组成新发典型甲型H1N1流感病毒8个基因片段的变异性分析与疫病流行原因初探

为探索新近暴发的甲型H1N1流感病毒各基因片段的变异性与本次疫病流行的内在原因,以NCBI GenBank中报道的l株新发的典型H1N1甲型流感病毒A/New York/1669/2009(H1N1)作为研究对象,运用在线BLAST和CLUSTAL X等生物信息学软件对其PA、NP、M、PB1、PB2、NA、HA和NS基因片段进行了比较分析.结果表明,新发甲型H1N1流感毒株的PB1、NP基因来源于人源谱系流感病毒,HA、NA、NS、M基因来源于猪源谱系流感病毒,PB2和PA基因来源于禽源谱系流感病毒.此外,新发甲型H1N1流感病毒的HA和NA分别在第249和386位新出现1个"-NTT-"、"-NFSI-"的糖基化位点.HA的6个潜在抗原决定簇中有3个发生了氨基酸序列改变,NA则是12个中有5个发生了改变.表明,这些抗原基因的大范围重组与高频率变异可能是造成这次流感暴发与大规模流行的根本原因.     

H3N2亚型猪流感病毒实时荧光定量PCR快速检测方法的建立

根据H3N2亚型猪流感病毒(SIV)血凝素(hemagglutinin,HA)和神经氨酸酶(neuraminidase,NA)基因保守序列,分别设计并合成了特异性引物和TaqMan MGB探针,利用实时荧光定量PCR技术检测SIV.使用含有选定检测序列的重组质粒pMD18-H3HA、pMD18-N2NA标准品绘制标准曲线,其相关系数分别为0.990 15(H3HA)和0.999 47(N2NA).检测结果显示,该方法的敏感性可达100 copies/μL,除H3N2亚型SIV外,对H1亚型、H9亚型SIV以及猪传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、猪瘟病毒、猪生殖与呼吸综合征病毒和猪2型圆环病毒的检测均为阴性,应用该方法对实验室感染样品进行检测,其结果与病毒分离结果的符合率为95.83%.表明,该方法特异性强、重复性好,有望成为H3N2亚型SIV的一种特异、敏感、快速的定量检测方法.     

一株野生灰雁禽流感H9亚型病毒全基因序列的测定与分析

为研究新疆野生灰雁禽流感毒株的基因变异与演化,选择A/Grey goose/XJBZH/1/09(H9N2)株,应用RT-PCR对该毒株的8个基因片段进行了克隆、序列测定与分析。结果,该毒株的HA、NA、NS、M、NP、PB1、PB2和PA这8个基因的核苷酸序列长度分别为1 831、1 548、1 077、1 202、1 705、2 342、2 426和2 319bp。基因序列分析表明,该毒株的HA基因与鸡源毒株A/Chicken/Xinjiang/01/2010(H9N2)的同源率为99.3%;HA和NA基因与鸽源毒株A/pigeon/HongKong/WF53/03(H9N2)的同源率分别为91.5%和91.1%;HA、NA、NS和PB1基因与猪源毒株A/swine/Yangzhou/1/2008(H9N2)的同源率分别为97.5%、97.8%、96.9%和97.5%;NA基因与人源毒株A/Shaoguan/408/98(H9N2)的同源率为93.8%;M、NP、PA和PB2基因与所选的全部参考毒株的同源率均很低。遗传进化分析表明,A/Greygoose/XJBZH/1/09(H9N2)株属于欧亚种系,位于Y280-like亚群。     

H5N1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55 ku;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。     

H1N1亚型猪流感病毒HA基因的表达及单克隆抗体的制备

采用RT-PCR方法扩增了H1N1亚型猪流感病毒(SIV)广东株的血凝素(HA)基因,测序后对HA基因进行了生物信息学分析。将HA基因克隆到高效可溶表达载体pBCX上,成功构建重组表达质粒pBCX-HA。将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中,用IPTG进行诱导表达。诱导表达的HA融合蛋白分子质量约为94.0 ku,表达产物占菌体总蛋白的29.5%。经Western-blot分析证实可溶表达的融合蛋白与H1N1亚型猪流感病毒阳性血清具有良好的免疫反应性。用纯化的HA融合蛋白作包被抗原用于猪流感病毒单克隆抗体的筛选,成功筛选到2株针对HA蛋白抗原表位的单克隆抗体;ELISA结果表明,制备的SIV单克隆抗体ⅢF6A4C10与H1N1亚型SIV抗原具有特异的免疫反应性,为H1N1 SIV的鉴别诊断奠定了基础。     

