陳川林 ,杜愛(ài)芳
(1.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)院,浙江 杭州 310058;2.杭州佑本動(dòng)物疫苗有限公司,浙江 杭州 310018)
豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)是引起豬圓環(huán)病毒?。≒CVD)的主要病原。豬圓環(huán)病毒病是世界各國(guó)公認(rèn)的危害養(yǎng)豬業(yè)的重要疫病,與“豬瘟”和“藍(lán)耳病”統(tǒng)稱為養(yǎng)豬業(yè)的“三座大山”,對(duì)豬群影響較大。防控豬圓環(huán)病毒病最有效的方法是疫苗免疫。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗有豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗SH株、豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗LG株和豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗DBN-SH07株,但是其效價(jià)都不是很高。通常PCV2在PK15細(xì)胞上的TCID50一般在104~105。
本實(shí)驗(yàn)利用豬圓環(huán)病毒2型優(yōu)勢(shì)株(PCV2-ZJ/C株,其毒價(jià)可達(dá)到106.0TCID50/0.1mL),在PK15-ZJU細(xì)胞上增殖條件的優(yōu)化,以摸索適合豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗(ZJ/C株)生產(chǎn)的工藝條件。
1.1.1 細(xì)胞與毒株
PK15-ZJU細(xì)胞與PCV2-ZJ/C株,均來(lái)自農(nóng)業(yè)部動(dòng)物病毒學(xué)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室。
1.1.2 主要試劑
DMEM干粉,Gibco公司產(chǎn)品;胰蛋白酶,Sigma公司產(chǎn)品;新生牛血清,Hyclone公司產(chǎn)品;D-氨基葡萄糖,Sigma公司產(chǎn)品;其它試劑均為分析純。
1.1.3 主要儀器設(shè)備
PH計(jì),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司產(chǎn)品;水浴鍋 DK-80,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;CO2培養(yǎng)箱,日本SANYO公司產(chǎn)品;熒光顯微鏡,日本尼康公司產(chǎn)品;電子天秤,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司產(chǎn)品。
1.2.1 細(xì)胞制備
從液氮罐取出PK15-ZJU細(xì)胞置37℃水浴快速融化,加入含8%新生牛血清的DMEM細(xì)胞生長(zhǎng)液,置37℃、含5%CO2的培養(yǎng)箱培養(yǎng)。待其生長(zhǎng)成單層細(xì)胞,加入0.02%EDTA-0.05%胰蛋白酶消化液,在37℃下作用5~8min,加入細(xì)胞生長(zhǎng)液制成細(xì)胞懸液,分裝于細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,37℃、12轉(zhuǎn)/h培養(yǎng),一般48h即可形成細(xì)胞單層。
1.2.2 毒種復(fù)壯
取毒種(PCV2-ZJ/C株)按細(xì)胞培養(yǎng)液1%的量接種到新消化的PK15-ZJU細(xì)胞懸液,37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)72h,-20℃凍融3次,收獲細(xì)胞培養(yǎng)物,測(cè)TCID50。
1.2.3 最佳細(xì)胞接種密度確定
將消化、分散后的 PK15-ZJU細(xì)胞密度分別調(diào)整為1.5×105、2.0×105、2.5×105、3.0×105和 3.5×105個(gè) /mL 5個(gè)濃度,每個(gè)濃度3個(gè)轉(zhuǎn)瓶,同步接種1%的PCV2-ZJ/C病毒液(毒種滴度為106.4TCID50/0.1mL),37℃、12轉(zhuǎn)/h培養(yǎng)48h,換含3%血清的維持液,繼續(xù)培養(yǎng)36h收獲病毒液,-20℃凍融3次,測(cè)TCID50,以確定適合病毒增殖的最佳細(xì)胞接種密度。
1.2.4 不同接毒方法與病毒增殖的關(guān)
按表1中4種方法接毒,收獲病毒液后于-20℃凍融3次,測(cè)TCID50,以確定適合病毒增殖的最佳接毒方法(接毒比例為1%,D-氨基葡萄糖為300mmol/L)。
表1 不同接毒方法
1.2.5 收獲時(shí)間與接毒量的確定
將長(zhǎng)成單層的 PK15-ZJU細(xì)胞用消化液消化后,制成2.5×105個(gè)/mL的細(xì)胞懸液,分別同步接種1%、2%和3%的PCV2-ZJ/C(種毒效價(jià)為 106.4TCID50/0.1mL)各 5 瓶,37℃、12轉(zhuǎn)/h培養(yǎng)24h,棄去營(yíng)養(yǎng)液,加PBS清洗一遍后加300mmol/L的D-氨基葡萄糖作用30min,棄去D-氨基葡萄糖加含3%血清的維持液繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)72h后每6h取一瓶,-20℃凍融3次,測(cè)病毒滴度。
