表达HIV-1 gag-pol△和gp 140 TM蛋白复制缺陷型重组腺病毒的构建及免疫效果研究

目的构建表达人免疫缺陷病毒Ⅰ型gag-pol△和gp140TM基因的非复制型重组腺病毒.方法首先将HIV-1的gag-pol△和gp140TM基因插入穿梭载体,再与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1共转化E.coli BJ5183,获得重组子.转化293细胞后获得重组病毒.重组腺病毒与DNA疫苗联合免疫小鼠,ELISA检测小鼠血清中的抗体.结果获得两株重组腺病毒vAd-gag-pol△和vAd-gp140TM,能正确表达Gp140TM、Gag蛋白以及经剪切加工的P24蛋白,与DNA疫苗联合免疫小鼠后能产生高滴度的HIV-1特异性的抗体.结论成功构建了表达HIV-1结构基因的重组腺病毒,能有效诱导HIV-1特异性抗体.     

含密码子优化型HIV-1 gp120基因重组腺病毒的构建及其免疫效果研究

目的 构建能表达野生型和密码子优化型人免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)B亚型中国流行株gp120基因的非复制型腺病毒。方法 按哺乳动物细胞偏好的密码子对HIV-1B亚型中国流行株Ch gp42的gp120基因进行优化，合成优化基因。将野生型和密码子优化的gp120基因插入穿梭质粒，再与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1共转化E．coli BJ5183，获得重组子，转染293细胞后获得重组病毒。分别以两种重组腺病毒疫苗免疫小鼠，ELISA检测小鼠血清中的特异性抗体，乳酸脱氢酶法检测小鼠细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应。结果 获得两株重组腺病毒rAd-wt．gp120和rAd．mod．gp120，能正确表达Gp120。rAd-mod．gp120比rAd-wt．gp120蛋白表达水平明显提高。重组腺病毒免疫小鼠后能产生HIV-1特异性的抗体及CTL反应，rAd-mod．gp120组明显优于rAd-wt．gp120组。结论 成功构建了表达野生型和密码子优化的HIV-1 gp120基因的重组腺病毒，能诱导HIV-1特异性体液和细胞免疫反应。     

HIV DNA疫苗与重组腺病毒伴随病毒联合免疫效果的研究

目的 构建含HIV-1B亚型中国株gagV3基因的DNA疫苗及重组腺病毒伴随病毒(rAAV)疫苗，并研究DNA疫苗和rAAV联合免疫的免疫效果。方法 将HIV-1B亚型中国株gagV3基因克隆入真核表达载体pCI-neo上，构建了含HIV-1 gagV3基因的DNA疫苗pCI-gagV3。采用电击法将pCI-gagV3质粒转染p815细胞，用G418压力筛选，得到转入重组质粒的细胞系p815-gagV3，用免疫酶法检测细胞系中HIV-1基因的表达。用该DNA疫苗进行小鼠免疫实验，检测免疫效果；用该DNA疫苗初次免疫，含同样gagV3基因的重组腺病毒伴随病毒rAAV-gagV3加强免疫，采用免疫酶法检测免疫小鼠血清中HIV-1特异性的抗体水平，用乳酸脱氢酶法检测免疫小鼠的HIV-1特异性CTL水平。结果 pCI-gagV3可以在p815细胞中表达HIV-1的基因，免疫BALB／c小鼠后可以在小鼠体内诱发HIV-1特异性的细胞和体液免疫反应。HIV-1特异性抗体滴度为1：20；效靶比为50：1时，CTL平均杀伤率为41．7％。pCI-gagV3与rAAV-gagV3联合免疫并不能明显提高抗体水平，但可以提高CTL反应，效靶比为50：1时，CTL平均杀伤率为61.3％，高于单独用DNA疫苗或重组AAV疫苗免疫后产生的CTL活性。结论 DNA疫苗与重组腺病毒伴随病毒联合免疫可以提高免疫小鼠产生的HIV-1特异性CTL反应。     

