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中国莱姆病螺旋体PD91鞭毛蛋白及其中央区基因的克隆表达及重组鞭毛蛋白中央区抗原性的初步分析

吕冰

中国莱姆病螺旋体PD91鞭毛蛋白及其中央区基因的克隆表达及重组鞭毛蛋白中央区抗原性的初步分析

吕冰1
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作者信息

  • 1. 中国疾病预防控制中心
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摘要

莱姆病是一种蜱传螺旋体感染性疾病。1982年Burgdorfer等自蜱体内分离出一种疏螺旋体,随后的进一步研究,尤其是Barbour从患者病变皮肤、血液、脑脊液及关节液分离到相同螺旋体,证实它是莱姆病的病原体,经鉴定命名为伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorteri),又称为莱姆病螺旋体(Lyme disease spirochaete)。莱姆病螺旋体能引起人类慢性游走性红斑,以及心脏、神经和关节等多系统受累的疾病,可使病人有不同程度的活动障碍和肢体瘫痪等,对人群健康危害较严重。 目前研究表明莱姆病螺旋体可分为10多个基因型,其中主要致病性基因型有狭义伯氏疏螺旋体、伽氏疏螺旋体和阿弗西尼疏螺旋体。 在我国,莱姆病在我国分布相当广泛,大兴安岭、小兴安岭、长白山、燕山和天山等山林区是全沟硬蜱主要分布的地区,也是莱姆病的主要疫区,人群中莱姆病的流行比较严重。莱姆病螺旋体基因分型研究证实这三个致病性基因型均存在,其中以伽氏疏螺旋体占主要地位,阿弗西尼疏螺旋体次之,狭义伯氏疏螺旋体较少见。 莱姆病属于慢性感染性疾病,早期临床症状较轻,主要表现是皮肤损害,并且中、晚期临床症状不典型。莱姆病的诊断除依靠临床症状加流行病学史外,实验室检测结果尤为重要。因此,莱姆病实验诊断技术的研究一直是备受重视的问题之一。 目前,莱姆病的实验室诊断方法主要是血清学方法,最常用的方法是间接免疫荧光抗体试验(IFA)和酶联免疫吸附试验(ELISA)。近年来,由于蛋白免疫印记(Western blot)方法具有较好的特异度和灵敏度,在临床诊断中备受推崇,一般是结合ELISA和IFA的结果,基本上可做出确诊。但这些血清学方法也有一定的缺陷:用于早期诊断时灵敏度低、和其他病原体的共同抗原决定簇发生交叉反应、不易区别新近感染和既往感染等。另外,国内血清学方法普遍存在未标准化的问题。 在伯氏疏螺旋体众多蛋白成分中,41KD鞭毛蛋白与其他种属交叉反应较小,而且具有很强的免疫原性,可在感染后最早期检测到其抗体。鞭毛蛋白的编码基因位于染色体上,在传代中不易丢失,其异源性较质粒编码的外膜蛋白小。经国外许多学者研究表明,伯氏疏螺旋体鞭毛蛋白的N、C端氨基酸序列同其它菌株鞭毛蛋白同源性较高,但是在其中央区,其氨基酸序列及长度都有很大变异,存在特定的抗原表位,用于血清学检测可大大提高检测的灵敏度及特异度。因此,重组鞭毛蛋白中央区用于莱姆病早期特异性诊断具有重要的作用。 本研究采用聚合酶链反应(PCR)技术从中国莱姆病螺旋体伽氏疏螺旋体代表株PD91的全基因组DNA中扩增出鞭毛蛋白及其中央区基因序列,经酶切处理后,分别克隆到pETlld、pET30a表达载体,转到大肠埃希菌BL21中,经IPTG诱导表达。表达产物用SDS-PAGE,Western blot等方法分析。获得正确的阳性克隆子后,测序分析,并与欧、美国等地区的伽氏疏螺旋体基因型和其他基因型代表株的同等序列比较。大量表达重组鞭毛蛋白中央区,经纯化、定量后用于Westernblot、ELISA检测莱姆病病人血清,评价重组鞭毛蛋白中央区用于莱姆病实验室检测的效果。 结果表明,经测序显示该鞭毛蛋白的基因片段长度为1011bp,其中央区基因片段位于鞭毛蛋白基因的409-786bp,与北美莱姆病螺旋体标准株B31的DNA碱基序列及氨基酸序列比较分析,同源性分别为94.7%、95.85%。重组鞭毛蛋白及重组鞭毛蛋白中央区在宿主内均获得稳定、高效的表达,分子量分别约为41Kda、20Kda。Western blot分析显示重组鞭毛蛋白中央区具有同莱姆病螺旋体鞭毛蛋白相同的抗原性,用于莱姆病实验室诊断能达到较高的敏感度和特异度,证实重组鞭毛蛋白中央区是一种较好的莱姆病诊断抗原。

关键词

莱姆病诊断/钩端螺旋体/鞭毛蛋白/基因表达

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授予学位

硕士

学科专业

病原生物学

导师

万康林

学位年度

2004

学位授予单位

中国疾病预防控制中心

语种

中文

中图分类号

R5
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