口蹄疫O型重组病毒的构建及其生物学特性分析

传统灭活疫苗的免疫接种是预防和控制口蹄疫的重要手段,但口蹄疫病毒极易发生变异而常导致新突变株的产生,从而使现有疫苗不能有效防控当前流行的口蹄疫,经常需要筛选与当前流行毒株抗原匹配性好、免疫原性和复制特性优良的疫苗候选毒株。在比对分析Cathay和Pan-Asia谱系不同时间经典疫苗毒株和我国当前主要流行毒株(SEA-Mya98谱系)VP1结构蛋白的基础上,借助反向遗传操作技术,在已构建含当前流行毒株VP1基因全长感染性克隆的骨架上,引入2个氨基酸的替换(VP1 H28Q+S47Q),构建重组全长质粒,并通过转染表达T7RNA聚合酶的BSR/T7细胞成功拯救到活的重组病毒。重组病毒具有和亲本病毒相似的噬斑表型和一步生长曲线,却降低热稳定性,增强了对乳鼠的致病力。研究结果为进一步开发与当前流行毒株抗原匹配性好、免疫原性和复制特性优良的FMD疫苗候选毒株奠定了基础。     

O型与A型口蹄疫重组标记疫苗病毒株的制备及鉴定

为研制针对我国边境地区(尤其是西南边境)流行的A型口蹄疫(FMD)的标记疫苗储备病毒株,本研究通过化学合成东南亚地区流行的A型口蹄疫疫毒(FMDV)A/VN/03/2009株的P1基因,将其插入含FMDV编码非结构蛋白3A aa91-aa105位缺失的O/HN/93病毒全长重组质粒p OFS/3A_(91-105)中,构建FMDV A型和O型嵌合的全长重组质粒p O/3A_(91-105)-AP1。该重组质粒经NotⅠ酶切线性化后转染于表达T7 RNA聚合酶的BSR/T7细胞中,拯救得到FMDV重组病毒。间接免疫荧光、RT-PCR和序列测定结果表明拯救的FMDV为正确的A型和O型间嵌合及3A aa91-aa105缺失的重组病毒。病毒蚀斑和一步生长曲线表明拯救病毒的感染性和复制能力稍低于其亲本病毒。该型间嵌合标记病毒的成功拯救为研制防控边境地区A型FMD的储备疫苗奠定了基础。     

禽网状内皮组织增生症病毒MD-2株感染性克隆的构建与突变分析

为构建禽网状内皮组织增生症病毒(REV)MD-2株的感染性克隆,将MD-2株的前病毒基因组全长克隆至pMD18-T Simple载体中构建MD-2全长质粒,经转染CEF细胞后进行病毒拯救及鉴定,并对拯救病毒进行了生物学特性研究。结果表明,成功构建了MD-2全长质粒,拯救病毒感染CEF细胞后用间接免疫荧光试验检测到病毒抗原;拯救病毒的生长特性与亲本病毒相比无明显差异。随后对env基因进行了多个位点的定点突变,并拯救出相应的突变株,结果显示env基因第1433位碱基突变后不能拯救出病毒,推断1433位的突变为致死性突变。MD-2株感染性克隆的构建和病毒拯救的研究为继续研究REV基因和蛋白功能提供了技术支持。     

非典型性猪瘟病毒云南株/石门株嵌合病毒的构建和拯救

为研究猪瘟病毒(CSFV)云南株(YN株)突变位点在致非典型性猪瘟中的作用,本研究在CSFV石门株全长感染性克隆的基础上,利用分子克隆技术,将CSFV YN株的1 510位～1 532位、2 471位～2 658位、3 152位～3 176位和11 785位～11 816位突变位点基因序列替换CSFV石门株的相应基因序列,构建出嵌合的CSFV感染性克隆质粒pAC-SM-YN。全基因测序鉴定后,体外转录得到病毒RNA,经脂质体转染PK-15细胞方法拯救出了嵌合病毒vSM-YN。经直接荧光染色、对突变位点RT-PCR以及ELISA检测表明拯救嵌合病毒vSM-YN传代稳定。本研究为研究CSFV结构蛋白、病毒致病机理、新型疫苗,尤其是非典型猪瘟的致病机理奠定了基础。     

