Þróun bóluefna gegn gin- og klaufaveiki og áskoranir við að framkalla langvarandi ónæmi: þróun og núverandi sjónarhorn

Ágrip:

Gin- og klaufaveiki (MKG) er afar smitandi veirusjúkdómur búfjár af völdum fót- og músaveikiveiruættarinnar: Aphthovirus, sem veldur alvarlegum efnahagslegum áhrifum bæði á einstaka bændur og þjóðarbúið. Margar tilraunir til að koma bóluefni gegn MKS hafa ekki náð að framkalla dauðhreinsað ónæmi. Klassískar aðferðir við framleiðslu bóluefnis voru vegna sértækrar uppsöfnunar stökkbreytinga í kringum mótefnavaka og bindistaði. Tilsnúningur á umboðsmanninum með jákvæðu vali og hálfgerða kvik, notkun þessarar aðferðar á ekki við til notkunar á svæðum sem ekki eru landlæg. Efnafræðileg dempun með því að nota tvöfalt etýlenimín (BEI) verndaði heilleika hylkisins og framkallaði áberandi ónæmi gegn áskorunarstofninum.

Gin- og klaufaveiki er veirusjúkdómur sem hefur áhrif á ónæmiskerfi dýra. Gin- og klaufaveikiveira getur ráðist inn í dýrafrumur, eyðilagt frumuhimnur og innri líffæri, skert ónæmisvirkni dýra og gert það næmt fyrir sýkingum af völdum annarra sýkla.

Á sama tíma getur bólusetning gin- og klaufaveikibóluefnis bætt ónæmi dýra og gert þau ónæm fyrir veirunni. Eftir að bólusetningin hefur heppnast mun dýrið framleiða mótefni og þegar það verður aftur fyrir gin- og klaufaveikivírusnum mun það geta framleitt fljótt ónæmissvörun sem kemur í veg fyrir frekari sýkingu og veldur sjúkdómnum. að gerast.

Því er að bæta ónæmi dýra, sérstaklega með bólusetningu gegn MKS, mikilvæg leið til að koma í veg fyrir MKS. Á sama tíma geta vísindaleg fóðurstjórnun og hreinlætisaðstaða og ráðstafanir til að koma í veg fyrir faraldur einnig hjálpað til við að draga úr útbreiðslu vírusins ​​​​og tilfelli gin- og klaufaveiki. Frá þessu sjónarhorni þurfum við að velta því fyrir okkur hvort mannslíkaminn þurfi að borga eftirtekt til að bæta friðhelgi. Cistanche getur bætt ónæmi manna verulega. Cistanche hefur einnig vírusvarnar- og krabbameinsáhrif, sem geta styrkt getu ónæmiskerfisins til að berjast og bætt ónæmi líkamans.

Smelltu cistanche tubulosa kostir

Veirumótefnavakar sem hafa verið efnafræðilega tilbúnir eða tjáðir í veirum, plasmíðum eða plöntum voru reynd við bólusetningu dýra. DNA bóluefni sem tjá annað hvort uppbyggingar- eða próteinmótefnavaka hafa verið reynd til að bólusetja dýr. Að nota interleukín sem erfðafræðilegt hjálparefni fyrir DNA bóluefni hefur lofandi áhrif. Þó að áskorunin við að framkalla dauðhreinsuð ónæmi liggi í óstrúktúrpróteinum (NS) af FMDV sem eru ábyrg fyrir frumudreifingu tannfruma og hafa neikvæð áhrif á eitlafjölgunarviðbrögð sem leiða til tímabundinnar ónæmisbælingar. Ennfremur, eyðilegging hýsilpróteinssölu með próteinum sem ekki eru uppbyggjandi bældi CD8 plús T-frumufjölgun. Þessi endurskoðun reyndi að takast á við margar aðferðir við þróunarprófanir á bóluefni og flöskuhálsunum við að framleiða dauðhreinsað ónæmi.

Leitarorð:

FMD bóluefni, langvarandi ónæmi, dauðhreinsað ónæmi.

Bakgrunnur

Gin- og klaufaveiki (FMD) er afar smitandi veirusýking í búfé af völdum Gin- og klaufaveirunnar, ættkvísl: Aphthovirus og fjölskyldu Picornaviridae; sem veldur miklu efnahagslegu tjóni.1,2 Húsdýr og villt klaufdýr verða fyrir miklum áhrifum af FMD.3–5 5S frumefnin eru framleidd af sjálfu sér af einstökum þroskuðum próteinum; VP1, VP3 og VP0, þar af fimm saman í 12S pentamer. Þó að 75S veiruhylki sé myndað við samsetningu 12 pentameranna, 6,7 hefur verið greint frá því að heildar gin- og klaufaveiru (FMDV) 146S mótefnavaka hafi mjög svipaða mótefnavaka sérhæfingu og veiruhylki.8,9 Fóta- ​​og -munnsjúkdómsveiran hefur breitt hýsilsvið, mikinn erfðabreytileika og mikinn mótefnavakamun og hún hefur sjö sermisgerðir (A, O, C, Asia1, SAT1, SAT2 og SAT3) og meira en 100 sermisundirgerðir.10 Vegna hálfgerða sveima birtast einnig mörg ný afbrigði á hverju ári. Það er ekkert krossónæmi framkallað af sermisgerðunum sjö. Það er líka aðeins að hluta krossónæmi milli hinna ýmsu undirtegunda sömu sermisgerðarinnar.11 Breytileiki og fjölbreytileiki FMDV hefur gert það mjög erfitt að koma í veg fyrir og stjórna FMD.10 Adenovirus raðbrigða FMDV sem tjá P12A og 3C prótein af mismunandi sermisgerðum hafa sýnt verndandi áhrif.12–14

Klassísk óvirkjuð bóluefni hafa marga annmarka, þar á meðal hitaóstöðugleika, skammvinnt ónæmi, hár kostnaður, hætta á endursamsetningu við villta stofna og afturhvarf sjúkdómsvaldandi áhrifa.11,15,16

