布鲁菌疫苗株A19全基因组测序及功能分析

采用Illumina Hiseq和PacBio测序技术对布鲁菌A19进行全基因组测序,并进行GO注释、VFDB注释、ARDB注释、CRISPR以及基因岛预测等生物信息学分析。结果显示:A19全基因组大小为3.28 Mb,GC含量分布未见异常,含1个CRISPR和16个基因岛,通过GO数据库注释发现,参与生物学途径的基因5 311个、细胞组份基因有3 350个、分子功能基因有3 078个;通过VFDB注释发现,与毒力相关的基因82个,主要包括脂多糖(LPS)、纤连结合蛋白、virB四型分泌系统等毒力相关因子;通过ARDB数据库注释发现,与耐药相关的基因1个,该基因的表达产物通过影响焦磷酸异构酶的表达,从而产生对抗生素的耐药。本试验通过A19全基因组测序,为布鲁菌病的治疗和致病机制的研究及疫苗的开发奠定了基础。     

鉴别布鲁菌A19疫苗株的双重荧光定量PCR方法的建立与应用

为建立一种可以鉴别布鲁菌A19疫苗株和其他布鲁菌的双重荧光定量PCR方法,分别设计特异性扩增布鲁菌BCSP31基因序列和A19疫苗株缺失序列的2套引物探针,对引物和探针浓度进行优化,并对其敏感性、特异性和重复性进行评价。结果表明,用该方法对2种阳性质粒标准品的最低检测限均为10拷贝/μL;该方法扩增A19疫苗株的核酸时只呈现出1条特异性的扩增曲线,扩增其他布鲁菌菌株(包括疫苗株与野毒株)的核酸时,会出现2条特异性的扩增曲线,而非布鲁菌的细菌核酸均未出现特异性的扩增曲线。该方法的批内和批间重复变异系数均小于3%,重复性良好。对122份临床样品的检测结果显示该方法的阳性样品检出率高于套式PCR检测方法和Bruce-Ladder PCR方法,并可对A19疫苗株的核酸进行鉴别。本研究建立的鉴别布鲁菌A19疫苗株的双重荧光定量PCR方法特异性好、灵敏度高、重复性好,可作为临床上进行A19疫苗株鉴别的一种检测方法。     

中国牛种布鲁氏菌疫苗株A19 SNP位点的研究

为鉴别我国牛种布鲁氏菌疫苗株A19与野生菌株,运用生物信息学方法结合基因测序,对疫苗株A19基因组单核苷酸多态性(SNP)位点分析筛选,选取其中部分SNP位点,通过与布鲁氏菌常见种、生物型标准参考菌株和疫苗株基因组SNP位置核苷酸测序比较,验证SNP位点的A19特异性。结果表明,共筛选获得A19基因组29个SNP位点,验证ClpX G825-C825、LysR A605-C605、Omp2b G503-A503这3个SNP位点为A19(或S19)特异,揭示了A19基因组SNP位点分布情况,为疫苗株A19与野生菌株鉴别提供了分子依据。     

布鲁菌S2疫苗株免疫牛与牛种、羊种布鲁菌自然感染牛ELISA鉴别诊断方法的建立

为建立区分猪种布鲁菌S2疫苗株接种奶牛与布鲁菌自然感染奶牛,BLAST比对分析羊种、牛种、猪种、犬种、沙林鼠种和绵羊种6种布鲁菌基因序列,发现repA-related基因是猪种布鲁菌与牛种及羊种布鲁菌的差异基因。设计引物PCR扩增获得repA-related基因片段,克隆并原核表达得到了布鲁菌repA-related融合蛋白,以repA-related蛋白建立间接ELISA检测方法。用repA-related蛋白间接ELISA检测猪种S2疫苗株接种动物血清为阳性,检测牛种和羊种布鲁菌自然感染动物血清为阴性。repA-related蛋白间接ELISA能从试管凝聚实验(SAT)及常规ELISA检测阳性的奶牛血清样本中,区分出S2疫苗接种牛与牛种布鲁菌感染牛。     

