فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده فارسی……………………………………………………………..15
مقدمه
- هموفیلوس آنفولانزا………………………………………………………………..17
- میکروبیولوژی……………………………………………………………………………………….19
- دستهبندی سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا قابل تیپ بندی………………………………………………………….20
- کلون سازی و تهاجم…………………………………………………………….22
1-2-4 کلونسازی در مجرای تنفسی فوقانی………………………………………………………………………22
1-3-4 حمله به اپیتلیوم……………………………………………………………………….23
1-4-4 حمله به جریان خون……………………………………………………….24
1-5-4 بقا در جریان خون………………………………………………………………….25
1-6-4 حمله به CNS…………………………………………………………………………………….26
1-1-5 شاخصهای بیماری زایی هموفیلوس آنفولانزا…………………………………………………………………………………27
1-2-5 OMPs………………………………………………………………………………………………………………………..28
1-3-5- پیلی……………………………………………………………………………………………………………………28
1-4-5- ایمونوگلوبولین A1 پروتئاز……………………………………………………………………………….30
1-5-5- لیپوپلی ساکارید (LPS) …………………………………………………………………………………………………………………………………..31
1-6-5- نقش LPS در بیماریزایی……………………………………………………………………………………………………………………………..32
1-1-6 کپسول…………………………………………………………………………………………………………………34
1-2-6- دخالت کپسول در بیماریزایی………………………………………………………36
1-3-6- ژنتیک بیان کپسول………………………………………………………….36
1-1-8 روشها و آزمونهای تشخیص آزمایشگاهی………………………………………………………38
1-2-8 روشهای تشخیص کلاسیک……………………………………………………………………………………….38
1-3-8- معایب تشخیص کلاسیک……………………………………………………………………………………39
1-4-8- برتری روشهای تشخیص مولکولی………………………………………………………………………………..40
1-1-9- اپیدمیولوژی …………………………………………………………………………..40
1-1-10- پیشگیری …………………………………………………………………………………………….44
1-1-11- درمان……………………………………………………………………………………………………………45
2-1 واکسن های کونژوگه…………………………………………………………………….48
2-2- واکسنهای Hib………………………………………………………………………………………..49
2-3- پاسخ های واکسن کونژوگه…………………………………………..50
2-4- پاسخ های واکسن پلیساکاریدی…………………….51
2-5- عوامل دخیل در ایمونوژنسیتی واکسن های کونژوگه پلی ساکاریدی – پروتئینی………………………………………………………………..51
2-5-1- طول زنجیره پلی ساکاریدی ………………………………..51
2-5-2- نوع اتصال…………………………………………………………………………………………………52
2-5-3- مولکول های حامل ……………………………………………………52
2-6-EDC یا EDAC…………………………………………………………………………………………52
2-7- کونژوگاسیون به روش آمیداسیون ………………………………………………………53
2-8- تهیه کونژوگه ایمونوژن هاپتن1 – حامل……………………………………………………….54
2-9- پروتئین های حامل مناسب برای ایجاد کونژوگه های آنتی ژنیک…………………………………………………..55
2-10- ادجوانت های مناسب در طراحی واکسن کونژوگه………………………………………………………………………………….56
2-11- سنجش فعالیت باكتری كشی……………………………………………………………………56
فصل سوم- مواد و روش ها
3-1-1 مواد و وسایل لازم ……………………………………………………………………60
3-2-1- تهیه میكروارگانیسم های به كار گرفته شده در این مطالعه……………………………………………………………………………………………………66
3-2-2-باز كردن سویه باکتری همو فیلوس آنفولانزای تیپ b لیوفیلیزه و کشت آن……………………………………………………………66
3-2-3-فرآوردن و تخلیص PRP………………………………………………………………………………………………………..66
3-2-4- تهیه بذر محیط کشت …………………………………………………..66
3-2-5-تیمار عصاره مخمر…………………………………………………………………..67
3-2-6-آماده کردن فرمانتور و تلقیح بذر ………………………………………………………………………………………………..70
3-2-7-نمونه گیری از فرمانتور…………………………………………………..72
3-2-8- مرحله رسوب دهی الکلی………………………………………..73
3-2-9- مرحله الکل زنی ……………………………………………………………………….73
3-2-10- مرحله شست و شو با کلریدمنیزیم………………………………………………………………………………………….74
3-2-11- تیمار با ستاولن…………………………………………………………………………74
3-2-12- افزودن فسفات سدیم………………………………………………….75
3-2-13- مرحله الکل زنی مجدد…………………………………………..75
3-2-14- تیمار با هیدروکسیل آپاتیت………………………………75
3-2-15- فیلتراسیون سوپرناتانت …………………………………………76
3-2-16- لیوفلیزاسیون ……………………………………………………………………………….76
3-2-17- تعیین خلوص PRP تخلیص شده ………………………………………………………………………………………………………….76
