一株鸭源H5N2禽流感病毒全基因组序列分析及对鸡的致病性研究

2012年在我国重庆市活禽交易市场进行流行病学调查时,从鸭体内分离到1株H5N2亚型禽流感病毒(AIV),DK/CQ036/12(H5N2)。为了解该株H5N2亚型AIV的生物学特性,本研究对其进行了全基因组分析及对SPF鸡和BALB/c小鼠的致病性试验。序列分析显示:HA裂解位点序列为341R-----346TRGLF350,为低致病性AIV特征。内部基因来源较复杂,与KD/CQ/036/12分离株的M基因NP基因同源性最高的病毒株均来自H4、H7等亚型分离株,呈明显的异源性。分离株的感染性试验显示,该分离株在鸡体内可以通过呼吸道和消化道向外排毒,但并不能在鸡体内有效的复制。对小鼠的感染性试验结果显示,仅在鼻甲和肺能检测到病毒存在,其他脏器病毒滴定结果为阴性,表明病毒对鸡和小鼠均呈低致病性。

一株H6N6亚型野鸟禽流感病毒全基因组序列分析以及对小鼠的感染性研究

为进一步了解2015年分离于我国新疆野鸟粪便中的一株H6N6亚型禽流感病毒(AIV)A/WB/XJ/S1541/2015(H6N6)的生物学特性,本研究对其进行了全基因组测序、遗传演化分析以及BALB/c小鼠的感染性试验。序列分析结果显示:该分离株HA蛋白裂解位点的氨基酸序列为^(339)PQIETR↓GL^(346),仅有1个碱性氨基酸,具有低致病性AIV的分子特征。此外,分离株表面基因HA、NA均与一株H6N6亚型猪流感病毒A/swine/Guangdong/K6/2010高度同源,而内部基因均与H6N6亚型AIV A/pigeon/Guangxi/161/2014(H6N6)高度同源,提示该分离株基因来源的多样性。小鼠的感染性试验结果显示:该病毒可在小鼠的肺脏和鼻甲中有效复制,病毒滴度分别为5.33 log_(10) EID_(50)/mL、4.50 log10EID50/m L,提示其具有感染哺乳动物的潜在风险。本研究结果为H6亚型AIV的持续性监测和相关生物学特性的研究奠定基础。

两株H9N2亚型禽流感病毒的基因组序列分析及其对小鼠的致病性研究

为了解H9N2亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性,本研究对2019年自青海省活禽市场家禽拭子和青海湖野鸟粪便中各分离到的一株H9N2亚型AIV,CK/QH/S1182/2019株和WB/QH/S1355/2019,并进行了病毒基因组序列测定、遗传演化分析和BALB/c小鼠致病性试验。HA序列分析显示,两株病毒的HA裂解位点均为333PSRSSR↓GLF341,不存在多个连续碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒(LPAIV)分子特征。遗传演化分析结果显示,两株病毒的HA、NA基因均属欧亚分支。除WB/QH/S1355/2019株的M基因与A/chicken/Zhejiang/S1074/2016(H7N9)AIV株的M基因高度同源外,分离的两株病毒的其余基因节段均来源于H9N2亚型AIV。分离的两株H9N2 AIV的NA、PB1及NP基因亲缘关系较近,核苷酸同源性高达99%~100%,提示野鸟携带的H9N2亚型AIV与家禽来源的H9N2 AIV株可能存在基因重组的可能性。小鼠感染性试验结果显示,两株病毒均可在小鼠的鼻甲和肺中有效复制,但在小鼠的脑、脾脏和肾脏中均未检测到病毒,且在观察期内小鼠体质量均无明显变化,也未出现明显的临床症状,表明两株H9N2亚型AIV均对小鼠呈现低致病力。本研究对H9N2亚型AIV感染哺乳动物的风险评估提供了一定的数据支持,对该亚型AI的综合防控具有指导意义。

中国首株H13N6亚型禽流感病毒遗传进化分析及致病性和传播性评估

为了解我国首次分离的H13N6亚型禽流感病毒(AIV)生物学特性,本研究对该分离株进行全基因序列测定和分析,并对其进行BALB/c小鼠和SPF鸡致病性试验以及豚鼠传播试验。序列分析表明HA碱性裂解位点序列为PAISNR↓G,为低致病性AIV。遗传进化分析表明NA基因属于北美谱系,其余7个基因均属于欧亚谱系;其中NA、NP、M、NS基因来源于鸥类,而HA、PB2、PB1、PA基因来源于野鸭类。动物致病性和传播试验结果显示,该病毒株在鸡和小鼠体内不能进行有效复制,在豚鼠和鸡体内也不能进行排毒和有效传播。基因序列分析结合致病性和传播性试验表明H13N6亚型AIV分离株可能是通过候鸟迁徙而传入我国的新型重组AIV,但该病毒株仍只能感染野生水禽尚未获得跨越种间屏障感染陆生家禽和人的能力,尚不具备哺乳动物间和家禽间的传播能力。

