H9与H5亚型禽流感病毒血凝素基因的快速鉴别

建立一步法RT-PCR检测方法,对禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的血凝素(Hemagglutinin,HA)分型进行了研究.参照AIV的HA基因序列设计1对引物,对H9和H5亚型AIV进行了扩增,产物大小分别为579bp和177bp.经测试,该引物不与新城疫病毒等鸡的其它传染性病原及鸡肌肉组织的核酸发生交叉反应.敏感性分析发现,从50pg的AIV总RNA中亦能扩增到目的条带.结果表明,此次利用1对引物建立的一步法RT-PCR方法简便适用,可以在一次反应中同时将H9和H5亚型AIV进行快速检测和分型.另外,两个亚型的扩增产物均包含了HA裂解位点在内的基因序列,可通过测序推导氨基酸顺序以预测H5或H9亚型禽流感病毒的潜在毒力.     

H9与H5亚型禽流感病毒血凝素基因的快速鉴别

建立一步法RT-PCR检测方法,对禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的血凝素(Hemagglutinin,HA)分型进行了研究。参照AIV的HA基因序列设计1对引物,对H9和H5亚型AIV进行了扩增,产物大小分别为579bp和177bp。经测试,该引物不与新城疫病毒等鸡的其它传染性病原及鸡肌肉组织的核酸发生交叉反应。敏感性分析发现,从50pg的AIV总RNA中亦能扩增到目的条带。结果表明,此次利用1对引物建立的一步法RT-PCR方法简便适用,可以在一次反应中同时将H9和H5亚型AIV进行快速检测和分型。另外,两个亚型的扩增产物均包含了HA裂解位点在内的基因序列,可通过测序推导氨基酸顺序以预测H5或H9亚型禽流感病毒的潜在毒力。     

Antigenic Characterization of Recombinant Hemagglutinin Proteins Derived from Different Avian Influenza Virus Subtypes

Since the advent of highly pathogenic variants of avian influenza virus (HPAIV), the main focus of avian influenza research has been the characterization and detection of HPAIV hemagglutinin (HA) from H5 and H7 subtypes. However, due to the high mutation and reassortation rate of influenza viruses, in theory any influenza strain may acquire increased pathogenicity irrespective of its subtype. A comprehensive antigenic characterization of influenza viruses encompassing all 16 HA and 9 neuraminidase subtypes will provide information useful for the design of differential diagnostic tools, and possibly, vaccines. We have expressed recombinant HA proteins from 3 different influenza virus HA subtypes in the baculovirus system. These proteins were used to generate polyclonal rabbit antisera, which were subsequently employed in epitope scanning analysis using peptide libraries spanning the entire HA. Here, we report the identification and characterization of linear, HA subtype-specific as well as inter subtype-conserved epitopes along the HA proteins. Selected subtype-specific epitopes were shown to be suitable for the differentiation of anti-HA antibodies in an ELISA.     

NASBA快速检测禽流感H5亚型病毒

采用建立的依赖核酸序列的扩增(Nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)对禽流感病毒3株H5亚型、1株H1、H3、H6亚型、3株禽流感H9亚型、5株不同宿主来源的新城疫病毒、鸭肝炎病毒、鸭瘟病毒、SPF鸡胚尿囊液及禽流感(H9)疫苗、新城疫疫苗、传染性法氏囊病疫苗、传染性支气管炎疫苗进行检测,结果NASBA(H5试剂)仅检测到禽流感病毒H5亚型,表明方法的特异性强.采用已知禽流感病毒A/Chicken/HK/1000/97(H5N1)的鸡胚尿囊液(ELD5010-7.5/mL),经10倍连续稀释,将经典的鸡胚病原分离法和NASBA进行比较,二种方法的灵敏度相当.用A/Chicken/HK/1000/97(H5N1)病毒人工感染SPF鸡、商品鸡,采用NASBA和病原分离法同时对人工感染鸡的粪拭子、血液进行了动态检测;采集感染死亡鸡的组织脏器,共检测了101个组织脏器,两种方法的符合率为90%(87/97).     

