CN110483623A - 一种戊型肝炎orf2蛋白 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种戊型肝炎病毒ORF2蛋白,其氨基酸序列为SEQ ID NO:2。本发明的Hexon蛋白可用于制备疫苗或诊断试剂。本发明的ORF2蛋白制备的戊型肝炎亚单位疫苗具有抗原稳定性高,纯度高,特异性强,不产生其他不相关抗体,检测方法方便准确的特点,为工业化生产戊型肝炎亚单位疫苗奠定了坚实的基础。

Description

一种戊型肝炎ORF2蛋白
技术领域
本发明属于疫苗蛋白筛选技术领域,具体涉及一种戊型肝炎ORF2蛋白。
背景技术
戊型肝炎是由戊型肝炎病毒(Hepatitis E Virus,HEV)引起的以肠道传播为主的传染性疾病,具有急性病毒性肝炎的临床和流行病学特征,是一种经肠道传播的严重危害人类健康的病毒性肝炎。目前戊型肝炎在我国以及许多发展中国家中流行,在少数发达国家呈散发性流行。HEV是一种人畜共患病毒,已有报道显示HEV在自然条件下能感染鸡、鹿和兔等多种动物。戊型肝炎在一些爆发性发病鸡群中会使产蛋率下降20%以上。产蛋肉种鸡和30~72周龄产蛋母鸡HS综合征死亡率比正常死亡率高,40~50周龄发病率最高。病鸡可能出现鸡冠、肉垂苍白、沉郁、食欲不振、肛门口羽毛污染或有糊状粪便。
现有的戊型肝炎疫苗为传统疫苗,是使用完整的病原体作为制苗用抗原。传统的灭活疫苗具有独特的优势如免疫后抗体均一,抗体效价高,但也存在制造疫苗使用的毒株培养困难,与临床流行毒株的抗原性存在较大差异,从而影响了攻毒保护效果的缺点,从而制约了灭活疫苗的应用。而且,使用全病毒抗原制备的传统疫苗免疫后产生的抗体,在临床上无法区分野毒感染或是疫苗免疫产生,会导致干扰疫情的监测。为解决传统疫苗的问题,就需要筛选新的毒株或者开发新的亚单位疫苗以克服现有疫苗的问题;因此筛选获得适用于制备亚单位疫苗的抗原蛋白就尤为关键。
发明内容
本发明目的是提供一种戊型肝炎ORF2蛋白,从而弥补现有技术的不足。
本发明首先提供一种戊型肝炎病毒ORF2蛋白,包含有:
1)氨基酸序列为SEQ ID NO:2的蛋白;
2)在1)的蛋白上取代、缺失、添加一个或几个氨基酸,且具有1)中蛋白功能的蛋白;
编码上述戊型肝炎蛋白的基因,其核苷酸序列为SEQ ID NO:1,
对上述的ORF2蛋白进行优化,优化后的ORF2蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO:4;编码基因的序列为SEQ ID NO:3;
本发明的戊型肝炎ORF2蛋白可用于制备疫苗或诊断试剂。
本发明的戊型肝炎ORF2蛋白制备的亚单位疫苗具有抗原稳定性高,纯度高,特异性强,不产生其他不相关抗体,检测方法方便准确的特点,为工业化生产戊型肝炎疫苗和诊断试剂奠定了坚实的基础。
具体实施方式
本发明从全国各地临床发生戊型肝炎的养殖场分离HEV,并对其临床流行病学和遗传变异进行分析,筛选到一株免疫原性好的戊型肝炎病毒(QD07株),从中获得了一种新型的戊型肝炎病毒抗原蛋白(ORF2蛋白),将其在大肠杆菌中获得进行可溶性的表达,制备亚单位疫苗。
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1:ORF2基因的扩增及序列分析
2018年自大连地区的部分肉种鸡发生疑似戊型肝炎,经临床调查和实验室检测,初步诊断为戊型肝炎。经调查上述的发病鸡群之前已经注射过戊型肝炎疫苗,也做过中和抗体的检测。怀疑有戊型肝炎病毒在疫苗的选择压力下发生了突变,从发病鸡病料样品中分离出戊型肝炎病毒QD07株,作为扩增的模板。
1、扩增戊型肝炎病毒ORF2基因
根据NCBI中发表的戊型肝炎病毒ORF2基因序列,设计并合成了引物,引物的序列信息如下:
primer1:5′-ATGTCGGTGCGTGGATTGTTGCTC-3′;
primer2:5′-CTAGGGTGGTGAGGGAAACGT-3′。