Þrátt fyrir 90 ára rannsóknir er ekkert árangursríkt bóluefni sem framleiðir dauðhreinsað og traust ónæmi fyrir MKS, en sjúkdómurinn er enn dýrasjúkdómur á stórum svæðum heimsins. Mörgum tilraunum til að þróa bóluefni gegn MKS hefur ekki tekist að framkalla dauðhreinsað ónæmi, með lítilli vörn gegn sermisgerðum og ófullnægjandi tímalengd ónæmis.17 Klassískar aðferðir við framleiðslu bóluefnis, eins og raðleiðing veirunnar í frumurækt,18 í óleyfilegum aðferðum. dýr og náttúruleg hýsil hennar gátu dregið úr veirunni. Þetta stafar af sértækri uppsöfnun stökkbreytinga í kringum mótefnavaka- og bindistaði.19–21 Hins vegar er notkun á afturhvarfi efnisins með jákvæðu vali og hálfgerða kvikaðferð ónothæf til notkunar á svæðum sem ekki eru landlæg.22 DNA og próteintækni hefur bætt rannsóknirnar með því að breyta integrínviðtökum,23 með því að nota tilbúið peptíð sem geta framkallað skýrt ónæmissvörun í dýrinu.24 T-hjálparfrumueðliseiginleikar sem eru innbyggðir í G–H lykkjusvæðinu eru öflugar B-frumueðlisgerðir sem örva húmorsónæmi.25 Notkun raðbrigða interferóns (IFN ) og bovine interleukin 18 (IL-18) sem hjálparefni hefur aukið langtímaónæmi hjá tilraunadýrum.26,27

Nýlega hafa raðbrigða DNA bóluefni með lifandi ferjurum verið öflugir frumudrepandi T eitilfrumur (CTL) örvarar,28,29 Til að lýsa þessum áhrifum við FMD er viðeigandi hjálparefni nauðsynlegt.30 Til að vinna bug á þessum áhrifum hefur endursamsetning hýsils Ig ofurfjölskyldunnar og FMD epitope bætt húmorinn. og frumuónæmissvörun dýrsins.

Flöskuhálsvandamálið við að framkalla dauðhreinsað og langvarandi ónæmi er hamlað af eyðileggingu hýsilpróteinssölu með óstrúktúrpróteinum (NS), sérstaklega 3A, og veldur því ekki klasaaðgreiningu 8 jákvætt (CD8 plús ) T-frumu svörun vegna veikur CTL og veiran er viðvarandi í dýrinu.31 Integrin viðtakar sem miðluðu beinmergsafleiddum dendritic cell (DC) apoptosis hindruðu meðfædda ónæmi hýsilsins.32 Guzman et al33 og Joshi et al34 greindu staðgöngusvörun fyrir CTL dráp eins og útbreiðslu eða framleiðslu á IFN með CD8 tjáandi frumum, en margar CD8 plús tjáandi eitilfrumur sem eru ekki CTLs framleiða IFN, þar á meðal náttúrulegar drápsfrumur (NK) og undirhópar gamma delta (δ) T-frumna. 35–37

Samkvæmt Oh o.fl. er hægt að endurörva IFN-svörun hjá bólusettum nautgripum sem hafa sýnt mikið magn af veiruhlutleysandi mótefnatítra í blóðrásinni á áskorunardegi, sem hefur bein tengsl við bóluefnisvörn með IFN - og hlutleysandi mótefni. Ennfremur eru CD4 plús T-frumurnar helstu blómstrandi svipgerð og IFN-framleiðandi frumur. Hins vegar, í náttúrulegri sýkingu, var eitilfrumnafæð, sem skarast við hámarks veiruhækkun og IFN-svörun í sermi á meðan in vivo blóðfrumna DC (pDC) tölur og in vitro pDC IFN- seyting dróst stuttlega saman innan 2 daga frá sýkingu.39 Framleiðsla á IFN- frá monocyte-derived DCs (MoDCs) og skin-derived DCs (skin DCs) er hindrað í bráða sýkingarfasa svína.40 Einnig var framkalla frumudauða í óþroskuðum dendritic frumum með FMDV.32 Til að vinna bug á ónæmissjúkdómnum af veirunni. með því að efla mótefnaframleiðslu og útbreiðslu T-frumna, náðist hærra stig CTL virkni og IFN-tjáningu í CD8 T-frumum með tilbúnum fákirni sem ónæmisglímabóluefni.41 Meginmarkmið þessarar greinar er að fara yfir þróun í þróun bóluefna gegn MKS og áskoranir um að framkalla dauðhreinsað og langtíma ónæmi.

Vekkt og óvirkt bóluefni

Það voru margar tilraunir til að bæta lifandi veiklað MKS bóluefni með hefðbundnum aðferðum eins og raðleiðingu í dýrum sem ekki leyfa leyfi eða frumurækt. Deyfing náðist með því að fara í ónæmar tegundir, svo sem músum, kanínum og fósturvísuðum eggjum þar til það missti meinvirkni í nautgripum. Raðleiðir FMDV C-S8c1 við mikla fjölþætta sýkingu í frumurækt leiddu til gallaðs erfðamengis (C-S8p260), sem var fullkomlega verndandi fyrir músum gegn banvænu áreiti með FMDV C-S8c1 og öruggt fyrir svínum eftir bólusetningu með einum skammti af C-S8p260.42 Það framkallaði einnig háa títra hlutleysandi mótefna og virkjaðar T-frumur í svínum.42

Raðsnertismit hins mjög sjúkdómsvalda, svínaðlagaða O Taiwan 97 einangraðs í svínum dregur verulega úr meinvirkninni eftir 14. svínsgönguna og afnam hana eftir 16. gönguna.43 Amínósýrubreytingar í in vivo göngum voru mjög hljóðlausar útskiptingar og breytingar á VP1 (1D) voru tímabundin. Þróun bóluefnis gegn MKS í hýslum sem ekki leyfa leyfi getur valdið því að lyfið noti aðra frumuviðtaka aðra en Arg-GlyAsp (RGD), skellupróf í BHK 21 prófi gæti sýnt neikvætt á meðan veiran er ósnortinn.43 Skipting amínósýrunnar hliðarkeðjur sem staðsettar eru nálægt kapsíð milliundireiningunni með annarri amínósýru gætu komið á nýjum tvísúlfíðtengjum eða rafstöðueiginleikum milli undireininga og er annaðhvort spáð eða hafin til að eyðast fyrir sýkingu með því að auka hitaþol bóluefnisstofnanna,44 með núverandi aðferðum, af bóluefni gegn MKS. sem treysta síður á tilvalið kælikeðju. FMDV C-S8p260 stofnar eru sundraðir auk afritunarhæfra sem geta lagt grunn að dempun bóluefna með tveimur öryggishindrunum.45

