李 建,張 敏,薛 霜,張飛雁,朱 薇,石寶蘭,漆世華,李文靜,王碧群,秦紅剛,韓 興,鄭良益,徐 松,舒銀輝,馮 釗,李婷婷,謝紅玲
(國(guó)藥集團(tuán)動(dòng)物保健股份有限公司,武漢 430075)
豬圓環(huán)病毒(porcine circovirus,PCV)屬于圓環(huán)病毒科圓環(huán)病毒屬成員,包括豬圓環(huán)病毒1型(PCV1)、豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)和豬圓環(huán)病毒3型(PCV3)。PCV1為非致病性病毒;PCV3于2016年首次報(bào)道,其致病力、流行病學(xué)研究、分子生物學(xué)研究等剛處于初步研究階段[1];PCV2對(duì)豬有致病性,是豬圓環(huán)病毒病的主要病原,給養(yǎng)豬業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[2]。
目前,接種疫苗是防控豬圓環(huán)病毒病的主要方法。豬圓環(huán)疫苗生產(chǎn)企業(yè)眾多,疫苗質(zhì)量參差不齊,因豬圓環(huán)病毒病對(duì)養(yǎng)殖業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失[3],疫苗質(zhì)量在出廠前十分重要。不同生產(chǎn)企業(yè)評(píng)判圓環(huán)疫苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不同,免疫動(dòng)物后抗體水平檢測(cè)作為評(píng)價(jià)疫苗質(zhì)量的重要指標(biāo)。由于非洲豬瘟疫情給養(yǎng)殖業(yè)帶來的重大影響,實(shí)驗(yàn)豬來源受限以及經(jīng)濟(jì)方面考量,許多生產(chǎn)企業(yè)將圓環(huán)疫苗免疫小鼠后的抗體水平作為評(píng)價(jià)疫苗出廠前的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。本研究建立了檢測(cè)小鼠血清中PCV2抗體的ELISA方法,并研制出了ELISA檢測(cè)試劑盒,可用于小鼠血清中PCV2抗體水平檢測(cè)和PCV2疫苗質(zhì)量評(píng)價(jià)。
1.1 主要試劑和儀器 重組桿狀病毒CP08株由國(guó)藥集團(tuán)動(dòng)物保健股份有限公司研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建,HRP標(biāo)記羊抗小鼠IgG(Sigma公司),新西蘭大白兔(購自湖北省疾病預(yù)防控制中心),超速離心機(jī)(Beckman)等。
1.2 PCV2 Cap蛋白的表達(dá)與純化 將重組桿狀病毒CP08株按照0.5 MOI接種到Sf9細(xì)胞中,27 ℃培養(yǎng)72~96 h,收獲細(xì)胞培養(yǎng)物,經(jīng)CsCl密度離心[4]純化后進(jìn)行SDS-PAGE電泳和電鏡分析。
1.3 PCV2 Cap蛋白兔多抗的制備 PCV2 Cap蛋白常規(guī)免疫健康家兔[5],待兔血清中PCV2抗體 ELISA檢測(cè)效價(jià)達(dá)1∶1000,即可采血分離血清。分離的血清通過辛酸-硫酸銨沉淀法進(jìn)行純化,獲得所需抗 PCV2 Cap蛋白純化多抗。
1.4 試劑盒的研制
1.4.1 反應(yīng)條件的確定 純化的PCV2 Cap蛋白兔多抗經(jīng)系列稀釋包被酶標(biāo)板,結(jié)合不同稀釋濃度的PCV2 Cap蛋白,按照方陣滴定方法[6]確定PCV2 Cap蛋白兔多抗和PCV2 Cap蛋白最佳包被濃度。對(duì)ELISA封閉液、酶標(biāo)二抗稀釋度、底物顯色液及終止液進(jìn)行優(yōu)化[7]。
1.4.2 試劑盒的組裝 根據(jù)1.4.1中優(yōu)化后的反應(yīng)條件組裝試劑盒,該試劑盒由96孔抗原檢測(cè)板、陽性和陰性對(duì)照血清、羊抗小鼠IgG酶標(biāo)二抗、顯色液A和B、終止液和10倍濃縮洗滌液組成。