NASBA快速检测禽流感H5亚型病毒

采用建立的依赖核酸序列的扩增(Nucleicacidsequencebasedamplification,NASBA)对禽流感病毒3株H5亚型、1株H1、H3、H6亚型、3株禽流感H9亚型、5株不同宿主来源的新城疫病毒、鸭肝炎病毒、鸭瘟病毒、SPF鸡胚尿囊液及禽流感(H9)疫苗、新城疫疫苗、传染性法氏囊病疫苗、传染性支气管炎疫苗进行检测,结果NASBA(H5试剂)仅检测到禽流感病毒H5亚型,表明方法的特异性强。采用已知禽流感病毒A/Chicken/HK/1000/97(H5N1)的鸡胚尿囊液(ELD5010-7.5/mL),经10倍连续稀释,将经典的鸡胚病原分离法和NASBA进行比较,二种方法的灵敏度相当。用A/Chicken/HK/1000/97(H5N1)病毒人工感染SPF鸡、商品鸡,采用NASBA和病原分离法同时对人工感染鸡的粪拭子、血液进行了动态检测;采集感染死亡鸡的组织脏器,共检测了101个组织脏器,两种方法的符合率为90%(87/97)。     

Recombinant Parainfluenza Virus 5 Expressing Hemagglutinin of Influenza A Virus H5N1 Protected Mice against Lethal Highly Pathogenic Avian Influenza Virus H5N1 Challenge

A safe and effective vaccine is the best way to prevent large-scale highly pathogenic avian influenza virus (HPAI) H5N1 outbreaks in the human population. The current FDA-approved H5N1 vaccine has serious limitations. A more efficacious H5N1 vaccine is urgently needed. Parainfluenza virus 5 (PIV5), a paramyxovirus, is not known to cause any illness in humans. PIV5 is an attractive vaccine vector. In our studies, a single dose of a live recombinant PIV5 expressing a hemagglutinin (HA) gene of H5N1 (rPIV5-H5) from the H5N1 subtype provided sterilizing immunity against lethal doses of HPAI H5N1 infection in mice. Furthermore, we have examined the effect of insertion of H5N1 HA at different locations within the PIV5 genome on the efficacy of a PIV5-based vaccine. Interestingly, insertion of H5N1 HA between the leader sequence, the de facto promoter of PIV5, and the first viral gene, nucleoprotein (NP), did not lead to a viable virus. Insertion of H5N1 HA between NP and the next gene, V/phosphorprotein (V/P), led to a virus that was defective in growth. We have found that insertion of H5N1 HA at the junction between the small hydrophobic (SH) gene and the hemagglutinin-neuraminidase (HN) gene gave the best immunity against HPAI H5N1 challenge: a dose as low as 1,000 PFU was sufficient to protect against lethal HPAI H5N1 challenge in mice. The work suggests that recombinant PIV5 expressing H5N1 HA has great potential as an HPAI H5N1 vaccine.     

禽流感和新城疫病毒二重荧光定量RT-PCR检测方法的建立

目的：建立二重荧光定量RT-PCR方法,用于禽流感病毒（AIV）和新城疫病毒（NDV）的检测。方法：根据AIV和NDV的基因保守序列,设计了AIV和NDV的2对特异性引物和2条用不同荧光基团标记的TaqMan探针;对反应条件和试剂浓度进行优化,建立了能够同时检测AIV和NDV的Z-重荧光定量RT-PCR方法。结果：所建方法特异性好,对AIV和NDV的检测敏感性均达到2000个模板拷贝数,比常规RT-PCR敏感性高100倍;抗干扰能力强,对AIV和NDV不同模板浓度进行组合,仍可有效地同时检测2种病毒。对保存的AIV或NDV鸡胚尿囊液及临床病料进行二重荧光定量RT-PCR检测,结果尿囊液检测的拷贝数均达到10^10/μL以上,临床病料的拷贝数为2．13x10^8-6．52x10^4／μL。结论：建立了用于检测AIV和NDV的二重荧光定量RT-PCR法,该方法特异、敏感、快速、可定量,对AIV和NDV的防制有重要意义。     

