O型口蹄疫与伪狂犬病二价基因工程疫苗的研究

O型口蹄疫与伪狂犬病二价基因工程疫苗的研究

论文摘要

口蹄疫(Foot and Mouth Disease FMD)是由口蹄疫病毒(Foot and Mouth DiseaseVirus FMDV)引起的偶蹄动物急性、热性、高度接触性传染病,是危害畜牧业最严重的传染病之一,也是造成家畜及其产品国际贸易受阻的重要疾病,被国际兽医局(OIE)和联合国粮农组织(FAO)在国际动物卫生法典中列为18种A类传染病之一,近年又被列为重大跨国动物疫病的全球消灭计划及生物武器安全公约组织重点检查对象。中国政府公布的《动物病原微生物分类明录》将口蹄疫病毒列为十种一类动物病原微生物之一。FMDV属于小RNA病毒科(Picornaviridae)口蹄疫病毒属(Aphthovirus),有七个血清型,分别为A、O、C、Asia1和南非SAT1、SAT2、SAT3,每种血清型里又可分为许多亚型,不同血清型之间没有交叉保护力,其中O型口蹄疫分布最广,在非洲、南亚、中东和南美许多国家广泛分布,在我国的口蹄疫病例大多都是O型口蹄疫。免疫预防接种是控制乃至消灭口蹄疫的主要措施,目前使用O型口蹄疫灭活疫苗预防该病,取得了一定的效果,但是仍需改进。本研究以伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)基因缺失株TK-/gE-/LacZ+为载体,融合表达具有免疫增强作用的牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因和O型FMDV的主要抗原基因P1或P1/2A/3C,构建了基因工程二价疫苗株,达到一针预防两种疾病的目的。同时以pcDNA3.1(+)为载体构建了DNA疫苗pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C。用Balb/c小鼠模型比较了重组病毒TK/gE/VP22-P1、TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C和DNA疫苗pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C及猪口蹄疫O型灭活疫苗的免疫效果。1.牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因、O型口蹄疫病毒P1和P1/2A/3C基因的克隆与序列分析为了将VP22基因分别与FMDV的P1基因和P1/2A/3C基因的5’端按照正确的阅读框架融合,首先设计一对分别含有HindⅢ和EcoRⅤ酶切位点的上、下游引物,从含有牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因的重组质粒中扩增出不含终止密码子的牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因编码区;再用分别含有EcoRV和XbaⅠ酶切位点的上、下游引物,从含有O型FMDV P1基因和P1/2A/3C基因的重组质粒中分别扩增出不含起始密码子的P1基因和P1/2A/3C基因;将扩增的VP22基因、P1基因和P1/2A/3C基因,分别克隆到pMD18-T载体,获得重组质粒pMD18-T-VP22、pMD18-T-P1和pMD18-T-P1/2A/3C。DNA测序结果表明,三个基因的序列与已经公布的序列完全一致。2.共表达牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因和O型口蹄疫病毒主要免疫原性基因的DNA疫苗的构建及其免疫原性的效果用HindⅢ和EcoRⅤ酶切pMD18-T-VP22后,凝胶回收VP22基因,并定向克碌秸婧吮泶镏柿cDNA3.1(+)的HindⅢ和EcoRⅤ酶切位点之间,获得重组质粒pcDNA-VP22;将pMD18-Y-P1和pMD18-T-P1/2A/3C分别用EcoRⅤ和XbaⅠ酶切后凝胶回收,回收片段分别定向克隆到pcDNA-VP22的EcoRⅤ和XbaⅠ酶切位点之间,使其与VP22的3’端融合,分别获得重组表达质粒pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C。然后用Balb/c小鼠模型评价了pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C两种DNA疫苗及本实验室以前构建的不含VP22的DNA疫苗pcDNA-P1和pcDNA-P1/2A/3C的免疫效果。结果显示,首免后14天和28天,四种DNA疫苗均产生了可以检测到的FMDV ELISA抗体和中和抗体;含VP22的DNA疫苗(pcDNA-VP22-P1、pcDNA-VP22-P1/2A/3C)的抗体水平在二免后显著高于不含VP22的DNA疫苗(pcDNA-P1、pcDNA-P1/2A/3C)(P<0.05);DNA疫苗与FMDV灭活疫苗联合免疫的抗体水平显著高于DNA疫苗单独免疫(P<0.05),但与FMDV灭活疫苗单独免疫没有显著差异(P>0.05)。淋巴细胞增殖试验结果显示,DNA疫苗诱导细胞免疫的水平远远高于FMDV灭活疫苗(P<0.05)。3.共表达牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因和O型口蹄疫病毒多抗原表位的重组伪狂犬病毒的构建及其免疫应答利用通用转移载体pIECMV,构建了转移载体pIECMV-VP22-P1和pIECMV-VP22-P1/2A/3C。