禽流感病毒的分子生物学特性及其检测技术的研究进展

禽流感（AI）是由A型流感病毒引起的一种禽类感染和/或疾病综合征,在许多国家给家禽养殖业带来巨大的经济损失,而且威胁到人类的健康和安全.从禽流感病毒（AIV）的分子生物学特性及检测技术的最新研究进展进行了概述,重点介绍了禽流感诊断技术的最新研究及进展.     

两株H3N8亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性

H3N8亚型流感病毒宿主范围广泛,除了可以感染野鸟和家禽外,还可以感染多种哺乳动物,并且H3N8亚型流感病毒跨物种传播的现象也时有发生,对养殖业和人类生命健康都具有重要威胁.为了解H3N8亚型禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的生物学特性,本研究对2013年贵州省分离的两株H3N8亚型AIV(A/duck/Guizhou/S 1092/2013(H3N8)(简称DK/GZ/S1092/2013)和A/duck/Guizhou/S1145/2013(H3N8)(简称DK/GZ/S1145/2013))进行了遗传演化分析、小鼠(Mus musculus)感染性实验和受体结合特异性实验.遗传演化分析结果表明,这两株病毒具有明显的遗传多样性,除了血凝素(hemagglutinin,HA)基因位于同一个进化分支外,其他7个基因片段均具有不同起源.感染性实验结果表明,这两株病毒不需要提前适应就可以在小鼠的肺脏和鼻甲内有效复制,对小鼠呈现低致病性,小鼠感染病毒后未出现明显临床症状,目.DK/GZ/S1092/2013仅引起小鼠的体重下降1.8％,DK/GZ/S 1145/2013仅引起小鼠的体重下降0.8％.受体结合特异性分析结果表明,这两株病毒同时具有结合禽源唾液酸(sialic acid,SA) α2,3-Gal受体和人源SA α2,6-Gal受体的能力,具有感染人类的潜在风险.本研究通过对两株H3N8亚型AIV的生物学特性进行系统分析,发现H3N8亚型AIV具有感染哺乳动物的潜在风险.研究结果对于H3N8亚型AIV的综合防控具有重要的指导意义.     

禽流感病毒H5亚型金标快速诊断技术方法的建立及试剂盒研制

应用纯化禽流感病毒(AIV)H5抗原免疫Balb/c小鼠,得到2株配对良好的抗AIV H5单抗;采用金标免疫层析法制备AIV H5亚型金标快速诊断试剂盒,并对试剂盒性能进行评价.实验结果表明,AIV-H5金标试剂盒与AIV H5以外其它亚型及其它禽类病毒不发生交叉反应,其灵敏度达1/27,稳定性良好:试剂盒检测人工感染AIV H5的鸡脏器组织,结果除心脏、泄殖腔拭子和喉拭子外,其余脏器均呈阳性,与鸡胚病毒分离培养结果相符;田间试验结果与荧光RT-PCR试剂盒检测符合率达100%.     

禽流感病毒研究概述

禽流感病毒（avian influenza virus,AIV）可引起禽类的呼吸器官或全身性感染。高致病性禽流感病毒可以直接感染禽类,偶尔也能直接或间接感染人类。禽流感的流行会严重影响畜牧业发展和国际进出口贸易。低致病性禽流感病毒可以经基因突变或基因重配转变成高致病性禽流感病毒。高致病性禽流感病毒是在人群中引发流感的一个潜在危险因素,并会严重地威胁人类健康。因此对禽流感病毒的检测和监测以及对其药物的研发和疫苗的研制,已成为世界各国政府及卫生防疫部门日益关注和积极着手解决的重大问题之一。本文将扼要介绍禽流感病毒的研究现状。     

H5亚型禽流感病毒HA基因的克隆、表达及其生物学活性的初步分析

参考GenBank上发表的H5亚型禽流感病毒（Avianinfluenza virus,AIV）血凝素（HA）基因序列设计引物,经RT-PCR扩增HA基因的HA1片段,再将其克隆到原核表达载体PET-28a中,用大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）原核表达,SDS-PAGE和Western blot对表达蛋白进行鉴定.Western blot结果表明,表达蛋白能与H5亚型AIV单特异性血清特异性反应.交叉反应试验表明,此蛋白具有良好的抗原性,可被H5亚型AIV抗体特异性识别且无交叉反应.用变性纯化后的蛋白建立了对AIV抗体检测的间接ELISA,并对236份鸡血清样本进行了实验室检测.检测结果与血凝抑制试验检测结果符合率达到100%.综合研究表明,表达蛋白具有良好抗原性.     

