马传染性贫血病毒白细胞弱毒疫苗株及其亲本毒驴强毒株前病毒基因组比较分析

为阐明马传染性贫血白细胞弱毒疫苗株(EIAVDLV)的致弱和免疫保护机理,对EIAVDLV121及其亲本驴强毒株(EIAVDV117)前病毒全基因组序列进行了测定,并结合准种理论,分析了EIAV疫苗致弱过程中基因组进化特点。利用LA-PCR技术对EIAVDV117和EIAVDLV121的前病毒基因组分两段进行扩增,分别获得4个和10个前病毒全基因组序列。EIAVDV117前病毒基因组平均为8236bp,G C含量38.0。EIAVDLV121前病毒基因组平均8249bp,G C含量37.3。两者的前病毒基因组平均差异率为2.8。其中S2、LTR和env基因差异较大,分别为4.1、3.9和3.1。此外,S2、S3和env推导的氨基酸的差异明显,分别为10.4、5.6和4.8(gp90为6.8)。EIAVDLV121各基因的异质性均显著高于EIAVDV117。研究发现体外培养的EIAVDLV121至少有5种类型的LTR混合存在。在gp90推导的氨基酸序列上,EIAVDV117比EIAVDLV121平均多2个N-糖基化位点,总数为19,其中3个为EIAVDV117特有。EIAVDLV121有1个疫苗株特有N-糖基化位点。研究结果为进一步探讨马传染性贫血弱毒疫苗生物学特性提供信息。     

马传染性贫血病毒弱毒疫苗株与亲本强毒株的体内病毒载量与诱导保护性免疫关系的研究

慢病毒免疫应答的载量阈值学说认为病毒载量决定了机体对病毒反应的类型。为了探讨马传染性贫血病毒(EIAV)血浆病毒载量与马体免疫保护的相关性,本研究利用Real-time RT-PCR方法对EIAV弱毒疫苗株(EIA-VDLV125)免疫马和EIAV强毒株(EIAVLN40)非致死剂量接种马血浆中病毒载量进行了动态比较。结果显示两组马在监测过程中皆可检测到相似水平的病毒载量(103～105copies/mL),且两者之间差异不显著(P0.05)。以上毒株接种23周后,对马匹进行了强毒株(EIAVLN40)的致死剂量攻毒,根据攻毒后典型马传贫急性发病与否确定接种保护率。结果显示,疫苗组的保护率为67%而非致死剂量强毒组的保护率为0。以上结果提示,病毒血浆载量不是决定EIAV弱毒疫苗诱导免疫保护能力的主要或单一因素。     

马传染性贫血病毒弱毒株感染驴胎皮肤细胞（FDD）的前病毒DNA整合动态

马传染性贫血病毒弱毒株,经驴胎皮肤细胞培养,斑点杂交及ＰＣＲ检测,在感染后２－１０天的细胞染色体中的检出前病毒ＤＮＡ,证明ＥＩＡＶ弱毒株对感染细胞具有整合作用,在感染后第６天,整合的前病毒的量达到高峰,其含量与病毒的致细胞病变作用相对应。前病毒的存在形式为整合形式,未检出非整合形式的前病毒,在健康的ＦＤＤ细胞中未检出的前病毒,说明ＥＩＡＶ属于外源性病毒。     

马传染性贫血强/弱毒嵌合病毒的体外构建

马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus,EIAV)引起马传染性贫血(简称马传贫),导致马持续性感染和反复病毒血症[1].EIAV与人免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)同属反转录病毒科慢病毒属,二者有很多相似的特性[2].在反转录病毒前病毒基因组两端含有长末端重复序列(long terminal repeat,LTR).LTR含有真核启动子,其中含有病毒转录调控顺式作用位点,病毒编码的反式作用因子与其结合后可以反式激活基因的表达,对病毒基因的表达和其它生命活动起重要调控作用[3,4].因此,LTR序列的变异可能会引起病毒转录和复制方式的改变,进而引起其细胞嗜性和致病性的改变[5,6].为了探讨LTR在EIAV病毒复制和转录过程中的作用,并进一步研究EIAV的致病和免疫机制,用EIAV强毒L株LTR置换了以前构建的EIAV DLA(弱毒)感染性分子克隆中的LTR,构建了马传贫强/弱毒嵌合分子克隆,并获得了具有感染性的强/弱毒嵌合病毒.     

