业造成了巨大的经济损失。产气荚膜梭菌主要的致病因素是其分泌的外毒素,该菌可产生至少18种外毒素,并通过其产生的毒素发挥致病作用。根据产生4种主要致死性外毒素α、β、γ和ι的种类,将该菌分为A、B、C、D、E五个毒素型。产气荚膜梭菌病具有发病急、病程短且死亡率极高的特点,一旦发病,往往还来不及就因外毒素中毒而发生猝死,因此免疫接种是防控该病的有效方法。

目前使用的商品化疫苗主要为灭活疫苗,在预防动物产气荚膜梭菌病方面虽然取得了一定的效果,但这些疫苗在使用过程中仍然暴露了一些缺陷,例如疫苗免疫易引起动物局部炎症及毒性反应等;其在制备过程中涉及外毒素的灭活,存在毒素外泄或灭活不彻底等生物安全隐患;此外,培养上清中的各种微小毒素以及细菌的代谢产物往往成为免疫动物的致敏原,接种动物易产生不良反应,导致免疫效果下降甚至免疫失败。因此,开发安全性好、有效抗原含量高、免疫原性强的梭菌毒素基因工程疫苗,是未来的发展方向。

β毒素是C型产气荚膜梭菌的主要致病因子,具有细胞毒性和致死性,能导致人和动物的坏死性肠炎。虽然外源重组CPB分子具有一定的免疫保护作用,但需要考虑到蛋白的毒性。已有的研究表明,以可溶性形式表达的重组CPB具有较强的毒力,而以包涵体形式表达的重组CPB的毒力基本上可以忽略。虽然突变CPB的某些氨基酸位点后,如第121、203、212、265、266、268及275位,可以使其毒力下降,甚至丧失,但这些无毒突变体的抗原性还没有得到验证。

现有技术中对产气荚膜梭菌主要外毒素蛋白的表达与纯化方法相对复杂,表达产物通常以不溶性的包涵体形式存在,可溶性蛋白表达的报道在国内外非常少。因为包涵体中的表达产物不具有生物学活性,因而需要进行变性与复性处理。蛋白的变性与复性是一个极其复杂的过程,不同蛋白的复性条件各异,复性率往往很难提高,这是限制其应用的主要制约因素。采用可溶性表达方式可很好的克服这一问题。如何构建可溶性表达载体并且优化可溶性蛋白的高效表达方法,是本领域长期以来一直研究的热点课题。

本发明制备的产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,系采用经过密码子优化、含有4个氨基酸突变的重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白生产,即最大限度地保留天然毒素蛋白的完整性和空间构象,从而保持其免疫原性,又避免了单个氨基酸突变带来的生物安全隐患。同时,该疫苗还具有制备工艺简单、免疫剂量低、免疫效力好等优点,是我国现行C型产气荚膜梭菌毒素疫苗升级换代的理想候选疫苗。

发明内容

本发明目的在于制备出产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,用于预防由C型产气荚膜梭菌感染引起的疾病。

本发明技术方案

1.一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述疫苗含有采用大肠杆菌表达的重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白;制苗用菌种为重组表达产气荚膜梭菌β毒素蛋白的大肠杆菌被命名为大肠埃希氏菌(Escherichia coli)BLC2株,该菌株已于2018年01月18日送交北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCC No.15238。

2.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,与野生型产气荚膜梭菌β毒素成熟毒素相比,含有4个氨基酸突变,分别为第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸。

3.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,其重组表达载体的基因序列经过密码子优化,并在N端添加麦芽糖蛋白(MBP)标签,更易于在大肠杆菌中实现高效表达和可溶性表达。

4.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白为无毒突变体,大大降低了疫苗生产过程中的生物安全风险。

5.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,在大肠杆菌BL(DE3)中为可溶性表达,既可最大限度地保留天然毒素蛋白的空间构象,从而保持其免疫原性;又避免了包涵体变性复性的繁琐工艺对抗原蛋白免疫原性的影响,减少了疫苗的制备时间和生产成本。

