反向遗传学技术在流感病毒研究和防控中的应用

流感病毒严重危害动物和人类健康.完全以质粒为基础的反向遗传系统的建立在流感病毒研究和防控领域是一个具有里程碑意义的事件.作为一个强有力的工具,反向遗传技术的应用拓宽和加深了流感病毒的基础和应用研究,在人流感和动物流感的防控中发挥了重要的作用.本文简要回顾了流感病毒反向遗传技术的发展历程,重点介绍了该技术在流感病毒致病性、跨宿主传播以及疫苗研制方面的研究进展.     

A型流感病毒的反向遗传技术研究进展

A 型流感病毒基因组为单股负义RNA,分为8 个片段。反向遗传技术即从克隆的cDNA 产 生病毒的过程,是研究RNA 病毒、也是研究A 型流感病毒基因结构与功能的新技术。介绍了A 型流感病毒反向遗传技术的发展,完全以质粒为基础的新操作系统及其在研究病毒的生命周期、 致病性、产生基因修饰的疫苗候选株等方面的应用。     

反向遗传学技术在疫苗研究的进展

本文通过反向遗传学技术的基本原理,发展历史和反向遗传学技术在疫苗研究方面的进展与应用,重点介绍了反向遗传学技术在流感病毒疫苗方面的应用。     

流感病毒反向遗传学技术研究进展

流感病毒亚型众多,且极易发生变异,给防控带来很大困难,所以当务之急应加强其在致病机理、传播机制等方面的研究和加快新型流感疫苗的开发．近年来,反向遗传学技术的发展为流感病毒基因功能研究和疫苗制备方面开辟了新思路．     

流感病毒灭活疫苗研究进展

流感病毒的不断变异是造成流感经常流行的主要原因．研究表明人流感病毒的来源与禽流感病毒的存在密切相关．最近出现的禽流感病毒跨种属感染人的事件,预示引起下一次爆发的流感病毒流行可能直接来源于禽流感病毒．因人类对新出现的病毒缺乏免疫力,开发有效疫苗仍然是预防流感流行的关键．对流感灭活疫苗包括灭活疫苗有效成分的改良,H5N1、H9N2型人．禽流感疫苗研究和应用反向遗传技术制备流感灭活疫苗等方面的研究进展进行了探讨．     

B型流感病毒NS1蛋白羧基端缺失对病毒致病性的影响分析

本研究利用基因工程技术探索B型流感病毒NS1蛋白羧基端缺失对病毒致病性的影响,并利用反向遗传学技术从体外拯救NS1蛋白羧基端缺失的B型流感病毒,评估去除NS1蛋白羧基端对B型流感病毒致病性的影响,探究B型流感病毒致病性变异的分子基础。通过全基因合成和反向遗传学技术从体外拯救NS1蛋白羧基端发生171个氨基酸缺失的B型流感病毒B/Yamagata/16/88株,命名为B-L5。将实验室之前拯救的母本株B/Yamagata/16/88(以下简称B-S9)和B-L5以3×105 EID5 0的攻毒剂量分别人工感染BALB/c小鼠,通过体重变化、生存率、肺脏病毒滴度等方面进行致病性分析。成功构建了B型流感病毒B/Yamagata/16/88NS1蛋白羧基端缺失株反向遗传平台。母本株B-S9和NS1蛋白羧基端缺失株B-L5均能够人工感染BALB/c小鼠,但不致死,对BALB/c小鼠均呈现低致病性;B-S9感染小鼠后,从攻毒后第3d至第7d,体重持续下降,相反,B-L5感染小鼠后,只在攻毒后第2d出现体重下降,攻毒后第3d体重开始回升;B-S9和B-L5感染小鼠后均能在小鼠肺部进行复制,但攻毒后第3d,B-L5感染小鼠肺脏滴度要比B-S9低7 900倍,攻毒后第6d,B-L5感染小鼠肺脏已检测不到病毒复制。实验结果表明,NS1蛋白羧基端缺失可以明显降低B型流感病毒对小鼠的致病性。B型流感病毒致病性变异的分子基础还有待继续研究,该反向遗传操作系统的建立为B型流感病毒分子机制的研究奠定了基础,同时也为B型流感减毒活疫苗的研究开辟了新途径。     

