提金鳳,李志杰,王海燕,吳衛(wèi)東
(1.山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院,濰坊 261061;2.山東省壽光市圣城畜牧獸醫(yī)管理站,壽光 262700;3.山東省菏澤市畜牧局,菏澤 274000)
鴨病毒性肝炎(duck viral hepatitis,DVH)是由鴨肝炎病毒(Duck hepatitis virus,DHV)引起的一種傳播快速、急性高度致死性傳染病,主要侵害1月齡以內(nèi)的雛鴨。該病于1949年由Levine和Hofstad首次發(fā)現(xiàn)于美國的長島,現(xiàn)已呈全世界性分布,是危害養(yǎng)鴨業(yè)最為嚴(yán)重的傳染病之一[1,2]。
傳統(tǒng)上鴨病毒性肝炎的血清型可分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3個(gè)血清型,隨著近幾年新型鴨病毒性肝炎的出現(xiàn),傳統(tǒng)的血清分型已經(jīng)不再適用[3]。目前,對(duì)鴨病毒性肝炎的分型有了新的標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)上的血清Ⅱ型、Ⅲ型鴨肝炎病毒被劃為了星狀病毒,不再屬于鴨肝炎病毒。
根據(jù)近年來鴨病毒性肝炎的發(fā)病特點(diǎn),鴨肝炎病毒被劃分為 3個(gè)基因型,分別是基因A型(傳統(tǒng)血清Ⅰ型)、B型(臺(tái)灣新型)、C型(韓國新型)。3個(gè)基因型的病毒幾乎沒有抗原交叉性[4,5]。鴨肝炎病毒有VP0、VP1和VP3三種功能性結(jié)構(gòu)蛋白,其中VP1由238 個(gè)氨基酸組成,其分子量為26.6 kDa。VP1 蛋白(外殼蛋白)作為主要的宿主保護(hù)蛋白,編碼主要的抗原位點(diǎn)并具有型特異性中和位點(diǎn)[6,7],主要刺激機(jī)體產(chǎn)生具有中和性的抗體。
目前,臨床上對(duì)DVH的治療主要是采用卵黃抗體,但有時(shí)受卵黃抗體中非特異性蛋白或抗體滴度過低的影響,治療效果較差。針對(duì)這種情況,本研究從山東省分離出一株Ⅰ型(基因A型)DHV,然后對(duì)其進(jìn)行單克隆抗體的研制,用VP1的原核表達(dá)蛋白作為篩選抗原,篩選出了具有中和性的單克隆抗體,為今后進(jìn)一步用該單抗來診斷和治療鴨病毒性肝炎提供了重要生物制劑。
1.1.1 雞胚、細(xì)胞系及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF雞胚購自山東家禽所;6周齡的BALB/c小鼠以及8~10周齡的昆明鼠購自山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院;小鼠骨髓瘤細(xì)胞SP2/0-Ag14由農(nóng)業(yè)部青島動(dòng)檢所邵衛(wèi)星博士饋贈(zèng)。
1.1.2主要試劑 PEG4000、高糖型DMEM、次黃嘌呤、胸腺嘧啶、L-谷氨酰胺購自Sigma公司;羊抗鼠IgG-HRP、羊抗鼠IgM-HRP購自華美公司;單克隆抗體亞類鑒定試劑盒、鄰苯二胺(OPD)、辣根過氧化物酶(HRP)氨基喋呤購自GIBCO BRL公司。
1.2.1免疫原的制備及鑒定 將已經(jīng)鑒定的Ⅰ型DHV接種100枚9~11日齡的SPF雞胚,收集72~96 h死亡雞胚的尿囊液,并將收集的尿囊液進(jìn)行濃縮純化。方法如下:先將尿囊液4℃ 13 000×g離心10 min,取上清液,將上清液與等量的氯仿震蕩混勻,在4 ℃ 以8000×g離心 10 min,取上清水相。然后將水相放在透析袋中4℃透析,透析液為50%的PEG4000[9]。將透析后的濃縮液在4 ℃ 13 000×g離心10 min,取上清液,分光光度計(jì)測(cè)定DHV的濃度。將純化后的抗原經(jīng)0.22 μm濾器過濾后接種9~11日齡的雞胚,并設(shè)正常雞胚作對(duì)照。記錄雞胚死亡及胚體病變情況。
1.2.2 檢測(cè)抗原的制備及鑒定
1.2.2.1 原核重組質(zhì)粒的構(gòu)建及鑒定 參考GeneBank中已發(fā)布的血清型Ⅰ型DHV VP1基因序列,參照文獻(xiàn)[10,11]由大連寶生物公司合成引物。上游引物:5' -GAATTCGGTGATTCCAACAGTTG -3';下游引物:5'-GCGGCCGCTTCAATTTCCAGATTG-3'。劃線處分別為限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ、NotⅠ的識(shí)別位點(diǎn)[8,9]。RT-PCR擴(kuò)增VP1基因并回收純化。以EcoRⅠ和NotⅠ對(duì)純化的RT-PCR產(chǎn)物及質(zhì)粒載體pET-30(a+)分別進(jìn)行雙酶切并回收純化,然后按照3:1的比例(RT-PCR產(chǎn)物:pET-30(a+))將兩者混合,加T4 DNA連接酶,16 ℃反應(yīng)8 h進(jìn)行連接。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α,在含卡那霉素的瓊脂平板上篩選,挑取陽性克隆并擴(kuò)增,小量提取質(zhì)粒后,經(jīng)PCR擴(kuò)增、1%瓊脂糖凝膠電泳及測(cè)序鑒定。陽性質(zhì)粒命名為pET-VP-1[12]。
