Production of monoclonal antibodies against penicillium marneffei antigens and molecular epidemiology of penicillium marneffei infection in Thailand
Issued Date
2023
Copyright Date
2000
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xiv, 167 leaves : ill.
Access Rights
restricted access
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (Ph.D. (Microbiology))--Mahidol University, 2000
Suggested Citation
Sompong Trewatcharegon Production of monoclonal antibodies against penicillium marneffei antigens and molecular epidemiology of penicillium marneffei infection in Thailand. Thesis (Ph.D. (Microbiology))--Mahidol University, 2000. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/20.500.14594/88393
Title
Production of monoclonal antibodies against penicillium marneffei antigens and molecular epidemiology of penicillium marneffei infection in Thailand
Alternative Title(s)
การผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีต่อแอนติเจนของเชื้อเพ็นนิซิเลี่ยมมาร์เนฟฟิไอและระบาดวิทยาระดับโมเลกุลของเชื้อเพ็นนิซิเลี่ยม มาร์เนฟฟิไอในประเทศไทย
Author(s)
Abstract
Penicilliosis marneffei, a disease caused by dimorphic fungus Penicillium marneffei, is currently the third most prevalent opportunistic infection in AIDS patients in northern Thailand. Incorrect diagnosis and delayed treatment contribute to its relatively high mortality rate. Clinical manifestations of penicilliosis marneffei closely resemble tuberculosis, histoplasmosis, cryptococcosis and other systemic fungal infections, therefore, specific and reliable diagnosis methods are needed. Four MAbs specific for P. marneffei, 3C2, 8C3, 8B11 and 3B9, were produced from hybridomas raised from BALB/c mice immunized with crude culture filtrate (CCF) prepared from mycelial phase of growth. The hybridomas were screened and characterized using different fungal antigens by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunoblotting and immunofluorescent staining. In the immunoblots, MAb 3C2 (IgG1 subclass) reacted specifically with a denatured form of 38-kDa antigen whereas MAbs 8B11 and 3B9 (IgM subclass) reacted most strongly with high molecular weight components (>200 kDa) produced during either mycelial or yeast phase of growth. The immunoreactive epitopes for these MAbs were most likely associated with carbohydrate moieties, judging from their susceptibility to periodate treatment and concanavalin A binding. This is in contrast to the immunoreactive epitopes for MAbs 8C3 (IgM subclass) and 3C2 which were resistant to periodate treatment. In immunofluorescent staining, the three IgM MAbs could react strongly with both mycelial and yeast phase of P. marneffei, but not with the yeast phase of Histoplasma capsulatum and Cryptococcus neoformans whose morphology are closely similar to P. marneffei. Thus, these MAbs showed diagnostic potential. They could be used to identify P. marneffei in culture and biopsy specimens by immunofluorescent staining. For genomic epidemiology study of 67 P. marneffei isolates using PFGE, 2 macrorestriction patterns (MPs) and 9 MP subgroups were generated by Not I digestion of 67 P. marneffei isolates. Of the 64 human isolates, 42 isolates (65.6%) were of MPI and belonged to subgroups MPIa (8 isolates), MPIb (11 isolates), MPIc (10 isolates), MPId (3 isolates), MPIe (5 isolates) and MPIf (3 isolates). Whereas 22 isolates (34.4%) were of MPII and belonged to subgroups MPIIa (6 isolates), MPIIb (4 isolates) and MPIIc (7 isolates). Two bamboo rat isolates belonged to subgroup MPIa and one isolate was of subgroup MPIc. No significant correlation between the MP of P. marneffei isolates and geographical region nor specimen sources was observed. Notably, isolates obtained before 1995 were of MPI and we have seen increased incidence of infection with MPII isolates since then. However, further studies are necessary to confirm this finding.
โรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ เป็นโรคราฉวยโอกาสที่พบมากเป็นอันดับที่ 3 ในผู้ป่วย โรคเอดส์ทางตอนเหนือของประเทศไทย ซึ่งมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อราสองรูป Penicillium imarneffei การให้การวินิจฉัยโรคที่ไม่ถูกต้องและการรักษาที่ล่าช้าทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิต ในอัตราที่สูง เนื่องจากลักษณะอาการแสดงของโรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ คล้ายคลึง กับผู้ป่วยวัณโรค histoplasmosis, cryptococcosis รวมทั้งโรคติดเชื้อราทั้งระบบอื่นๆ ทำให้มีความต้องการวิธีการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีความจำเพาะและเชื่อถือได้ ดังนั้น monoclonal antibody (MAb) ที่จำเพาะต่อเชื้อ P. marneffei คือ 3C2, 8C3, 8B11 และ 3B9 จึงได้ถูกผลิตขึ้นจากเซลล์ลูกผสมที่ได้จากหนู BALB/c ที่ถูกกระตุ้นด้วยแอนติเจน "crude culture filtrate" ที่เตรียมจากเชื้อในรูปราสาย จากนั้นทำการตรวจกรองและตรวจสอบ เซลล์ลูกผสมที่ได้โดยใช้แอนติเจนที่เตรียมจากเชื้อราอื่นๆ โดยวิธี ELISA, immunoblotting และ immunofluorescent staining จากการตรวจสอบ MAbs ที่ได้ด้วยวิธี immunoblotting พบว่า 3C2 ซึ่งเป็น IgG(,1) subclass ทำปฏิกริยาจำเพาะกับ denatured form ของ 38-kDa แอนติเจน ในขณะที่ 8B11 และ 3B9 ซึ่งเป็น IgM subclass ทำปฏิกริยากับสารที่มี น้ำหนักโมเลกุลสูง (มากกว่า 200 kDa) ที่ถูกผลิตจากเชื้อทั้งในรูปราสายและส่าได้ดี และ พบว่า immunoreactive epitopes ของ 8B11 และ 3B9 น่าจะเป็นส่วนของ carbohydrate โดยพิจารณาจากการที่บริเวณดังกล่าวถูกย้อมได้ด้วย Concanavalin A และไวต่อการทำ ปฏิกิริยา กับ periodate ซึ่งตรงข้ามกับ immunoreactive epitopes ของ 8C3 ซึ่งเป็น IgM subclass และ 3C2 ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเมื่อทำปฏิกริยากับ periodate เมื่อตรวจสอบ MAbs ด้วยวิธี immunofluorescent staining พบว่า MAbs ชนิด IgM ทั้ง 3 ตัว ทำปฏิกริยากับเชื้อ ~iP. marneffei ทั้งในรูปราสายและส่าได้ดี แต่ไม่ทำปฏิกริยากับเชื้อ Histoplasma capsulatum ในรูปส่าและเชื้อ Cryptococcus neoformans ซึ่งมีลักษณะคล้ายคลึง กับเชื้อ P. marneffei มาก ดังนั้น MAbs เหล่านี้จึงมีประโยชน์ที่จะนำมาใช้พัฒนาวิธี ทดสอบเพื่อใช้วินิจฉัยโรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ ดังเช่นการตรวจหาเชื้อ P. marneffei ใน culture และ tissue biopsy specimens โดยวิธี immunofluorescent staining สำหรับการศึกษาระบาดวิทยาจากพันธุกรรมของเชื้อ P. marneffei จำนวน 67 สายพันธุ์ โดยการใช้เทคนิค pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) พบว่าวิธีดังกล่าวสามารถ จำแนกเชื้อที่ตรวจสอบออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ (macrorestriction pattern, MP) และ 9 กลุ่มย่อย (MP subclass) หลังจากการย่อยสารพันธุกรรมของเชื้อด้วยเอ็นไซม์ NotI จากจำนวนเชื้อที่ แยกได้จากผู้ป่วย 64 สายพันธุ์ พบว่า 42 สายพันธุ์ (65.6%) อยู่ในกลุ่ม MPI แบ่งออกเป็น MPIa 8 สายพันธุ์, MPIb 11 สายพันธุ์, MPIc 10 สายพันธุ์, MPId 3 สายพันธุ์ MPIe 5 สายพันธุ์ และ MPIf 3 สายพันธุ์ ในขณะที่ 22 สายพันธุ์ (34.4%) อยู่ในกลุ่ม MPII แบ่งออกเป็น MPIIa 6 สายพันธุ์, MPIIb 4 สายพันธุ์ และ MPIIc 7 สายพันธุ์ ส่วนเชื้อที่แยกได้จากตัวอ้นนั้น 2 สายพันธุ์อยู่ในกลุ่มย่อย MPIa และอีก 1 สายพันธุ์อยู่ในกลุ่มย่อย MPIc ผลการศึกษานี้ไม่พบ ความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญระหว่างพันธุกรรมของเชื้อที่ถูกจัดแบ่งเป็นกลุ่มต่างๆ โดยวิธี PFGE กับภูมิภาคหรือชนิดของตัวอย่างจากผู้ป่วย แต่มีข้อสังเกตคือพบว่าสายพันธุ์ที่แยกได้ ก่อนปี พ.ศ.2538 จะเป็น MPI ทั้งหมด ส่วนสายพันธุ์ในกลุ่ม MPII ค่อยๆ พบเพิ่มจำนวน มากขึ้นหลังจากเวลานั้นเป็นต้นมา อย่างไรก็ตามการนำข้อมูลทางระบาดวิทยาจากพันธุกรรม ของเชื้อที่จะนำไปใช้นี้จะต้องมีการศึกษาสายพันธุ์ของเชื้อเพิ่มเติมต่อไป
โรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ เป็นโรคราฉวยโอกาสที่พบมากเป็นอันดับที่ 3 ในผู้ป่วย โรคเอดส์ทางตอนเหนือของประเทศไทย ซึ่งมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อราสองรูป Penicillium imarneffei การให้การวินิจฉัยโรคที่ไม่ถูกต้องและการรักษาที่ล่าช้าทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิต ในอัตราที่สูง เนื่องจากลักษณะอาการแสดงของโรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ คล้ายคลึง กับผู้ป่วยวัณโรค histoplasmosis, cryptococcosis รวมทั้งโรคติดเชื้อราทั้งระบบอื่นๆ ทำให้มีความต้องการวิธีการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีความจำเพาะและเชื่อถือได้ ดังนั้น monoclonal antibody (MAb) ที่จำเพาะต่อเชื้อ P. marneffei คือ 3C2, 8C3, 8B11 และ 3B9 จึงได้ถูกผลิตขึ้นจากเซลล์ลูกผสมที่ได้จากหนู BALB/c ที่ถูกกระตุ้นด้วยแอนติเจน "crude culture filtrate" ที่เตรียมจากเชื้อในรูปราสาย จากนั้นทำการตรวจกรองและตรวจสอบ เซลล์ลูกผสมที่ได้โดยใช้แอนติเจนที่เตรียมจากเชื้อราอื่นๆ โดยวิธี ELISA, immunoblotting และ immunofluorescent staining จากการตรวจสอบ MAbs ที่ได้ด้วยวิธี immunoblotting พบว่า 3C2 ซึ่งเป็น IgG(,1) subclass ทำปฏิกริยาจำเพาะกับ denatured form ของ 38-kDa แอนติเจน ในขณะที่ 8B11 และ 3B9 ซึ่งเป็น IgM subclass ทำปฏิกริยากับสารที่มี น้ำหนักโมเลกุลสูง (มากกว่า 200 