候選無細(xì)胞百白破-Sabin株滅活脊髓灰質(zhì)炎聯(lián)合疫苗在大鼠上的免疫保護(hù)效果研究

姬秋彥，江文文，梁疆莉，顧琴，高娜，馬艷，牟大超，史荔，孫明波

論著

候選無細(xì)胞百白破-Sabin株滅活脊髓灰質(zhì)炎聯(lián)合疫苗在大鼠上的免疫保護(hù)效果研究

姬秋彥*，江文文*，梁疆莉，顧琴，高娜，馬艷，牟大超，史荔，孫明波

650118 昆明，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所云南省重大傳染病疫苗研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

觀察候選無細(xì)胞百白破-Sabin 株滅活脊髓灰質(zhì)炎聯(lián)合疫苗（DTaP-sIPV）在大鼠中的免疫保護(hù)效果，為疫苗臨床前研究提供依據(jù)。

將候選疫苗 DTaP-sIPV、無細(xì)胞百白破-滅活脊髓灰質(zhì)炎-b 型流感嗜血桿菌聯(lián)合疫苗（DTaP-IPV/Hib）、吸附無細(xì)胞百白破-b 型流感嗜血桿菌聯(lián)合疫苗（DTaP/Hib）、百日咳疫苗效力參考品（全細(xì)胞疫苗，wP）按 0、30、60 d 3 劑免疫程序免疫 Wistar大鼠，檢測(cè)各組大鼠每劑免疫后的血清中各組分抗體水平。在免疫完成后 3 周，用百日咳 18323 株通過氣霧攻擊的方式感染大鼠。在感染后的第 3、7、14、21 和 28 天檢測(cè)各組白細(xì)胞數(shù)、肺部菌落克隆形成數(shù)以及百日咳疫苗組分抗體變化水平。

候選疫苗組 3 劑次免疫完成后 PT 抗體幾何平均滴度（GMT，log2）為16.74，F(xiàn)HA 抗體 GMT 為18.44，PRN 抗體 GMT 為 10.75，DT 抗體GMT 為 17.34，TT 抗體 GMT 為 17.84，針對(duì) 3 種 Sabin 脊髓灰質(zhì)炎病毒株（I、II 和 III 型）的抗體的 GMT 分別為 7.57、8.41 和 9.70，均達(dá)到 100% 陽轉(zhuǎn)。候選疫苗抗原組分抗體除了 PRN 和 I 型 IPV 外，其他組分抗體水平均與疫苗對(duì)照組相比無顯著性差異。在基礎(chǔ)免疫完成后 3 周對(duì)大鼠進(jìn)行百日咳桿菌氣霧攻擊，各疫苗組均表現(xiàn)較好的保護(hù)效果，白細(xì)胞水平都呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)，雖然在肺部也檢測(cè)到少量細(xì)菌定植，但各疫苗組間差異不明顯，且在感染后第 28 天都清除至檢測(cè)限；而空白對(duì)照組在肺部則檢測(cè)到了大量細(xì)菌定植，且在感染后第 28 天都并未清除至檢測(cè)限，百日咳特異性的 FHA 和 PRN 抗體在感染后的第 14 天也出現(xiàn)了相應(yīng)的升高。

