CN116904406B - 表达h9亚型禽流感病毒ha基因的重组火鸡疱疹病毒 - Google Patents

表达h9亚型禽流感病毒ha基因的重组火鸡疱疹病毒 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒。该重组病毒是将HA优化基因插入到火鸡疱疹病毒复制非必需区的HVT053与HVT054之间获得的,重组病毒毒价高;遗传稳定,可以克服母源抗体干扰,免疫持续期长,能够提供针对H9亚型禽流感的保护;实现了一针防两病,效果明显优于灭活疫苗。

Description

表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒
技术领域
本发明属于兽用生物制品领域,具体是涉及一种表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒。
背景技术
火鸡疱疹病毒(HVT)是目前研究较为热门的病毒载体之一,其基因组较大,可以多位点容纳外源基因的插入并能有效的表达,作为活疫苗载体进入机体后,可诱导高效的细胞免疫应答,用于商品雏鸡的早期免疫。
H9亚型禽流感病毒(AIV)引起的禽类感染和死亡广泛流行于世界的各国和地区,通常与鸡传染性支气管炎病毒、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原体混合感染,对家禽养殖业造成巨大的损失,其HA基因频繁突变引起的病毒抗原性变异也严重威胁着人类的健康。当前尚无控制H9亚型AIV的有效药物,疫苗免疫仍是现阶段防控H9亚型AIV最重要且最有效的措施,因此亟需开发一种安全有效,具有交叉保护能力的疫苗。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒。
本发明的目的还在提供了一种H9亚型禽流感病毒毒株的HA基因组序列。
为实现以上技术目的,本发明采用如下技术方案:
表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒,所述H9亚型禽流感病毒FJ株Avian influenza virus Subtype H9保藏时间为2023年3月4日,保藏地址位于:湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,保藏编号是CCTCC NO:V202312。
进一步的,所述H9亚型禽流感病毒HA基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
进一步的,所述重组火鸡疱疹病毒的核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示。
进一步的,所述重组火鸡疱疹病毒是在火鸡疱疹病毒复制非必需区内处插入H9亚型禽流感病毒HA基因。
进一步的,所述火鸡疱疹病毒复制非必需区的插入位点为HVT053与HVT054之间。
一种表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒在制备禽流感病毒药物和疫苗中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下优势:
本发明提供的H9亚型禽流感病毒FJ株稳定性强,免疫原性好,遗传稳定,具有交叉保护能力。
本研究以连续覆盖火鸡疱疹病毒(HVT)全基因组的Fosmid文库为基础,利用RedET同源重组技术和Gateway LR克隆技术,将携带Pec复合启动子的HA优化基因插入到火鸡疱疹病毒复制非必需区HVT053与HVT054位点处,获得了表达HA蛋白的重组毒rHVT-H9-HA株。动物试验结果表明,rHVT-H9-HA株毒价高;遗传稳定,可以克服母源抗体干扰,免疫持续期长,能够提供针对H9亚型禽流感的保护;同时也实现了一针防两病,效果明显优于灭活疫苗。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1 为H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因序列,其中M:DL1000 DNA Marker;1:样本;2:阳性对照;3:阴性对照;
图2 为神经氨酸酶基因亚型鉴定结果,其中:M:DL1000 DNA Marker;1:样本;2:阳性对照;3:阴性对照;
图3. 为H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因进化分析结果图;
图4 为H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因同源性对比分析结果图;
