一株鸡源H9N2禽流感病毒毒株的分离鉴定和纯化方法及其应用
技术领域
本发明涉及动物病毒学领域,本发明提供了一株重组的鸡源H9N2禽流感病毒毒株的分离鉴定和纯化方法及其生物学特性,以及其在生物学上的应用。
背景技术
禽流感病毒(AIV)隶属于正粘病毒科A型流感病毒属,基因组分为8个节段。核酸总长度约为13.6kb,编码至少11个病毒蛋白。由于AIV负链、分节段的RNA病毒性质,病毒很容易发生变异并不断的突破其感染宿主的种属障碍,引起新的流感流行。AIV据其致病性可分为高致病性AIV(Highly Pathogenic Avian Influenza virus,HPA1V)和低致病性AIV(LowPathogenic Avian Influenza virus,LPAIV),感染家禽的HPAIV和LPAIV分别以H5和H9亚型为主。
自1966年首次在北美的火鸡体内分离到H9N2亚型AIV以来,该亚型的病毒不断传播,目前已在全世界范围的禽群中广泛存在。我国也于1992年首次报道了鸡群中H9N2亚型AIV的感染。H9N2亚型是目前我国鸡群中存在的AIV的主要亚型,占禽流感总发病率90%以上。H9N2亚型禽流感发病后虽然致死率不高(一般不超过30%),但常导致呼吸道症状,蛋鸡的产蛋下降,并使鸡群易继发严重的呼吸道疾病,影响家禽生产性能。AI不仅对我国的养殖业造成了严重损失,而且对人类健康也构成了威胁。我国在禽流感的防控中采取了疫苗免疫和扑杀的政策,实践证明该政策对控制禽流感的大规模流行起到了重要作用。积极开展流行病学调查,密切追踪AIV的分子进化和抗原变异,选择免疫保护性好的H9N2流感病毒疫苗株,才能保证疫苗良好的免疫效果。
世界范围内的H9N2 AIV可分为北美谱系和欧亚谱系。而欧亚谱系又可分为:A/chicken/beijing/1/1994-like(BJ 94)分支、A/quail/Hongkong/G1/1997-like(G1 97)分支、A/duck/Hongkong/Y439/1997-like(Y439 97)分支以及国内近年来出现的A/shanghai/F/1998(F 98)分支。鸡群是中国国内数量最大的禽群,也是人类最常接触到的禽类。所以对鸡群进行长期的AIV分子流行病学监测,密切观注其传播和进化情况,具有重要的公共卫生学的意义。
发明内容
本发明的发明人提供了一种重组的鸡源的A/chicken/Shandong/B4/2007 H9N2禽流感病毒毒株,并提供了该毒株的全基因组序列,阐明其8个基因片段与国内经典的H9N2病毒株在系统进化上的差异,从而为H9N2病毒的分子进化和流行病学研究提供资料,同时提供了该毒株的分离、鉴定和纯化的方法以及该毒株的部分生物学性质,以明确其作为H9N2流感疫苗侯选毒株和HA-HI实验抗原的可行性。
发明人对该毒株进行了生物保藏,其保藏编号为:CCTCC NO:V200812。
该病毒的全基因序列如说明书中所示,其中其HA、NA、NS基因隶属于BJ 94分支,NP、PA、PB2和PB1基因隶属于F 98分支,M基因属于G1 97分支,加之该病毒的全基因组序列测定表明,因此,这是一株重组毒株。
针对该病毒的特性,发明人采用的分离及鉴定方法如下:
取发病鸡的内脏器官(肝、肾、脾等)加入适量的灭菌生理盐水研磨成匀浆,反复冻融3次,8000转/分钟(rpm)离心10分钟,弃去上层脂肪,吸取中间的液体。加入青霉素和链霉素4℃处理1小时后,再次8000转/分钟离心10分钟,取上清经尿囊腔接种11日龄的SPF鸡胚,0.2ml/枚,置孵化器中培养72小时。每天观察两次,弃除24小时内的污染胚,收取死亡胚的尿囊液。通过血凝试验检测尿囊液的HA效价,并据此制备4单位病毒,用标准的H5和H9亚型AIV阳性血清以及新城疫病毒(NDV)阳性血清进行HI试验,鉴定病毒为H9亚型AIV与NDV的混合感染。