候選疫苗在 Wistar 大鼠模型上具有較好的免疫保護(hù)效果。

無細(xì)胞百白破-Sabin株脊髓灰質(zhì)炎聯(lián)合疫苗； 免疫； 感染； 保護(hù)效果

百日咳是一種主要由百日咳博德特氏菌（Bordetella pertussis）引起的急性呼吸道傳染病。疫苗使用之前，百日咳是全球嬰幼兒死亡的主要原因[1]。20 世紀(jì) 30 年代研制成功的全菌體百日咳疫苗（whole-cell pertussis vaccine，wP）在 40 年代得到大規(guī)模的使用，大大降低了百日咳的發(fā)病率和死亡率[2]。到 70 年代，發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跸税偃湛萚3]。由于全菌體百日咳疫苗副反應(yīng)較強(qiáng)，90 年代，含百日咳毒素（pertussis toxin，PT）和絲狀血凝素（filamentous haemagglutinin，F(xiàn)HA）或少量百日咳桿菌黏附素（pertactin，PRN）等組分的無細(xì)胞百日咳疫苗（acellular pertussis vaccine，aP）上市后便廣泛替代 wP 使用至今[4]。aP 的不良反應(yīng)發(fā)生率低于 wP，而且其抗體反應(yīng)和誘導(dǎo)的保護(hù)時(shí)間比 wP 更快[5-6]。aP 根據(jù)抗原純化工藝的不同，又分為共純化疫苗和組分疫苗。組分苗相對(duì)于共純化苗可更好地控制抗原成分的組成、含量和質(zhì)量[7-9]。我國(guó)目前使用共純化無細(xì)胞百日咳疫苗，國(guó)外進(jìn)口組分苗價(jià)格昂貴，因此對(duì)自主研發(fā)的組分苗有強(qiáng)烈需求。本研究以中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所研制的無細(xì)胞百白破-Sabin 株脊髓灰質(zhì)炎（脊灰）聯(lián)合疫苗（DTaP-sIPV）組分苗和已上市的無細(xì)胞百白破-滅活脊灰-b 型流感嗜血桿菌聯(lián)合疫苗（DTaP-IPV/Hib）組分苗、吸附無細(xì)胞百白破-b 型流感嗜血桿菌聯(lián)合疫苗（DTaP/Hib）共純化苗以及國(guó)家百日咳效力參考品（wP）分別免疫 Wistar 大鼠，在 3 針基礎(chǔ)免疫后，采用百日咳桿菌氣霧攻擊，通過抗體水平、菌落清除時(shí)間、白細(xì)胞數(shù)等指標(biāo)評(píng)價(jià)新研制 DTaP-sIPV 組分苗的免疫應(yīng)答和保護(hù)效果。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 疫苗 DTaP-sIPV 由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所自主研制，制備工藝簡(jiǎn)述如下：將百日咳桿菌、白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)梭狀桿菌分別經(jīng)發(fā)酵、柱層析提純的百日咳抗原 PT、FHA 和 PRN 組分，精制白喉類毒素（DT）和精制破傷風(fēng)類毒素（TT）分別用氫氧化鋁佐劑吸附制成原液；將 Sabin 株脊灰病毒接種于微載體培養(yǎng)的 Vero 細(xì)胞，培養(yǎng)后收獲病毒液，經(jīng)純化和甲醛滅活后制成單價(jià)病毒原液；將吸附好的 PT、FHA、PRN、TT、DT按照所需量加入，最后加入 sIPV I、sIPV II、sIPV III。DTaP-IPV/Hib 購自深圳賽諾菲巴斯德生物制品有限公司；DTaP/Hib 購自北京民海生物科技有限公司；第七代百日咳疫苗效力國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品（wP）購自中國(guó)食品藥品檢定研究院。各疫苗配方見表 1。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF 級(jí) Wistar 大鼠，180 ~220 g，7 ~ 9周齡，由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.1.3 試劑 百日咳攻擊菌（菌株號(hào)：18323/CMCC58030）購自中國(guó)食品藥品檢定研究院；兔抗大鼠辣根過氧化物酶標(biāo)記抗體為美國(guó) Abcam 公司產(chǎn)品；包被抗原 PT、FHA、PRN、DT、TT 為中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所保存；單組 TMB 底物顯色液為中國(guó)索萊寶公司產(chǎn)品；Bordet-Gengou agar base 購自海博生物技術(shù)有限公司；脫纖維羊血購自南京樂診生物技術(shù)有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫及感染 將 Wistar 大鼠隨機(jī)分為 5 組（DTaP-IPV/Hib 組、DTaP/Hib 組、DTaP-sIPV 組、wP 組和空白對(duì)照組），每組 8 只，雌雄各半。分別經(jīng)大鼠的左右腓腸肌進(jìn)行接種，0.5 ml/劑。DTaP-IPV/Hib 和 DTaP/Hib 接種時(shí)分別只接種 DTaP-IPV 和 DTaP 抗原。每組每只大鼠注射 3 劑次，每劑次間隔 30 d，免疫前及每劑次免疫后 30 d 采血，分離血清，–20 ℃儲(chǔ)存。在最后一次免疫的三周后對(duì)各組大鼠進(jìn)行百日咳桿菌的呼吸道感染（1011CFU/ml）[10]。于感染后的 3、7、14、21 和 28 d 取樣，每次 1 只/組，對(duì)肺部細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.2.2 血清抗體效價(jià)測(cè)定 通過 ELISA 法檢測(cè)針對(duì)白喉、破傷風(fēng)和百日咳的抗體anti-PT、anti-FHA、anti-PRN、anti-DT 和 anti-TT。免疫原性判定標(biāo)準(zhǔn)：以空白對(duì)照組血清的450均值的 2.1 倍為 Cutoff 值，450值≥ Cutoff 值孔的血清稀釋度為抗體滴度，計(jì)算各組抗體的 GMT。根據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦的方法，由本所的質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室通過微中和試驗(yàn)測(cè)量I ~III 型脊髓灰質(zhì)炎病毒的中和抗體[11]。

