祖立闖 ,王金良 ,肖躍強(qiáng) ,沈志強(qiáng) ,
(1.山東綠都生物科技有限公司,濱州 256600;2.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院,濱州 256600)
兔病毒性出血癥(rabbit hemorrhagic disease,RHD)又名兔瘟,是由兔病毒性出血癥病毒(rabbit hemorrhagic disease virus,RHDV)引起的兔的一種急性、高度致死性、高度傳染性疾病,其發(fā)病率和致死率都很高,是危害養(yǎng)兔業(yè)和實(shí)驗(yàn)兔的一種烈性、毀滅性傳染?。?-3]。該病于1984年春在江蘇無(wú)錫、江陰等縣市首次暴發(fā),現(xiàn)在已蔓延至世界各地,呈世界性分布,給全球養(yǎng)兔業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[4-8]。世界動(dòng)物衛(wèi)生組織將其列為B類傳染病,我國(guó)農(nóng)業(yè)部也將其列為二類動(dòng)物疫病。由于RHDV在體外組織細(xì)胞的培養(yǎng)方法尚未建立,現(xiàn)行RHD的診斷和預(yù)防制劑一直利用來(lái)自感染兔的肝臟組織,成本高,抗原不易純化,也不符合動(dòng)物福利的要求。目前,研究者更傾向于利用分子生物學(xué)手段進(jìn)行新型診斷試劑及疫苗的研制和開(kāi)發(fā)。VP60為病毒衣殼蛋白,是RHDV唯一的結(jié)構(gòu)蛋白,與誘導(dǎo)抗病毒感染免疫反應(yīng)直接相關(guān),是病毒免疫保護(hù)性抗原[9-11]。鑒于此,本研究對(duì) VP60基因主要抗原區(qū)域(長(zhǎng)度為510 bp)進(jìn)行了截短表達(dá),并研制了間接ELISA診斷試劑盒。
克隆菌株DH5α、表達(dá)菌株BL21、表達(dá)載體PGEX-4T-1、RHDV毒株及參考陽(yáng)性、陰性血清,均由山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院實(shí)驗(yàn)室保存。
Ex Taq酶、M-MLV反轉(zhuǎn)錄酶、T4 DNA連接酶、pMD18-T克隆載體及限制性內(nèi)切酶,購(gòu)自寶生物(大連)工程有限公司;山羊抗兔IgG辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記抗體,購(gòu)自上海研卉生物科技有限公司。
根據(jù)GenBank公布的RHDV基因組序列,利用oligo6.2設(shè)計(jì)合成了 1對(duì)特異性引物:P1 5’-3’CCGGAATTCGAGGGCAAAACC CGCAC;P2 5’-3’CCGCTCGAGT TGGGACGCAAGTCTGG。引物由生工生物工程(上海)有限公司合成。
將兔瘟肝臟組織毒反復(fù)凍融3次,經(jīng)3 000 r/min離心15 min,吸取上清作為病毒液,按Trizol試劑使用說(shuō)明提取病毒基因組RNA。
以提取的病毒基因組RNA為模板,反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。以cDNA為模板進(jìn)行PCR反應(yīng),反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性 5 min;94℃ l min、58℃ l min、72℃ l min,共進(jìn)行30個(gè)循環(huán),72℃延伸10 min,4℃終止反應(yīng)。取擴(kuò)增產(chǎn)物5 μL,在10 g/L的瓊脂糖凝膠上電泳,利用凝膠成像系統(tǒng)掃描進(jìn)行初步鑒定。
利用EcoRI/XhoI雙酶切VP60,回收VP60基因片段,定向克隆到經(jīng)EcoRI/XhoI雙酶切的PGEX-4T-1表達(dá)載體中,取連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化DH5α大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞,經(jīng)PCR及EcoRI/XhoI雙酶切鑒定后獲得重組表達(dá)載體PGEX-VP60。將鑒定為陽(yáng)性的克隆送生工生物工程(上海)有限公司測(cè)序,以驗(yàn)證其閱讀框架。
將鑒定正確的PGEX-VP60重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化表達(dá)菌BL21感受態(tài)細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá)后,超聲破碎細(xì)胞,12 000 r/min離心15 min,分別收集上清及沉淀進(jìn)行SDS-PAGE分析,對(duì)以包涵體形式存在于沉淀中的重組蛋白用尿素進(jìn)行變性處理,包涵體溶解后采用親和層析法純化,純化后的蛋白進(jìn)行透析復(fù)性。
