本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種重組桿狀病毒樣顆粒,具體來說是一種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒及其制備方法和用途。
背景技術(shù):
接種疫苗是預(yù)防禽流感發(fā)生與傳播最有效的手段之一,對提高我國的禽病防制水平,保障我國養(yǎng)禽業(yè)的健康發(fā)展有十分積極的意義。目前使用的h9n2亞型禽流感疫苗均為滅活疫苗,我國有多個(gè)廠家生產(chǎn)的10多株h9n2亞型禽流感系列滅活苗,使用的疫苗株皆為2001年前分離獲得的。近年來,我國h9n2亞型的禽流感病毒分離株的抗原性發(fā)生了很大變化,疫苗毒株升級迫在眉睫。研究發(fā)現(xiàn),1998年-2006年間的毒株抗原性無變化,疫苗的保護(hù)率為100%。而對2009-2010年禽流感的流行病學(xué)研究中發(fā)現(xiàn),h9抗體較高的免疫雞依然攜帶h9n2亞型aiv。表明現(xiàn)有的h9n2亞型aiv滅活疫苗免疫雞只后,盡管能使雞只產(chǎn)生較高的抗體,但已經(jīng)不能有效地保護(hù)其免受當(dāng)前h9n2亞型aiv流行株的攻擊。因此,商品化h9n2亞型aiv滅活疫苗的制備毒株急需更新。
病毒樣顆粒(virus-likeparticle,vlp)疫苗以其安全性和抗病毒的有效性,成為近年研究的熱點(diǎn)。目前,已經(jīng)有乙型肝炎病毒和人類乳頭瘤病毒vlp疫苗上市,并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)收益。vlp沒有病毒核酸,不能自主復(fù)制,因而其非常安全。vlp在形態(tài)上與真正病毒粒子相同或相似,作為顆粒性抗原可激活樹突狀細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞,將其提呈給t,b淋巴細(xì)胞,從而有效地誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的免疫保護(hù)反應(yīng),且具有廣泛的交叉免疫作用,而后者是應(yīng)對當(dāng)前流感病毒抗原變異快速的關(guān)鍵。呼吸道黏膜不僅是流感病毒的感染部位,也是宿主防御病毒感染的部位,因而黏膜免疫是流感病毒疫苗研究中急需解決的問題?,F(xiàn)有的傳統(tǒng)流感病毒滅活疫苗是無法激發(fā)黏膜免疫。而vlp流感疫苗可通過鼻內(nèi)吸入,更容易引起黏膜免疫,因而更具廣闊的應(yīng)用前景。目前,國外學(xué)者利用桿狀表達(dá)系統(tǒng)平臺(tái),已經(jīng)成功制備了h1n1、h3n2、h5n1、h5n3、h7n1、h7n9、h9n2等vlps。此外,在影響流感vlp形成的關(guān)鍵病毒成分研究上,chen等和張樹梅等的結(jié)果皆表明,僅流感病毒的ha和na兩個(gè)蛋白,即可完成流感vlps的合成和出芽,進(jìn)一步地奠定了流感病毒vlps疫苗研究的理論基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)雞胚培養(yǎng)的方式相比,vlp疫苗還具有反應(yīng)快速的卓越性。雞胚生產(chǎn)疫苗的技術(shù),至少耗時(shí)6-7個(gè)月的時(shí)間,還常受到雞胚來源不足的制約,難以在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)足夠的疫苗以滿足潛在流行或大流行的防控需求;產(chǎn)生大量的廢物,這些廢物的處理不僅需要消耗大量的能源,而且也容易造成環(huán)境污染。vlps疫苗技術(shù)沒有上述的缺點(diǎn),且不用分離病毒,只需知道病毒的序列,即可作出快速反應(yīng)。比如,在h7n9禽流感疫情發(fā)生后一個(gè)月左右,美國medicago公司即宣布研發(fā)出h7n9禽流感vlps疫苗。這種在疫情面前高效的疫苗制備技術(shù),對于可能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)損失的家禽養(yǎng)殖業(yè)、對于可能失去了成員的家庭、對于人心忐忑的社會(huì)具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒及其制備方法和用途,所述的這種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒及其制備方法和用途要解決現(xiàn)有技術(shù)中的疫苗對于預(yù)防當(dāng)前h9n2亞型aiv流行株的效果不佳的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒,含有a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)的ha蛋白和na蛋白。
進(jìn)一步的,所述的編碼ha蛋白的核苷酸序列如seqidno.1所示。
進(jìn)一步的,所述的編碼na蛋白的核苷酸基因序列如seqidno.2所示。