为了得到纯化的病毒,发明人采用的纯化方法如下:
首先使用ND阳性血清中和法进行初步纯化,然后再用有限稀释法进一步纯化。最终收获的含毒尿囊液再次通过H5和H9亚型AIV阳性血清以及新城疫病毒(NDV)阳性血清进行HI试验,鉴定表明获得了纯化的H9亚型AIV。
通过上述方法得到的纯化的H9亚型AIV,可以进行下述的各种操作,其确定其各种性质:
1.病毒在鸡胚中的生长特性该病毒在鸡胚中可高滴度生长,血凝素效价稳定在210左右。
2.毒株EID50的测定将毒株10倍系列稀释后,各取0.2ml接种11日龄SPF鸡胚。收集96小时内死亡的鸡胚尿囊液,测定HA效价,确定鸡胚感染情况。计算EID50,确定毒株对鸡胚的毒力。该病毒对鸡胚的半数感染量(EID50)为10-5.75/0.2ml。
3.病毒的交叉血凝抑制实验及HA抗原相关性分析分别制备12株AIV分离毒株的油乳剂灭活苗,免疫SPF鸡,在隔离饲养器内制备单因子血清,用于交叉HI试验,检测该H9N2病毒的HA抗原是否广谱。结果该病毒与其余11株H9N2病毒的HA抗原相关性均大于0.84,表明这株病毒与其余毒株的HA抗原相关性好,可用做H9N2禽流感疫苗的候选毒株。
4.病毒的全基因组序列测定参考genbank上已发表的H9亚型AIV序列资料,设计并合成了AIV基因组8个基因片段(PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M、NS)的RT-PCR引物。优化不同基因片段的RT-PCR反应体系和循环参数,分别扩增H9亚型AIV各基因片段。RT-PCR产物进行胶回收,与pEASY-T1载体连接,转化DH5α感受态细胞。挑取白色菌落扩增后提取质粒,酶切鉴定为阳性者进行测序。为了保证测序结果的准确性,每个基因片段各测3个阳性克隆的序列,该病毒的全基因组序列测定表明,这是一株重组毒株,其HA、NA、NS基因隶属于BJ94分支,NP、PA、PB2和PB1基因隶属于F98分支,M基因属于G197分支。其具体的基因组序列如说明书中所示,说明书中序列表按照PB2,PB1,PA,HA,NP,NA,M,NS的顺序顺次排列为1-8。
通过该毒株生物学性质的测定可知:A/chicken/Shandong/B4/2007 H9N2可在鸡胚中高滴度增殖,而且其血凝素蛋白(HA)抗原性好,因此可以作为H9N2流感疫苗侯选毒株,用于灭活疫苗或基因工程疫苗的研发,可采用现有的疫苗加工方法;也可以用作HA-HI实验抗原,检测待检血清中是否存在针对H9亚型血凝素抗原的抗体。
保藏信息
保藏时间:2008年12月8日
保藏单位名称:中国典型培养物保藏中心 CCTCC
保藏编号:CCTCC NO:V200812
保藏单位地址:中国武汉大学
分类命名:H9N2流感病毒CK SD B4 07
A/chicken/Shandong/B4/2007
具体实施方式
实施例1
一株重组的鸡源H9N2禽流感病毒毒株A/chicken/Shandong/B4/2007,该病毒的分离和鉴定方法如下:
1.病料的处理与鸡胚尿囊腔接种
取发病鸡的内脏器官(肝、肾、脾等)加入适量的灭菌生理盐水研磨成匀浆,反复冻融3次,8000转/分钟(rpm)离心10分钟,弃去上层脂肪,吸取中间的液体。加入青霉素和链霉素4℃处理1小时后,再次8000转/分钟离心10分钟,取上清经尿囊腔接种11日龄的SPF鸡胚,0.2ml/枚,置孵化器中培养72小时。每天观察两次,弃除24小时内的污染胚,收取其余鸡胚的尿囊液。
2.病毒的鉴定
制备1%浓度的鸡红血球,通过血凝试验(HA)检测尿囊液的HA效价,对于HA效价大于4者,制备4单位病毒。以4单位病毒为待检抗原,与标准的H5和H9亚型禽流感病毒阳性血清以及新城疫病毒(NDV)阳性血清进行血凝抑制试验(HI),鉴定病毒的类型。