抗H9亚型禽流感病毒血凝素单克隆抗体的制备和鉴定

目的:获得分泌抗H9亚型禽流感病毒(AIV)血凝素单克隆抗体的杂交瘤细胞。方法:以H9N2亚型AIV为免疫原,免疫6～8周龄雌性BALB/c小鼠,取其脾细胞与骨髓瘤细胞Sp2/0-Ag-14,在PEG4000的作用下进行细胞融合,通过血凝抑制(HI)试验筛选分泌抗H9亚型AIV血凝素单克隆抗体的杂交瘤细胞。结果:经过连续3～4次克隆化,获得能稳定分泌抗H9亚型AIV血凝素的单克隆抗体细胞系6株,分别命名为1B2、1C10、1G2、2B7、2E3和5E11。6株细胞培养上清HI效价为24～28,腹水HI效价为210～213。除1G2为IgM外,其余5株均为IgG1。Western blotting结果显示,1B2、1C10、2B7和2E3能与AIVH9蛋白在Mr为75000处反应,表明其是针对AIVH9亚型血凝素蛋白的单抗。特异性试验表明该6株单抗均只与H9亚型AIV发生特异性HI反应,而不与其他14个HA亚型的AIV及新城疫病毒、传染性支气管炎病毒发生交叉反应,显示出良好的特异性。结论:制备了针对H9亚型禽流感病毒血凝素的单克隆抗体,为禽流感的快速诊断和病毒的抗原性分析等奠定了基础。     

禽流感病毒血凝素HA的可变性解析

以重组的蒙古鸭H5N2禽流感病毒A/Duck/Mongolia/54/01的血凝素HA蛋白的cDNA为模板,进行PCR随机突变,表达只有单个氨基酸突变的H5HA基因共计38个.根据红细胞吸附反应,分析这些突变HA的功能,仍然具有红细胞吸附活性的单个氨基酸突变的HA约占89%,说明H5HA单个氨基酸突变的容许率是相当高的.HA1区突变数目大约是HA2区的两倍.对失去红细胞吸附功能和某些仍然拥有红细胞吸附功能的HA及单个氨基酸突变的位置与结构的关系进行探讨.有两个位点氨基酸突变了两次,但都不影响红细胞吸附功能,对红细胞吸附功能的影响,似乎主要由位置决定,而不是取决于取代的氨基酸的种类.位点179位和122位的突变是不允许的;位点179位于H5N1的受体结合区域RBD内,122位位于A抗原决定簇区附近,推测在H5HA三维结构上,这两个位点位于HA分子的内部,维持着H5HA的结构.HA1Cys位点4和HA2Cys位点148的突变是不允许的.这两个Cys正好形成HA1和HA2连接的桥梁,对维持H5HA结构也是相当重要的.本实验中HA先后失去了三个糖基化位点,但并不影响吸附红细胞的功能.总之,通过实验分析以研究某些氨基酸改变的效果,寻找关键位点是否突变,可以作为评估H5N1野毒株大流行潜力的分子标志.     

表达H5亚型AIV血凝素的重组NDV构建及免疫原性

利用反向遗传技术获得表达H5亚型禽流感病毒(AIV)血凝素(HA)的新城疫病毒(NDV)。克隆NDV clone 30的全长基因,通过在NDV的融合蛋白基因和血凝素-神经氨酸酶(HN)基因之间插入编码高致病性AIV分离株A/chicken/italy/8/98(H5N2)的血凝素基因开放阅读框从而获得两株重组新城疫病毒NDVH5和NDVH5m。NDVH5感染的细胞可以检测到两种HA转录产物。对于重组病毒NDVH5m,NDV位于HA ORF的转录终止信号序列被沉默突变消除,产生2.7个全长HA转录产物的折叠,从而使修饰过的HA得到稳定地高表达。1日龄小鸡的脑内接种证实了两种重组病毒均无致病性。鸡群在NDVH5m诱导产生的NDV和H5亚型AIV HA特异性抗体的免疫力下能够免于致死剂量的NDV与高致病性AIV的感染。血清学研究结果表明NDVH5m免疫鸡群产生的抗体可结合NP蛋白抗体的检测从而用于区分免疫和感染AIV的动物。因此,NDVH5m重组病毒可作为抗NDV和AIV的"二联疫苗",也可成为控制AJ的标记疫苗。     