马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒疫苗株及其亲本强毒株前病毒核苷酸序列比较分析

以马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒疫苗株(DLA-EIAV)感染细胞总DNA及其亲本强毒L株感染马外周血液白细胞中DNA为模板, 应用PCR方法分段扩增出DLA-EIAV和L株前病毒, 并将各段扩增产物克隆后进行测序. 根据国外发表的马传染性贫血病毒核苷酸序列, 推导出DLA-EIAV和L株全基因组核苷酸序列, 经比较分析, DLA-EIAV株前病毒基因组全长8266个碱基, EIAV L株前病毒基因组共有8235个碱基. DLA-EIAV株与其亲本L株和DA株核苷酸序列相比, 同源率分别为97.0%和 97.5%. DLA-EIAV株和L株相比, 长末端重复序列(LTR, 由U3, R, U5组成)、编码囊膜糖蛋白的基因env及ORF S2变异率很高, U3, R, U5, env及ORF S2核苷酸序列差异率分别达13.2%, 7.5%, 5.1%, 2.7%和3.9%, env基因及ORF S2推导的氨基酸序列差异率分别为4.4%和8.8%. 从EIAV高度变异的env各个毒株中鉴定出6个氨基酸序列保守区, 并发现中国的EIAV强、弱毒增强子区有转录因子GATA结合一致序列. 序列比较发现EIAV L比DLA株多2个N连接糖化位点. DLA-EIAV, L和DA株在ENH的主要差别是, DLA-EIAV株含有转录因子bHLH作用一致序列. 另外, DLA-EIAV株TAR茎的起始部位发生了改变, 形成一个尿嘧啶小泡. 这些变异对EIAV毒力的影响有待进一步研究.     

马传染性贫血病毒弱毒疫苗致弱及免疫保护机制研究进展

马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus, EIAV)弱毒疫苗是中国科学家在20世纪70年代研制成功的世界上首例慢病毒疫苗,是迄今为止唯一在临床大规模应用的慢病毒弱毒疫苗。EIAV弱毒疫苗的成功应用不仅消除了该疫病对马业的威胁,而且在学术上突破了慢病毒不能免疫的理论。该疫苗克服了灭活疫苗免疫原性差的难点,能有效地提供对同源和异源毒株的免疫保护。因此,在分子水平上阐明EIAV弱毒疫苗的减毒机理和免疫保护机制对于研究慢病毒免疫保护具有极其重要的科学意义。作者所在的研究团队多年来一直从事EIAV弱毒疫苗的致弱机理及其诱导免疫保护机制的研究,解析了EIAV弱毒疫苗及其强毒株的基因组进化特征、揭示了疫苗致弱规律和疫苗有效组成、提出了"EIAV弱毒疫苗可能起源于EIAV准种的一个小分支"的假说;发现EIAV弱毒疫苗可有效激活天然免疫和特异性免疫,早期诱导的高水平细胞免疫与免疫保护呈正相关;证明了疫苗株的抗原多样性组成是其诱导保护性免疫应答的关键因素。相关研究成果拓展了慢病毒疫苗研究理论和实践认知,可为其他慢病毒尤其是HIV-1免疫原的设计以及免疫保护理论提供有价值的参考。     

嗜酸热古菌病毒STSV2密码子偏嗜性及其对dUTPase外源表达的影响

病毒和宿主之间的密码子使用频率差异是病毒在宿主中生存的重要调控机制之一。利用生物学软件Editseq和RSCU算法统计病毒STSV2及其宿主Sulfolobussolfataricus P2中的6个不同基因的遗传密码偏嗜性,并对病毒STSV2的dUTPase在大肠杆菌BL21和Rosetta中分别进行外源表达并分析其差异。结果表明,病毒STSV2密码子的偏嗜性总体与其宿主菌P2相似,STSV2基因组的不同蛋白编码基因的密码子偏嗜性有区别,病毒和宿主的相似蛋白编码序列密码子偏嗜性也有差异。分别以BL21(DE3)和Rosetta(DE3)为宿主表达STSV2的dUTPase基因显示,以BL21(DE3)为宿主时表达量大于以Rosetta(DE3)为宿主时目的蛋白表达量,进一步说明了病毒STSV2的密码子的偏嗜性对其蛋白的外源表达影响。     

马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒疫苗株及其亲本驴强毒株长末端重复序列(LTR)的启动子活性比较

将马传染性贫血病毒驴强毒(donkey-adapted equine infectious anemia virus,D-A EIAV)、马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒(donkey leukocyte attenuated EIAV,DLA EIAV)及EIAV Wyoming株的全长长末端重复序列(LTR)分别克隆到报告基因载体pCAT-Basic vector中,获得重组质粒p-D-A-LTR-CAT、p-DLA-LTR-CAT及p-Wyo-LTR-CAT.将这3个重组质粒分别体外转染EIAV阴性健康驴的白细胞,比较这三者LTR启动报告基因CAT表达的基础活性和在tat-pcDNA3共转染条件下激活活性的差异.结果表明:在驴白细胞中,DLA EIAV LTR启动CAT表达的活性略高于D-A EIAV LTR;而与EIAV Wyoming株LTR比较,DLA EIAV与D-A EIAV二者LTR启动CAT表达的活性都较低.在有共转染重组表达质粒tat-pcDNA3条件下,D-A EIAV、DLA EIAV及EIAV Wyoming株LTR起始CAT表达的活性都得到提高,分别提高了4.8倍、6.0倍和3.2倍.上述结果提示,LTR可能是体现DLA EIAV驴白细胞适应性的因素,不一定是影响其毒力减弱的根本原因.     