表达HIV-1 gag-polΔ和gp140TM蛋白复制缺陷型重组腺病毒的构建及免疫效果研究

目的 构建表达人免疫缺陷病毒Ⅰ型gag-polΔ和gp140TM基因的非复制型重组腺病毒。方法 首先将HIV-1的gag-polΔ和gp140TM基因插入穿梭载体，再与腺病毒骨架质粒pAd Easy-1共转化E．coli BJ5183，获得重组子。转化293细胞后获得重组病毒。重组腺病毒与DNA疫苗联合免疫小鼠，ELISA检测小鼠血清中的抗体。结果 获得两株重组腺病毒vAd-gag-polΔ和vAd-gp140TM，能正确表达Gp140TM、Gag蛋白以及经剪切加工的P24蛋白，与DNA疫苗联合免疫小鼠后能产生高滴度的HIV-1特异性的抗体。结论 成功构建了表达HIV-1结构基因的重组腺病毒，能有效诱导HIV-1特异性抗体。     

含HIV-1 gp120基因的重组腺相关病毒和重组腺病毒疫苗联合免疫的研究

目的 探讨含HIV-1 gp120基因的重组腺相关病毒(rAAV)和重组腺病毒(rAdV)疫苗在BALB／c小鼠中联合免疫的效果。方法 将密码子优化的HIV-1 gp120基因分别插入腺相关病毒(AAV)和腺病毒(AdV)载体质粒，构建含该基因的rAVV和rAdV载体疫苗。将两种疫苗以不同的联合方式免疫BALB／c小鼠，ELISA检测小鼠血清中的gp120特异性抗体，细胞内细胞因子染色法检测小鼠的特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)应答。结果 两种重组病毒均可表达目的基因gp120；在小鼠体内两种重组病毒联合免疫可诱导特异性的CTL应答和血清1gG抗体反应，但用rAAV初免2次，再用rAdV加强3次所诱发的CTL和血清1gG反应最强。结论 rAAV和rAdV疫苗联合免疫可在小鼠体内诱导特异性的CTL应答和血清1gG抗体反应。     

酵母表达的HIV-1中国株CN54 Gag蛋白的免疫原性研究

目的评价毕赤酵母表达的HIV-1中国株CN54 Gag蛋白在Balb／c小鼠诱导体液和细胞免疫的能力。方法利用重组Gag蛋白单独及与重组DNA或痘苗联合免疫Balb／c小鼠，检测小鼠产生的特异性结合抗体和IgG1／IgG2a，同时检测T淋巴细胞增殖反应和CTL反应。结果3个蛋白单独免疫组均能诱导小鼠产生抗体和T淋巴细胞增殖反应，其中不加佐剂的免疫组诱导免疫反应低于其它两组。但3组的CTL杀伤活性均不明显。重组蛋白和重组DNA及痘苗联合免疫均诱导产生了较好的体液和细胞免疫反应，而且重组痘苗初始免疫一蛋白加强免疫组还诱导产生了较强的CrL反应。结论酵母表达的HIV-1 Gag蛋白具有良好的免疫原性，在与重组DNA和痘苗疫苗联合使用时具有协同作用，能刺激动物产生更强的HIV-1特异性体液和细胞免疫反应。本研究为构建HIV-1蛋白疫苗和探讨各类疫苗的联合免疫方式提供了有价值的参考数据。     

含HIV-1 gag基因的重组腺病毒5型与35型嵌合病毒免疫效果研究

目的探讨含HIV-1 gag基因的重组腺病毒5型与35型嵌合病毒(rAd5/F35)在BALB/c小鼠中的免疫效果。方法PCR,间接免疫荧光鉴定HIV-1gag基因在重组腺病毒(rAd5/F35-mod.gag)的正确插入和体外细胞水平的表达,用rAd5/F35-mod.gag以不同的方式免疫BALB/c小鼠,ELISA检测小鼠血清中的p24特异性抗体,细胞内细胞因子染色法检测小鼠的特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)应答。结果重组腺病毒rAd5/F35-mod.gag在体外细胞水平可以很好的表达目的基因gag;在小鼠体内重组腺病毒rAd5/F35-mod.gag可诱导特异性的CTL应答和血清IgG抗体反应,用rAd5/F35单独免疫2次,所诱发的CTL和血清IgG反应最强。但Ad5初次感染后,产生的抗Ad5抗体可以抑制rAd5/F35疫苗的特异性免疫反应。结论重组腺病毒rAd5/F35-mod.gag单独免疫可在小鼠体内诱导特异性的CTL应答和血清IgG抗体反应。只改变Ad5纤突蛋白Fiber,不能避免抗Ad5抗体的抑制作用。     

