史愛華,張建偉,沈 佳,姜北宇,章振華,李 林,景小冬
(北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100097)
禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)是嚴(yán)重危害家禽和野禽的一種烈性傳染性病原,其中H9N2亞型低致病力禽流感(LPAI)病毒雖致病力較低,但依然是威脅我國(guó)養(yǎng)禽業(yè)的最重要疫病之一[1]。姜北宇等[2]對(duì)禽流感 H9亞型流行毒株進(jìn)行了交叉保護(hù)試驗(yàn)。近幾年來H9N2亞型禽流感在免疫雞群中時(shí)有發(fā)生[3],嚴(yán)重制約著我國(guó)養(yǎng)禽業(yè)的發(fā)展。葉柱德等[4]對(duì)H9N2禽流感疫苗的研究進(jìn)行了綜述。常規(guī)的禽流感疫苗生產(chǎn)過程中,雞胚是禽流感病毒最為常用的一種培養(yǎng)基質(zhì),但用雞胚尿囊液制備抗原過程中禽流感病毒易引起抗原性變異;大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)還存在雞胚數(shù)量不足和潛在外源病毒污染的問題[5]。以哺乳動(dòng)物細(xì)胞為基質(zhì)制備疫苗具有無外源因子污染、易于規(guī)模化生產(chǎn)、可以較好的維持病毒抗原穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。許多學(xué)者[6-10]利用 MDCK細(xì)胞制備人流感疫苗做了大量研究,制備的疫苗可產(chǎn)生與雞胚苗同樣的免疫效果。在利用生物反應(yīng)器進(jìn)行病毒增殖時(shí),不同病毒株、病毒接種劑量均非常重要,而且無法進(jìn)行病毒接種后的預(yù)吸附過程。本研究通過對(duì)不同病毒株、不同接種劑量以及病毒與細(xì)胞的吸附處理分別進(jìn)行篩選和優(yōu)化,以期獲得H9N2亞型禽流感病毒在MDCK細(xì)胞中增殖的最佳條件,為將來利用傳代細(xì)胞系在生物反應(yīng)器中大規(guī)模制備禽流感疫苗提供技術(shù)支持。
1.1.1 毒株 禽流感病毒H9N2亞型地方分離毒株:A/Chicken/Hebei/WD/98(H9N2)株 (簡(jiǎn) 稱WD98株),由北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所免疫預(yù)防研究室1998年從河北省望都分離;A/Chicken/Henan/QX/04(H9N2)株(簡(jiǎn)稱 HN04株),由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)王澤霖教授惠贈(zèng);A/Chicken/Hebei/ZD/04(H9N2)株(簡(jiǎn)稱ZD04株),由北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所免疫預(yù)防研究室2004年從河北省正定分離。
1.1.2 細(xì)胞 MDCK細(xì)胞購(gòu)自中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,在北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所免疫預(yù)防研究室傳代培養(yǎng)至77代。
1.1.3 細(xì)胞培養(yǎng)液 生長(zhǎng)液為含100mL/L胎牛血清和100單位/mL青霉素-鏈霉素的DMEM;維持液為含10μg/mL胰蛋白酶的DMEM。
1.1.4 雞紅細(xì)胞懸液 10mL/L雞紅細(xì)胞懸液由北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所免疫預(yù)防研究室采集成年公雞血液制備。