本發(fā)明還提供了上述的一種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒的制備方法,包括如下步驟:
1)一個(gè)設(shè)計(jì)引物的步驟,根據(jù)a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)的ha基因和na基因,設(shè)計(jì)引物,所述的ha基因的上游引物序列如seqidno.3所示,所述的ha基因的上游引物序列如seqidno.4所示;所述的na基因的上游引物序列如seqidno.5所示,所述的na基因的上游引物序列如seqidno.6所示;
2)一個(gè)將ha和na基因進(jìn)行擴(kuò)增的步驟,提取禽流感毒株a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)基因組rna,逆轉(zhuǎn)錄合成cdna,以其為模板,利用引物ha基因的上游和下游序列、na基因的上游和下游序列進(jìn)行rt-pcr擴(kuò)增;
3)將擴(kuò)增后的ha基因酶切后連接于載體,轉(zhuǎn)化后,挑取白色菌落,提取質(zhì)粒,獲得含有ha基因的重組質(zhì)粒;將擴(kuò)增后的na基因酶切后連接于含有ha基因的重組質(zhì)粒,獲得含有ha基因和na基因重組質(zhì)粒;
4)將含有ha基因和na基因重組質(zhì)粒的dna在脂質(zhì)體介導(dǎo)下轉(zhuǎn)染對數(shù)生長期的sf9細(xì)胞,培養(yǎng)后收集細(xì)胞上清,收獲同時(shí)含有ha蛋白和na蛋白的重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒。
進(jìn)一步的,所述的載體為pfastbacdual,采用大腸桿菌dh5α進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
本發(fā)明還提供了上述的一種疫苗,含有權(quán)利要求1所述的重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒。
本發(fā)明利用rt-pcr法從禽流感a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)中擴(kuò)增ha和na基因片段,并同時(shí)亞克隆至桿狀病毒穿梭質(zhì)粒pfastbacdual中,構(gòu)建了重組桿狀病毒穿梭質(zhì)粒,轉(zhuǎn)染sf9昆蟲細(xì)胞,包裝重組桿狀病毒bacmid-ha-na。
通過westernblot法和血凝試驗(yàn)檢測ha和na蛋白在sf9細(xì)胞中的表達(dá);表達(dá)的重組蛋白經(jīng)透射電鏡觀察具有病毒樣顆粒(virus-likeparticles,vlps)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果已成功構(gòu)建了重組桿狀病毒,該病毒可同時(shí)表達(dá)ha、na蛋白,2種蛋白可自行組裝成vlps,并分泌至細(xì)胞培養(yǎng)上清中,血凝效價(jià)可達(dá)1∶64。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比,其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。由于目前流行的h9n2流感基因型和抗原性與現(xiàn)有的滅活疫苗存在差異,本發(fā)明構(gòu)建同時(shí)含有禽流感a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)的血凝素(hemagglutinin,ha)和神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase,na)2種基因的重組桿狀病毒,構(gòu)建的重組桿狀病毒可表達(dá)vlps,為禽流感新型疫苗的研制奠定了基礎(chǔ)。
附圖說明
圖1顯示了重組質(zhì)粒的酶切鑒定結(jié)果。
圖2顯示了重組桿粒rbacmid-ha-na的pcr鑒定結(jié)果。
圖3顯示了轉(zhuǎn)染后細(xì)胞病變的情況。
圖4顯示了p1、p2、p3代病毒的pcr鑒定結(jié)果。
圖5顯示了透射電鏡觀察病毒樣顆粒的形態(tài)。
圖6顯示了重組蛋白表達(dá)的鑒定結(jié)果,a為vlp和sf9細(xì)胞上清的sds-page和westernblot結(jié)果;b為vlp血凝試驗(yàn)效價(jià)。
圖7顯示了神經(jīng)氨酸酶的試驗(yàn)結(jié)果。