提取分离的病毒的核酸作为模板,用引物primer1和primer2进行PCR扩增目的片段,经序列测定核苷酸序列为SEQ ID NO:1,编码蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO:2。与NCBI中已公布的戊型肝炎病毒ORF2基因进行核苷酸序列比对分析,结果核苷酸同源性约为83.4%~91.7%;推导的氨基酸第39位(Q 变H)、198位(Y变F)、240位(G变P)、294位(T变A)、306位(D变E)、 317位(L变I)、398位(S变T)、442位(A变D)、468位(T变N)、506 位(F变I)发生变异,氨基酸序列同源性分析约为78.6%~97.1%。结果表明,分离的病毒为新的戊型肝炎病毒,含有新的ORF2基因。
2、优化并合成戊型肝炎病毒ORF2基因
分析所获得的戊型肝炎病毒ORF2基因的抗原特性,将ORF2基因的结构域进行剪切,将N端330aa剪切掉,把C端5aa剪切掉,并将N端加入3个脯氨酸3个精氨酸,帮助蛋白进行空间折叠和进行可溶性表达,同时将C(剪切修饰后的第61位、255位、256位)突变为R来帮助蛋白进行可溶性表达,表达出具有正确空间结构的蛋白,将其抗原位点更好地暴露出来。优化修饰后的氨基酸的序列为SEQ ID NO:4,能很好地表达出抗原位点。通过以上的优化突变达到蛋白在大肠杆菌内的可溶性表达。
设计合成用于ORF2蛋白表达的核苷酸序列为SEQ ID NO:3,送上海生物工程有限公司公司合成后为模板,用引物primer3和primer4进行PCR扩增,目的片段产物回收连接pMD18-T载体,转化和筛选阳性克隆pMD18-T-ORF2。
引物primer3和primer4的序列信息如下:
primer3:5′-TTGAATTCCCCCCGCCGAGAAGAAGGA-3′;
primer4:5′-AAGCGGCCGCCTACGTCCTACTAAGCCG-3′。
实施例2:戊型肝炎病毒ORF2蛋白的重组表达
1.ORF2蛋白的制备方法
包括以下步骤:a.构建表达载体;b.构建表达菌株;c.重组ORF2蛋白的诱导和提取纯化。
a.构建表达载体:
将阳性克隆质粒pMD18-T-ORF2和表达载体pET28a载体分别用EcoRI和 NotI双酶切产物经1.2%琼脂糖凝胶电泳后,用DNA凝胶回收试剂盒回收,分别获得约5400bp和850bp片段,在16℃定向连接构建pET28a表达载体;测序验证序列和读码框无误后,将质粒线性化后,转化入BL21感受态细胞。
b.构建表达菌株、蛋白提取纯化:
转化后,37℃培养18h。挑取单菌落于LB液体培养基(含卡那霉素)中, 37℃摇床振荡培养16小时后,10000r/min离心5min,收集菌体后,用沸水浴煮5min,12000r/min离心2min离心取上清作为模板,进行PCR鉴定,PCR反应条件:94℃预变性5min;94℃1min,55℃1min,72℃1min,共进行32个循环;72℃10min。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,可以扩增出约850bp 条带。检测结果表明,含ORF2基因的重组质粒成功转入BL21感受态细胞。将PCR检测阳性的菌株分别接种30mL LB培养基中,37℃摇床培养至 OD600=0.6,加入IPTG至终浓度1mmol/L,诱导6h,培养物离心后用1/20体积的PBS重悬,破碎后,离心取上清进行SDS-PAGE检测。同时,将没有改造前的基因(即含SEQ ID NO:1基因)转入pET28a表达载体,作为未改造对照菌株进行了表达,破碎后取沉淀进行SDS-PAGE检测。结果,改造后的菌株(含核苷酸序列为SEQ ID NO:3)表达了可溶性的蛋白,蛋白存在于上清中,纯度为43%;未改造对照菌表达的蛋白以不可溶的包涵体形式存在。
将诱导后的菌体破碎后取上清进行纯化,按照说明书进行Ni-NTA纯化蛋白及透析。将蛋白表达量高的阳性的表达菌株命名为BL21-ORF2。
实施例3:亚单位疫苗的制备
一、亚单位疫苗制备
1.制苗用ORF2蛋白的制备
将BL21-ORF2菌株接种于含卡那霉素的LB液体培养基中,30℃振荡培养 18小时,定量分装,经纯粹检验后,作为一级种子。取一级种子接种于LB液体培养基中,37℃振荡培养18小时,经镜检后,置2~8℃保存。按发酵罐容积60%(V/V)加入LB液体培养基,同时按培养基0.1%(V/V)加入消泡剂,通入高温蒸汽灭菌30分钟,待培养基温度降至37℃,接种ORF2蛋白生产用二级种子液,发酵罐参数设置分别为搅拌速度800r/min,温度37℃,维持DO 值(溶氧量)在20%。培养4小时后的菌液补加乳糖,诱导表达培养6h;发酵培养菌液经管式离心机10000r/min离心30分钟,收获的菌体沉淀破碎后,取上清经Ni-NTA纯化蛋白。