H9亚型禽流感病毒环介导等温扩增检测方法的建立与荧光指示剂的应用

利用反转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP),建立了一种特异、灵敏、便捷的H9亚型禽流感病毒(H9subtype of avian influenza virus,H9-AIV)的检测方法。该方法使用了对应于H9亚型禽流感病毒血凝素(hemagglutinin HA)基因的8个不同区域的6条特异引物,在63℃的等温条件下反应,最低可检测到103拷贝的目的基因重组质粒片段,较RT-PCR方法敏感10倍。通过对15种H亚型禽流感病毒、新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)、传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)的检测表明,该方法具有良好的特异性。在反应体系中使用钙黄绿素与Mn2+的混合溶液作为荧光指示剂可以用于RT-LAMP结果判定,并且其判断结果与浊度判断结果一致。对109份禽咽喉拭子及泄殖腔拭子临床样品进行检测,RT-LAMP与RT-PCR检出阳性样本数分别为61份和46份,表明RT-LAMP方法阳性检出率高于RT-PCR。     

检测四种鸡呼吸道疫病病毒可视化芯片技术的优化及初步应用

可视化芯片技术是在传统芯片技术的基础上发展起来的一项新的疾病诊断和基因分析技术,对于临床疾病检测和诊断具有重要意义。本研究针对禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的核蛋白(nucleprotein,NP)基因设计一对特异性引物,以H9亚型禽流感病毒分离株c DNA为模板,经PCR扩增、连接、转化和核酸序列鉴定后,得到含有AIV-NP基因的重组质粒。同时复苏本实验室保存的3株分别含有新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)的融合(fusion,F)蛋白基因、鸡传染性喉气管炎病毒(Infectious laryngotracheitis virus,ILTV)胸苷激酶(haemaggluttinin-neuraminidase,TK)基因和鸡传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)核衣壳(nucleocapsid,N)蛋白基因的重组菌。以上述4种病原的靶基因核酸序列片段的正义链为模板,设计寡核苷酸探针,喷样到尼龙膜上制备成芯片,利用不对称PCR技术扩增生物素标记的靶基因,与芯片进行杂交后,检测结果直接用肉眼就可以判定。本研究对芯片制备流程和检测过程中主要条件进行优化。结果表明当寡核苷酸探针喷样浓度为25μmol/L、芯片杂交反应的时间为1 h、杂交温度为50℃、Streptavidin HRP Conjugate(1.0 mg/m L)稀释2 000倍、二氨基联苯胺(diaminobenzidine,DAB)显色时间为5 min时,芯片检测技术的结果最佳。用该方法与PCR/RT-PCR技术同时对临床采集的96份疑似病料进行检测,两种方法的检测结果一致。本研究构建的检测4种禽呼吸道疾病病毒可视化基因芯片技术具有高通量、快速、准确等优点,为鸡病的临床诊断提供了新的技术。     

禽流感病毒、新城疫病毒、猪瘟病毒和口蹄疫病毒多联RT-PCR诊断技术的建立

选择禽流感病毒(AIV)、新城疫病毒（NDV)、猪瘟病毒(CSFV)和口蹄疫病毒(FMDV)基因组序列高保守区，按照多联PCR引物的设计要求，利用DNAsis计算机软件设计并合成了4对特异性扩增引物，扩增片段大小分别为470、320、200和140bp。以AIV、NDV、CSFV和FMDV的培养物提取RNA并反转录，进行RT-PCR特异性扩增。结果表明，各单项RT-PCR扩增产物与设计的4对引物之间的序列大小一致。在分别建立了各病毒单项RT-PCR及AIV与NDV、CSFV与FMDV二联RT-PCR的基础上，进一步优化各种多联PCR扩增条件，成功建立了上述4种病毒的四联RT-PCR技术。经特异性和灵敏度实验证明，本方法具有高度的特异性和灵敏性，其灵敏度为10pg总RNA。在3h内即可完成样品的检测。     

一种重组禽流感病毒疫苗应用试验报告

由于禽流感毒株的不断变异,为了有效防控禽流感疫情的发生,农业部推广使用重组禽流感病毒H 5亚型二价灭活(Re-4+Re-6)疫苗,为了保证该疫苗能够安全有效的使用,福建省福安市溪潭镇畜牧兽医站进行了小范围应用试验。     