圖8顯示了在二免后一周用106eid50a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)攻毒,第1、2、3、5天氣管排毒結(jié)果,vlp免疫組的排毒滴度均比商業(yè)疫苗(a/chicken/shanghai/f/1998)和pbs對照組低,但是僅在第二天和第三天差異顯著(p<0.05)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1.1質(zhì)粒、菌株及細(xì)胞:桿狀病毒穿梭質(zhì)粒pfast-bacdual、基因工程菌dh10bac[含有桿狀病毒質(zhì)粒(bacmid)bmon14272、轉(zhuǎn)座輔助質(zhì)粒(helperplasmid)pmon7214]均購自invitrogen公司;感受態(tài)大腸桿菌dh5α購自takara;雌性草地貪夜蛾蛹卵巢細(xì)胞sf9購自atcc,編號:crl-1711,貨號:4093648。
1.2毒株:禽流感a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)由本實(shí)驗(yàn)室分離保存。(該毒株已在genebank上公開了序列,序列號為genbankku720440和ku720446)。
1.3主要試劑:magpureviralrnakitformagmaxexpress購自美吉公司;primescriptone-steprt-pcrkit,t4dna連接酶,dnamarker,xhoi,kpni,bamhi,ecori,質(zhì)粒dna提取試劑盒,膠回收試劑盒均購自takara公司;ampicillin,kanamycin,gentamicin,tetracycline,iptg均購自上海生工;lb瓊脂和lb培養(yǎng)基購自oxfoid公司;s.o.c.medium,purelinktmhipureplasmiddnaminiprepkit,轉(zhuǎn)染試劑盒cellfectionⅱreagent,sf-900tmiiisfm,grace’sinsectcellculturemediumunsupplemented,grace’sinsectcellculturemedium(2x),4%agar均購自invitrogen公司;雞抗a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)抗血清由本實(shí)驗(yàn)室制備;bluo-gal,hrp標(biāo)記的羊抗雞igy,neuraminidaseassaykit購自sigma公司。禽流感血凝素分型血清(h9)由哈爾濱獸醫(yī)研究所提供。
1.4實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:spf雞胚購自北京梅里亞維通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,21日齡spf白色萊航雞,購自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所。
1.5引物設(shè)計(jì)及合成
根據(jù)genbank中登錄的a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)的ha基因(ku720440)(seqidno.1)和na基因(ku720446序列)(seqidno.2),利用primer5.0引物分析軟件設(shè)計(jì)引物,
序列如下:
hap1(seqidno.3):
hap2(seqidno.4):
nap1(seqidno.5):
nap2(seqidno.6):
斜體帶橫線部分為酶切位點(diǎn),引物由上海桑尼生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。
1.6ha和na基因的擴(kuò)增及克隆
提取禽流感毒株a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)基因組rna,逆轉(zhuǎn)錄合成cdna,以其為模板,利用引物hap1、hap2,nap1、nap2進(jìn)行rt-pcr擴(kuò)增。
反應(yīng)條件:50℃30min;95℃5min;95℃30s,52℃30s,72℃2min,共30個(gè)循環(huán);72℃10min。pcr產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定。膠回收目的片段ha和na,ha兩端的酶切位點(diǎn)為xhoi和kpni,na兩端的酶切位點(diǎn)為bamhi和ecori,先后克隆至桿狀病毒穿梭質(zhì)粒pfast-bacdual中,轉(zhuǎn)化感受態(tài)大腸桿菌dh5α,挑取陽性克隆,經(jīng)pcr及酶切鑒定,鑒定正確的質(zhì)粒命名為pfastbacdual-ha-na。
將ha基因(xhoi和kpni)酶切連接于pfastbacdual載體,轉(zhuǎn)化大腸桿菌dh5α,挑取白色菌落,提取質(zhì)粒,鑒定(ha約1700bp,圖1)并測序驗(yàn)證正確,獲得重組質(zhì)粒pfastbacdual-ha;按照同樣的方法,將na基因(bamhi和ecori)連接于重組質(zhì)粒pfastbacdual-ha,獲得重組質(zhì)粒pfastbacdual-ha-na,鑒定(na約1400bp,圖1)并測序驗(yàn)證正確。
1.7重組桿狀病毒穿梭質(zhì)粒的構(gòu)建