2.灭活
将蛋白液置于灭活瓶内,计量加入10%甲醛溶液,随加随摇,使其充分混合,甲醛溶液的最终浓度为0.1%。加甲醛溶液后倒入另一灭活瓶中,以避免瓶口附近粘附的蛋白液未能接触灭活剂。37℃灭活16小时后取出,置2~8℃保存。
3.半成品检验
(1)无菌检验按现行《中国兽药典》附录进行无菌检验。
(2)蛋白含量测定按Bradford法检测蛋白含量。
(3)灭活检验将灭活后的蛋白液取少量接种LB固体培养基,置于37℃继续培养72小时。观察无菌落生长,判灭活检验合格。
5.亚单位疫苗成品制备
经过检验合格后的半成品蛋白抗原进行疫苗制备(以下配制中各液体成分按体积比计)。
(1)油相制备取兽用白油95份,硬脂酸铝1份,置于油相制备罐中加热至80℃后,再加司本-80 5份,至温度达到115℃时,维持30min,冷却后备用。
(2)水相制备将ORF2蛋白使用生理盐水稀释成30μg/0.2ml,配成制苗用抗原液。取灭菌后的5份吐温-80,加入配液罐中,同时加入制苗用抗原液 95份,搅拌20~30min,使吐温-80完全溶解。
(3)乳化取油相2份放于高速剪切机内,开动电机慢速转动搅拌,同时徐徐加入水相1份,以10000r/min,乳化5分钟。乳化后,取10ml,以3000r/min 离心15分钟,管底析出的水相应不超过0.5ml。
二、亚单位疫苗成品检验
(1)性状
外观疫苗应为乳白色乳剂,无杂质并且外包装应合格。检验均合格。
剂型为油包水型。取一清洁吸管,吸取少量疫苗滴入冷水中,除第1滴外,均应不扩散。检验结果合格。
稳定性吸取疫苗10ml加入离心管中,以3000r/min离心15分钟,管底析出的水相应不超过0.5ml。检验结果合格。
黏度按现行《中国兽药典》附录进行,应符合规定。检验结果合格。
(2)装量检查按现行《中国兽药典》附录进行,应符合规定。检验结果合格。
(3)无菌检验按现行《中国兽药典》附录进行,应符合规定。检验结果合格。
(4)安全检验用7日龄SPF鸡10只,每只颈部皮下注射亚单位疫苗2.0ml,同时设对照5只,在相同的条件下饲养,连续观察14日,记录试验鸡采食、饮水及临床情况。结果均未出现由疫苗引起的任何局部和全身不良反应。
(5)效力检验
5.1最小免疫剂量和使用剂量的测定用本发明制备的戊型肝炎亚单位疫苗以不同剂量分别颈部皮下接种50周龄的SPF鸡,免疫剂量分别为0.3ml/只、 0.1ml/只、0.03ml/只,同时设未免疫疫苗的对照组。免疫后28日攻毒戊型肝炎病毒临床分离株(YB07株),点眼滴鼻0.2ml/只(病毒含量为107.0LD50/0.1ml),连续观察14日,记录产蛋和发病死亡情况。结果表明,对照组6/10发病死亡,产蛋率下降40%;0.03ml/只~0.3ml/只免疫组鸡均10/10健活,产蛋率无变化 (表1)。
因此将戊型肝炎亚单位疫苗最小免疫剂量确定为0.03ml/只。为保证疫苗质量,将疫苗的使用剂量确定为3.3倍最小免疫剂量即0.1ml/只。
表1:最小免疫剂量的攻毒保护结果
注:“-”表示未进行相关试验。
5.2对地方流行毒株的攻毒保护:
50周龄SPF鸡60只,每只颈部皮下注射本发明的戊型肝炎亚单位疫苗, 0.1ml/只,另取60只同日龄SPF鸡作为不免疫作对照。于免疫后28日,免疫组和对照组均点眼攻毒10株各地方分离株,点眼滴鼻0.2ml/只(病毒含量为 107.0LD50/0.1ml),攻毒后观察14日,记录发病死亡情况,产蛋率变化。
结果表明,ORF2蛋白制备的戊型肝炎亚单位疫苗能抵御各地方病毒分离株的攻击(参见表2);结果表明本发明制备的ORF2蛋白亚单位疫苗具有良好的免疫效果,可以保护免疫鸡抵抗戊型肝炎的攻击。
而且,使用实施例1筛选的YB07病毒株进行攻毒实验,结果表明本发明 ORF2蛋白制备的亚单位疫苗的免疫效果最好。
表2对地方流行毒株的攻毒保护
5.3与市售疫苗的比较试验用目前市售戊型肝炎疫苗和本发明制备的亚单位疫苗分别免疫50周龄SPF鸡,每只颈部皮下注射本发明的戊型肝炎亚单位疫苗,0.1ml/只,另取同日龄SPF鸡作为不免疫作对照。于免疫后28日,免疫组和对照组均点眼攻毒0.2ml/只(戊型肝炎病毒含量为107.0LD50/0.1ml),攻毒后观察14日,记录发病死亡情况,产蛋率变化。
