重组禽痘病毒活疫苗研究进展

近年来已有至少8种用于家禽和哺乳动物的重组禽痘病毒疫苗获得注册。本文对禽痘病毒疫苗株的分子生物学特点,表达不同外源基因的重组禽痘病毒,重组禽痘病毒的安全性,重组禽痘病毒疫苗的免疫等方面进行综述。     

禽痘病毒载体及其应用

禽痘病毒(fowlpox virus,FPV)载体在近几年受到越来越多学者的关注。禽痘病毒载体的原理,是把外源基因插入到病毒的适当位置,通过同源重组把外源基因重组到病毒基因组的复制非必需区域。外源基因通过修饰等过程可以得到高效的表达,表达产物生物活性及相关功能没有改变,刺激机体产生较强的免疫应答。禽痘病毒被用作表达载体后,相继成功地表达了来源于禽类病毒、动物病毒,乃至能感染人类病原体的保护性抗原基因,现已被广泛用作基因工程的重要工具。作者就禽痘病毒粒子的结构、生物学、分子生物学、禽痘病毒载体及其应用等几个方面进行了阐述。     

禽痘病毒分子生物学特性及在哺乳动物中的应用

禽痘病毒(Avipoxvirus)是痘病毒科的成员,可以作为病毒载体表达外源基因。近年来禽痘病毒作为非复制型载体的应用已成为国内外研究的热点,成功地构建了表达不同外源基因的重组禽痘病毒,在肿瘤疾病和艾滋病的预防和治疗中都有不俗的表现。文章主要对禽痘病毒的分子生物学特性及其在哺乳动物中的应用作了概述。     

以GPT和GFP为双重筛选标记的禽痘病毒转移载体的构建及鉴定

为研制和开发以禽痘病毒为载体的重组病毒疫苗,本研究构建了禽痘病毒通用转移载体pSY681-gfp-gpt,该载体含有gfp和gpt2种报告基因及背对的痘苗病毒晚期启动子P11和早期启动子P7.5,P11启动gfp和gpt两个基因,P7.5用于启动外源基因,在早期启动子P7.5下游引入NotⅡ和AftⅡ两个酶切位点.用于外源基因的插入.为检测禽痘病毒转移载体pSY681-gfp-gpt的有效性,将H9亚型禽流感病毒A/Chicken/Shanghai/10/01(H9N2)的HA基因插入到该载体中构建转移载体pSY681-gfp-gpt-HA9,将转移载体转染已感染禽痘病毒S-FPV-017的鸡胚成纤维细胞,利用gfp和gpt同时进行双重筛选、数轮蚀斑纯化后获得了重组病毒rFPV-gpt-gfp-HA9,通过PCR、western blot鉴定,结果证明,获得了能稳定表达H9亚型禽流感病毒HA蛋白的重组禽痘病毒rFPV-gpt-gfp-HA9,为今后重组禽痘病毒活载体疫苗的研制奠定了基础.     

表达鹅γ干扰素重组禽痘病毒的构建及其抗病毒活性的初步研究

为研究表达鹅γ干扰素(GoIFN-γ)基因重组禽痘病毒的抗病毒活性,本研究构建了在禽痘病毒(FPV)早晚期启动子LP2EP2控制下的IFN-γ基因重组禽痘病毒转移载体,将其转染至亲本禽痘病毒S-FPV-017预感染的鸡胚成纤维细胞(Chicken embryo fibroblasts,CEF),使其与禽痘病毒基因组进行同源重组,经过9轮筛选和纯化并进行PCR和间接免疫荧光检测,获得能稳定表达外源基因的重组病毒r FPV-IFNγ-LacZ。利用细胞病变抑制法检测抗病毒活性结果显示,在鸡胚成纤维细胞中重组禽痘病毒表达的IFN-γ对鹅细小病毒的复制具有显著抑制作用。本研究为制备共表达保护性抗原和γ干扰素基因的重组基因工程疫苗研究奠定基础。     

禽痘病毒载体疫苗研究进展

禽痘病毒和其它痘病毒一样,基因组的高保守区的非复制域可以整合外源DNA,已成为普遍的表达载体,主要应用于痘病毒分子生物学领域、体外生产和蛋白质功能化研究以及作为活的疫苗或工具用于疫苗研究.禽痘病毒载体疫苗不仅能预防禽痘的发生,而且通过插入多个其它病原的保护性抗原基因以诱导产生抗外来抗原的抗体和细胞毒性T细胞反应,提高对相应病原的免疫抵抗力.由于重组病毒所表达的外源基因在机体内随载体病毒的复制而表达,与灭活疫苗相比,它容易生产,免疫剂量小,接种方法简便,接种一次就能获得长期的免疫效果,大大降低了生产成本.     