將質(zhì)粒pfast-bacdual-ha-na轉(zhuǎn)化dh10bac感受態(tài)細(xì)胞,經(jīng)卡那霉素(50μg/ml)、四環(huán)素(10μg/ml)和慶大霉素(7μg/ml)篩選重組轉(zhuǎn)座子bacmid-ha-na,提取質(zhì)粒,陽性桿粒用puc/m13上下游引物進(jìn)行pcr擴(kuò)增,按照說明書操作。
分別提取重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化感受態(tài)e.colidh10bac:將重組質(zhì)粒的濃度稀釋為0.2ng/ul,取5ul重組質(zhì)粒緩慢加入到感受態(tài)e.colidh10bac中并混勻,冰浴30min后42℃熱激45s,然后將混合物迅速轉(zhuǎn)移至冰浴中2-3min,加入1mllb培養(yǎng)基,37℃搖床200rpm孵育4h,將擴(kuò)大培養(yǎng)后的菌液做10-1、10-2、10-3連續(xù)稀釋,從10-2、10-3稀釋液中各取200ul涂板,所用平板為含有x-gal、iptg的三抗(7ug/ml慶大霉素、50ug/ml卡那霉素、10ug/ml四環(huán)霉素)固體lb培養(yǎng)基上,37℃溫箱培養(yǎng)36-48h,直到有白斑出現(xiàn),挑選白斑菌落,加入含三抗(7ug/ml慶大霉素、50ug/ml卡那霉素、10ug/ml四環(huán)霉素)的lb培養(yǎng)基中37℃搖床200rpm培養(yǎng)12h。通過藍(lán)白斑進(jìn)行3輪篩,挑取白色菌落,提取質(zhì)粒并鑒定(陽性桿粒用puc/m13上下游引物進(jìn)行pcr擴(kuò)增可見到5660bp大小的條帶,而陰性則擴(kuò)增出300bp大小的條帶(見圖2)。重組桿狀病毒基因組dna的提取采用purelinktmhipureplasmiddnamaxiprepkit,用于下一步轉(zhuǎn)染。
1.8重組桿狀病毒的包裝
按照昆蟲桿狀病毒bac-to-bac表達(dá)系統(tǒng)(invitrogen公司)說明書進(jìn)行操作,將重組轉(zhuǎn)座子bacmid-ha-na的dna在脂質(zhì)體介導(dǎo)下轉(zhuǎn)染對數(shù)生長期的sf9細(xì)胞,收獲同時(shí)含有ha和na基因的重組桿狀病毒。
用rbacmid-ha-na轉(zhuǎn)染sf9昆蟲細(xì)胞,在27℃培養(yǎng),觀察細(xì)胞病變,當(dāng)細(xì)胞病變明顯時(shí)(圖3),收集細(xì)胞上清(即p1代病毒),獲得重組桿狀病毒。
將p1代重組病毒接種sf9昆蟲細(xì)胞,待細(xì)胞病變明顯時(shí),收集細(xì)胞上清(即p2代病毒);依此法,繼續(xù)獲得p3代病毒并用pcr鑒定(圖4),可以看到p1、p2、p3代細(xì)胞上清均能擴(kuò)出5660bp的條帶,正常細(xì)胞上清對照則沒有條帶。
1.9ha和na蛋白在sf9細(xì)胞中表達(dá)的檢測
1.9.1westernblot
收集重組桿狀病毒感染細(xì)胞72h的上清,2000g,30minutes離心,經(jīng)12%sds-page分離,電轉(zhuǎn)移至硝酸纖維膜上,一抗為抗a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)的雞血清,二抗為hrp標(biāo)記的羊抗雞igy(1∶1000稀釋),以正常細(xì)胞上清作為陰性對照。
westernblot分析顯示,在相對分子質(zhì)量約70000和46000處,可見明顯條帶,sf9細(xì)胞則無明顯條帶,見圖6a。
1.9.2血凝試驗(yàn)
收集重組桿狀病毒感染細(xì)胞72h的上清,2000g,30minutes離心,操作按gb/t18936-2003進(jìn)行,以未重組桿狀病毒的細(xì)胞上清作為陰性對照。
重組桿狀病毒表達(dá)的蛋白具有血凝活性,血凝效價(jià)可達(dá)1∶64,見圖6b。
1.9.3神經(jīng)氨酸酶試驗(yàn)
離心后的上清使用neuraminidaseassaykit進(jìn)行分析,分別以a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)和未重組桿狀病毒的細(xì)胞上清作為陽性對照和陰性對照。
vlp神經(jīng)氨酸酶試驗(yàn)結(jié)果為1.9unit/l,a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)結(jié)果為2.0unit/l,sf9上清為0詳細(xì)結(jié)果見圖7??芍?,na蛋白表達(dá)正確。
1.9.4重組蛋白的形態(tài)學(xué)觀察
離心后的上清,送華東師范大學(xué)進(jìn)行電鏡檢測。
用透射電鏡觀察顆粒形態(tài)(圖5),可以觀察到約80nm左右的圓形顆粒。
1.10免疫試驗(yàn)設(shè)計(jì)