1.2.3 感染后白細(xì)胞計(jì)數(shù) 氣霧攻擊各組大鼠，于攻毒前、攻毒后 3、7、14、21 d 尾靜脈采血，采全血 200 μl，EDTA 抗凝，血球計(jì)數(shù)儀檢測(cè)白細(xì)胞數(shù)。

1.2.4 感染大鼠肺部菌落計(jì)數(shù) 每組每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)數(shù)字表法挑選 1 只大鼠，分離肺組織，稱取

表 1 3 種含 DTaP 聯(lián)合疫苗的抗原及佐劑配方

注：- 不含該成分；*DTaP中百日咳為共純化疫苗，含 PT、FHA 和 PRN 組分，總含量為 9 μg 蛋白氮/劑。

Notes:- Does not contain this ingredient;*Pertussis in DTaP is a co-purified vaccine containing PT, FHA and PRN components with a total content of 9 μg protein nitrogen per dose.

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。組間比較采用 One-way ANOVA 分析，以< 0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 免疫后抗體水平

3 針基礎(chǔ)免疫后，與對(duì)照組相比，各無細(xì)胞疫苗組對(duì)百日咳、白喉和破傷風(fēng)都產(chǎn)生了較高的體液免疫反應(yīng)（圖 1A）。在所有無細(xì)胞疫苗組中第一次免疫后便觀察到了針對(duì) PT、FHA、DT 和 TT 100%的血清陽轉(zhuǎn)率（圖 1B）。候選疫苗 DTaP-sIPV 組在第二次免疫后觀察到針對(duì) PRN 的血清轉(zhuǎn)換率大于 80%，雖然略低于 DTaP/Hib 組和 wP 組，但在基礎(chǔ)免疫完成后也達(dá)到了 100% 的血清陽轉(zhuǎn)率（圖 1B3）。候選疫苗 DTaP-sIPV 組在基礎(chǔ)免疫完成后，anti-PT 的幾何平均滴度（GMT，log 2）為 16.74，anti-FHA 的為 18.44，anti-PRN 的為 10.75，anti-DT 的為 17.34，anti-TT 的為 17.84，與 DTaP-IPV/Hib、DTaP/Hib 和 wP 疫苗對(duì)照組相比，除了 anti-PRN 外，誘導(dǎo)的疫苗 GMT 均沒有顯著性差異（> 0.05）。