H3N2亚型猪流感病毒核蛋白基因的优化表达及抗原性分析

根据已获得的猪流感病毒(SIV)分离株A/Swine/Guangdong/9/05(H3N2)NP基因的核苷酸序列设计合成了1对带有特定酶切位点的引物,经RT-PCR扩增NP基因,将其克隆到pMD19-Simple-T载体,鉴定并测序正确后,构建pET32a-NP表达质粒,并转化大肠杆菌Rosetta(DE3),经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析结果显示,表达的融合蛋白分子质量约为73ku,在25℃条件下主要以可溶性形式存在。将重组NP蛋白纯化后进行Western-blotting和间接免疫荧光试验,结果显示,表达蛋白可分别与H1N1、H3N2及H9N2亚型SIV阳性血清发生特异性反应,表明该蛋白具有良好的反应原性和交叉反应性;用纯化的重组NP蛋白免疫小鼠制备的多克隆血清也可与H1N1、H3N2及H9N2亚型SIV发生特异性反应,进一步证实所表达的重组NP蛋白具有良好的免疫原性。     

H1N1和H3N2亚型流感病毒基因芯片检测方法的建立

为建立同时能鉴别甲型H1N1和猪流感病毒常见亚型的新型基因芯片检测方法,根据GenBank中已发表的甲型流感病毒MP的基因序列和甲型H1N1(2009)和猪流感病毒H1N1、H3N2亚型的基因序列,设计、筛选并合成7对特异性引物和1对通用引物;根据扩增的靶序列,设计并合成14条特异性探针和3条质控探针,制备了甲型H1N1(2009)流感病毒和猪流感病毒H1N1、H3N2亚型基因芯片;并进行了特异性试验、敏感性试验和田间样品的检测。结果显示,该芯片检测方法与猪细小病毒(PPV)、猪瘟病毒(CSFV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)等猪常见病毒无交叉反应;对猪H1N1、猪H3N2和甲型H1N1(2009)流感病毒而言,最低可检测到105、104和105稀释的病毒株。结果证实,该方法特异性强、敏感性高,是一种高通量的甲型H1N1和猪流感常见亚型筛查方法。     

野鸭源H3N8亚型禽流感病毒的系统进化和分子遗传特征分析

为了解在江苏某湿地野生水禽中分离到的1株禽流感病毒的来源、流行特点、进化和分子遗传特征,将采集的野生水禽粪便经处理后,使用A型禽流感通用荧光RT-PCR检测,阳性样品接种10日龄SPF鸡胚,收取接种后第24~96小时的尿囊液,进行血凝试验,随后对其进行全基因测序和遗传进化分析。结果显示,该毒株为H3N8亚型禽流感病毒,命名为A/Mallard/Xuyi/14/2015(H3N8)。HA蛋白的裂解位点氨基酸序列为PEKQTR↓GLF,无连续碱性氨基酸插入,符合典型低致病性禽流感病毒的特征;HA与NA的糖基化位点没有发生突变;NA耐药性氨基酸位点出现突变位点;PB2蛋白第627和701位氨基酸分别为谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asn),是禽源流感病毒的特征性氨基酸。在Gen Bank中对该毒株进行序列比对分析,结果显示,与所测基因片段同源性最高的10株毒株基本位于我国东部候鸟迁徙路线上。结果表明,A/Mallard/Xuyi/14/2015(H3N8)株为从江苏分离的低致病性禽流感病毒,基因主要来源于我国东部候鸟迁徙路线上的禽流感病毒。     