禽痘病毒表达载体在兽用重组疫苗中的应用

禽痘病毒表达载体是已构建表达外源基因的病毒载体中的一种，它在表达外源基因上具有明显的优势：(1)它的基因组结构庞大，能耐受较大的外源基因(25～35kb)在其基因组的不同位点插入。(2)严格的胞浆内复制，避免了病毒基因重组入宿主细胞染色体的可能性。且禽痘病毒的宿主范围较窄，仅感染禽类，在哺乳动物体内仅产生一过性感染，安全性较高。(3)表达产物(蛋白质)在翻译后的加工修饰过程与体内极为相似，因此活性高。且保留了相应的抗原性、免疫原性。基于这些特点，使得禽痘病毒载体不仅可作为禽源疫苗，而且还可作为哺乳动物乃至人类的基因工程活载体疫苗，具有广阔的应用前景。     

禽流感病毒血凝素与核蛋白在重组禽痘病毒中的共表达

为克服禽流感病毒(AIV)血凝素(HA)仅诱导机体产生亚型特异性免疫应答的不足,本研究拟将病毒核蛋白(NP)基因与HA基因在重组禽痘病毒中实现共表达。首先构建转移载体,从测序质粒pUCNP中切下目的基因克隆到载体pSY538早晚期启动子LP2EP2的下游,再将含有禽痘病毒早晚期启动子LP2EP2的NP基因片段亚克隆到已有的AIVHA基因重组禽痘病毒转移载体中,即得到同时含有HA和NP两种基因的重组转移载体pSY(HA NP)。将转移载体脂质体转染已感染禽痘病毒亲本株S-FPV-017的鸡胚成纤维细胞。根据报告基因β-半乳糖苷酶(LacZ)基因的表达,蓝白斑法筛选重组病毒,经数轮蚀斑纯化,PCR鉴定及West-ern-blot分析,结果表明所获得的重组病毒能高效表达AIVHA及NP两种蛋白。此研究为进一步研制更为有效的禽流感基因工程活病毒载体疫苗奠定了基础。     

禽用重组鸡痘病毒活载体疫苗研究及其应用

1 鸡痘病毒的特点、活载体的构建及作为活载体的优越性1.1 重组鸡痘病毒的特点及活载体的构建 鸡痘病毒(Fowlpox Virus,FPV)属于痘病毒科禽痘病毒属,含很大的双链DNA分子约300kb,其中存在许多病毒本身复制的非必需区(nonessential region,NER),并预计可容纳远不止25 kb的外源基因。这就可以用来研究和开发基因     

利用Cre-loxP自动去除禽痘病毒重组体的报告基因

在含痘病毒早晚期启动子的绿色荧光蛋白(GFP)基因表达盒侧翼各引入1个loxP序列。以禽痘病毒282E4株作为候选载体,通过同源重组将其插入到病毒基因组的FPV030区域,获得了表达GFP的重组禽痘病毒。然后在Cre酶介导下,利用loxP位点特异性重组剪除了重组病毒基因组中的GFP报告基因。结果表明,以GFP作为筛选标记使重组病毒的构建更为简便,同时利用Cre-loxP系统可以轻松地去除报告基因。这种技术有利于其它抗原性基因重组禽痘病毒的构建。     

鹅细小病毒VP3基因与鹅γ干扰素基因在重组禽痘病毒中的共表达

为了构建共表达鹅细小病毒(GPV)VP3基因与鹅IFNγ基因的重组禽痘病毒,本研究将GPV-VP3基因和鹅IFNγ基因克隆到禽痘病毒转移载体中,构建串联基因的禽痘病毒转移载体pSY-GoIFNγ-VP3,采用脂质体法将其转染禽痘病毒感染的鸡胚成纤维细胞(CEF),经蓝斑法筛选重组病毒,并进行8轮蚀斑纯化,以及PCR鉴定和间接免疫荧光(IFA)分析。结果表明,所获得的重组病毒rFPV-GoIFNγ-VP3能稳定表达外源基因。本研究为进一步开展GPV重组禽痘病毒疫苗的研制奠定了基础。     