6.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,其特征在于所述重组产气荚膜梭菌β毒素蛋白,C端含有6组氨酸(6His)标签,便于蛋白的纯化。

7.本发明所述产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗的制备方法,其特征在于用所述表达产气荚膜梭菌β毒素重组蛋白的埃希氏大肠菌BLC2株作为疫苗生产菌株,经培养、诱导表达、菌体破碎、可溶性抗原蛋白分离纯化后,加双相油乳佐剂混合制成。

本发明主要具有以下优点:

1.首次对β毒素同时进行了4个氨基酸突变,获得了无毒的重组β毒素,即最大限度地保留天然毒素蛋白的完整性和空间构象,从而保持其免疫原性,又避免了单个氨基酸突变带来的生物安全隐患。

2.对β毒素进行了密码子优化,实现了在大肠杆菌中的高效表达。

3.首次将β毒素与助溶标签蛋白麦芽糖蛋白(MBP)融合表达,实现了在大肠杆菌中的可溶性表达,获得了免疫原性优良的重组β毒素,从而避免了包涵体变性复性的繁琐工艺对抗原蛋白免疫原性的影响,减少了疫苗的制备时间和生产成本。

4.采用基因工程方法制备亚单位疫苗替代传统的培养致病性梭菌制备毒素再灭活脱毒的办法,大大降低了生产过程中的生物安全风险。

本发明具体实施方式

1.产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗的制备

(1)菌种

制苗用菌种为重组表达产气荚膜梭菌β毒素蛋白大肠埃希氏菌(Escherichiacoli)BLC2株,该菌种表达的产气荚膜梭菌β毒素蛋白含有4个氨基酸突变(分别为第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸)、N端含有麦芽糖蛋白(MBP)标签、C端含有6组氨酸(6His)标签。该菌株已于2018年01月18日送交北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCC No.15238;由中国兽医药品监察所鉴定、保管和供应。

1)一级种子繁殖及鉴定

将冻干菌种用少量LB液体培养基融解,划线接种于含卡那霉素的LB固体平板,置37℃培养12~16小时,选取符合标准的单个菌落,接种含卡那霉素的LB液体培养基,置37℃培养8~12小时,与50%甘油等比例混合后分装,经纯粹检验合格后,作为制苗用一级种子。

2)二级种子繁殖及鉴定:取一级种子,按1%的量接种含卡那霉素的LB液体培养基,置37℃振荡培养8~12小时,即为二级种子。

(2)制苗用抗原制备

取合格的二级种子,按培养基总量的2%接种含卡那霉素的LB液体培养基,发酵罐内培养。设置培养参数为:培养温度37℃,pH值7.0,溶氧高于20%。当培养物OD值为10~15时,温度降至15℃,加入终浓度为0.5mmol/L的IPTG诱导培养4h。

(3)破菌

离心收集菌体,按每克菌体湿重加10mL裂解液(pH值7.20.02mol/LTris缓冲液,0.3mol/LNaCl)的比例重悬菌体,用高压均质机以800bar的压力破碎菌体,离心收集上清。

(4)纯化

向收集的上清中加入饱和硫酸铵至30%饱和度,充分混合,2~8℃静置4小时,离心收集沉淀。用与硫酸铵沉淀前上清等体积的缓冲液(pH值6.0、0.01mol/L磷酸缓冲液)重悬沉淀,离心后收集上清,经0.22μm孔径滤膜过滤。

(5)蛋白含量检测

用BCA法检测蛋白含量。

(6)无菌检验

按现行《中国兽药典》(中国兽药典委员会,中华人民共和国兽药典,二〇一五年版三部,中国农业出版社,2011,以下称《中国兽药典》)附录进行。应无菌生长。

(7)疫苗配制

将双相油佐剂(如201佐剂)导入油相罐内,以至少121℃高压灭菌30分钟,冷却至室温备用。根据蛋白含量测定结果,用PBS(pH值7.2 0.01mol/L)将检验合格的纯化蛋白适当稀释后混匀。将水相加入乳化罐内,以80~100r/min搅拌,同时按1:1(V/V)的比例,缓慢加入油相,加完后搅拌20~30min。乳化后取样进行检验,合格后分装。