PB2 E627K对A/H6N1亚型禽流感病毒致病性的影响分析

目的利用A/H6N1亚型禽流感病毒的反向遗传平台,评估PB2 E627K对A/H6N1亚型禽流感病毒的致病性,探究A/H6N1流感病毒的致病性分子基础。方法通过A/H6N1亚型禽流感病毒A/Mallard/San-Jiang/275/2007株反向遗传操作系统和点突变技术拯救病毒rA/H6N1和PB2 E627K位点发生突变的rA/H6N1-627,两株拯救病毒分别以101EID50～106EID50的攻毒剂量人工感染BALB/c小鼠,通过体重变化、死亡率、病毒滴定等方面进行致病性分析。结果成功构建A/H6N1亚型禽流感病毒的反向遗传平台,rA/H6N1的8个基因片段完全源于A/H6N1的基因组,核苷酸序列及生物学特性与A/H6N1完全一致。rA/H6N1能够人工感染BALB/c小鼠,但不致死,对BALB/c小鼠呈现低致病性(MLD50>106.5EID50),病毒在小鼠体内的分布情况及各个脏器中的病毒滴度与A/H6N1保持一致;rA/H6N1-627能感染小鼠,引起小鼠体重下降,但不能引起所有106EID50组小鼠死亡,病毒能在小鼠的肺脏和脑部进行增殖。结论实验结果表明,在H5N1禽流感中发挥重要作用的PB2-E627K位点并非A/H6N1流感病毒的毒力决定因子。A/H6N1流感病毒致病性的分子基础还有待继续研究,该反向遗传操作系统和点突变技术的建立为研究该亚型流感病毒致病机制、传播机制及病毒基因功能奠定了基础,同时也为A/H6N1亚型禽流感病毒新型疫苗的研制开辟了新途径。     

冠状病毒反向遗传技术的研究进展和应用

冠状病毒（Coronavirus,CoV）在分类上属于尼多病毒目、冠状病毒科、冠状病毒属,其基因组长度约为25 000 nt～30 000 nt。反向遗传技术可以针对RNA病毒的基因组进行突变,是研究病毒蛋白功能的有力工具,也是对毒力基因进行突变,构建减毒疫苗株的新型方法。冠状病毒反向遗传技术的建立和应用,推动了基因功能的研究和重组病毒疫苗的研发。本综述将介绍三种常见的冠状病毒反向遗传克隆技术,分别是基于痘病毒载体、基于细菌人工染色体（Bacterial artificial chromosome,BAC）载体和基于体外连接的反向遗传技术。传染性支气管炎病毒（Infectious bronchitis virus,IBV）是成功建立反向遗传系统的冠状病毒之一,本文对反向遗传技术在IBV中的研究和应用进行了介绍和讨论。     

应用反向遗传学技术在哺乳动物细胞中产生甲型流感病毒

在国内首次应用反向遗传学技术将多个质粒共转染哺乳动物细胞,得到了具有活性的甲型流感病毒.采用自行构建的含有polⅠ和polⅡ启动子和终止子序列的pIVV2质粒,将A/PR/8/34(H1N1)流感病毒基因组全部8个RNA节段的cDNA分别克隆到该质粒的两个启动子之间,得到了8个可在真核细胞中复制和表达的质粒.将这8个质粒共转染293T细胞,培养48h后吸取上清液,转接入MDCK细胞中,再经过72h培养,发现在MDCK细胞中有明显的流感样细胞病变产生,测上清病毒血凝滴度为1:10.将MDCK细胞冻融液继续接种鸡胚和MDCK细胞,培养后将鸡胚尿囊液和MDCK细胞冻融上清液进行血凝和血凝抑制实验,证明所得病毒为A/PR/8/34(H1N1).此结果将有助于国内今后对流感疫苗的研究.     