表达猪圆环病毒2型CAP蛋白和猪IL-18的重组禽痘病毒的构建

为了构建共表达猪圆环病毒2型(PCV2)CAP蛋白和猪IL-18的重组禽痘病毒,本研究将CAP基因和猪IL-18基因分别置于pSY538的痘病毒启动子LP2EP2下,然后插入到含有痘苗病毒启动子P11启动的LacZ基因的禽痘病毒转移载体pSY681/lacZ中,获得重组转移质粒pSY681/CAP/IL18。将重组质粒pSY681/CAP/IL18转染入鸡胚成纤维细胞内,使CAP基因、猪IL-18基因和LacZ基因同源重组到禽痘病毒S-FPV-017中,产生重组禽痘病毒,经多次蓝斑克隆筛选纯化后,最终得到共表达CAP蛋白和猪IL-18的重组禽痘病毒(rFPV-CAP/IL18)。以rFPVCAP/IL18感染CEF,通过RT-PCR检测,CEF细胞中含CAP基因和猪IL-18基因的mRNA,间接免疫荧光试验证实感染rFPV-CAP/IL18的CEF能表达CAP蛋白。重组禽痘病毒能表达具有生物学活性的CAP和猪IL-18,为进一步的免疫效力研究奠定了基础。     

禽痘病毒分子生物学 Ⅰ鸡痘病毒分子生物学概论

鸡瘟病毒（FPV）是禽症病毒的代表种，其基因组是线状双股且末端闭合的单个DNA分子，全长约300kb，是目前所知最大的动物病毒基因组。近年来随着人们对鸡瘟病毒载体兴趣的增加，PPV的分子生物学研究亦越来越受到重视，集中表现在对FPV基因排布规律、DNA末端的性质、mRNA转录的特点以及启动子的结构特点有了一定的认识并且分离到许多有意义的单一基因。由于这些研究都是在与瘟菌病毒（Vacciniavirus，VV）相比较的过程中进行的，因而谈及FPV的分子生物学必然离不开痘苗病毒。1FPV基因组的排布规律最早的鸡痘病毒基因组酶切图谱是…     

禽痘病毒变异株

根据Ｋｅｎ Ｔａｋｅｓｈｉｔａ 博士的报道，在已接种过禽痘疫苗的鸡群中暴发禽痘的原因在于禽痘病毒变异株的产生。已知的Ｐ２ 禽痘病毒已经从感染的禽类中分离到。在一个实 验中Ｐ２ 病毒在无疫病鸡群中被发现，此鸡群先前在２９ 日龄已接种过禽痘疫苗，鸽痘疫 苗或者禽痘和鸽痘疫苗。接种Ｐ２ １０ 天后，以鸡翅损伤或气管病变为指标，发现：接种过 任何一种疫苗的鸡群，翅保护率只有３６ ％～４５％。仅用鸽疫苗免疫的鸡群支气管的保护 率达到９２％。Ｔａｋｅｓｈｉｔａ 博士承认，用来预防禽痘的第一道防线是良好的免疫…     

H9亚型禽流感病毒HA基因的重组禽痘病毒构建

本试验构建了H9亚型禽流感病毒HA基因禽痘病毒转移载体,经转染、蓝斑克隆、筛选和纯化,获得了遗传性状稳定的HA基因重组禽痘病毒。提取感染重组病毒的鸡胚成纤维细胞(CEF)的DNA进行PCR扩增,获得1.7kb的携带有外源目的基因片段。收集纯化的重组病毒CEF细胞,用H9亚型禽流感病毒多克隆血清作一抗,碱性磷酸酶标记的鸡IgG为二抗进行Western blot检测,结果表明重组痘病毒能在体外的CEF细胞表达HA糖蛋白。     