禽流感病毒N8亚型神经氨酸酶基因的克隆和全序列分析

用SPF鸡胚增殖禽流感病毒A/Duck/Australia/341/83(H15N8),通过RT-PCR获得了NA基因全长,连接并转化,增菌培养后,提取阳性质粒进行序列测定,获得了禽流感病毒N8亚型的NA基因序列,分析了NA8基因与其他流感病毒神经氨酸酶基因的相互关系。结果显示,所获得的NA基因片段全长1459bp,最大开放阅读框编码457个氨基酸残基,经Blast分析,该基因与GenBank中其他13株N8亚型毒株的NA基因核苷酸序列同源性为91.6%～73.3%。与其他8个N1～N9亚型NA基因进行遗传演化分析,N8亚型与N5亚型NA基因的亲缘关系最近,与N3亚型NA基因的亲缘关系最远。结果表明,禽流感病毒N8亚型NA基因序列的测定对N8亚型流感病毒的诊断和预防具有重要意义。     

H3N8亚型马流感病毒拯救体系的建立

利用反向遗传学操作技术,以马流感病毒(EIV)A/Equine/Fuyun/2008/(H3N8)为亲本株,采用RT-PCR技术对该毒株的8个基因片段分段进行扩增,通过与双向转录载体pHW2000连接,重组质粒转染293T和MDCK共培养细胞,成功拯救出全部基因均来自亲本株的EIV rH3N8,生物学试验结果表明,rH3N8在鸡胚半数感染量、组织培养半数感染量、稳定性试验等方面都与亲本株保持一致.以猪流感病毒(SIV)A/Swine/Henan/S4/01(H3N2)内部基因的重组阳性质粒替换rH3N8的相应基因,成功拯救出重组病毒rgH3N8.两拯救毒株经鸡胚一次传代的血凝效价分别为1:32、1:64,最高可达1:1 024、1:2 048;接种MDCK细胞54 h后的血凝效价最高均可达1:512.rH3N8亚型EIV的成功拯救及基因的成功替换,为流感病毒突破种闻屏障分子机制的研究和流感基因工程疫苗株的筛选奠定了基础.     

A型流感病毒PB1蛋白单克隆抗体的制备及鉴定

以A型流感病毒A/Chicken/Zhejiang/YH/2/2013(H7N9)的PB1基因为模板,扩增其1519～2274bp间的片段,并构建原核表达载体pET-28a(+)-H7N9-sPB1。通过大肠杆菌原核表达获得重组蛋白His-sPB1后,以其作为抗原免疫BALB/c小鼠,通过细胞融合筛选获得3株能够稳定分泌单克隆抗体的细胞株5G5、2H3和5E8。Western-blot和IFA检测表明,3株单克隆抗体对于不同亚型的流感病毒均具有良好的反应性。免疫共沉淀结果表明,3株单克隆抗体能用于免疫共沉淀试验。A型流感病毒PB1蛋白单克隆抗体的制备为进一步研究PB1蛋白的结构与功能以及流感病毒的监测与诊断提供了必要的工具。     

A型H1N1及H3N2亚型流感病毒实时荧光RT-PCR检测方法的建立

根据A型H1N1亚型流感病毒2009年北美变异株和H3N2亚型流行株的基因序列,设计了3套特异性引物、TaqMan探针,分别用不同的荧光基团标记,以构建的A型流感病毒及H1N1和H3N2亚型流感病毒基因重组质粒作为阳性对照,经反应条件优化,特异性、敏感性和重复性试验,筛选出3套不同的反应体系及同一个反应参数,建立了可同时检测A型流感病毒、H1N1和H3N2亚型流感病毒的实时荧光RT-PCR方法。结果表明,该方法可特异地检测H1N1(人源、猪源)、H3N2(猪源),禽流感病毒H5、H9等A型流感病毒,且与新城疫病毒、减蛋综合征病毒等其他病毒不发生交叉反应,具有特异、敏感、重复性好、快速、费用低廉等优点,试验耗时仅3h。表明,建立的方法,一次试验即可完成A型流感病毒的初筛和H1N1、H3N2亚型流感病毒的初步确认定型。     