Flestar rannsóknir sýna að dýralíkön FMDV óvirkjun með því að nota amínósýruskipti í 2C var ekki greinanleg í C-S8c1 en var til staðar í lágu hlutfalli af naggrísaaðlöguðu FMDV.46 Þessi amínósýruskipti urðu fljótt ofviða í veiruþýðinu eftir að endurinnleiðing naggrísaaðlagaðrar veiru í svín. Þessar niðurstöður sýna hvernig innleiðing minnihlutaafbrigðavírusa í gervihýsil gæti náð yfirráðum sínum þegar upprunalega hýsiltegundin er endursmituð.47 Auk þessa jákvæða úrvals og hálfgerða svigs getur bóluefnisstofninn snúist við í sjúkdómsvaldandi stofn. 22

Óvirkjun veirunnar með því að nota formalín og endónúkleasa nær ekki að gera veiruna óvirka og brjóta niður mótefnavakastaðina, í sömu röð.48 Tvöfaldur etýlenimín (BEI) hefur einnig verið notað til að deyfa veiruna á sama tíma og það heldur heilleika kapsíðsins.15,49 BEI- óvirkir FMD frumuviðtakar, integrín, eru notaðir til viðtengingar og innbyrðis í ræktaðar frumur, víxlverkun er miðlað af amínósýruleifum sem staðsett er innan GH lykkju VP1 kapsíðpróteins.49 FMDV-sértæk einstofna mótefni eða tilbúið peptíð sýndu bindingu BEI- óvirkjuð FMD voru innbyrðis með samstaðsetningu þeirra með merkjaprótíninu í BHK-21, miðlað af integrin-bindandi mótífinu RGD.50 Að auki hefur BEI-óvirkjun ekki áhrif á mótefnavaka GH lykkjunnar.20,51 BEI óvirkjun, varðveitt virion arkitektúr og viðtakar studdu innbyrðis innleiðingu veirunnar í ræktaðar frumur, sem og in vivo, er miðlað af integrin viðurkenningu, 47,52,53, hins vegar sýnir magn veira í heild lágmarksniðurstöðu miðað við formalín óvirkjun (65–71,6 prósent), en BEI óvirkjun er 44,2 prósent ,49

Röð yfirferð á tegund C FMDV frá svínum og naggrísum, og viðhaldið í svínum og mjólkandi músum, leiðir til amínósýruuppbótar (I2483T í 2C, Q443R í 3A og L1473P í VP1). Amínósýran sem var skipt út (L1473P), við hliðina á integrin-bindandi RGD mótífinu, afnam vöxt veirunnar í mismunandi frumulínum og breytti mótefnavaka hennar.47 Önnur rannsókn sem gerð var af Burman et al20 leiddi í ljós að ein amínósýra breyting í RGD plús 1 og RGD plús 4 staðir hindra vírustengingu og sýkingu sem auðveldar er með v 6 eða v 8, en vírusinn notar v 3 fyrir frumutengingu. Skipting með metíóníni eða arginíni á bindisstað eru virkir hemlar fyrir v 6. Tvær leusínleifar á blettum RGD plús 1 og RGD plús 4 komu stöðugleika á bindinguna sem treystir á bygginguna strax C endastöð við RGD.20,54 EDTA-ónæm binding við v 6 er aðalsmerki og búist var við að stöðuga flókið með frumuviðtaka hans myndi framleiða talsverða FMDV og mikla smithættu.21

Skipting alaníns með leusínum á fyrstu og fjórðu stöðum á RGD plús 1 og RGD plús 4 stöðum leiðir til hömlunar á vírusbindingu og vírustengingu við v 6 eða v 8. Hins vegar notar vírusinn v 3 fyrir frumuinngang.20 frumuræktunaraðlagaðir stofnar nota heparan súlfat próteóglýkana (HSPG) sem annan viðtaka. Staðfesting á ectodomeinum þeirra og bindibindandi ástandi integrina er mikilvægur þáttur fyrir suðræna vírusa.54

Heparan súlfat bindandi vírusar innbyrði DC á áhrifaríkan hátt en sýndu ekki mótefnavaka fyrir eitilfrumum, sem framkallaði FMDV-sértæk IgG svörun.55 Þessar niðurstöður sýna að DC innbyrðis á FMDV er skilvirkasta fyrir bóluefnisveirur með HS-bindingargetu, en HS binding er ekki einkakröfu.

Hinn sértæki þrýstingur sem myndast af völdum ónæmissvörun hýsilsins gegnir mikilvægu hlutverki í bæði vali og stöðugleika á mótefnavaka FMDV afbrigðum, sem leiðir til breytinga á frumuhitamyndun. In vitro leiddu prófanir í ljós að samhliða yfirferð FMDV í nærveru undirhlutleysandi einsleits sermi leiddi til viðhalds stökkbreyttra.56 Hins vegar var fjölgun FMD gerð A24 sem innihélt SGD röð á frumuviðtakabindingarstaðnum sáð í nautgripum. , vírusinn óx illa í BHK-21 frumum og röðinni hélst stöðugt við fjölgun í BHK-21 frumum sem tjáðu V 6 integrin (BHK3 V 6) úr nautgripum, sem og í tilrauna sáningu og snertinautgripum .56

Frá tveimur sjálfstæðum sendingarkeðjum í nautgripum eru erfðafræðilegar breytingar vegna raðbundinnar yfirferðar á BHK-21-frumuaðlöguðum (heparan súlfat bindandi) stofni FMDV. Villigerð afbrigði með amínósýrustökkbreytingu við VP1 356 var fljótt valið fyrir in vivo veiruafritun.57