流感病毒反向遗传操作及相关分子生物学研究

负链ＲＮＡ病毒由于其基因组ＲＮＡ和ｃＤＮＡ不具备感染性,限制了转染方法的建立和病毒复制及其调控等分子生物学研究。流感病毒核蛋白体（ＲＮＰ）转染方法和反向遗传操作的建立,使负链ＲＮＡ病毒复制及其调控、病毒载体改造和应用等研究成为现实。本文回顾了流感病毒反向遗传操作方法的研究进展及其在流感病毒复制调控和流感病毒载体构建等相关分子生物学研究中的应用。     

Isolation and genetic characterization of avian-like H1N1 and novel ressortant H1N2 influenza viruses from pigs in China

As pigs are susceptible to both human and avian influenza viruses, they have been proposed to be intermediate hosts or mixing vessels for the generation of pandemic influenza viruses through reassortment or adaptation to the mammalian host. In this study, we reported avian-like H1N1 and novel ressortant H1N2 influenza viruses from pigs in China. Homology and phylogenetic analyses showed that the H1N1 virus (A/swine/Zhejiang/1/07) was closely to avian-like H1N1 viruses and seemed to be derived from the European swine H1N1 viruses, which was for the first time reported in China; and the two H1N2 viruses (A/swine/Shanghai/1/07 and A/swine/Guangxi/13/06) were novel ressortant H1N2 influenza viruses containing genes from the classical swine (HA, NP, M and NS), human (NA and PB1) and avian (PB2 and PA) lineages, which indicted that the reassortment among human, avian, and swine influenza viruses had taken place in pigs in China and resulted in the generation of new viruses. The isolation of avian-like H1N1 influenza virus originated from the European swine H1N1 viruses, especially the emergence of two novel ressortant H1N2 influenza viruses provides further evidence that pigs serve as intermediate hosts or “mixing vessels”, and swine influenza virus surveillance in China should be given a high priority.     

甲型流感病毒RNA聚合酶——抗病毒药物靶点

甲型流感病毒的RNA聚合酶由PB1、PB2和PA 三个亚基组成,在病毒的生命周期中负责行使病毒基因组的转录与复制等多方面功能. 甲型流感病毒由于频繁变异,导致其对传统抗病毒药物的敏感性降低,因此开发疗效好、针对性强、毒性低的新型抗病毒药物已成为当前亟待解决的问题.由于RNA聚合酶是甲型流感病毒生命周期重要的调控蛋白,并且编码聚合酶各亚基的基因序列具有高度保守性,故成为当前抗病毒药物的重要靶点.     

禽流感治疗药物研究进展

禽流感是由正黏液病毒科甲型流感病毒引起的对人类健康和社会发展构成极大威胁的烈性传染病,高致病性禽流感暴发突然,具有极高的发病率和死亡率。目前具有确切疗效的抗禽流感治疗药物品种很少,公认的药物只有奥塞米韦,此外流感病毒的抗药性也是一个重要的问题,近年来出现的甲型H1N1病毒更给人类敲响了警钟,因此研究更多的治疗药物和治疗手段对于禽流感的防控十分必要。从禽流感治疗化学药物和生物药物几个方面对禽流感治疗研究进展进行了综述。     

基于血凝素(HA)的新型流感疫苗研究进展

新型广谱流感疫苗是预防和控制不断变异的流感病毒的重要手段。血凝素(HA)是流感病毒表面的糖蛋白,具有免疫原性,但其变异性强,是A型流感病毒发生抗原变异的主要原因。近年来研究发现,HA存在保守的恒定区,可诱导机体产生流感病毒特异性广谱中和抗体,拮抗多种流感病毒的感染。因此,如何采取不同策略和方法,研发基于HA的新型疫苗成为流感防治研究的重点。就基于HA的新型流感疫苗研究进展作一综述。     

异型流感病毒感染小鼠肺细胞因子水平变化

为了制备能够抵御不同型别流感病毒感染的疫苗,揭示机体对异型流感病毒感染交叉免疫保护作用的主要机制,用流感病毒疫苗免疫小鼠后分别感染同型、异型流感病毒,另设使用免疫增强剂IL-2后感染异型流感病毒组,观察小鼠的一般状况和肺指数,并用ELISA方法测定肺匀浆中细胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4及IL-10的含量。结果显示,异型免疫组和异型免疫加强组病毒感染后细胞因子IFN-γ含量明显高于感染前（P〈0.05）。研究表明,异型病毒感染后IFN-γ水平明显增高,此细胞因子可能在流感病毒异型间交叉保护免疫反应中起重要作用,其机制有待进一步研究确定。     

