H5N1亚型人禽流感病毒A/Anhui/2/2005株反向遗传操作系统的建立

为建立H5N1亚型人源禽流感病毒A/Anhui/2/2005(W-AH05)反向遗传操作系统,本研究构建了W-AH05的8重组质粒,拯救出人源禽流感病毒R-A/Anhui/2/2005(R-AH05)。全基因序列测定结果表明,救获病毒R-AH05与野生病毒W-AH05的核苷酸序列完全一致;动物试验证实,R-AH05保持了W-AH05的对BALB/c小鼠呈高致病力的特性,其MLD50分别为1.5log10EID50和1.2log10EID50。R-AH0与W-AH05分别以106EID50剂量鼻腔感染BALB/c小鼠,病毒在小鼠体内的分布情况及各个脏器中的病毒滴度基本相同。由此可见,R-AH05保持了W-AH05的生物学特性,从而为进一步研究人源禽流感病毒的致病机理及跨宿主传播机制等提供了操作平台。     

Clade2.3.2 H5N1亚型禽流感疫苗候选株的构建

近年来Clade2.3.2H5N1亚型的禽流感病毒逐渐成为我国及越南等其他一些国家流行的优势毒株,并呈现出一定变化规律的氨基酸进化趋势。本研究以A/Puerto Rico/8/34(H1N1)(PR8)AIV为内部基因供体,以Clade2.3.2H5N1亚型AIV A/chicken/Yangzhou/1117/2011(YZC3)为表面抗原血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)基因供体,通过反向遗传操作,在符合人类疫苗生产标准的COS-1细胞中救获低致病性的疫苗毒株。结果成功拯救出1株重组病毒rYZC3,该病毒在鸡胚和MDCK细胞上均具有较好的繁殖能力,对SPF鸡和鸡胚无致病性。本研究为防控当代流行的H5亚型禽流感提供了良好的疫苗候选株。     

H5亚型禽流感疫苗变异候选株的构建

本文就2008年在江苏某鸡场分离到的一株发生抗原变异的H5N1亚型禽流感病毒A/chicken/Huadong/4/2008(wt-DT株)开展如下研究:利用反向遗传技术,删除wt-DT株病毒血凝素(HA)基因多碱性氨基酸序列,使之成为低致病特征,再与wt-DT株的神经氨酸酶(NA)基因组合,结合鸡胚高产病毒PR8株的6个内部片段骨架,构建针对此种变异H5亚型禽流感的疫苗株,结果成功拯救出重组病毒rH5N1/PR8.病毒在鸡胚和MDCK细胞上均具有较好的繁殖能力,相对于wt-DT株,rH5N1/PR8在MDCK细胞上的繁殖能力明显提高.rH5N1/PR8对SPF鸡和鸡胚无致病性,在鸡体内的免疫保护效果良好,符合疫苗候选株的标准.     

H7N9亚型禽流感病毒反向遗传操作系统的建立及其疫苗候选株的构建

为建立H7N9亚型禽流感病毒(AIV)反向遗传操作系统,本研究以H7N9亚型(AIV)A/CK/Shanghai/S1053/2013(CK/53)株为亲本病毒,构建了该病毒株的8质粒反向遗传操作系统,并拯救出救获株rCK/53。全基因组序列测定结果表明,rCK/53与亲本病毒的核苷酸序列完全一致。同时以A/PueaoRico/8/34(PR8)的内部基因为骨架,以CK/53的HA和NA的表面基因为供体,构建H7N9亚型AIV疫苗候选株CK53/PR8,疫苗株的8个基因来源与预期完全一致。对rCK/53以及疫苗候选株CK53/PR8在MDCK和A549两种细胞中进行生物学特性的比较,在A549中复制差异不显著,而在MDCK中48 h和72 h两者复制具有明显差异。rCK/53反向遗传操作系统的建立和疫苗候选株CK53/PR8的构建为进一步开展H7N9亚型AIV跨宿主传播机制、致病机理及进一步的免疫保护实验奠定了基础。     

