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本文系统综述了Lactococcus lactis递送原虫和蠕虫抗原的疫苗研究,涵盖11项预临床研究,分析免疫反应和保护效果,强调给药途径的关键作用。
José Bryan Rihs | Tatyane Martins Cirilo | Ana Laura Grossi de Oliveira | Chiara Cássia Oliveira Amorim | Isabela de Brito Duval | Marcelo Eduardo Cardozo | Vasco Ariston de Carvalho Azevedo | Lilian Lacerda Bueno | Luísa Mour?o Dias Magalh?es | Janete Soares Coelho dos Santos | Ricardo Toshio Fujiwara
巴西米纳斯吉拉斯联邦大学生物科学研究所寄生虫学研究生项目,贝洛奥里藏特,米纳斯吉拉斯州
摘要
Lactococcus lactis 作为一种多功能的细菌载体,在针对寄生虫感染的疫苗中用于抗原递送。本综述旨在总结利用L. lactis 递送原生动物和蠕虫抗原的临床前研究,重点关注免疫反应和保护效果。我们在Medline/PubMed、Embase、Web of Science、Scopus、ScienceDirect和LILACS等电子数据库中进行了全面搜索。最终纳入了11项符合标准的研究,这些研究涵盖了多种动物模型、给药途径、剂量和免疫程序。在针对原生动物的研究中,Leishmania 和Plasmodium 物种是最常研究的对象,而Giardia 的研究较少。报道的抗原包括LACK、PpSP15、Hsp65、MSP1、MSA2、A2和CWP2。接种疫苗后引发了强烈的Th1偏向性免疫反应,在8项研究中检测到了血清IgG(IgG1和IgG2a),在5项研究中检测到了分泌型IgA。细胞反应通常表现为IFN-γ水平升高,以及IL-2、IL-4、IL-10、IL-12和IL-17的调节作用,同时调节性T细胞数量增加。保护效果表现为寄生虫负荷或囊肿脱落减少40%至71%,病变大小或爪部肿胀减轻,生存率提高或寄生虫血症降低。在针对蠕虫的研究中,包括Taenia solium 和Echinococcus granulosus ,基于L. lactis 的口服疫苗能够诱导特异性IgG和IgG亚类抗体以及细胞反应(IFN-γ、IL-4、IL-10),显示出降低寄生虫负担的效果。总体而言,这些发现突显了L. lactis 作为能够诱导系统性和黏膜免疫的灵活平台的优势。给药途径对免疫反应和保护效果具有重要影响,强调需要根据病原体类型、感染部位和期望的免疫结果来定制疫苗策略。本综述提供了当前临床前方法的全面概述,并为优化基于L. lactis 的寄生虫病疫苗提供了定量分析。
引言
寄生虫病仍然是全球公共卫生的主要挑战,尤其是在热带地区和低收入及中等收入国家,导致高发病率和死亡率,并对社会经济造成重大影响[1]。尽管我们对寄生虫生物学的理解有所进展,但仍迫切需要有效且安全的疫苗来对抗多种寄生虫感染[2]。因此,开发创新的免疫预防策略对于减轻全球持续的寄生虫病负担至关重要。
在这种情况下,结合安全性和成本效益的新免疫预防方法作为补充或克服传统控制措施局限性的有效替代方案受到了关注[3]。
Lactococcus lactis 是一种乳酸菌,传统上用于食品工业,并被认定为安全食品(GRAS)。它已被广泛研究作为重组蛋白和DNA疫苗的黏膜和系统递送系统[4][5][6]。其独特的生物技术多样性、遗传稳定性以及缺乏脂多糖的特点,使其成为理想的抗原递送载体[7][8]。该细菌的遗传灵活性及其与黏膜免疫位点的相互作用能力为下一代疫苗的设计提供了有力平台。图1展示了基于L. lactis 的疫苗系统的主要工程策略和免疫调节机制。
L. lactis 的给药途径包括黏膜(口服、鼻腔、阴道)途径,这些途径有利于诱导局部和系统性免疫反应;皮下途径也显示出引发特异性细胞和体液反应的良好效果[9][10][11]。给药途径的选择直接影响诱导的免疫类型(Th1、Th2或混合型),以及效应细胞的分布和持久免疫的产生[12][13][14][15]。最近的研究探讨了使用L. lactis 作为表达寄生虫抗原(如Leishmania 和Plasmodium )的平台,以开发预防寄生虫感染的疫苗[16][17][18]。
尽管越来越多的实验研究探索了L. lactis 作为疫苗平台的潜力,但相关证据仍然分散且不统一。值得注意的是,不同给药途径对免疫结果的影响尚未得到系统性的研究。因此,本综述旨在整理、总结并批判性地分析有关L. lactis 在抗寄生虫疫苗应用中的现有证据,特别关注给药途径、实验模型、免疫反应和目标寄生虫。此外,还概述了未来研究和优化基于L. lactis 的疫苗的潜在方向。
协议
本综述遵循Cochrane指南的建议,并遵循系统评价和荟萃分析扩展版(PRISMA-ScR)的推荐标准[19]。综述协议已在Open Science Framework (OSF)上注册,项目名称为“利用Lactococcus lactis开发抗寄生虫疫苗和疗法:给药途径和免疫结果——一项综述”(
https://osf.io/v3d9u )。
纳入标准
本综述纳入了...