含密码子优化的SIV gag基因的DNA疫苗与rAd5疫苗构建及免疫原性评价

目的 构建含有SIVgag基因的DNA疫苗和重组腺病毒疫苗,为后期在SIV感染的猴模型中进行多载体疫苗联合免疫策略的治疗效果评价奠定基础.方法 将SIV gag基因按照哺乳动物偏嗜密码子进行优化并构建至pVR载体,作为DNA疫苗.以Western Blot方法比较优化前后gag基因表达水平.将优化后的gag基因插入重组腺病毒载体,构建rAd5-SIVgag疫苗.在BALB/c小鼠中分别比较DNA疫苗及rAd5-SIV.gag疫苗单独及联合免疫的效果.结果 密码子优化的SIVgag基因的表达水平远高于野生型SIVgag基因.重组腺病毒疫苗免疫一次或两次诱导的细胞免疫反水平分别高于DNA疫苗免疫一次或两次.两种疫苗联合免疫的反应水平与腺病毒疫苗免疫两次的水平相当,高于DNA疫苗单独免疫及腺病毒疫苗单独免疫一次的结果.结论 成功优化了SIV gag基因,使其不依赖Rev高水平表达;成功构建了表达优化后SIV gag基因的DNA疫苗和rAd5疫苗,可以在小鼠体内诱导较强的gag基因特异性CTL应答.     

rAd5和rAAV2／1载体疫苗诱导载体特异性和外源基因特异性免疫反应的研究

目的 在小鼠体内比较携带相同外源基因的rAd5和rAAV2/1载体疫苗诱导的载体特异性和外源基因特异性免疫应答的差异.方法 分别用携带HIV-1 gag基因的rAd5和rAAV2/1疫苗免疫BALB/c小鼠,在免疫后不同时间点用Elispot方法和ELISA方法检测小鼠体内的rAd5或rAAV2/1载体特异性及HIV-1 gag特异性细胞免疫反应和抗体反应.结果 rAd5-gag能够诱导较强的gag特异性细胞免疫反应,显著高于针对Ad5载体的细胞免疫反应;而rAAV2/1 -gag诱导的gag特异性及AAV2/1载体特异性细胞免疫反应水平都较低.rAd5-gag诱导的P24特异性和Ad5特异性IgG抗体水平都较高,并且二者相当;与rAd5-gag相比rAAV2/1 -gag可诱导更高水平的P24 IgG抗体,而且rAAV2/1 -gag诱导的P24 igG高于AAV2/1载体特异性IgG水平.结论 rAd5载体可诱导强的外源基因特异性细胞免疫和抗体反应,针对载体的细胞免疫反应较弱而抗体反应较强;rAAV2/1载体可诱导强的外源基因特异性抗体反应,明显高于针对载体的抗体反应,外源基因特异性和载体特异性细胞免疫反应水平都很低.     

