H1N1亚型猪流感病毒的拯救

利用8质粒拯救系统成功拯救出了猪流感病毒毒株A/Swine/TianJin/01/2004(H1N1)(A/S/TJ/04)。将猪流感病毒8个基因节段经RT-PCR合成cDNA后, 分别克隆到RNA聚合酶I/II双向表达载体PHW2000中, 构建成8个重组质粒。用8个重组质粒共转染COS-1细胞, 30 h后加入TPCK-胰酶至终浓度0.5 mg/mL。共转染48小时后收获COS-1细胞及其上清, 经尿囊腔接种9日龄SPF鸡胚。收获死亡鸡胚尿囊液并继续用SPF鸡胚传3代, 得到有感染性的病毒。经血凝、血凝抑制验、测序分析、电镜观察等均证实了A/S/TJ/04猪流感病毒的成功拯救。这是目前国内首次报道拯救出H1N1亚型猪流感病毒, 为进一步研究猪流感病毒基因组结构与功能的关系、流感跨种传播的机制以及构建新型猪流感疫苗株奠定了基础。     

H5N1亚型禽流感病毒拯救体系的建立

选择鸡胚高产的鸭源H5N1亚型禽流感病毒A/Duck/Shandong/093/2004株作为骨架病毒,在完成了全基因组序列测定基础上,设计合成的11对引物对病毒的8个基因分11段进行扩增。通过与转录载体PHW2000连接,构建A/SD/04的8个基因的拯救载体,经测序获得序列准确的拯救质粒:2412、42、243、244、245、246、247和248。A/SD/04的8质粒与PR8(H1N1)进行不同组合的拯救,获得8个均含A/SD/04 HA基因的H5重组流感病毒。鸡胚尿囊液中重组病毒的血凝效价在28~210,EID50在10-8.5~10-9之间,MDT在34~46h之间,均与野生A/SD/04(wt A/SD/04)相似。重组病毒对6周龄的SPF鸡的静脉接种指数(IVPI)与wt A/SD/04却有明显的差异,说明不同组合的内部基因影响病毒对鸡的致病力,但不影响病毒的鸡胚致死能力、对鸡胚的感染能力和病毒在鸡胚中的繁殖能力。构建的A/SD/04的8个质粒拯救系统,为H5N1的基因功能研究和新型疫苗开发奠定基础。     

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。     

利用8质粒系统拯救A/Chicken/Shanghai/F/98（H9N2）株禽流感病毒

应用反向遗传技术将含有1998年中国大陆分离株H9N2亚型禽流感病毒(Avianinfluenzavirus,AIV)的8个基因片段的质粒共转染COS_1细胞,产生了与野生病毒生物学特性相同的H9N2亚型AIV。将A Chicken Shanghai F 98(CK SH F 98)株H9N2亚型AIV的8个基因组cDNA分别克隆到polⅠ_polⅡ转录 表达载体pHW2 0 0 0中,构建成8个转录表达载体重组质粒。将这8个质粒共转染COS_1细胞,2 4h后收获细胞及上清接种SPF鸡胚,4 8h后收取鸡胚尿囊液继续进行鸡胚传代,产生能致死鸡胚的病毒。经血凝、血凝抑制试验、序列分析和电镜观察,证实产生了CK SH F 98(H9N2 )株AIV。     

2006～2007年流行流感病毒减毒疫苗株的构建

选择冷适应、温度敏感、减毒的A/Ann Arbor/6/60(H2N2)流感病毒株作为骨架病毒,对其6个内部基因片段进行了全基因合成,同时人工引入5个氨基酸突变(PB1-391E,581G,661T,PB2-265S,NP-34G).HA和NA来源于2006-2007当年流行株A/New Caledonia/20/99(H1N1).8个基因片段通过与改造后的转录载体pAD3000连接,构建8个基因的拯救载体,经测序获得序列准确的拯救质粒:pMDV-A-PB2、pMDV-A-PB1、pMDV-A-PA、pMDV-A-NP、pMDV-A-M、pMDV-A-NS、pMDV-A-HA、pMDV-A-NA.6质粒与当年流行株的表面基因HA和NA进行"6 2"组合的病毒拯救,8个重组质粒共转染COS-1细胞,成功拯救出了具有血凝性的冷适应减毒的重组A型人流感病毒.鸡胚尿囊液中重组病毒的血凝效价为l:279-1:210.构建的A/AA/6/60 6个内部基因的病毒骨架拯救系统,为深入研究冷适应减毒人流感病毒的基因功能和新型疫苗研发奠定了基础.     