1.4.3 判定標(biāo)準(zhǔn)的確定 選用間接免疫熒光試驗(yàn)(IFA)檢測(cè)血清抗體陰性小鼠血清50份,用組裝的試劑盒進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)算陰陽性值的臨界點(diǎn)。
1.4.4 敏感性、特異性和比較試驗(yàn) 選取6份不同的PCV2抗體陽性小鼠血清,進(jìn)行倍比稀釋,檢測(cè)所制備試劑盒的敏感性;分別對(duì)陰性小鼠血清、PRRSV、CSFV、PEDV及PRV陽性小鼠血清進(jìn)行檢測(cè),判斷試劑盒的特異性;取100份小鼠血清樣本用本研究試劑盒和IFA方法分別進(jìn)行檢測(cè),分析符合率。
1.4.5 試劑盒重復(fù)性和保存期試驗(yàn) 取3個(gè)不同批次的試劑盒,每批5個(gè),分別檢測(cè)PCV2陽性小鼠血清和陰性小鼠血清,計(jì)算批內(nèi)及批間變異系數(shù)(CV)。將試劑盒置2~8 ℃保存,不同時(shí)間取樣檢測(cè)保存期。
1.4.6 試劑盒應(yīng)用效果評(píng)估 選取10周齡SPF小鼠50只,用本公司研制的PCV2桿狀病毒載體滅活疫苗(CP08株)及三種商品化疫苗(進(jìn)口PCV2基因工程疫苗和國(guó)產(chǎn)全病毒滅活疫苗1及國(guó)產(chǎn)全病毒滅活疫苗2)進(jìn)行常規(guī)免疫,每種疫苗免疫10只小鼠,留10只小鼠做空白對(duì)照,免疫后28 d采血,用本研究試劑盒對(duì)免疫小鼠血清進(jìn)行ELISA檢測(cè)。
2.1 PCV2 Cap蛋白表達(dá)、純化與鑒定 將表達(dá)的PCV2 Cap蛋白經(jīng)超濾濃縮,氯化銫密度梯度離心純化,經(jīng)SDS-PAGE鑒定,在28 kD左右可見條帶(圖1);經(jīng)銅網(wǎng)負(fù)染色,電鏡下可見大量的病毒樣顆粒(圖2)。
M: Marker; 1: 樣品1; 2: 樣品2; 3: 陰性對(duì)照
圖2 PCV2 Cap蛋白電鏡(負(fù)染,25000×)
2.2 PCV2 Cap蛋白兔多抗制備 PCV2 Cap蛋白經(jīng)3次免疫新西蘭大白兔,血清PCV2 Cap蛋白抗體效價(jià)達(dá)1∶4000,分離血清經(jīng)辛酸硫酸銨純化,電泳結(jié)果見圖3。
M: Marker; 1: 純化PCV2 Cap蛋白兔多抗
2.3 試劑盒研制
2.3.1 反應(yīng)條件的確定 確定PCV2 Cap蛋白兔多抗最佳包被濃度為4 μg/mL,每孔100 μL,4 ℃孵育過夜,封閉液1% BSA,每孔200 μL,37 ℃封閉2 h后包被抗原,PCV2 Cap蛋白抗原最佳包被濃度為2 μg/mL,每孔100 μL,4 ℃孵育過夜,一抗1∶100稀釋,每孔100 μL,37 ℃反應(yīng)60 min,二抗最佳稀釋度為1∶2000,每孔100 μL,37 ℃反應(yīng)60 min,顯色液A和B每孔各50 μL,顯色10 min,2 mol/L的硫酸終止,酶標(biāo)儀OD450 nm讀數(shù)。
2.3.2 判定標(biāo)準(zhǔn)的確定 使用本試劑盒檢測(cè)經(jīng)IFA檢測(cè)抗體陰性健康小鼠血清50份,求其平均 OD450nm值0.152;標(biāo)準(zhǔn)差=0.061;按臨界值=陰性樣品平均值+3×標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算,其臨界值為0.335。所以待檢血清OD450nm值≥0.335判為陽性,待檢血清OD450nm值<0.274判為陰性。在0.274≤OD450nm<0.335范圍內(nèi),為可疑,需進(jìn)行第二次檢測(cè),如還在此區(qū)間判為陰性。
2.3.3 敏感性、特異性和比較試驗(yàn)結(jié)果 6份陽性小鼠血清ELISA檢測(cè)結(jié)果均為陽性, ELISA檢測(cè)最高稀釋倍數(shù) (ELISA效價(jià)) 可達(dá)1∶16000,結(jié)果見表1;試劑盒對(duì)陰性小鼠血清和4份豬其他病毒抗體陽性小鼠血清(PRRSV、CSFV、PEDV、PRV)的ELISA檢測(cè)結(jié)果均為陰性,特異性良好;100份小鼠血清樣本的檢測(cè)結(jié)果顯示,本研究試劑盒和IFA方法的總符合率為96%(96/100),結(jié)果見表2。