O型口蹄疫病毒O/LZ株拯救

以构建的口蹄疫病毒O／LZ株全长cDNA为模板,使用T7RNA聚合酶系统在体外进行转录,得到病毒RNA。用脂质体转染法将转录物RNA导入BHK细胞,可观察到典型的口蹄疫病毒致细胞病变效应。对收获的病毒分别用RT—PCR、免疫荧光以及免疫电子显微镜观察等方法进行鉴定,结果表明拯救到特定的口蹄疫病毒。同时用空斑试验法观察了拯救病毒及其母本毒株的生长特性,结果表明二者没有明显差异,这将为进一步探索猪口蹄疫病毒致病的分子机制及研制新型口蹄疫疫苗奠定良好的基础。     

表达O型口蹄疫病毒VP1蛋白的重组塞内卡病毒的构建与鉴定

A型塞内卡病毒(SVA)是近年来新流行的一种传染性病原，与口蹄疫病毒(FMDV)具有相似的基因组结构，所致临床症状也十分相似。为了研发一种新型的基因工程活载体疫苗，用于预防塞内卡病毒感染和口蹄疫，以SVA全长感染性克隆pSVA-GX01为基础，在SVA 2A与2B基因之间插入O型FMDV的VP1基因，经双酶切及测序鉴定，成功获得了重组质粒pSVA-FMDV-VP1-O。将重组质粒转染BHK-21细胞，拯救获得重组病毒rSVA-FMDV-VP1-O,间接免疫荧光试验鉴定显示，该重组病毒可在细胞中表达O型FMDV的VP1蛋白。对该重组病毒进行体外生长增殖特性以及遗传稳定性分析表明，重组毒株和亲本毒株在BHK-21细胞上具有相似的增殖特性，插入的FMDV VP1基因可在细胞传代过程中稳定存在6代。研究结果为开发以塞内卡病毒为载体构建表达口蹄疫病毒VP1蛋白的重组基因工程活载体疫苗提供了参考。     

表达狂犬病病毒G蛋白重组犬瘟热病毒Snyder Hill株的构建及鉴定

为构建一株表达狂犬病病毒(RV) G蛋白的重组犬瘟热病毒(CDV),本研究以本实验室分离的CDVSnyder Hill疫苗株为基础,在CDV P和M基因之间插入RV弱毒疫苗株ERA G蛋白基因,构建重组质粒p CI-CDV-RVG及表达CDV N、P和L蛋白的辅助质粒p CI-CDVN、p CI-CDVP和p CI-CDVL,将重组质粒和辅助质粒共转染BSR细胞,拯救获得了表达RV G蛋白的重组犬瘟热病毒(rCDV-RVG),将该重组病毒在Vero细胞中传代,通过RT-PCR、间接免疫荧光试验(IFA)和western blot鉴定。结果显示RV G基因能够在r CDV-RVG中稳定存在并正确表达。病毒生长动力学曲线显示,重组病毒在Vero细胞中的增殖效率与拯救的亲本病毒r CDV无显著差异(p0.05)。本研究表明CDV Snyder Hill株作为载体表达外源基因的潜力,为研制高效、安全、廉价的CDV-RV二联活载体疫苗奠定基础。     

狂犬病病毒单质粒拯救系统的建立及应用

旨在建立一种针对狂犬病病毒SAD L16株单质粒拯救的反向遗传操作系统。根据全长cDNA感染性克隆pSAD-L16 N、P和L基因上游序列的不同,分别设计多对引物将EMCVIRES序列、PV IRES序列和TaV 2A序列分别克隆入pSAD-L16载体的相应位置中,构建成5个重组狂犬病病毒全长cDNA克隆。在无需辅助质粒的情况下直接转染BSR T7/5细胞拯救病毒,并对拯救病毒进行生物学特性的鉴定和分析。结果表明,只有pSADNeNePeL和pSAD-NeNtPeL能够成功拯救出重组狂犬病病毒,获救病毒均高度致弱且增殖缓慢。获救的2株重组狂犬病病毒具有不同的遗传稳定性,表现出与野生型亲本毒株较大的差异。本研究首次建立起一种针对狂犬病病毒的单质粒拯救系统,为深入研究狂犬病病毒基因组结构与功能、分子致病机制以及狂犬病病毒与宿主相互作用等提供了一个基础的技术平台。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5/6和ORF6/7重叠区的分离(人工)改造病毒的构建及鉴定

为了研究重叠序列在病毒繁殖周期中所起的作用以及更好地操作感染性克隆，将猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）感染性克隆ORF间（ORF5／6和ORF6／7）重叠区域分离并插入酶切位点，成功构建两个突变的全长质粒，随后进行了病毒拯救和复制分析。结果表明：（1）两个全长质粒均能够进行病毒拯救，并产生明显细胞病变；（2）突变病毒具遗传稳定性；（3）病毒空斑形态及生长曲线与亲本毒株近似。表明PRRSVORF间重叠碱基的安排方式对病毒的感染性是非必需的，获得的两株突变病毒为进一步研制PRRSV基因标识疫苗、研究PRRSV各编码蛋白功能奠定了基础。     

