Method Article

宿主病原学反应及疫苗效果评价

DOI:

10.3791/58930

⸱

February 22nd, 2019

 ,  ,  , 
1Department of Microbial Infection & Immunity, The Ohio State University, 2Department of Microbiology, The Ohio State University

In This Article

Summary

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在这里, 我们提出了一个优雅的协议, 在体内评估疫苗的有效性和宿主免疫反应。该协议可适用于研究病毒、细菌或寄生虫病原体的疫苗模型。

Abstract

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疫苗是20世纪医学奇迹 。它们大大降低了传染病造成的发病率和死亡率, 并促使全球预期寿命显著延长。尽管如此, 确定疫苗的疗效仍然是一个挑战。新出现的证据表明, 目前的无细胞疫苗 (apv) 为百日咳杆菌 (百日咳 b.) 诱导次优免疫。因此, 一个主要的挑战是设计下一代疫苗, 在不产生全细胞疫苗 (wpv) 不利副作用的情况下诱导保护性免疫。在这里, 我们描述了一个协议, 我们用来测试一个有前途的, 新颖的佐剂的疗效, 扭曲免疫反应的保护性 thenth17 表型, 并促进更好地清除 b .百日咳挑战从小鼠呼吸道。本文介绍了小鼠免疫、细菌接种、组织采集和免疫反应分析的方案。利用这种方法, 在我们的模型中, 我们成功地阐明了一种有希望的下一代无细胞百日咳疫苗所引发的关键机制。该方法可应用于任何传染病模型, 以确定疫苗疗效。

Introduction

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疫苗是20世纪最伟大的公共卫生成就之一, 但我们仍然没有完全理解成功疫苗刺激保护性免疫的机制。疫苗接种后诱导的分子特征 (如细胞激活标记、细胞亚型的扩展和基因表达模式) 的鉴定为预测和生成有效的信息提供了大量信息。免疫反应。在体外细胞培养系统1中无法充分复制宿主病原体反应的复杂性。体内疫苗模型旨在同时评估宿主内的多种免疫细胞类型。这提供了一个优势, 当描述疫苗抗原处理和呈现, 差异细胞因子分泌, 和扩大免疫细胞的特点。这里描述的协议提供了一个详细的方法来确定疫苗的疗效, 通过评估系统和局部免疫反应和量化病原体负担的有关组织。这里提供的例子测试了百日咳博德氏杆菌 (百日咳 b. b.)实验疫苗的有效性。

百日咳是一种革兰氏阴性细菌, 是呼吸道疾病百日咳 (百日咳)2,3的病因。与受感染的人密切接触 (有症状或无症状) 会导致传播、定植和疾病。尽管全球疫苗覆盖率很高, 但百日咳在世界许多国家被认为是一种重新出现的疾病, 是可预防的儿童死亡的主要原因 5,6

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Protocol

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所有活体动物实验都是根据俄亥俄州立大学 iacuc 根据 iacuc 的指导方针批准的协议进行的。c57bl6 小鼠被用于所有免疫接种和感染。根据国家卫生研究院的指导, 每组都使用雄性和雌性小鼠。根据实验组结果的预测差异, 通过功率计算确定了每组动物的数量。例如, 每组8只小鼠在α= 0.05 (双面) 时产生80% 的功率,进行2样本 t-测试, 以检测1.33 标准差 (sds) 的兴趣结果的差异。

1. 小鼠免疫接种

  1. 在无菌生理缓冲液 (如盐水或 dps) 中混合制备主疫苗。
    注: 混合中的总体积应包括比整个组免疫所需的量多10%。下面1.1.1 和1.1.2 步骤详细介绍了疫苗成分的浓度。把物品放在冰上运送到 vivarium。
    1. 对于百日咳研究, 包括以下疫苗组: a v p 和 a v p + bc法。此外, 单独使用明胶、疫苗抗原 (fha 和 prn) 和天真 (非免疫) 小鼠作为对照组。
      注: 人的剂量是 fda 批准的抗艾病毒的人的剂量, 它由破伤风类毒素、减少的白喉类毒素、百日咳类毒素 (pt)、丝状血凝素 (fha) 和吸附在铝盐中的 pertussis (prn) 组成. 目前百日咳的一个人剂量为0.5 毫升, 因此, 剂量为0.1 毫升.agpv + bcfa 的体积为 0.1 ml 的 apv (占人类剂量

