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目的:A族链球菌(Group A Streptococcus;GAS),又称化脓性链球菌,是一种全球范围内的人类重要致病菌。它能够在人类的鼻咽部、皮肤和肠道组织中持续性存在,引起一系列感染,包括:急性咽炎、脓胞病、中毒性休克综合症、侵袭性筋膜炎、猩红热、肺炎、丹毒和GAS感染后引起的变态反应性疾病,如急性风湿热(ARF)、风湿性心脏病(RHD)、急性肾小球肾炎。GAS的感染在任何年龄段均可发生。特别对患有水痘的儿童,免疫系统被抑制的人群,烧伤的病人,患有蜂窝组织炎、糖尿病、血管疾病、癌症的老年人,接受类固醇药物治疗和化疗的病人具有较大的威胁性。
目前倾向于认为GAS是一种胞内侵袭性细菌,能够进入并持续性生存在哺乳动物细胞内。有证据显示,这种胞内侵袭能够帮助GAS抵抗免疫因素和抗生素对其的影响,使得GAS感染频繁发生,这也是GAS能够在宿主体内播散的一个原因。GAS感染宿主的第一步就是黏附在宿主的上皮细胞上。最近的研究结果提示,黏附过程分为2步:第一步由脂磷壁酸(LTA)介导的,GAS克服宿主细胞对其的静电排斥力,表现出一种微弱的、可逆性的黏连。第二步是由组织特异性的M蛋白、F蛋白介导的牢固性的、不可逆性的黏连。FbaA蛋白和M蛋白具有相似的功能,Pandiripally等人的结果显示,FbaA蛋白具有借助补体调节蛋白FH/FHL-1介导GAS进入人类上皮细胞的功能,这意味着该蛋白有助于GAS在宿主细胞内的存活。
本室前期实验发现FbaA蛋白具有很强的免疫原性,并且在小鼠体内诱导保护性免疫应答,抵抗了GAS对小鼠的攻击。为了进一步研究FbaA蛋白的生物学功能,并探索GAS的致病机制和感染后的治疗策略,本室制备了抗FbaA蛋白的单克隆抗体—MAb2。前期研究结果显示该抗体与FbaA+GAS菌显示出高亲和力的结合;另外,研究还发现MAb2结合FbaA的表位与补体调节蛋白FH结合FbaA蛋白的结合位点大部分重叠。为了进一步探讨该单抗是否具有抗GAS感染的实用性,本研究将该单抗预先注射小鼠,再以致死量GAS对小鼠进行攻毒,通过小鼠的存活率对FbaA MAb2在体内中和GAS的能力进行评估;并通过免疫荧光实验和侵袭实验对FbaA MAb2能否阻止FH与GAS的结合进行了研究。
方法:
1.1将本室前期制备的能够稳定分泌FbaA MAb2的杂交瘤A8细胞通过亚克隆、全菌ELISA方法筛选出能够分泌较高抗体滴度的细胞株,接种小鼠腹腔制备腹水。
1.2将获得的腹水倍比稀释为1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶16,加入菌液作试管凝集实验。根据结果选定合适的稀释度免疫动物。
1.3单抗被动免疫对小鼠感染GAS的保护作用:将雌性BALB/c,8周龄小鼠,随机分成4组,每组6只,分别为FbaA MAb2原液组、1/2稀释组、1/4稀释组和PBS菌液对照组。将单抗以不同浓度被动免疫小鼠后,用致死量GAS(M+FbaA+)标准菌株(7.5×107)攻击各组小鼠,计算保护率。
2.荧光显微镜观察FH对GAS结合单抗的干扰作用:收集培养至对数生长期的FbaA+GAS和FbaA-GAS,调整菌液浓度为108CFU/ml,分别加入l0ug/mlFH室温结合,同时设立PBS对照。将菌液滴到载玻片上固定,再依次加入5ug/ml FbaA MAb2和FITC标记的羊抗鼠IgG二抗,荧光显微镜观察。
3.侵袭抑制实验:在以上培养的菌株中依次加入FbaA MAb2,与菌共同作用30分钟后加入FH,同时只加FH无单抗,以及无FH无单抗2个对照组。将预处理的菌复合物加至A549细胞共同培养2小时后,洗去菌液,加入含有l000U/ml青霉素,500U/ml链霉素的培养基中继续培养2小时后裂解细胞,将裂解液接种至链球菌培养固体培养基,37℃过夜培养,次日观察并对菌落计数。
结果:
1.攻毒5天后,PBS组小鼠全部死亡,各实验组连续观察两周后依然有多只小鼠存活。各组保护率:FbaA MAb2原液组和1/2稀释组均为66.67%,FbaA MAb21/4稀释组为50%。经过SPSS10.0统计软件分析各实验组与PBS组保护率均有显著差异。
2.FbaA MAb2与FbaA+GAS能很好的结合,但不能与FbaA-GAS结合。预先加入FH能显著降低FbaA MAb2与FbaA+GAS的结合。
3.FbaA+GAS预先与FbaA MAb2作用,就能显著减少FH介导的FbaA+GAS对A549细胞的侵入,表现为此组血平板的菌落形成数明显少于只加入FH组的。
结论:
1.FbaA MAb2在小鼠体内对GAS有较强的中和能力。因此,FbaAMAb2有望用于紧急预防及治疗GAS感染。
2.FH能够影响FbaA MAb2与GAS的结合,支持了FbaA MAb2、FH与GAS表面FbaA蛋白结合位点有重叠的实验结果。
3.FbaA MAb2能够竞争性抑制FH与GAS表面FbaA蛋白的结合,减少了FH介导的GAS侵入上皮细胞的数量。