田 野,蘇丹萍,蔣 偉,鐘 望,張顯浩,陳瑞愛,,賀東生,
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院 廣東省人畜共患病重點實驗室,廣東 廣州510642;2.廣東大華農(nóng)動物保健品股份有限公司,廣東 新興527400)
豬流行性腹瀉病毒(PEDV)屬于冠狀病毒成員,為有囊膜的單股正鏈RNA病毒,以腹瀉、嘔吐、脫水和對哺乳仔豬高致死率為主要特征的一種高度接觸性腸道傳染?。?]。在1971年比利時和英國,該病毒被首次報道,之后在很多養(yǎng)豬國家都暴發(fā)了該病,特別是歐洲和亞洲。我國從1976年開始陸續(xù)有PED的報道,20世紀(jì)80年代后該病在中國流行面逐漸擴(kuò)大,并多與豬傳染性胃腸炎、輪狀病毒等其他腸道病原混合感染,給養(yǎng)豬業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[3]。
PEDV主要的結(jié)構(gòu)蛋白包括:纖突蛋白(S,180~220kD)、膜蛋白(M,27~32kD)、核衣殼蛋白(N,55~58kD)和小包膜蛋白(E,8.8kD)。其中PEDV的S基因長為4 150bp,由其編碼的S蛋白位于病毒粒子表面,在病毒粒子與細(xì)胞表面受體結(jié)合后通過膜融合侵入宿主細(xì)胞和在感染宿主體內(nèi)介導(dǎo)中和抗體產(chǎn)生的過程中都發(fā)揮重要生物學(xué)作用[4-5]。PEDV 的主要中和抗原存在于 S 基因的1 495~1 914bp之間[6]。本次試驗研究分離鑒定華南地區(qū)PEDV流行毒株并對其S基因變異進(jìn)行了初步研究。
1.1 病料、試劑盒載體 2012年2月份,從華南地區(qū)某大型豬場采集疑似豬流行性腹瀉病料,即小腸和肛拭子。MLV、RRI、dNTPs、rTaq,購自廣州瑞真生物技術(shù)有限公司;UNIQ-5柱離心式膠回收試劑盒,購自廣州助力生物科技有限公司。
1.2 引物的設(shè)計與合成 根據(jù)本實驗室己建立的PEDV檢測體系,合成1對針對PEDV M基因的特異性引物,Pm1:5′-TGCTTCAGTATGGCCATTACAAGTACTCTG-3′,Pm2:5′-CCTGTCGGCCCATCACAGAAGTAGT-3′,用于檢測PEDV。根據(jù)GenBank上登錄的CV777序列設(shè)計了1對針對S基因抗原表位(1 495~1 914bp)的引物,Ps1:5′-GAACTCCATTAGCGTATT-3′,Ps2:5′-CTGCAGATGTACAGACATCTA-3′,來擴(kuò)增目的片段。以上引物是采用PrimerSelect 5.0軟件設(shè)計,由Invitrogen上海生物技術(shù)有限公司合成。
1.3 組織病料PEDV的RT-PCR檢測 將研磨好的組織懸液放入1.5mL離心管中,反復(fù)凍融3次,5 000r/min離心3min。用Trizol法抽提組織總RNA。根據(jù)MLV的說明,取1μL RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,之后產(chǎn)生的cDNA進(jìn)行PCR檢測。
1.4 病毒分離 將陽性病料上清液反復(fù)凍融3次,接種到Vero細(xì)胞,37℃吸附90min。棄掉毒液后加入含終濃度45μg/mL胰蛋白酶的DMEM(不含血清),培養(yǎng)96h,收毒。用同樣的方法,已傳到第20代。
1.5 PEDV S基因抗原表位序列的克隆與測序以病毒培養(yǎng)液的RNA為模板進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增。用UNIQ-5柱進(jìn)行PCR產(chǎn)物割膠回收,純化的PCR產(chǎn)物與pMD18-T載體連接,轉(zhuǎn)化至E.coliDH5α感受態(tài)細(xì)胞。重組質(zhì)粒經(jīng)PCR和酶切鑒定后,由北京奧科鼎盛生物科技有限公司對陽性質(zhì)粒核苷酸進(jìn)行測序。
