孫 銳,姜 明,曹玉凱,劉天艷,郭笑辰,孫 旭,周金鑫,王 楠,康 凱,尹杰超,任桂萍,,肖 偉,李德山,
(1. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150030;2. 江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司,江蘇 連云港 222002)
雞傳染性法氏囊?。↖BD)是由傳染性法氏囊病毒(IBDV)引起的急性接觸性傳染病,給養(yǎng)禽業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[1]。疫苗接種是預(yù)防IBD 流行的最主要措施。目前應(yīng)用最為廣泛的疫苗主要是減毒疫苗[2],雖然減毒疫苗免疫原性好,但接種后對(duì)法氏囊產(chǎn)生一定破壞作用,損害雞體免疫系統(tǒng),從而影響其它疫苗的免疫效果[3]。
為了避免減毒疫苗的毒副作用,特別是在發(fā)病后及時(shí)治療,卵黃抗體應(yīng)運(yùn)而生,并在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,且早期治療療效可達(dá)90%以上[4]。由于疫苗接種后不能馬上產(chǎn)生抗體,注射卵黃抗體可以填補(bǔ)疫苗接種之后抗體產(chǎn)生之前的空白階段,使雞體得到有效保護(hù)[5]。然而卵黃抗體在使用過(guò)程中也存在一些不可避免的弊端,如可能攜帶卵源傳染病病原[5],如雞傳染性腦炎、減蛋綜合癥、禽淋巴白血病、大腸桿菌、支原體、沙門(mén)氏菌等病原等,病毒如果滅活不夠徹底,將會(huì)造成疾病的垂直傳播,并且卵黃抗體中含有較多的磷脂及脂肪,注射后易引起雞體的不適,造成肌肉腫脹、出血、壞死以及應(yīng)激和過(guò)敏反應(yīng)[6-7]。此外,生產(chǎn)卵黃抗體需要飼養(yǎng)一大批產(chǎn)卵雞,并要不斷維持法氏囊的抗體水平,從卵黃中提取抗體,程序復(fù)雜,成本較高,嚴(yán)重限制卵黃抗體的應(yīng)用。
為解決上述卵黃抗體的瓶頸問(wèn)題,本研究將基因工程抗體技術(shù)和病毒反向遺傳操作技術(shù)相結(jié)合,將具有中和作用的雞源單克隆抗體插入到新城疫病毒(NDV)LaSota 株基因組中,獲得主動(dòng)免疫與被動(dòng)免疫相結(jié)合的表達(dá)IBDV 抗體的重組NDV,并對(duì)其免疫保護(hù)效果進(jìn)行了初步探究。
1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物NDV LaSota rClone30株、pNDV 質(zhì)粒、pT19-VP2-IRES-VP2、prNDV-IB?DV(P/M)重組質(zhì)粒、prTM1-NP、prTM1-P、prTM1-L輔助質(zhì)粒以及感受態(tài)E.coli DH5 株、感受態(tài)STBL-2株、BHK-21 細(xì)胞、雞胚成纖維細(xì)胞DF-1、IBDV 經(jīng)典株(BC6/85 株)均由本實(shí)驗(yàn)室保存;14 日齡無(wú)特定病原體(SPF)雞、9 日齡~11 日齡SPF 胚胎均購(gòu)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所。
1.2 主要試劑VP2 蛋白(具有IBDV 抗體的中和表位)、IBDV-40 是基因工程全長(zhǎng)抗體[5](通過(guò)中和實(shí)驗(yàn)證明具有中和IBDV 的抗體,在本實(shí)驗(yàn)中作為陽(yáng)性對(duì)照抗體) 均由本實(shí)驗(yàn)室保存;dNTP Mixture、Oligo(dT)18、DNA Marker、T4 DNA 連接酶、pMD18-T載體、限制性?xún)?nèi)切酶、rTaq DNA 聚合酶均購(gòu)自TaKaRa 公司;DNA 凝膠回收試劑盒購(gòu)自Axygen 公司;質(zhì)粒提取試劑盒購(gòu)自Tiangen 公司;PCR 產(chǎn)物純化試劑盒購(gòu)自O(shè)MEGA 公司;轉(zhuǎn)染試劑Lipofectmine 2000 購(gòu)自Invitrogen 公司;雞傳染性法氏囊病精致高免蛋黃抗體購(gòu)自普萊柯生物工程有限公司;病毒RNA 提取試劑盒購(gòu)自Promega 公司;In-fusion HD kits 無(wú)縫克隆試劑盒購(gòu)自Clontech 公司;兔抗VP2 的多克隆抗體由本實(shí)驗(yàn)室保存;HRP 標(biāo)記的羊抗雞IgG 及羊抗兔IgG 均購(gòu)自Southern Biotech 公司。
