血吸蟲病防治及疫苗的研究概況

1、血吸蟲病防治及疫苗的研究概況血吸蟲?。╯chistosomiasis）是一種古老而又危害嚴(yán)重的寄生蟲感染性疾病，由血吸蟲感染所致。在公元前1500年前的埃及木乃伊的組織中就發(fā)現(xiàn)了血吸蟲蟲卵，這是關(guān)于人類感染血吸蟲的最早記錄。1852年，Theordor Bilharz首次描述了血吸蟲病和血吸蟲病傳播途徑，因此血吸蟲病也被稱為Bilharzia，后來改名為Schistosomiasis。血吸蟲病至今仍是許多發(fā)展中國家非常重要的公共衛(wèi)生問題。全球約有2.39億人口感染血吸蟲，有8億人存在感染的風(fēng)險(xiǎn)，85%的感染者居住在撒哈拉以南的非洲地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中有2千萬血吸蟲病人因嚴(yán)重的肝門靜脈纖維化，引起

2、門脈高壓、肝脾腫大和食管靜脈曲張，并直接或間接導(dǎo)致50萬人死亡。血吸蟲病經(jīng)常與其它疾病共感染，主要有艾滋病、結(jié)核和瘧疾，越來越多的數(shù)據(jù)表明共感染會(huì)影響這些病的進(jìn)程，并且會(huì)增加艾滋病的傳播。每年有7千萬人因血吸蟲病喪失活動(dòng)能力，因此血吸蟲病已經(jīng)被認(rèn)為是第二重要的寄生蟲性疾病，對人類造成的傷害僅排在瘧疾之后。1、血吸蟲病防治現(xiàn)狀血吸蟲種類繁多，但是能導(dǎo)致人體患血吸蟲病的病原主要有6種，分別是埃及血吸蟲(S.haematobium BiLharz)、日本血吸蟲(S.japonicum Katsurada)、曼氏血吸蟲（S.mansoni）、湄公血吸蟲(S.mekongi)、間插血吸蟲（S.inter

3、calatum）和馬來血吸蟲(S.malayensis。其中前三種血吸蟲是最常見的人體血吸蟲。曼氏血吸蟲和埃及血吸蟲主要是人體寄生蟲，而日本血吸蟲是人畜共患寄生蟲，既可以感染人群，也可以感染很多家畜。血吸蟲病主要由沉積在肝臟和腸道的蟲卵引起。堆積在組織中的蟲卵能夠釋放40多種蛋白，產(chǎn)生顯著的CD4+型T細(xì)胞依賴的炎癥反應(yīng)。慢性肉芽腫炎性反應(yīng)可以促進(jìn)膠原的沉積，促進(jìn)蟲卵在肝臟、膀胱和輸尿管中的沉積，最終損害器官功能。特別是肝臟，肝門靜脈周圍會(huì)出現(xiàn)纖維化和硬化。輸尿管會(huì)出現(xiàn)阻塞，導(dǎo)致阻滯性腎積水和腎臟衰竭。慢性血吸蟲病還會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞癌和膀胱癌。有時(shí)成蟲會(huì)遷移到其它器官，如膀胱、前列腺、輸尿管、陰道

4、，以及中樞神經(jīng)附近的靜脈中，其釋放的蟲卵會(huì)在上述組織中引發(fā)炎癥反應(yīng)，對器官造成破壞。目前控制血吸蟲病的主要手段是對血吸蟲病人進(jìn)行化療。吡喹酮（PZQ）是一種比較安全的治療血吸蟲的化療藥物。最近20年，采用吡喹酮進(jìn)行大規(guī)模集中治療已經(jīng)降低了血吸蟲病的嚴(yán)重程度，但是血吸蟲病的發(fā)病率并沒有得到有效控制。主要是因?yàn)榛煹姆椒ú⒉荒茏柚寡x再感染，在多數(shù)的血吸蟲病流行區(qū)域，治療后的人群接觸疫水后很快又會(huì)重新感染血吸蟲，因此在化療后的68個(gè)月以后，血吸蟲病的患病率又會(huì)回到基線水平。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)藥物的高效普及，也需要大量的基層機(jī)構(gòu)才來覆蓋整個(gè)疫區(qū)，這就增加化療方法的成本。盡管目前還沒有確切的研究表明血吸蟲對