采用反向遗传学技术构建clade7..2 H5N2亚型禽流感病毒高产疫苗株

为构建H5N2亚型禽流感病毒(AIV)高产疫苗株,研究采用反向遗传操作技术删除Clade 7.2 H5N2亚型AIV A/chicken/Shanxi/Q6/2013(wt-Q6株)血凝素(HA)基因多碱性氨基酸序列,以wt-Q6株HA和神经氨酸酶基因为供体,结合A/Puerto Rico/8/34(H1N1)(PR8)AIV的6个内部片段骨架,构建针对此种变异的H5亚型AIV疫苗株,成功拯救出一株重组病毒r Q6/PR8。该病毒在鸡胚和MDCK细胞上均具有较好的繁殖滴度,对SPF鸡胚和鸡无致病性,具有低毒高产的特性,符合疫苗候选株的标准。     

H5N1亚型高致病性禽流感病毒A/duck/HuBei/49/05株反向基因操作系统的建立

水禽是禽流感病毒的天然储存库,为了研究高致病性禽流感病毒对水禽致病性的分子基础,研究构建了DKHB/49/05的8质粒反向遗传操作系统。用Trizol从含A/duck/HuBei/49/05株病毒的鸡胚尿囊液中提取总RNA,用RT-PCR扩增PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M、NS基因片段,将其分别克隆至pBD载体中。利用8质粒反向遗传操作系统,将重组的pBD质粒共转染293T细胞,成功拯救了该病毒,并命名为R-DKHB。     

鸭源H5亚型禽流感全禽源分子标记疫苗候选株的构建

为了开发用于南方水禽且适合血清学监测的H5亚型禽流感疫苗,作者通过反向遗传技术,删除A/mallard/Huadong/S/2005(H5N1,S株)病毒HA编码多碱性氨基酸序列,使之成为低致病特征,分别与A/duck/England/1/1956(H11N6,E株)和A/Chicken/Shanghi/F/98(H9N2,F株)的NA组合,再以本室禽源高产病毒F株的6个内部片段为骨架,构建全部基因都来自禽流感的疫苗株.成功拯救出2株重组病毒,分别命名为rH5N6/F和rH5N2/F,并引入分子标记N6和N2.重组病毒在鸡胚和MDCK细胞上均具有较好的繁殖能力,且rH5N6/F更适合在鸡胚中生产,对SPF鸡和鸡胚无致病性.重组病毒在clade2.3.4毒株中具有很好的抗原代表性,引入的分子标记有利于血清学监测的区分,为防控水禽H5亚型禽流感提供了良好的疫苗候选株.     

H5N1亚型禽流感病毒A/Guangxi/1/2005株抗药机制的研究

为研究H5N1亚型禽流感病毒(AIV)的抗药机制,本研究选取Clade2.3.4亚群中一株对金刚烷胺敏感的人源AIV A/Guangxi/1/2005(H5N1)(S-GX05),用抗流感病毒药物金刚烷胺对其进行定向诱导,筛选出一株抗药性病毒株,命名为R-A/Guangxi/1/2005(R-GX05)。通过全基因测序并与S-GX05全基因序列进行对比,结果显示S-GX05只在其M2蛋白中有一个氨基酸位点发生突变,即A30P;抗药性鉴定这两株病毒的半数药物抑制浓度(IC50)分别为0.9μM和48.9μM,表明R-GX05对金刚烷胺表现出一定程度的抗性。动物实验证实,这两株病毒对BALB/c小鼠的致病性基本一致,均表现出高致病性,其MLD50分别为4.7 log10 EID50和5.0 log10 EID50,两株病毒在小鼠体内各组织脏器中的分布及增殖能力也基本相同。这些结果表明,S-GX05在药物压力下产生抗药性后,并未引起其它生物学特性的改变。A30P的发现为进一步从分子水平上研究H5N1亚型AIV的抗药机制及新型抗流感新药的研发奠定了基础。     