1.3 重組質(zhì)粒的構(gòu)建以prNDV-IBDV(P/M)為模板,通過(guò)Primer 5 軟件設(shè)計(jì)特異性引物,引物序列見(jiàn)表1。分別采用L(P/M)-(F/R)、L(NP/P)-(F1/R1)引物PCR擴(kuò)增L基因。采用H(P/M)-(F2/R2)、H(NP/P)-(F3/R3)擴(kuò)增H 基因。將其克隆至pMD18-T 載體中,將測(cè)序正確的質(zhì)粒分別命名為pMD18-L(P/M)、pMD18-L(NP/P)、pMD18-H(P/M)、pMD18-H(NP/P)。將pNDV 載體和pMD18-H(P/M)質(zhì)粒分別用Pme I、Sac II 限制酶酶切連接后轉(zhuǎn)化,提取質(zhì)粒進(jìn)行鑒定,將測(cè)序正確的陽(yáng)性重組質(zhì)粒命名為prNDV-H(P/M)(圖1A);重組質(zhì)粒prNDV-H(NP/P)(圖1B)的構(gòu)建方法同上;將prNDV-H(NP/P)載體和pMD18-L(P/M)質(zhì)粒分別用Pme I、Sac II 酶切連接后轉(zhuǎn)化,提取質(zhì)粒進(jìn)行鑒定,將測(cè)序正確的質(zhì)粒命名為prNDV-H(NP/P)-L(P/M)(圖1C);重組質(zhì)粒prNDV-L(NP/P)-H(P/M)(圖1D)的構(gòu)建方法參照prNDV-H(NP/P)-L(P/M);為 了 獲 得 重 組 質(zhì) 粒prNDV-IRES-H-L(P/M),以prNDV-IBDV(P/M)為模板,采用H(F4/R4)擴(kuò)增H 基因片段,引物序列見(jiàn)表1,將其克隆至pMD18-T 載體上,將測(cè)序正確的質(zhì)粒命名為pMD18-H(F4/R4),將pT19-VP2-IRESVP2 載體和pMD18-H(F4/R4)質(zhì)粒分別用EcoR I 和Mlu I 酶切連接后轉(zhuǎn)化,將測(cè)序正確的重組質(zhì)粒命名為pT19-VP2-IRES-H(F4/R4), 將pNDV 載 體 和pMD18-L(P/M)質(zhì)粒分別用Pme I、Sac II 限制酶酶切連接后轉(zhuǎn)化,提取質(zhì)粒進(jìn)行鑒定,將測(cè)序正確的陽(yáng)性重組質(zhì)粒命名為prNDV-L(P/M),將prNDV-L(P/M)載體用Apa I 和Aat II 酶切后回收純化載體,pT19-VP2-IRES-H(F4/R4)質(zhì)粒通過(guò)引 物(F5/R5)PCR 擴(kuò)增IRES-H 基因,將純化后的載體與純化后的IRES-H 片段,通過(guò)In-fusion HD kits 無(wú)縫克隆試劑盒連接轉(zhuǎn)化后,提取質(zhì)粒鑒定將測(cè)序正確的質(zhì)粒命名為prNDV-IRES-H-L(P/M)(圖1E)。
圖1 重組NDV 基因組DNA 的構(gòu)建Fig.1 The construction of recombinant NDV genomic DNA
1.4 重組病毒的拯救采用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法,分別將重組質(zhì)粒prNDV-IRES-H-L(P/M)、prNDV-H(NP/P)-L(P/M)、prNDV-L(NP/P)-H(P/M)、prNDV-H(P/M)、prNDV-H(NP/P)和prTM1-NP、prTM1-P、prTM1-L共轉(zhuǎn)染至六孔板內(nèi),細(xì)胞密度達(dá)到70%~80%的BHK-21 細(xì)胞,轉(zhuǎn)染孵育72 h 后,將BHK-21 細(xì)胞在-80 ℃反復(fù)凍融3 次。將上清液接種到9 日齡~11 日齡的SPF 雞蛋的尿囊腔中。72 h 后,收集并混合尿囊液后進(jìn)行血凝(HA)試驗(yàn)。收獲HA 試驗(yàn)結(jié)果為陽(yáng)性的尿囊液,將重組病毒分別命名為rNDV-H(NP/P)、rNDV-H(P/M)、rNDV-IRES-H-L(P/M)、rNDVH(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)。
1.5 重組病毒的RT-PCR 鑒定利用病毒RNA 提取試劑盒從拯救的病毒感染的SPF 雞卵的尿囊液中提取總RNA,并利用逆轉(zhuǎn)錄酶將RNA 逆轉(zhuǎn)錄為cD?NA。將cDNA 用作模板,利用NP/P-(F6/R6)、P/M-(F7/R7)位點(diǎn)引物通過(guò)PCR 反應(yīng)擴(kuò)增H 和L 基因,對(duì)其進(jìn)行測(cè)序以鑒定插入保真度。