H9N2亚型猪流感病毒A/Swine/Shandong/1/02 分离株的基因序列分析

从有肺炎症状的病猪中分离到1株H9N2亚型猪流感病毒(SIV)A/Swine/Shndong/1/02,对其进行了全病毒基因序列分析.结果表明,该毒株8个基因片段的核苷酸序列均来自禽流感病毒(AIV),与我国目前家禽中流行的H9N2亚型AIV毒株具有很高的同源性,与A/Duck/Hong Kong/Y280/97(H9N2)的同源性为94.1%～98.9%,与A/Chicken/Beijing/1/94(H9N2)的同源性为94.5%～98.2%;推导的其血凝素(HA)裂解位点处的氨基酸序列为P-A-R-S-S-R,完全符合H9亚型AIV欧亚分支中的类A/Chicken/Beijing/1/94亚分支的特征;基因分析结果表明,该分离株的所有基因片段均来源于H9N2亚型AIV,它可直接感染猪,并导致发病,但它并未在猪体内发生重组.     

两株家鸭禽流感病毒H3N1亚型分离株的致病性及其表面糖蛋白基因序列分析

测定了2株禽流感病毒(AIV)Dk/YZ/231/02和Dk/YZ/3/04对SPF鸡和BALB/c小鼠的致病性；对其血凝素(HA)基因和神经氨酸酶(NA)基因的序列进行了测定,并与GenBank中收录的其他序列进行了比较。结果,此2株AIV对SPF鸡具有较低的致病性,而对BALB/c小鼠无致病性；Dk/YZ/231/02株的HA基因与Dk/Ukraine/1/63(H3N8)株的同源率最高,Dk/YZ/3/ 04株的HA基因与Petbird/HK/1559/99(H3N8)株的同源率最高；而Dk/YZ/231/02株的NA基因与Dk/Fujian/17/2001(H5N1)株的同源率最高,Dk/YZ/3/04株的NA基因与Gs/Guangdong/ 1/96(H5N1)株的同源率最高。进化分析结果表明,Dk/YZ/231/02和Dk/YZ/3/04株的NA基因均可能起源于水禽源H5N1亚型AIV,这可能是不同亚型AIV在水禽体内基因重组的结果。推导的氨基酸剪切位点序列均为PEKQTR,属于非高致病性AIV的特征序列。     

H3N2亚型猪流感病毒反向遗传操作技术平台的建立

为了构建猪流感病毒A/swine/Heilongjiang/1/2005(H3N2)的反向遗传操作技术平台,利用RT-PCR扩增了H3N2亚型猪流感病毒的8个基因片段,分别连接到pBD双向转录表达载体上。将8个重组质粒纯化后,共转染293T细胞,48h后收集上清,接种MDCK细胞。当MDCK细胞呈现明显病变时,收集上清,做血凝试验,检测出有血凝现象。通过MDCK细胞病变情况、生长曲线、空斑形态等验证拯救病毒的可靠性,结果发现:野生毒株和拯救毒株在MDCK细胞上引起的病变情况基本一致,生长曲线的测定结果没有明显差异,空斑形态也极其相似。H3N2亚型猪流感病毒的成功拯救为猪流感病毒的致病机理、传播机制、基因功能研究以及疫苗研发奠定了基础。     

H3N2犬流感病毒PB2 D701N位点突变对小鼠致病性的影响

为探究PB2基因D701N突变对犬流感病毒(canine influenza virus,CIV)H3N2的致病性影响,利用本实验室构建的CIV H3N2(A/canine/Guangdong/02/2011,C/GD/02)反向遗传系统和定点突变技术,获得了2株拯救病毒(原毒株:r C/GD/02,突变株:r C/GD/02-701N)。聚合酶活性试验结果显示,突变株的聚合酶活性显著强于原毒株(P0.05),说明PB2 D701N的突变能显著增强CIV H3N2聚合酶活性;病毒生长曲线显示,突变株比原毒株在MDCK细胞中的生长复制能力有所下降;小鼠致病性试验显示,两毒株均导致了小鼠的体重增长速率轻微下降,但毒株间无显著差异,且均未导致小鼠死亡。结果表明,PB2基因D701N的突变不会显著影响CIV H3N2对小鼠的致病性。     

