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通过减弱细菌叶酸转运来减弱细菌毒力制造技术

技术编号:42551341 阅读:7 留言:0更新日期:2024-08-29 00:24
本发明专利技术涉及细菌感染,针对那些感染的疫苗和细菌疫苗。更具体地,本发明专利技术涉及针对猪中的链球菌属感染的疫苗。本发明专利技术提供了具有减少的转运叶酸能力的细菌的ΔFolT突变体,其中所述能力已通过功能上缺失叶酸转运蛋白(FolT)功能而减少。本发明专利技术还提供了减少细菌毒力的方法,其包括减少所述细菌转运叶酸的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及细菌菌株,针对细菌感染的药物和细菌疫苗。更具体地,本专利技术涉及针对猪中的链球菌属(streptococcus)感染的疫苗。


技术介绍

1、植物、真菌、某些原生生物和大多数细菌从gtp和分支酸开始从头制备叶酸(维生素b9),但高等动物缺乏合成途径的关键酶,并且因此需要饮食叶酸。叶酸对于健康是至关重要的,并且抗叶酸药物广泛用于癌症化疗和抗微生物剂中。出于这些原因,叶酸合成和补救途径已在模型生物中广泛表征,并且已改造了细菌和植物两者中的叶酸合成途径,以便提高食物的叶酸含量。四氢叶酸是许多生物合成酶的必需辅因子。它在此类关键代谢产物如甲硫氨酸、嘌呤、甘氨酸、泛酸和胸苷酸的合成中充当一碳单元的载体。例如,由panb基因编码的酶酮泛解酸羟甲基转移酶需要四氢叶酸辅因子来合成泛酸的前体。由于四氢叶酸在细菌中从头合成,因此其合成的抑制杀死细胞。实际上,两种非常有效的抗生素,磺酰胺和甲氧苄啶,通过阻断四氢叶酸的产生来杀死细菌细胞。经常彼此组合使用的这两种抗生素通常开处方用于治疗尿路感染、肠道感染如志贺氏菌病和呼吸道感染。这些药物的成功指示许多致病菌易受四氢叶酸合成抑制剂的影响。细菌具有用于合成四氢叶酸辅因子的多步途径。在该途径的一个分支中,代谢产物分支酸和谷氨酰胺是关于氨基脱氧分支酸合酶的底物,由枯草芽孢杆菌(b.subtilis)基因paba和pabb编码,其产生4-氨基4-脱氧分支酸。由枯草芽孢杆菌pabc编码的氨基脱氧分支酸裂解酶然后将4-氨基-4-脱氧分支酸转换为对氨基苯甲酸(paba),一种重要的前体。在另一个分支中,许多酶,包括由枯草芽孢杆菌mtra、fola和folk编码的那些,产生前体2-氨基-4-羟基-6-羟基甲基-7,8-二氢蝶啶(dihydroxpteridine)二磷酸酯。该前体和paba是关于二氢蝶酸合成酶的底物,由枯草芽孢杆菌sul基因(与大肠杆菌dhps和folp基因同源)编码,其产生二氢蝶酸。磺酰胺类例如磺胺甲噁唑,是二氢蝶酸合酶的竞争性抑制剂。二氢蝶酸通过由枯草芽孢杆菌folc编码的双功能酶进行修饰,以产生二氢叶酸。最后,由枯草芽孢杆菌dfra编码的dhfr(二氢叶酸还原酶)修饰该二氢叶酸,以生成最终产物四氢叶酸。甲氧苄啶是细菌dhfr的竞争性抑制剂。这种选择性至关重要,因为真核dhfr不受抗生素的阻碍。除了猪肺炎支原体(m.hyopneumoniae)之外,叶酸最可能是所有测序的细菌所必需的。然而,并非所有细菌都从头合成叶酸,而是依赖外部供应。为了预测从头合成途径的不存在,将hppk(folk)和dhps(folp)蛋白用作标记蛋白。许多细菌缺乏这两个基因的同源物,并且因此几乎必然依赖从环境中摄取的完整叶酸的还原和谷氨酰化。这些主要是宿主相关的细菌,例如支原体属(mycoplasma)或密螺旋体属(treponema)或生活在富含叶酸的环境中的生物,例如乳杆菌属(lactobacilli)。