1.6 重組病毒的生物活性檢測(cè)為了進(jìn)一步確定重組病毒的生物學(xué)活性,分別對(duì)重組病毒的HA、TCID50、EID50、雞胚平均致死時(shí)間(MDT)、腦內(nèi)致病指數(shù)(ICPI)[8-9]等生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。
表1 本實(shí)驗(yàn)所用引物Table 1 Primers used in the present study
1.7 重組病毒生長(zhǎng)曲線的測(cè)定將MOI 0.01病毒感染接種于六孔板內(nèi)培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的DF-1 細(xì)胞,其培養(yǎng)液為DMEM(5%胎牛血清)。37 ℃培養(yǎng)數(shù)天,每間隔24 h 收獲上清液,分別測(cè)定收獲上清的TCID50。繪制重組病毒在DF-1 細(xì)胞中同步生長(zhǎng)曲線。
1.8 重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因表達(dá)的western blot 檢測(cè)取純化后的VP2(1.31 mg/mL)經(jīng)15% SDS-PAGE 電泳后,用轉(zhuǎn)膜儀將蛋白轉(zhuǎn)至NC膜,分別以MOI 0.1 重組病毒感染的DF-1 細(xì)胞收獲的上清液以及IBDV-40(1.001 mg/mL)作為一抗,羊抗雞IgG-HRP(1:7 500)為二抗,利用ECL 發(fā)光檢測(cè)試劑曝光顯影,western blot 檢測(cè)重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因的表達(dá)情況。
1.9 重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因表達(dá)的ELISA 檢測(cè)將IBDV-40(濃 度 為1.001 mg/mL)、rNDV-IRES-H-L(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)、rNDV-H(NP/P)、NDV 各100 μL 包被于96 孔板。以兔抗VP2多克隆抗體為一抗(1:6 000),羊抗兔IgG-HRP(1:7 500),采用本實(shí)驗(yàn)室建立的ELISA 方法檢測(cè)。設(shè)置只加底物的PBS 組為背景對(duì)照、未加VP2 的陰性對(duì)照1(MOCK1)和未加兔抗VP2 多克隆抗體的陰性對(duì)照2(MOCK2),樣品及對(duì)照均設(shè)置了3 個(gè)平行孔。
1.10 IBDV 抗體和NDV 特異性抗體的檢測(cè)將32只14 日齡的SPF 雞隨機(jī)分為4 組,每組8 只,分別是NDV 組、rNDV-H(P/M)組、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組、空白組。按108EID50劑量的重組病毒免疫實(shí)驗(yàn)雞,于免疫后的1 d、3 d、5 d 抽取雞血分離血清,通過(guò)ELISA 方法檢測(cè)IBDV 抗體[10];于免疫后的7 d、14 d、21 d 抽取雞血分離血清,檢測(cè)雞NDV 特異性抗體效價(jià)(HI),具體檢測(cè)方法及步驟參考文獻(xiàn)[11-12]。
1.11 重組病毒對(duì)感染雞的免疫保護(hù)實(shí)驗(yàn)將48 只14 日齡的SPF 雞隨機(jī)分為6 組,每組8 只,分別是NDV 組、rNDV-H(P/M)組、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組、空白組、感染未預(yù)防組(感染IBDV BC6/85)、卵黃抗體組。NDV 組、rNDV-H(P/M)組、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組雞只按108EID50劑量的重組病毒免疫實(shí)驗(yàn)雞,卵黃抗體組注射1 mg 抗體??瞻捉M用0.9%生理鹽水代替,感染未預(yù)防組只感染未預(yù)防,免疫7 d后,用104EID50劑量的IBDV BC6/85 攻擊免疫雞,每天觀察所有的SPF雞臨床癥狀,感染未預(yù)防4 d后,稱(chēng)量每只雞的體重以及法氏囊重用于囊體比[囊體比=法氏囊重(g)/體重(g)×1 000],觀察法氏囊損傷情況進(jìn)行評(píng)分(標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)各組實(shí)驗(yàn)雞法氏囊的萎縮程度0:沒(méi)有損傷,1:微弱變化,2:小于25%囊損傷,3:26%~50%的濾泡損傷,4:51%~75%濾泡損傷,5:76%~100%囊損傷),并計(jì)算保護(hù)率(保護(hù)率=法氏囊病理?yè)p傷評(píng)分為0 和1 的實(shí)驗(yàn)雞個(gè)數(shù)/該組實(shí)驗(yàn)雞總數(shù)×100%),然后對(duì)法氏囊進(jìn)行病理切片分析。