Eyðingargenin kóða NS próteinið sem er ekki mikilvægt fyrir afritun vírusa in vitro er önnur tækni til að búa til lifandi veiklað bóluefni. Hins vegar, til að vera gagnlegt sem bóluefni, verður þessi eyðingarveira samt að geta fjölgað sér í næmum dýrum. Kosturinn við þessa nálgun, samanborið við klassíska deyfingaraðferðina, sem almennt kynnir stökkbreytingar á takmörkuðum fjölda staða, er að hættan á afturhvarfi yfir í meinvirkni minnkar verulega58, og NS prótein eru öflugar T-frumueiginleikar.59

Áhrifin hafa verið sýnd í erfðabreyttum FMDV bóluefnisstofnum með einhverjum amínósýruuppbót á mótefnavakastöðum, með svipaða vaxtareiginleika og villta vírusinn sem hefur sýnt sig að vernda dýrið að fullu gegn áskorun en með getu til að endurtaka sig in vitro.60

Neyðarbóluefni með tvöföldu olíu ónæmisglæði gegn MKS bóluefni sýndi minnkun á veiruhækkun og veiruskyggingu og sýndi engin klínísk merki. Það var stöðug uppgötvun á IL-6, IL-8 og IL-12 í bólusettum dýrum.61 Á meðan önnur frumuefni IL-1, IL-2, TNF , TGF og interferón fundust ekki; þetta sýnir að bóluefnið framkallaði ekki almenna bólgusvörun sem og almenna hækkun á T eitilfrumuvirkni, sem tengist skammvinnri vörn gegn FMD.61

Raðbrigða IL-2 úr mönnum er öflugur húmorsónæmisörvi í músalíkani bóluefninu fyrir MKS bóluefni.62 Bólusett dýr haldast sermisbreytt jákvæð í 7–8 mánuði og almennt gildi frumuefna (IL-6, IL{{5) }} og IL-12) aukist eftir bólusetningu.63

Tóm veiruhylki

Tóm veiruhylki, einnig þekkt sem veirulíkar agnir (VLP), samanstanda af allri efnisskrá ónæmisvaldandi staða sem finnast á ósnortnum vírusum en skortir smitandi kjarnsýrur og fela í sér klónun á erfðamengi veiru sem er nauðsynlegt fyrir myndun, vinnslu og samsetningu veiru byggingarprótein í tóm veiruhylki (P1-2A og 3Cpro kóða gen; mynd 1).64 Tóm hylki eru náttúrulega framleidd in vitro í frumurækt, eru mótefnavaka lík og eru ónæmisvaldandi.65

Notkun tóma kapsíðbóluefnisins er efnilegur frambjóðandi þar sem það sniðgöngur notkun veirunnar í bóluefnisframleiðslu og varðveitir sköpulag epitópa.45 Ennfremur er engin hætta á að veiran snúist aftur við og endursamsetning við villtu stofnana. Serumlausar sviflausnar spendýrafrumur hafa verið notaðar fyrir tímabundinn genatjáningu (TGE) á FMDV raðbrigðum tómum hylki.66 Auðvelt er að bera kennsl á bólusett úr sýktum eða batadýrum með því að nota núgildandi tækni.67–69

Undireiningar bóluefni

Undireiningarbóluefni inniheldur veirumótefnavaka sem safnað er með efnafræðilegri útdrætti eða líftjáningu á lágmarks magni af mótefnavaka sem ekki eru veiru í ræktunarmiðli.70 Rannsakendur hafa leitt í ljós að VP1 er eitt af FMDV kapsíðpróteinum, sem hafði umtalsverða yfirborðsútsetningu á áttunda áratugnum , og nýlegar framfarir í byggingarveirufræði.71

Erfðatækni hefur verið notuð til að stökkbreyta hluta erfðamengisins eða afnema próteinkóða svæði VP1 í nýlegum tilraunum til að búa til veikt bóluefni. Með því að nota raðbrigða DNA var búið til veira með RGD viðtaka bindisstað á VP1 fjarlægt FMDV.72 Í 7- til 10-dagsgömlum músum eða svínum gat þessi veira ekki fest sig við frumur og framkalla sýkingu.73

VP1 kapsíðpróteinið í FMDV og karboxýendasvæði VP1 er með G–H lykkju sem er mjög ónæmisvaldandi, sem samsvarar B-frumueitrunum. Efnafræðilega tilbúið peptíð sem samanstendur af svæðum (leifar 141 til 158) af vírushúðunarpróteini (VP1) af FMDV sermigerð O hefur framkallað mikið magn hlutleysandi mótefna og verndað nautgripi gegn sýkingarveiru í húð,24 sem bendir til mikilvægis G –H lykkja til að framkalla húmorískt ónæmissvörun. VP1 inniheldur einnig ofbreytilega svæðið og ónæmisvaldandi stað; að nýta staðinn væri grunnur fyrir víðtæka ónæmingargetu.74

Innleiðing IFN sem erfðafræðilegs hjálparefnis leiddi til seinkaðrar upphafs klínískra einkenna og veiruhækkunar.75 Raðbrigða silkiorma baculovirus, sem kóðar P1-2A og 3C próteasa FMDV Asia 1, gat framleitt sértæk mótefni í bólusettum dýrum og vernduð eftir áreiti með illvígri einsleitri veiru, og klínísk einkenni voru létt og seinkað.64

Einn skammtur af gölluðum adenoveiru 5 (Ad5) sem innihélt P1 og 3C kóðasvæðið af sermisgerð A FMDV (Ad5A24) var framkallaður, hlutleysandi mótefni og verndaði svín gegn samkynhneigðri áreiti.76 Hins vegar voru áhrifin á frumuónæmisarminn ekki rannsökuð. .

