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HCV包膜蛋白的免疫与疫苗研究进展

来源:国外医学病毒学分册 作者:曹风史宣玲 2004-9-29
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摘要: 摘要近年来使用得组蛋白及合成肽的研究表明,在HCV膜区存在多个B细胞表位,抗外膜蛋白抗体的检出率高度依赖于抗原获得的方法、不同的感染阶段以及检测模式,随着噬菌体呈现技术、转细胞技术、核酸免疫技术等用于HCV感染的致病机理及疫苗研究,对进一步完善和发展有较HCV疫苗提供了新的途径。丙型肝炎病毒(HCV)是输血后......


   摘 要 近年来使用得组蛋白及合成肽的研究表明,在HCV膜区存在多个B细胞表位,抗外膜蛋白抗体的检出率高度依赖于抗原获得的方法、不同的感染阶段以及检测模式,随着噬菌体呈现技术、转细胞技术、核酸免疫技术等用于HCV感染的致病机理及疫苗研究,对进一步完善和发展有较HCV疫苗提供了新的途径。

  丙型肝炎病毒(HCV)是输血后非甲非乙型肝炎以及社区获得性肝炎的主要病原因子,虽然通过对献血者进行抗-HCV的筛选使输血后HCV的感染率得到了显著的降低,但在高危人群中仍存在社区获得性的HCV感染,目前全世界约有1.7亿HCV感染者,其中约有50%急性感染者转变为慢性,进而发展为肝硬化和肝细胞性肝癌.HCV感染后缺乏有效的保护性免疫。可能的原因是:(1)HCV高度变异,逃避机体的免疫清除;(2)HCV在肝组织及血液中含量低及诱导机体产生保护性的抗原性弱;(3)病毒颗粒与低密度脂蛋白或免疫球蛋白紧密联接,导致抗原决定簇被掩盖;(4)外周血淋巴细胞可能有HCV储存库的作用[1],对HCV感染目前还有一种有效的治疗手段,慢性HCV感染者对-α干扰素的反应可低至15%~25%,其它抗病毒核酸类似物的效果甚微,因此,需要提高治疗手段及发展有效的疫苗以控制HCV感染。HCV的包膜蛋白是宿主攻击的主要目标,一直都是HCV疫苗研制的首选抗原。本文概述了近年来对HCV包膜蛋白的体液免疫及疫苗研究等方面的进展。

  1 HCV包膜糖蛋白的结构特征

  HCV属于黄病毒家族的一员,其基因组全长约9.4kb,编码3010~3 033个氨基酸的多蛋白前体,结构蛋白(核心蛋白C,包膜蛋白E1和E2)在宿主内质网中信号肽酶的作用下[2,3],裂解出包膜蛋白E1和E2对应的氨基酸位置分别为E1:192~383;E2:384~809。E1糖蛋白是一个约30~35kD的糖基化蛋白,含N-糖基化位点5~6个,脱糖基后为21kD。E2糖蛋白含糖基化位点约11个,其糖蛋白的分子量为58kD~70kD,在内源性糖基化酶的作用下,得36kD~40kD的脱糖基蛋白[4]。目前的研究表明,HCV e1、E2蛋白通过非共价键相连形成异源二聚体,代表了HCV包膜糖蛋白的天然构象。E2的N端为高变区(HVR),HVR1位于氨基酸的384~411,日本学者的研究显示,在474~480位存在第二个高变区(HVR2),但对它的研究相对较少。

  2 HCV包膜糖蛋白的体液免疫

  2.1 HCV外膜区B细胞表位。病毒的包膜蛋白对于宿主产生体液免疫反应很重要,因为宿主首先接触的是包膜蛋白,而且这些蛋白的表达水平较高;宿主的保护性免疫常依赖于针对病毒表面蛋白的抗体,该抗体能阻断病毒与敏感细胞的结合,也可能通过加强细胞免疫清除病毒,因此,研究针对HCV包膜蛋白的体液免疫具有重要意义。HCV感染后血清中病毒含量极低,同时目前缺乏有效的体外培养系统及合适的动物模型繁殖病毒,无法获得大量的天然病毒抗原,目前只能通过合成肽或基因重组的方法,获得HCV包膜蛋白抗原,用于研究HCV感染者中针对HCV包膜蛋白的免疫特征。

  根据外膜区推测的相应氨基酸序列,合成一系列相互重叠的多肽作为抗原,可对外膜区的抗原表位进行定位。Ray的研究表明,在E1区存在两段潜在的表位,P1:210~223,P2:315~327,P1位于变异较大的区哉,P2位于高度保守的区哉,在38份感染者血清标本中,有35份(92%)与P2反应,仅17份(44 .7%)与P1反应[5]。Jackson等的研究认为,代表E1、E2非高变区肽20段中仅1段与45份抗-HCV(+)血浆标本有明显的反应,而代表高变区的24个肽中有18个与抗-HCV(+)的血浆标本反应,且40%的血标本与两个以上的肽起反应,其中有的肽段的差异达50%以上,有两份血标本与7个不同的肽序列有交叉反应,结果表明,许多抗-HCV(+)的标本中有广泛的抗高变区抗体存在,可能这些抗体限制了高变区序列的变异[6]。多数研究认为在HVR1存在中和性的抗原表位,而在HVR2则没有,目前认为,HVR1的B细胞表位包括:400~409aa[7]、398~410aa[8]以及399~405aa[9]。

  这种使用合成肽鉴定表位的技术也存在一些问题。首先,合成肽只能反映线性表位,而忽视了外膜糖蛋白中的许多构象型表位。其次,鉴定出的表位能否在体外诱导中和性抗体,在体内产生保护作用还有待进一步研究。

  2.2 HCV抗外膜蛋白抗体的检出及意义。使用HCV重组外膜蛋白作为抗原检测HCV感染者中抗外膜蛋白的抗体,其检出率在不同研究者中的差异很大。多方面的因素影响抗外膜蛋白的检出。首先,抗外膜蛋白抗体的检出高度依赖于抗原产生的方法。使用来自E.coli的E2的融合蛋白作为抗原,在HCV感染者中的检出率低至20%。而使用糖基化形式外膜蛋白作为抗原,在HCV rNA阳性慢性携带者中抗体的检出率可达97%[10]。在缺乏E2的情况下,针对重组E1的反应较低,Kohara用痘苗病毒表达的E1(gp35)作为抗原,仅在少许NANBH患者(7%~23%)的血清中检测到抗体,尽管在这些患者中抗-核心、抗-NS3的抗体检测可高达90%~95%[11]。目前对HCV外膜蛋白的结构研究表明,E1的正确折叠和抗原性依赖于E2,这可解释重组E1在缺乏E2时的微弱免疫反应,表明E1和E2均是HCV疫苗必不可少的成分。因此,将E1、E2在合适的表达系统中共表达,获得具有与天然构象相似的膜抗原,对于发展有效的疫苗是有帮助的。其次,抗外膜蛋白抗体的检出率与HCV感染的不同阶段密切相关。慢性HCV感染者的检出率较急性者为高,而且,在慢性感染的不同阶段,针对HCV蛋白的抗体都能检测到,说明针对HCV外膜蛋白的反应在肝炎起始后即已开始,并在疾病的慢性阶段进一步发展。最后,使用的实验方法也显著影响抗外膜蛋白抗体的检出,


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