H5亚型猪流感病毒HAl重组蛋白的制备及间接ELISA检测方法的建立

利用化学合成技术合成H5亚型猪流感病毒(SIV)的HA1基因,克隆到原核表达载体Pet-28a( ),构建了重组表达质粒pET28a-HA1/H5,用重组质粒转化表达菌株E.coli BL21(DE3),经IPTG诱导表达,以镍螯合层析纯化表达蛋白;通过优化反应条件,建立了基于HA1重组蛋白的H5亚型SIV抗体间接ELISA(iHAI-ELISA)检测方法.SDS-PAGE分析结果显示,在大肠杆菌中成功表达了分子质量为45ku的His-HA1融合蛋白,表达蛋白以包涵体形式存在;Western-blot分析结果显示,表达蛋白能被抗His单克隆抗体和抗H5亚型SIV阳性血清特异识别.优化iHAI-ELISA中HA1/H5重组蛋白的包被浓度为0.31 μg/mL,待检血清的最佳稀释度为1:100.特异性测定结果显示,iHAI-ELISA方法不与H1、H3、H9亚型猪流感病毒抗体以及猪圆环病毒、猪生殖与呼吸综合征病毒阳性血清发生交叉反应;iHAI-ELISA方法与血凝抑制试验的符合率达93.5%.表明利用重组HA1蛋白建立的检测H5亚型SIV抗体的ELISA方法具有良好的特异性和敏感性.     

H9N2亚型禽流感病毒M1基因的克隆及其原核表达

为克隆H9N2亚型禽流感病毒M1基因并研究其原核表达产物的反应原性,从H9N2亚型禽流感病毒中提取病毒基因组RNA,采用RT-PCR方法克隆了M1全长基因。把M1基因克隆至pMD18-T载体中之后进行测序。M1基因亚克隆至pET-28a(+)表达载体中,构建重组表达质粒pET-28a-M1。该重组质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)并经IPTG诱导表达,对表达产物进行纯化和鉴定。测序分析结果表明,本研究克隆的M1基因与数株甲型流感病毒的M1基因的核苷酸同源性为89.7%~99.1%。SDS-PAGE分析表明,构建的重组蛋白以可溶性形式存在。Western-blot鉴定结果表明,它具有良好的反应原性。M1的成功表达为进一步研制新型流感疫苗奠定了基础。     

H9N2亚型禽流感病毒华东分离株的生物学特性及遗传进化分析

对从华东地区分离的6株鸡源H9N2亚型禽流感病毒进行了生物学特性及血凝素(HA)基因和神经氨酸酶(NA)基因的分子遗传进化分析.发现这6株病毒对SPF鸡无致病性,IVPI均为0,可被单克隆抗体4E7分为2个亚群.序列分析表明,这6株病毒的HA基因裂解位点处的氨基酸序列均为RSSR↓GLF,Ck/HD/16/07和Ck/HD/112/05的潜在糖基化位点与其他4株不一致;NA基因为N2亚型,其中4个毒株的茎部缺失3个氨基酸,而另2个毒株无缺失.     

Clade2.3.4 H5亚型禽流感疫苗变异候选株的构建

为应对Clade2.3.4H5亚型禽流感病毒持续发生的抗原性改变及其引发的潜在的地方性流行,需要根据流行监测的抗原分析结果制备疫苗候选株。采用反向遗传操作系统,以A/Puerto Rico/8/34(H1N1)(PR8)AIV的内部基因为骨架,以Clade2.3.4H5N1亚型AIV A/chicken/Hebei/2/2011(wt-HB株)的血凝素(HA)基因和神经氨酸酶(NA)基因为供体,并删除wt-HB株HA基因中编码多碱性氨基酸的序列,成功拯救出1株重组病毒rHB/PR8。该病毒在鸡胚和MDCK细胞上均具有较好的繁殖性能,对SPF鸡和鸡胚无致病性。这一研究结果为防控变异的Clade2.3.4H5亚型禽流感提供了良好的疫苗候选株。