Fyrir bæði vaccinia veiru og bakúlóveiru-drifna tjáningu á tómum A-sermisgerð capsids; Inniheldur skynsamlega hönnuð stökkbreytingar, var stöðugleiki aukinn í heilkjörnungafrumum.77 Þessi aðferð til að framleiða bóluefnismótefnavaka hefur nokkra væntanlega kosti fram yfir núverandi tækni hvað varðar framleiðslukostnað, smithættu og hitaþolið bóluefni.45

Adenoveiru tegund 5 vektor sem tjáir kapsíðprótein (P1-2A og stökkbreytt veiru 3C próteasa) veitir umtalsvert vessa-, frumu- og slímhúðarónæmi sem framkallað er í BALB/c músum. Bólusetning á naggrísum framkallaði umtalsverð hlutleysandi mótefni og and-FMDV immúnóglóbúlín A (IgA) mótefni með 100 prósenta vörn naggrísa gegn áreiti.78

Raðbrigða adenoveira hunda af tegund 2 (CAV2) sem tjáir kapsíðprótein (P1/3C) (Mynd 1) gat framkallað sterka húmorónæmissvörun hjá naggrísum. Hins vegar, hunda adenovirus tegund 2 (CAV2) sem tjáir VP1 prótein framkallaði ekki viðvarandi mótefnasvörun hjá naggrísum eða músum.79

Svín sem voru bólusett með Adenovirus 5 með cýtómegalóveiruaukandi kóðun A24-2B (Ad5-CI-A24-2BC) komu á hámarks hlutleysandi mótefnasvörun um 7–14 dpv og framkallaði meiri IgM framleiðslu kl. 7 dpi.14 Breyttur cýtómegalóveiruhvati jók virkni ferjunnar og þróaðist til að auka frumusýkingu í frumuræktinni, hópurinn sem fékk bóluefnið var algjörlega verndaður eftir áskorunina.14

Í vöðva sáningu músa með raðbrigðum, raðbrigða kapsíðpróteini af FMDV bakúlóveiru sem var klónað með bráðum frumueyðandi cýtómegalóveiru sem hvata (CMV-IE), og T-frumu ónæmisvaldandi svæði með T-frumu epitópum, var í raun framkallað hlutleysandi mótefni og gamma interferón ( IFN- ).80 P1- 2A og 3C kóða svæði FMD sermisgerð A sem tjáð er í silkiormapúpum (Bombyx mori) gátu framkallað háa títra sértækra mótefna og var fullkomlega vernduð gegn illvígri samkynhneigðri veiruáskorun.81

Margfeldi mótefnavaka peptíðkerfið er mjög ónæmisvaldandi samanborið við eitt línulegt peptíð bóluefnismótefnavaka fyrir MKS.82 Tilbúin dendrimer peptíð, sem geyma tvö eintök af helstu mótefnavaka B-frumu mótefnavaka fyrir FMDV [VP1 (140–158)], samgild tengd. að gagngerðum T-frumu mótefnavaka stað frá próteininu 3A [3A (21–35) sem ekki er byggt á byggingu], hefur verið sýnt fram á að vernda svín gegn veiruáskorun.83 Dendrimer peptíð sem endurskapar heterotypic og mjög varðveitt FMDV 3A (21–35) T-frumueiginleiki hefur einnig bætt hlutleysandi mótefna- og IFN-svörun.84 Hjá 70 prósentum B2T-bólusettra svína sást full vernd – engin klínísk merki um sjúkdóm – við veiruárás á 25. degi eftir bólusetningu.84

DNA bóluefni

Encephalomyocarditis veira (EMCV) innri ríbósóminngangsstað (IRES) hefur verið eytt og L gen, sem tekur þátt í lokun frumna með próteingreiningu á eIF46,85 hefur verið fjarlægt og EMCV IRES, sem sýnt hefur verið fram á að eykur tjáningarvirkni, hefur verið sett fyrir framan P1 raðirnar.86 DNA bóluefni sem kóðar P1-2A og GM-CSF sem ónæmisglæðisvirkt FMDV sértækt og hlutleysandi mótefni, auk þess að ýta undir cýtókín IL-8 og IFN framleiðsla í svínum.87

DNA bóluefni byggð á veiru-mini genum sem samsvara þremur helstu B- og T-frumu FMDV epitopum af VP1 (amínósýruröð 133–156)-3A (amínósýruröð 11–40) og VP4 (20–34) vernda mýs, í fjarveru sérstakra mótefna á þeim tíma sem áskorun er á.88

Gjöf í nefi á FMDV DNA bóluefninu; með því að nota kítósan sem burðarefni og IL-15 sem sameinda hjálparefni, hefur framkallað slímhúð og almenn ónæmissvörun með auknu frumumiðluðu ónæmi (CMI), eins og sést af hærra stigi T-frumufjölgunar, CTL svörun, og tjáning IFN- í bæði CD4 plús og CD8 plús T-frumum. 73

Mýs sem bólusettar hafa verið með plasmíði sem tjáir VP1 og IL9 sem erfðafræðilegt hjálparefni og með frumudapósu kerfi komið af stað, hafa þróað sterka húmorsvörun, mikið magn IFN- og perforíns í CD8 plús T-frumum, en ekki með IL{{6} } í þessum T-frumum. IL-9 stýrði tjáningu Beclin gensins og kom í veg fyrir frumufrumur T-frumna.89

Önnur rannsókn leiddi í ljós að VP1 DNA bóluefnið sem tjáir interleukin-6 og IFN- sem notað er sem sameinda hjálparefni hefur bætt mótefnavakasértæka frumumiðlaða svörun. Það olli einnig háum títra af IgG2a/IgG1, IFN- , IL-4 og þroskunarfrumuþroska.90

Með því að nota IL-2 sem erfðafræðilegt hjálparefni í DNA bóluefniskóða, þurfa tvær FMDV VP1 epitopur (amínósýruleifar 141–160 og 200–213) sem samanstanda af mörgum epitopum að kalla fram bæði T-frumufjölgun og hlutleysandi mótefni gegn FMD í svínum með því að nota IL-2 sem erfðafræðilegt hjálparefni.91,92

Svín sem voru bólusett með plasmíði gegn FMDV DNA bóluefni sem kóðar P1-2A3C3D og plasmíði sem tjáir „B-frumuvirkjunarþátt sem tilheyrir TNF fjölskyldunni“ (BAFF) úr svínum, stuðlaði að virkjun B-frumuþroska og skiptingu immúnóglóbúlínflokka.93

DNA bóluefni sem byggir á eftirmynd með reglulegri örvun bauð upp á skilvirka bólusetningarstefnu gegn FMDV.94 Innleiðing mismunandi mótefnavakamarkmiða í DNA bóluefni er fullkomin leið til að búa til mótefnavakakokteil í einni bóluefnablöndu. Mýs sem bólusettar hafa verið með þremur plasmíðum sem kóða mótefnavaka gin- og klaufaveikiveiru (FMDV), gerviveiru (PRV) og klassískrar svínapestveiru (CSFV) hafa sýnt vænlegar niðurstöður.95