结果,本发明制备的ORF2蛋白亚单位疫苗具有良好的免疫效果,可以完全保护(10/10)免疫鸡抵抗戊型肝炎的攻击,产蛋率无变化;市售戊型肝炎疫苗免疫鸡的攻毒保护率为5/10,产蛋率下降22%;不免疫对照组发病死亡率为 6/10,产蛋率下降40%。结果表明本发明亚单位疫苗的免疫效果更好。
序列表
<110> 青岛易邦生物工程有限公司
<120> 一种戊型肝炎ORF2蛋白
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1821
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
atgtcggtgc gtggattgtt gctcatgctt gcaatgtgct gcggggtgtc aaggggctcc 60
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Asp Gly Thr Thr Ser Asn Ile Met Ser Thr Glu Ser Ser Asn Tyr Ala
115 120 125
Gln Tyr Arg Val Gln Gly Leu Thr Val Arg Trp Arg Pro Val Val Pro
130 135 140
Asn Ala Val Gly Gly Phe Ser Ile Ser Met Ala Tyr Trp Pro Gln Thr
145 150 155 160
Thr Ser Thr Pro Thr Ser Ile Asp Met Asn Ser Ile Thr Ser Thr Asp
165 170 175
Val Arg Val Val Leu Gln Pro Gly Ser Ala Gly Leu Leu Thr Ile Pro
180 185 190
His Glu Arg Leu Ala Phe Lys Asn Asn Gly Trp Arg Ser Val Glu Thr
195 200 205
Val Ser Val Pro Gln Glu Asp Ala Thr Ser Gly Met Leu Met Val Cys
210 215 220
Val His Gly Thr Pro Trp Asn Ser Tyr Thr Asn Ser Val Tyr Thr Pro
225 230 235 240
Pro Leu Gly Met Val Asp Phe Ala Ile Arg Leu Gln Leu Arg Asn Leu
245 250 255
Ser Pro Gly Asn Thr Asn Ala Arg Val Thr Arg Val Lys Val Thr Ala
260 265 270
Pro His Thr Ile Lys Ala Asp Pro Thr Gly Ala Thr Ile Thr Thr Ala
275 280 285
Ala Ala Ala Arg Phe His Ala Asp Val Arg Trp Gly Leu Gly Val Ala
290 295 300
Glu Glu Gly Glu Val Gly His Gly Ile Leu Gly Val Ile Phe Asn Leu
305 310 315 320
Ala Asp Thr Val Leu Gly Gly Leu Pro Ser Thr Leu Leu Arg Ala Ala
325 330 335
Ser Gly Gln Tyr Met Tyr Gly Arg Pro Val Gly Asn Ala Asn Gly Glu
340 345 350
Pro Glu Val Lys Leu Tyr Met Ser Val Glu Asp Ala Val Asn Asp Lys
355 360 365
Pro Ile Met Val Pro His Asp Ile Asn Leu Gly Thr Ser Thr Val Thr
370 375 380
Cys Gln Asp Tyr Gly Asn Gln His Val Asp Asp Arg Pro Thr Pro Ala
385 390 395 400
Pro Ala Pro Lys Arg Ala Leu Gly Thr Leu Arg Ser Gly Asp Val Leu