2.1 重組質(zhì)粒的構(gòu)建結(jié)果構(gòu)建的重組質(zhì)粒prNDV-IRES-H-L(P/M)、prNDV-H(NP/P)-L(P/M)、prNDV-L(NP/P)-H(P/M)、prNDV-H(P/M)、prNDV-H(NP/P)通過(guò)PCR 或酶切鑒定,獲得目的片段,其測(cè)序結(jié)果顯示,H、L 和IRES-H 大小分別為1 770 bp、750 bp 和2 350 bp, 與預(yù)期結(jié)果一致(圖2)。表明上述重組質(zhì)粒正確構(gòu)建。
圖2 重組質(zhì)粒中目的片段的PCR 或酶切鑒定Fig.2 PCR or restriction enzyme analysis of prNDVs
2.2 重組病毒的拯救分別將prNDV-IRES-H-L(P/M)、prNDV-H(NP/P)-L(P/M)、prNDV-L(NP/P)-H(P/M)、prNDV-H(P/M)和prNDV-H(NP/P)通過(guò)反向遺傳操作系統(tǒng)從cDNA 水平拯救出具有感染性的重組病毒粒子。HA 實(shí)驗(yàn)和HI 實(shí)驗(yàn)分析顯示同樣呈現(xiàn)陽(yáng)性,不同雞胚的HA 效價(jià)介于28~211。收獲的陽(yáng)性尿囊液作為重組NDV rNDV-IRES-H-L(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、 rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)和rNDV-H(NP/P)的F1 代。
2.3 重組病毒的RT-PCR 鑒定利用病毒RNA 提取試劑盒提取重組病毒RNA。以NDV 為陰性對(duì)照,用基因組的上游和下游引物對(duì)重組病毒中插入的相應(yīng)片段進(jìn)行RT-PCR 擴(kuò)增。結(jié)果顯示重組病毒均能夠擴(kuò)增出相應(yīng)目的片段,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分析,片段大小與預(yù)期相符(圖3)。對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行序列測(cè)定,測(cè)序結(jié)果正確(數(shù)據(jù)未顯示)。
2.4 重組病毒生物學(xué)特性的檢測(cè)對(duì)NDV和5種重組病毒(第4 代)進(jìn)行了HA、TCID50、EID50、MDT、ICPI等實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,與親本NDV 相比,重組病毒的HA,EID50及TCID50滴度均未見(jiàn)明顯差異(表2),表明重組病毒依舊保持了其親本病毒的感染能力和生物學(xué)特性;MDT 結(jié)果顯示重組病毒的平均致死時(shí)間均大于120 h(>120 均屬于弱毒株),表明重組病毒均屬于弱毒株范圍;更重要的毒力指標(biāo)ICPI 則進(jìn)一步顯示重組病毒的ICPI 值均為0。以上結(jié)果表明,重組病毒不僅保持了其親本NDV 的感染能力而且還保持了其弱毒株的生物學(xué)特性。
圖3 重組NDV 外源基因的RT-PCR 鑒定Fig.3 Identification of the exogenous genes in the recombinant vial genomes by RT-PCR
表2 病毒滴度和毒力的比較Table 2 Comparations of virus titer and pathogenicity
2.5 重組病毒生長(zhǎng)曲線的測(cè)定將5 種重組病毒及親本病毒分別按MOI 0.01 感染DF-1 單層細(xì)胞,每間隔24 h收集樣品檢測(cè)TCID50(圖4)。結(jié)果顯示重組病毒rNDV-IRES-H-L(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)、rNDV-H(NP/P)與NDV 親本病毒株生長(zhǎng)特性基本一致,表明外源基因的插入對(duì)病毒的復(fù)制能力無(wú)顯著影響。