1.1.5 主要試劑 DMEM培養(yǎng)基為 HyClone公司產(chǎn)品;胰酶為DIFCO公司產(chǎn)品;胎牛血清為GIB-CO公司產(chǎn)品;細(xì)胞培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)板為COSTAR公司產(chǎn)品。
1.2.1 MDCK細(xì)胞復(fù)蘇及傳代 自液氮中取出凍存的MDCK細(xì)胞,37℃溫水速溶,3 000r/min離心3min,棄上清,用含100mL/L胎牛血清的DMEM懸浮細(xì)胞團(tuán)塊,加入T25培養(yǎng)瓶中,置37℃、體積分?jǐn)?shù)為5%CO2溫箱培養(yǎng)。經(jīng)48h~72h后MDCK細(xì)胞長(zhǎng)成單層,棄上清用1mL EDTA-胰蛋白酶清洗細(xì)胞表面,然后加入0.5mL胰蛋白酶37℃消化2 min~5min,吹打分散細(xì)胞,分裝于細(xì)胞培養(yǎng)板或瓶中傳代,置37℃、體積分?jǐn)?shù)為5% 的CO2溫箱培養(yǎng)。1.2.2 病毒稀釋 取無菌試管5支,每支加入4.5 mL DMEM,第1管加入0.5mL病毒原液混勻,吸取0.5mL稀釋的病毒液加入到第2管混勻,再吸取0.5mL稀釋的病毒液加入到第3管,以此類推至第5管。各試管中病毒液稀釋倍數(shù)分別為101、102、103、104、105。
1.2.3 病毒吸附試驗(yàn) 取長(zhǎng)成單層MDCK細(xì)胞的12孔細(xì)胞培養(yǎng)板,棄去生長(zhǎng)液,用DMEM沖洗一次,逐孔加入不同稀釋度的病毒懸液,每個(gè)稀釋度接種3孔,每孔接種0.2mL。非吸附組接種病毒后每孔立即加入1.8mL含有10μg/mL胰蛋白酶的DMEM維持液;吸附組接種病毒后置37℃溫箱吸附1h,然后每孔加入1.8mL含有10μg/mL胰蛋白酶的維持液。將兩組培養(yǎng)板置37℃、體積分?jǐn)?shù)為5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每隔24h測(cè)定細(xì)胞上清液中病毒HA滴度,直至細(xì)胞脫落。
1.2.4 紅細(xì)胞凝集試驗(yàn) 分別取病毒接種細(xì)胞后24、48、72、96、96h后收獲細(xì)胞并凍融1次的細(xì)胞培養(yǎng)上清液,采用常規(guī)方法進(jìn)行紅細(xì)胞凝集試驗(yàn),即在96孔V型板中加入50μL生理鹽水,與50μL待檢細(xì)胞培養(yǎng)上清混勻后進(jìn)行倍比稀釋,并設(shè)陽性、陰性和空白對(duì)照孔。每孔中加入50μL 10mL/L雞紅細(xì)胞懸液,混勻后靜置室溫15min~20min,觀察記錄結(jié)果。測(cè)定結(jié)果取以log2為底的倍數(shù)。
病毒不論吸附與否,感染后24h病毒滴度均為0,48h后病毒滴度顯著升高,72h達(dá)到高峰;病毒稀釋倍數(shù)為103和104時(shí)病毒滴度較高。細(xì)胞凍融后病毒滴度較凍融前明顯升高(表1)。
WD株在接種后96h的HA滴度達(dá)到最高為5.3log2,病毒液經(jīng)103稀釋后吸附組與未吸附組的病毒滴度無顯著差異,而104稀釋接種后吸附組較未吸附組的病毒滴度稍高(表2)。
ZD04株接種MDCK細(xì)胞后病毒滴度測(cè)定結(jié)果較其他2株明顯較低,最高HA滴度為4log2,提示不同分離株在MDCK細(xì)胞中的增值能力存在差異。吸附組與非吸附組的病毒滴度無顯著差異。凍融前后HA滴度也未出現(xiàn)顯著差異。
表1 H9N2禽流感病毒HN04株接種MDCK后培養(yǎng)液上清的HA滴度(log2)Table 1 HA titer of the supernatant of MDCK cells with inoculation of H9N2avian influenza virus isolate HN04
表2 WD株接種MDCK后培養(yǎng)液上清的HA滴度((log2)Table 2 HA titer of the supernatant of MDCK cells with inoculation of H9N2avian influenza virus isolate WD