图5. 为重组病毒rHVT-H9-HA的拯救示意图;
图6. 为重组病毒rHVT-H9-HA的PCR鉴定结果图,其中M: Marker 1: rHVT-H9-HA2: HVT;
图7 为重组病毒rHVT-H9-HA的间接免疫荧光鉴定结果图,其中A: rHVT-H9-HA B:HVT。
H9亚型禽流感病毒FJ株Avian influenza virus Subtype H9保藏时间为2023年3月4日,保藏地址位于:湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,保藏编号是CCTCC NO:V202312。
具体实施方式
以下具体说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。本领域的技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围。
下述实验例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法。
实施例1:H9亚型禽流感病毒分离及鉴定
从福建地区养鸡场采集疑似禽流感病毒(H9亚型)患病鸡的气管和肺脏等组织病料样品,用含2000单位/mL青、链霉素的生理盐水清洗表面,置于灭菌容器中,称重,将病料组织按1:5(m/v)比例加含2000单位/mL青、链霉素的生理盐水研磨成匀浆悬液,反复冻融3次,8000r/min离心10分钟,收集上清,0.22µm滤膜过滤除菌。将组织液经尿囊腔接种10日龄SPF鸡胚,每胚0.1mL,弃去24小时内死胚,120小时后,收获鸡胚液。按照同样方法传15代,收获病毒液,病毒含量为109.0EID50/0.1mL~109.5EID50/0.1mL,HA效价为1:1024~1:2048。
按照RNA提取试剂盒说明书提取RNA,按cDNA合成试剂盒说明书进行cDNA合成。用H9亚型和N2亚型禽流感病毒HA基因特异性引物进行PCR扩增,反应体系为:10×PCR Buffer2.5μL,dNTPs 2.0μL,EX-Taq酶0.25μL,上、下游引物各1.0μL,反转录产物2.0μL,补加DEPC水至总体积25μL,混匀。PCR反应程序为:94℃5分钟,94℃30秒,55℃30秒,72℃45秒,30个循环;72℃10分钟,利用1%琼脂糖凝胶电泳检测扩增,结果见图1, 分离毒采用H9亚型鉴定引物进行RT-PCR扩增,均获得了732bp目的片段;神经氨酸酶基因亚型鉴定结果见图2,由图2结果可以看出,分离毒采用N2亚型鉴定引物进行RT-PCR扩增,均获得了377bp目的片段,确定为N2亚型禽流感病毒。
测序与序列分析按照RNA提取试剂盒说明书提取RNA,按cDNA合成试剂盒说明书进行cDNA合成。利用H9型禽流感病毒HA和NA基因引物进行PCR扩增,PCR反应体系为:10×PCRBuffer 5.0μL,dNTPs 4.0μL,EX-Taq酶0.5μL,上、下游引物各2.0μL,反转录产物5.0μL,补加DEPC水至总体积50μL,混匀。PCR反应程序为:94℃5分钟,94℃45秒,55℃45秒,72℃2分钟,30个循环;72℃10分钟,利用1%琼脂糖凝胶电泳检测扩增结果。将鉴定阳性的PCR产物送至华大基因公司进行序列测定,序列如SEQ ID NO.1所示,确定为H9亚型禽流感病毒,序列分析结果HA基因进化分析结果见图3,同源性比对结果见图4,由结果可以看出,各新分离毒株HA基因均处于欧亚分支,且同源性均不低于91.9%。
H9亚型禽流感病毒FJ株Avian influenza virus Subtype H9保藏时间为2023年3月4日,保藏地址位于:湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,保藏编号是CCTCC NO:V202312。
将病毒液用生理盐水稀释10倍,经翅静脉注射49日龄SPF鸡10只,每只0.2mL,同时取5只鸡作为对照。接种后观察10日。攻毒后第5日,采集每只鸡的喉头和泄殖腔拭子,处理后,尿囊腔接种10日龄SPF鸡胚5枚,每胚0.2mL,37℃孵育观察120小时。24小时内死亡鸡胚弃去不计,收集24小时后死亡鸡胚及120小时内未死亡鸡胚的尿囊液,分别测定红细胞凝集价,每份拭子样品接种的5枚鸡胚中,只要有1枚鸡胚液的凝集价不低于1:16,即可判定病毒分离阳性;对病毒分离阴性的样品,应盲传1次后再进行判定。盲传后仍为阴性,则判为病毒分离阴性,结果显示,分离毒稀释10倍后翅静脉注射49日龄SPF鸡,在攻毒后10日内全部存活,未出现异常反应,攻毒后10/10病毒分离阳性;对照组鸡5/5健活且病毒分离阴性。
采用在同一进化分支上的4株病毒,将病毒液的病毒含量调整为108.0EID50/0.1mL,灭活后与油相按1:2(V/V)比例乳化制备4批疫苗。取28日龄SPF鸡160只,皮下接种4批疫苗,40只/批,0.2mL/只,另取40只作为攻毒对照, 5只作为空白对照。接种后21日,将各免疫组鸡和攻毒对照组鸡分别经翅静脉注射10倍稀释的H9亚型禽流感病毒FJ株、TJ202106-3株、HuN202011-1株和LN202103-3株病毒液0.2mL/只。攻毒后第5日,采集每只鸡的喉头和泄殖腔拭子,处理后,尿囊腔接种10日龄SPF鸡胚5枚,每胚0.2mL,37℃孵育观察120小时。24小时内死亡鸡胚弃去不计,收集24小时后死亡鸡胚及120小时内未死亡鸡胚的尿囊液,分别测定红细胞凝集价,每份拭子样品接种的5枚鸡胚中,只要有1枚鸡胚液的凝集价不低于1:16,即可判定病毒分离阳性;对病毒分离阴性的样品,应盲传1次后再进行判定。盲传后仍为阴性,则判为病毒分离阴性。结果显示,H9亚型禽流感病毒FJ株制备的疫苗免疫后用不同分离株攻毒,均10/10病毒分离阴性,FJ株免疫原性最好。
实施例2. 表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒的构建方法
1.材料
1.1 毒种火鸡疱疹病毒FC126株和H9亚型禽流感病毒FJ株,均由天津瑞普生物技术股份有限公司提供。
1.2 攻毒用毒种H9亚型禽流感病毒FJ株效价109.0EID50/0.1ml,由天津瑞普生物技术股份有限公司提供。
1.3 SPF种蛋和SPF鸡购自北京勃林格殷格翰维通生物技术有限公司。
1.4 鸡抗AIV H9血清由天津瑞普生物技术股份有限公司提供。
1.5 山羊抗鸡IgG 抗体购自Abcam公司。
1.6试剂反转录试剂盒、LR Clonase II enzyme、One Shot ccdB Survival 2 T1Rcompetent cells均购自invitrogen公司;phusion高保真酶、EcoRI、BglII、HindIII、SalI核酸内切酶均购自NEB公司;Counter Selection BAC modification kit购自Gene Bridge公司;EPI300-T1 cells及其fosmid高拷贝诱导剂均购自Epicentre公司。pCAGGS、pENTR质粒由本实验室保存。
1.7 目的基因测序引物根据优化后的H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因设计一对引物。目的基因片段长度1683bp。
1.8鸡新城疫、H9亚型禽流感二联灭活疫苗,由天津瑞普生物技术股份有限公司提供。
2 方法
2.1HVT基因组DNA的提取用9~10日龄SPF鸡胚,按常规方法制备原代和次代鸡胚成纤维细胞,24小时细胞长成单层后,按1×10-4PFU/细胞接种HVT FC-126株,37℃,5%CO2培养72小时,在细胞出现80%病变时,收获。
2.2 HVT基因组Fosmid文库构建用物理方法将上述方法制备的病毒DNA随机剪切成约30-45Kb大小的片段。胶回收30-45Kb的DNA片段,回收产物进行末端修饰。末端修饰反应体系:10×End-Repair Buffer 8μl,2.5mM dNTP Mix 8μl,10mM ATP 8μl,End-Repairenzyme Mix 4μl,浓度为0.5μg/μl的剪切DNA 20μg,最后无菌水补足80μl。室温孵育45分钟,70℃孵育10分钟灭活End-Repair enzyme。精制修饰好末端的DNA,加上Sbf I接头。将回收后的DNA片段连接到pCC1FOS(EPICENTRE)载体上,4℃过夜。连接液进行包装反应,包装好的混和液进行10倍梯度稀释,分别取10-3、10-4、10-5和10-6四个稀释度的稀释液10μl感染100μl EPI300菌株,将此菌涂于含12.5μg/ml氯霉素的LB平板,37℃过夜培养,统计菌落数量,并计算其滴度,结果为4.2×104CFU/ml。即成功构建HVT的fosmid文库。
2.3拯救rHVT病毒粘粒的筛选库构建成功后,挑取288个克隆提取粘粒,用碱裂解法提取粘粒,送大连宝生物公司对插入pCC1 Fos中的HVT DNA片段末端进行测序。
经过末端测序的分析,共得到插入片段两端都连接有完整Fse I-Sbf I接头的克隆246个。从这246个克隆中选取多组用于拯救HVT的5粘粒组合。其中每组中克隆的HVT DNA片段两端都含有Fse I-Sbf I接头,能相互重叠,且能拼接覆盖全HVT基因组。