rAd5和rAAV2/1载体疫苗诱导载体特异性和外源基因特异性免疫反应的研究

目的 在小鼠体内比较携带相同外源基因的rAd5和rAAV2/1载体疫苗诱导的载体特异性和外源基因特异性免疫应答的差异.方法 分别用携带HIV-1 gag基因的rAd5和rAAV2/1疫苗免疫BALB/c小鼠,在免疫后不同时间点用Elispot方法和ELISA方法检测小鼠体内的rAd5或rAAV2/1载体特异性及HIV-1 gag特异性细胞免疫反应和抗体反应.结果 rAd5-gag能够诱导较强的gag特异性细胞免疫反应,显著高于针对Ad5载体的细胞免疫反应;而rAAV2/1 -gag诱导的gag特异性及AAV2/1载体特异性细胞免疫反应水平都较低.rAd5-gag诱导的P24特异性和Ad5特异性IgG抗体水平都较高,并且二者相当;与rAd5-gag相比rAAV2/1 -gag可诱导更高水平的P24 IgG抗体,而且rAAV2/1 -gag诱导的P24 igG高于AAV2/1载体特异性IgG水平.结论 rAd5载体可诱导强的外源基因特异性细胞免疫和抗体反应,针对载体的细胞免疫反应较弱而抗体反应较强;rAAV2/1载体可诱导强的外源基因特异性抗体反应,明显高于针对载体的抗体反应,外源基因特异性和载体特异性细胞免疫反应水平都很低.     

HIV-2 gag rFPV与rDNA疫苗的联合免疫研究

目的 探讨HIV-2核心蛋白基因gag重组DNA疫苗与重组鸡痘病毒进行联合免疫引起小鼠的免疫应答，为研究HIV-2基因重组疫苗的免疫策略提供实验基础。方法 大量制备并纯化HIV-2 gag重组DNA疫苗和重组鸡痘病毒，以肌肉注射的方式免疫BALB／c小鼠，ELISA法检测小鼠血清HIV-2抗体，流式细胞仪测定CD4^＋、CD8^＋T淋巴细胞亚类数量，乳酸脱氢酶（LDH）释放法检测脾CTL对HIV-2靶细胞的杀伤活性。结果 重组DNA疫苗和重组鸡痘病毒单独免疫及二者联合免疫均刺激小鼠产生HIV-2特异性抗体，脾T细胞亚类数量增加，并产生针对HIV-2靶细胞的特异性CTL杀伤活性，但联合免疫组在各项指标上均高于单独免疫组。结论 以HIV-2gag重组DNA疫苗进行基础免疫、以HIV-2gag重组鸡痘病毒进行加强免疫能诱导小鼠产生更强的特异性细胞和体液免疫应答。     

HIV-1 C亚型Gp120蛋白表达、纯化及其抗体制备的研究

目的 制备HIV-1 C亚型Gp120蛋白及其抗体.方法 用PCR技术从表达C亚型HIV-1全长gp16O基因的质粒上扩增gP120基因羧基末端部分片段,其长度为612个核苷酸,编码204个氨基酸.将测序鉴定正确的gp120基因片段克隆到原核表达载体pET-30a上,以包涵体的形式在大肠埃希菌BL21(DE3)中高效表达,Gp120蛋白C端融合6×His标签便于纯化.将纯化的蛋白免疫新西兰大白兔制备C亚型Gp120特异性兔多克隆抗体,用间接ELISA法测定抗体滴度,并用Western Blot方法验证该抗体是否可识别在哺乳动物细胞内表达的C亚型Gp160蛋白.结果 成功地获得高纯度的C亚型Gp120融合蛋白,用其制备的多克隆抗体滴度可达1:204 800,该抗体可特异性识别在COS-1细胞中瞬时表达的C亚型Gp160蛋白.结论 获得了高纯度的C亚型Gp120融合蛋白及其高效价的抗体.     

Adjuvant action of murine IL-2/Ig plasmid after intramuscular immunization with Indian HIV-1 subtype C recombinant env.gp 120 construct