两株鸭源H5N1亚型禽流感病毒的序列分析及致病性研究

本研究对2010年在湖北活禽市场监测分离到的两株鸭源H5N1亚型禽流感病毒(AIV)(HuB/495/10和HuB/513/10)进行了序列分析和致病性试验研究,以了解湖北地区H5N1亚型AIV的生物学特性差异。序列分析显示:2株病毒全基因组核苷酸同源性在97.3%～98.6%,2株病毒的8个节段基因均与青海和香港分离的野鸟源病毒A/great crested-grebe/Qinghai/1/2009(H5N1)和A/black-crowned night heron/Hong Kong/659/2008(H5N1)的核苷酸高度同源,HA蛋白裂解位点序列基序为341RRRKR345,呈现典型的高致病力分子特征。以105EID50/100μL病毒剂量感染4周龄SPF鸭发现:HuB/495/10和HuB/513/10对鸭的致死率分别为100%和20%,病毒在鸭体内呈全身性复制并可通过呼吸道和消化道向外排毒;不同滴度的病毒感染6周龄BALB/c小鼠,HuB/495/10和HuB/513/10的MLD50分别为1.38 log10EID50和1.68 log10EID50,对小鼠表现为高致病力,均在肺脏中高拷贝复制。

H5亚型禽流感病毒样颗粒的构建及生物学活性鉴定

为构建H5亚型禽流感病毒(AIV)病毒样颗粒(VLPs),并鉴定其生物学活性,本研究通过杆状病毒/昆虫细胞表达系统,分别单独表达H5亚型AIV血凝素(HA)及共表达HA和基质蛋白(M1),并采用免疫组织化学法、SDS-PAGE、western blot和血凝试验等对重组蛋白进行鉴定。实验结果表明:透射电子显微镜观察结果显示,共表达HA和M1的重组蛋白可以形成VLPs,而单独表达HA未观察到VLPs;表达的重组蛋白HA和HA-M1均能够凝集鸡红细胞,血凝效价分别为1∶27和1∶28。结果显示该方法获得的AIV结构蛋白具有良好的生物学活性和抗原活性,从而为禽流感VLPs疫苗的研究提供依据。

一株H10N1亚型禽流感病毒的遗传演化及其对小鼠的感染性研究

为了解从湖南省某活禽市场分离的一株鸭源H10N1亚型禽流感病毒(AIV) A/duck/Hunan/S10078/2015(H10N1)(简称Hu N/78/15)的生物学特性,本研究对其进行全基因组序列的测定及遗传演化分析,并对其进行BALB/c小鼠的感染试验。序列分析结果显示,该病毒HA基因的裂解位点只含有一个碱性氨基酸,为低致病性AIV (LPAIV)的分子特征。遗传演化分析结果表明该病毒的HA基因与NA基因分别来源于H10N7与H5N1亚型AIV,内部基因来源于H7N9、H4N6、H3N2、H11N7亚型AIV,呈现明显的遗传多样性。小鼠感染试验结果显示,Hu N/78/15能够在小鼠的鼻甲和肺脏中有效复制,但仅引起小鼠轻微的体重变化,表明其对小鼠呈低致病性。本研究结果为H10亚型AIV的持续监测和生物学特性研究提供相应的参考依据。

一株鸭源H8N4亚型禽流感病毒分离株的全基因组序列分析及致病性的研究

本研究对2012年从湖南活禽市场中分离到的一株鸭源H8N4亚型禽流感病毒(AIV)A/duck/Hu N/S3160/2012(H8N4)进行全基因组序列和进化分析,并对其进行SPF鸡、SPF鸭和BALB/c小鼠的致病性试验。序列分析显示:HA裂解位点序列为339PSIEPK↓GLF347,为典型的低致病性AIV特征。内部基因来源较复杂,Hu N/160/12的PB1、NS基因分别与A/spot-billed duck/Xianghai/427/2011(H5N2)和A/wild bird/Korea/A81/2009(H5N2)的同源性最高,其余内部基因同源性最高的病毒株来自H2、H3、H4、H7、H10等亚型分离株,呈现明显的异源性。感染性试验结果显示,病毒在SPF鸭体内可以通过呼吸道和消化道向外排毒,并且能够在气管、肾脏、盲肠扁桃体及法氏囊检测到病毒,而不能在鸡体内有效复制及排毒。对小鼠的感染性试验结果显示,仅在鼻甲和肺检测到病毒存在,其他脏器病毒滴定结果为阴性,体重呈一过性下降,表明该病毒为低致病性AIV。