实验结果
收获的鸡胚尿囊液HA效价为7-10,据此制备的4单位病毒对标准NDV、H5和H9阳性血清的HI效价分别为:8,0,6.该实验结果表明,该鸡胚尿囊液中含有H9亚型AIV和NDV,而没有H5亚型AIV。
该病毒的纯化方法如下:
1.ND阳性血清中和法初步纯化使用ND阳性血清去除上述混合感染了两种病毒的鸡胚尿囊液中的NDV:将上述含有混合毒的尿囊液与等体积的ND无菌阳性血清混合,37℃作用1小时,然后接种11日龄的SPF鸡胚。收获24-96小时内的鸡胚尿囊液,重复上述的中和步骤,鸡胚传代1次。收获的含毒尿囊液用于下述的纯化。
2.有限稀释法进一步纯化
经中和法纯化得到的鸡胚尿囊液做10-4-10-9倍的倍比稀释,取各稀释度的尿囊液分别接种11日龄的SPF鸡胚尿囊腔。收获的病毒通过HA和HI实验检测是否含有H9亚型AIV。
取稀释倍数最低的含毒尿囊液同上法连续传代2次进行纯化。最终收获的含毒尿囊液再次通过H5和H9亚型AIV阳性血清以及新城疫病毒(NDV)阳性血清进行HI试验,鉴定纯化效果。结果表明,已完全除去了混合感染毒中的NDV,获得了H9亚型AIV的纯化毒株。
实施例2
病毒HA抗原性分析
实验方法:
1.H9单因子血清的制备
将H9N2亚型AIV分离毒株11株以及A/chicken/Shandong/B4/2007,分别制备油乳剂灭活苗。以上述疫苗分别免疫1月龄的SPF鸡,在隔离饲养器内饲养制备单因子血清。共免疫两次,之间间隔2周,第二次免疫14天收集血液,分别制备阳性血清。
2.交叉HI试验
以上述12株病毒为抗原,分别制备其4单位病毒,与上述12种单因子血清进行交叉HI试验,检测这些H9N2病毒的HA抗原的反应性。实验重复三次。取三次实验的平均值用于R值分析,从而确定上述H9N2病毒HA抗原之间的相关性。抗原相关性的判定标准如下:
抗原间的相关性R=√(r1×r2),
R一2株病毒间的抗原性差异
r1一甲病毒对乙血清的HI滴度/甲病毒对甲血清的HI滴度
r2一乙病毒对甲血清的HI滴度/乙病毒对乙血清的HI滴度
如果R=1,表明两个毒株间抗原性相同;如果0.67≤R≤1.5,表明两个毒株间抗原性无明显差异;如果0.5≤R<0.67,表明两个毒株间抗原性有小的差异;如果R<0.5,表明两个毒株间抗原性的明显差异;R值越小,抗原性差异越大。
试验结果:
表1 不同H9N2亚型AIV毒株间的HI交叉试验结果
表2 不同H9N2 AIV毒株间的HA抗原相关性
不同H9N2亚型AIV毒株间的HI交叉试验结果以及HA抗原相关性分析结果分别见表1和表2.由表2可见,A/chicken/Shandong/B4/2007(SD B4 07)与其余11株H9N2病毒的HA抗原相关性均大于0.84,表明该病毒与其余毒株的HA抗原相关性好,可作为H9N2亚型禽流感疫苗的候选毒株。
实施例3
该病毒全基因组序列的测定
实验方法:
1.RT-PCR引物的合成
参考genbank上已发表的H9亚型AIV序列资料,设计并合成了AIV基因组8个基因片段(PB2、PB1、PA、HA、NA、NP、M、NS)的RT-PCR引物(见表3)。
表3 禽流感病毒各基因片段扩增用引物序列
2.病毒RNA的提取
以含毒的鸡胚尿囊液为RNA提取的材料,按照Trizol试剂盒(Invitragen)说明书进行操作。
3.各基因的RT-PCR
使用TAKARA公司的PrimeScriptTMOne Step RT-PCR Kit,反应体系为50ul:RNase FreedH2O 30.5μl,10×Buffer 5μl,Enhancer Solution 1μl,dNTP Mixture 2μl,RNaseInhibitor 1μl,PrimeScriptTMRTase 0.5μl,EX TaqTMHS 1μl,RNA样品6μl,上下游引物各1.5μl。RT-PCR反应条件为:先用50℃ 30min进行反转录,94℃ 5min预变性,然后94℃ 50s变性,退火A(见表4)1min,72℃延伸1-3min(见表4)进行5个循环;然后退火B(见表4)1min,72℃延伸1-3min(见表4)进行25个循环。最后72℃延伸10min,4℃结束反应。