2.产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗的检验

(1)性状

外观 乳白乳剂。

剂型 呈水包油包水型(W/O/W)。取一清洁吸管,吸取少量疫苗滴于清洁冷水表面,应呈云雾状扩散。

稳定性 吸取疫苗10mL加入离心管中,以3000r/min离心15min,应不破乳,并且管底析出的水相应不多于0.5mL。

黏度 按《中国兽药典》附录进行测定,应符合规定。

(2)装量检查 按《中国兽药典》附录进行检查,应符合规定。

(3)无菌检验 按《中国兽药典》附录进行检验,应无菌生长。

(4)安全检验 用体重1.5~2.0kg健康家兔4只,各肌肉或皮下注射疫苗4.0mL,观察10日。应全部健活。

(5)效力检验

1)血清中和法:用体重1.5~2.0kg健康家兔4只,各颈部皮下或肌肉注射疫苗2.0mL。接种后14日,采血,分离血清。同时,以相同剂量、相同途径对家兔进行二次免疫。二免后21日,采血,分离血清。分别将一免和二免的4只免疫家兔的血清等量混合,取混合血清0.4mL与C型产气荚膜梭菌毒素(含4个小鼠MLD),混合后置37℃作用40min,然后静脉注射16~20g小鼠2只,0.3mL/只。同时各用同批小鼠2只,分别注射1MLD与毒素血清混合物相同的毒素作对照。观察1日,判定结果。

对照鼠全部死亡,血清中和效价对C型产气荚膜梭菌毒素达到1(0.1mL免疫动物血清中和1MLD毒素),即判为合格。

2)免疫攻毒法:用体重1.5~2.0kg健康家兔12只,取其8只,各颈部皮下或肌肉注射疫苗2.0mL,剩余4只作为对照。接种后14日,取4只免疫组家兔和2只对照组家兔,分别静脉注射1MLD的C型产气荚膜梭菌毒素,观察5日。同时,以相同剂量、相同途径对剩余4只家兔进行二次免疫。二免后21d,取剩余4只免疫组家兔和2只对照组家兔,分别静脉注射1MLD的C型产气荚膜梭菌毒素,观察5日。

对照兔全部死亡,免疫动物至少保护3只,即判为合格。

附图说明

图1:基因工程重组菌BLC2株的SDS-PAGE鉴定结果,图中:M:Protein marker;PC:BSA(1μg);PC:BSA(2μg);NC:未诱导细胞裂解物;1:15℃、16h诱导的细胞裂解物;2:37℃、4h诱导的细胞裂解物;NC:未诱导细胞裂解上清;NC:未诱导细胞裂解沉淀;3:15℃、16h诱导的细胞裂解上清;4:15℃、16h诱导的细胞裂解沉淀;5:37℃、4h诱导的细胞裂解上清;6:37℃、4h诱导的细胞裂解沉淀。图中显示15℃、16h诱导的细胞裂解上清中,目的蛋白呈可溶性表达的表达最高,约占目的蛋白总表达量的35%。

图2:基因工程重组菌BLC2株的Western blot(采用抗His抗体)鉴定结果图中:M2:Westernblot marker;1:15℃、16h诱导的细胞裂解物;2:37℃、4h诱导的细胞裂解物;3:15℃、16h诱导的细胞裂解上清;4:15℃、16h诱导的细胞裂解沉淀;5:37℃、4h诱导的细胞裂解上清;6:37℃、4h诱导的细胞裂解沉淀。

图3:目的蛋白的Western blot(采用抗C型产气荚膜梭菌毒素血清)鉴定结果图中M2:Western blot marker;1:BSA;2:纯化后的目的蛋白。