浅析快速检测H7N9禽流感病毒的方法

随着H7N9禽流感病毒开始蔓延,一些医学者开始对H7N9禽流感病毒的检测方法进行研究,逐渐提出了RT-PCR检测方法、实时荧光RT-PCR检测方法、三重PCR检测方法、纳米荧光颗粒试纸条检测方法和NASBA检测方法等,其中,实时荧光RT-PCR检测方法是目前为止较为成熟的检测方法。该方法是根据H7N9亚型禽流感病毒HA和NA核苷酸序列,设计并合成靶基因为HA和NA的2对引物而建立的1种快速检测H7N9亚型禽流感病毒的方法。基于此,介绍1种快速检测H7N9亚型禽流感的方法——实时荧光RT-PCR检测方法。     

湖南湖北两省H_6亚型禽流感病毒表面基因的序列分析

2008年至2009年间,在湖南和湖北两省的活禽市场中分离到了14株H6亚型禽流感病毒,为了解这14株病毒之间的分子特征和差异,我们运用PCR和测序鉴定对这14株病毒的NA基因进行了分型,并对其表面基因HA和NA进行序列测定及序列分析。14株H6亚型病毒中,H6N2亚型12株,H6N6亚型2株。序列测定和进化分析结果显示：DK/HN/284的HA基因与其它13株的HA差异性较大,差异性达到19.4%～20.2%,其余13株毒同源性在94.2%～99.9%;N2亚型NA基因的同源性在91.1%～99.9%,差异性比较大;两株N6亚型NA基因同源性为89.5%,差异明显。这些数据表明：不同毒株呈现一定的地域性差异。与我国周边其它地区的H6亚型禽流感毒株序列进行比较发现,只有DK/HN/284的HA基因与香港早期的毒株可能有着共同的来源,其余都与香港和韩国等的毒株有着较大的差异性,并且各个毒株的HA基因上潜在的糖基化位点和受体结合位点也有所不同,这些数据表明,这些毒株表现出明显的异源性。     

麻鸭IL-18成熟蛋白基因的克隆、表达及其表达产物的生物学活性检测

应用RT-PCR技术,直接从麻鸭(Tadorna ferruginea)脾淋巴细胞总RNA中扩增出麻鸭IL-18成熟蛋白(mDuIL-18)基因,克隆到pGEM-T Easy载体。测序结果表明获得了mDuIL-18基因,其大小为513bp,并将该基因亚克隆到原核表达载体pQE30。SDS-PAGE可检测到分子质量为19.76kD的重组蛋白,Western blot证实该重组蛋白可与兔抗鸡IL-18血清发生特异性反应。表达产物以包涵体形式存在,经变性和复性处理后明显促进鸭T细胞转化。用mDuIL-18(150或200ng/鸭)和禽流感病毒(AIV)疫苗免疫鸭2周后,血凝抑制(HI)抗体平均滴度达到7.5～7.7log2,而只用AIV疫苗免疫和用mDuIL-18(100ng/鸭)和AIV疫苗免疫的HI抗体平均滴度仅达到6.3～6.6log2,表明mDuIL-18提高AIV灭活油乳苗诱导的免疫应答。     

H5N1亚型高致病性禽流感病毒A/Duck/FuJian/01/02株感染性克隆构建

摘 要：1999-2002年本试验室从我国南方健康鸭体内分离到21株H5N1亚型禽流感病毒,对其进行系统地生物学特性和遗传演化分析发现,其中A/Duck/FuJian/01/02(简DKFJ)和A/Duck/Guangxi/53/02(简DKGX) 属于同一基因型, 对鸡都呈高致病性,但对哺乳动物模型Balb/c小鼠的致病性明显不同: DKGX对小鼠呈低致病性（MLD50>106.5）,DKGX株反向基因操作系统本试验室已经建立,而DKFJ对小鼠呈高致病性（MLD50<100.5）。为了研究这两株病毒对哺乳动物模型Balb/c小鼠致病性差异的分子机制,本研究构建了对DKFJ的8质粒反向基因操作系统,并通过细胞转染技术成功拯救了该病毒（R-DKFJ）。R-DKFJ在对哺乳动物模型Balb/c小鼠的致病性保持了与亲本野生毒（W-DKFJ, MLD50<100.5）一致的生物学特性,并且对小鼠呈全身感染,即106EID50鼻腔感染小鼠后第三天在脑、脾、肾、肺脏等脏器检测到病毒。DKFJ反向基因操作系统的成功建立为阐明H5N1亚型禽流感病毒对哺乳动物模型Balb/c小鼠的致病机制等方面奠定了基础。     

