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人腺病毒于1953年首次從手術(shù)切除的兒童腺體和扁桃體內(nèi)分離、鑒定,可感染呼吸道、泌尿生殖道及眼角結(jié)膜等多種粘膜組織,引起多種疾病甚至死亡[1]。目前腺病毒已有A-G共7種68個(gè)腺病毒型別。其中B組人3、7、11、14、55和E組4型腺病毒是引起重癥致死性肺炎的主要病原體[2]。由于人腺病毒具有嚴(yán)格的宿主專一性,在常用的模型動(dòng)物體內(nèi)并不感染和復(fù)制,目前國(guó)內(nèi)外仍無其疾病動(dòng)物模型,因此人B組腺病毒感染相關(guān)的致病機(jī)制,尤其是致重癥機(jī)制,以及不同型病毒間的重組機(jī)制等仍不清楚,亟待研究。
中緬樹鼩屬哺乳綱,有胎盤類,攀鼩目,樹鼩科,我國(guó)云南、廣西、廣東、海南島均有分布。樹鼩與靈長(zhǎng)類親緣關(guān)系接近,其解剖結(jié)構(gòu)、生化代謝及基因組方面與人具有較高的相似度,遠(yuǎn)高于鼠、犬、豬等常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,因此被認(rèn)為是靈長(zhǎng)類最親密的近親[3]。中國(guó)對(duì)樹鼩的研究早見于教研學(xué)和動(dòng)物學(xué)方面,1975年首先進(jìn)行醫(yī)學(xué)上的嘗試,用于代替恒河猴作為小兒麻痹方面的實(shí)驗(yàn)。近年來,昆明動(dòng)物研究所對(duì)樹鼩進(jìn)行了全基因組測(cè)定和解析工作,為樹鼩應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物學(xué)方面提供了理論依據(jù)[4]。陳元鼎等人從樹鼩糞便中檢出具有低滴度的凝聚人O型、B型紅細(xì)胞的腺病毒,但至今仍未確定樹鼩易感人源腺病毒[5]。鑒于樹鼩已證實(shí)可感染多種人源病毒,如多種肝炎、輪狀、皰疹、棒狀、副粘[6-8],而且人腺病毒研究正困于缺乏合適的動(dòng)物模型,將樹鼩應(yīng)用于人腺病毒動(dòng)物模型的建立是一個(gè)良好的研究方向。
為了探討樹鼩存在自然感染人腺病毒的可能性及分型,本實(shí)驗(yàn)測(cè)定樹鼩血清對(duì)B組人Ad3、Ad7、Ad14、Ad55和E組人Ad4的中和效價(jià)水平,進(jìn)而為后續(xù)探索人腺病毒的樹鼩動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷慕⑻峁┮罁?jù)。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及標(biāo)本采集樹鼩購于昆明醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,雌雄各半,年齡均>6月齡,于P2動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室恢復(fù)性飼養(yǎng)1周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。于樹鼩腿靜脈處采集0.5 mL無抗凝血,采集后對(duì)待測(cè)血液標(biāo)本編號(hào),共34份樣本。將血液標(biāo)本在4 ℃冰箱內(nèi)靜置1 h,3 500 r/min離心5 min,收集血清,-80 ℃保存。
1.2病毒和細(xì)胞系人293細(xì)胞系為本實(shí)驗(yàn)室保存。實(shí)驗(yàn)中使用的人腺病毒Ad3(GenBank:DQ099432)、Ad4(GenBank:KF006344)為本實(shí)驗(yàn)室分離和保存;Ad7(GenBank:JX625134.1)為重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院惠贈(zèng);Ad14(GenBank:JQ824845.1)為南方醫(yī)科大學(xué)張其威教授惠贈(zèng);Ad55(GenBank:KF911353.1)為中國(guó)科學(xué)院生物醫(yī)藥與健康研究院陳凌研究員惠贈(zèng)。病毒在293細(xì)胞增殖,并經(jīng)氯化銫密度梯度離心法純化,測(cè)定TCID50,-80 ℃保存。
1.3試劑PBS、DMEM培養(yǎng)基、胎牛血清、100×細(xì)胞培養(yǎng)用青霉素、鏈霉素、0.25%含EDTA胰酶購自GIBCO公司。42.23%和22.39%氯化銫溶液(pH=8.0)為自行配置。