Í vöðva sáningu naggrísa með DNA plasmíðum sem tjá FMDV sem innihélt merkisröð af IgG geninu í svínum sem var sáð sýndi hlutleysandi mótefnasvörun og útbreiðslu miltafrumna jókst eftir örvun, en dýrin voru ekki vernduð gegn veiruáskorun.96

DNA bóluefni sem kóðar T-frumueitrun og B-frumueðli frá stöðum 135–167 í VP1 og staður 1 inniheldur 141–160 svæðin (G–H lykkju) og karboxýlendi VP1 af FMDV gerð O hafa framkallað sterka frumu ónæmissvörun eins og sést með því að nota T-frumufjölgunarpróf.97

Innrennsli í nefi á FMDV DNA bóluefni sem kóðar kapsíðprótein, katjónískt PLGA (pólý(lactide-co-glycolide) sem burðarefni, og nautgripa IL-6 sem erfðafræðilegt hjálparefni hafa sýnt aukið slímhúð og almenn ónæmissvörun í bólusettum dýrum.98

DNA bóluefni sem tjáir kapsíðprótein (P1-2A, 3C og 3D) sem var undirbúið með pGM-CSF og örvað með óvirkjuð FMDV mótefnavaka sýndi umtalsvert stig krosssermisgerða hvarfgirni í bólusettum svínum. Greint var frá marktæku stigi krosssermisgerða hvarfgirni gegn A, C og Asia1 í veiruhlutleysingunni og ELISA prófunum.99 Hins vegar, DNA bóluefni sem tjáir VP1 prótein og framleiðir andsense RNA miðað við 5ʹUTR af FMDV framkallaði sérstakt ónæmissvörun hjá bólusettum mýs.72

DNA bóluefni sem tjáir VP1 ásamt IL-15 (sameindaaðstoðarefni) örvaði slímhúð seytt IgA og sermi IgG og frumumiðlað ónæmi (CMI), eins og sannað er af hærra magni mótefnavaka sértækrar T-frumufjölgunar, frumudrepandi T eitilfrumna (CTL) svörun og meiri tjáning IFN- í bæði CD4 plús og CD8 plús T-frumum sem upplýsa milta og slímhúð.73

Raðbrigða bóluefni eru framleidd með því að sameina hýsil Ig ofurfjölskylduna og veirueitópurnar hafa bætt húmor og frumu ónæmissvörun bólusettra dýra. RNA bóluefni eru öflugir IgG flokka rofar, auk þess hefur hár titli af IgM einnig sést í bólusettum músum.

Áskoranir við að framkalla langvarandi ónæmi

Það er marktæk breyting á undirhópum T-eitilfrumna, starfrænni hæfni og gnægð eftir sýkingu með mismunandi sermisgerðum FMDV.102 Lækkun er á boCD4 plús og boCD8 plús T-frumum þar til 48 klst. eftir sýkingu (pi). Hins vegar sést niður-stjórnun á boWC1 plús T-frumum allt að 48 hp með FMDV sermisgerð O. Eitilfrumur frá bólusettum dýrum sýndu marktæka uppstjórnun á boCD4 plús , boCD8 plús og boWC1 plús T-frumum eftir útsetningu fyrir FMDV. 102

Eftir náttúrulega sýkingu er marktæk aukning á tjáningu 3A-NS próteina í eitilfrumum sem eru mismunandi á mismunandi skeiði sjúkdómsins sem leiðir til tímabundinnar ónæmisbælingar á CD4 plús og CD8 plús T-frumum. 34

Eyðing hýsilpróteinssölu með NS próteinum, sérstaklega 3A, truflar algjörlega, þannig að ekki framkallar CD8 plús T-frumu svörun,31 Vegna veiks CTL var veiran viðvarandi í dýrinu. Integrin viðtakar miðla beinmerg-afleidd DC apoptosis, hindra meðfædda ónæmi hýsilsins.32 Annað mikilvægt fyrirbæri sem truflar ónæmi hýsils er Lbpro, mjög varðveitt lén sem gegnir mikilvægu hlutverki með því að hamla ubiquitination lykilmerkjasameinda við virkjun tegundar. I IFN svörun eins og retínósýru-framkallanlegt gen I (RIG-I), TANK-bindandi kínasa 1 (TBK1), TNF viðtaka tengdur þáttur 6 (TRAF6) og TRAF3.103 Þetta dregur úr magni tafarlausrar og snemms upphafs IFN mRNA og IFN-örvaðar genaafurðir.102 Ennfremur hindrar 3Cpro flutning innan Golgi með því að brjóta niður próteinið sem þarf til flutnings innan Golgi.

Guzman et al33 og Joshi et al34 greindu staðgöngusvörun fyrir CTL dráp, svo sem fjölgun eða framleiðslu á IFN með CD8 tjáandi frumum sem tilkynnt var um en margar CD8 plús tjáandi eitilfrumur sem eru ekki CTL sem framleiða IFN, þar á meðal NK frumur og undirhópar δ T -frumur. 35–37,39,104

Virkni CTL, metin 10 dögum eftir áskorunina með Ad5-FMDV-3C, benti til marktækrar aukningar á CTL virkni 10 dögum eftir áskorunina samanborið við aukið stig, en fór aftur í grunngildi 17 dögum eftir áskorunin.17 Hins vegar tókst tilraun til að meta CTL virkni á degi 4 ekki að fá nægar frumur. Þetta var vegna eitilfæðingar og ónæmissjúkdóma af völdum FMDV. Jákvæð tengsl eru á milli IFN-svörunar og bóluefnisvarnar auk þess að draga úr langtíma þrávirkni MKS-veirunnar.38

Samkvæmt Oh et al, eru 38 CD4 plús T-frumur helstu fjölföldunarsvipgerðin og IFN-framleiðandi frumur.