kDa) ที่ถูกผลิตจากเชื้อทั้งในรูปราสายและส่าได้ดี และ พบว่า immunoreactive epitopes ของ 8B11 และ 3B9 น่าจะเป็นส่วนของ carbohydrate โดยพิจารณาจากการที่บริเวณดังกล่าวถูกย้อมได้ด้วย Concanavalin A และไวต่อการทำ ปฏิกิริยา กับ periodate ซึ่งตรงข้ามกับ immunoreactive epitopes ของ 8C3 ซึ่งเป็น IgM subclass และ 3C2 ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเมื่อทำปฏิกริยากับ periodate เมื่อตรวจสอบ MAbs ด้วยวิธี immunofluorescent staining พบว่า MAbs ชนิด IgM ทั้ง 3 ตัว ทำปฏิกริยากับเชื้อ ~iP. marneffei ทั้งในรูปราสายและส่าได้ดี แต่ไม่ทำปฏิกริยากับเชื้อ Histoplasma capsulatum ในรูปส่าและเชื้อ Cryptococcus neoformans ซึ่งมีลักษณะคล้ายคลึง กับเชื้อ P. marneffei มาก ดังนั้น MAbs เหล่านี้จึงมีประโยชน์ที่จะนำมาใช้พัฒนาวิธี ทดสอบเพื่อใช้วินิจฉัยโรคเพ็นนิซิลิโอซีส มาร์เนฟฟิไอ ดังเช่นการตรวจหาเชื้อ P. marneffei ใน culture และ tissue biopsy specimens โดยวิธี immunofluorescent staining สำหรับการศึกษาระบาดวิทยาจากพันธุกรรมของเชื้อ P. marneffei จำนวน 67 สายพันธุ์ โดยการใช้เทคนิค pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) พบว่าวิธีดังกล่าวสามารถ จำแนกเชื้อที่ตรวจสอบออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ (macrorestriction pattern, MP) และ 9 กลุ่มย่อย (MP subclass) หลังจากการย่อยสารพันธุกรรมของเชื้อด้วยเอ็นไซม์ NotI จากจำนวนเชื้อที่ แยกได้จากผู้ป่วย 64 สายพันธุ์ พบว่า 42 สายพันธุ์ (65.6%) อยู่ในกลุ่ม MPI แบ่งออกเป็น MPIa 8 สายพันธุ์, MPIb 11 สายพันธุ์, MPIc 10 สายพันธุ์, MPId 3 สายพันธุ์ MPIe 5 สายพันธุ์ และ MPIf 3 สายพันธุ์ ในขณะที่ 22 สายพันธุ์ (34.4%) อยู่ในกลุ่ม MPII แบ่งออกเป็น MPIIa 6 สายพันธุ์, MPIIb 4 สายพันธุ์ และ MPIIc 7 สายพันธุ์ ส่วนเชื้อที่แยกได้จากตัวอ้นนั้น 2 สายพันธุ์อยู่ในกลุ่มย่อย MPIa และอีก 1 สายพันธุ์อยู่ในกลุ่มย่อย MPIc ผลการศึกษานี้ไม่พบ ความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญระหว่างพันธุกรรมของเชื้อที่ถูกจัดแบ่งเป็นกลุ่มต่างๆ โดยวิธี PFGE กับภูมิภาคหรือชนิดของตัวอย่างจากผู้ป่วย แต่มีข้อสังเกตคือพบว่าสายพันธุ์ที่แยกได้ ก่อนปี พ.ศ.2538 จะเป็น MPI ทั้งหมด ส่วนสายพันธุ์ในกลุ่ม MPII ค่อยๆ พบเพิ่มจำนวน มากขึ้นหลังจากเวลานั้นเป็นต้นมา อย่างไรก็ตามการนำข้อมูลทางระบาดวิทยาจากพันธุกรรม ของเชื้อที่จะนำไปใช้นี้จะต้องมีการศึกษาสายพันธุ์ของเชื้อเพิ่มเติมต่อไป
Degree Name
Doctor of Philosophy
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Department
Faculty of Science
Degree Discipline
Microbiology
Degree Grantor(s)
Mahidol University