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。     

H9N2禽流感病毒反向遗传系统转录/表达载体的构建和验证

设计带有BsmBI、BsaⅠ或AarⅠ酶切位点的引物,用RT PCR扩增H9N2亚型禽流感病毒(AIV)的8个基因全长片段,克隆入双向转录/表达载体pHW2000,并在PB2、PB1和NA基因中共引入了3个沉默突变标签.将其2个表面基因(HA和NA基因)加上任意1个内部基因,而其它5个内部基因来自A/WSN/33,进行了6种3+5组合形式的基因重排,把相应组合的转录/表达质粒共转染COS-1细胞,均产生了预期组合、有感染性的H9N2亚型流感病毒,表明亲缘关系遥远的流感病毒可以互相获取基因片段产生重组病毒,提示表面结构基因和单个内部基因不足以限制H9N2 AIV在哺乳动物细胞上的宿主范围,同时也验证了构建的8个转录/表达载体均能有效工作,为进一步研究H9N2亚型AIV基因结构与功能、AIV与宿主之间的关系打下了基础.     

H9N2禽流感病毒反向遗传系统转录／表达载体的构建和验证

设计带有BsmBI、BsaI或AarI酶切位点的引物,用RT-PCR扩增H9N2亚型禽流感病毒(AIV)的8个基因全长片段,克隆入双向转录/表达载体pHW2000,并在PB2、PB1和NA基因中共引入了3个沉默突变标签。将其2个表面基因(HA和NA基因)加上任意1个内部基因,而其它5个内部基因来自A/WSN/33,进行了6种3 5组合形式的基因重排,把相应组合的转录/表达质粒共转染COS-1细胞,均产生了预期组合、有感染性的H9N2亚型流感病毒,表明亲缘关系遥远的流感病毒可以互相获取基因片段产生重组病毒,提示表面结构基因和单个内部基因不足以限制H9N2AIV在哺乳动物细胞上的宿主范围,同时也验证了构建的8个转录/表达载体均能有效工作,为进一步研究H9N2亚型AIV基因结构与功能、AIV与宿主之间的关系打下了基础。     

提高H9N2亚型禽流感病毒的拯救效率条件的优化

目的:在原有的8质粒转染体系的基础上,提高H9N2亚型禽流感病毒8质粒转染的效率。方法:以脂质体细胞转染法,用293T细胞和MDCK细胞共转染A/Chicken/Jiangsu/SH14(H9N2)禽流感病毒的8个连接在PHW2000载体上的反向遗传质粒,并且NS片段携带有GFP绿色荧光基因。通过TPCK胰酶的浓度,DMSO,尿囊液的作用,以及转染后孵育时间来摸索出最佳的转染条件。转染后48h用倒置荧光显微镜检测绿色荧光,并计算出转染效率。结果:通过统计学分析结果可见,转染后8h,使用DMSO处理后再加入1ug/m L的TPCK胰酶,转染效率最高,绿色荧光表达的最多。结论:我们通过联合DMSO和TPCK的方法一定程度上提高了H9N2亚型禽流感病毒8片段转染的效率。     

禽流感病毒A／Chicken／Jiangsu／JS-1／2002（H9N2）分子鉴定与起源分析

运用RT—PCR技术扩增了禽流感病毒A／Chicken／Jiangsu／JS-1／2002（H9N2）完整的血凝素（HA）基因,并克隆到pGEM^R-T载体中,进一步进行了序列测定。序列测定结果已经登陆GenBank,登陆号为AY364228。所扩增的HA基因长度为1683核苷酸,共编码560个氨基酸,其中信号肽长度为18aa,HA1为319aa,HA2为223aa。HA蛋白裂解位点的氨基酸组成为RSSR↓GLF,不舍连续的碱性氨基酸,具有低致病性AIVHA基因裂解位点的序列特征。通过构建一个包含18株H9N2亚型AIV的HA基因遗传进化树,发现所有的18个毒株共可分为欧亚谱系和北美谱系两个谱系,而本分离株在分类地位上国内另外的三个分离株同属于欧亚谱系,在遗传进化上非常接近,表明它们可能具有共同的起源。     

利用反向遗传技术研究H9N2亚型AIV传播途径的分子机制

利用反向遗传技术,通过基因重排方法,产生两个表面基因来自A/Chicken/Guangdong/SS/94(H9N2)禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)株和其余基因来自A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)AIV株的3株H9N2亚型重排AIV,动物传播性试验发现A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)株、A/Chicken/Guangdong/SS/94(H9N2)AIV株和3株H9N2亚型重排AIV都可以经直接接触途径传播;在粪便接触途径下,3株重排AIV都不经粪便接触传播;只有A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)株和重排AIV RF7/SSHA能经过气溶胶途径传播。HI试验结果进一步证明了以上的结果。实验结果表明H9N2亚型AIV的NA基因与H9N2亚型AIV气溶胶传播途径有重要的关系,即1998年中国大陆H9N2亚型AIV大流行可能是因为病毒获得气溶胶传播途径的特性,推测病毒的NA基因发挥了重要作用。     

