表達(dá)產(chǎn)氣莢膜梭菌α類毒素的基因工程乳酸菌：一種有潛力的口服疫苗候選

產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens，CP)常見于哺乳動(dòng)物和禽類的胃腸道中，是一種條件性致病菌，外毒素是其主要的致病因子，且多具有致死性。根據(jù)CP 所產(chǎn)外毒素α、β、ε 和ι 的不同，將CP 分為A、B、C、D、E 5 個(gè)毒素型，其中外毒素α 是CP 最為重要的致病性毒素之一，各毒素型CP均可分泌。A 型CP 只產(chǎn)生外毒素α，可引起牛、羊等多種動(dòng)物壞死性腸炎和腸毒血癥，同時(shí)還可引起人食物中毒，是危害畜牧業(yè)發(fā)展和人類健康的重要病原菌之一。目前，對(duì)該細(xì)菌病的防控主要以抗生素為主，但隨著抗菌藥物的廣泛應(yīng)用，多重耐藥性CP 不斷出現(xiàn)，增加了其危害性。A 型CP 經(jīng)消化道黏膜感染及其分泌的外毒素經(jīng)腸道黏膜吸收是其致病的主要特點(diǎn)，因而能夠誘導(dǎo)抗A 型CP 外毒素的黏膜免疫是防制該菌致病的有效途徑。

口服疫苗因其能夠有效誘導(dǎo)基于sIgA 抗體的特異性局部黏膜免疫應(yīng)答以及基于IgG 抗體的系統(tǒng)性體液免疫應(yīng)答，而被認(rèn)為是防治產(chǎn)氣莢膜梭菌病有潛力的候選疫苗。理想的口服疫苗抗原傳遞載體可以促進(jìn)抗原與免疫系統(tǒng)之間的有效接觸，進(jìn)而誘導(dǎo)黏膜和系統(tǒng)免疫反應(yīng)以產(chǎn)生長(zhǎng)期的免疫保護(hù)，且要求安全無(wú)害。由于減毒菌或病毒作為免疫抗原傳遞活載體存在潛在的安全隱患，因此以乳酸菌作為黏膜免疫抗原傳遞載體的研究已成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)，乳酸菌是公認(rèn)的安全級(jí)(GRAS)微生物，具有良好的消化道環(huán)境耐受能力、黏膜粘附與腸道定殖能力，同時(shí)自身及代謝產(chǎn)物對(duì)機(jī)體具有營(yíng)養(yǎng)和非特異性免疫功能，加上傳遞目的蛋白的特殊用途，對(duì)其開發(fā)成微生態(tài)制劑應(yīng)用前景可觀。

近期發(fā)表于《Virulence》 的成果，報(bào)道了利用組成型分泌表達(dá)產(chǎn)氣莢膜梭菌α 類毒素的基因工程乳酸菌作為口服疫苗抗A 型CP 外毒素α 致病性的研究。研究人員對(duì)A 型CP 外毒素α 編碼基因進(jìn)行了優(yōu)化，以去除其毒力并保留其免疫原性，使之成為類毒素，進(jìn)而以益生菌干酪乳桿菌為抗原傳遞活載體，利用一種乳酸菌組成型分泌表達(dá)載體pPG-T7g10，構(gòu)建了組成型分泌表達(dá)產(chǎn)氣莢膜梭菌α類毒素的基因工程乳酸菌。以BALB/c 小鼠為動(dòng)物模型，系統(tǒng)性評(píng)價(jià)了該基因工程乳酸菌作為口服疫苗的免疫原性，以及抵抗產(chǎn)氣莢膜梭菌外毒素α 的免疫保護(hù)效果。研究結(jié)果表明，經(jīng)口服途徑免疫該基因工程乳酸菌能夠有效誘導(dǎo)小鼠腸道黏膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗原特異性黏膜sIgA 抗體以及血清IgG 抗體，而且誘導(dǎo)產(chǎn)生的黏膜抗體和血清抗體能夠有效中和野生型產(chǎn)氣莢膜梭菌分泌的天然外毒素α，使其失去對(duì)動(dòng)物的致病能力，保護(hù)率分別達(dá)到了90%和80 %。此外，該基因工程乳酸菌也能夠有效誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答。

在該文章中，研究人員利用構(gòu)建的表達(dá)產(chǎn)氣莢膜梭菌α 類毒素的基因工程乳酸菌，以小鼠為模式動(dòng)物，評(píng)價(jià)了其免疫原性及抗CP 天然外毒素α 的免疫保護(hù)作用，初步證實(shí)了構(gòu)建的基因工程乳酸菌作為口服疫苗的保護(hù)作用，但文章未對(duì)牛、羊、兔等A 型CP 主要致病動(dòng)物進(jìn)行相關(guān)研究，期待后續(xù)報(bào)道。該研究成果為產(chǎn)氣莢膜梭菌口服疫苗的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

評(píng)述論文來(lái)源：Gao Xu-wen, Ma Ying-ying, Wang Zhuo, et al.Oral immunization of mice with a probioticLactobacillus caseiconstitutively expressing the α-toxoid induces protective immunity against Clostridium perfringens α-toxin [J].Virulence, 2019 Feb 26.DOI:10.1080/21505594.2019.1582975