三株鸭源H7N2亚型禽流感病毒的遗传进化分析及其致病性研究

为了解我国H7N2亚型禽流感病毒(AIV)的进化及评估病毒对动物的致病性风险,本研究对2012年~2015年从浙江和湖南省活禽市场分离到的3株鸭源H7N2亚型AIV进行了遗传演化分析,并研究了其对家禽和哺乳动物小鼠的致病性。基因序列分析显示,3株病毒均是多个亚型AIV的重组体,表明不同来源病毒具有明显的基因多样性,可分为3个基因型。鸡的感染性试验结果显示,滴鼻感染3 d后,3株病毒感染组鸡的喉头、泄殖腔均有部分排毒,其中仅DK/ZJ/S3192/2012分离株可在鸡的脏器中检测到病毒,提示鸭源性H7N2亚型AIV在鸡体内仅具有有限的复制能力;鸭的感染性试验结果显示,3株病毒在鸭的脏器内均有不同程度的复制;小鼠的感染性试验结果表明,3株病毒均可以在没有预先适应的小鼠肺和鼻甲中高效复制,其中DK/HuN/S1515/2014分离株可在被迫杀的3只小鼠中的1只小鼠的脑组织中复制。以上结果表明3株H7N2亚型AIV对家禽和小鼠均呈现低致病力。本研究为H7N2 AIV的持续监测提供了数据支持,并且评估了其可能导致人类感染的风险。

两株H1亚型禽流感病毒的全基因组序列测定及其对小鼠的感染性研究

为了解H1亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性,本研究对2015年从我国南方活禽市场分离到的两株鸭源H1亚型AIV A/duck/Hu N/S10153/2015(H1N1)(简称Hu N/153/15)和A/duck/JX/S11233/2015(H1N3)(简称JX/1233/15)进行全基因组序列的测定及进化分析,并对其进行BALB/c小鼠的感染性试验。氨基酸序列分析显示:两株病毒HA裂解位点均只含有一个碱性氨基酸,具有低致病性AIV(LPAIV)的分子特征,其中Hu N/153/15的内部基因片段来源复杂,呈现明显的遗传多样性。小鼠感染性试验结果显示,Hu N/153/15能够在小鼠的肺脏和鼻甲中有效复制,而JX/1233/15在小鼠的各个脏器中均未检测到病毒的复制,表明其暂时还不具备感染哺乳动物的能力。本研究结果为H1亚型AIV的持续性监测和相关生物学特性的研究奠定基础。

2011—2015年环洞庭湖区H3亚型禽流感病毒的分离鉴定与遗传演化

为了解环洞庭湖地区家禽H3亚型禽流感病毒的感染情况和进化规律,笔者对2011—2015年湖南省环洞庭湖地区的多个活禽市场与散养鸭场分离的31株H3亚型禽流感病毒进行基因测序和进化分析。结果表明:所有病毒的HA裂解位点不含连续的碱性氨基酸,为低致病性禽流感病毒的分子特征;各基因片段进化树显示部分病毒的PA与PB2基因与H5在相同分支,部分病毒的NP、PA、PB1与H7处于相同分支,表明H3可能与H5、H7亚型的禽流感病毒发生了复杂的基因交换;散养家禽分离的部分H3亚型禽流感病毒内部基因与越南、韩国等周边国家野鸟源的H3、H6、H7、H11等亚型同源性较高,可能有相同的进化来源。进一步将分离的病毒进行全基因比对,可划分出21种不同的病毒基因型。环洞庭湖地区H3亚型禽流感病毒基因来源复杂,表现出明显的遗传多样性。

表达H5N1亚型禽流感病毒HA蛋白重组新城疫病毒的构建以及密码子优化的HA免疫增强作用

为构建表达H5N1亚型禽流感病毒(AIV)HA蛋白重组新城疫病毒(NDV)及比较密码子优化的HA免疫增强作用,本研究利用NDV LaSota弱毒疫苗株的反向遗传操作系统,分别构建了表达野毒型H5N1亚型AIV HA蛋白和密码子优化的HA蛋白的重组NDV,并分别命名为rL-H5HA和rL-optiH5HA。对拯救的重组病毒进行RT-PCR、间接免疫荧光和western blot鉴定,结果表明,两种重组病毒均可以在BHK-21细胞中以及鸡胚成纤维细胞稳定地表达HA蛋白。此外,rL-optiH5HA在体外增殖能力及在体内刺激产生抗体均显著高于rL-H5HA。本研究表明,密码子优化的HA重组NDV具有明显的免疫增强作用。本研究为研制安全、有效的新型禽流感疫苗提供了实验依据。