1.2.6 凍融次數(shù)確定
按之前試驗(yàn)得出的結(jié)果進(jìn)行病毒的培養(yǎng),收獲病毒液后,分別在-20℃條件下凍融1、2、3、4次,然后分別測(cè)定病毒TCID50,以其中TCID50最高者為病毒的最佳凍融次數(shù)。
1.2.7 收獲毒液的病毒含量(TCID50)測(cè)定
取病毒液用無(wú)血清的DMEM培養(yǎng)液做10倍系列稀釋,從10-4~10-9,共6個(gè)稀釋度,分別將稀釋好的病毒液等體積加入到每孔含有100μL PK15-ZJU細(xì)胞懸液的96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中。每個(gè)稀釋度接種6孔,同時(shí)設(shè)PCV2-ZJ/C株陽(yáng)性細(xì)胞對(duì)照4孔和空白細(xì)胞對(duì)照4孔。接種后放置37℃,含5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)72h。棄去培養(yǎng)液,將培養(yǎng)的細(xì)胞用冷甲醇-丙酮液固定后,與鼠源抗PCV2衣殼蛋白單克隆抗體反應(yīng),然后與FITC標(biāo)記的羊抗鼠IgG反應(yīng),最后用倒置熒光顯微鏡觀察每個(gè)稀釋度的PCV2陽(yáng)性細(xì)胞(熒光顯微鏡下產(chǎn)生綠色熒光)。根據(jù)每個(gè)稀釋度的陽(yáng)性細(xì)胞孔數(shù),按Reed-Muench方法計(jì)算病毒的TCID50。
從圖1可以看出細(xì)胞接種密度為2.5×105個(gè)/mL時(shí),病毒滴度最高。細(xì)胞接種密度為3.5×105時(shí),病毒滴度最低。因此,取最佳細(xì)胞接種密度為2.5×105個(gè)/mL。
圖1 細(xì)胞接種密度對(duì)病毒增殖的影響
從圖2可以看出采用同步接毒加D-氨基葡萄糖處理的方法接毒,病毒滴度最高,達(dá)到106.36TCID50/0.1mL;其次為同步接毒不加D-氨基葡萄糖處理;分步接毒不加D-氨基葡萄糖處理的病毒滴度最低。因此,確定最佳的接毒方法為同步接毒加D-氨基葡萄糖處理。
圖2 不同接毒方法對(duì)病毒增殖的關(guān)系
從表2可以看出接毒量為2%,病毒感染90h后收毒獲得到了病毒的最高滴度106.84TCID50/0.1mL。接毒量為1%和2%時(shí),病毒的滴度都是先隨時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,在90h達(dá)到了最高值,而后隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。接毒量為3%時(shí),病毒的滴度也是先隨時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,但是最高值出現(xiàn)在84h,而后隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。所以PCV2-ZJ/C增殖的最佳接毒量為2%,最佳收獲時(shí)間為90h。
表2 不同接毒量及收獲時(shí)間時(shí)的病毒滴度
圖3 凍融次數(shù)與病毒滴度的關(guān)系
從圖3可以看出凍融2次時(shí),病毒的滴度最高,為106.60TCID50/0.1mL。因此取凍融2次為最佳凍融次數(shù)。
在體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞中增殖病毒,細(xì)胞接種密度對(duì)病毒的增殖有影響。主要是通過(guò)細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)來(lái)影響病毒的增殖。細(xì)胞接種密度過(guò)低,導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)液pH升高變堿,抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),甚至引起細(xì)胞死亡。細(xì)胞接種密度過(guò)高,導(dǎo)致單個(gè)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)成分不足,及細(xì)胞間相互競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)成分,也會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)。所以合適的細(xì)胞接種密度才可以促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng),從而促進(jìn)病毒的增殖。
從本實(shí)驗(yàn)看采用同步接毒的方法病毒滴度高于分步接毒,可能是因?yàn)镻CV2的繁殖要利用PK15細(xì)胞復(fù)制S期的蛋白。此外研究表明,D-氨基葡萄糖一方面可以增強(qiáng)PK15細(xì)胞S期蛋白的表達(dá),另一方面可以促進(jìn)病毒的DNA進(jìn)入細(xì)胞核,從而增強(qiáng)病毒的增殖,Tischer等最先用D-氨基葡萄糖來(lái)提高PCV2的增殖,此后D-氨基葡萄糖普遍用于PCV2的接毒感染實(shí)驗(yàn)。Gilpin等用300 mM的D-氨基葡萄糖刺激能夠顯著增加病毒的增殖能力。本試驗(yàn)通過(guò)添加D-氨基葡萄糖處理接毒的PK15細(xì)胞,使得PCV2的滴度升高了。