1.2.2.2 融合蛋白的表達(dá)及鑒定 將重組表達(dá)質(zhì)粒pET-VP-1和空載體pET-30a(+)分別轉(zhuǎn)化到大腸桿菌BL21(DE3)中。挑取菌落,在LB(Kan+)中培養(yǎng)13 h,取50 μL菌液至5 mL LB(Kan+)中繼續(xù)培養(yǎng)。當(dāng)菌液OD600為0.6~0.8時(shí),加入終濃度為0.1 mmoL/L的IPTG。誘導(dǎo)4 h后,各取l mL的菌液,PBS洗滌3次,每次13 000×g離心5 min。將洗滌產(chǎn)物用50 μL的PBS懸浮,分別加入50 μL的2倍上樣緩沖液,煮沸3~5 min后,各取15 μL的上清進(jìn)行SDS-PAGE電泳鑒定。SDSPAGE電泳方法參照分子克隆(第二版)。
1.2.2.3 篩選抗原的制備 根據(jù)1.2.3.3中的方法,誘導(dǎo)5 L菌液。超聲波裂解細(xì)菌,13 000×g離心10 min,將所得沉淀用相同體積的PBS溶解。分別取離心后的上清和沉淀5 μL進(jìn)行SDS-PAGE電泳。然后將沉淀用PBS離心洗滌5~6次,每次13 000×g離心5 min,將洗滌后的沉淀SDSPAGE電泳鑒定后作為單克隆抗體的篩選抗原。
1.2.3 雜交瘤細(xì)胞株的建立[13]
1.2.3.1 免疫動(dòng)物 取6周齡的BALB/c小鼠,腹部皮下注射已濃縮純化后的DHV,100μg/只,每隔2周免疫1次,第3次免疫后1周,眶下竇采血,用間接ELISA測(cè)定小鼠血清的OD值,若為陽性,1周后加強(qiáng)免疫1次,3d后融合。
1.2.3.2融合 按照參考文獻(xiàn)[14]方法,取免疫小鼠的脾細(xì)胞與處于對(duì)數(shù)生長期的SP2/0細(xì)胞按3:1的比例,用PEG4000融合。采用間接ELISA法進(jìn)行篩選,將檢測(cè)為陽性孔中的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng),及時(shí)凍存,同時(shí)按照有限稀釋法進(jìn)行亞克隆,至陽性率為100%,并制備腹水。
1.2.4 單克隆抗體特性的鑒定
1.2.4.1 亞類鑒定 用亞類鑒定試劑盒,采用抗原介導(dǎo)的ELISA法(Atigen-Mediated ELISA),按其說明書所介紹的方法進(jìn)行測(cè)定。
1.2.4.2 效價(jià)測(cè)定 取已定株的雜交瘤細(xì)胞株的培養(yǎng)上清和其腹水做倍比稀釋,間接ELISA進(jìn)行測(cè)定。
1.2.4.3 單克隆抗體特異性鑒定 用雞胚尿囊液、鴨瘟病毒(Duck plague virus, DPV)、減蛋綜合征病毒(Eggdrop syndrome virus, EDSV)、傳染性支氣管炎病毒(Infectious bronchitis virus IBV)、馬立克式病毒(Marek's disease virus,MDV)、新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)和基因C型DHV等抗原點(diǎn)樣,用Dot- ELISA檢測(cè)所制備的單克隆抗體的反應(yīng)性。
1.2.4.4 雞胚中和特性測(cè)定 采用固定病毒-稀釋單抗法進(jìn)中和特性鑒定。用滅菌生理鹽水稀釋已鑒定的DHV尿囊液,稀釋至0.2 mL病毒含量為200ELD50。取0.2 mL與等量的1:5 、1:10和1:50稀釋的單抗進(jìn)行混合,37 ℃水浴作用30 min,然后接種SPF雞胚,每個(gè)稀釋度接種4枚雞胚,37 ℃溫箱培養(yǎng),觀察5~8 d。另設(shè)生理鹽水空白對(duì)照和病毒對(duì)照組。然后將單抗分別與本實(shí)驗(yàn)室已分離鑒定的7株Ⅰ型DHV(其中3株分離自濰坊市、4株分離自濟(jì)南市)進(jìn)行中和實(shí)驗(yàn),并記錄試驗(yàn)結(jié)果。
1.2.4.5 利用Western blot進(jìn)行鑒定 取處理好的樣品(分別含空載體pET-30a(+)和重組質(zhì)粒pETVP-1)進(jìn)行SDS-PAGE電泳,電泳結(jié)束后,按文獻(xiàn)[6]方法將蛋白轉(zhuǎn)印到硝酸纖維素薄膜(NC膜)上,10%小牛血清封閉后,依次加入細(xì)胞上清,羊抗鼠的二抗,最后DAB避光顯色,觀察結(jié)果。