5、吡喹酮出現(xiàn)耐藥性，但是也發(fā)現(xiàn)血吸蟲對吡喹酮的敏感性降低了。血吸蟲感染的持續(xù)高速傳播、化療藥物的治療效率低，以及肝膽疾病發(fā)病率的嚴(yán)重反彈等情況使得血吸蟲病仍然是一個(gè)很重負(fù)擔(dān)。為了能夠持續(xù)穩(wěn)定的控制血吸蟲病，就需要開發(fā)具有保護(hù)性的疫苗，來輔助化學(xué)藥物的治療。疫苗接種可以針對預(yù)防感染，也可以針對降低寄生蟲的繁殖力。成蟲數(shù)量的降低對于抗血吸蟲疫苗的研究來說是一個(gè)金標(biāo)準(zhǔn)。但是血吸蟲蟲卵才是導(dǎo)致患者病理發(fā)展和疾病傳播的關(guān)鍵因素，因此能夠降低寄生蟲繁殖能力和蟲卵存活力的疫苗最有用。血吸蟲疫苗即使只有部分效力，僅能降低一部分成蟲負(fù)荷，對于減輕血吸蟲病癥狀以及控制血吸蟲傳播都具有非常重要的意義。2、血吸蟲疫苗研

6、究現(xiàn)狀血吸蟲疫苗的研制歷史已經(jīng)有40年了，目前還沒有疫苗能有效預(yù)防血吸蟲病。這就提示著血吸蟲病疫苗研制的艱辛，下面將介紹一些被重點(diǎn)關(guān)注的血吸蟲疫苗候選抗原。2.1 谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶血吸蟲中28kDa的谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶蛋白（GST）是比較有疫苗潛質(zhì)的蛋白候選，有研究利用重組的GST蛋白對不同動(dòng)物模型（嚙齒類、靈長類，牛）進(jìn)行了免疫接種，該蛋白對于抵抗血吸蟲感染都具有顯著的保護(hù)力，減蟲率可達(dá)40%60%，同時(shí)也能明顯抑制雌蟲的生殖能力以及降低蟲卵的活力。由于GST蛋白在不同的物種內(nèi)都具有保護(hù)性，同時(shí)也具有一定的抗生殖能力，所以埃及血吸蟲的Sh-28-GST（BIHLVAX）進(jìn)入了臨床研究。

7、BIHLVAX疫苗的I期和II期臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該疫苗具有安全性，并且產(chǎn)生IgA抗體，IgA抗體在體外可中和GST的活性。三期效力試驗(yàn)雖然也有開展，但是沒有后續(xù)關(guān)于臨床效力的報(bào)道了。Sh28GST（BILHVAX）是迄今唯一在人體進(jìn)行研究的血吸蟲疫苗。2.2 副肌球蛋白副肌球蛋白是一類無脊椎動(dòng)物的肌肉蛋白，分子量97kDa。該蛋白在肺期血吸蟲尾蚴穿透腺體里表達(dá)，分泌到皮層表面。利用日本血吸蟲病人血清抗體篩選保護(hù)性抗原的結(jié)果也表明日本血吸蟲的副肌球蛋白具有一定的保護(hù)力和免疫調(diào)節(jié)力，可以作為日本血吸蟲主要疫苗候選(Nara et al.,2007)(Deng et al.,2003；Mario A

8、 et al.，2015)。一些研究者利用副肌球蛋白的天然純化蛋白、重組蛋白和核酸疫苗分別免疫小鼠、水牛和其他一些哺乳動(dòng)物，結(jié)果顯示蛋白和核酸疫苗都具有一定的保護(hù)力(Wu et al.,2005;Chen et al.,2006；JizII MAL et al.,2016)。曼氏血吸蟲，埃及血吸蟲和日本血吸蟲（中國株和菲律賓株）之間副肌球蛋白的同源性超過95%。這將有助于研發(fā)成通用的疫苗，抵抗三種血吸蟲的感染。2.3 四跨膜蛋白通過蛋白質(zhì)組學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)血吸蟲表面有許多4跨膜蛋白家族的成員，這些蛋白中至少有3個(gè)蛋白有望被研發(fā)成疫苗。其中Sm23是第一個(gè)被鑒定的四跨膜蛋白。Sm23在曼氏血吸蟲的外