Figure 1 Dynamic profiles of the antibodies in rat immunized with the different vaccines [A:Antibody levels in serum (log 2);B:Seroconversion rates;*< 0.05,**< 0.01,***< 0.001]

候選疫苗 DTaP-sIPV 基礎(chǔ)免疫完成后誘導(dǎo)的針對(duì) 3 種 Sabin 脊髓灰質(zhì)炎病毒株（I、II 和 III 型）的抗體的 GMT（log 2）分別為 7.57、8.41 和 9.70；其中 I 型 IPV 的 GMT 與 DTaP-IPV/Hib 組相比稍低（< 0.05），II 型和 III 型的 GMT 與之相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（圖 1A6-A8）。但在第一次免疫后，DTaP-sIPV 組針對(duì) I 型 IPV 的中和抗體呈現(xiàn) 100%血清陽轉(zhuǎn)率，高于 DTaP-IPV/Hib 組（圖 1B6）。與 DTaP-IPV/Hib 組相比，DTaP-sIPV 組在第一次和第二次免疫后針對(duì) II 型脊髓灰質(zhì)炎病毒的血清陽轉(zhuǎn)率均較低，但在第三次免疫完成后血清陽轉(zhuǎn)率均達(dá)到了 100%（圖 1B7）。針對(duì) III 型 IPV，DTaP-IPV/Hib 和 DTaP-sIPV 組在第二次免疫完成后便達(dá)到了 100% 的血清陽轉(zhuǎn)率（圖 1B8）。

2.2 感染后大鼠白細(xì)胞變化和肺部菌落定植情況

百日咳桿菌氣霧攻擊小鼠后第 3 天，空白對(duì)照組白細(xì)胞數(shù)出現(xiàn)了明顯的升高，并在感染后的第 7 天達(dá)到峰值，而各疫苗組白細(xì)胞呈平穩(wěn)狀態(tài)（圖 2A）。此外，在感染后的第 3 天，空白對(duì)照組肺部檢測(cè)到大量的百日咳桿菌存在，并在感染后第 7 天達(dá)到峰值，隨后緩慢下降；其余 4 組疫苗組肺部也檢測(cè)到少量百日咳桿菌的存在，且組間的肺部菌落克隆數(shù)無明顯差異（圖 2B）。

2.3 感染后針對(duì)百日咳組分抗體變化情況

所有無細(xì)胞疫苗組在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均誘導(dǎo)較高PT 抗體滴度且呈平穩(wěn)狀態(tài)，而 wP 不誘導(dǎo) PT 的高抗體水平，這與空白對(duì)照組的 PT 抗體變化趨勢(shì)一致（圖 3A）。wP 組的 FHA 抗體水平在感染后的第 7 天略有升高之后趨于平穩(wěn)，其余幾組疫苗組在感染后的 FHA 抗體水平呈平穩(wěn)狀態(tài)（圖 3B）。候選疫苗 DTaP-sIPV 組的 PRN 抗體水平在感染后的第 14 天到第 28 天明顯升高（< 0.05），而其余幾組疫苗感染后的 PRN 抗體水平呈平穩(wěn)狀態(tài)（圖 3C）?？瞻讓?duì)照組針對(duì) FHA 和 PRN 的抗體滴度在感染后的第 14 天顯著增加并且在隨后的時(shí)間點(diǎn)仍保持高水平（圖 3B-3C）。

圖 2 各組感染后大鼠白細(xì)胞變化情況（A）和肺部百日咳桿菌菌落計(jì)數(shù)（B）（*P < 0.05，***P < 0.001）

Figure 2 The change of WBC (A) and colony counting (B) of five groups in post-infection (*< 0.05,***< 0.001)

Figure 3 Changes of antibody levels against vaccine components of pertussis in Wistar rats after infection (A:The change of anti-PT levels; B:The change of anti-FHA levels; C:The change of anti-PRN levels;*< 0.05,**< 0.01,***< 0.001 versus the 3rd day after challenge from the same group)