冷适应减毒B型流感病毒疫苗候选株的制备及鉴定

以冷适应、温度敏感、减毒的B/Ann Arbor/1/66流感病毒株作为重配病毒骨架,对其6个内部基因片段进行了全基因合成,同时人工引入9个氨基酸突变．构建了8个基因的拯救载体,经测序获得序列准确的拯救质粒,命名为：pAB121-PB1, pAB122-PB2, pAB123-PA, pAB124-HA, pAB125-NP, pAB126-NA, pAB127-M和pAB128-NS．在成功拯救冷适应A型流感病毒的基础上,利用反向遗传学技术成功获救了具有感染性的重配B型流感病毒株,命名为rMDV-B．该重配病毒株以B/Ann Arbor/1/66为病毒骨架,其中HA和NA来源于2006～2007年当年流行株B/Malaysia/2506/2004．rMDV-B在鸡胚尿囊液和MDCK细胞中的HA效价可达1∶64～1∶512．实验结果暗示：从单一供体病毒株可以产生有效的减毒活B型流感病毒疫苗候选株,能够为将来人用流感疫苗的设计提供可借鉴的模型．     

Differential effect of prior influenza infection on alveolar macrophage phagocytosis of Staphylococcus aureus and Escherichia coli: involvement of interferon-gamma production

The influenza A virus is one of the main causes of respiratory infection. Although influenza virus infection alone can result in pneumonia, secondary bacterial infection combined with the virus is the major cause of morbidity and mortality. Interestingly, while influenza infection increases susceptibility to some bacteria, including Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus (S. aureus), and Haemophilus influenzae, other bacteria such as Escherichia coli (E. coli) and Klebsiella pneumoniae are not associated with influenza infection. The reason for this discrepancy is not known. In this study, it was found that prior influenza virus infection inhibits murine alveolar macrophage phagocytosis of S. aureus but not of E. coli. Here, the mechanism for this inhibition is elucidated: prior influenza virus infection strongly increases interferon gamma (IFN-γ) production. Furthermore, it was shown that IFN-γ differentially affects alveolar macrophage phagocytosis of S. aureus and E. coli. The findings of the present study explain how influenza virus infection increases susceptibility to some bacteria, such as S. aureus, but not others, and provides evidence that IFN-γ might be a promising target for protecting the human population from secondary bacterial infection by influenza.     

用8质粒病毒拯救系统产生H9N2/WSN重组A型流行性感冒病毒

把禽流行性感冒(流感)病毒A／Chicken／Shanghai／F／98(H9N2)的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)基因cDNA克隆至polⅠ-pol Ⅱ双向转录和表达载体pHW2000,用这两种质粒与8质粒病毒拯救系统中流感病毒A／WSN／33(H1N1)6个内部基因cDNA的质粒组合(6 2重排),共转染COS-1细胞,产生了能在鸡胚中高滴度增殖的H9N2／、WSN重组病毒。用A／WSN／33的8个基因cDNA质粒作对照,也产生了转染子病毒。经过EID50测定和MDCK感染实验,新基因型H9N2／WSN病毒感染鸡胚的能力强(EID50为10^-11／0．2m1),而且对鸡胚的毒力弱,在不加胰酶的情况下不使MDCK细胞产牛病变。经电镜观察,两个转染子病毒的形态与野生型流感病毒相似。反向遗传操作技术的建立,为对禽流感病毒基因功能和疫苗构建等方面的研究提供了新的手段。     

流感病毒感染介导的免疫病理损伤研究进展

流感病毒感染(如暴发性流行或高致病性禽流感H5N1感染)可以造成广泛的病理损伤及严重的并发症,其肺部病理损伤以肺水肿及广泛的炎性渗出为特点,并伴有大量的中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞浸润及促炎因子和趋化因子的产生．组织学及病理学研究表明,过度的宿主应答反应是介导病理损伤的主要原因之一,而这些在流感病毒感染过程中介导组织损伤的免疫分子与细胞,在病毒的有效清除过程中同样至关重要．主要对甲型流感病毒感染过程中免疫系统的多种效应成分如何引发及加重病理性损伤等有害方面加以综述．为深入了解流感病毒感染防御机制及寻找并设计出既无害又能有效地治疗流感病毒感染的策略提供理论指导．