1.6 序列分析 利用Clustalx軟件將測序結(jié)果與國內(nèi)外其他地區(qū)的PEDV毒株的相同位置進(jìn)行多重比對,并用軟件 Molecular Evolutionary Genetics Analysis(MEGA,version 4.0)進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。同時用DNAStar中的MegAlign分析S基因抗原位點氨基酸變化。
2.1 PEDV S抗原表位基因克隆、序列測定 應(yīng)用引物Ps1/Ps2,克隆PEDV S主要抗原表位基因,測序。通過軟件分析該段基因與國內(nèi)外其他毒株的核苷酸同源性,發(fā)現(xiàn)華南地區(qū)其他毒株如CH/GD-01/2011、GDHSY/2011、CH/GXQZ/2011等位于同一亞群,而與CV777、Chinju99、SM98、Br1/87等毒株的同源性較低(如圖2),處于不同的亞群。
2.2 病毒分離 病毒在接種Vero細(xì)胞前,先與含終濃度55μg/mL胰蛋白酶的DMEM作用5~10 min,然后接種到Vero細(xì)胞上,加入含終濃度45 μg/mL胰蛋白酶的DMEM維持液,96h后收取病毒液。在前5代細(xì)胞病變不明顯,隨著代數(shù)的增多細(xì)胞病變逐漸典型。連續(xù)傳代至第20代,且傳代后PCR可以檢測到病毒(如圖1)。在15代左右很明顯的觀察到合胞體樣的細(xì)胞病變,而且出現(xiàn)細(xì)胞病變的時間也從96h減少到72h。
圖1 病毒傳代后PCR檢測圖
2.3 PEDV S抗原表位基因序列的進(jìn)化分析 利用GenBank上登錄的世界各地不同分支的PEDV 55株作為參考,分析S基因抗原位點堿基的變化。其中發(fā)現(xiàn)16個堿基的變化(1509C→T,1545G→T,1575C→T,1642A→G,1677T→G,1688G→A,1695T→C,1710C→T,1761A→T,1777G→A,1782T→C,1815C→T,1833T→C,1845T→C,1894C→G,1902C→T)。
2.4 PEDV S抗原表位氨基酸的變化分析 利用DNAStar中的MegAlign對比華南地區(qū)毒株CH/GDGZ/2012 與 CV777、Chinju99、Br1/87、DR13、SM98氨基酸序列的同源性分別為97.7%、91.5%、95.4%、98.0%、94.8%。具體變化為:502aa L→S,516aa S→A,548aa T→S,593aa G→S,632aa Q→E(是分別由1 509bp C→T,1 545bpG→T,1 642bp A→G,1 777bp G→A、1 782bp T→C,1 894bp C→G)。這些說明華南地區(qū)的PEDV朝著不同的方向變異,有其地緣性。
圖2 CH/GDGZ/2012的遺傳進(jìn)化樹
Kim S J和 Kwon H M[8-9]等指出和 PEDV 同為冠狀病毒TGEV只有1個血清型,然而對比其部分S基因發(fā)現(xiàn)不同國家地區(qū)存在多樣性。同樣的PEDV也只有1個血清型,但學(xué)者對比分析M和N基因,發(fā)現(xiàn)不同國家的PEDV呈現(xiàn)多樣性,即使同一地區(qū)PEDV也存在不同[10-11]。相對于M、N 基因,S基因是PEDV高變基因,同時也是主要的抗原基因,利用S基因?qū)Ρ刃蛄蟹治龈芊从吃摬《镜淖儺愋?。此次試驗通過對比S基因主要抗原位點(1 495~1 914bp),分析華南地區(qū)與經(jīng)典毒株的差異性。
華南地區(qū)分離到的CH/GDGZ/2012和CH/GD-01/2011、GDHSY/2011、CH/GXQZ/2011等毒株則位于G1.1.1,與經(jīng)典疫苗毒株處于不同的分支,遺傳距離較遠(yuǎn),且其S基因主要抗原表位已經(jīng)發(fā)生較大變異,可能導(dǎo)致經(jīng)典疫苗產(chǎn)生的抗體不能對感染仔豬產(chǎn)生完全的保護(hù),也與豬場病毒性腹瀉疫苗防疫效果不佳的現(xiàn)狀相符,可能是2010年冬季至今豬病毒性腹瀉大暴發(fā)的重要原因。值得注意的是,華南地區(qū)的PEDV毒株與泰國2008年、2011年分離毒的親緣關(guān)系很近,該病毒在兩國間及國內(nèi)如何傳播值得進(jìn)一步研究。
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