H1N1亚型猪流感病毒HA蛋白225位氨基酸对病毒致病性的影响

【目的】流感病毒的致病性是由多个基因共同决定的,笔者之前的研究结果发现当两株具有相似基因特征的H1N1亚型猪流感病毒进行HA基因替换以后,病毒对小鼠的致病性发生了改变。通过确定影响病毒致病性的关键氨基酸位点,为进一步揭示流感病毒致病力差异奠定了基础。【方法】 对ZD71和SY130的HA蛋白氨基酸序列进行比对,确认氨基酸差异位点并设计定点突变引物,构建单点突变的重组病毒并测定其鸡胚半数感染量（EID₅₀）。将拯救的亲本病毒、HA单基因替换重组病毒及单点突变重组病毒以感染复数（MOI）为0.001和0.1的病毒量分别接种于MDCK和A549细胞,测定病毒的体外复制能力;将上述各株病毒以50 μL含10⁶EID₅₀的剂量经滴鼻途径接种BALB/c小鼠,分别采集小鼠的脑、鼻甲、肺、脾、肾等脏器,匀浆处理后接种鸡胚分析病毒在小鼠体内各脏器的复制情况;将病毒分别以50 μL含10¹-10⁶EID₅₀的剂量经鼻腔感染BALB/c小鼠,感染后每天称量小鼠体重,当小鼠体重下降比率超过25% 时判定为死亡,统计死亡情况,测定病毒的小鼠半数致死量（MLD₅₀）,评估各突变病毒对小鼠的致病性,与亲本病毒进行分析比较后,获知决定病毒致病性的关键氨基酸位点。【结果】ZD71和SY130病毒HA蛋白共存在4个氨基酸差异位点,分别为4、138、144和225位（H3 Numbering）。经过定点突变、病毒拯救及序列测定确认,分别获得含有单个位点突变的重组病毒。通过测定病毒在MDCK和A549细胞上的复制情况,结果发现与亲本病毒rZD71相比较,突变病毒rZD71-HA/G225E在感染MDCK细胞的各检测时间点、及感染A549细胞24—48 h后,复制滴度均显著提高;与rSY130相比较,突变病毒rSY130-HA/E225G在感染MDCK细胞12—36 h后、及感染A549细胞36—72 h后,复制滴度均显著降低。而4、138、144位点的突变对病毒的复制影响较小。进一步的小鼠感染试验发现HA 225位氨基酸的改变显著影响了病毒对小鼠的致病性,与亲本病毒rZD71相比,225位氨基酸由G突变为E后,病毒rZD71-HA/G225E的MLD₅₀由4.32 log₁₀EID₅₀降低至3.0 log₁₀EID₅₀;病毒不仅在小鼠鼻甲和肺脏内检测到,而且在脾脏和肾脏中也均有一定水平的复制。【结论】 HA蛋白225位氨基酸对两株H1N1 SIV对小鼠的致病性具有重要决定作用,提示在后续开展的病原学监测中要密切关注该位点氨基酸的变异情况,为更好地防控动物流感乃至人流感的大流行提供科学依据。     

一株重配型H1N2猪流感病毒的进化分析及对小鼠的致病性

为了进一步了解我国辽宁省猪流感(SI)的流行情况及病原的进化规律,对2016年年末在辽宁省某生猪屠宰场进行SI病原学监测时分离到的一株H1N2亚型猪流感病毒(SIV)A/swine/Liaoning/FX575/2016(简称FX575)进行全基因组序列测定,通过对其8个基因片段的基因来源进行分析,确定基因型;构建系统进化树;分析相关分子特征;进一步以6周龄雌性BALB/c小鼠为感染模型,通过测定感染后小鼠的体重变化和脏器病毒含量评估病毒的致病性。结果显示:FX575为一株三重重配型的H1N2病毒,遗传进化分析结果显示病毒的HA基因来自于欧亚类禽型H1N1(EA H1N1)分支的SIV,NA基因来自于北美三重配型H1N2分支的SIV,6个内部基因(PB2、PB1、PA、NP、M和NS)均来自于2009/H1N1分支的病毒。以10~6EID₅₀的剂量经鼻腔途径感染小鼠后,能够引起小鼠出现明显的体重下降,其中有1只小鼠在感染后第7天体重下降的比率超过25%,判为死亡;感染后第3天在小鼠肺及鼻甲骨中均检测到较高滴度的病毒,含量分别为4.82、4.20 log₁₀EID₅₀·mL^-1。结果表明SIV在不断流行的过程中,不同基因型病毒之间发生重组导致出现基因三重配的病毒,病毒对小鼠呈现中等致病力特征,提示应进一步加强对SI的主动监测,从而降低病毒对兽医及公共卫生学风险。     