H9亚型禽流感病毒单克隆抗体的制备及鉴定

A型流感病毒(Influenza A viruses,IAVs)可以感染禽类和包括人类(Homo sapiens)在内的多种哺乳动物,造成重大经济损失,严重威胁人类健康。接种流感疫苗是预防流感发生的最有效手段,然而不同免疫策略对疫苗接种效果的影响仍未知。为探讨不同免疫策略对流感病毒免疫小鼠(Mus musculus)后抗体产生的影响,本研究选取两株血清学交叉反应性较弱的H9N2亚型禽流感病毒(A/chicken/Hubei/YK524/2015,A/chicken/Shandong/LX830/2014,分别简称为YK524和LX830)作为研究对象,比较了同源免疫与异源免疫以及病毒灭活与否对抗体产生的影响。首先将病毒通过蔗糖梯度离心纯化,免疫6~7周龄雌性BALB/C小鼠,定期采集血清测定血凝抑制效价(haemagglutinin inhibition titer,HIT)。结果显示,活病毒抗原较灭活病毒抗原刺激小鼠产生的抗体水平更高,具备良好的交叉反应性。说明活病毒更易于刺激机体产生具有广泛交叉反应性的抗体。另一方面,异源免疫可刺激机体产生更多交叉反应性抗体。本研究进一步选择抗体效价较高的两只小鼠,利用杂交瘤技术制备抗流感病毒单克隆抗体。采用间接免疫荧光法筛选抗体分泌克隆。将阳性克隆经过3轮亚克隆,最终获得3株持续分泌抗体的细胞株,分别命名为H9-1、H9-2和H9-3。在对抗体进行鉴定中,发现3株抗体均对LX830及另外1株H9N2亚型禽流感病毒A/Mink/Shandong/wm/2014(Mink/SD/14)具有血凝抑制活性及中和活性,H9-1与H9-2抗体的血凝抑制效价和中和抗体活性均高于H9-3。推测这3株抗体的抗原识别表位位于血凝素(haemagglutinin,HA)球部受体结合部位。3株抗体均不可与YK524发生特异性结合,也不具备血凝抑制活性及中和活性,推测可能与YK524的血凝素基因上关键位点的差异有关。本研究探讨了可刺激机体产生更广谱抗体应答的途径,为流感疫苗的研发以及免疫策略的制定提供了参考,所制备的单克隆抗体可用于流感病毒诊断试剂的开发。     

H5N1亚型禽流感病毒血凝素在昆虫杆状病毒系统中表达与活性鉴定

摘要：本实验从质粒pGEM-HA中扩增H5N1亚型禽流感病毒HA基因，构建转移载体pFastBacHT-HA并与E.coliDH10Bac中的Bacmid质粒重组，构建重组转座质粒rBacmid-HA。在脂质体介导下将rBacmid-HA转染sf9昆虫细胞获得重组杆状病毒。在sf9昆虫细胞中表达HA蛋白，通过SDS-PAGE、Western blot和血细胞吸附实验鉴定重组蛋白。结果显示重组HA蛋白分子量约为66kDa，该蛋白与AIV H5亚型鸡血清发生特异性反应，与H7、H9亚型鸡血清不反应，转染重组杆状病毒后的细胞能吸附鸡的红血球，证明HA基因在sf9昆虫细胞中获得了正确表达，不仅具有型特异性，而且有良好的生物反应性。     

一株对小鼠具有高致病性的H5N1亚型禽流感病毒的拯救

禽流感病毒(Avianinfluenzavirus)正在逐渐获得突破种间屏障感染哺乳动物的能力,揭示其获得此种能力的分子机制已经成为禽流感病毒的研究热点。A/Chicken/Guangdong/04(H5N1)是一株高致病性禽流感病毒,同时对BALB/c小鼠也具有高致病力。实验通过反向遗传操作技术对该病毒进行拯救,获得了拯救毒R-A/Chicken/Guangdong/04(R-CG)。R-CG与其亲本毒A/Chicken/Guangdong/04(W-CG)在胚半数感染量(EID50)、细胞培养半数感染量(TCID50)、对SPF鸡和BALB/c小鼠致病力等生物学特性保持一致。即R-CG与W-CG对鸡都为高致病力,静脉接种指数分别为2.88和2.91;R-CG与W-CG一样,以106EID50鼻腔感染BALB/c小鼠后,均能引起小鼠死亡,在小鼠脑、肺、肾和脾脏中都能分离到病毒,说明拯救的病毒与亲本毒一样,都可在小鼠体内有效复制,对小鼠具有高致病性。本实验成功地拯救了A/Chicken/Guangdong/04,拯救病毒R-CG可作为背景毒株,为研究禽流感病毒突破种间屏障感染哺乳动物的分子机制奠定了实验基础。     