布鲁菌S2疫苗株免疫牛与牛种、羊种布鲁菌自然感染牛ELISA鉴别诊断方法的建立

为建立区分猪种布鲁菌S2疫苗株接种奶牛与布鲁菌自然感染奶牛,BLAST比对分析羊种、牛种、猪种、犬种、沙林鼠种和绵羊种6种布鲁菌基因序列,发现repA—related基因是猪种布鲁菌与牛种及羊种布鲁菌的差异基因。设计引物PCR扩增获得repA-related基因片段,克隆并原核表达得到了布鲁菌repA—related融合蛋白,以repArelated蛋白建立间接EI．IsA检测方法。用repA—related蛋白间接ELISA检测猪种s2疫苗株接种动物血清为阳性,检测牛种和羊种布鲁菌自然感染动物血清为阴性。repA—related蛋白间接EusA能从试管凝聚实验（SAT）及常规ELIsA检测阳性的奶牛血清样本中,区分出s2疫苗接种牛与牛种布鲁菌感染牛。     

Cu/Zn SOD蛋白在布鲁菌S19疫苗株中的过表达及鉴定

以Cu/Zn SOD为目的基因,通过基因工程技术分别构建了组成型过表达系统pBBR-trc-sod和诱导型过表达系统pBBR-lacPtrc-sod,在布鲁菌S19疫苗株中进行了Cu/Zn SOD的过表达。同时,以大肠杆菌为宿主表达纯化的重组Cu/Zn SOD蛋白免疫家兔制备多克隆抗体,对2种过表达系统中Cu/Zn SOD蛋白的表达量进行分析。结果显示,诱导型Cu/Zn SOD过表达系统的表达量更高,且能与所制备的多抗发生特异性反应。结果表明,构建的过表达系统能够实现Cu/Zn SOD蛋白在布鲁菌S19疫苗株中过表达;同时,该试验也提示我们这种表达系统可应用于布鲁菌S19疫苗的抗原改造。     

布鲁菌疫苗株S2全基因组测序及功能分析

为找出布鲁菌疫苗株S2基因组分泌性蛋白、参与生物学途径基因、细胞组件基因、分子功能基因、毒力相关因子及耐药基因,对布鲁菌疫苗株S2全基因组测序并进行Ⅲ型分泌系统效应蛋白预测、GO注释、VFDB注释、ARDB注释。全基因组测序结果表明,S2基因组大小约为3.3 Mb,杂合度和重复度较低,GC含量分布未出现异常。通过Ⅲ型分泌系统效应蛋白预测未找出S2分泌性蛋白。通过GO数据库注释,发现参与生物学途径基因有3 823个、细胞组件基因有1 949个、分子功能基因有2 585个。通过VFDB数据库注释,找出S2基因组有79个毒力相关基因,其中最大基因为8 604bp,最小基因为180bp。通过ARDB数据库注释,找出S2基因组有13个耐药基因,最大基因为3 225bp,最小基因为333bp;其中功能注释的有GL002835基因,是枯草杆菌肽类基因,此基因耐受抗微生物类药物。本研究为进一步了解布鲁菌S2基因组基本功能奠定了基础。     