2.1 免疫原的制備及鑒定 將濃縮純化后的Ⅰ型DHV經(jīng)分光光度計(jì)測(cè)定其蛋白質(zhì)濃度,濃度為 5 mg/mL。將純化后的抗原經(jīng)0.22μm濾器過濾后接種9~11日齡的雞胚,并設(shè)正常雞胚作對(duì)照。雞胚在72~96 h之間死亡,死亡的胚體水腫出血,肝臟上有白色壞死點(diǎn),沒有接種抗原的對(duì)照組雞胚發(fā)育正常。
2.2 檢測(cè)抗原的制備及鑒定
2.2.1原核重組質(zhì)粒pET-VP-1構(gòu)建及鑒定 RTPCR進(jìn)行Ⅰ型DHV VP1基因擴(kuò)增,獲得714 bp大小的基因片段(圖1)。以重組質(zhì)粒pET-VP-1為目的模板,用DHV VP1基因的特異性上下游引物進(jìn)行PCR。PCR產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳的結(jié)果顯示1條714 bp左右的條帶。
圖1 I型DHV VP1基因的RT-PCR產(chǎn)物Fig.1 Identif i cation of DHV VP1 with RT-PCR amplication
2.2.2 表達(dá)產(chǎn)物VP1蛋白的鑒定、制備及純化 經(jīng)PCR鑒定,原核重組質(zhì)粒pET-VP-1構(gòu)建成功。VP1經(jīng)SDS-PAGE電泳鑒定,在26.6 kDa處出現(xiàn)目的條帶,與理論值相符,說明重組質(zhì)粒pET-VP-1成功表達(dá)VP1蛋白(圖2),該蛋白以包涵體的形式表達(dá)。
圖2 DHV VP1基因原核表達(dá)產(chǎn)物的SDS-PAGE鑒定Fig.2 Identif i cation of DHV VP1 prokaryotic expressed product with SDS-PAGE
2.3 雜交瘤細(xì)胞株的建立 用間接ELISA方法,獲得了1株針對(duì)Ⅰ型DHV的單抗雜交瘤細(xì)胞株,命名為2B6。傳代培養(yǎng)后,依然能穩(wěn)定分泌單抗。
2.4 單克隆抗體特性的鑒定
2.4.1利用含空載體pET-30a(+)菌體進(jìn)行鑒定的結(jié)果 通過方陣實(shí)驗(yàn)及蛋白濃度的測(cè)定確定pET-30a(+)菌體蛋白的包板濃度,經(jīng)檢測(cè),該株雜交瘤2B6的細(xì)胞上清與其反應(yīng)均呈現(xiàn)陰性。
2.4.2 單克隆抗體的部分生物學(xué)特性 單抗的亞類鑒定及細(xì)胞上清、腹水的ELISA效價(jià)見表1。
表1 1株單抗的部分生物學(xué)特性Table 1 Biological character of one monoclonal antibody
2.4.3 單抗特異性及廣譜性鑒定 所獲得的單抗與雞胚尿囊液、DPV、EDS-76V、IBV、MDV、NDV及C-DHV等均不反應(yīng),特異性好。該單抗與本實(shí)試驗(yàn)分離的7株Ⅰ型DHV均反應(yīng),具有一定的廣譜性,見表2。
表2 單抗2B6細(xì)胞上清與DHV的Dot- ELISA反應(yīng)結(jié)果Table 2 Result of Dot- ELISA between the monoclonal antibody 2B6 and DHV
2.4.4 中和特性鑒定 本實(shí)驗(yàn)所獲得的單抗中和特性較好,能以該雜交瘤細(xì)胞上清的原倍中和雞胚,并且和本實(shí)驗(yàn)分離的其它7株Ⅰ型DHV均能發(fā)生中和反應(yīng),廣譜性較好。這和陳溥言、楊萍萍等所報(bào)道的單抗特性不一致。
2.4.5 利用Western blot鑒定結(jié)果 經(jīng)Western blot鑒定,在含重組質(zhì)粒pET-VP-1的菌液的泳道,該株單抗2B6在26.6 kDa處出現(xiàn)1條清晰的條帶,而在含空載體pET-30a(+)的菌液的泳道,沒有出現(xiàn)任何條帶(圖3)。故該單抗2B6是針對(duì)DHV VP1蛋白的抗體。
圖3 McAb 特異性的Western blot分析Fig.3 Specif i city identif i cation of McAb by Western blot
3.1 通過雞胚分離培養(yǎng)和各種鑒定,本研究獲得了一株Ⅰ型DHV。
3.2 國內(nèi)抗鴨肝炎病毒單抗的制備由陳溥言等首先報(bào)道,之后楊萍萍等進(jìn)行了相關(guān)研究[12],但兩者所制備的DHV單抗中和特性都很差,限制了該單抗的應(yīng)用[12]。本研究旨在利用純化后的病毒免疫小白鼠,用DHV VP1基因的原核表達(dá)蛋白作為篩選抗原(因?yàn)镈HV VP1蛋白能刺激機(jī)體產(chǎn)生具有中和的抗體,這樣大大的增加了獲得具有中和性單抗的概率),制備出了一株具有中和特性的針對(duì)VP1蛋白的Ⅰ型DHV單抗。