H3N2亚型猪流感病毒的拯救及HA与NA基因的替换

摘要：【目的】为研究流感病毒突破种间屏障分子机制,筛选流感基因工程疫苗株。【方法】本实验以猪流感病毒A/Swine/Henan/S4/01(H3N2)为亲本株,利用反向遗传学操作技术,采用RT-PCR技术对该病毒的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,拯救出全部基因均来自于亲本株的猪流感病毒rgH3N2,并分别以人流感病毒A/ PR/8/34(H1N1)、禽流感病毒A/Duck/Nanchang /4-165/2000 (H4N6 )、马流感病毒A/Equine/Fuyun/2008/(H3N8)的HA和NA基因替换A/Swine/Henan/S4/01的相应基因,【结果】生物学实验结果表明rgH3N2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。rgH3N2经鸡胚多次传代后血凝价最高可达到1:256,接种MDCK细胞60 h后,血凝价可以达到1:64。基因替换后成功拯救出的重组病毒rgH1N1、rgH4N6和rgH3N8在鸡胚和细胞上均具有较高的增殖能力。【结论】病毒的成功拯救为流感病毒突破种间屏障分子机制,HA、NA基因在流感病毒跨种属传播中所扮演角色的研究和流感基因工程疫苗株的筛选奠定了基础。     

鸽源新城疫病毒JS/07/04/Pi株感染性分子克隆的构建及病毒拯救

参照GenBank上公布的鸽源Ⅵb亚型新城疫病毒JS/07/04/Pi株基因组全序列设计9对引物,RT-PCR扩增目的片段后,依次亚克隆至TVT7/R转录载体,成功构建出含JS/07/04/Pi株基因组全长cDNA的转录载体TVT/071204。然后将其与三个辅助表达质粒pCI-NP、pCI-P和pCI-L共转染BSR-T7/5细胞,60h后将转染细胞及其上清接种鸡胚,收集死亡鸡胚尿囊液进行HA与HI试验。结果显示死亡鸡胚尿囊液HA呈阳性,并能被ND阳性血清所抑制,表明该病毒已成功拯救,且拯救病毒rNDV/071204在细胞上的生长增殖能力同母本病毒相似。该病毒的成功拯救为鸽源Ⅵb亚型NDV感染的宿主特异性及鸽用ND新型疫苗的研究提供了理想的生物材料。     

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。     

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.     

H5N1亚型禽流感病毒NS第263～277位核苷酸缺失提高病毒对鸡的致病力

为研究2000年以来绝大多数H5N1亚型禽流感病毒分离株在非结构基因的第263~277位发生15个碱基缺失现象的生物学意义,构建H5N1 A/D/SD/04株HA、NA、NS的全基因表达/转录载体,以及NS的删除突变载体(m248),A/D/YZ/04株的NS基因表达/转录载体(848)和其补加15个核苷酸的NS突变载体(m848)。构建的载体分别与编码WSN(H1N1)内部基因载体进行组合转染,拯救获得4个具不同NS的重组的H5N1亚型流感病毒:RWSN-848和RWSN-m248在263~277位缺失15个碱基,RWSN-m848和RWSN-248则在相同位置不发生缺失。4个重组病毒的平均鸡胚繁殖效价(HA)、鸡胚的平均死亡时间(MDT)和鸡胚半数感染量(EID50)均无显著差异;但RWSN-848和RWSN-m248对6周龄SPF鸡的致病力明显高于RWSN-m848和RWSN-248。结果说明H5N1的NS基因在263~277位核苷酸发生缺失后,不影响重组H5N1在鸡胚中的繁殖性能,但提高了病毒对鸡的致病力。     