表1 試劑盒檢測(cè)小鼠血清結(jié)果
表2 ELISA試劑盒與IFA檢測(cè)方法符合率
2.3.4 重復(fù)性和保存期試驗(yàn) 取3個(gè)不同批次的試劑盒,每批5個(gè),分別檢測(cè)PCV2陽性小鼠血清和陰性小鼠血清,批內(nèi)變異系數(shù)為2.28%~4.17%,批間變異系數(shù)為4.27%~6.02%。保存期試驗(yàn)結(jié)果表明,2~8 ℃保存15個(gè)月穩(wěn)定。
2.3.5 試劑盒應(yīng)用效果評(píng)估 檢測(cè)結(jié)果顯示,不同疫苗免疫28日小鼠血清的PCV2抗體陽性率均在100%,結(jié)果見表3。依據(jù)免疫小鼠后抗體水平,CP08組抗體水平最高,進(jìn)口組次之,國(guó)產(chǎn)組1抗體水平最低;依據(jù)免疫小鼠后各組抗體均勻性,各疫苗免疫組產(chǎn)生抗體一致性良好,國(guó)產(chǎn)組1均勻最好,進(jìn)口組產(chǎn)生抗體均勻性稍差;各免疫組與對(duì)照組相比,差異極顯著。結(jié)果見圖4和表3。
****表示P<0.0001,差異極顯著
表3 不同疫苗人工免疫小鼠血清效價(jià)檢測(cè)結(jié)果
PCV2抗體檢測(cè)的常用方法有病毒中和試驗(yàn)(SN)、間接免疫熒光試驗(yàn)(IFA)和免疫過氧化物酶單層細(xì)胞試驗(yàn)(IPMA)。SN、IFA和IPMA試驗(yàn)均需要結(jié)合細(xì)胞及病毒培養(yǎng)來進(jìn)行檢測(cè),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,對(duì)操作人員要求高,不適合推廣和普及[8]。Cap蛋白是 PCV2 病毒的主要結(jié)構(gòu)蛋白,該蛋白成為基因工程疫苗首選抗原,是檢測(cè)該病毒特異性抗體的理想靶抗原[9-10]。
本研究利用兔多抗捕獲包被法建立了一種檢測(cè)小鼠血清PCV2抗體的方法,并組裝形成試劑盒。研究結(jié)果表明,試劑盒靈敏度和特異性良好,可重復(fù)性強(qiáng),2~8 ℃保存15個(gè)月穩(wěn)定。應(yīng)用該試劑盒對(duì)PCV2疫苗免疫后的小鼠血清進(jìn)行PCV2抗體檢測(cè),檢測(cè)效果良好。當(dāng)前,各疫苗生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于豬圓環(huán)疫苗產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判不同,免疫動(dòng)物后檢測(cè)其抗體水平作為其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一;目前,市場(chǎng)已有商品化檢測(cè)豬圓環(huán)抗體試劑盒在售,均為檢測(cè)豬血清中圓環(huán)抗體;由于非洲豬瘟疫情的影響導(dǎo)致動(dòng)物來源困難以及經(jīng)濟(jì)方面的考量,許多圓環(huán)疫苗生產(chǎn)企業(yè)將免疫小鼠檢測(cè)其血清抗體水平作為圓環(huán)疫苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)判方法。本研究為圓環(huán)疫苗生產(chǎn)企業(yè)提供一種便捷的檢測(cè)方法及產(chǎn)品,用以評(píng)判免疫小鼠后血清抗體水平,對(duì)于圓環(huán)疫苗銷售前質(zhì)量檢測(cè)提供一種參考指標(biāo)。同時(shí),本研究試劑盒中的二抗替換為抗豬IgG,可用于檢測(cè)豬血清中豬圓環(huán)病毒抗體。本研究制備的檢測(cè)小鼠血清中豬圓環(huán)抗體ELISA試劑盒,可作為疫苗生產(chǎn)企業(yè)評(píng)判圓環(huán)疫苗免疫小鼠后抗體水平的檢測(cè)產(chǎn)品,為檢測(cè)小鼠血清PCV2抗體提供一種快速便捷方法,對(duì)于當(dāng)前疫苗生產(chǎn)企業(yè)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[11]。