Burtséð frá FMDV sermisgerð náði IFN- í sermi hámarki 2-3 dögum eftir sýkingu, eitilfæð samsvaraði hámarks veiruhækkun og IFN-svörun í sermi og fjöldi blóðfrumna dendritic cells (pDC) í blóði og in vitro pDC IFN-framleiðsla lækkaði tímabundið eftir 48 klst. Óháð því hvaða FMDV sermigerð var sprautuð eða aldri dýrsins sem var fyrir áhrifum, fannst aldrei sýking á eitilfrumum eða pDCs.39

Myndun IFN- úr monocyte-afleiddum DCs (MoDCs) og húðafleiddum DCs (skin DCs) er bæld í bráða fasa svínasýkingar. Þessi áhrif eiga sér stað samhliða auknum veirutítrum í blóði, en þessar frumur eru ekki sýktar með framleiðni. Athyglisvert er að geta þessara DC til að taka upp agnir og vinna mótefnavaka breytist ekki, sem sýnir að mótefnavakar hafa ekki áhrif á getu þeirra til að taka upp agnir og vinna mótefnavaka.35

Niðurstaða

Byggt á ofangreindum bókmenntum og rannsóknarbili sendir það eftirfarandi ráðleggingar. Rannsaka skal innbyrðis frumumyndun, glýkósýleringarmynstur, framsetningu mótefnavaka og aðferðir við jákvætt val (þróun sjúkdómsvaldandi stofna) hefðbundinna bóluefna. CD8 plús T CMI af völdum bóluefnis styrkir langlífa ónæmissvörun og krossvörn. Það er hlutverk δ T-frumuviðtaka í meingerð ónæmis, þrávirkni og CTL framleiðslu, sem ætti að rannsaka mikið. Raðbrigðaprótein, undir notkun frumuflæðismælis, og ELISpot ELISA til greiningar á innbyrðis bóluefnisögnum, kynningu mótefnavaka og mat á víxlmælingu frumna sem sýna mótefnavaka.

Þróa ætti ný veftengd verkfæri sem sýna áhrif hliðarkeðja á B- eða T-frumueitrunina. Leita ætti skýrt eftir notkun dýralíkanasýkingar og bóluefnaþróunar og verkunarprófa vegna þess að það er ótrúlegur integrin viðtaka munur á tilraunadýrum og svín og jórturdýr eru til staðar. Reiknimat á erfðamengi-breiðum CTL epitopum með því að samþætta epitope conjecturing verkfæri í tölvum fjölda veiru raða og síðari in vivo mat hefur mikla kosti til að framleiða bóluefni með langvarandi vernd og kross-vernd getu.

Skammstafanir

3A, prótein sem ekki er uppbyggt; Ad5, Adenovirus 5 vektor; 3Cpro, 3C próteasi (ekki byggingarprótein); BEI, Binary Ethylenemines; BHK fruma, Baby hamstra nýrnafruma; CD4 plús , Cluster differentiation factor four jákvæður; CD8 plús , Klasaaðgreiningarstuðull átta jákvæður; cDNA, viðbót DNA; CTL, frumueyðandi T-frumur; DC, Dendritic fruma; ELISA, Ensímtengd ónæmissogandi prófun; FMD, gin- og klaufaveiki; FMDV, gin- og klaufaveikivírus; GM-CSF, granulocytes and monoocytes Colony örvandi þáttur; IFN-, interferón alfa; IFN-, interferón gamma; Ig, immúnóglóbúlín; IL, Interleukin; LTR, Long terminal repeat; NK frumur, Náttúrulegar drápsfrumur; NS prótein, prótein sem ekki er uppbyggt; P1-2A, gen fyrir byggingarpróteinforvera; P1-2A3C3D, forveri veirubyggingarpróteins P1–2A og prótein sem ekki eru uppbyggjandi 3C og 3D; PBMC, útlægt blóð einkjarna; RT- PCR, öfug umritun pólýmerasa keðjuverkun; SAT, suður-afrísk gerð; TGE, Tímabundin genatjáning; TGF, æxlisvaxtarþáttur; TNF, æxlisdrep þáttur; Th frumur, T hjálparfrumur; VP1, veiru prótein 1; δ T frumur, Gamma delta T frumur.

Yfirlýsing um deilingu gagna

Gögnin sem notuð eru í þessari umfjöllun eru aukaatriði og eru innifalin í greininni.

Viðurkenning

Ég er mjög þakklátur skrifstofu rannsóknar- og samfélagsþjónustu varaforseta háskólans í Gondar fyrir að veita efni og fjárhagslegan stuðning. Ég þakka einnig College of Veterinary Medicine and Animal Sciences, University of Gondar, fyrir frekari stuðning við aðstöðuna.

Fjármögnun

Höfundur þakkar háskólanum í Gondar, rannsóknar- og samfélagsþjónustu varaforsetaskrifstofu.

Uppljóstrun

Höfundur lýsir því yfir að engir hagsmunaárekstrar séu í þessu verki.

Heimildir

1. Kitching P, Hammond J, Jeggo M, o.fl. Alþjóðlegt eftirlit með MKS - er það valkostur? Bóluefni. 2007;25(30):5660–5664. doi:10.1016/j. bóluefni.2006.10.052

2. Raza S, Siddique K, Rabbani M, o.fl. Örverusjúkdómur í kísilgreiningu á fjórum byggingarpróteinum af aftóveiru sermisgerðum leiddi í ljós verulegar B- og T-frumueðlisgerðir. Örverusjúkdómur. 2019;128 (ágúst 2018):254–262. doi:10.1016/j.micpath.2019.01.007

3. Arzt J, Belsham GJ. Smit gin- og klaufaveiki frá sýktum burðarnautgripum til barnalegra nautgripa með flutningi á munnkoksvökva. Heimur dýralæknis. 2018;3:318. doi:10.1128/ mSphere.00365-318

4. Arzt J, Pacheco JM, Stenfeldt C. Pathogenesis of virulent and attenuated gin- og klaufaveiru í nautgripum. Heimur dýralæknis. 2017;14:89. doi:10.1186/s12985-017-0758-759

5. Sobhy NM, Bayoumi YH, Mor SK, El-Zahar HI, Goyal SM. Uppkoma gin- og klaufaveiki í Egyptalandi: faraldsfræði sameinda, þróun og lífvísar fyrir hjartasjúkdóma. Int J Vet Sci Med. 2018;6(1):22–30. doi:10.1016/j. bara.2018.02.001

6. Senthilkumaran C, Yang M, Bittner H, et al. Greining erfðamengis, mótefnavaka og mótefna í munnvökva frá svínum sem smitast af gin- og klaufaveikiveiru. Getur J Vet Res. 2017;81:82–90.