純化的重組蛋白經(jīng)SDS-PAGE后,轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素膜上,5%脫脂奶粉4℃封閉過(guò)夜,加RHDV陽(yáng)性血清(1∶100稀釋)37℃作用1 h,TBST緩沖液洗3次;加入山羊抗兔IgG辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記抗體(1∶5 000稀釋),37℃作用50min,TBST緩沖液洗3次,在二氨基聯(lián)苯胺(DAB)緩沖溶液中顯色10min。
1.9.1 反應(yīng)條件的優(yōu)化 在相同反應(yīng)條件下,分別將重組抗原的不同稀釋度與血清的不同稀釋度、不同封閉液與不同封閉時(shí)間、酶標(biāo)二抗不同稀釋度與不同作用時(shí)間組成方陣滴定試驗(yàn),以陽(yáng)性血清OD450nm≈1.0、陰性血清OD450nm<0.2、陽(yáng)性血清/陰性血清(P/N值)最大為選擇標(biāo)準(zhǔn),確定重組抗原最佳包被濃度與血清樣品最佳稀釋度、最佳封閉液與最佳封閉時(shí)間、酶標(biāo)二抗最佳稀釋度與最佳作用時(shí)間。在相同反應(yīng)條件下,血清樣品分別作用 30、60、90、120min,TMB 底物液分別顯色 5、10、15、20 min,以陽(yáng)性血清 OD450nm≈1.0、陰性血清OD450nm<0.2、P/N值最大為選擇標(biāo)準(zhǔn),分別確定血清、底物的最佳作用時(shí)間。
1.9.2 判斷標(biāo)準(zhǔn)的確定 在最佳反應(yīng)條件下,利用VP60-ELISA檢測(cè)48份已知RHDV陰性血清樣本,以樣品號(hào)為橫坐標(biāo)、OD450 nm值為縱坐標(biāo),繪制陰性樣品OD450 nm數(shù)值分布圖,并計(jì)算出48份陰性血清的OD450 nm平均值()和標(biāo)準(zhǔn)差(SD),本試驗(yàn)規(guī)定樣本OD450 nm≥+3SD時(shí)為陽(yáng)性,樣本OD450 nm<+2SD時(shí)為陰性,當(dāng)+2SD≤樣本OD450 nm<+3SD時(shí)為可疑,需重新檢測(cè)樣本,重新檢測(cè)時(shí)樣本OD450 nm≥+2SD時(shí)判為陽(yáng)性,樣本OD450 nm<+2SD時(shí)判為陰性。
1.9.3 敏感性試驗(yàn) 將RHDV標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性對(duì)照血清分別按 1∶50、1∶100、1∶200、1∶400、1∶800、1∶1 600、1∶3 200、1∶6 400、1∶12 800、1∶25 600比例稀釋,每個(gè)稀釋度平行做4個(gè)重復(fù),用建立的RHDV VP60-ELISA檢測(cè),測(cè)定OD450 nm值,判定其抗體效價(jià)。
1.9.4 重復(fù)性試驗(yàn) ①批內(nèi)重復(fù)性。選取6份RHDV抗體水平不同的血清,進(jìn)行RHDV VP60-ELISA檢測(cè),每份血清平行做6個(gè)重復(fù),對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。②批間重復(fù)性。選取6份RHDV抗體水平不同的血清,于4個(gè)不同時(shí)間用RHDV VP60-ELISA進(jìn)行檢測(cè),對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。
應(yīng)用研制的RHDV VP60-ELISA對(duì)來(lái)自河南、山東、河北等地的426份兔血清樣本進(jìn)行檢測(cè),確定上述地區(qū)RHDV血清抗體的陽(yáng)性率。
RT-PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳,在約510 bp處可見(jiàn)特異性DNA擴(kuò)增條帶(圖1),與預(yù)期大小相符。構(gòu)建的PGEX-VP60重組質(zhì)粒經(jīng)PCR及EcoRI/XhoI雙酶切鑒定(圖2)后,測(cè)序結(jié)果表明其閱讀框正確。
圖1 PCR擴(kuò)增結(jié)果
圖2 重組表達(dá)載體酶切鑒定
以最佳條件對(duì)PGEX-VP60誘導(dǎo)表達(dá)后,超聲破碎細(xì)胞,可見(jiàn)目的蛋白大部分以包涵體形式存在,包涵體經(jīng)8 mol/L尿素變性、親和層析法純化后,獲得了分子質(zhì)量為42ku的VP60重組蛋白(圖3)。
圖3 重組蛋白的SDS-PAGE分析