禽痘病毒感染对禽流感重组禽痘病毒疫苗免疫效力的影响

表达禽流感病毒 (AIV)HA和NA基因的重组禽痘病毒rFPV_HA_NA能够诱导鸡体产生 10 0 %抵抗高致病性禽流感病毒 (HPAIV)H5N1的攻击。而当鸡群已进行禽痘疫苗免疫或者感染了禽痘病毒的情况下 ,此重组疫苗的免疫效力如何 ?首先用禽痘病毒S_FPV_0 17人工感染SPF试验鸡 ,既而在感染后的不同间隔时间接种重组疫苗 ,免疫后检测鸡群的HI抗体水平 ,同时用 10 0LD50 的HPAIVH5N1进行攻击。结果重组疫苗免疫与禽痘病毒人工感染时间间隔在 4周 (或以上 )时 ,预先感染禽痘病毒对重组疫苗的免疫效力不构成影响 ,对禽流感的保护力为 10 0 % ,而间隔时间在 1、2、3周时 ,重组疫苗的免疫保护效力则受到不同程度的影响。     

表达新城疫病毒融合蛋白基因禽痘病毒重组体的构建

通过RT-PCR扩增新城疫病毒F基因,利用禽痘病毒复合启动子、SV40 PolyA终止信号序列构建F基因表达盒。将F基因表达盒与loxp-GFP-loxP序列串联插入禽痘病毒重组臂,构建了禽痘病毒转移质粒载体。在脂质体介导下转染CEF,获得了带有绿色荧光信号的重组病毒rFPVFGFP。通过二次转染,利用Cre-loxP位点特异性重组将重组病毒基因组的GFP自动去除,结果获得了只含新城疫病毒F基因表达盒的重组禽痘病毒rFPVF。试验结果表明,rFPVF复制稳定,表达的F蛋白具有免疫原性,能够刺激鸡只产生抗新城疫病毒的中和抗体。     

表达传染性支气管炎病毒S1基因与鸡IL-18基因重组禽痘病毒的构建

将含痘病毒启动子LP2EP2的鸡传染性支气管炎病毒S1糖蛋白基因和鸡IL-18(ChIL-18)基因同时插入到禽痘病毒转移载体pSY681中,获得重组禽痘病毒转移载体pSYS1/ChIL-18。用脂质体将其转染已感染禽痘病毒S-FPV-017株的鸡胚成纤维细胞,使其在鸡胚成纤维细胞内与禽痘病毒基因组发生同源重组,产生表达S1和鸡IL-18的重组禽痘病毒(rFPV-S1-ChIL-18)。在含有X-gal的营养琼脂培养基上进行蓝斑筛选,对重组病毒rFPV-S1-ChIL-18进行多次蚀斑克隆。以重组禽痘病毒DNA为模板,利用S1基因和鸡IL-18基因特异引物进行PCR,分别扩增出1条约1.7 kb和1条约0.6 kb的带。经间接免疫荧光法和T细胞转化试验证实感染rFPV-S1-ChIL-18的CEF中存在表达的S1和鸡IL-18。     

HSN1亚型禽流感病毒NA基因在重组禽痘病毒中的表达及其产物的免疫原性

将禽流感病毒A／Goose／Guangdong／1／96（H5N1）株的NA基因及LacZ报告基因克隆到禽痘病毒载体pSY681中，构建重组转移载体pSY（NA＋LacZ），将其转染鸡胚成纤维细胞，经蓝白斑筛选，纯化表达NA基因的重组禽痘病毒rFPV-NA，用其免疫SPF鸡，检测该重组禽痘病毒的免疫原性。结果显示，该重组禽痘病毒能够在体外培养细胞内表达具有生物学活性的NA蛋白，表达产物的分子质量约为55ku；用该重组禽痘病毒免疫SPF鸡后，能够使免疫鸡获得对H5N1和H7N1两种亚型HPAIV攻击的部分保护。表明，重组禽痘病毒rFPV—NA具有良好的免疫原性。     

禽痘病毒的分子生物学——Ⅱ禽痘病毒载体（续）

历史上，痘菌病毒（VacciniaVirus）的应用曾帮助人类消灭了灾难性的疾病一天花，时至八十年代初，当Moss和Paoletti的实验室各自独立地证实痘苗病毒基因组的标记拯救现象时，这一准备冬眠的病毒又呈现了新的活力，它被广泛用作外源基因的表达载体。十多年来，50余种原核、真核基因在其中获得表达，而且所构建的活载体疫苗一般都具有良好的免疫原性。然而，由于痘苗病毒在使用过程中能引起严重的副反应，以此为基础的重组疫苗并未能获准在实际中反应。八十年代后期，在兽医领域内开始开发宿主持异性的症病毒载体，禽痘病毒载体即应运而生…