2017年河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型禽流感病毒的遗传演化和抗原性分析

【背景】H9N2亚型禽流感病毒在鸡群中广泛流行,引起巨大损失。【目的】了解河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)的基因序列和抗原性的变异情况,为该病原的科学防控提供理论依据。【方法】于2017年从河北省部分蛋鸡养殖场分离鉴定出7株H9N2亚型AIV,对其HA基因进行序列测定,并进行遗传演化、关键氨基酸位点及抗原性分析。【结果】7株分离毒株HA基因同源性在95.5%?97.2%之间;与2016年前的流行毒株相比,分离病毒HA裂解位点均为典型低致病性AIV特征,在受体结合区域出现变异,潜在糖基化位点无明显差异;抗原分析结果显示分离毒株与早期分离株相比抗原性发生了变异,形成了新的抗原群;抗原性相关位点分析显示,分离毒株在9个位点发生了较为明显的突变,可能是导致抗原性变异的分子基础。【结论】河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型AIV中的流行毒株在关键功能区发生基因突变,并且抗原性发生变异,提示应持续监测H9N2亚型AIV的遗传变异情况,并及时更换疫苗株。     

禽流感病毒A/Chicken/Guangdong/SS/94(H9N2)HA基因的克隆及序列分析

禽流感是由A型流感病毒引起的禽的一种疾病综合症.1878年首次在意大利爆发流行,当时称该病为"鸡瘟".之后,许多国家和地区都有该病的报道,包括美国、英国、澳大利亚、爱尔兰、比利时、荷兰、法国、俄罗斯、加拿大、以色列、匈牙利、日本、中国(包括香港)等[1-3].     

上海地区H9N2亚型禽流感病毒的遗传演化分析

为阐明上海地区 H9N2亚型禽流感病毒分离株的遗传变异、分子特征和重组模式,选取2002和2006～2014年分离自活禽市场、家禽养殖场和生猪屠宰场的14株 H9N2亚型禽流感病毒进行分析。这14株病毒分别来源于鸡、鸭、鸽、野鸡咽喉和泄殖腔样品及猪肺脏样品,用 H9亚型荧光反转录‐聚合酶链反应（RT‐PCR）试剂盒检测后,阳性样品经无特定病原体（SPF）级鸡胚尿囊腔接种并分离病毒,用血凝抑制（HI）实验进一步确定其血凝素（HA）亚型。RT‐PCR分别扩增这14株病毒全基因并进行序列测定,分析8个基因片段的遗传发生关系,发现这些分离株主要由 F／98亚系、Y280亚系、G1亚系及未知亚系重组而成。根据8个基因片段的组合情况,这14株病毒可分成5个基因型。2002、2006～2008年分离的5株H9N2亚型禽流感病毒代表了4个不同基因型,2009～2014年分离的9株H9N2亚型禽流感病毒属第5种基因型,推测可能与疫苗免疫选择压力有关。因此,在以后工作中加强H9N2亚型禽流感分子流行病学监测是非常必要的。     

利用反向遗传技术产生8基因全禽源流感病毒疫苗候选株

利用反向遗传技术将含有A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)株禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)的6个内部基因与H5N1亚型AIV的2个表面基因HA和NA共转染COS-1细胞,产生了6 2全禽源的重配AIV。将H5N1亚型AIV的HA基因经基因突变致弱,然后将A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)AIV的6个内部基因的cD-NA和以上致弱的禽源HA基因及NA基因的cDNA分别克隆到转录/表达载体pHW2000中,构建成8个转录/表达质粒。将8个质粒共转染COS-1细胞,24h后收获细胞及上清接种SPF鸡胚,72~90h后鸡胚死亡,收取鸡胚尿囊液进行血凝、血凝抑制试验、序列分析、病毒致病性试验和动物免疫保护试验,最终证实产生了致弱的全禽源AIV疫苗候选株。     

H9N2亚型禽流感病毒基因组全长序列测定和各基因的遗传分析

用RTPCR技术及cDNA末端快速扩增法获得禽流感病毒分离株A/Chicken/Shanghai/F/98（H9N2）代表基因组全长的8个基因片段。基因组序列比较及遗传进化分析结果表明,Chicken/Shanghai/F/98的8个基因均不属于Quail/Hong Kong/G1/97亚系,与香港禽流感事件没有直接关系。它与Chicken/Beijing/1/94的HA、NA、M、NS基因同源率分别为96.7%、96.4%、97.5%和98.0%,这4个基因属于Chicken/Beijing/1/94亚系,其中,NA基因与Duck/Hong Kong/Y280/97的同源率为97.4%,而且它们均在205位后缺失9个核苷酸。而PB2、PB1、PA和NP基因与已知的3个亚系关系较远,分别在相应的进化树上另成分支。因此,Chicken/Shanghai/F/98是两个以上不同基因亚系间发生自然重排的产物。     

Phylogeography of Avian influenza A H9N2 in China

Background

During the past two decades, avian influenza A H9N2 viruses have spread geographically and ecologically in China. Other than its current role in causing outbreaks in poultry and sporadic human infections by direct transmission, H9N2 virus could also serve as an progenitor for novel human avian influenza viruses including H5N1, H7N9 and H10N8. Hence, H9N2 virus is becoming a notable threat to public health. However, despite multiple lineages and genotypes that were detected by previous studies, the migration dynamics of the H9N2 virus in China is unclear. Increasing such knowledge would help us better prevent and control H9N2 as well as other future potentially threatening viruses from spreading across China. The objectives of this study were to determine the source, migration patterns, and the demography history of avian influenza A H9N2 virus that circulated in China.