H5N1亚型禽流感病毒对鸭的致病性研究

为评估H5N1亚型禽流感病毒(AIV)在实验室环境下对鸭的致病力,本研究以无特殊病原(SPF)鸭为模型,对我国近年分离的7株病毒进行了致病力分析。结果发现其中4株病毒对鸭致死率为100%,2株病毒对鸭的致死率分别为60%和80%,另外1株病毒,A/goose/Hubei/51/05(GS/HB/51/05),对鸭无致病力。本研究还发现,与高致病力毒株一样,GS/HB/51/05也可在鸭体内呈全身性复制,并且可通过喉头和泻殖腔向外排泄。我们推测GS/HB/51/05可能是中国南方出现的其他对鸭呈高致病力的H5N1病毒的祖先,对这些病毒的系统研究,可揭示H5N1亚型AIV对鸭的致病力遗传机制。     

H5N6亚型禽流感病毒反向遗传疫苗株的构建及免疫保护试验

为应对抗原性已发生变异的第2.3.4.6分支H5N6亚型禽流感病毒(AIV)引发的潜在流行,本研究利用反向遗传操作技术,以A/Puerto Rico/8/34(PR8)的内部基因为骨架,以H5N6亚型AIV A/Chicken/SC/6/2014(C6)的基因组为模板,经RT-PCR扩增其HA及NA基因,并对HA基因进行分子修饰,去除与H5亚型AIV致病力有关的HA蛋白裂解位点处的多个碱性氨基酸,使其获得低致病性AIV的分子特征(即将-PLRERRRKR-突变为-PQRETR-),成功构建了H5N6亚型AIV疫苗候选株r C6。免疫效力试验表明,r C6重组灭活疫苗可以诱导产生高水平的血凝抑制抗体。免疫攻毒保护试验表明,r C6重组灭活疫苗可以提供SPF鸡抵抗同源和异源H5N6病毒100%的保护,而针对第2.3.4分支的Re-5疫苗仅能提供大约10%的保护。利用反向遗传技术构建的r C6重组疫苗候选株为该分支病毒的防控提供了有益的尝试。     

不同H9N2亚型禽流感病毒株致病力的比较试验

参照NDV评价毒力的方法对1998—2008年间收集的25株H9N2AIV的致病性进行了比较研究。结果显示,25株H9N2AIV不同毒株间致病性有较大差异,大致分为3类：致病性偏强、致病性中等和致病性较弱。从中选出致病力有差异的8个毒株进行了1日龄雏鸡脑内接种指数（ICPI）、6周龄鸡静脉接种指数（IVPI）以及8周龄SPF鸡人工感染排毒试验,结果证明大部分毒株ICPI和IVPI基本上为0,排毒散毒的高峰期在攻毒后第5天到第6天。在25个毒株中,3#和12#表现出了比较高的致病性,不仅其EID50值最高（分别为10-8.8/0.2mL和10-8.8/0.2mL）、ELD50值最高（分别为10-7.9/0.2mL和10-8.7/0.2mL）,而且鸡胚平均死亡时间也最短（分别为66.5,69h）。3#、12#还出现了1日龄雏鸡脑内接种指数（分别为0.238,0.437）和6周鸡静脉内接种指数（分别为0.34,0.51）。在8周龄SPF鸡人工感染排毒试验中3#和12#毒株的排毒量大,排毒时间也明显长于其他毒株（第2～9天）。以上试验结果表明我国H9N2AIV不同毒株致病性有明显差异,呈多态性,致病性偏强的毒株造成鸡群较高的死亡率。     

一株鸭源H5N2禽流感病毒全基因组序列分析及对鸡的致病性研究

2012年在我国重庆市活禽交易市场进行流行病学调查时,从鸭体内分离到1株H5N2亚型禽流感病毒(AIV),DK/CQ036/12(H5N2).为了解该株H5N2亚型AIV的生物学特性,本研究对其进行了全基因组分析及对SPF鸡和BALB/c小鼠的致病性试验.序列分析显示:HA裂解位点序列为341R-----346TRGLF350,为低致病性AIV特征.内部基因来源较复杂,与KD/CQ/036/12分离株的M基因NP基因同源性最高的病毒株均来自H4、H7等亚型分离株,呈明显的异源性.分离株的感染性试验显示,该分离株在鸡体内可以通过呼吸道和消化道向外排毒,但并不能在鸡体内有效的复制.对小鼠的感染性试验结果显示,仅在鼻甲和肺能检测到病毒存在,其他脏器病毒滴定结果为阴性,表明病毒对鸡和小鼠均呈低致病性.     