H5N1亚型AIVHA抗原表位的高效表达及其抗原活性分析

血凝素（hemagglutinin,HA）蛋白是禽流感病毒（avian influenza virus,AIV）的一个重要表面抗原性蛋白,在疾病诊断和防治上有重要意义。本研究为了探讨一种更为简便有效的HA重组蛋白表达途径,利用生物信息学软件,对H5N1亚型AIVHA基因编码的氨基酸序列进行分析,在分析其在大肠杆菌中的密码子偏好性、稀有密码子分布情况及有关蛋白的抗原性等重要特性后,构建了HA抗原表位重组表达质粒pET-32a（＋）-HA。经测试,该重组质粒在1mmol/LIPTG诱导剂作用下诱导过夜,能在大肠杆菌Rosetta-gami B（DE3）中高效表达,并得到48.1kD大小的目的重组表达蛋白。重组蛋白用6×His-tagged protein纯化试剂盒纯化后,与福氏佐剂等量混合制备成抗原,以200μg/鸡的剂量皮下注射2月龄SPF鸡3次,采血分离血清。Western-Blot试验结果表明,该重组表达蛋白能分别与所制备的高免鸡血清及H5N1亚型AIV阳性血清发生特异性反应,在硝酸纤维素膜上出现特异性杂交带。说明本试验研究的HA抗原重组表达蛋白具有良好的免疫原性和反应原性,保留了HA蛋白的抗原活性,提示该重组蛋白在H5亚型AIV的防治技术研究中具有重要的实际应用价值。     

表达禽流感病毒核蛋白重组噬菌体的构建

摘要：利用PCR技术，扩增去除部分序列、长度为1320 bp、编码440个氨基酸的禽流感病毒(AIV)NP基因片段，将其克隆至pR质粒的T4噬菌体SOC基因C末端获得重组质粒pR-NP，以此重组载体转化大肠杆菌E2，用溶菌酶缺陷噬菌体T4-Z1感染重组E2菌，重组载体与缺陷噬菌体T4-Z1基因发生同源重组，将NP基因整合到噬菌体基因组中，用PCR方法筛选重组噬菌体并命名为T4-Z1-NP。经Western blot检测证实，T4-Z1-NP表达的NP融合蛋白具有免疫学活性。成功构建了表达禽流感病毒核蛋白的重组噬菌体。     

禽流感病毒B类等位基因NS1蛋白的原核表达、纯化及热稳定性分析

A型流感病毒的非结构蛋白基因(non-structural protein,NS)在进化上可以分为等位基因A和B,两者之间同源性低于70％;NS1是流感病毒对抗宿主免疫系统的主要毒力因子之一.本研究在序列比对分析的基础上,表达、纯化了本实验室保存的4株B类等位基因禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV) (A/duck/Hunan/S1256/12(H3N8),A/environment/Hunan/S4484/11(H12N7),A/duck/Guangdong/07/00(H5N1)和A/duck/Shanghai/08/01 (H5N1))的NS1蛋白,并对其进行稳定性分析.首先从感染的鸡胚尿囊液中提取病毒总RNA,利用特异引物Uni12反转录获得cDNA,以其为模板PCR扩增得到NS1全长片段,利用BamH Ⅰ和NotⅠ双酶切将其定向插入pGEX6P-1载体,大肠杆菌(Escherichia coli)BL21菌株中诱导表达.该蛋白在纯化过程中稳定性差,沉淀析出.为此,进一步构建NS1蛋白截短突变体(1M-202A,R38A/K41A),并在BL21菌株中诱导表达,经过GE health Glutathione sepharose 4B亲和层析、Source Q阳离子交换柱层析和Hitrap Superdex75分子筛凝胶层析逐步纯化,然后进行SDS-PAGE凝胶纯度分析,并测定OD320,进行蛋白热稳定性分析.结果表明,经进化分析,4株病毒均属于禽流感病毒B类等位基因群,4株病毒NS1蛋白经过全长野生型、全长突变体及截短突变体的逐步优化表达,截短突变体NS1蛋白表达质量相对较高,最终经过逐步纯化获得纯度达到90％以上的蛋白样品,且4株病毒中A/duck/Hunan/S 1256/12(H3N8)NS1蛋白的稳定性最好.研究结果为进一步研究其分子结构与功能提供了基础资料.