The human immunodeficiency virus (HIV) epidemic is probably the greatest scourge to affect mankind in the 20th century. Containment of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) epidemic will require an effective vaccine. Of various vaccine approaches, immunization with DNA plasmids containing HIV-1 structural genes is the most popular approach. However, an important limitation of DNA immunization is that these responses are relatively weak and are often only transient in their nature. The use of immunologic adjuvants together with DNA vaccines is a promising way to enhance and to optimize DNA-derived immunity. Cytokines have been widely used to enhance the immune responses of DNA vaccines. In the present investigation, we studied the in vivo immunomodulation of HIV-1 Indian subtype C plasmid construct (pJWSK3, encoding envgp120 gene) by plasmid-based murine IL-2/Ig construct. Subcloning of mIL-2/Ig gene from pVRCmIL-2/Ig construct into pJW4304 vector was done followed by its in vitro expression study on the COS-7 cell line. Co-immunization of the recombinant HIV-1 env-gp120 construct with the IL-2/Ig construct in the female Balb/c mice by the intramuscular route resulted in induction of significantly higher levels of both HIV-1-specific antibody response and cell mediated immune response than by DNA plasmid construct alone (p < 0.001 and p < 0.05, respectively). The induced HIV-1-specific murine IFN-gamma response was robust, broad based, and seen even at the end of 6 months after immunization. Taken together these results indicate that the strategy of using IL-2/Ig plasmid can be highly effective when used along with recombinant DNA constructs and serve as the potential tool for the development of more rationally designed vaccines against HIV-1.     

DNA and Modified Vaccinia Virus Ankara Vaccines Encoding Multiple Cytotoxic and Helper T-Lymphocyte Epitopes of Human Immunodeficiency Virus Type 1 (HIV-1) Are Safe but Weakly Immunogenic in HIV-1-Uninfected,Vaccinia Virus-Naive Adults

We evaluated a DNA plasmid-vectored vaccine and a recombinant modified vaccinia virus Ankara vaccine (MVA-mBN32), each encoding cytotoxic and helper T-lymphocyte epitopes of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) in a randomized, double-blinded, placebo-controlled trial in 36 HIV-1-uninfected adults using a heterologous prime-boost schedule. HIV-1-specific cellular immune responses, measured as interleukin-2 and/or gamma interferon production, were induced in 1 (4%) of 28 subjects after the first MVA-mBN32 immunization and in 3 (12%) of 25 subjects after the second MVA-mBN32 immunization. Among these responders, polyfunctional T-cell responses, including the production of tumor necrosis factor alpha and perforin, were detected. Vaccinia virus-specific antibodies were induced to the MVA vector in 27 (93%) of 29 and 26 (93%) of 28 subjects after the first and second immunizations with MVA-mBN32. These peptide-based vaccines were safe but were ineffective at inducing HIV-1-specific immune responses and induced much weaker responses than MVA vaccines expressing the entire open reading frames of HIV-1 proteins.     

Rational design of gene-based vaccines

Vaccine development has traditionally been an empirical discipline. Classical vaccine strategies include the development of attenuated organisms, whole killed organisms, and protein subunits, followed by empirical optimization and iterative improvements. While these strategies have been remarkably successful for a wide variety of viruses and bacteria, these approaches have proven more limited for pathogens that require cellular immune responses for their control. In this review, current strategies to develop and optimize gene-based vaccines are described, with an emphasis on novel approaches to improve plasmid DNA vaccines and recombinant adenovirus vector-based vaccines.     

Progress in DNA-based heterologous prime-boost immunization strategies for malaria

Summary: An effective vaccine against malaria is urgently required to relieve the immense human suffering and mortality caused by this parasite. A successful subunit vaccine against the liver stage of malaria will require the induction of high levels of protective T cells. Despite success in small animal models, DNA vaccines fail to induce strong cellular immune responses in humans. However, DNA vaccines can induce a T‐cell response that can be strongly boosted by recombinant viral vectors. We have evaluated this heterologous prime‐boost approach using the Plasmodium berghei mouse model for immunogenicity and protective efficacy against malaria challenge using combinations of plasmid DNA, recombinant modified vaccinia virus Ankara, fowlpox virus, and non‐replicating adenovirus. We have proceeded to test immunogenicity and efficacy of successful heterologous prime‐boost vaccines in phase I/IIa trials in malaria naïve subjects in the UK and in semi‐immune individuals in The Gambia. In these clinical trials, remarkably high levels of effector T‐cell responses have been induced and significant protection documented in a human sporozoite challenge model. We summarize the preclinical design and development of these heterologous prime‐boost vaccines and discuss the encouraging results that have been observed in vaccinated humans.