2、其中存在在驯养动物和人类中引起感染的大变种的链球菌属物种经常根据lancefield的分组进行分组。根据lancefield的分类基于血清学决定簇或抗原而发生,所述血清学决定簇或抗原尤其存在于细菌的荚膜中,并且仅允许近似测定,经常来自不同组的细菌显示与彼此的交叉反应性,而其它链球菌完全不能分配组决定簇。在组内,经常能够在血清分型的基础上进一步区分;这些血清型进一步促成了链球菌的大的抗原变异性,这一事实在针对链球菌感染的诊断和疫苗接种中产生了一系列困难。lancefield a组链球菌(gas,化脓性链球菌(streptococcus pyogenes))常见于儿童,引起鼻咽感染及其并发症。b组链球菌(gbs)构成人类新生儿中的细菌性败血症和脑膜炎的主要原因,并且正在成为发展中国家的重要新生儿病原体。lancefield b组链球菌(gbs)也被发现与牛相关,引起乳腺炎。lancefield c组感染,例如关于马链球菌(s.equi)、兽疫链球菌(s.zooepidemicus)、停乳链球菌(s.dysgalactiae)及其它的那些主要见于马、牛和猪。对于所有哺乳动物和一些鸟类发现了lancefield d组(牛链球菌(s.bovis))感染,有时导致心内膜炎或败血症。lancefield e、g、l、p、u和v组(猪链球菌(s.porcinus)、犬链球菌(s.canis)、停乳链球菌)与各种宿主一起被发现,引起新生儿感染、鼻咽感染或乳腺炎。在lancefield r、s和t组(以及未分组类型)内发现了猪链球菌(s.suis),幼猪中的脑膜炎、败血症、关节炎和猝死的重要原因。顺便一提,它也可以引起人类中的脑膜炎。未分组的链球菌属物种,例如导致人龋齿的变形链球菌(s.mutans),引起牛中的乳腺炎的乳房链球菌(s.uberis),以及引起侵袭性疾病如肺炎、菌血症和脑膜炎的肺炎链球菌(s.pneumonia)。

3、猪链球菌是人畜共患病病原体,其普遍存在于养猪业的猪群中。迄今为止已描述了三十三种荚膜血清型[1],其中血清型1、2、7、9和14经常从欧洲的患病猪中分离[2]。菌株毒力在血清型之间和血清型内不同:在血清型2内,已分离出强毒、无毒和弱毒力的分离物,其可以基于毒力标记物,胞壁质酶释放蛋白(mrp)和细胞外因子(ef)[3]以及溶血素[4,5]的表达来区分。在成年猪中猪链球菌的鼻咽携带是无症状的,而在仔猪中,这增加了对猪链球菌侵袭性疾病的易感性,导致脑膜炎、关节炎和浆膜炎,以及高死亡率。在西方国家,职业暴露于猪或未煮熟的猪肉的人也可能变得被猪链球菌感染,尽管发病率非常低。人的侵袭性猪链球菌感染给出与猪中相似的临床体征;患者经常在康复后患有耳聋[6]。在东南亚,特别是血清型2的猪链球菌被视为关于人的新出现的病原体,并且被认为是细菌性脑膜炎的首要原因[7-10]。在东南亚,据报道被猪链球菌感染的人的临床体征与世界其它地区相比更严重,其中患者发展中毒性休克样综合症、败血症和脑膜炎。关于由猪链球菌引起的疾病的发病机制知之甚少。各种细菌组分,例如细胞外和细胞膜相关蛋白,在发病机制中起作用。此外,已显示荚膜通过使这些微生物能够抵抗吞噬作用而是重要的毒力因子。预防猪中的猪链球菌感染的目前策略包括患病猪的抗生素治疗,与使用自身疫苗的疫苗接种策略组合[11]。虽然用针对血清型2的菌苗疫苗的自身疫苗接种已显示能够减少农场的临床爆发,但对于血清型9并非如此,其中自身疫苗接种看起来无法有效保护[12,13]。除了菌苗疫苗针对血清型9感染的较不有效的事实外,它们只能保护不受疫苗中存在的血清型。然而,如先前所提及的,几种血清型可以引起疾病,因此自身疫苗是临床爆发的临时解决方案。关于针对猪链球菌感染的长期解决方案,需要广泛地保护不受所有(致病性)血清型的疫苗。已进行了大量研究以找到合适的疫苗候选物,然而,目前还没有可用的交叉保护疫苗。