3-2-18- تست ریبوز …………………………………………………………………………………76
3-2-18- 1- اساس تست بیال …………………………………………..77
3-2-18- 2- معرفهای تست بیال ……………………………….77
3-2-18- 3-محلولها و ترکیبات ………………………………………….77
3-2-18- 4-تهیهی محلولهای استاندارد ریبوز ………………………………………………………………………..77
3-2-18- 5- آماده سازی PRP تخلیص شده ……………………………………………………………………………….79
3-3-1- آزمون های پروتئین سنجی ……………………………………………………………………………………………….79
3-3-2روش برادفورد …………………………………………………………………………………..81
3-3-3- روش پروتئین سنجی Lowry ………………………………………………………………81
3-4-1- آزمون ایمونو ژل دیفیوژن ………………………………………………………………….83
3-5- سنجش نوکلئیک اسید …………………………………………………………………………………………………….83
3-6-تخلیص اگزوتوسین A سودوموناس آئروژینوزا PA103 …………………………………………………………………….84
3-6-1- طرز باز كردن سوش لیوفیلیزه جدید …………………………………………………………………………..84
3-6-2-تهیه لوله بذر ……………………………………………………………………………………….84
3-6-3- اطمینان از خالص بودن سوش …………………………………………………………………………..85
3-6-4- تست سوش برای تولید اگزوتوکسین A ………………………………………………………………………………………………..85
3-6-5-تهیه محیط کشت ………………………………………………………………………85
3-6-7- رسوب با استات روی 1 مولار ………………………………………………………….87
3-6-8- رسوب با سولفات آمونیوم …………………………………………………………………………………………..87
3-6-9- دیالیز اگزوتوكسین A …………………………………………………………………………….88
3-6-10- کروماتوگرافی فیلتراسیون ژل اگزوتوكسین A ………………………………………………………………………………..89
3-16-2-1مواد مورد نیاز: ………………………………………………………………………89
3-6-11سنجش تولید اگزوتوكسین ………………………………………………………..89
3-6-11-1-سنجش توکسیسیتی ……………………………………………………………………………….90
3-6-12- دتوكسیفای كردن اگزوتوكسین A به روش فرمآلدیئد ……………………………………………………………………………91
3-7- ژل فیلتراسیون جهت تخلیص كونژوگه PRP هموفیلوس آنفولانزای تیپb (Hib) با اگزو توکسین A سودوموناس آئروژینوزا …………………..92
3-8- آزمون های کنترل و کیفی کونژوگه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….92
3-9- سنجش پروتئین …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………92
3-11- تعیین میزان اسید نوکلئیک …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..93
3-12- كنترل توكسیسیته غیرعادی((Abnormal toxicity ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………94
3-13- آزمون پیروژنی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….94
3-14- ایمیونیزاسیون خرگوشها و خونگیری …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………94
3-15تهیه بافر باربیتال : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..94
3-16- تهیه محلول کوماسی بلو و رنگ بر : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….94
3-16- پلی آكریل آمید ژل الكتروفورز درحضور سدیم دو دسیل سولفات(SDS-PAGE) ………………………………………………………..96
3-16-1- اصول روش SDS-PAGE …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….96
3-16-3- محلولهای مورد نیاز ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….97
3-16-4- تهیه ژل پایین SDS-PAGE ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….97
3-16-5- تهیه ژل بالا با SDS-PAGE …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………98
3-16-6-رنگ آمیزی ژل پلی آكریل آمید ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………99
3-16-7- محلولهای مورد نیاز ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………100
3-16-8- روش رنگ آمیزی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………101
3-17- آزمون بررسی فعالیت باکتریسیدالی سرم حیوان ایمیون (SBA) ………………………………………………………………………………………………………………………………….101
3-17-1- اصول آزمون SBA ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….101
3-17-2- مواد مورد نیاز برای آزمون SBA Serum Bactericidal Assay)) …………………………..101
3-17-3-روش انجام آزمون ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………102
فصل چهارم: نتایج
4-1-کشت سویه باکتری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….107
4-2- شرایط کشت در فرمانتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..108