猪瘟病毒低温诱变疫苗Thiverval株感染性克隆的构建及病毒拯救

采用高保真DNA聚合酶,分7个片段扩增猪瘟病毒(CSFV)Thiverval株全基因组序列,克隆至pMD18-T载体并测序.经适当的连接策略将各片段连接克隆至低拷贝载体质粒pAC/F101,同时对病毒基因组5'和3'末端进行修饰,构建出含有T7启动子、榔头状(HH)核酶基因、CSFV Thiverval全基因组、丁型肝炎病毒(HDV)核酶基因和T7终止子的重组质粒pAC/F101/T1-7.利用T7 RNA聚合酶将线性化重组质粒pAC/F101/T1-7体外转录成基因组RNA,再使用脂质体转染将体外转录RNA转染PK-15细胞.通过传代、RT-PCR、免疫过氧化物酶细胞单层试验鉴定,表明成功的从感染性克隆拯救出活病毒粒子.猪瘟病毒低温诱变疫苗"Thiverval"株感染性克隆的构建及病毒的成功拯救,为进一步研究CSFV疫苗株的致弱机制提供了重要工具.     

口蹄疫病毒O型OHM/02株全长cDNA感染性克隆的构建

为构建O型口蹄疫病毒(FMDV)的感染性克隆,采用RT-PCR将O型FMDV OHM/02株全长基因组分为5个重叠的片段进行扩增,克隆至载体pUC57中,获得全长cDNA克隆pPO-1。将线性化的pPO-1与含有编码T7 RNA聚合酶的真核表达重组质粒共转染BHK-21细胞,出现致细胞病变效应(CPE)。对拯救的病毒进行RT-PCR扩增、酶切、测序,表明人工设计的分子标记Bam HⅠ酶切位点消失,排除了亲本毒株污染的可能性。间接免疫荧光试验可以检测到绿色荧光,电镜观察可观察到病毒粒子,表明构建了具有感染性的OHM/02毒株全长cDNA克隆。病毒生长曲线表明,拯救病毒与亲本病毒的复制能力和增殖特性相似。OHM/02株全长cDNA感染性克隆的构建及拯救可为FMDV致病机理的研究提供一种重要工具,可促进疫苗的研发。     

表达猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白基因的新城疫病毒感染性克隆的构建及病毒拯救

应用反向遗传技术对新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)LaSota株感染性克隆PBRN-FL质粒进行操作,构建插入欧洲型猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)ORF5基因的重组质粒LaSota-ORF5并进行病毒拯救及鉴定。依据GenBank所发表的欧洲型PRRSV LV株ORF5序列,设计引物扩增ORF5片段,通过PBRN-FL质粒上P和M基因间的PmeⅠ酶切位点插入目的片段,构建重组质粒LaSota-ORF5。采用磷酸钙转染法将重组质粒和PCI-NP、PCI-P、PCI-L等3种辅助质粒共转染BSR-T7/5/细胞拯救病毒并对其分别进行RT-PCR、间接免疫荧光(IFA)和Western blot(WB)试验鉴定。结果显示:拯救病毒的RT-PCR产物测序结果正确,IFA出现绿色荧光,WB试验条带大小符合预期,证明GP5蛋白有效表达。结果表明:成功构建并拯救得到重组病毒rLaSota-GP5,为制备表达PRRSV GP5蛋白的重组NDV疫苗奠定基础。     

利用电穿孔法对狂犬病病毒SRV9 Ψ区缺失株病毒的拯救及鉴定

探讨电穿孔转染法对SRV9Ψ区缺失株重组病毒的拯救及鉴定。利用电穿孔细胞转染法,将纯化的Ψ区缺失株pcDNA-NPMG-L全长质粒和pcDNA-N、pcDNA-P、pcDNA-M、pcDNA-G和pcDNA-L辅助表达质粒共转染至BHK-21细胞中,并进行盲传,借助RT-PCR、间接免疫荧光试验、Western-blot及透射电子显微镜对重组病毒进行鉴定。结果显示,重组病毒能够产生绿色荧光,透射电子显微镜观察可见典型的弹状病毒,对重组毒株与亲本毒株G蛋白进行Western-blot验证,可获得相应目的条带。结果表明,通过电穿孔细胞转染法,能成功拯救出重组病毒SRV9Ψ区缺失株,为病毒的拯救提供新的转染方法,并能有效提高转染效率,为研发新型狂犬病疫苗提供参考。     