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Results

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所描述的模型显示了一种评估疫苗效率和宿主-病原体相互作用过程中免疫反应的方法。图 1描述了用于免疫和感染小鼠和采集组织进行分析的代表性疫苗计划。图 2显示了用于诱导小鼠的麻醉系统的设置, 使研究人员能够进行免疫接种和细菌接种。图 3显示了 od600的示例测量和计算, 以实现 1 od 细菌悬浮液, 准备将100倍稀释的细菌接种送到小鼠。图 4描述了用于感染的接种制剂、串行稀释剂的电镀方案, 以及用于列举基于电镀连续稀释剂提供给小鼠的 cfu 的示例计算。图 5显示了疫苗抗原 fha 经过7天刺激后引发的抗原特异性召回反应。从联合疫苗组, aluc/fha/bcfa 中免疫脾脏细胞, 产生 ifnγ和 il-17, 同时显著降低 IL-17。这种效应促进<.......

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Discussion

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这里描述的研究疫苗诱导的百日咳感染免疫的综合方案也将允许评估宿主对各种其他病原体的反应。该协议讨论了提供免疫接种的方法, 确定疫苗在病原体挑战后的疗效, 以及免疫功能的平行解剖。为了研究其他病原体, 在调整该议定书时, 需要修改几个参数。这些措施包括但不限于动物麻醉的方式、疫苗组成、剂量和给药途径。此外, 受质疑的病原体的剂量和给药途径、收获所选组织和免疫反应的下游评估是可能被修改为感兴趣的病原体疾病的因素。

百日咳 b 感染小鼠模型得到了广泛的应用, 是 16、17、18、19、20的病机和疫苗学研究的良好模型。小鼠模型与人类感染有许多相似之处, 包括: (一) 细菌仅限于呼吸道并迅速繁殖, (二) 幼小动物表现出相对严重.......

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Disclosures

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作者没有什么可透露的。

Acknowledgements

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这项工作得到了俄亥俄州立大学10112556-01 兰特和启动资金的支持。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2L 诱导室Vet Equip941444
FlurisoVet OneV1501017任何品牌都是合适的
Bordet Gengou 琼脂基础BD bioscience248200
酪蛋白SigmaC-7078
酪蛋白氨基酸VWRJ851-500G过滤器 Scholte （SS） 培养基成分
L-谷氨酸研究产品 国际G36020-500
L-脯氨酸研究产品 国际P50200-500
氯化钠FisherBP358-10
磷酸二氢钾FisherBP362-1
氯化钾FisherP217-500
氯化镁六水合物 FisherM2670-500G
氯化钙FisherC75-500
Tris 碱FisherBP153-1
L-半胱氨酸盐FisherBP376-100SS 培养基补充剂
亚铁 七水合SigmaF-7002
烟酸研究产品N20080-100
谷胱甘肽研究产品 国际G22010-25
抗坏血酸研究产品 国际A50040-500
RPMI 1640ThermoFisher Scientific11875093
FBSSigmaF2442-500mL 任何美国来源的非热灭
庆大霉素ThermoFisher Scientific15710064
B-巯基乙醇Fisher BP176-100
15mL dounce 组织研磨机Wheaton357544任何类似品牌都是合适的
无线手动均质机Kontes/Sigma Z359971-1EA任何类似品牌都是合适的
仪器 - 剪刀、曲线剪刀、镊子、细镊子、三角形扩张器任何品牌都合适
3mL 注射器BD bioscience309657
15mL 锥形管Fisher 
1.5mL 微量离心管DenvilleC2170
70um 细胞过滤器Fisher 
60 mm 板ThermoFisher Scientific130181
48 孔组织培养板ThermoFisher Scientific08-772-1C
1mL 胰岛素注射器 28G1/2Fisher Scientific/Excel Int.14-841-31
小鼠 IFN-γ ELISA Ready-SET-Go！试剂盒Invitrogen / eBioscience50-173-21
小鼠 IL-17 ELISA Ready-SET-Go！试剂盒Invitrogen / eBioscience50-173-77
小鼠 IL-5 ELISA Ready-SET-Go！Invitrogen / eBioscience试剂盒 50-172-09
酸盐 硫酸物 国际 活33965122363548

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Tacken, P. J., Figdor, C. G. Targeted antigen delivery and activation of dendritic cells in vivo: steps towards cost effective vaccines. Seminars in Immunology. 23 (1), 12-20 (2011).
  2. Kilgore, P. E., Salim, A. M., Zervos, M. J., Schmitt, H. J.

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