马传染性贫血病毒非编码区LTR嵌合克隆的生物学特性

将已构建的马传染性贫血病毒LTR强弱毒嵌合克隆衍生毒vLGFD9-12体内接种健康试验马,在150d观察期内,各组试验动物体症均未见异常.血液学分析发现,vLGFD9-12嵌合克隆衍生病毒与亲本弱毒疫苗株的白细胞与血红蛋白含量总体上没有明显的规律性的变化.在动物外周血中均检测到一定的病毒RNA拷贝数,但拷贝数较低.二者在诱导EIAV特异性淋巴细胞增殖功能和特异性细胞毒性杀伤反应中,亦具有相似的变化趋势和效应.本项研究为进一步确定我国马传贫弱毒疫苗株毒力致弱及免疫保护的分子机制奠定了重要的分子生物学基础.     

马传染性贫血病毒基因组部分转录图谱

以马传贫驴白细胞弱毒和驴强毒分别接种培养细胞和试验动物,分别在体外和体内条件,对病毒的各种转录产物进行克隆和序列分析。通过与病毒基因组的序列进行比较,用实验的方法绘制出了两株病毒在相应试验条件件下的转录图谱,确定了各拼接产物的外显子构成以及拼接供体和拼接受体位点的具体位置。发现两种病毒在外显子－3的上游拼接受体位点（SA2）的位置与已报道的EIAV毒株均不相同,且二者的拼接信号不一致。     

感染性马传染性贫血病毒嵌合克隆的构建

在已有的全长感染性克隆pFD3的基础上,构建了新的低拷贝的全长克隆pLGFD3-8。按照疫苗制备过程中env基因的变化情况,采用基因替换和定点突变的方法,构建了一系列具有马传染性贫血病毒(EIAV)强毒株env基因及其主要突变特征的嵌合克隆。利用这些克隆转染FDD细胞,并用逆转录酶活性检测和PCR方法确定其感染性。结果发现,在FDD细胞中传代3次后,可在细胞培养物中检测到逆转录酶活性和原病毒DNA的存在,在电镜下可以观察到典型的EIAV病毒颗粒。这一结果为进一步研究马传染性贫血病毒致病的分子机制和免疫保护机理奠定了良好的基础。     

逆向突变型EIAV全长基因组感染性克隆的构建及体外感染性评价

在已有全长基因组感染性克隆 pLGFD3 8的基础上,按照疫苗制作过程中 EIAV结构基因的变化规律,对其中gag基因进行定点逆向回复改造。并在gag突变的基础上增加env 突变位点。将所改造的突变克隆转染驴胎皮肤细胞(FDD)以及驴单核巨噬细胞(DL),并用逆转录酶活性检测和 RT PCR方法验证其感染性。结果发现,衍生病毒感染上述两种细胞均出现明显的细胞病变效应;细胞培养上清可检测到 RT酶活性和 RT PCR阳性。电镜下可见大量典型的病毒颗粒。然而单核巨噬细胞培养病毒感染滴度要明显高于驴胎皮肤细胞培养病毒滴度。驴胎皮肤细胞内嵌合克隆衍生病毒和父本克隆衍生病毒的复制动力学比较分析显示前者的复制比后者略有滞后。此结果为深入研究马传染性贫血病毒致病的分子机制和疫苗保护机理奠定了基础。     

马传染性贫血病毒N-连接糖基化回复突变的感染性克隆构建

根据马传贫强毒株EIAV-L和疫苗株EIAV-FDD表面蛋白gp90的N-连接糖基化的变化规律,采用PCR定点突变的方法,对全长感染性克隆pLGFD3-8上的N-连接糖基化的差异区域进行改造后,构建成含有3个N-连接糖基化位点突变的感染性克隆pLGNl91N236N246.将其转染驴胎皮肤细胞(FDD),通过用逆转录酶活性、间接免疫荧光和RT-PCR方法检测而确定其感染性.结果表明,在FDD细胞中盲传三代后,在细胞培养物中可检测到逆转录酶活性,RT-PCR和间接免疫荧光检测均呈阳性,电镜下见到典型的EIAV颗粒.这一结果可能对N-连接糖基化在我国马传贫弱毒疫苗致弱机理的作用研究而奠定良好的基础.     