表4 各基因片段的PCR扩增长度和PCR反应参数
4.扩增产物的回收纯化
RT-PCR产物用1%的琼脂糖凝胶进行电泳,按Gel Extraction kit的说明回收和纯化核酸。
5.基因的克隆及酶切鉴定
RT-PCR产物经回收纯化后与pEasy-T1载体(TransGen公司)连接并转化到DH5α感受态细胞(自备)。挑取在Amp+的LB培养基上生长的白色菌落,37℃摇震过夜培养,按PlasmidMini kit I(OMEGA公司)的说明提质粒。提取的质粒通过电泳与空质粒的大小相比较,初步鉴定为阳性者进行双酶切鉴定(限制性内切酶HindIII、Xba I购自Fermentas公司)。酶切体系为20μl,其中待鉴定质粒8μl,DEPC水8μl,10×buffer Tango 2μl,HindIII和Xba I各1μl。
6.AIV分离株8个基因片段的序列测定及分析
每个片段取三个经质粒酶切鉴定为阳性的克隆菌,送公司测序(北京博尚,北京华大,北京迪安百泰公司)。对于分段扩增的片段(HA和PB1),对测序结果进行拼接。使用DNAstar的Lasergene v7.1软件包进行序列的分析。用其中的Seqman程序进行试验毒株和参考毒株序列的编辑及推定的氨基酸的翻译;用MegAlign程序中的Jotun Hein方法比较序列的同源性并绘制系统进化树。各结果如下:
1.各基因的长度、蛋白编码情况以及系统进化分析所使用的核酸范围见表5。
表5 各基因片段概况及系统进化分析所使用的序列区域
2.实验毒株全基因的进化树
图1为HA基因的系统进化树;
图2为NA基因的系统进化树;
图3为M基因的系统进化树;
图4为NS基因的系统进化树;
图5为NP基因的系统进化树;
图6为PA基因的系统进化树;
图7为PB1基因的系统进化树;
图8为PB2基因的系统进化树。
3.表6详细列出了本毒株与参考毒株的全基因的基因型。
表6 实验毒株与参者毒株的全基因组的基因型
附1各个数字所代表的基因类型:1为BJ 1 94,2为SH F 98,3为HK G1 97,4为Y439分支,5为CK HK G9 97
实施例4 该病毒用于HA-HI实验用抗原的制备方法和实验方法
1.抗原的制备方法:
以HN L2 08为种毒,接种10-11日龄SPF鸡胚,弃去24h内死亡鸡胚,无菌收取24-120h内死亡、存活鸡胚尿囊液,加入0.2%甲醛溶液37℃灭活24h,同时加入0.02%叠氮钠作为防腐剂,4℃冰箱内保存。
2.抗原HA效价测定
取96孔血凝板,于前两排每孔加入0.01MPBS缓冲液25ul,每排第一孔加入25ul抗原,以2倍倍比稀释至12孔,加入1%鸡红细胞悬液,混匀后置室温(20-25℃)作用30min,判定HA效价,两排测定的HA效价应一致,否则重新检测。同时设0.01MPBS缓冲液作为阴性对照。
3.HI试验的方法
取96孔血凝板,每孔加入0.01MPBS缓冲液25ul,每排第一孔加入25ul待捡血清,以2倍倍比稀释至11孔。根据抗原HA效价配制4单位抗原,每孔加入4单位抗原25ul,混匀后置室温作用30min。然后加入1%鸡红细胞悬液混匀后置室温作用30min,判定血清样品的HI效价。
<110>山东省农业科学院畜牧兽医研究所
<120>一株鸡源H9N2禽流感病毒毒株的分离鉴定和纯化方法及其应用
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