两株H5N1亚型禽流感病毒的基因分析及其在不同宿主中致病性的比较

为了解两株高致病性禽流感病毒(HPAIV)的分子特征及其对不同宿主的致病性,本研究对DK/HuN/4/08和CK/GX/2/09进行全基因组序列的测定,分析结果表明:两个病毒分离株HA基因的裂解位点均具有HPAIV特有的基序(341RRR(R)KR345/346),并且均属于Clade2.3.2分支,基因组同源性在97.4%～98.3%之间。致病性试验显示,两个病毒分离株均能够以106EID50感染量在3 d内引起鸡全部死亡,并且各脏器均检测到高滴度的病毒含量;两者在SPF鸭中呈现不同的致病性,CK/GX/2/09在4 d内可以使感染鸭100%死亡,而DK/HuN/4/08只引起25%的死亡率;同样在小鼠试验中,两者致病力差异与在鸭体中的反应一致,其MLD50分别为1.63 log10EID50和6.2 log10EID50。本研究表明,这两株遗传背景相似的HPAIV在鸡、鸭和小鼠中的致病性不同,为进一步利用反向遗传技术研究这两株病毒对水禽和哺乳动物致病力差异的分子机制奠定了基础。     

利用假病毒技术筛选H5N1亚型禽流感病毒中和活性单克隆抗体

为筛选H5N1禽流感病毒(AIV)血凝素蛋白(HA)特异性中和抗体,本研究构建了表达HA蛋白的重组质粒,利用该重组质粒及缺失表达人免疫缺陷病病毒1型(HIV-1)囊膜蛋白基因的骨架质粒,构建了表面整合有H5亚型AIV HA蛋白的HIV假病毒。利用该假病毒系统,筛选得到一株具有中和活性的单克隆抗体(MAb)。经测定,该MAb与纯化的全病毒具有较好的反应性,其对HIV-H5HA假病毒的中和效价为64。中和试验表明该MAb能够有效阻断野生型病毒对鸡胚的感染。本研究结果为开发H5N1 AIV的被动免疫治疗方法奠定了基础,同时对亚单位疫苗的研制也具有一定的意义。     

H9N2亚型禽流感病毒冷适应株的培育及SPF鸡胚感染后的免疫应答分析

H9N2亚型禽流感病毒(H9N2AIV)冷适应疫苗可以弥补灭活疫苗临床保护效果的不足。为明确宿主对冷适应疫苗的免疫应答效应,本研究将H9N2AIV(A/chicken/Shandong/903/2013,CK/903/2013)接种10日龄SPF鸡胚连续降温传代,获得在25℃能够稳定复制的冷适应株Ca30。实验结果显示:Ca30株具备冷适应性和温度敏感性,在传代过程中病毒HA蛋白出现多个位点的氨基酸突变,在25℃传代20次后已经获得稳定的氨基酸突变。动物感染试验结果显示,以106.0EID50的剂量鼻腔感染1周龄SPF鸡,Ca30株仅在喉气管中低水平复制,病毒接种后第3周SPF鸡血清针对Ca30株、异源病毒株1167的血凝抑制效价均达到最高,分别为8.2log2和5.8log2,接种后第4周针对母本病毒CK/903/2013的血凝抑制效价达到最高值7.6log2。qPCR检测结果显示,Ca30在25℃时能够在鸡胚肺脏、肝脏和心脏中复制,对肺脏的亲和力最强。利用qPCR检测冷适应株Ca30接种鸡胚后各脏器细胞因子的转录水平,结果显示,Ca30株感染鸡胚后,引起鸡胚肺脏中IL-1β、IL-6、IL-12、IL-8、OAS和MDA5转录水平上调,上调4.18~16.47倍;感染后8h引起鸡胚心脏中IL-1β、IL-6、IL-12、IL-8、OAS和MDA5的转录水平上调,之后降低甚至下调;72h时引起鸡胚肝脏中IL-1β、IL-6、IL-8和OAS转录水平上调,上调4.28~6.53倍;在鸡胚脑组织中,各类细胞因子的转录水平变化无明显的规律。本研究培育了一株H9N2AIV冷适应毒株Ca30,为深入研究冷适应弱毒疫苗的免疫保护机制提供了素材。     