纳入研究的特征
最初通过Medline/PubMed、Embase、Web of Science、Scopus、ScienceDirect和Lilacs数据库的搜索共识别出1,391项研究。去除重复记录后,根据标题和摘要筛选出586条独特记录。根据预定义的纳入标准,最终有11项研究被纳入本综述,排除原因见图2。这些研究发表于2005年至2021年间,反映了这一研究领域的相对较新性。
讨论
本综述概述了Lactococcus lactis 作为抗寄生虫疫苗生物技术平台的现状。共识别出11项发表于2005年至2021年间的临床前研究,这些研究探讨了L. lactis 在对抗Leishmania 、Plasmodium 和Giardia lamblia 等原生动物,以及Taenia solium 和Echinococcus granulosus 等蠕虫中的应用。总体而言,现有证据支持L. lactis 作为一种多功能平台
结论
本综述总结了L. lactis 在抗寄生虫疫苗研究中的应用,涵盖了多种基因构建、免疫途径和免疫结果。研究结果表明,该平台能够诱导系统性的Th1介导的保护作用或黏膜sIgA反应,并指出了在蠕虫感染方面存在的差距,如剂量和长期保护效果方面。这些发现为合理设计疫苗提供了依据,并为未来的研究提供了方向。
局限性
在解读本综述的结果时需考虑若干局限性。仅纳入了葡萄牙语、西班牙语和英语发表的、在六大主要数据库中索引的同行评审文献,因此可能遗漏了一些相关研究。纳入的研究在动物模型、免疫途径、剂量和结果方面存在异质性,且体液、细胞和保护性反应的报道不完整,限制了定量分析的准确性。
作者贡献
概念构思:JBR、TMC、ALGO、CCOA、IBD、MEC、VACA、LLB、LMDM、JSCS和RTF;方法学:JBR、TMC、ALGO和CCOA;软件开发:JBR、TMC和ALGO;验证:JBR和ALGO;数据分析:JBR、TMC、ALGO和RTF;调查:JBR、TMC、ALGO、CCOA、IBD、MEC;资源获取:RTF和LLB;数据整理:JBR、TMC和ALGO;初稿撰写:JBR、TMC、ALGO、CCOA、IBD、MEC、VACA、LLB、LMDM、JSCS和RTF;修订和编辑:JBR、TMC、ALGO、CCOA、IBD、MEC、VACA、LLB、LMDM
CRediT作者贡献声明
José Bryan Rihs: 撰写——综述与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件开发、方法学研究、数据分析、概念构思。
Tatyane Martins Cirilo: 撰写——综述与编辑、初稿撰写、软件开发、方法学研究、数据分析、概念构思。
Ana Laura Grossi de Oliveira: 撰写——综述与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件开发、方法学研究。
资助
本工作得到了CAPES通过授予JBR、TMC和MEC的博士奖学金;FAPEMIG通过一般研究资金和授予ALGO及CCOA的博士后奖学金的支持;以及CNPq提供的额外研究支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢巴西米纳斯吉拉斯州研究基金会(FAPEMIG)(资助编号APQ4035/2017、APQ5079/2023)、米纳斯生物技术网络(RED-00067-23)、米纳斯传染病诊断网络(RED-00196-23)、国家科学技术发展委员会(CNPq)(403278/2023-6、442994/2019-2),以及国家黏膜和皮肤感染与慢性疾病研究所(INCT Mucosas e Pele,CNPq 408484/2024-1)的支持。