405 410 415
Arg Ile Ser Gly Ser Met Gln Tyr Val Thr Asn Ala Glu Leu Leu Pro
420 425 430
Gln Ser Val Ser Gln Gly Tyr Phe Gly Asp Gly Ser Thr Met Met Val
435 440 445
His Asn Leu Met Thr Gly Val Arg Ala Pro Ala Ser Ser Val Asp Trp
450 455 460
Thr Lys Ala Asn Val Asp Gly Val Gln Val Lys Thr Val Asp Ala Ser
465 470 475 480
Ser Gly Ser Asn Arg Phe Ala Ala Leu Pro Ala Phe Gly Lys Pro Ala
485 490 495
Val Trp Gly Pro Gln Gly Ala Gly Tyr Ile Tyr Gln Tyr Asn Ser Thr
500 505 510
His Gln Glu Trp Ile Tyr Phe Leu Gln Asn Gly Ser Ser Val Val Trp
515 520 525
Tyr Ala Tyr Thr Asn Met Leu Gly Gln Lys Ser Asp Thr Ser Ile Leu
530 535 540
Phe Glu Val Arg Pro Ile Gln Ala Ser Asp Gln Pro Trp Phe Leu Ala
545 550 555 560
His His Thr Gly Gly Asp Asp Cys Thr Thr Cys Leu Pro Leu Gly Leu
565 570 575
Arg Thr Cys Cys Arg Gln Ala Pro Glu Asp Gln Ser Pro Asp Thr Arg
580 585 590
Arg Leu Leu Asp Arg Leu Ser Arg Thr Phe Pro Ser Pro Pro
595 600 605
<210> 3
<211> 834
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
cccccgccga gaagaaggac actgttgcgt gcagcaagtg gtcagtatat gtatggcagg 60
cctgttggga atgccaatgg tgagcctgaa gtgaagctgt atatgtctgt ggaggatgct 120
gttaatgaca aacccataat ggtcccccac gacattaacc ttgggactag cactgttacc 180
agacaggatt atgggaacca acatgtggac gaccgcccga ccccggcccc ggccccaaag 240
cgtgcccttg gcaccttacg gtcgggtgat gtcctgcgga tatctggttc tatgcagtat 300
gtgaccaatg ctgagttgtt gccgcagagc gtgtcccagg gttactttgg cgatggtagc 360
accatgatgg tgcataacct tatgaccggt gtgcgcgccc ctgctagttc ggtcgactgg 420
acaaaagcga acgtggacgg ggttcaggtt aagacagttg atgccagctc cggtagtaac 480
agatttgctg ctttgcccgc atttggcaaa ccagccgtgt gggggcctca gggtgctggg 540
tatatctatc agtacaacag cacccaccag gagtggattt atttcctcca gaatggtagc 600
tccgtggttt ggtacgcata tactaacatg ttgggccaga agtccgacac atccattctc 660
tttgaagtgc ggcccattca agctagtgac cagccctggt tcctggcgca ccacacaggt 720