两株H1N1亚型猪流感病毒HA蛋白中和性单克隆抗体的制备及抗病毒活性研究

为了制备抗欧亚类禽型(Eurasian avian-like,EA)H1N1猪流感病毒(SIV)血凝素(HA)蛋白的单克隆抗体(MAb)并对其生物学活性进行检测,利用SIV A/swine/Henan/11/2005(HN11)增殖、纯化的全病毒蛋白作为免疫原,免疫BALB/c小鼠,取免疫小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞(SP2/0)融合,采用间接ELISA和HI检测方法进行筛选。结果获得了两株能稳定分泌抗HA蛋白MAb的杂交瘤细胞株,分别命名为2B6和4C7;两株MAbs的腹水ELISA和HI效价均分别高于1∶107和5log2;两株MAbs能够在IFA试验中与病毒HA蛋白发生反应,而在Western blot试验中不能检测到病毒HA蛋白;病毒中和试验结果显示这两株MAbs对EA H1N1SIV具有病毒中和活性;MAbs的抗病毒活性又进一步通过小鼠的感染试验进行了评估,结果表明接种了MAbs的小鼠获得了有效抵抗同源及异源H1N1SIV感染的保护效果。研究证实制备的两株MAbs具有较高的病毒中和活性和较强的抗病毒感染能力,可以将其进一步应用于抗EA H1N1SIV的感染及开展病毒抗原性变异的分子基础研究。     

欧亚类禽型H1N1猪流感病毒HA蛋白的表达及免疫原性评估

【目的】 表达欧亚类禽型（eurasian avian-like,EA）H1N1猪流感病毒（SIV）的血凝素（HA）蛋白,并对其免疫原性进行测定。【方法】 利用RT-PCR技术扩增病毒A/swine/Zhejiang/245/2013（H1N1）(ZJ245)的HA基因,将其克隆至真核表达载体pCAGGS中,获得重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245),将其转染293T细胞,采用间接免疫荧光（IFA）检测和Western blot检测HA蛋白在体外的表达;将重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245)经肌肉注射途径、以100 μg/只剂量免疫16只6周龄BALB/c小鼠（I组和II组）,间隔3周后进行加强免疫（二免）;同等数量的小鼠以相同方式注射100 μL无菌PBS作为非免疫对照组（III组和IV组）。首免和二免每周采血,分别采用血凝抑制（HI）试验和病毒中和（VN）试验两种方法测定不同类型的血清抗体效价;二免2周后,其中两组小鼠（I组和III组）用50 μL（10 ^6.0EID₅₀）的ZJ245病毒经滴鼻感染途径进行攻毒,另外两组（II组和IV组）用A/swine/Heilongjiang/44/2009（H1N1）（HLJ44）病毒进行攻毒。攻毒后14 d内每天观察小鼠的临床症状、统计发病与死亡情况,且每天称量小鼠体重,在体重下降比率超过25%时判定为小鼠死亡。攻毒后第3 天,每组随机剖杀3只小鼠,分别采集脑、鼻甲、肺、脾和肾等脏器,匀浆处理后通过接种10日龄的非免疫鸡胚测定脏器的病毒含量。通过小鼠体重变化以及脏器滴定的病毒含量评估重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245)的免疫保护效果。 【结果】 经酶切鉴定和测序验证表明ZJ245的HA基因的已正确克隆至真核表达质粒pCAGGS中获得重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245),经体外转染293T细胞后,IFA和Western blot证实了病毒的HA蛋白能够正确表达,并具有良好的生物学活性;小鼠的免疫与攻毒试验结果表明,重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245)首免后一周可检测到针对同源病毒ZJ245的低水平HI和VN抗体,加强免疫后抗体水平明显升高,HI抗体达到76.88、VN抗体达到152.5;同时针对异源病毒HLJ44也产生了较低水平的HI和VN抗体。10 ^6.0EID₅₀的同源病毒ZJ245攻毒时,与非免疫组小鼠相对比,重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245)的免疫完全阻止了因病毒攻击而导致的小鼠体重下降以及肺脏和鼻甲内病毒的复制;10 ^6.0EID₅₀的异源病毒HLJ44攻毒时,相比非免疫组小鼠,质粒免疫组小鼠体重的下降比率、以及肺脏和鼻甲内的病毒滴度均显著降低（P<0.0001、P <0.001、P <0.05）。 【结论】 重组质粒pCAGGS-HA(ZJ245)能够有效表达病毒HA蛋白,免疫后可使小鼠获得完全抵抗ZJ245感染及部分抵御HLJ44感染的免疫保护力,表明重组质粒 pCAGGS-HA(ZJ245)具有良好的免疫原性。