表达绿色荧光蛋白重组新城疫病毒 LaSota疫苗株的构建

新城疫病毒是理想的新型活病毒疫苗载体,具有巨大的优势和应用前景。采用生产实践中广泛应用、免疫效果良好的NDV LaSota弱毒疫苗株,建立了反向遗传操作系统。在此基础上,进一步构建了表达绿色荧光蛋白(GFP)的重组NDV基因组cDNA克隆,成功救获了重组病毒rLaSota-EGFP,病毒F1代尿囊病毒液按1×104EID50接种9~10日龄SPF鸡胚尿囊腔,接种后分别于24h、48h、72h及96h收获尿囊液,检测平均HA滴度分别为28、210.3、211.3和211,每mL尿囊液病毒量EID50分别为108.64、109.22、109.21和109.64,重组病毒与亲本株生长滴度在相近时间达到峰值,生长动力学特性与亲本株无明显差异。各代次重组病毒按1×106EID50病毒量接种9~10日龄SPF鸡胚,96h内完全不致死鸡胚。救获重组病毒保持了LaSota弱毒疫苗亲本毒株对鸡胚良好的高滴度生长适应和低致病特性,并且鸡胚连续传9代次仍保持GFP的稳定表达及生物学特性不变。重组病毒rLaSota-EGFP的成功救获为开展新城疫病毒活载体疫苗研制提供了可行的技术平台。     

利用反向遗传学技术构建H5亚型禽流感高产疫苗株

采用RT-PCR技术分别扩增了鹅源高产禽流感病毒的6条内部基因片段,近期分离的H5N1亚型禽流感病毒的血凝素基因以及N3亚型参考毒株的神经氨酸酶基因,分别构建了8个基因的转录与表达载体,利用反向遗传学技术拯救出了全部基因都源于禽源的重组流感病毒疫苗株rH5N3。通过对血凝素蛋白HA1和HA2连接肽处的5个碱性氨基酸(R-R-R-K-K)基因缺失与修饰,从而消除了病毒基因的毒力相关序列,拯救的rH5N3疫苗株对鸡和鸡胚均无致病性,病毒在鸡胚尿囊液和细胞培养上清的HA效价得到极大提高,分别为12048和1512。制备的禽流感疫苗免疫动物后4~5周即可诱导产生高效价的HI抗体,鸡免疫后18周依然保持高水平的HI抗体。重组疫苗不论是对于国内早期分离的禽流感病毒A/Goose/Guangdong/1/96还是近期分离的A/Goose/HLJ/QFY/04都能够产生完全的免疫保护作用,免疫鸡攻毒后不发病、不排毒、不死亡。带有N3鉴别诊断标记禽流感疫苗株的研制为H5N1高致病性禽流感的防治提供了新的技术保障。     

H3N2亚型猪流感病毒M1基因克隆及表达特性分析

从H3N2亚型猪流感病毒感染的鸡胚尿囊液中提取病毒基因组RNA,采用RT-PCR方法克隆M1全长基因,将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,将该重组质粒转化大肠杆菌BL21并经IPTG诱导表达。诱导产物经SDS-PAGE电泳分析显示重组蛋白M1获得大量表达,表达蛋白纯化后免疫Wistar大鼠制备多克隆抗体。Westernblotting检测结果表明制备的抗M1蛋白多克隆抗体可以识别大肠杆菌表达的M1蛋白和病毒感染细胞的病毒M1蛋白。构建M1基因真核重组质粒p3xFLAG-CMV-7.1-M1并转染Vero细胞,Western blotting检测表明抗M1蛋白多克隆抗体可以识别在Vero细胞中得到表达的M1蛋白,成功建立M1基因的真核表达系统。分析了病毒感染过程中M1蛋白的变化及其作为病毒复制指示分子的可能性。鼠源M1蛋白多克隆抗体的制备和M1基因真核重组表达质粒的构建,为进一步研究猪流感病毒的复制机理以及M1蛋白在病毒复制过程中的生物学功能奠定了基础。     