Results

Using Bayesian phylogeography framework, we showed that the H9N2 virus in mainland China may have originated from the Hong Kong Special Administrative Region (SAR). Southern China, most likely the Guangdong province acts as the primary epicentre for multiple H9N2 strains spreading across the whole country, and eastern China, most likely the Jiangsu province, acts as an important secondary source to seed outbreaks. Our demography inference suggests that during the long-term migration process, H9N2 evolved into multiple diverse lineages and then experienced a selective sweep, which reduced its genetic diversity. Importantly, such a selective sweep may pose a greater threat to public health because novel strains confer higher fitness advantages than strains being replaced and could generate new viruses through reassortment.

Conclusion

Our analyses indicate that migratory birds, poultry trade and transportation have all contributed to the spreading of the H9N2 virus in China. The ongoing migration and evolution of H9N2, which poses a constant threat to the human population, highlights the need for a more comprehensive surveillance of wild birds and for the enhancement of biosafety for China’s poultry industry.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1186/1471-2164-15-1110) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

近20年中国部分地区鸡源H9N2亚型禽流感病毒HA基因遗传演化及其变异频率北大核心CSCD

【目的】通过比较不同时期的H9N2亚型禽流感流行毒株HA基因的分子特征和变异频率,揭示免疫压力下病毒的遗传演化趋势。【方法】选取源于课题组的40株鸡源H9N2毒株,以及从Gen Bank下载的136株中国鸡源H9N2流行毒株和7株经典毒株的序列,利用Lasergen 7.1和MEGA 5.1等软件,对其HA基因进行系统演化、分子特征和变异频率分析。【结果】系统发育分析表明,近20年的鸡源H9N2流行株分属于BJ94、Y280和S2等谱系,优势流行株的分布与年代密切相关。氨基酸序列比较显示,H9N2病毒不同谱系之间具有各自的特征,且存在着明显的氨基酸变异积累。以Ck/BJ/1/1994 HA基因为参照,1994–2014年间,H9N2流行株核苷酸和氨基酸的年均进化率分别为5.73×10^(–3)和4.25×10^(–3)。其中,2011–2014年的核苷酸(氨基酸)年均进化率为6.35×10^(–3)(5.32×10^(–3)),明显高于2006–2010年5.22×10^(–3)(3.70×10^(–3)),更显著高于疫苗推广初期1999–2005年的0.74×10^(–3)(0.50×10^(–3))。【结论】H9N2疫苗株和流行毒株的不匹配是病毒变异频率加快的重要原因。     

1株含H9N2内部基因的H5N1亚型基因重配禽流感病毒的全基因测序及遗传进化分析

在对华东地区家养水禽中流感病毒的带毒状况的流行病学监测过程中,从表观健康家鸭体内分离到一株H5N1亚型禽流感病毒A/duck/Shandong/009/2008(简称Dk/SD/009/08)。为了解该毒株的基因组构成,对该分离株进行全基因测序。测序结果显示:该毒株HA裂解位点处的氨基酸序列为PLRERRRK-R/GL,符合高致病性禽流感病毒的分子特征,且参照H5N1国际统一命名准则,Dk/SD/009/08的HA基因属于2.3.4进化支。BLAST结果显示,HA、NA、NP及NS基因均与H5N1亚型病毒的核苷酸一致性最高,而RNA聚合酶基因(PB2、PB1、PA)及M基因则与H9N2亚型病毒的亲缘关系最近,故推测该分离株可能是一株天然重组病毒;遗传进化分析进一步表明,流行于华南地区鹌鹑中的G1-like H9N2亚型病毒可能为该分离株提供部分的内部基因。     

Identification of unusual truncated forms of nucleocapsid protein in MDCK cells infected by Avian influenza virus (H9N2)

Unusual truncated forms of nucleocapsid protein (NP) were identified in the lysate of MDCK cells infected by Avian influenza virus (H9N2) using MS‐based proteomics approach. Moreover, O‐sulfonation that was considered as an unusual modification was identified in one of the tryptic peptides from the truncated NP. The findings might have implications on better understanding on the role of nucleoprotein in Avian influenza virus–host interaction.     

H9N2亚型猪流感病毒感染BALB/c小鼠动物模型的建立

目的建立H9N2亚型猪流感病毒感染BALB/c小鼠动物模型,为研究病毒致病机制提供模型动物。方法通过滴鼻的方法将H9N2亚型猪流感病毒感染BALB/c小鼠,观察小鼠的症状和组织病理变化。结果 BALB/c小鼠的临床症状明显,病理变化典型。结论 H9N2亚型猪流感病毒感染BALB/c小鼠的疾病模型成功建立。