4-3- تعیین خلوص PRP ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..109
4-4- اندازهگیری میزان ریبوز ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….111
4-5- کنترل میزان پروتئین در پلی ساکارید PRP و ETA و PRP- ETA……………………………………………………………………………………………………………..113
4-6- کنترل میزان اسید نوکلئیک در پلی ساکارید PRP و PRP- ETA………………………………………………………………………………………………………………………..113
4-7- کونژوگاسیون PRP با اگزوتوکسینA سودوموناس آئروژینوزا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………114
4-8- بازده کونژوگاسیون PRP-ETA ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………115
4-9- کنترل پیروژنی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..115
4-10- کنترل توکسیسیتی غیر عادی در موش سوری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….116
4-11- آزمون ایمونوژل دیفیوژن…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………116
4-12- الکتروفورز (SDS-PAGE) برای بررسی وزن مولکولی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….117
4-13- ارزیابی فعالیت باکتری كشی سرم حیوان واکسینه شده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….117
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1- واکسنهای کونژوگهی (Hboc) PRP-CRM197………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….124
5-2- واکسن کونژوگهی PRP-TT ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..125
5-3- واکسن کونژوگهی PRP-OMP ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..125
5-4- تولید کپسول هموفیلوس آنفولانزای تیپ b(PRP) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..126
5-5- کونژوگاسیون PRP با اگزوتوکسین A…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….127
5-6- سرم باکتریسیدال اسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….128
نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………….129
پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ………… …………………………………………………………129
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 130
فهرست شکل ها
شکل 1-1 کلونی هموفیلوس آنفلوانزا در محیط شکلات آگار……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..19
شکل1-2 هموفیلوس آنفلوانزا………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….20
شکل1-3 تیپ های مختلف کپسول هموفیلوس آنفلوآنزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………35
شکل 1-4 پراکندگی سنی عفونت Hib از اکتبر 1990 تا سپتامبر 1991 در شش منطقه در انگلستان و والس. از 433 مورد گزارش شده (84%) 362 مورد به علت hib ، (13%) 54 مورد به علت غیر سروتیپی و 13 مورد سروتیپ نشده بودند…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….41
شکال3-1- باز کردن سویه PTCC هموفیلوس آنفلوانزا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..67
شکال3-2- تیمار عصاره مخمر . چپ: تغییر رنگ آب در روز اول دیالیز عصاره مخمر.راست: روز سوم دیالیز عصاره مخمر بدون تغییر رنگ آب……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………70
شکال3-3- فرمانتور Novo-Paljas کشور هلند………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………71
شکال3-4 راست: اضافه کردن عصاره مخمر و فاکتور رشد – چپ : اضافه کردن بذر به محیط کشت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..72
شکال3-5رسوب حاصل از الکل زنی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..74
شکل3-6 تهیه استانداردهای ریبوز(الف -قبل از حرارت ، ب – بعد از حرارت) …………………………………………………………………………………………………………….78
شکل 3-7 رسوب با سولفات آمونیوم…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….88
شکل 3-8 دیالیز………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………89
شکل 4-1کلونی هموفیلوس آنفلانزا روی محیط شکلات آگار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………107
شکل 4-2 تست آکروفلاوین…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….107
شکل 4-3 طیف سنجی NMR ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….110