禽流感病毒A型和H5亚型RT-PCR检测试剂盒研究

目的　检测和鉴定A型、H5亚型禽流感病毒 (AIV) ,研发一种高效实用的检测手段。方法　根据Ming ShiuhLee报道的文献设计、合成引物 ,采用反转录和PCR一步法对A型、H5亚型禽流感病毒cDNA进行扩增和电泳鉴定 ,组装成禽流感病毒RT PCR试剂盒 ,对H1～ 15亚型AIV参考株、38份AIV国内分离株进行检测试验。结果　建立了A型、H5亚型禽流感病毒RT PCR检测方法 ,并在此基础上组装试剂盒 ,用A型试剂盒检测时 ,全部AIV毒株均为阳性 ,能检测 1 10 2 4血凝单位禽流感病毒 ;用H5亚型试剂盒检测时 ,仅有H5亚型AIV参考株和 19株H5亚型AIV分离株呈阳性 ,其余H1～H4、H6～H15参考株和H7、H9分离株以及 1株H5分株均为阴性 ,能检测1 6 4血凝单位禽流感病毒。 2种试剂盒对实验感染鸡病料检出率均为 10 0 %。结论　研制的AIVA型、H5亚型RT PCR试剂盒具有特异性强、敏感性高、稳定性和重复性好的特点。     

抗H5N1亚型禽流感病毒血凝素单克隆抗体的制备及鉴定

目的建立稳定分泌抗H5N1亚型禽流感病毒血凝素单克隆抗体的杂交瘤细胞系,为进一步研究禽流感诊断技术奠定基础。方法以纯化的H5亚型禽流感病毒按常规方法免疫BALBc小鼠,最后一次免疫后第3天取其脾细胞与SP20细胞在聚乙二醇作用下融合,用选择性培养、有限稀释法克隆和血凝抑制试验进行筛选,对获得阳性克隆株用ELISA方法进行亚型鉴定,并用37株H5、H7、H9亚型AIV测定其特异性、覆盖性。结果最后获得了3株分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,命名为1E5、4A4、4B1,经长期体外培养和冻存后复苏能稳定地分泌抗体。经鉴定,其亚型均为IgG1、kappa链。腹水HI效价1∶210～1∶216,细胞培养上清HI效价1∶26～1∶28。3株杂交瘤所分泌的单克隆抗体均能与本中心保存的全部20株H5亚型禽流感病毒分离株发生反应,而与15株H9亚型禽流感病毒分离株、2株H7亚型禽流感病毒分离株以及H1H4、H6H15亚型禽流感病毒标准毒株均不反应,与鸡新城疫病毒、鹅新城疫病毒、鹅腺病毒和鸡产蛋下降综合征病毒等均无交叉反应。结论所获3株单克隆抗体可用于禽流感病毒特异性诊断试剂的研制。     

H5N1亚型禽流感病毒血凝素蛋白单链抗体基因的克隆及表达

构建并表达H5N1亚型禽流感病毒血凝素蛋白单链抗体,为禽流感靶向治疗药物的研制制备靶向载体。从分泌血凝素单克隆抗体的杂交瘤细胞株中提取mRNA,采用RT-PCR法扩增出重链和轻链可变区基因,通过SOE-PCR法将重链和轻链通过Linker连接起来构建单链抗体基因,将获得的单链抗体基因装入原核表达载体pET28a(+)中,构建重组质粒并表达,以Western blot鉴定单链抗体的特异性。结果成功构建了单链抗体基因,全长714bp,经原核表达,所构建的单链抗体可与H5亚型禽流感病毒HA蛋白特异结合,为禽流感的靶向治疗奠定了基础。     