湖南省2015～2017年主要活禽批发市场低致病性禽流感病毒监测情况

为了解湖南省主要活禽批发市场低致病性禽流感病毒的流行情况,将采集的拭子样品接种鸡胚培养后,进行病毒分离,并结合血凝抑制试验和RT-PCR鉴定禽流感病毒的亚型。结果显示:在2015～2017年采样的3 208份拭子中分离出397株低致病性禽流感病毒,总分离率为12.37%,其中环境拭子中的低致病性禽流感病毒的分离率最高,达22.22%,其次是鸭拭子为11.62%,鸡拭子为10.70%。本试验共分离出H1、H3、H4、H6、H9、H10和H11共7种亚型的低致病性禽流感病毒,其中H9、H6和H3亚型分离率分别达到6.51%、2.21%和1.96%。监测表明:湖南省活禽批发市场中低致病性禽流感病毒隐性感染情况普遍存在。

重组H5N3亚型禽流感细胞毒灭活疫苗免疫佐剂效果的评价

为评价佐剂对疫苗免疫效果的影响,本试验以反向遗传学技术拯救的重组H5N3亚型禽流感病毒为种毒,对国产矿物油以及赛比克公司提供的MontanideTM ISA 70MVG(简称70M)和MontanideTM ISA 206 VG(简称206)3种佐剂制备的灭活疫苗进行了SPF鸡免疫攻毒试验。结果表明国产矿物油佐剂组与70M佐剂组都能对SPF鸡100%保护,206佐剂组仅能保护40%,攻毒的SPF鸡发病,但不死亡;从抗体水平上比较发现70M佐剂组稍好于国产矿物油佐剂组,但两组之间差异不显著,而这两组与206佐剂组差异极显著。这3种佐剂组免疫鸭均能够诱导产生较高的抗体水平,70M佐剂组优于国产矿物油佐剂组和206佐剂组,但3者差异不显著。用70M系的8种佐剂MontanideTM ISA 70 essai Mi(i=1-8)(简称70Mi)佐剂乳化的疫苗免疫SPF鸡,结果表明70M佐剂组效果最好,攻毒后免疫鸡不排毒,而且无临床症状;统计学分析显示70M佐剂组与所有70Mi佐剂组差异均显著。这些结果表明70M佐剂可以作为新型疫苗佐剂用于禽流感疫苗的制备。

应用酵母双杂交系统筛选与流感病毒NS2蛋白相互作用的宿主蛋白

流感病毒的NS2蛋白能够介导病毒核糖核蛋白复合体(v RNP)的核输出过程,而且可以调控病毒聚合酶的活性,参与禽流感病毒在哺乳动物宿主体内的适应过程。为鉴定与NS2相互作用的宿主蛋白,本研究利用流感病毒NS2蛋白作为"诱饵"蛋白,通过经典酵母双杂交系统筛选与其相互作用的宿主蛋白,并利用免疫共沉淀(Co-IP)和GST pull-down方法进一步验证其相互作用关系。结果表明,通过酵母双杂交系统筛选含有Calu-3、A549、THP-1和U251 4种细胞的c DNA文库,共筛选到7种蛋白,分别为HGS、EXOSC4、ZWINT、PRDX3、IRF3、NDUFB9和RMND5B,根据Gene Ontology分析结果表明,这些蛋白分别参与细胞生长发育、细胞代谢和细胞定位等过程。其中对过氧化物氧还酶3(PRDX3)进行了Co-IP和GST pull-down试验证实重组表达的NS2蛋白和PRDX3蛋白在293T细胞中存在特异性的相互作用。本研究为进一步研究两者之间相互作用如何影响NS2蛋白功能以及病毒的复制周期奠定了基础。