1.4實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1病毒微量血清中和試驗(yàn)參照中華人民共和國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(WS214-2008,附錄B:微量中和試驗(yàn)操作步驟)和相關(guān)文獻(xiàn)[9-11],采用固定病毒稀釋血清的方法進(jìn)行。待測(cè)血清標(biāo)本56 ℃滅活30 min,以除去可能存在的非特異反應(yīng)物。滅活后血清標(biāo)本40 μL用DMEM從1∶16開始作倍比稀釋(從24-210),即所產(chǎn)生的稀釋倍數(shù)為1∶16,1∶32,1∶64,1∶128,1∶256,1∶512,1∶1 024。根據(jù)所測(cè)滴度,用病毒維持液(含2%血清的DMEM)將病毒稀釋為200 TCID50。取稀釋好的待測(cè)血清及陽性血清與病毒稀釋液等量混合(病毒稀釋液終濃度為100 TCID50)。設(shè)定細(xì)胞對(duì)照、病毒對(duì)照組,將陰性對(duì)照混合液、陽性對(duì)照病毒混合液、血清對(duì)照混合液、待測(cè)血清病毒混合液及病毒工作滴度檢查混合液置于37 ℃水浴作用1 h。最后接種至前1 d預(yù)先鋪滿239細(xì)胞的96孔培養(yǎng)板中,置37 ℃、5% CO2濕溫培養(yǎng)箱孵育l h,棄去接種物,加入細(xì)胞維持液繼續(xù)培養(yǎng),培養(yǎng)3 d后,于顯微鏡下觀察細(xì)胞病變,讀取結(jié)果。
以病毒對(duì)照組為對(duì)照,待檢樣品可保護(hù)50%細(xì)胞的為陽性樣品,其保護(hù)50%細(xì)胞的最高稀釋度為該樣品的中和效價(jià)。
1.4.2數(shù)據(jù)處理計(jì)數(shù)資料統(tǒng)計(jì)描述給出頻數(shù)和百分比。SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,F(xiàn)isher確切概率法檢驗(yàn)血清中和抗體等級(jí)分布,P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.15種腺病毒血清抗體陽性樹鼩情況中和抗體出現(xiàn)于病毒感染的較早期,在體內(nèi)的維持時(shí)間較長(zhǎng),動(dòng)物體內(nèi)中和抗體水平的高低,可顯示動(dòng)物抵抗病毒的能力,作為判斷動(dòng)物是否感染過該種病毒的指標(biāo)。結(jié)果顯示,共有21份樹鼩血清對(duì)5種主要流行的人腺病毒中的一種或多種具有中和作用,發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞的作用,其中Ad14中和抗體的檢出陽性率最高,為55.88%(19/34),Ad3和Ad55的陽性率也較高,分別為47.06%(16/34)和29.71%(10/34),見表1。21份陽性樣品中,有6份為單價(jià)抗血清,14份為多價(jià)血清,見表2。
2.2樹鼩抗血清樣本中和效價(jià)水平21份樹鼩陽性抗血清根據(jù)抗體種類及水平排序,見表3。陽性血清主要表現(xiàn)為Ad3、Ad14和Ad55的混合型多價(jià)抗血清。Fisher確切概率法檢驗(yàn)血清中5種型別的中和抗體水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P≤0.05),其中Ad3與Ad4、Ad4與Ad14、Ad7與Ad14的中和效價(jià)等級(jí)構(gòu)成具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P≤0.005),中和Ad3與Ad14的抗血清效價(jià)較高,見圖1。
表1樹鼩抗血清中不同型別人腺病毒中和抗體陽性率
Tab.1Positive rate of different type adenovirus antibody in tree shrews antisera
病毒型別Virustype陽性數(shù)(份)Samplesize陽性率(%)PositiverateAd31647.06Ad438.82Ad7514.71Ad141955.88Ad551029.71
表2樹鼩中不同血清型中和抗體混合情況
Tab.2Mixture of different type adenovirus antibody in tree shrews antisera
中和抗體混合種類Numberofmixtures例數(shù)Samplesize百分比(%)Percentage01338.241617.652514.713411.764514.71512.94
表321份樹鼩陽性抗血清樣本的中和效價(jià)(1∶χ)
Tab.3Neutralizing titer of 21 positive serum samples