布鲁氏菌A19株菌影疫苗的构建及其免疫效果评价

为开发一种安全有效的布鲁氏菌疫苗,解决现有A19、S2和M5等弱毒疫苗存在较强毒力可感染人,且无法通过血清学方法将其免疫抗体与野毒感染抗体进行鉴别区分的问题,本试验将含有噬菌体PhiX174裂解酶基因E的质粒转化至A19疫苗株,构建菌影疫苗(A19-BG)菌株,并检验其遗传稳定性及对小鼠的安全性、免疫效果和保护效果。结果显示,构建成功的A19-BG菌株传代20代仍稳定,热诱导48 h后可完全灭活,菌体穿孔明显。A19-BG疫苗免疫小鼠7 d后免疫部位无不良反应,14 d后脾脏无可见病理变化,与空白对照组相比脾脏重量无显著差异(P>0.05)。一免和二免后14 d,免疫小鼠的布鲁氏菌抗体、白细胞介素4(IL-4)和γ干扰素(IFN-γ)水平持续升高,产生了良好的体液和细胞免疫反应。布鲁氏菌2308强毒株攻毒免疫小鼠,免疫保护率可达87.5%,保护效果良好。结果表明,构建的A19-BG疫苗具有良好的稳定性、安全性、免疫效果和保护效果,有望成为一种极具潜力的布鲁氏菌新型疫苗。     

布鲁菌疫苗株Rev.1全基因序列的测定与分析

为促进布鲁菌病Rev.1疫苗及相关疫苗的研发, 该研究提取Rev.1疫苗株核酸, 应用PacBio平台进行全基因序列测定与分析。结果表明, Rev.1疫苗株基因组大小约3 299 187 bp, G+C含量为57.2%, 组装为染色体1、染色体2两条环状基因组, 大小分别为2 121 370、1 177 817 bp, G+C含量分别为57.2%、57.3%。将其Ery、BLS和VirB10基因序列与9株GenBank上发表的布鲁菌参考菌株的Ery、BLS和VirB10基因序列进行比较分析, 存在不同程度的差异, 同源性为97.4%~100%。     

牛种布鲁杆菌PCR检测方法的研究

为了弥补血清学和微生物学方法检测和诊断布鲁菌病的种种不足,建立用布鲁菌BCSP31聚合酶链反应（PCR）快速检测布鲁菌病原的方法。根据编码牛种布鲁菌31 000外膜蛋白基因序列设计的一对特异性引物,扩增出预期350bp的基因片段。结果,此方法具有较高的特异性和敏感性,DNA最低检测量为0.42pg。结果表明,布鲁菌病原...     

对免疫布鲁氏菌A19株疫苗奶牛的检测

通过虎红平板凝集试验（RBPT）和标准试管凝集试验（SAT）,对免疫布鲁氏菌A19株疫苗后的奶牛进行抽检,阳性头数分别为3头和2头。同时,在SAT检测阳性奶牛的奶样中,培养分离到疑似布鲁氏菌,经染色,在显微镜下观察到布鲁氏菌。     

布鲁氏菌S19疫苗应用及研究进展

布鲁氏菌病（布病）是由布鲁氏菌引起的一种重要的人兽共患病,该病对畜牧业和人类健康均构成严重威胁,使用疫苗免疫是防控布病的重要措施之一。光滑型牛种布鲁氏菌19（S19）活疫苗是世界上第一个被广泛应用且效果良好的布病疫苗,至今为止仍是使用最广泛的疫苗之一。本文主要从应用情况及目前研究进展两大方面对S19疫苗进行概述,以期为日后使用该疫苗预防布鲁氏菌病提供借鉴及为疫苗研究提供思路。     

Construction and Identification of an Induced Strain of Rough Brucella abortus

The purpose of the experiment was to study a new development method of brucellosis vaccine,and to successfully induce a rough Brucella abortus attenuated strain named RB71 by op inducer.Deletions of RB71-related genes were detected,The LPS integrity,growth characteristics,genetic stability,and viability in murine macrophage RAW264.7 cells were compared with those in smooth strains.The results showed that the mutant was successfully induced in the test,and the size of the missing fragment was 15 070 bp.The heat agglutination test was positive,which could be stained by crystal violet,and the acridine yellow agglutination test was positive.The extraction of lipopolysaccharide for silver staining showed that the O chain was deleted,and the induced strain RB71 lipopolysaccharide was incomplete.No gene mutation was detected by PCR after 30 consecutive passages.Under the same culture conditions in vitro,the growth rate of the induced strain RB71 was significantly lower than that of the parent strain A19.When infected with RAW264.7 macrophages in mice for 72 h,the intracellular survival rate was significantly reduced than that of the parent strain (P<0.01).In summary,this experiment successfully obtained an induced strain of Brucella RB71 with good genetic stability through the op inducer mutagenesis technique the survival ability of the induced strain in RAW264.7 cells was significantly weakened,which laid the technical foundation for the development of a new attenuated Brucella rough vaccine.     