猪2型圆环病毒与O型口蹄疫病毒二联重组鸡痘病毒的构建和筛选

以pUTA2LacZ为真核表达载体,以中国流行株O型口蹄疫病毒(FMDV)NY00株结构蛋白前体P1基因、猪2型圆环病毒内蒙株的衣壳蛋白和复制蛋白基因为目的基因,构建了2个重组质粒作为中间转移质粒,标记为pUTALP1-ORF2和pUTALP1-ORF20RF1.将这2个重组转移质粒分别酶切鉴定后,与鸡痘病毒野毒(FPV)282E4株共转染鸡胚成纤维细胞.结果显示,重组核酸质粒构建正确,并能进行表达.经5-溴-2-脱氧尿苷(BrdU)加压筛选,挑取单个蚀斑,3次纯化,获得2株重组毒vpUTALP1-ORF20RF1和vpUTALP1-ORF2.结果表明,这2株重组鸡痘毒在电镜下可形成完整的病毒粒子.     

表达牛病毒性腹泻病毒E2蛋白的嵌合狂犬病病毒生物学特性

牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus, BVDV)引起牛发热、腹泻、黏膜糜烂溃疡等症状，给养牛业带来严重经济损失，新型疫苗的研发意义重大。狂犬病病毒(rabies virus, RV)作为病毒载体可稳定表达外源蛋白，反过来外源蛋白也不会阻碍病毒的复制。本研究目的是利用反向遗传操作技术构建和拯救表达BVDV结构蛋白的重组RV,以期获得一种能表达高水平BVDV E2蛋白的重组病毒。选择Ⅰ型BVDV主要优势抗原E2蛋白基因序列进行优化后合成E2基因片段，利用Overlap PCR的方法将E2基因改造为DE2片段，以RV疫苗毒株LBNSE为病毒载体，利用BsiWⅠ和NheⅠ酶切位点，将DE2基因插入LBNSE基因组中，成功构建pRV-DE2重组质粒。脂质体法将全长重组质粒转染BSR细胞后，拯救重组病毒RV-DE2,并用直接免疫荧光和RT-PCR的方法对其鉴定，对构建成功的病毒进行生长特性、致病性、重组蛋白表达特性等生物学特性和小鼠体内免疫效力的研究。结果表明，RV-DE2病毒滴度在F3代之后趋于稳定，在相同的培养条件下比亲本LBNSE病毒滴度高。重组病毒对小...     

O型泛亚谱系口蹄疫病毒cDNA感染性克隆的建立

本研究采用RT-PCR技术将O型口蹄疫病毒(FMDV)O/YS/CHA/05株全长基因组分4个cDNA片段进行克隆、拼接,构建了具有感染性的FMDV cDNA克隆pOKT7-OY/S/CHA/05.将线性化的pOKT7-O/YS/CHA/05在细胞外转录获得的病毒RNA转染BHK-21细胞,经培养可见典型的细胞病变(CPE).同时,将线性化的pOKT7-O/YS/CHA/05与含有编码T7 RNA聚合酶的真核表达重组质粒共转染BHK-21细胞,同样也观察到典型的CPE.对拯救的病毒进行RT-PCR扩增、酶切和序列分析鉴定表明,拯救病毒含有不同于亲本病毒的分子标记,即在病毒核酸的3 510位人工消除了Xba Ⅰ酶切位点.免疫电镜观察和间接免疫荧光试验进一步表明,拯救出了FMDV.病毒生长比较试验表明,拯救病毒与亲本病毒具有相似的增殖特性.本研究构建了O型口蹄疫病毒的感染性克隆并获得了拯救病毒,为深入研究FMDV的致病机理以及开发新型疫苗提供了有效的反向遗传操作平台.     

新城疫病毒3′及5′末端非编码区序列的反向遗传研究

以新城疫病毒(NDV)LaSota株感染性克隆PCI-La为平台进行反向遗传操作,并利用PCR技术将其3′端和5′端非编码区分别替换为鹅源NDV NA-1株3′端和5′端非编码区,以及3′端和5′端非编码区同时替换,通过生物学软件DNAStar对替换后的序列进行比对分析,所替换的序列未出现基因突变现象,证明非编码区替换成功,从而分别获得3株突变全长感染性克隆pCI-rL-NL、pCI-rL-NT、pCI-rL-NL-NT;将所获得的这3株突变感染性克隆分别与辅助质粒pCI-NP、pCI-P、pCI-L共转染BSR细胞,进行重组病毒的拯救。结果显示,pCI-rL-NL、pCI-rL-NT两种质粒表达系统均可拯救到有感染活性的病毒粒子,其HA效价为24,23,HI试验及间接免疫荧光试验结果均为阳性,并且通过电镜观察到具有典型副黏病毒科特征的、有囊膜的NDV颗粒。本试验成功构建了2株NDV LaSota突变株的反向遗传操作系统,为后期进行重组NDV致病性的研究奠定基础,也为进一步研究筛选新型分子标记疫苗、病毒活载体疫苗和抗病毒药物提供了可能。     