两株H9N2亚型禽流感病毒的遗传演化及其致病性分析

为了解H9N2亚型禽流感病毒(AIV)的分子特征及其对家禽和哺乳动物小鼠的致病性,本研究对2020年分离到的两株H9N2亚型AIV:A/chicken/Jiangsu/S1625/2020(H9N2)(简称CK/JS/S1625/2020)株和A/duck/Sichuan/S1537/2020(H9N2)(简称DK/SC/S1537/2020)株,进行了基因组测序、序列分析及其对SPF鸡、鸭和BALB/c小鼠的致病力评价。同源性分析结果显示,两株病毒HA和NA基因的同源性分别为93.3%和95.8%,其编码氨基酸序列的同源性分别为95.4%和95.9%,同源性较低。且两株病毒HA蛋白裂解位点分别为^(333)PSRSSR↓GLF^(341)、^(333)PSRSNR↓GLF^(341),均不存在多个连续的碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒(LPAIV)HA序列特征。两株病毒的HA蛋白均为典型的人源受体结合特征,即^(155)T、^(183)N和^(226)L。遗传演化分析结果显示,两株病毒的HA、NA基因均属于欧亚分支,但二者的亲缘关系较远。鸡感染性试验结果显示,CK/JS/S1625/2020株感染组鸡可通过喉头和泄殖腔向外界环境排毒。虽然在全部鸡的喉头中检测到了DK/SC/S1537/2020株,但仅在部分鸡的泄殖腔检测到了该病毒,且喉头的排毒量明显高于泄殖腔。鸡血清抗体检测结果显示,两株病毒感染鸡血清的HI抗体全部阳转,效价在1:128~1:2048。表明,鸡源H9N2病毒比鸭源H9N2病毒在鸡体内的适应性和复制能力更强;鸭感染性试验结果显示,两株病毒均只能通过鸭的喉头向外界环境排毒,但病毒滴度均较低,且均不能在鸭体内有效复制;小鼠感染性试验结果显示,两株病毒仅能在小鼠的鼻甲中有效复制,而在小鼠的脑、脾脏和肾脏中均未检测到病毒。以上结果表明两株H9N2亚型AIV对家禽和小鼠均呈低致病力。本研究为进一步了解H9N2 AIV提供了一定的参考数据,有必要对自然界中传播的H9N2流感病毒持续监测和进化分析。

应用酵母双杂交系统筛选与流感病毒PB2蛋白相互作用的宿主蛋白

流感病毒PB2蛋白可以作用于病毒mRNA转录起始阶段,辅助病毒mRNA引物的合成,并能够影响病毒的宿主范围,参与禽流感病毒在哺乳动物宿主体内的适应过程。本研究利用2009甲型H1N1流感病毒PB2蛋白作为"诱饵"蛋白,通过经典酵母双杂交系统筛选由Calu-3、A549、THP-1和U251 4种细胞构建的cDNA文库,筛选到多个与PB2蛋白相互作用的宿主蛋白。针对其中筛选到的一种宿主蛋白FHL2,进行免疫共沉淀(Co-IP)和激光共聚焦(Confocal)试验,证实了PB2蛋白和FHL2蛋白二者之间存在相互作用,并且转染瞬时过表达FHL2发现该蛋白可以负调控流感病毒复制,为进一步研究PB2蛋白与FHL2蛋白互作及影响病毒复制的分子机制奠定了基础。

甲型H1N1流感病毒A/Sichuan/01/2009株反向遗传操作系统的建立

选取甲型H1N1流感病毒A/Sichuan/01/2009(SC/01)株为亲本毒株,构建了SC/01的八质粒反向遗传操作系统,并获得了甲型H1N1流感病毒救获株Rescue-A/Sichuan/01/2009(R-SC/01)。对救获毒株R-SC/01进行全基因序列测定,证明救获毒株与亲本毒株的核苷酸序列完全一致。R-SC/01的小鼠半数感染量及受体结合特性与亲本野毒SC/01一致。SC/01反向遗传操作系统的成功建立为进一步开展甲型H1N1流感病毒的生物学特性研究,特别是跨宿主传播机制研究奠定了基础。

猫细小病毒HH-1/86株理化性质鉴定及全基因组测序

本试验对HH-1/86株细小病毒进行了理化性质鉴定和全基因组序列分析。研究结果表明,电镜下可见少量直径20nm左右的立体对称细小病毒粒子。该病毒对热、酸、乙醚具有一定的耐受性,pH在5.8~6.8的0.015mol/L PBS均能凝集0.1%猪红细胞,其中pH6.5血凝活性最佳。HH-1/86株细小病毒的全基因长5 123nt。其中,A+T含量63.65%,C+G的含量为36.35%。3′末端反向重复序列(inverted terminal repeats,ITR)形成Y型结构,长126nt;5′末端ITR形成U型结构,长198nt。利用MEGA 6.0软件的邻接法(Neighbor-Joining,Replication=1 000)对NS1和VP2基因编码氨基酸进行的种系发生树分析表明,VP2蛋白归于FPV分支,VP2蛋白10个决定抗原性、血凝性和宿主范围的关键氨基酸位点与FPV参照株一致;而NS1蛋白相对保守,归于独立的分支。