No.Ad3Ad4Ad7Ad14Ad55110246464256128251216-128323102432-32324256-12832325512-16128326128-16326471024--128328256--322569128--64321032--16161132--16-1232--16-1332--16-1432--64-1532--16-16128----17--16--18---16-19---16-20---16-21---16-
圖1 不同型別的血清中和效價(jià)分布Fig.1 Neutralizing titer statistics of positivesamples
有研究報(bào)道以棉鼠、倉鼠、CBA小鼠、FVB/n小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物建立人腺病毒感染動(dòng)物模型,但大部分是基于人5型腺病毒的研究,很少見其它型別的人腺病毒感染動(dòng)物模型研究報(bào)道[9-13]。人5型腺病毒大劑量時(shí)可以感染這些動(dòng)物模型并引起肺炎,但多表現(xiàn)出自限性,病毒在幾天內(nèi)即被清除干凈。相對(duì)于人5型、2型等C組腺病毒感染,人3型、7型、11型等B組腺病毒感染常導(dǎo)致更嚴(yán)重的肺炎,也可能并發(fā)心肌炎、腎炎等[14]。因?yàn)?、7型等B組腺病毒感染的受體(橋粒芯蛋白-2,DSG-2)與5型腺病毒(CAR)不同,具有不同的組織嗜性[15],所以這些用于人5型腺病毒研究的動(dòng)物模型可能不適合其它型別腺病毒感染研究,人3型、7型、11型、21型、55型等相關(guān)型別的腺病毒感染動(dòng)物模型還需要系統(tǒng)性的研究。本研究小組前期也利用人3型、4型和55型腺病毒對(duì)小鼠、裸鼠、金黃地鼠等嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行了攻毒實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)病毒并不在細(xì)胞中復(fù)制增殖,感染動(dòng)物后呈一過性感染,動(dòng)物無明顯癥狀表現(xiàn),表明上述動(dòng)物不適合作為人B組腺病毒的感染動(dòng)物模型。
樹鼩作為一種新型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,在當(dāng)今醫(yī)學(xué)生物學(xué)(特別是病毒學(xué))研究中發(fā)揮了越來越重要的作用。韓建保等人用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)272份樹鼩血清中人腺病毒IgG抗體,結(jié)果無陽性樣品[16]。在本研究中,我們采用微量中和實(shí)驗(yàn)的方法來測(cè)定樹鼩血清中的人腺病毒抗體,該方法是檢測(cè)宿主過往感染史的經(jīng)典方法,與常用的酶聯(lián)免疫法等檢測(cè)方法相比更具有優(yōu)勢(shì):1)特異性更強(qiáng),不存在交叉反應(yīng)。微量中和實(shí)驗(yàn)法檢測(cè)血清中的抗人腺病毒中和抗體,是目前仍在沿用的腺病毒血清型分型法的標(biāo)準(zhǔn)方法,各型別之間無交叉中和反應(yīng);而ELISA法檢測(cè)對(duì)象是血清中存在的多克隆抗體,在動(dòng)物腺病毒和人腺病毒之間可能存在交叉反應(yīng),影響結(jié)果的特異性。2)準(zhǔn)確性更高,可用于病毒分型,明確樹鼩過往感染的人腺病毒型別,并可進(jìn)一步明確同一動(dòng)物多次感染不同型別病毒的感染史。
本實(shí)驗(yàn)對(duì)34份樹鼩抗血清樣本進(jìn)行5種腺病毒的中和試驗(yàn),結(jié)果顯示21份樣本顯陽性,樹鼩血清大部分為多價(jià)抗血清,主要表現(xiàn)為和Ad3、Ad14和Ad55混合型多價(jià)抗血清。我國(guó)時(shí)有B組人腺病毒疫情暴發(fā),血清型以3、7型為主,而新發(fā)致急性呼吸道疾病的14型和55型自首次暴發(fā)后每年均有新增個(gè)案,且疾病程度嚴(yán)重[2,11,17-24]。主要流行型Ad3和近年來在人群中新發(fā)的Ad14和在樹鼩血清中的中和抗體檢出率和效價(jià)較Ad55和Ad7的高,E組Ad4的陽性率和中和效價(jià)較低,提示人腺病毒在樹鼩中的流行情況與在人群中暴發(fā)情況有著相關(guān)性。樹鼩種群中存在人腺病毒流行,是潛在的人腺病毒動(dòng)物模型候選,以樹鼩為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物建立人腺病毒感染模型具有較大的可能,后續(xù)可深入探討。
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