用Qiagen公司的中量提取试剂盒提取所选择的粘粒的DNA。用Fse I、Sbf I内切酶(均购自New England Biolabs)对所选择的粘粒进行线性化处理,反应条件如下:Sbf I内切酶20U,粘粒5μg,37℃作用2小时,酚/氯仿抽提,异丙醇沉淀制备转染用HVT DNA。参照Reddy SM(2002)的磷酸钙方法将5段HVT DNA共转染次代鸡胚成纤维细胞(CEF),经多次重复,其中有1组5粘粒组合(分别命名为pFosA,pFosB,pFosC,pFosD,pFosE)转染6~8天后出现HVT病毒典型病变,收获此组5粘粒共转染拯救的病毒,命名为rHVT。
2.4表达H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因重组火鸡疱疹病毒的构建为了构建表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组病毒,首先PCR扩增H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因,构建亚克隆进行测序。将H9亚型禽流感病毒FJ株HA基因序列进行密码子优化后送到公司进行基因合成。
利用EcoR I和Bgl II 将扩增获得的HA优化基因与pCAGGS质粒连接形成PCAGG-HA,其次,利用Sal I和Hind III将HA表达框架Pec-HA-POLYA切下并与pEntr MCS(Invitrogen)相连接形成pEntr-HA。
2.5pFosC DEST的构建选取包含HVT 第53和54号基因的FosC粘粒作为插入对象,将attR1-Kan-ccdB-attR2元件利用同源重组的方法插入到其所包含的HVT第53和54号基因之间(HVT 95318-95319)形成pFosC DEST。
2.6pFosC HA的构建将pEntr-HA与pFosC DEST混合在,在Invitrogen公司LR重组酶的作用下使HA表达框架Pec-HA-POLYA插入到pFosC粘粒所包含的HVT第53和54号基因之间(具体位置为HVT基因组95318-95319碱基之间)形成pFosCHA。
2.7重组病毒rHVT-H9-HA的拯救
用Qiagen 公司的中提试剂盒提取pFosA,pFosB,pFosD,pFosE和五个粘粒DNA。用Sbf I 内切酶将所用粘粒线性化处理,其反应条件如下:Sbf I内切酶60U,粘粒10μg,37℃作用2小时,酚/氯仿抽提,乙醇沉淀,制备转染用HVT DNA。参照Reddy SM(2002) 的方法分别将五个粘粒共转染次代鸡胚成纤维细胞CEF救获重组病毒(参见图5)。
2.8 目的基因的测序和鉴定。
2.8.1 目的基因的测序 rHVT-H9-HA株重组病毒感染鸡胚成纤维细胞后,提取病毒基因组,应用PCR的方法进行检测,并对扩增产物进行测序分析。
2.8.2 重组病毒rHVT-H9-HA株的间接免疫荧光鉴定常规方法制备CEF细胞,以0.1MOI接种重组病毒rHVT-H9-HA株,待出现细胞病变时去除上清,用PBS洗2次,用4%多聚甲醛于室温条件下固定细胞20分钟,PBS洗3次,加入用1%BSA 封闭液按1:200的比例稀释的鸡抗AIV-H9血清,37℃作用1小时。用PBST洗5次,每次3分钟。用绿色荧光(FITC)标记的山羊抗鸡IgG 抗体,37℃作用1小时。用PBS洗5次,在荧光显微镜下观察并拍照。
2.9重组毒传代及PFU测定
将获得的重组病毒在鸡胚成纤维细胞上连续传20代,每5代测定PFU。
2.10攻毒保护试验
2.10.1 H9亚型禽流感部分将75只1日龄SPF鸡随机分为3组,每组25只。第1组每只鸡4000PFU免疫rHVT-H9-HA株;第2组每只鸡4000PFU免疫HVTFC126株;第3组未免疫作空白对照。免疫后28日各组静脉注射H9亚型禽流感病毒FJ株病毒液,0.2ml/只(约含2×107EID50),攻毒后逐日观察并记录发病和死亡情况。攻毒后第5日,分别采集每只鸡的喉头和泄殖腔混合拭子,进行病毒分离。
2.10.2马立克部分将75只1日龄SPF鸡随机分为3组,每组25只。第1组每只鸡4000PFU免疫rHVT-H9-HA株;第2组每只鸡4000PFU免疫HVTFC126株;第3组为攻毒对照组对照。5日龄时,免疫鸡和攻毒对照鸡腹腔注射马立克氏病病毒Md5株,0.2ml/只(含2000PFU),另取 10只非免疫非攻毒组试验鸡作为阴性对照。攻毒后至少观察49日。观察期间死亡的鸡只应随时剖检,记录病变情况。观察期结束后,将所有鸡扑杀,剖检,记录病变情况。
2.11母源抗体干扰试验将1日龄H9亚型禽流感母源抗体8log2的817肉鸡45只,随机分成3组,每组15只,1组皮下注射rHVT-H9-HA株,0.3ml/只(含4000PFU);2组皮下注射灭活疫苗,0.2ml/只;3组不免疫作攻毒对照。另设15只SPF鸡作攻毒对照。免疫后21日所有鸡采血,分离血清,检测抗体,同时每只鸡翅静脉注射H9亚型禽流感病毒FJ株病毒液0.2mL(含2×107.0EID50),攻毒后第5日,采集每只鸡的咽和泄殖腔混合拭子,进行病毒分离。