2.6 重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因表達(dá)的western blot 檢測(cè)結(jié)果Western blot 測(cè)檢重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因的表達(dá),結(jié)果顯示IB?DV-40、rNDV-IRES-H-L(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)、rNDV-H(NP/P)均能與VP2 蛋白結(jié)合,而NDV 則不能與VP2 蛋白結(jié)合(圖5)。表明rNDV-IRES-H-(P/M)、rNDV-IRES-L-H(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)、rNDVH(NP/P)中H 基因或融合H 和L 基因正確表達(dá),且rNDV-L(NP/P)-H(P/M)中融合H 和L 基因和rNDVH(P/M)中H 基因表達(dá)量高。
圖4 重組病毒在DF-1 細(xì)胞復(fù)制動(dòng)力學(xué)曲線Fig.4 The growth curve of recombinant viruses in DF-1 cells
圖5 Western blot 檢測(cè)外源基因的表達(dá)Fig.5 The expression of foreign gene detected by western blot
2.7 重組病毒中H 基因或融合H 和L 基因表達(dá)的ELISA 檢測(cè)結(jié)果采用ELISA 法檢測(cè)重組病毒中H基因或融合H 和L 基因的表達(dá),結(jié)果顯示,NDV(OD450nm=0.177),NDV-IRES-H-L(P/M)(OD450nm=0.577)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)(OD450nm=0.589)、 rNDV-L(NP/P)-H(P/M)(OD450nm=0.858)、rNDV-H(P/M)(OD450nm=0.793)、rNDV-H(NP/P)(OD450nm=0.650)。分析可得,NDV-IRES-H-L(P/M)、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)、rNDV-H(NP/P)中外源基因的表達(dá)量與NDV 相比差異極顯著(p<0.01)(圖6)。表 明rNDV-H(P/M)中H 基 因 和rNDV-L(NP/P)-H(P/M)中融合H和L基因表達(dá)量高。
2.8 NDV 特異性抗體效價(jià)的檢測(cè)為測(cè)定表達(dá)量高的重組病毒在雞體內(nèi)產(chǎn)生NDV 特異性抗體的情況,于免疫后的7 d、14 d、21 d 抽取雞血,測(cè)定(HI),結(jié)果顯示,NDV 組、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組和rNDV-H(P/M)組的整體抗體水平在14 d 達(dá)到最高,21 d 略有下降,但高于7 d 的平均HI 抗體效價(jià);在免疫14 d 和21 d 后,NDV 組、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組和rNDV-H(P/M)組的HI 抗體效價(jià)均達(dá)到保護(hù)臨界值(4log2),HI抗體效價(jià)與PBS組成差異極顯著(p<0.01)(圖7),表明重組病毒能夠有效刺激SPF雞產(chǎn)生NDV特異性抗體且達(dá)到一定的保護(hù)效果。
圖6 ELISA 檢測(cè)外源基因的表達(dá)Fig.6 The expression of foreign genes detected by ELISA
圖7 免疫雞體內(nèi)NDV 特異性抗體水平變化情況(log2)Fig.7 The levels of NDV-specific antibodies in immunized chickens(log2)