表达禽腺病毒血清4型Fiber2蛋白的重组耐热新城疫病毒的构建及免疫效果评估

【目的】 研究针对新城疫病毒(Newcastle disease virus, NDV)和禽腺病毒(Fowl adenovirus, FAdV)的耐热基因工程疫苗。【方法】 利用反向遗传学操作技术将NDV耐热株的HN基因替换到LaSota疫苗株上, 再将禽腺病毒血清4型(Fowl adenovirus serotype 4, FAdV-4)的Fiber2基因插入到其基因组上, 构建表达Fiber2蛋白的重组耐热NDV质粒pTS-HN-Fiber2。通过病毒拯救技术拯救重组NDV rTS-HN-Fiber2, 并测定其生物学特性和作为疫苗候选株的免疫原性和攻毒保护性。【结果】 rTS-HN-Fiber2的鸡胚平均致死时间>168 h, 且脑内接种致病指数为0, 属于弱毒的范畴; 在细胞上的生长曲线结果表明, rTS-HN-Fiber2与亲本LaSota株有相似的生长曲线, 但最终的生长滴度略低于LaSota株; rTS-HN-Fiber2在56 ℃处理15 min后, 病毒滴度下降约10³ TCID₅₀/mL, 而LaSota株56 ℃处理5 min几乎无感染性; 间接免疫荧光试验结果表明, rTS-HN-Fiber2能表达Fiber2蛋白。免疫和攻毒试验结果显示, rTS-HN-Fiber2能产生NDV抗体, 且能显著提高雏鸡在FAdV-4强毒下的存活率, 减轻FAdV-4强毒引起的组织病变, 降低组织中的病毒载量。【结论】 本研究成功构建了表达FAdV-4 Fiber2蛋白的重组耐热NDV, 该病毒保持了亲本LaSota株的弱毒生物学特性, 但热稳定性有显著提升; 重组NDV免疫雏鸡可产生针对NDV和FAdV-4强毒的保护, 该重组NDV可作为开发针对FAdV-4和NDV二联基因工程疫苗的候选病毒株。     

猪瘟病毒Thiverval株3′非编码区插入片段对病毒拯救的影响

猪瘟病毒（CSFV）疫苗株Thiverval株与亲本病毒Alfort株相比,最明显的区别就是其3′-UTR含有一定长度的插入序列。本研究通过反向遗传学操作,构建了3′-UTR含有19nt、32nt以及插入片段完全缺失的CSFVThiverval株全长cDNA感染性克隆,将突变病毒基因组进行体外转录,利用BHK-21细胞转染、PK-15细胞传代增殖的方式成功的从3种重组突变感染性克隆中拯救出活病毒粒子,表明CSFV疫苗株3′-UTR插入片段并不影响病毒的拯救。通过3′-UTR二级结构模拟,发现疫苗株的插入片段导致3′-UTR空间构型发生改变、自由能升高、影响二级结构的稳定性,可能是导致疫苗株毒力减弱的原因之一。     

鹅源副黏病毒致弱株的“拯救”及分子生物学鉴定

以本课题组前期构建的鹅源副黏病毒NA-1株的全长感染性克隆为模板设计2对引物,用overlap PCR方法将其F蛋白裂解位点处的112、115和117位碱性氨基酸定点突变成为具有典型弱毒株特征的非碱性氨基酸。随后将突变后的F基因序列替换全长感染性克隆的对应序列,构建突变后的克隆质粒FL-cDNA-F′。将改造后的感染性克隆质粒与pCI-NP、pCI-P和pCI-L 3个辅助表达质粒共转染VT7细胞系,成功拯救出了致弱的鹅源副黏病毒。经过分子生物学鉴定,该毒株F基因序列具有典型的弱毒株特征。救获病毒的鸡胚最小致死剂量平均死亡时间(MDT)为96h,表明救获的病毒毒力已被成功致弱,可以作为当前流行的鹅副黏病毒病的一个较为理想的疫苗候选株。