本发明涉及生物材料资源信息

本发明涉及的微生物为:含有4个氨基酸突变(分别为第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸)、N端含有麦芽糖蛋白(MBP)标签、C端含有6组氨酸(6His)标签的表达产气荚膜梭菌β毒素的大肠埃希氏菌BLC2株。该菌株已于2018年01月18日送交北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCC No.15238。

本发明的积极意义

本发明涉及一种产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗及其生产方法。本发明将野生型产气荚膜梭菌β毒素成熟毒素的第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸获得了对于动物体无毒的β毒素突变体(BLC2株)。本发明进一步公开了含有所述产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体编码基因的重组表达载体和重组宿主细胞。本发明重组表达的产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体在小鼠体内完全无毒,且在家兔模型中呈现良好的免疫原性和免疫保护性。本发明的产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体或其编码基因能够应用于制备预防产气荚膜梭菌病的β毒素亚单位疫苗或多价梭菌毒素亚单位疫苗。采用本发明提出的产气荚膜梭菌β毒素重组亚单位疫苗,与我国目前商品化的产气荚膜梭菌天然毒素灭活疫苗相比,大大降低了疫苗生产过程中的生物安全风险,生产方法稳定性好、耗时短,而且所制备的疫苗一免后的血清中和效价即可达到目前商品化疫苗标准的3倍。此外,凭借疫苗半成品蛋白浓度高的优势,在与其它抗原共同制备联苗时,无需增大联苗的使用剂量,即可制备联苗,极大方便了联苗的开发。

实施例

以下实施例为更好说明本发明的技术方案,但不对本发明技术方案构成限制。

实施例1

——大肠埃希氏菌BLC2株(本发明又称产气荚膜梭菌β毒素4氨基酸突变体)的构建、表达及鉴定

1.基因合成

本发明根据产气荚膜梭菌β毒素天然蛋白基因的序列,经密码子优化后,设计了4个氨基酸突变,分别将野生型产气荚膜梭菌β毒素成熟毒素的第212位精氨酸突变为谷氨酸,第268位的亮氨酸突变为甘氨酸,266位的酪氨酸和278位的氨酸突变为丙氨酸,从而获得了对于动物体无毒的β毒素突变体。同时,在N端和C端分别添加MBP标签和6×His标签。用化学合成的方法,合成了该段基因序列GMBPCPB,共包含2097个核苷酸。

具体的核酸序列如SEQ ID No.1所示,

氨基酸序列见SEQ ID No.2所示。

2.融合表达载体的构建

以人工合成的GMBPCPB基因为模板,采用引物对1F/1R(序列3/序列4)进行PCR扩增。

其中上游引物1F序列为:

5’-ccgtctagag gtaccaaaac tgaag-3’25(序列3),其5’端引入限制性内切酶XbaⅠ位点及保护性碱基;

下游引物1R序列为:

5’-ccgctcgagt tagtggtgat gatg-3’24(序列4),其5’端引入限制性内切酶XhoⅠ位点及保护性碱基。

PCR体系为:10×EX Taq Buffer 5μL,dNTPs 4μL,上、下游引物各2μL,EX Taq酶0.5μL,全长基因DNA模板2μL,补充ddHO至50μL体系。PCR反应条件为:94℃预变性10min;94℃变性30s,52℃退火30s,72℃延伸160s,共33个循环;最后72℃延伸10min。

扩增得到的目的DNA条带,经回收后,采用XbaⅠ/XhoⅠ双酶切消化,与经过相同酶切消化的pET28a载体连接,得到插入GMBP-CPB基因阳性克隆pET28a-mMBPCPB。将连接好的质粒转化DH5α感受态细胞,挑取单克隆至含有卡那霉素的LB液体培养基中,37℃振荡培养过夜,提取质粒备用。