马传贫驴白细胞弱毒疫苗株酸性蛋白p9基因的克隆与表达

从感染驴白细胞的马传贫驴白细胞弱毒疫苗株前病毒DNA中克隆了编码p9蛋白的基因,并在大肠杆菌中进行了表达。所表达的蛋白是一种可溶性的融合蛋白,其氨基端带有6个组氨酸的标签,因此可以用固定化金属离子亲和层析法在非变性条件下进行纯化。在间接酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫印迹试验中,重组的酸性蛋白p9可与马传贫阳性血清样品发生反应,而与健康马血清无任何反应。这表明该重组蛋白具有良好的抗原性和特异性,可用于马传贫弱毒疫苗株在体内外复制及在接种马体内免疫应答的研究 。     

马传染性贫血弱毒疫苗株核衣壳蛋白基因的表达与鉴定

从感染驴白细胞的马传染性贫血弱毒疫苗株前病毒DNA中克隆了编码核衣壳蛋白 (pll)的基因 ,在大肠杆菌中得到了表达 ,而表达的蛋白是一种可溶性的融合蛋白 ,其氨基端带有 6个组氨酸的标签 ,因此可以用固定化金属离子亲和层析法在非变性条件下进行纯化。经间接ELISA和免疫印迹试验检测 ,这种表达的融合蛋白可与马传贫阳性血清样品发生反应 ,而与健康马血清无任何反应 ,显示其具有良好的抗原性和特异性 ,可用于马传贫弱毒疫苗株在体内外复制及在接种马体内免疫应答的研究。     

鸡β-肌动蛋白第一内含子对EIAV转移载体外源蛋白表达能力的影响

以马传染性贫血病毒（equine infectious anemia virus, EIAV）基因转移载体pcPPTWPRE为基础,用含不同长度片段的鸡β-肌动蛋白启动子替换原有的人巨细胞病毒立即早期启动子（CMVIEp）启动外源基因的表达,分别构建了2个基因转移载体,含部分第一内含子的pWCAGP0.8和含全长内含子的pWCAGP1.6。连同在其它研究中构建的不含内含子的质粒pcPPTWCAG（另文发表）,采用磷酸钙法分别转染HEK293细胞和DF-1细胞, 利用荧光显微镜观察报告基因eGFP蛋白的表达。并利用流式细胞仪定量。统计学分析结果表明,在HEK293细胞中,pcPPTWCAG、pWCAGP0.8和 pWCAGP1.6表达阳性率分别为47.9%、46.1%和23.8%,转染后48h,收获细胞,利用流式细胞仪比较转染细胞中EGFP表达阳性细胞的百分率。结果表明,在HEK293细胞中,pcPPTWCAG、pWCAGP0.8 和pWCAGP1.6的阳性细胞分别占计数细胞的47.9%、46.1%和23.8%;在DF-1细胞中,依次分别为12.4%、9.5%和4.2%,pcPPTWCAG与pWCAGP1.6差异显著。本研究表明不含内含子的EIAV载体质粒表达EGFP的能力高于含部分和全长内含子的载体。     

马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒疫苗gag基因的序列测定及分析

以马传染性贫血病毒（ＥＬＡＶ）驴白细胞弱毒疫苗株（ＤＬＡ）病毒基因组ＲＮＡ为材料,用ＲＴ－ＰＣＲ方法扩增出ＥＩＡＶ ｇａｇ基因,以平端针其克隆到质粒载体ｐＵＣ１９中,由于疫苗不是克隆株,因此通过５次单独克隆与测序,推导出ＥＩＡＶ－ＤＬＡ ｇａｇ基因的优势序列。ｇａｇ基因全长１４５８个碱基,编码一４８６个氨基酸残基的前体蛋白。与美国ＥＩＡＶ Ｗｙｏｍｉｎｇ１３６９株比较,核苷酸同源性为８０％,氨基酸     

特异性标记EIAV感染性克隆的构建及鉴定

用FLAGTM或6 His对EIAV疫苗株全基因感染性克隆pFD3的S2分子进行分子标记,以建立EIAV疫苗株与野毒株感染鉴别诊断的方法.标记产物pFD3-FLAG和pFD3-HISADD转染驴胎皮细胞 (FDD)后收获衍生病毒并用逆转录酶活性检测和PCR方法确定其感染性. 在FDD细胞上盲传至第五代后收获细胞培养上清再感染驴单核巨噬细胞 (DL),盲传三代后pFD3-FLAG RT酶活性显示弱阳性,未见明显的细胞病变;pFD3-HISADD为强阳性,且细胞病变效应明显,在电镜下可见明显的病毒颗粒.与父本克隆pFD3相比,在细胞水平上二者复制特性有明显的不同.证明在DL细胞上S2基因的完整性是病毒复制很重要的因素.