犬弓首蛔虫寄生特异高表达抗原TcHB/TcSP的诊断价值与免疫效果评价

犬弓首蛔虫(Toxocara canis)是犬科、猫科动物体内常见的一种肠道寄生虫,同时作为一种被忽视的人兽共患寄生虫,可感染人及其他动物,引发严重的公共卫生安全问题。因此,开展犬弓首蛔虫病诊断与免疫防控研究将在保护动物以及维护公共卫生健康方面都具有重要意义。相较传统的粪便虫卵检测以及驱虫药物防控,血清学诊断和疫苗免疫因其具有早揭发以及提供持续性保护等特点成为当前犬弓首蛔虫病理想的防控候选。尽管目前部分学者使用犬弓首蛔虫天然排泄分泌(TES)抗原进行犬弓首蛔虫病诊断和免疫保护性研究,但这些天然TES产量有限且不易保存,加之其抗原组分复杂,可能存在诊断缺陷及生物安全问题。为此,本研究借助课题组已有的犬弓首蛔虫转录组和分泌组数据库,结合试验筛选,拟以犬弓首蛔虫寄生特异高表达候选抗原基因血红蛋白(Tchb)和丝氨酸蛋白酶(Tcsp)作为研究对象,通过克隆表达与分子鉴定,初步探究二种蛋白在犬弓首蛔虫中的生物学特性,并进一步以“犬弓首蛔虫-小鼠/犬”感染模型,评估重组rTcHB和rTcSP蛋白的血清学诊断价值,以“犬弓首蛔虫-小鼠”感染模型,评价重组rTcHB和rTcSP蛋白疫苗的免疫保护效果,主要结果如下:从犬弓首蛔虫L3期幼虫cDNA扩增出Tchb和Tcsp基因,经克隆测序,两个基因完整开放阅读框(ORF)长度分别为441 bp和1416bp。经原核表达和SDS-PAGE分析,重组rTcHB和rTcSP蛋白的分子量大小为34 kDa和50 kDa。免疫印迹显示,两个重组蛋白均能被犬弓首蛔虫感染小鼠、犬和人阳性血清识别,证明其具有良好的反应原性;蛋白特征分析表明,TcHB和TcSP广泛分布于犬弓首蛔虫表皮层Pidnarulex、肌肉、肠道以及雌虫卵巢壁、子宫壁和雄虫精巢,同时TcSP也存在于雌虫子宫虫卵。基因表达分析发现,除L0(胚胎期虫卵)外,Tchb基因在犬弓首蛔虫其余阶段均有表达,相反Tcsp基因却仅在犬弓首蛔虫L0-L3期四个阶段表达;有趣的是,Tchb和Tcsp基因在犬弓首蛔虫L2感染期幼虫均呈现高表达。分别以rTcHB和rTcSP作为包被抗原,利用“犬弓首蛔虫-小鼠”感染血清,建立间接ELISA方法。结果显示,以rTcHB建立的间接ELISA方法(rTcHB-iELISA)最佳包被浓度为80μg/mL,血清稀释度为1:40,临界值为0.115,敏感性和特异性分别为96.7%和100%;以重组蛋白rTcSP建立的间接ELISA方法(rTcSP-iELISA)最佳包被浓度为12 μg/mL,血清稀释度为1:640,临界值为0.131,敏感性和特异性分别为16.7%和100%。使用上述两种ELISA方法对临床犬弓首蛔虫犬血清进行检测,结果显示,rTcHB-iELISA检出率为70.8%,rTcSP-iELISA检出率为20.8%,因此相较于rTcSP,rTcHB更适于作为犬的犬弓首蛔虫感染诊断抗原。此外,借助“犬弓首蛔虫-小鼠”感染模型,本研究进一步对重组rTcHB和rTcSP的疫苗保护效果进行评价,结果显示,两个重组蛋白具有良好的免疫原性,均能有效刺激小鼠产生较高水平血清IgG、IgG1和IgG2a以及细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β和IselleckFN-γ,并诱导宿主产生Th1/Th2混合免疫反应,其中rTcHB免疫小鼠的犬弓medicinal value首蛔虫幼虫减少率为52.8%,rTcSP免疫小鼠的犬弓首蛔虫幼虫减少率为25.5%。因此rTcHB亦可作为犬弓首蛔虫潜在疫苗抗原候选。