3 討論

疫苗免疫后抗體水平是反映機(jī)體體液免疫的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，本研究中對(duì)候選 DTaP-sIPV 的各組分抗體滴度進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示在基礎(chǔ)免疫完成后，對(duì)于百白破的 5 個(gè)組分 PT、FHA、PRN、DT 和 TT 來說，除 anti-PRN 外，候選疫苗 DTaP-sIPV 與 DTaP-IPV/Hib、DTaP/Hib 和 wP 疫苗對(duì)照組相比，誘導(dǎo)的 GMT 均沒有顯著性差異。對(duì)于 PRN 抗體，DTaP-IPV/Hib 配方里不含 PRN 組分，DTaP-sIPV 組在基礎(chǔ)免疫完成后，anti-PRN 水平低于相應(yīng) DTaP/Hib 疫苗對(duì)照組。候選疫苗 DTaP-sIPV 與 DTaP/Hib 兩種疫苗生產(chǎn)工藝不同，可能是造成這兩種疫苗 anti-PRN 水平不同的原因之一。此外，疫苗組中只有 DTaP-IPV/Hib 組和候選疫苗 DTaP-sIPV 組含有 IPV 抗原，3 針免疫完成后，DTaP-IPV/Hib 組的 I 型 IPV 抗體滴度高于候選疫苗 DTaP-sIPV 組，而兩組間的 II 型和 III 型 IPV 抗體滴度沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。以上結(jié)果都說明候選疫苗 DTaP-sIPV 在大鼠體內(nèi)具有較好的免疫原性，且疫苗各組分間無明顯的干擾或減弱現(xiàn)象。

在基礎(chǔ)免疫完成后，對(duì)各組大鼠進(jìn)行百日咳氣霧攻擊，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 4 個(gè)疫苗組能夠抵御百日咳攻擊，其白細(xì)胞呈現(xiàn)較平穩(wěn)的狀態(tài)，無明顯升高，而空白對(duì)照組顯示不能抵御百日咳攻擊，其白細(xì)胞在感染后的第 3 天明顯升高并在第 14 天達(dá)到峰值。此外，空白對(duì)照組在百日咳感染后肺部形成大量百日咳桿菌克隆，在感染后的第 7 天達(dá)到峰值，并且在感染后的第 28 天還未清除至檢測(cè)限。而其余 4 組疫苗雖然大鼠肺部也檢測(cè)到了少量百日咳桿菌的存在，但組間的肺部菌落克隆數(shù)無明顯差異，并且在感染后的第 28 天已被清除至檢測(cè)限。

另外，在百日咳桿菌感染后，我們還檢測(cè)了各組大鼠血清中針對(duì)百日咳疫苗抗原特異性的抗體水平。各組的 PT 抗體基本呈現(xiàn)較平穩(wěn)的狀態(tài)；wP 組的 FHA 在感染后的第 7 天略有升高，隨后保持平穩(wěn)，空白對(duì)照組，在感染后的第 14 天出現(xiàn)了明顯升高，并且隨后的檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)一直保持較高水平，其余疫苗組在感染后未出現(xiàn)明顯變化趨勢(shì)；對(duì)于 PRN 抗體，除了對(duì)照組在感染后的第 14 天出現(xiàn)了明顯升高外，候選疫苗 DTaP-sIPV 在感染后的第 14 天也出現(xiàn)了升高。這可能是由于前面所提到的 DTaP-sIPV 組在基礎(chǔ)免疫完成后 PRN 抗體水平較低有關(guān)。PRN 由于其介導(dǎo)對(duì)呼吸道上皮的黏附作用，因而被包含在無細(xì)胞百日咳疫苗中[12-13]。盡管在臨床試驗(yàn)中，含有 PRN 比不含 PRN 的無細(xì)胞疫苗更有效，但目前關(guān)于 PRN 及其特異性抗體的作用還不是很清楚[14-16]。