TaqMan-MGB荧光定量RT-PCR技术快速检测H5亚型禽流感病毒

建立以TaqMan-MGB荧光探针为特点的荧光定量RT-PCR方法,用于检测H5亚型禽流感病毒.针对H5亚型禽流感病毒血凝素(HA)基因保守区域设计特异性引物与TaqMan-MGB荧光探针,筛选并优化荧光定量RT-PCR反应体系与反应条件,用以提高方法的特异性、敏感性与准确性;并通过体外克隆技术建立病毒基因拷贝数进行定量分析.结果表明引物与探针的优化浓度分别640nmol/L和480nmol/L,体系具有良好的保守性和特异性,与其他呼吸道病毒均无交叉反应.方法检测灵敏度为100拷贝/反应,标准曲线线性范围为107～102拷贝/反应,从病毒核酸提取至检测完成仅需3h左右,操作简便,重现性好.本研究建立的TaqMan-MGB荧光定量PCR方法特异、敏感、快速,适合于临床实验室进行H5亚型禽流感病毒的快速定量检测.     

TaqMan—MGB荧光定量RT-PCR技术快速检测H5亚型禽流感病毒

建立以TaqMan-MGB荧光探针为特点的荧光定量RT-PCR方法,用于检测H5亚型禽流感病毒。针对H5亚型禽流感病毒血凝素(HA)基因保守区域设计特异性引物与TaqMan-MGB荧光探针,筛选并优化荧光定量RT-PCR反应体系与反应条件,用以提高方法的特异性、敏感性与准确性;并通过体外克隆技术建立病毒基因拷贝数进行定量分析。结果表明:引物与探针的优化浓度分别640nmol/L和480nmol/L,体系具有良好的保守性和特异性,与其他呼吸道病毒均无交叉反应。方法检测灵敏度为100拷贝/反应,标准曲线线性范围为107～102拷贝/反应,从病毒核酸提取至检测完成仅需3h左右,操作简便,重现性好。本研究建立的TaqMan-MGB荧光定量PCR方法特异、敏感、快速,适合于临床实验室进行H5亚型禽流感病毒的快速定量检测。     

Quantitative Description of Glycan-Receptor Binding of Influenza A Virus H7 Hemagglutinin

In the context of recently emerged novel influenza strains through reassortment, avian influenza subtypes such as H5N1, H7N7, H7N2, H7N3 and H9N2 pose a constant threat in terms of their adaptation to the human host. Among these subtypes, it was recently demonstrated that mutations in H5 and H9 hemagglutinin (HA) in the context of lab-generated reassorted viruses conferred aerosol transmissibility in ferrets (a property shared by human adapted viruses). We previously demonstrated that the quantitative binding affinity of HA to α2→6 sialylated glycans (human receptors) is one of the important factors governing human adaptation of HA. Although the H7 subtype has infected humans causing varied clinical outcomes from mild conjunctivitis to severe respiratory illnesses, it is not clear where the HA of these subtypes stand in regard to human adaptation since its binding affinity to glycan receptors has not yet been quantified. In this study, we have quantitatively characterized the glycan receptor-binding specificity of HAs from representative strains of Eurasian (H7N7) and North American (H7N2) lineages that have caused human infection. Furthermore, we have demonstrated for the first time that two specific mutations; Gln226→Leu and Gly228→Ser in glycan receptor-binding site of H7 HA substantially increase its binding affinity to human receptor. Our findings contribute to a framework for monitoring the evolution of H7 HA to be able to adapt to human host.     

禽流感病毒H5N1血凝素基因适应性进化过程中的关键位点突变规律研究

目的:寻找导致禽流感病毒H5N1血凝素(HA)适应性进化的关键突变,建立氨基酸突变评价体系,对突变作用进行评估,印证它们与病毒适应性进化的关联性。方法:计算株频率和枝频率,寻找标记分枝,向根结点回溯寻找HA进化路径上的氨基酸突变。计算各突变位点氨基酸的频率变化、有效变换及高频次突变,基于以上几个因素建立突变评价体系。结果:建立了大规模自动化寻找突变的方法,计算得到HA进化过程中的氨基酸突变435个,通过氨基酸频率图表分析这些突变可以很好地反映病毒适应性进化过程,其中79个突变是有效变换,发生的位点为正选择位点,且多数位点落在HA抗原表位上;29个突变是高频次突变,其中多数也为有效变换,因而与病毒适应性进化密切相关。结论:大规模自动化寻找突变的方法可靠,建立的突变评价体系准确性高,找到的关键突变及位点对实验有很好的指导意义。