H7N9亞型流感病原生態(tài)學調查與流感病毒通用型人源化抗體的初步探索
本文選題:H7N9亞型流感病毒 切入點:野鳥 出處:《中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院》2014年博士論文
【摘要】:2013年2月19日,在我國首次發(fā)生H7N9亞型流感病毒感染人事件,并呈不斷散發(fā)態(tài)勢發(fā)展。在2014年1至2月,有110余人感染H7N9,26人死亡,家禽特別是活禽市場中的雞、鴨等是主要傳染來源。野鳥特別是候鳥(水禽類)是流感病毒的天然存儲庫得到公認,家禽中的H7N9亞型流感病毒,分析認為是由于飼養(yǎng)禽中的其它亞型流感病毒與野鳥中攜帶的流感病毒基因重組而成。但由于候鳥遷徙路線多,范圍廣,地理條件復雜,監(jiān)測人員少等原因,使得對候鳥流感病毒病原生態(tài)學調查處在初級階段,有的地方還是監(jiān)測盲區(qū)。開展流感病毒病原生態(tài)學調查,對完善流感病毒的監(jiān)測數(shù)據(jù),了解流感病毒分布及流感病毒制劑的研發(fā)具有重要意義。同時,針對流感病毒急需研制一種新的治療制劑?贵w是有效的緊急預防治療制劑,但流感病毒基因易發(fā)生突變重組,單一抗體不能應對新的亞型流感病毒,研究一種通用型流感病毒治療制劑是一個需要解決的技術問題。 本研究開展了2項實驗,H7N9亞型流感病毒病原生態(tài)學調查和通用型人源化抗體的初步探索。 1.H7N9亞型流感病毒病原生態(tài)學調查研究。收集全國5。ńK、安徽、江西、湖南、吉林)16個地區(qū)野鳥與部分家禽新鮮糞便及組織等樣品2081份,進行病毒分離和亞型鑒定,并通過系統(tǒng)進化樹分析分離的H7N9亞型流感病毒與之前發(fā)現(xiàn)的H7N9的進化關系。同時進行了馴養(yǎng)綠頭鴨的人工感染實驗,檢驗H7N9亞型流感病毒是否能夠在綠頭鴨中復制。 實驗內容:(1)病毒分離。在我國5個省市16個地區(qū)進行候鳥(以水禽為主)和部分家禽樣本采集,用9日齡雞胚分離H7N9亞型流感病毒。(2)病毒亞型檢測。用RT-PCR分型引物和血凝活性實驗方法進行檢測,對鑒定為H7N9亞型的流感病毒進行基因測序,并構建系統(tǒng)進化樹。(3)H7N9亞型流感病毒受體檢測。用唾液酸受體(人樣流感病毒受體SAα2-6Gal受體,禽樣流感病毒SAα2-3Gal受體)糖鏈包被ELISA聚苯乙烯反應板,用蔗糖梯度法濃縮流感病毒,加到包被物中,再用雞抗H7N9亞型流感病毒作為一抗,HRP標記的羊抗雞二抗顯色,觀察顯色結果,應用酶標儀選擇吸光度值為492時讀值。(4)H7N9亞型流感病毒人工感染馴養(yǎng)的綠頭鴨實驗。用A/Shanghai/2/2013H7N9亞型流感病毒株,經(jīng)鼻腔感染綠頭鴨,通過病毒滴定判定復制情況。 2.流感病毒通用型人源化抗體的初步探索。篩選能與流感病毒HA根莖部保守區(qū)特異結合的抗體序列,應用計算機軟件分析抗體的結構功能及與HA結合功能區(qū)氨基酸特點,進行合成抗流病毒抗體的輕、重鏈可變區(qū)基因,通過轉化、酶切、連接等分子生物學方法,將輕、重鏈可變區(qū)基因與含人抗體Fc片段的桿狀病毒表達載體PAC-κ-CH3連接,經(jīng)鑒定正確后轉染至昆蟲細胞(sf9細胞),無血清培養(yǎng)后進行鑒定。 實驗內容、方法:(1)通過文獻檢索、蛋白質序列數(shù)據(jù)庫(Swissprot)、蛋白質結構數(shù)據(jù)庫(PBD)等獲得抗流感抗體的序列信息,經(jīng)計算機分析軟件InsightⅡ對抗體結構分析,經(jīng)過分子模擬、分子對接等方法,對抗體的輕、重鏈可變區(qū)基因結構等分析,用昆蟲細胞偏嗜密碼子優(yōu)化氨基酸序列,合成抗流感病毒抗體輕、重鏈可變區(qū)基因。(2)重組表達載體的構建。