2.9 IBDV 特異性抗體效價(jià)的檢測(cè)為測(cè)定重組病毒在雞體內(nèi)產(chǎn)生IBDV 特異性抗體的情況,于免疫后1 d、3 d、5 d 抽取雞血分離血清,通過(guò)ELISA 測(cè)定雞體內(nèi)產(chǎn)生IBDV 特異性抗體的效價(jià),結(jié)果顯示,免疫第1 d、3 d、5 d rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組OD450nm值 分 別 為0.211、0.441、0.439;rNDV-H(P/M)組OD450nm值分別為0.210、0.436、0.393;NDV 組OD450nm值 分 別 為0.090、0.093、0.089。rNDV-H(P/M)組和rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組在免疫后第2 d OD450nm值開(kāi)始升高,且在3 d~5 d 抗體水平持續(xù)上升;而NDV 組OD450nm值未有顯著變化。分析可得rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組和rNDV-H(P/M)組抗體效價(jià)與NDV 組相比差異極顯著(p<0.01)(圖8)。表明重組病毒能在SPF 雞體內(nèi)產(chǎn)生IBDV 抗體。
2.10 重組病毒對(duì)感染雞的免疫保護(hù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用重組病毒對(duì)感染IBDV BC6/85 株雞只進(jìn)行免疫保護(hù)實(shí)驗(yàn)后,各組實(shí)驗(yàn)雞的囊體比、法氏囊損傷評(píng)分及保護(hù)率結(jié)果如表3 所示,結(jié)果顯示rNDV-H(P/M)組、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組的囊體比分別為(1.72±0.34)和(2.09±0.21),與NDV 組和感染未預(yù)防組的囊體比(0.83±0.34)和(0.85±0.43)相比明顯升高;同時(shí)對(duì)各組實(shí)驗(yàn)雞法氏囊的病理?yè)p傷程度進(jìn)行評(píng)分,結(jié)果表明感染未預(yù)防組和NDV 組實(shí)驗(yàn)雞IBD的感染率為100%,其它組保護(hù)率順序?yàn)檎=M>rNDV-H(P/M)>卵黃抗體>rNDV-L(NP/P)-H(P/M)表3。取感染后雞法氏囊組織制作病理切片,HE染色結(jié)果顯示,空白組無(wú)明顯變化。rNDV-H(P/M)組、rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組和卵黃抗體組法氏囊損傷程度明顯比感染未預(yù)防組和NDV 組輕。感染未預(yù)防組和NDV 組法氏囊淋巴結(jié)體積縮小,皮質(zhì)髓質(zhì)大量淋巴細(xì)胞凋亡,腔內(nèi)大量可見(jiàn)炎癥細(xì)胞及變性壞死細(xì)胞。rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組和卵黃抗體組部分區(qū)域出現(xiàn)炎癥細(xì)胞及變性壞死細(xì)胞;相比rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組和卵黃抗體組,rNDV-H(P/M)組法氏囊損傷程度比rNDV-H(NP/P)-L(P/M)組和卵黃抗體組輕(圖9)。表明rNDV-H(P/M)的保護(hù)效果好。
圖8 ELISA 檢測(cè)免疫雞體內(nèi)IBDV 抗體Fig.8 The detection of anti-IBDV antibody in immunized chickens by ELISA
表3 各組實(shí)驗(yàn)雞抵抗IBDV(BC6/85 株)感染的保護(hù)效力Table 3 Protection efficacy of different treatment against IBDV(BC6/85 strain)challenge in chickens
圖9 各組部分法氏囊HE 結(jié)果Fig.9 HE staining of bursal of Fabricius in each group
本研究對(duì)所構(gòu)建的重組病毒免疫效果進(jìn)行了探究,在NDV 抗體水平方面,HI 結(jié)果顯示重組病毒均能在免疫后的14 d 達(dá)到保護(hù)臨界值,說(shuō)明該病毒具有預(yù)防NDV 的作用。近年來(lái),抗體藥物的研究和發(fā)展非常迅速[13-14],在過(guò)去的30 年間,有30 多種免疫球蛋白及其衍生物作為抗體藥物用于癌癥、自身免疫病和傳染病等的診斷、預(yù)防及治療。同時(shí),用于治療人類(lèi)各種疾病的抗體藥物已有報(bào)道[15-16],然而重組抗體用于動(dòng)物病方面的研究還沒(méi)有報(bào)道。特別是具有本動(dòng)物源的治療性抗體在獸醫(yī)研究領(lǐng)域仍是空白,原因主要是制作成本高不便于應(yīng)用。