首先將15只21日齡的spf雞分成3個(gè)組,每組5只雞,第一組肌肉注射0.2ml(vlp和佐劑體積比為1:1)vlp疫苗,一免使用完全弗氏佐劑,二免使用不完全弗氏佐劑;第二組免疫商品化滅活疫苗(a/chicken/shanghai/f/1998),按照說明書一免和二免均肌肉注射0.2ml;第三組為不免疫疫苗只用于攻毒;在免疫前,一免后一周和二免后一周均采血,檢測hi效價(jià)。二免后一周在每個(gè)免疫組中分別經(jīng)滴鼻點(diǎn)眼途徑,攻毒量106eid50(毒株為a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2))。攻毒后第1、2、3、5天采集所有試驗(yàn)雞的泄殖腔及咽拭子進(jìn)行eid50測定,數(shù)據(jù)以x±se表示,以spss軟件統(tǒng)計(jì)分析。
使用2種不同的毒株(a/chicken/shanghai/10/2001和a/chicken/shanghai/06/2015)作為hi試驗(yàn)的抗原,發(fā)現(xiàn)免疫前三個(gè)免疫組hi效價(jià)均為0,vlp疫苗免疫組針對a/chicken/shanghai/06/2015的血凝抑制價(jià)在一免和二免后一周均達(dá)到1024;而對a/chicken/shanghai/10/2001的血凝抑制價(jià)在二免后一周平均值為142.4;商業(yè)疫苗免疫組針對a/chicken/shanghai/06/2015的血凝抑制價(jià)在二免后一周平均值為120;而對a/chicken/shanghai/10/2001的血凝抑制價(jià)在一免和二免后一周均達(dá)到1024;不免疫攻毒組在這2個(gè)時(shí)間點(diǎn)hi效價(jià)均為0,檢測結(jié)果詳見表1。攻毒后第1、2、3、5天采集肛喉拭子,檢測到只有喉拭子有排毒(meantiterslog10eid50/0.1ml±sd),第1、2、3、5天喉拭子排毒結(jié)果表明:vlp免疫組的排毒滴度均比商業(yè)疫苗(a/chicken/shanghai/f/1998)和pbs對照組低,但是僅在第二天和第三天差異顯著(p<0.05),詳見圖8。
表1疫苗免疫后的抗體反應(yīng)
由圖8可知,在二免后一周用106eid50a/chicken/shanghai/06/2015(h9n2)攻毒,攻毒后第1、2、3、5天采集肛喉拭子,檢測到只有喉拭子有排毒(meantiterslog10eid50/0.1ml±sd),第1、2、3、5天喉拭子排毒結(jié)果表明:vlp免疫組的排毒滴度均比商業(yè)疫苗(a/chicken/shanghai/f/1998)和pbs對照組低,但是僅在第二天和第三天差異顯著(p<0.05)。
序列表
<110>上海市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心
<120>一種重組的h9n2亞型禽流感病毒樣顆粒及其制備方法和用途
<160>6
<170>siposequencelisting1.0
<210>1
<211>1683
<212>dna
<213>ha基因(a/chicken/shanghai/06/2015)
<400>1
atggagacagtatcactaataactatactactagtagcaacagtgagcaatgcagataaa60
atctgcatcggctaccaatcaacaaactccacagaaactgtggacacactaacagaaaac120
aatgtccctgtgacacatgccaaagaactgctccacacagagcataatgggatgctgtgt180
gcaacaagcttgggacaacctcttattttagacacctgcaccattgaagggctaatctat240
ggcaatccttcttgtgatctatcgctggaaggaagagaatggtcctatatcgtcgagaga300
ccatcagctgttaacggattgtgttaccccgggaatgtagaaaatctagaagagctaagg360
tcactttttagttctgctaggtcttatcaaagaatccagattttcccagacacaatctgg420
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tggttgactcgaaagaacggcgattaccctacccaagacgcccaatacacaaataatcaa540
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aatctgtacacgagaaccgacacaacaacgagtgtggcaacagaagaaataaataggatc660
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<210>2
<211>1401
<212>dna
<213>na基因(a/chicken/shanghai/06/2015)
<400>2
atgtctccaaatcagaagataatagcaattggctctgtttctctaatcattgcgataata60
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