技术实现思路

1、本专利技术提供了产生细菌,优选用于疫苗,优选用于生成针对细菌感染的保护的疫苗中的细菌的方法,其包括选择一般能够叶酸转运和叶酸合成的亲本细菌菌株,并本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括对野生型猪链球菌细菌的编码叶酸底物结合蛋白的FolT基因进行突变、缺失或插入,或者对野生型猪链球菌细菌中编码所述FolT基因的启动子的DNA区域进行突变、缺失或插入。

2.根据权利要求1的方法,其中所述方法包括:

3.根据权利要求1的方法,其中与野生型猪链球菌细菌相比,所述猪链球菌细菌突变体在体外生长良好,但在体内生长减小且具有减少的毒力。

4.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括选择一般能够叶酸转运和叶酸合成的亲本猪链球菌菌株,并且从该亲本猪链球菌菌株中选择在编码叶酸底物结合蛋白的FolT基因中具有修饰的细菌,且就在体外生长至与所述亲本菌株类似的速率,但在体内生长至与所述亲本菌株相比减少的速率的能力选择所述细菌。

5.根据权利要求4的方法,其中所述FolT基因的修饰包括:

6.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括选择一般能够叶酸转运和叶酸合成的亲本细菌菌株,通过提供在所述细菌的编码叶酸底物结合蛋白的FolT基因中的修饰来转化来自该亲本菌株的细菌,并且就在体外生长至与所述亲本菌株类似的速率,但在体内生长至与所述亲本菌株相比减少的速率的能力选择所述细菌。

7.根据权利要求6的方法,其中所述FolT基因的修饰包括:

8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法获得的猪链球菌细菌的突变体。

9.一种根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法获得的猪链球菌细菌的突变体的培养物。

10.一种免疫原性组合物或疫苗或试剂盒,包含根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法获得的猪链球菌细菌的突变体,或者根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法获得的猪链球菌细菌的突变体的培养物。

11.猪链球菌细菌的突变体或其培养物在制备用于针对动物(优选猪)中与猪链球菌细菌感染相关疾病的免疫原性组合物或疫苗或试剂盒中的用途,其中

12.猪链球菌细菌的突变体在制备用于提供猪链球菌细菌的突变体的核苷酸构建体作为表达研究中的对照构建体中的用途,其中

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【技术特征摘要】

1.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括对野生型猪链球菌细菌的编码叶酸底物结合蛋白的folt基因进行突变、缺失或插入,或者对野生型猪链球菌细菌中编码所述folt基因的启动子的dna区域进行突变、缺失或插入。

2.根据权利要求1的方法,其中所述方法包括:

3.根据权利要求1的方法,其中与野生型猪链球菌细菌相比,所述猪链球菌细菌突变体在体外生长良好,但在体内生长减小且具有减少的毒力。

4.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括选择一般能够叶酸转运和叶酸合成的亲本猪链球菌菌株,并且从该亲本猪链球菌菌株中选择在编码叶酸底物结合蛋白的folt基因中具有修饰的细菌,且就在体外生长至与所述亲本菌株类似的速率,但在体内生长至与所述亲本菌株相比减少的速率的能力选择所述细菌。

5.根据权利要求4的方法,其中所述folt基因的修饰包括:

6.一种制备猪链球菌细菌突变体的方法,包括选择一般能够叶酸转运和叶酸合成的亲本细菌菌株,通过提供在所述细菌的编码叶酸底...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·英格布里森A·纽鲍尔H·E·史密斯A·德格雷夫
申请(专利权)人:勃林格殷格翰动物保健有限公司
类型:发明
国别省市:

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