取純化后的VP60重組蛋白,經(jīng)SDS-PAGE分析后,轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素膜上,與RHDV陽(yáng)性血清作用,結(jié)果表明該重組蛋白能與RHDV陽(yáng)性血清發(fā)生特異性反應(yīng),而空載體表達(dá)菌與RHDV陽(yáng)性血清沒(méi)有反應(yīng)(圖4)。
圖4 表達(dá)產(chǎn)物的免疫印跡分析
2.4.1 最佳反應(yīng)條件 重組抗原的最佳包被濃度為5.88 μg/mL;最佳封閉液為含 10 g/L BSA 的 PBST,最佳封閉時(shí)間37℃1 h;血清最佳稀釋度1∶100,最佳作用時(shí)間為37℃1 h;酶標(biāo)二抗最佳工作濃度1∶4 000,最佳作用時(shí)間37℃1h;底物最佳顯色時(shí)間37℃10min。
2.4.2 判定標(biāo)準(zhǔn) 48份陰性血清樣本經(jīng)RHDV VP60-ELISA檢測(cè)后,以樣品編號(hào)為橫坐標(biāo)、OD450 nm值為縱坐標(biāo),得到陰性樣品OD450 nm數(shù)值分布圖(圖5)。計(jì)算得出48份陰性樣本OD450nm平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為x=0.224和SD=0.058。即當(dāng)樣本OD450 nm≥0.398時(shí)判為陽(yáng)性;當(dāng)樣本OD450nm<0.340時(shí)判為陰性;當(dāng)0.340≤樣本OD450nm<0.398時(shí)判為可疑。對(duì)可疑樣本必須重新檢測(cè),重新檢測(cè)時(shí),樣本OD450 nm≥0.340為陽(yáng)性。
圖5 RHDV VP60-ELISA檢測(cè)48份陰性樣品OD450 nm分布圖
用建立的RHDV VP60-ELISA檢測(cè)RHDV標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性對(duì)照血清,當(dāng)血清稀釋至12 800倍時(shí),檢測(cè)結(jié)果仍為陽(yáng)性(圖6),證明所建立的方法具有較好的敏感性。
圖6 RHDV VP60-ELISA敏感性試驗(yàn)結(jié)果
批內(nèi)重復(fù)性試驗(yàn)樣品的變異系數(shù)小于4.9%;批間重復(fù)性試驗(yàn)樣品的變異系數(shù)均小于6.9%。說(shuō)明RHDV VP60-ELISA具有良好的重復(fù)性。
應(yīng)用研制的RHDV VP60-ELISA試劑盒檢測(cè)了來(lái)自河南、山東、河北等地的426份血清樣本,檢測(cè)出陽(yáng)性352份、陰性74份,陽(yáng)性率82.6%。
RHD是對(duì)兔威脅最嚴(yán)重的一種病毒性傳染病,常予兔群以毀滅性打擊,危害性極大,是養(yǎng)兔業(yè)和實(shí)驗(yàn)用兔必檢病毒之一,檢測(cè)要求血清抗體必須達(dá)到保護(hù)性水平,才可以安全地用于生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)。隨著我國(guó)養(yǎng)兔業(yè)的發(fā)展及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化程度的普及和提高,RHD診斷方法的建立和標(biāo)準(zhǔn)化不可或缺。目前常用的RHDV抗體檢測(cè)方法是血凝抑制試驗(yàn)(HI),需要人“O”型紅血球,血清需經(jīng)過(guò)吸附處理,過(guò)程較為繁瑣;結(jié)果判定易受許多主、客觀因素的影響,所以在實(shí)際應(yīng)用中受到很多限制。而ELISA診斷方法具有特異性和敏感性強(qiáng)、快速、準(zhǔn)確、通量高等特點(diǎn),是動(dòng)物傳染病檢疫、免疫抗體水平監(jiān)測(cè)和流行病學(xué)調(diào)查廣泛采用的診斷技術(shù)。目前RHDV所用疫苗和診斷試劑均來(lái)源于感染兔的肝臟組織,獲得純度較高的病毒比較困難。同時(shí)這種組織毒抗原制備過(guò)程繁瑣、成本高、存在潛在的危險(xiǎn)性及不符合動(dòng)物福利的要求,一定程度上限制了全病毒間接ELISA檢測(cè)試劑盒的標(biāo)準(zhǔn)化。因此,利用基因工程表達(dá)的人工抗原已逐步得到重視。VP60是RHDV唯一結(jié)構(gòu)蛋白,是病毒免疫保護(hù)性抗原,在RHDV診斷、新型疫苗的研制中具有十分重要的意義。為此,本試驗(yàn)利用PGEX-4T-1原核表達(dá)載體,表達(dá)了RHDV的VP60蛋白,經(jīng)免疫印跡試驗(yàn)證實(shí)所截短表達(dá)的重組VP60蛋白具有良好的反應(yīng)性與特異性,并以該蛋白為包被抗原建立了檢測(cè)RHDV抗體的VP60-ELISA診斷方法。