接毒量和收獲時(shí)間也會(huì)影響病毒的滴度,合適的接毒量才可以獲得高滴度的病毒。接毒量低,病毒滴度達(dá)到高峰的時(shí)間延長(zhǎng),細(xì)胞狀態(tài)下降,不利于病毒的增殖;接毒量高,病毒間的自我干擾作用,也不利于病毒的增殖。掌握好收毒的時(shí)間也是獲得高滴度病毒的關(guān)鍵,因?yàn)槭斩咎纾《静荒艹浞衷鲋?,而收毒太晚,部分從?xì)胞中釋放出來(lái)的病毒在37℃環(huán)境中死亡。凍融次數(shù)也會(huì)影響病毒的滴度,這是因?yàn)閮鋈诖螖?shù)過(guò)多,會(huì)損傷病毒,降低病毒的活力。凍融次數(shù)少,不能使病毒完全從細(xì)胞中釋放。
PCV2-ZJ/C株從本實(shí)驗(yàn)來(lái)看其滴度可以達(dá)到106.84TCID50/0.1 mL,符合國(guó)家規(guī)程要求每mL病毒含量應(yīng)大于等于106.30TCID50的標(biāo)準(zhǔn)。而且,抗原滴度的提高,極大地提高了同劑量疫苗中抗原的含量,對(duì)免疫效果的增強(qiáng)具有重要的意義。
在轉(zhuǎn)瓶上通過(guò)對(duì)PCV2-ZJ/C株在PK15-ZJU細(xì)胞上增殖條件的優(yōu)化,試驗(yàn)結(jié)果表明,采用同步接毒加D-氨基葡萄糖處理的方法接毒,細(xì)胞接種密度為2.5×105個(gè)/mL,接毒量為2%,接毒后90h收獲,-20℃凍融2次的條件下,PCV2-ZJ/C株增殖效果最好。這為豬圓環(huán)病毒2型滅活疫苗(ZJ/C株)的規(guī)?;a(chǎn)提供了參考依據(jù)。
[1] 宋長(zhǎng)緒等.豬圓環(huán)病毒?。≒CVD)研究進(jìn)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,09:34-37.
[2] 方觀向.豬圓環(huán)病毒病及其防控措施[J].南方農(nóng)業(yè),2014,08(24):168-169.
[3] 廖榮斌等.豬圓環(huán)病毒病的流行病學(xué)調(diào)查[J].養(yǎng)豬,2011,01:81-82
[4] Ge M,et al.Development and application of a double-antigen sandwich enzyme-linked immunosorbent assay for detection of antibodies to porcine circovirus 2[J].Clin Vaccine Immunol,2012,19(9):1480-1486.
[5] 蔣大良,等.豬圓環(huán)病毒2型致病機(jī)制研究進(jìn)展[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2009,30(4):94-98.
[6] Darwich L,et al.Immunology of porcine circovirus type 2(PCV2)[J].Virus Research,2012,164(1/2):61-67.
[7] 徐全圓,等.豬圓環(huán)病毒病疫苗的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].豬病防控,2014,11:53-54.
[8] 劉建波,等.豬圓環(huán)病毒病的流行趨勢(shì)與防控對(duì)策[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2014,35(1):111-115.
[9] 郎洪武,等.豬圓環(huán)病毒病及其生物制品學(xué)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)獸醫(yī)科學(xué),2012,42(05):545-500.
[10] 王一平,等.豬圓環(huán)病毒2型疫苗的研究進(jìn)展[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2012,43(9):1337-1345.
[11] Gilpin,D.F.,et.al.2003.In vitro studies on the infection and replication of porcinecircovirus type 2 in cells of the porcine immune system.VET[J].Immunol.Immunopathol,94(3-4),149-161
[12] 陳念劬.豬圓環(huán)病毒2型易感的PK15細(xì)胞系的克隆、篩選與鑒定[J].農(nóng)業(yè)科技輯,2011,S1:D050-296-1-57.
[13] Tischer I,et al.Replication of porcine circovirus:Induction by glucosamine and cell cycle dependence[J].Archives of Virology,1987,96(1/2):39-57.
[14] Meerts,P.,et.al.2005.Replication kinetics of different porcine circovirus 2 strains in PK-15 cells,fetal cardiomyocytes and macrophages[J]..Arch..Virol,150(3),427-441.