两株H4N3禽流感病毒全基因组序列分析及对小鼠的致病性研究

2009年在我国南方活禽交易市场进行流行病学调查时,从鸭体内分离到2株H4N3亚型禽流感病毒(AIV),DK/FJ/S1419/09(H4N3)(FJ/419/2009)和DK/HUN/S1010/09(H4N3)(HuN/010/2009)。为了解这2株H4N3亚型AIV的生物学特性,本研究对其进行全基因组分析及对小鼠致病性研究。结果显示:其HA基因来源于近两年流行的H4亚型病毒株,NA基因来源于其它亚型病毒株。内部基因来源较复杂,与FJ/419/2009内部基因同源性最高的病毒株均来自国内H5、H6等亚型分离株,但与HuN/010/2009同源的内部基因则差异较大,与PA、M和NS同源性最高的病毒株分别为A/wild/duck/Korea/UP122/2007(H1N1),A/muscovy/duck/Thailand/CU-LM1983/2009(H4N6)and A/avian/Japan 8KI0068/2008(H3N6)。用106EID50病毒剂量感染6周龄BALB/c小鼠,结果显示试验组小鼠感染后第3 d采脏器样品,仅在鼻甲和肺部能检测到病毒存在。以上数据表明,尽管这2株H4N3特殊亚型组合病毒来源复杂,但对小鼠的致病性较低。     

两株H5N1亚型禽流感病毒NS1基因诱导细胞凋亡的研究

为了研究H5N1亚型禽流感病毒NS1基因诱导的细胞凋亡作用，我们将两株H5N1亚型禽流感病毒A／Duck／Guangdong／40／2000（H5NI）（简称DKGD／40／00）和A／Duck／Guangxi／35／2001（H5NI）（简称DKGX／35／01）的NSI基因克隆到真核表达载体plRES2-EGFP，转染Hela细胞后，应用荧光显微镜检测转染表达效率，应用TUNEL和流式细胞仪观察NSI基因产生的细胞凋亡作用。结果两株病毒NSI蛋白表达均能诱导Hela细胞凋亡，凋亡率无明显差异。表明单一的NS1并不能完全阐明凋亡的产生与病毒毒力强弱和病毒扩散之间的关系。     

重配H9N1亚型流感病毒感染性克隆的构建及鉴定

为了研究禽流感病毒的反向遗传,试验采用霍夫曼发明的8质粒拯救系统,将分离得到的AIV Isolate3(H9N2)基因组,通过RT-PCR得到HA基因,并克隆到以pcDNA3质粒为骨架自行构建的双向转录/表达载体pHW2008上,得到HA转录/表达质粒,再将HA表达质粒与构建好的包含A/Puerto Rico/8/34(H1N1)7个内部基因双向转录/表达质粒共转染人肾上皮细胞(293T)与犬肾细胞(MDCK)混养细胞。结果表明:试验成功构建了重配H9N1亚型流感病毒减毒株。     

一株野鸟源H9N2亚型禽流感病毒的全基因组序列分析及致病性研究

为进一步了解2014年分离自我国南方野鸟粪便中的一株H9N2亚型禽流感病毒(AIV)Wide Bird/Hu N/SC1400/2014(H9N2)(WB/400/14)的生物学特性,本研究对其进行全基因组序列测定、进化分析及SPF鸡、SPF鸭和BALB/c小鼠的感染性试验。序列分析显示:该分离株的HA裂解位点基序为333PAASDR↓GL340,其中不存在多个连续的碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒(LPAIV)氨基酸序列特征。该分离株不同基因片段来源较复杂,分别与H9、H6、H4、H1、H11、H10、H3等多种亚型的LPAIV同源性较高,呈现明显的多样性。感染性试验显示,WB/400/14不能够在SPF鸡和小鼠体内有效复制,但病毒感染SPF鸭后能够在部分脏器中检测到病毒的存在,并且感染鸭能通够过咽喉和泄殖腔同时向外排毒,而同居感染鸭仅通过泄殖腔向外排毒,表明分离株在SPF鸭群中具有良好的水平传播能力。本研究为AIV的监测和防控提供实验依据。