ggtgatgatt gcactacctg cctgccgctt ggactcagga ctagaagacg ccaggcgcct 780
gaggatcaat cgcctgatac gcgtcgactt ctggaccggc ttagtaggac gtag 834
<210> 4
<211> 277
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
Pro Pro Pro Arg Arg Arg Thr Leu Leu Arg Ala Ala Ser Gly Gln Tyr
1 5 10 15
Met Tyr Gly Arg Pro Val Gly Asn Ala Asn Gly Glu Pro Glu Val Lys
20 25 30
Leu Tyr Met Ser Val Glu Asp Ala Val Asn Asp Lys Pro Ile Met Val
35 40 45
Pro His Asp Ile Asn Leu Gly Thr Ser Thr Val Thr Arg Gln Asp Tyr
50 55 60
Gly Asn Gln His Val Asp Asp Arg Pro Thr Pro Ala Pro Ala Pro Lys
65 70 75 80
Arg Ala Leu Gly Thr Leu Arg Ser Gly Asp Val Leu Arg Ile Ser Gly
85 90 95
Ser Met Gln Tyr Val Thr Asn Ala Glu Leu Leu Pro Gln Ser Val Ser
100 105 110
Gln Gly Tyr Phe Gly Asp Gly Ser Thr Met Met Val His Asn Leu Met
115 120 125
Thr Gly Val Arg Ala Pro Ala Ser Ser Val Asp Trp Thr Lys Ala Asn
130 135 140
Val Asp Gly Val Gln Val Lys Thr Val Asp Ala Ser Ser Gly Ser Asn
145 150 155 160
Arg Phe Ala Ala Leu Pro Ala Phe Gly Lys Pro Ala Val Trp Gly Pro
165 170 175
Gln Gly Ala Gly Tyr Ile Tyr Gln Tyr Asn Ser Thr His Gln Glu Trp
180 185 190
Ile Tyr Phe Leu Gln Asn Gly Ser Ser Val Val Trp Tyr Ala Tyr Thr
195 200 205
Asn Met Leu Gly Gln Lys Ser Asp Thr Ser Ile Leu Phe Glu Val Arg
210 215 220
Pro Ile Gln Ala Ser Asp Gln Pro Trp Phe Leu Ala His His Thr Gly
225 230 235 240
Gly Asp Asp Cys Thr Thr Cys Leu Pro Leu Gly Leu Arg Thr Arg Arg
245 250 255
Arg Gln Ala Pro Glu Asp Gln Ser Pro Asp Thr Arg Arg Leu Leu Asp
260 265 270
Arg Leu Ser Arg Thr
275

Claims (5)

1.一种戊型肝炎病毒ORF2蛋白,其特征在于,所述的ORF2蛋白包含有:
1)核苷酸序列为SEQ ID NO:1的基因编码的蛋白;
2)在1)的蛋白上取代、缺失、添加一个或几个氨基酸,且具有1)中蛋白功能的蛋白,氨基酸序列为SEQ ID NO:2。
2.一种基因,其特征在于,所述的基因编码权利要求1所述的ORF2蛋白。
3.如权利要求2所述的基因,其特征在于,所述基因的核苷酸序列为SEQ ID NO:3。
4.权利要求1所述的ORF2蛋白在制备疫苗或诊断试剂中的应用。
5.如权利要求4所述的应用,其特征在于,所述的疫苗为亚单位疫苗。
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