9、膜表達(dá)，也是WHO/TDR獨(dú)立進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)的候選疫苗。通過對B、T細(xì)胞的抗原表位決定簇進(jìn)行基因定位研究，鑒定到該蛋白的免疫原性結(jié)構(gòu)域，將這些抗原決定簇合成一個(gè)抗原多肽（MAP)，該抗原多肽能夠在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生明顯的保護(hù)力。也有研究者利用日本血吸蟲Sj23的核酸疫苗與編碼IL-12的質(zhì)粒共同免疫豬和水牛，然后用日本血吸蟲尾蚴進(jìn)行免疫攻擊，能夠產(chǎn)生51%59%的保護(hù)力。此外，研究發(fā)現(xiàn)另外2個(gè)四跨膜蛋白的胞外結(jié)構(gòu)域TSP1和TSP2具有較好的抗血吸蟲感染潛質(zhì)，TSP2可降低57%64%的成蟲負(fù)荷，TSP1能夠降低34%52%的成蟲負(fù)荷。通過生物信息學(xué)方法又陸續(xù)鑒定了其他一些跨膜蛋白，如Sm29何sm14

10、。研究者將Sm29與TSP-2融合表達(dá)，分別構(gòu)建了融合表達(dá)的蛋白疫苗和DNA疫苗，兩種疫苗在小鼠體內(nèi)都表現(xiàn)出較好的保護(hù)性免疫。有研究利用重組Sm14與Sm29制備的混合疫苗，結(jié)果能使小鼠體內(nèi)的成蟲負(fù)荷降低40.3%，肝臟的蟲卵降低68.2%。Sm14與Sm29融合表達(dá)的蛋白疫苗（FSm14/29）也能明顯降低免疫小鼠體內(nèi)的成蟲負(fù)荷和肝臟蟲卵負(fù)荷。2.4鈣蛋白酶鈣蛋白酶（Calpain）是一種鈣離子激活的半胱氨酸蛋白酶，主要位于血吸蟲成蟲的表皮及表皮下肌肉組織內(nèi)，參與表膜的反轉(zhuǎn)。Smp80在血吸蟲表膜的修復(fù)中發(fā)揮重要作用，表膜的修復(fù)對于血吸蟲逃避宿主的免疫攻擊具有重要意義。有五個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)都發(fā)現(xiàn)

11、Smp80或者其多肽在抗血吸蟲感染中表現(xiàn)出穩(wěn)定且可重復(fù)的免疫保護(hù)性，具有較好的血吸蟲疫苗開發(fā)潛質(zhì)。Smp80疫苗具有三方面的保護(hù)效果：可減少成蟲負(fù)荷、具有抗生殖作用、能預(yù)防急性血吸蟲病。Smp80在小鼠和狒狒動(dòng)物模型上都表現(xiàn)出較好的保護(hù)效果和抗生殖能力，減蟲率在小鼠體內(nèi)可達(dá)到70%，在狒狒體內(nèi)可達(dá)到60%。Smp80疫苗免疫狒狒和小鼠可產(chǎn)生100%的減卵率，明顯減輕蟲卵相關(guān)的病理性改變。在人體的研究也表明，血吸蟲病人血清的IgG與smp80能發(fā)生很強(qiáng)的免疫反應(yīng)。smp80已經(jīng)在50L的發(fā)酵罐中進(jìn)行生產(chǎn)，成功純化到產(chǎn)量高，質(zhì)量均一的蛋白產(chǎn)品，利用純化的產(chǎn)品免疫小鼠，得到的保護(hù)效力與之前實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果基本一致。Smp80具有很大的潛質(zhì)被開發(fā)成抗血吸蟲疫苗，來降低曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的發(fā)病率。3、血吸蟲疫苗研制中問題分析毫無疑問，發(fā)展高效、有保護(hù)力的血吸蟲疫苗對于公共衛(wèi)生問題而言具有重大意義。目前血吸蟲疫苗開發(fā)研究中還存在以下關(guān)鍵問題：只有少數(shù)血吸蟲疫苗的保護(hù)力可超過50%，多數(shù)疫苗的保護(hù)力，在最理想的條件下，都低于40%。為什么保護(hù)力不會(huì)出現(xiàn)突破，需要我們深入探索。要充分意識到血吸蟲疫苗即使只具有部分保護(hù)力，對于預(yù)防血吸蟲病也會(huì)非常有益，因?yàn)檠x在人體內(nèi)不進(jìn)行復(fù)制。尚需要對血吸蟲生活史中最易受到宿主免疫攻擊