2.12 免疫持续期试验将1日龄SPF鸡135只,随机分成3组,每组45只,1组皮下注射rHVT-H9-HA株,0.2ml/只(含4000PFU);2组皮下注射灭活疫苗,0.3ml/只;3组不免疫作攻毒对照。免疫后21日、6个月、12个月所有鸡采血,分离血清,检测抗体,同时每只鸡翅静脉注射H9亚型禽流感病毒FJ株病毒液0.2mL(含2×107.0EID50),攻毒后第5日,采集每只鸡的咽和泄殖腔混合拭子,进行病毒分离。
3.1重组病毒rHVT-H9-HA株测序将重组病毒连续传10代后提取总DNA,用特异性引物扩增HA基因,结果如图3所示。重组病毒样品泳道出现特异性的大小约为1.7kb的条带,亲本毒株HVTFC126株则无此条带,由此说明HA基因能够在HVT基因组中稳定存在。该重组毒目的基因的核苷酸序列1683bp(参见图6),如SEQ ID NO.2所示。目的基因的推导的氨基酸序列560个氨基酸,如SEQ ID NO.3所示。
3.2重组病毒rHVT-H9-HA的间接免疫荧光鉴定
将重组病毒连续传10代后进行免疫荧光检测,用特异性抗体检测HA基因的表达情况,重组病毒感染细胞出现特异性的荧光信号,而亲本毒株HVT则无此信号(参见图7),由此说明HA基因可在重组病毒的复制过程中充分表达。
3.3 重组毒传代及PFU测定rHVT-H9-HA株连续20代,PFU在9.2×105PFU/0.2ml~12.6×105PFU/0.2ml。
3.4攻毒保护试验
3.4.1 H9亚型禽流感部分rHVT-H9-HA株和HVT株免疫后28日用禽流感病毒(H9亚型)FJ株攻毒。结果显示,rHVT-H9-HA组25/25病毒分离阴性,HVT免疫组和攻毒对照组为24/25~25/25病毒分离阳性。结果见表1。
表1 H9亚型禽流感病毒攻毒保护结果
3.4.2 马立克部分rHVT-H9-HA株和HVT株免疫后5日用马立克病毒Md5株攻毒。结果显示,rHVT-H9-HA组21/25保护,HVT免疫组20/25保护,攻毒对照组为25/25发病。结果见表2。
表2 马立克部分攻毒保护结果
3.5 母源抗体干扰试验结果将1日龄H9亚型禽流感母源抗体8log2的817肉鸡分别免rHVT-H9-HA株和灭活疫苗。结果显示,rHVT-H9-HA株15/15保护,抗体效价几何平均值为8.9Log2;灭活疫苗8/15保护,抗体效价几何平均值为4.8Log2;未免疫商品蛋鸡攻毒13/15发病,抗体效价均<2Log2;SPF鸡15/15发病,抗体效价均<2Log2。结果见表3。
表3 母源抗体干扰试验结果
3.6免疫持续期试验结果用rHVT-H9-HA活载体疫苗和H9亚型禽流感灭活疫苗分别免疫1日龄SPF鸡。结果显示,rHVT-H9-HA活载体疫苗免疫后21日~12个月HI抗体效价几何平均值8.4Log2~8.8Log2,攻毒后14/15~15/15病毒分离阴性;H9亚型禽流感灭活疫苗免疫后21日、6个月 HI抗体效价几何平均值10.8Log2、4.0Log2,免疫后12个月 HI抗体效价几何平均值<2Log2,攻毒后0/15~14/15病毒分离阴性。攻毒对照组HI抗体均<2Log2,攻毒后14/15~15/15病毒分离阳性,参见表4。
表4 免疫持续期试验结果
4结论
本研究以HVT反向遗传操作系统为基础,采用Gateway LR克隆技术,将AIV保护性抗原基因HA插入到HVT基因组HVT053与HVT054基因之间的复制非必需区,成功构建了表达H9禽流感HA基因的重组火鸡疱疹病毒。此种构建策略是对传统的构建重组活载体疫苗方法的简化和改良,省去了转移载体的构建和反复地对转染细胞进行加压筛选等冗长步骤,为重组活载体疫苗的构建提供了新思路和新方法。重组病毒连传20代,毒价稳定;攻毒保护试验验证,具有良好的免疫效果;可以克服母源抗体干扰,效果优于灭活疫苗;免疫持续期长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒,其特征在于,
所述H9亚型禽流感病毒为H9亚型禽流感病毒FJ株,保藏编号为CCTCC NO:V202312;
所述H9亚型禽流感病毒HA基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;
所述重组火鸡疱疹病毒是在火鸡疱疹病毒FC-126株基因组95318-95319碱基之间插入H9亚型禽流感病毒HA基因。
2.一种如权利要求1所述表达H9亚型禽流感病毒HA基因的重组火鸡疱疹病毒在制备H9亚型禽流感病毒疫苗中的应用。
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