表3 ZD04株接種MDCK后培養(yǎng)液上清的HA滴度((log2)Table 3 HA titer of the supernatant of MDCK cells with inoculation of H9N2avian influenza virus isolate ZD04
H9N2亞型禽流感病毒的最佳接種濃度,試驗(yàn)中選用了3個(gè)低致病力的H9N2亞型禽流感病毒株,均以103~104倍稀釋的病毒液接種滴度最高,這種結(jié)果與雞胚培養(yǎng)病毒的接種后的病毒滴度類似,毒力較強(qiáng)的ZD04株經(jīng)過凍融后病毒培養(yǎng)液HA滴度較低為3log2~4log2(1∶8~1∶16),毒力較弱的HN04和WD株的HA滴度為4.3log2~6log2(1∶19.7~1∶64),這可能與病毒的毒力強(qiáng)致使細(xì)胞受到損害較快,而不能增殖病毒有關(guān)。李春艷等[11]在利用微載體規(guī)?;囵B(yǎng) MDCK細(xì)胞增殖H9N2亞型禽流感病毒的研究中,接毒劑量為MOI=0.025,培養(yǎng)液pH7.4時(shí),H9N2亞型禽流感病毒HA滴度可達(dá)到9log2(1∶512),我們認(rèn)為這與利用微載體培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞密度較高從而使得病毒濃度較高有關(guān),高密度培養(yǎng)可以大大提高病毒的滴度。
吸附與否對(duì)HA影響,劉麗玲等[12]在進(jìn)行禽流感病毒接種時(shí)進(jìn)行吸附,吸附時(shí)間為1h,H9N2亞型病毒的滴度為7log2,楊琴等[13]利用雞胚成纖維細(xì)胞、VERO細(xì)胞和MDCK細(xì)胞對(duì)禽流感病毒進(jìn)行了增殖研究,結(jié)果顯示病毒接種后吸附90min的HA滴度最高,可達(dá)到9log2。趙斌秀等[14]研究MDCK細(xì)胞接種流感病毒并吸附2h,維持液中含有10μg/mL胰蛋白酶時(shí),上清的HA滴度可達(dá)到7 log2。本試驗(yàn)結(jié)果為3株H9N2亞型病毒株病毒液上清HA最高滴度為6log2,病毒滴度稍低,可能是接種的病毒毒株差異或者是培養(yǎng)條件差異造成。為了將來在生物反應(yīng)器中更為方便的接種,本研究進(jìn)行了不吸附試驗(yàn),通過試驗(yàn)證明通過接種前對(duì)細(xì)胞單層進(jìn)行洗滌后,再接種流感病毒,不進(jìn)行吸附與進(jìn)行吸附都可以使HA達(dá)到較高的滴度,二者沒有顯著區(qū)別。
HA滴度出現(xiàn)的時(shí)間,將稀釋的病毒接種長(zhǎng)成單層的MDCK細(xì)胞,不經(jīng)吸附,加入含有不同胰蛋白酶濃度的MDCK作為維持液,測(cè)定接種病毒后不同時(shí)間培養(yǎng)液上清中的HA滴度,在72h達(dá)到最高值;戚鳳春等[15]報(bào)道流感病毒接種 MDCK細(xì)胞后HA峰值時(shí)間為60h~72h,劉麗玲等[12]報(bào)道,將雞胚毒H9N2病毒接種MDCK細(xì)胞,吸附1h,維持液胰蛋白酶含量為1‰,72hHA 滴度達(dá)到峰值7 log2,以后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而略有下降,病毒滴度下降可能是病毒致使細(xì)胞病變脫落后病毒不能增殖造成。造成HA滴度出現(xiàn)不同的原因可能有以下幾個(gè)方面,一是選用的毒株不同,不同毒株對(duì)MDCK細(xì)胞的致病作用不同;二是本研究采用了MDCK適應(yīng)2代后的流感病毒,而劉麗玲等使用的是雞胚毒。
綜上所述,低致病力禽流感病毒可以在MDCK細(xì)胞上大量增殖,病毒的最佳接種濃度為103~104倍稀釋病毒。細(xì)胞單層經(jīng)過清洗后,接種病毒吸附與不吸附均可以產(chǎn)生良好病變和HA滴度。病毒的最佳收獲時(shí)間為72h~96h。
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