H5N1禽流感病毒HA基因在昆虫细胞中的表达及生物活性鉴定

经RT-PCR扩增了H5N1亚型禽流感病毒血凝素基因(HA)片断,限制性内切酶酶切后将其克隆到pFastBacHTA杆状病毒转座载体,经酶切鉴定及测序,筛选出阳性重组转座载体pFastBac-H5。将pFastBacH5转化含有杆状病毒穿梭载体（bacmid）的DH10Bac感受态细胞,通过蓝白斑筛选和PCR鉴定获得重组杆状病毒穿梭载体rBacmid-H5。rBacmid-H5在脂质体介导下转染sf9昆虫细胞,SDS－PAGE蛋白电泳、Western blot、血凝试验和血凝抑制试验分析表明：分子量约63Kd重组血凝素蛋白（rH5）在sf9昆虫细胞中实现了高效表达。rH5具有血凝活性,而且其血凝活性能够被H5N1禽流感病毒高免血清所抑制;rH5免疫鸡诱导产生针对H5N1禽流感病毒亚型特异的血凝抑制抗体,说明表达的重组蛋白具有与天然蛋白相似的生物活性。     

Generation of High-yield Vaccine Strain Wholly Derived from Avian Influenza Viruses by Reverse Genetics

Highly pathogenic avian influenza A (HPAI) viruses of the H5N1 subtypes caused enormous economical loss to poultry farms in China and Southeastern Asian countries. The vaccination program is a reliable strategy in controlling the prevalence of these disastrous diseases. The six internal genes of the high-yield influenza virus A/Goose/Dalian/3/01 (H9N2), the haemagglutinin (HA) gene of A/Goose/HLJ/QFY/04 (H5N1) strain, and the neuraminidase gene from A/Duck/Germany/1215/73 (H2N3) reference strain were amplified by RT-PCR technique. The HA gene was modified by the deletion of four basic amino acids of the connecting peptide between HA1 and HA2. Eight gene expressing plasmids were constructed, and the recombinant virus rH5N3 were generated by cell transfection. The infection of chicken embryos and the challenge tests involving chickens demonstrated that the recombinant H5N3 (rH5N3) influenza virus is avirulent. The allantoic fluids of rH5N3-infected eggs contain high-titer influenza viruses with haemagglutination unit of 1:2 048, which are eight times those of the parental H5N1 virus. The rH5N3 oil-emulsified vaccine could induce haemagglutination inhibition (HI) antibodies in chickens in 2 weeks post-vaccination, and the maximum geometric mean HI-titers were observed 4–5 weeks post-vaccination and were kept under observation for 18 weeks. The rH5N3-vaccinated chickens were fully protected against morbidity and mortality of the lethal challenge of the H5N1 HPAI viruses, A/Goose/Guangdong/1/96 and A/Goose/HLJ/QFY/04, which had 8 years expansion and differences among multiple amino acids in HA protein. The N3 neuraminidase protein marker makes it possible to distinguish between H5N1-infected and H5N3-vaccinated animals.     

Influenza Virus Propagation in Embryonated Chicken Eggs

Influenza infection is associated with about 36,000 deaths and more than 200,000 hospitalizations every year in the United States. The continuous emergence of new influenza virus strains due to mutation and re-assortment complicates the control of the virus and necessitates the permanent development of novel drugs and vaccines. The laboratory-based study of influenza requires a reliable and cost-effective method for the propagation of the virus. Here, a comprehensive protocol is provided for influenza A virus propagation in fertile chicken eggs, which consistently yields high titer viral stocks. In brief, serum pathogen-free (SPF) fertilized chicken eggs are incubated at 37 °C and 55-60% humidity for 10 – 11 days. Over this period, embryo development can be easily monitored using an egg candler. Virus inoculation is carried out by injection of virus stock into the allantoic cavity using a needle. After 2 days of incubation at 37 °C, the eggs are chilled for at least 4 hr at 4 °C. The eggshell above the air sac and the chorioallantoic membrane are then carefully opened, and the allantoic fluid containing the virus is harvested. The fluid is cleared from debris by centrifugation, aliquoted and transferred to -80 °C for long-term storage. The large amount (5-10 ml of virus-containing fluid per egg) and high virus titer which is usually achieved with this protocol has made the usage of eggs for virus preparation our favorable method, in particular for in vitro studies which require large quantities of virus in which high dosages of the same virus stock are needed.