3.3 本研究獲得了一株雜交瘤細(xì)胞株2B6,該雜交瘤株細(xì)胞上清原液能中和病毒,具有較好的中和特性,且與本試驗(yàn)分離的其它7株Ⅰ型DHV均能發(fā)生中和反應(yīng),廣譜性較好。該株雜交瘤的穩(wěn)定性和特異性較好,為該單抗應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)Ⅰ型DHV檢測(cè)、DHV病毒檢測(cè)試劑盒的制備以及對(duì)DVH的抗病毒治療等提供了重要的生物試劑。
[1] Tseng C H, Tsai H J.Molecular characterization of a new sero-type of duck hepatitis virus [ J ].Virus Res, 2007,126(2) : 19-31.
[2] 馬秀麗, 趙立娜, 夏雪梅, 等.一株韓國新型DHV的分離及RT-PCR鑒定[J ].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 22 (5):596~598.
[3] 范書才, 李虹, 袁率珍, 等.新型鴨肝炎病毒的分離鑒定[J].中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2009, 31(10): 770-775.
[4] 王麗艷, 付余, 潘夢(mèng), 等.鴨肝炎病毒的基因分型[C]//中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)禽病學(xué)分會(huì)第十四次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.2008, 171-172.
[5] 武永杰.Ⅰ型鴨肝炎病毒VP1基因的克隆及其結(jié)構(gòu)蛋白的生物學(xué)特性預(yù)測(cè)[D].福建: 福建農(nóng)林大學(xué), 2008.
[6] Tseng C H, Knowles N J, Tsai H J.Molecular analysis of duck hepatitis virus type 1 indicates that it should be assigned to a new genus [J].Virus Res, 2007, 123(2): 190-203.
[7] 施少華, 蘇敬良, 黃瑜, 等.鴨肝炎病毒新血清型基因組序列分析[J].微生物學(xué)報(bào), 2009, 49(3):309-315.
[8] Purchase H G.禽病原分離鑒定實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)[M].3版, 唐桂運(yùn), 武華,譯.冀錫霖審校.北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1993, 10: 190- 194.
[9] 楊萍萍, 宋敏訓(xùn), 艾武, 等.鴨肝炎病毒單克隆抗體的研制[J ].中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2006, 28(2): 212-215.
[10] 馬秀麗, 宋敏訓(xùn), 于可響.鴨病毒性肝炎病毒VP1基因表達(dá)及其抗體檢測(cè)[J ].微生物學(xué)報(bào), 2008, 48(8):1110-1114.
[11] 甘一迪, 劉家森, 姜騫.3株鴨肝炎病毒Ⅰ型結(jié)構(gòu)基因VP1的克隆及序列分析[J ].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2009, 40 (6) :952-957.
[12] 提金鳳, 張艷梅, 郝貴杰, 等.雞白細(xì)胞介素2原核表達(dá)載體的構(gòu)建及表達(dá)產(chǎn)物的鑒定[J ].中國家禽, 2005,27(14): 15-17.
[13] 提金鳳, 張艷梅, 李志杰, 等.用DNA免疫研制雞白細(xì)胞介素2單克隆抗體[J ].中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2007,29(7): 537-540.
[14] 劉秀梵.單克隆抗體在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[M].合肥: 安徽科學(xué)技術(shù)出版社, 1994.
[15] 提金鳳, 李志杰, 李舫, 等.山東地區(qū)Ⅰ型鴨肝炎病毒分離鑒定及單克隆抗體的研制[J ].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展, 2012,33(2): 63-66.