3.重组表达产气荚膜梭菌β毒素突变体基因的基因工程菌株的构建

将提取得到的质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,挑取单克隆至含有卡那霉素的LB液体培养基中,37℃振荡培养过夜,经PCR鉴定,含有目的DNA片段后,命名为大肠埃希氏菌(E.coli)BLC2株,并加入等体积的50%甘油LB,-70℃冻存,该菌株已于2018年01月18日送交北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCC No.15238。

4.目的蛋白的表达

将重组的大肠埃希氏菌(E.coli)BLC2株接种于100mL含有卡那霉素的LB液体培养基中,37℃振荡培养4h后,将温度降至15℃,加入终浓度为0.5mmol/L的IPTG溶液诱导培养16h。菌液培养完成后离心收集菌体,按每克菌体温重加10mL裂解液[0.02mol/LTris缓冲液(pH值7.2),0.3mol/LNaCl]的比例重悬菌体,在冰水浴中超声破碎菌体30min,破碎条件为:工作9s,间歇9s,超声功率为400W。将破碎后的菌液于4℃,以12000r/min离心10min,收集上清。取30μL上清加入10μL的4×SDS-PAGE上样缓冲液,70℃作用10min,进行12%SDS-PAGE电泳,结果见图1。从图1可以看出,目的蛋白大量存在于菌体裂解液的上清中,呈可溶性表达,表达量良好,表达量可达25μg/mL。目的蛋白的最适诱导表达条件为15℃,诱导表达16h。

5.目的蛋白的鉴定

采用上述步骤中不同诱导条件下的目的蛋白表达产物,采用鼠源抗His单克隆抗体(Sigma,货号:SAB2702219),对目的蛋白进行Western blot鉴定,结果见图2。从图2可知,15℃、16h诱导的细胞裂解上清中,目的蛋白的表达量最高,约占目的蛋白总表达量的40%。由于细胞裂解上清中呈可溶性表达的目的蛋白,空间结构与野生型毒素最为接近。综合SDS-PAGE和Western blot鉴定结果,进一步确定目的蛋白的最适诱导表达条件为15℃,诱导表达16h。

6.目的蛋白的纯化

向上述步骤4收集的上清中,加入饱和硫酸铵至30%饱和度,充分混合,2~8℃静置4小时,离心收集沉淀。用与硫酸铵沉淀前上清等体积的缓冲液(0.01mol/L磷酸缓冲液(pH值6.0)重悬沉淀,离心后收集上清,经0.22μm孔径滤膜过滤,即为初步纯化的目的蛋白。

7.目的蛋白与抗C型产气荚膜梭菌毒素抗血清的反应

采用上述步骤中纯化的目的蛋白,采用抗C型产气荚膜梭菌毒素抗血清,对目的蛋白进行Western blot鉴定,结果见图3。从图3可知,该融合蛋白能与抗C型产气荚膜梭菌毒素抗血清发生反应。

实施例2

——产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体对小鼠的毒力试验

通过测定产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体对小鼠的毒力,以验证该突变体在体内的实际减毒效果。将纯化的产气荚膜梭菌β毒素4氨基酸突变重组蛋白mMBPCPB,以及C型产气荚膜梭菌培养上清,分别以不同的剂量,经尾静脉接种16~18g小鼠,每剂量注射5只,0.2mL/只。结果当接种剂量为0.1mg时,所有小鼠均健活且无不良反应,而野生型对照组在接种0.001mL时即可导致小鼠5/5死亡。该结果表明,产气荚膜梭菌β毒素无毒突变体对小鼠是无毒的,被确定为毒素无毒突变体。

表1重组蛋白mMBPCPB对小鼠的毒力

实施例3

——产气荚膜梭菌β毒素4氨基酸突变体的免疫原性试验

1.菌液培养

将重组表达产气荚膜梭菌β毒素蛋白的大肠杆菌基因工程菌BLC2株培养菌液,按培养基总量的2%接种含卡那霉素的LB液体培养基,发酵罐内培养。设置培养参数为:培养温度37℃,pH值7.0,溶氧高于20%。当培养物OD值为10~15时,将温度降至15℃,加入终浓度为0.5mmol/L的IPTG诱导培养16小时。