本研究在 Wistar 大鼠模型上評(píng)價(jià)了候選疫苗 DTaP-sIPV 的免疫原性和對(duì)百日咳桿菌感染的保護(hù)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DTaP-sIPV 在大鼠上不僅能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生具有保護(hù)作用的抗體水平，還能夠直接抵御百日咳桿菌氣霧感染?？偟膩碚f，Wistar 大鼠模型評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，候選疫苗 DTaP-sIPV 免疫保護(hù)效果不劣于實(shí)驗(yàn)中所使用目前市售疫苗。

[1] Bouchez V, Guglielmini J, Dazas M, et al. Genomic sequencing of bordetella pertussis for epidemiology and global surveillance of whooping cough. Emerg Infect Dis, 2018, 24(6):988-994.

[2] Guiso N, Wirsing von Konig CH. Surveillance of pertussis:methods and implementation. Expert Rev Anti Infect Ther, 2016, 14(7):657- 667.

[3] Pertussis vaccines:WHO position paper. Wkly Epidemiol Rec, 2010, 85(40):385-400.

[4] Choe YJ, Park YJ, Jung C, et al. National pertussis surveillance in South Korea 1955-2011:epidemiological and clinical trends. Int J Infect Dis, 2012, 16(12):e850-e854.

[5] Pitisuttithum P, Chokephaibulkit K, Sirivichayakul C, et al. Antibody persistence after vaccination of adolescents with monovalent and combined acellular pertussis vaccines containing genetically inactivated pertussis toxin:a phase 2/3 randomised, controlled, non-inferiority trial. Lancet Infect Dis, 2018, 18(11):1260-1268.

[6] McGirr A, Fisman DN. Duration of pertussis immunity after DTaP immunization:a meta-analysis. Pediatrics, 2015, 135(2):331-343.

[7] Pan SN, Sheng YB, Xiao ZR. Status and development trend of pertussis vaccine in China. Prog Microbiol Immunol, 2012, 40(5):72-77. (in Chinese)

潘殊男, 盛玉博, 肖詹蓉. 中國(guó)百日咳疫苗的現(xiàn)狀及研發(fā)趨勢(shì)初探. 微生物學(xué)免疫學(xué)進(jìn)展, 2012, 40(5):72-77.

[8] Wang LC, Hou QM, Zhang SM. Progress in research on combined vaccine home and abroad. Chin J Biologicals, 2012, 25(4):516-519. (in Chinese)

王麗嬋, 侯啟明, 張庶民. 國(guó)內(nèi)外聯(lián)合疫苗的研究新進(jìn)展. 中國(guó)生物制品學(xué)雜志, 2012, 25(4):516-519.

[9] Vidor E, Soubeyrand B. Manufacturing DTaP-based combination vaccines:industrial challenges around essential public health tools. Expert Rev Vaccines, 2016, 15(12):1575-1582.

[10] Mou DC, Liang JL, Gao N, et al. Aerosol challenge model in murine by Bordetella pertussis. J Med Postgrad, 2017, 30(8):808-812. (in Chinese)

牟大超, 梁疆莉, 高娜, 等. 百日咳桿菌氣霧感染小鼠模型的建立. 醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào), 2017, 30(8):808-812.

[11] Sun M, Ma Y, Xu Y, et al. Dynamic profiles of neutralizing antibody responses elicited in rhesus monkeys immunized with a combined tetravalent DTaP-Sabin IPV candidate vaccine. Vaccine, 2014, 32(9):1100-1106.

[12] Hewlett EL, Burns DL, Cotter PA, et al. Pertussis pathogenesis--what we know and what we don't know. J Infect Dis, 2014, 209(7):982-985.

[13] Martin SW, Pawloski L, Williams M, et al. Pertactin-negative Bordetella pertussis strains:evidence for a possible selective advantage. Clin Infect Dis, 2015, 60(2):223-227.