一株粗糙型牛种布鲁氏菌诱导株的构建及鉴定

本试验旨在研究布鲁氏菌病疫苗的新型研制方法,并通过op诱导剂成功诱导出一株粗糙型牛种布鲁氏菌弱毒株,命名为RB71。试验检测了RB71相关基因的缺失情况,并对其脂多糖完整性、生长特性、遗传稳定性以及在小鼠巨噬细胞（RAW264.7）中生存能力等与光滑型菌株进行了比较研究。结果显示,试验成功获得了诱导突变株,其缺失片段大小为15 070 bp;热凝集试验阳性,能被结晶紫染色,吖啶黄凝集试验阳性;对提取脂多糖进行银染,结果显示O链缺失,诱导株RB71脂多糖不完整;连续传代30次,PCR检测未发现基因回复突变;在体外相同培养条件下,诱导株RB71生长速度显著低于亲本株A19;入侵RAW264.7细胞72 h时,其胞内存活率与亲本株相比极显著下降（P<0.01）。综上所述,本试验开发出一种能高效诱导光滑型布鲁氏菌变异为粗糙型布鲁氏菌的试剂及诱导方法,成功获得一株具有良好遗传稳定性的粗糙型减毒布鲁氏菌RB71诱导株,该诱导株在RAW264.7细胞内的存活能力显著变弱,这为新型弱毒布鲁氏菌粗糙型疫苗的研制奠定技术基础。     

牛布鲁氏菌膜蛋白的免疫抗原筛选

试验旨在通过免疫蛋白质组学筛选布鲁氏菌保护性抗原。利用双向电泳技术对试验条件下培养的布鲁氏菌强毒株544A膜蛋白进行分离,结合Western blotting技术分别用豚鼠、牛抗布鲁氏菌血清寻找发生免疫反应的蛋白质。16个免疫蛋白点经胶内酶切、质谱(LC-MS/MS)进行鉴定。利用生物信息学工具发现这些蛋白不全是膜蛋白,还存在胞质蛋白,其功能涉及生物合成和物质代谢等领域。成功建立了布鲁氏菌膜蛋白的免疫蛋白质组学研究方法,为寻找保护性抗原及为新型疫苗抗原候选提供新思路。     

流产布鲁氏菌疫苗候选株RB6生物学特性研究

为了开发布鲁氏菌病新型标记疫苗,本研究对流产布鲁氏菌基因缺失株RB6的培养特性、染色特性、凝集特性、稳定性及小鼠体内毒力和免疫保护力进行了系统鉴定,旨在阐明该菌株具备的生物学特性。通过对亲本菌株和RB6的比较,发现固体培养基上RB6菌株单菌落可被结晶紫染成紫色,RB6菌株液体培养物可与0.1%吖啶黄染料以及抗布鲁氏菌粗糙型抗体发生凝集反应,证明该菌株为粗糙型。将RB6菌株在体外连续传代培养20次和牛体内连续5次继代,检测结果证明其表型未发生变化,说明该菌株遗传稳定性良好。通过小鼠体内试验发现该菌株毒力显著降低,并对流产布鲁氏菌强毒菌株2308攻毒的免疫保护力与现有疫苗A19接近。本研究结果表明,流产布鲁氏菌基因缺失株RB6为粗糙型菌株,毒力较低、安全性高、遗传性状稳定,并具有良好的免疫保护效力,有望开发成为动物布鲁氏菌病粗糙型标记疫苗。