2.破菌

离心收集菌体,按每克菌体温重加10mL裂解液(0.02mol/LTris缓冲液(pH值7.2),0.3mol/LNaCl)的比例重悬菌体,用高压均质机以800bar的压力破碎菌体,离心收集上清。

3.纯化

向收集的上清中加入饱和硫酸铵至30%饱和度,充分混合,2~8℃静置4小时,离心收集沉淀。用与硫酸铵沉淀前上清等体积的缓冲液(pH值6.0,0.01mol/L磷酸缓冲液)重悬沉淀,离心后收集上清,经0.22μm孔径滤膜过滤。

4.蛋白含量检测

用BCA法检测蛋白含量。结果蛋白含量为400μg/mL。

5.无菌检验

按《中国兽药典》附录进行。结果均无菌生长。

6.疫苗配制

将双相油佐剂(201佐剂)导入油相罐内,以至少121℃高压灭菌30分钟,冷却至室温备用。根据蛋白含量测定结果,用PBS(pH值7.20.01mol/L)将检验合格的纯化蛋白稀释至终浓度为100μg/mL后混匀。将水相加入乳化罐内,以80~100r/min搅拌,同时按1:1(V/V)的比例,缓慢加入油相,加完后搅拌20~30min。乳化后取样进行检验,合格后分装。

7.免疫原性试验

按照《中国兽药典》规定的方法进行。具体试验方法为:用体重1.5~2.0kg健康家兔4只,各颈部皮下或肌肉注射疫苗2.0mL。接种后14日,采血,分离血清。同时,以相同剂量、相同途径对家兔进行二次免疫。二免后21日,采血,分离血清。采用下述方法,分别对一次免疫和二次免疫后,家兔血清中的毒素抗体中和效价进行测定:

将4只免疫家兔的血清等量混合,取混合血清0.4mL与C型产气荚膜梭菌毒素(含4个小鼠MLD),混合后置37℃作用40min,然后静脉注射16~20g小鼠2只,0.3mL/只。同时各用同批小鼠2只,分别注射1MLD与毒素血清混合物相同的毒素作对照。观察1日,判定结果。若对照鼠全部死亡,血清中和效价对C型产气荚膜梭菌毒素达到1(0.1mL免疫动物血清中和1MLD毒素),即判为合格。

经测定,一次免疫后,家兔血清中的毒素抗体效价为3(即0.1mL家兔血清可中和3个MLD的C型产气荚膜梭菌毒素);二次免疫后,家兔血清中的毒素抗体效价为6(即0.1mL家兔血清可中和6MLD的C型产气荚膜梭菌毒素)。

免疫攻毒法结果显示,在一免14d以及二免21d后进行耳静脉注射1MLD的C型产气荚膜梭菌毒素,免疫组家兔均得到100%(4/4)的保护,对照组家兔全部死亡。

《中国兽药典》规定,家兔血清中的毒素抗体效价对C型产气荚膜梭菌毒素达到1,免疫攻毒法中,免疫动物至少保护3只,即可判为疫苗中C型产气荚膜梭菌毒素部分为合格。因此,本申请生产的疫苗,在抗原含量低至50μg/mL的情况下,无论是对家兔一次免疫,还是二次免疫,血清中和效价均超过了现行《中国兽药典》的规定,且免疫攻毒保护效果也达到了现行《中国兽药典》的规定,证明该疫苗具有良好的免疫原性。

鉴于我国现有商品化梭菌毒素疫苗须采用甲醛灭活脱毒,存在生物安全隐患,也影响了疫苗在田间使用的安全性;同时现行商品化疫苗在生产过程中,还存在产毒不稳定,导致疫苗效力不稳定的问题。因此,本申请生产的疫苗是我国现行C型产气荚膜梭菌毒素疫苗升级换代的理想候选疫苗。

本文发布于:2024-09-25 17:11:05,感谢您对本站的认可!

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