شکل 4-4 منحنی FTIR……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..111
شکل 5-5 آزمون ایمونوژل دیفیوژن…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….116
شکل 4-6- الکتروفورز (SDS-PAGE) برای PRP-ETA و ETA…………………………………………………………………………………………………………………………………..117
فهرست جدول ها و نمودارها
نمودار 3-1نمودار استاندارد لوری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83
جدول 4-1 شاخص های فرمانتاسیون Hib جدول…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..108
نمودار 4-1 تغییرات جذب نوری برای رشد Hib…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….109
نمودار 4-2 تغییرات PH در رشد Hib…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….109
نمودار 4-3 تغییرات گلوکز در رشد Hib……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………110
جدول 4-2 تهیه استاندارد برای غلظت ریبوز………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………112
نمودار 4-4- منحنی استاندارد ریبوز……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………112
جدول 5-3- میزان ریبوز……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….112
نمودار 5-5- منحنی استاندارد پروتئین……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………113
جدول 4-4- میزان پروتئین……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………113
جدول 5-4- میزان اسید نوکلئیک………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..114
نمودار 4-6-منحنی OD فرکشن های کونژوگه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………115
جدول 4-5- عیـار آنتی بادی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….118
جدول 4-6- تیتر آنتی بادی باكتری كشی واكسن کونژوگه (PRP-ETA) و PRP در روزهای 15،30، 45…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….119
چكیده
هموفیلوس آنفلوانزا سروتیپ b مهمترین عامل مننژیت و پنومونی در کودکان زیر 5 سال در سراسر جهان می باشد که پس از کلونیزه شدن در حلق وارد خون شده و باکتریمی می دهد،در ادامه باکتری از طریق خون خود را به مننژ رسانده و مننژیت می دهد که عامل 95% باکتریمی و مننژیت ها هموفیلوس آنفلوانزا تیپ b می باشد که از کپسول پلی ساکاریدی آن موسوم به پلی ریبوزیل ریبیتول فسفات (PRP) جهت تولید واکسن های کونژوگه گلیکوپروتئینی علیه هموفیلوس آنفلوانزا تیپ b استفاده شده است.به دلیل اینکه پاسخ ایمنی نسبت به این پلی ساکارید غیر وابسته به سلول T بوده و در پاسخ ایمنی سلول خاطره ایجاد نمی گردد،لذا دوز یادآور تاثیری در بالا بردن سطح ایمنی ندارد.برای از بین بردن خاصیت T-INDEPENDT،PRP به طور کوالانسی به اگزوتوکسین A سودوموناس آئروژینوزا (ETA) متصل می گردد.در این پروژه سویه استانانداردهموفیلوس آنفلونزا سروتیپ b ابتدا در فرمانتور حاوی محیط CY (کازآمینواسید – عصاره مخمر )کشت گردید و تخلیص PRP از مایع کشت با انجام روش های الکل پرسپیتاسیون (رسوب دادن الکلی) و رسوب دادن با ستاولن (هگزادسیل تری متیل آمونیوم بروماید)،التراساتریفیوژ و تخلیص با هیدروکسی آپاتیت حاصل گردید.جهت تهیه اگزوتوکسین A نیز سویه PA103 سودوموناس آئروژینوزا در محیط کشت تریپتیکازسوی براث کشت گردید و پس از سنجش توکسیسیته در موش با بهره گرفتن از روش قلیایی ،سم زدایی شده و جهت کونژوگه نمودن با PRP از ADHو سیانوژن بروماید به عنوان اسپیسر و EDAC به عنوان عامل لینکر استفاده گردید و کونژوگه حاصل با عبور از ستون CL-4B تخلیص شد.
کونژوگه بدست آمده جهت ارزیابی ایمونولوژیکی طی 2 مرحله با فاصله 14 روز به تعدای خرگوش سفید نیوزیلندی تزریق گردید و از هر کدام از خرگوش ها در روزهای 0،15،30،45 خونگیری از قلب انجام شد.تیتر آنتی بادی توسط سرم باکتریسیدال اسی اندازه گیری شد.تیتر باکتری کشی برای PRP خالص در تزریق اول 16 و در تزریق دوم شاهد افزایش تیتر نبودیم.تیتر باکتری کشی برای کونژوگه در تزریق اول 32 و در تزریق دوم 64 بود که شاهد افزایش تیتر بودیم.با توجه به نتایج حاصل شده ،کونژوگه PRP-ETA سبب تحریک بیشتر سیستم ایمنی و افزایش تیتر آنتی بادی در تزریق دوم می گردد.همچنین اگزوتوکسین A دتوکسیفای شده یک کریر مناسب می باشد.