变形链球菌被公认为是龋病的主要致病菌。由于存在交叉免疫反应等原因,灭活细菌作为疫苗虽有肯定的防龋效果,但安全性有争议。在变形链球菌表达蛋白中寻找安全,高效的抗原,以及选用合适的疫苗输送系统(Vaccine Delivery System, VDS)是目前国内外在防龋疫苗中的研究热点。
在非蔗糖依赖性黏附过程中,变形链球菌表面的疏水性决定其对唾液获得性膜的黏附力强弱,而PAc是决定变形链球菌表面疏水性强弱的分子之一。PAc是由1531个氨基酸组成的大分子蛋白,分子量约为190Ka[10]。陈罕等采用基因工程构建防龋疫苗,建立了携带pac重组基因的减毒鼠伤寒沙门菌[11,12]。
用适宜的可生物降解聚合物材料作载体,包裹或吸附某种抗原而制成的微球(Microparticle)是近年来VDS的新工艺、新技术。特别是制备蛋白质和肽类的VDS广受关注。本实验使用PBLG-PEG-PBLG(聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇-聚谷氨酸苄酯)三嵌段共聚物可生物降解聚分物材料作载体,选择PAc多肽作抗原,减少交叉反应。由2个疏水嵌段PBLG与1个亲水嵌段PEG组成的3嵌段A-B-A共聚物,在水溶液能够形成球状胶束,其疏水嵌段构成胶束的芯,而亲水嵌段构成水合性外壳,疏水嵌段组成的芯有用来包裹抗原PAc多肽,形成PAc多肽微球疫苗。由于水和各种酶不会立即渗入到微球内部,从而减少消化道中各种酶的作用影响,使大部分抗原得以保存。随着微球在肠道里逐渐降解,内部抗原才缓慢释放出来,甚至可模拟其自然感染状态,以达到最佳免疫效果。
Smith等[13、14]用PLGA可生物降解微球载体,抗原GTF的剂量20 μg,初次免疫4周,每周1次,共4次,再次免疫3周,每周1次共3次,3种给药途径包括鼻黏膜下注射、口服和腮腺区皮下注射均有相应的抗体产生,其中鼻黏膜下注射最为明显,效果最佳。预防龋病的生理基础是黏膜免疫系统,SIgA是黏膜免疫反应中最重要的因素,SIgA能有效地防止微生物在黏膜表面定居和对宿主细胞的侵袭。血清中IgG抗体是通过龈沟液到达口腔,可抑制细菌黏附和产酸的作用,并且还能够抑制细菌在牙面定殖和代谢活动。本实验采用Keyes计分的方法进行量化分析,根据包封率使用与Smith大约相同剂量的抗原免疫大鼠,显示微球疫苗组与对照组间有显著性差异(P< 0.01)。对各组间光滑面龋计数结果比较,微球疫苗组与对照组均有显著性差异(P< 0.01)。其中光滑面龋发生率较低,这可能与牙齿结构有关,细菌可借窝沟上点隙而存留。
本实验证实用PBLG-PEG-PBLG为载体的PAc多肽微球疫苗,通过口服途径能减少实验动物的龋齿发生。提示可生物降解微球载体为口服防龋疫苗提供了一种新途径。
(感谢中山大学孙逸仙医院余东升博士提供的生物材料和实验指导。)
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