目前,國(guó)內(nèi)各兔場(chǎng)均將兔瘟作為重點(diǎn)免疫疫病,作為重點(diǎn)防范的疫病之一,多年來(lái)未曾見(jiàn)大疫情流行報(bào)道,本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)RHDV的平均抗體陽(yáng)性率高達(dá)82.6%,說(shuō)明我國(guó)現(xiàn)行兔瘟疫苗效果較好,但仍存在個(gè)別兔場(chǎng)免疫失敗的現(xiàn)象。總之,本試驗(yàn)所表達(dá)的重組VP60蛋白具有良好的反應(yīng)活性,以其作為包被抗原建立的間接ELISA診斷方法具有很好的敏感性和特異性,顯示出了良好的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)室預(yù)期將其組裝成試劑盒,為我國(guó)RHDV的診斷、疫苗免疫水平監(jiān)測(cè)、流行病學(xué)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)兔等級(jí)檢測(cè)等提供一種簡(jiǎn)便、快速的血清學(xué)檢測(cè)方法。
[1]Meyers G,Wirblich C,Thiel H J.Genomic and subgenomic RNAs of rabbit hemorrhagic disease virus are both protein-linked and packaged into particles[J].Virology,1991,184(2):677-686.
[2]Abrantes J,van der Loo W,Le Pendu J,et al.Rabbit haemorrhagic disease(RHD)and rabbit haemorrhagic disease virus(RHDV):a re view[J].Vet Res,2012,3(1):12.
[3]金明蘭,侯繼波,鄭其升,等.兔出血癥病毒JL株分離鑒定及VP60 基因主要抗原表位分析[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2012,32(6):833-838.
[4]劉勝江,薛華平,蒲伯清,等.一種新的家兔病毒病——兔病毒性出血癥[J].畜牧與獸醫(yī),1984,16:253-255.
[5]Kerr P J,Kitchen A,Holmes E C.Origin and phylodynamics of rabbit hemorrhagic disease virus[J].J Virol,2009,83(23):12129-12138.
[6]Gould E A.First case of rabbit haemorrhagic disease in Canada:contaminated flying insect,vs.long-term infection hypothesis[J].Mol Ecol,2012,21(5):1042-1047.
[7]Le Gall-Recule G,Zwingelstein F,Boucher S,et al.Detection of a new variant of rabbit haemorrhagic disease virus in France[J].Vet Rec,2011,168(5):137-138.
[8]Alda F,Gaitero T,Suárez M,et al.Evolutionary history and molecular epidemiology of rabbit haemorrhagic disease virus in the Iberian Peninsula and Western Europe[J].BMC Evol Biol,2010,10:347.
[9]Ma W,Yu L.Analysis of two VP60 capsid protein genes of rabbit hemorrhagic disease virus from viruses obtained from the same farm[J].Arch Virol,2010,155(9):1497-501.
[10]Spibey N,McCabe V J,Greenwood N M,et al.Novel bivalent vectored vaccine for control of myxomatosis and rabbit haemorrhagic disease[J].Vet Rec,2012,170(12):309.
[11]Kinnear M,Linde C C.Capsid gene divergence in rabbit hemorrhagic disease virus[J].J Gen Virol,2010,91(1):174-181.
中國(guó)草食動(dòng)物科學(xué)2013年4期