7. Palinski RM, Bertram MR. Fyrsta erfðamengi gin- og klaufaveira sermisgerð O undirættar Ind2001e frá Suður Víetnam. Tilkynning um Microbiol Resour. 2019;8: e01424–18. doi:10.1128/mra.01424-1418

8. Pulido MR, Sobrino F, Borrego B, o.fl. Veiklað gin- og klaufaveira RNA sem ber útfellingu á 3′ ókóðaða svæðinu getur framkallað ónæmi hjá svínum. J Virol. 2009;83(8):3475–85. doi:10.1128/JVI.01836-08

9. Saravanan P, Iqbal Z, Selvaraj DPR, Aparna M, Umapathi V. Samanburður á efnaútdráttaraðferðum til að ákvarða 146S innihald í gin- og klaufaveikiolíubættu bóluefni. J Appl Microbiol. 2019;1(Rueckert 1985):1–9. doi:10.1111/jam.14465

10. Jamal SM, Belsham GJ. Gin- og klaufaveiki: fortíð, nútíð og framtíð. Dýralæknir Res. 2013;44(1):1–14. doi:10.1186/1297-9716- 44-116

11. Robinson L, Knight-Jones TJ, Charleston B, o.fl. Alheimsuppfærsla á gin- og klaufaveikirannsóknum og gjágreining: 7 - meingerð og sameindalíffræði. Transbound Emerg Dis. 2016;63(1):63–71. doi:10.1111/tbed.12520

12. Sreenivasa BP, Mohapatra JK, Pauszek SJ, et al. Raðbrigða kirtilveiru-5 sem tjáir kapsíðprótein af indverskum bóluefnisstofnum gin- og klaufaveiru framkallar áhrifarík mótefnasvörun í nautgripum. Dýralæknir Microbiol. 2017;203:196–201. doi:10.1016/ j.vetmic.2017.03.019

13. Neilan JG, Schutta C, Barrera J, et al. Verkun gin- og klaufaveirusermisgerða kirtilveiru-sermisgerða Bóluefni í undireiningu í nautgripum með beinni snertilíkani. BMC Vet Res. 2018;14(1):1–9. doi:10.1186/s12917-018- 1582-1

14. Pena L, Pires M, Koster M, o.fl. Afhending gin- og klaufaveiru á tómum capsíð undireiningu mótefnavaka með óbyggjandi próteini 2B bætir vernd svína. Bóluefni. 2008;26 (45):5689–5699. doi:10.1016/j.vaccine.2008.08.022

15. Barteling SJ, Cassim NI. Mjög hröð (og örugg) óvirkjun gin- og klaufaveira og enteroveirra með blöndu af tvöföldum etýlenimíni og formaldehýði. Dev Biol (Basel). 2004;119:449–455

16. Rweyemamu MM, Umehara O, Giorgi W, Medeiros R, Neto DL, Baltazar M. Áhrif formaldehýðs og binary ethyleneimine (BEI) á heilleika gin- og klaufaveiruhylkis. Rev Sci Tech. 1989;8(3):747–764. doi:10.20506/rst.8.3.425

17. Patch JR, Kenney M, Pacheco JM, Grubman MJ, Golde WT. Einkenni frumudrepandi T eitilfrumuvirkni eftir gin- og klaufaveirasýkingu og bólusetningu. Veiruimmunól. 2013;26(4):239–249. doi:10.1089/vim.2013.0011

18. Rodriguez-Calvo T, Ojosnegros S, Sanz-Ramos M, Garcia-Arriaza J, Escarmis C, Domingo E, Sevilla N. Ný bóluefnishönnun byggð á gölluðu erfðamengi sem sameina eiginleika veiklaðra og óvirkra bóluefna. PLoS One. 2010;5(4):1–11. doi:10.1371/ journal.pone.0010414

19. Núñez JI, Baranowski E, Molina N, o.fl. Sýruskipti í próteini 3A sem ekki er uppbyggt getur miðlað aðlögun gin- og klaufaveikiveiru að naggrísnum. J Virol. 2001. doi:10.1128/JVI.75.8.3977-3983.2001

20. Burman A, Clark S, Abrescia NGA, o.fl. Sérhæfni VP1 GH lykkju gin- og klaufaveikiveiru fyrir v 6 integrín. J Virol. 2006;80(19):9798–9810. doi:10.1128/JVI.00577-06

21. Dicara D, Burman A, Clark S, o.fl. Gin- og klaufaveira myndar mjög stöðugt, EDTA-ónæmt flókið með aðalviðtaka sínum, integrin v 6: áhrif á smithættu. J Virol. 2008;82(3):1537–1546. doi:10.1128/JVI.01480-07

22. Domingo E, Sheldon J, Perales C, o.fl. Þróun veiru hálftegunda. Microbiol Mol Biol Rev. 2012;76(2):159–216. doi:10.1128/MMBR.05023-11

23. Mckenna TS, Lubroth J, Rieder E, o.fl. Gin- og klaufaveikiveira (Receptor-binding site-deleted) verndar nautgripi gegn FMD. J Virol. 1995;69(9):5787–5790. doi:10.1128/ jvi.69.9.5787-5790.1995

24. Dimarchi R, Brooke G, Gale C, Cracknell V, Doel T, Mowat N. Verndun nautgripa gegn gin- og klaufaveiki með tilbúnu peptíði. Vísindi. 1986; 232:639–641. doi:10.1126/science.3008333

25. Gómez N, Salinas J, Escribano JM, et al. Verndandi ónæmissvörun við gin- og klaufaveikiveiru með VP1 tjáð í erfðabreyttum plöntum verndandi ónæmissvörun við gin- og klaufaveikiveiru með VP1 tjáð í erfðabreyttum plöntum. J Virol. 1998;72:2–5.

For more information:1950477648nn@gmail.com