[14] Poolman JT, Hallander HO. Acellular pertussis vaccines and the role of pertactin and fimbriae. Expert Rev Vaccines, 2007, 6(1):47-56.

[15] Casey JR, Pichichero ME. Acellular pertussis vaccine safety and efficacy in children, adolescents and adults. Drugs, 2005, 65(10):1367-1389.

[16] Mattoo S, Cherry JD. Molecular pathogenesis, epidemiology, and clinical manifestations of respiratory infections due to Bordetella pertussis and other Bordetella subspecies. Clin Microbiol Rev, 2005, 18(2):326-382.

Immunoprotective effect of a candidate diphtheria, tetanus, acellular pertussis and Sabin strain inactivated poliovirus combined vaccine in rat model

JI Qiu-yan, JIANG Wen-wen, LIANG Jiang-li, GU Qin, GAO Na, MA Yan, MOU Da-chao, SHI Li, SUN Ming-bo

We aim to observe the immunoprotective effect of a candidate diphtheria, tetanus, acellular pertussis and Sabin strain inactivated poliovirus combined vaccine (DTaP-sIPV) in rat model for further preclinical research.

Candidate diphtheria, tetanus, acellular pertussis and Sabin strain inactivated poliovirus combined vaccine (DTaP-sIPV), diphtheria, tetanus, acellular pertussis, inactivated poliovirus and Haemophilus type b combined vaccine (DTaP-IPV/Hib), diphtheria, tetanus, acellular pertussis and Haemophilus type b combined vaccine (DTaP/Hib), and national potency standard for pertussis vaccine (whole pertussis vaccine, wP) were immunized with Wistar rats (8/group) according to the 0, 30, and 60-day immunization schedules. The serum antibody levels of each component in each group were measured. Three weeks post immunization, the rats were infected with pertussis 18323 via aerosol injection using aerosol apparatus. The numbers of white blood cells, bacterial counting of lung, colony-forming units (CFU) from the lung tissue and specific antibodies were detected at 3, 7, 14, 21 and 28 days after infection.

In the candidate vaccine group, the geometric mean titer (GMT, log2) of anti-PT, anti-FHA, anti-PRN anti-DT, and anti-TT was 16.74, 18.44, 10.75, 17.34, and 17.84, respectively. The GMT of the antibodies against the Sabin poliovirus strains (types I, II and III) were 7.57, 8.41 and 9.70, respectively, both achieving 100% positive conversion. In addition to PRN and type I - IPV, the antibody levels of the candidate vaccine antigen components were not significantly different from those of the vaccine control group. The rats were challenged withthree weeks after the completion of basic immunization. Each vaccine group showed better protection, and white blood cell levels were stable. Although a small amount of bacterial colonies were detected in the lung tissues, there no obvious difference in the vaccine groups, and the bacterial colonies were cleared to the detection limit on the 28th day after infection. However, a large number of bacterial colonies were detected in the lung tissues of the control group and they were not cleared to the detection limit on the 28th day after infection. And there was also a corresponding increase in pertussis-specific FHA and PRN antibodies on the 14th day after challenge.

The candidate vaccine shows a good immunoprotective effect in the Wistar rat model.

Diphtheria, tetanus, acellular pertussis and Sabin strain inactivated poliovirus combined vaccine; Immunization; Infection; Protective effect

SUN Ming-bo, Email:smb@imbcams.com.cn

10.3969/j.issn.1673-713X.2020.01.005

Author Affiliation:Yunnan Key Laboratory of Vaccine Research & Development on Severe Infections Diseases, Institute of Medical Biology, Chinese Academy of Medical Science & Peking Union Medical College, Kunming 650118, China

國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2015ZX09101031）；中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程重大協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目（2016-I2M-1-019）

孫明波，Email：smb@imbcams.com.cn

2019-08-02

*同為第一作者