將合成氨基酸序列中的輕、重鏈可變區(qū)基因酶切鑒定,把輕鏈可變區(qū)基因與桿狀病毒表達載體PAC-κ-CH3連接,構建PAC-κ-L-CH3,經(jīng)鑒定正確,酶切合成的重鏈可變區(qū)基因,與PAC-κ-L-CH3連接,構建PAC-κ-L-H-CH3重組表達載體,鑒定正確后,同桿狀病毒DNA共轉染至昆蟲細胞(sf9)中,27℃,經(jīng)無血清培養(yǎng)后,收集上清。(3)人源化抗體通用性的鑒定。應用本室保存的各亞型流感病毒株,滅活后進行血凝抑制、ELISA實驗,檢測制備的抗體對流感病毒的通用性,通過熒光抗體實驗,檢測抗體在細胞中的表達情況。 通過以上實驗獲得以下結果: 1.采集的野鳥樣糞便樣品中,未分離到H7N9亞型流感病毒,但在血清及鳥蛋的卵黃中檢測到H7亞型陽性抗體;在吉林省長春市凈月家禽糞便樣品中,應用RT-PCR和SPF雞胚檢測和分離到2株H7N9流感病毒; 2.對分離的H7N9亞型流感病毒測HA和NA序列全長,應用NCBI網(wǎng)站上BLAST進行核苷酸比對,應用MAGE6.0軟件構建系統(tǒng)進化樹,分離到的H7N9亞型流感病毒HA與廣州2013年雞的樣本中分離的病毒株核苷酸序列在同一進化分枝,同源性為98.6%;NA與2013年福建環(huán)境樣本中分離的H7N9核苷酸序列在同一進化分枝,同源性為99.2%;經(jīng)受體檢測,分離到的H7N9亞型流感病毒可識別SAα2-3Gal和SAα2-6Gal唾液酸受體,與SAα2-3Gal結合能力強于SAα2-6Gal唾液酸受體; 3.人工感染綠頭鴨實驗中,同組及對照組綠頭鴨均未見有發(fā)病癥狀,應用雞胚對樣本進行病毒分離,未檢測到病毒復制,說明應用的流感病毒株(A/Shanghai/2/2013,H7N9)不能在綠頭鴨體內復制和傳播。 4.通過文獻檢索、蛋白質序列數(shù)據(jù)庫(Swissprot)、蛋白質結構數(shù)據(jù)庫(PBD)等獲得抗流感抗體的序列信息,經(jīng)計算機分析軟件InsightⅡ對抗體結構分析,經(jīng)過分子模擬、分子對接等方法,篩選出6組抗流感病毒抗體輕、重鏈可變區(qū)基因,編號分別為A66,H40,H98,F(xiàn)10,JAN,D80。通過分子對接方法搭建了F10與HA作用的復合物結構; 5.轉染重組表達載體轉染至sf9細胞獲得桿狀病毒,,并可傳代培養(yǎng);用血凝抑制實驗、ELISA實驗獲得3株具有通用性的抗流感病毒抗體,分別為編號H40,H98和A66,2株對2種流感病毒抑制作用,其中1株(F10)對H7N9有血凝抑制作用;1株(D80)對流感病毒沒有血凝抑制作用;熒光抗體檢測傳代細胞上清中有陽性表達。 通過以上結果得出以下結論: 1.野鳥樣品中未檢測到H7N9亞型流感病毒,野鳥傳播引發(fā)人間病例的可能性小,但是,在鷺鳥卵黃和血清中檢測到H亞型抗體,說明野鳥傳播H7亞型病毒的可能性存在;在家禽樣品中獲得2株H7N9.亞型流感病毒;用A/Shanghai/2/2013(H7N9)毒株在綠頭鴨進行人工感染實驗,結果說明該病毒在綠頭鴨體內不能復制; 2.獲得了3個對流感病毒具有抑制作用的人源化抗體,但不能抑制所有流感病毒亞型,說明在應用抗體治療流感病毒時,多種單克隆抗體混合使用會取得抑制多種亞型流感病毒的效果。 本研究結果表明H7N9亞型流感病毒病原生態(tài)學調查結果,野鳥中傳播此次感染人的H7N9亞型病毒可能性較小,在人工感染綠頭鴨H7N9亞型流感病毒的實驗中得到證實。但在血清及鳥蛋的卵黃中檢測到H7亞型流感病毒陽性抗體,這也說明野鳥中傳播H7亞型的病毒可能性存在。在進行H7N9亞型流感病原學調查前,本實驗進行流感病毒人源化通用抗體的初步探索,后期補充了H7N9病毒的實驗。在實驗中挑選出能夠對3種流感病毒具有抑制作用的抗體,但是不能抑制流感病毒的所有亞型,說明在應用抗體治療疾病時,多種單抗混合使用是一個可行性的方案,本研究同時為研制人源化抗體提供了一個技術參考和思路。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R511.7
【參考文獻】
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