為了克服這一難題,本研究選用DNV 作為載體結(jié)合基因工程抗體和反向遺傳操作技術(shù)構(gòu)建了表達(dá)本動(dòng)物源抗體的病毒,由于NDV 易感于雞胚、便于應(yīng)用、且成本較低,克服了成本高所帶來(lái)的問(wèn)題。但是由于抗體分子量較大,為表達(dá)高水平量的抗體帶來(lái)了難題,為了克服這一難題,Carnero 等人證明,當(dāng)HIV gag 基因位于整個(gè)NDV 病毒基因組的不同轉(zhuǎn)錄位置時(shí),P 和M 基因之間為HIV gag 基因的最佳插入位點(diǎn)[17]。張振宇等人證明通過(guò)IRES 攜帶外源基因的方式將RFP 基因分別插入到NDV 載體NP、P、M、F、HN 基因內(nèi)部時(shí),IRES-RFP 位于NDV 載體NP 基因內(nèi)部作為第2 個(gè)閱讀框時(shí)RFP 表達(dá)量最高[18]。2019 年蘇明雪等人通過(guò)比較rNDV-EGFP(NP/P)、rNDVEGFP(P/M)、 rNDV-EGFP(M/F)和rNDV-EGFP(F/HN)的表達(dá)量,證明NP/P 位點(diǎn)是外源基因最佳插入位點(diǎn)[19]。然而NDV 表達(dá)抗體時(shí),抗體插入位點(diǎn)的最佳方式尚不清楚。所以本研究進(jìn)行了不同的表達(dá)設(shè)計(jì),構(gòu)建并拯救了5 種表達(dá)雞源IBDV 抗體的重組病毒,通過(guò)體內(nèi)和體外兩方面檢測(cè)了IBDV 雞源抗體的表達(dá),體外實(shí)驗(yàn)western blot 和ELISA 檢測(cè)結(jié)果證明抗體表達(dá),體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明在免疫后的第3 d成功檢測(cè)到IBDV 抗體。為了進(jìn)一步探究病毒對(duì)于IBDV 的免疫效果,利用表達(dá)量高的重組病毒對(duì)人工感染IBDV(BC6/85 株)的SPF 雞進(jìn)行免疫保護(hù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明rNDV-L(NP/P)-H(P/M)、rNDV-H(P/M)和卵黃抗體免疫組法氏囊損傷程度明顯好于感染未預(yù)防組和NDV 免疫組,并對(duì)各組法氏囊損傷程度進(jìn)行評(píng)分,結(jié)果顯示rNDV-H(P/M)組實(shí)驗(yàn)雞的保護(hù)率為75%,rNDV-L(NP/P)-H(P/M)組實(shí)驗(yàn)雞的保護(hù)率為50%,卵黃抗體組實(shí)驗(yàn)雞的保護(hù)率為62.5%,以上研究結(jié)果表明rNDV-H(P/M)、rNDV-L(NP/P)-H(P/M)和卵黃抗體均能有效減輕IBDV 對(duì)法氏囊淋巴濾泡的損傷作用,具有預(yù)防IBD 的效果,且rNDV-H(P/M)免疫組效果要好于rNDV-L(NP/P)-H(P/M)和卵黃抗體組。
本研究所獲得的重組病毒解決了卵黃抗體在使用過(guò)程中存在的一些弊端,如可能攜帶卵源傳染病病原,并且其含有較多的磷脂及脂肪,注射易引起機(jī)體不適,此外提取程序復(fù)雜成本較高。通過(guò)主動(dòng)免疫和被動(dòng)免疫結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),成功解決了疫苗毒力強(qiáng)所帶來(lái)的問(wèn)題。如使用后會(huì)引起法氏囊組織損傷,導(dǎo)致免疫抑制,毒力返強(qiáng)和散毒等生物安全風(fēng)險(xiǎn)[20]。同時(shí)也解決了暫時(shí)沒(méi)有有效疫苗的傳染病如非洲豬瘟等[21]。通過(guò)病毒載體表達(dá)同源抗體,易于雞胚擴(kuò)大生產(chǎn),工藝簡(jiǎn)單,成本較低,解決了獸醫(yī)領(lǐng)域由于成本高不能應(yīng)用治療性抗體的問(wèn)題。
綜上所述,NDV 載體表達(dá)的雞源重組抗體,具有成本低,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量可控等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)這類(lèi)重組病毒能夠彌補(bǔ)卵黃抗體等的缺點(diǎn),并且可以達(dá)到一針兩治的效果,具有很大的應(yīng)用前景,有望成為替代卵黃抗體預(yù)防和治療IBD 的本動(dòng)物源重組抗體生物制劑,同時(shí)也為基因工程抗體和病毒反向遺傳操作技術(shù)的發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力。