2013年2月15日
实验性人类肺炎链球菌定植提供了一种定植的自然模型,并可作为疫苗开发的潜在模型。该技术具有重要价值但操作复杂,且因将病原体引入人体而存在临床风险。我们已制定出一份详细的实验方案。
本实验的目的是建立实验性人肺炎球菌定植模型。首先,对接种物中的细菌进行稀释和定量。第二步,通过鼻腔将肺炎链球菌接种至志愿者体内。
接下来,在接种后的第2天、第7天和第14天,志愿者需进行鼻腔冲洗。最后,采用经典微生物学方法检测志愿者是否携带接种的肺炎球菌。最终,可通过这种安全且可重复的方法建立实验性人肺炎球菌定植模型。
与现有的小鼠定植模型相比,该技术的主要优势在于其提供了肺炎链球菌在自然宿主——人类中的定植模型。此外,该方法有助于解答肺炎链球菌研究领域中的关键问题,例如:保护性免疫的免疫学相关因素是什么?定植的免疫诱导效应是什么?宿主压力对鼻咽生态位中病原体的影响又是什么?
该技术的应用包括将其作为一种筛选新型肺炎球菌疫苗的方法。我们计划将定植的预防作为疫苗诱导免疫的替代指标。临床技术的演示将由护士安吉·赖特(Angie Wright)和护士长戴维·肖(David Shaw)进行。
在预定的志愿者接种时间前30分钟,从-80摄氏度冰箱中取出一管接种物原液。然后将接种物在微型离心机中以17,000 × g离心3分钟。在离心过程中,将一些血琼脂平板放入37摄氏度培养箱中预热。
然后从离心后的接种液中去除肉汤上清,将菌体沉淀用一毫升生理盐水洗涤。重复离心和洗涤步骤。根据所需接种浓度进行系列稀释,随后采用类似 Miles 和 Misra 的方法对接种液中的细菌数量进行定量。
培养的菌落将于次日可见。将接种物带给志愿者,志愿者应舒适地采取半卧位。然后使用 P 200 移液器和无菌滤芯吸头。
用移液枪吸取100 µL接种物至移液枪头中,将枪头轻轻插入鼻腔内侧。使用环形动作缓慢将接种物释放到鼻黏膜上。切勿将移液枪头插入过深,否则接种物会流入喉咙。
对另一侧鼻孔重复接种操作,以避免细菌进入血液。注意不要用移液器损伤黏膜。然后让志愿者保持半卧位 10 分钟,以使细菌在黏膜表面充分扩散。
向志愿者接种接种物后,在实验室重复进行细菌定量。然后用接种日期和剂量标记试管,并将接种物在负80摄氏度下保存。开始鼻腔冲洗前,让志愿者舒适地坐着,头部从垂直位置向后倾斜30度。
然后让受试者深吸一口气并屏住呼吸,同时将舌头向上并向后紧贴上颚。当受试者达到该位置时,应给出信号示意。随后用20毫升生理盐水冲洗鼻腔四次,每次向鼻前庭注入5毫升生理盐水并排出。
每次用5毫升生理盐水冲洗后,让志愿者立即向前倾身,通过鼻子快速呼气至铝箔碗中,以排出液体。在用四次20毫升生理盐水清洗鼻腔后,将所有收集的样本合并至一个离心管中。现在以3,345 × g离心志愿者鼻洗液样本10分钟。去除上清液,并将其分装为每管1毫升,置于已标记的微量离心管中,于-80摄氏度保存。
向沉淀中加入100 µL STGG培养基并充分混匀,然后测定试管中的总体积。接下来,取20 µL重悬后的沉淀液滴加到含庆大霉素的血琼脂平板上,并划线接种至整个平板。如果鼻洗液为接种后样本,则使用含重悬沉淀的STGG溶液10 µL。
采用 Miles 和 Misra 法进行细菌定量时,向鼻洗液管中再加入 800 微升 STGG 并充分混匀。然后取 25 微升 STGG 细菌悬液接种至另一块血琼脂平板,另取 25 微升接种至巧克力琼脂平板,将两块平板表面完全划线接种。随后将剩余细菌分装于两个冻存管中,于 -80 摄氏度冷冻保存。
将平板置于5%二氧化碳环境中,37摄氏度孵育过夜。次日,检查平板上是否存在肺炎链球菌及其他潜在呼吸道病原体。接种了鼻洗液的血琼脂平板可能较难判读。
此图像显示了一个易于观察的平板示例,其中肺炎链球菌清晰可见。然而,该平板含有大量共定植的菌群,使得在每次随访时判断是否存在肺炎链球菌更加困难。研究人员要求志愿者报告是否存在任何上呼吸道症状,并对携带者与非携带者之间的差异进行了重点比较。
在最近接种了肺炎球菌的145人中,有28人报告出现症状,这些症状总结于本表中。这些志愿者中有8人为携带者,20人为非携带者。所有不良反应均经外部安全委员会审查,并在全面调查后进行了评估。
未出现与肺炎链球菌疾病相关的症状。最常见的症状为咽喉痛、鼻塞和流感样疾病。在实施该操作时,必须制定非常周密的安全计划,涵盖方法的每一步骤,尤其要保障志愿者的安全。
观看本视频后,您应充分了解如何建立实验性人肺炎链球菌定植,并通过鼻腔冲洗液检测定植情况。
本文介绍了一种建立实验性人肺炎球菌定植的详细方案,该模型对疫苗研发具有重要价值。该方法包括通过鼻内接种肺炎链球菌,并随后通过鼻洗液进行监测。
建立实验性人肺炎链球菌定植模型可提供一种天然宿主模型,通过测量定植阻断效果作为保护性免疫的替代指标,从而评估疫苗候选物。该方法通过将免疫应答与人体内定植阻断效应相关联,可在开展成本高昂的有效性试验之前为“继续/终止”决策提供依据,支持对新型肺炎链球菌疫苗进行早期风险评估。该模型有助于深入理解鼻咽部微环境中宿主与病原体之间的相互作用机制,从而增强转化研究成果的可预测性。
EHPC 模型适用于从靶点验证到先导化合物识别再到临床前支持的整个发现过程,在大规模现场试验之前提供了一个与人类相关的验证节点。