以PRV TK-/gE-/LacZ+为亲本株,分别构建了融合表达VP22-P1和VP22-P1/2A/3C的重组病毒TK-/gE-/VP22-P1和TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C,经空斑纯化、PCR和Southern杂交鉴定,获得了纯化的病毒。Western blot证实VP22-P1和VP22-P1/2A/3C在重组伪狂犬病毒中得到表达。检测了重组病毒的遗传稳定性和增殖滴度。用该重组病毒免疫Balb/c小鼠,并与亲本株和O型口蹄疫灭活苗进行比较。结果显示,无论是TK-/gE-/VP22-P1疫苗免疫组,还是TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C疫苗免疫组,其FMDV的ELISA抗体水平均与FMDV灭活疫苗免疫组的抗体水平相当,显著不差异(P>0.05),说明利用伪狂犬病毒融合表达VP22-P1和VP22-P1/2A/3C能激发很好的免疫反应。综上所述,本研究成功构建了融合表达牛疱疹病毒Ⅰ型VP22基因与O型口蹄疫病毒P1基因或P1/2A/3C基因的DNA疫苗和重组伪狂犬病毒重组疫苗,并利用Balb/c小鼠为模型对不同疫苗的免疫原性进行了比较,为口蹄疫新型疫苗的研究提供了基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语表(Abbreviation)
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 口蹄疫病毒
  • 1.1.1 口蹄疫病毒的分子生物学
  • 1.1.2 口蹄疫病毒的抗原性与免疫机制
  • 1.2 口蹄疫的流行病学
  • 1.2.1 易感动物
  • 1.2.2 传染源
  • 1.2.3 传播方式
  • 1.3 OIE对无口蹄疫的规定
  • 1.4 口蹄疫病毒活载体疫苗的研究
  • 1.4.1 腺病毒载体疫苗
  • 1.4.2 痘病毒载体疫苗
  • 1.4.3 疱疹病毒载体疫苗
  • 1.4.4 其他病毒载体疫苗
  • 1.5 蛋白转导
  • 1.5.1 蛋白转导的发现与提出
  • 1.5.2 蛋白转导结构域的氨基酸组成
  • 1.5.3 蛋白转导的作用机制
  • 1.5.4 蛋白转导的应用
  • 1.6 核酸疫苗
  • 1.6.1 DNA疫苗的特点
  • 1.6.2 DNA疫苗诱导的免疫反应
  • 1.6.3 DNA疫苗的潜在不足
  • 1.7 口蹄疫疫苗
  • 1.7.1 口蹄疫活疫苗
  • 1.7.2 口蹄疫灭活疫苗
  • 1.7.3 口蹄疫新型疫苗
  • 1.7.3.1 基因工程疫苗
  • 1.7.3.2 合成肽疫苗
  • 1.7.3.3 核酸疫苗
  • 1.7.3.4 其他新型疫苗
  • 1.8 国内外成功消灭口蹄疫暴发事件的启示
  • 1.8.1 国内外消灭口蹄疫的成功案例
  • 1.8.2 防止口蹄疫入侵的成功案例
  • 1.8.3 防制和扑灭口蹄疫的成功案例给我们的启示
  • 第2章 研究的目的与意义
  • 第3章 O型口蹄疫DNA疫苗的研究
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 菌种、载体与质粒
  • 3.1.2 主要药品与试剂
  • 3.1.3 主要培养基及配制
  • 3.1.4 缓冲液
  • 3.1.5 寡核苷酸引物
  • 3.1.6 试验动物
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 VP22基因的PCR扩增
  • 3.2.2 P1基因的PCR扩增
  • 3.2.3 P1/2A/3C基因的PCR扩增
  • 3.2.4 PCR或酶切产物的回收
  • 3.2.5 大肠杆菌感受态细胞的制备(氯化钙法)
  • 3.2.6 连接产物的转化
  • 3.2.7 克隆到T载体
  • 3.2.8 质粒的小量制备
  • 3.2.9 质粒的大量制备(碱裂解法)
  • 3.2.10 P1-ELISA方法的建立
  • 3.2.11 Western blotting检测目的蛋白在真核细胞中的表达
  • 3.2.13 微量中和试验
  • 3.2.14 细胞免疫的检测
  • 3.2.15 小鼠核酸免疫
  • 3.2.16 统计学分析
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 VP22基因的PCR扩增
  • 3.3.2 P1基因的PCR扩增
  • 3.3.3 P1/2A/3C基因的PCR扩增
  • 3.3.4 DNA疫苗的构建
  • 3.3.5 P1基因和P1/2A/3C基因在BHK-21细胞中的表达
  • 3.3.6 pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C诱导的口蹄疫P1 ELISA抗体比较
  • 3.3.7 两种DNA疫苗诱导的淋巴细胞增殖比较
  • 3.3.8 pcDNA-VP22-P1和pcDNA-VP22-P1/2A/3C诱导的口蹄疫病毒中和抗体
  • 3.4 讨论与结论
  • 3.4.1 提高DNA疫苗免疫效果的策略
  • 3.4.2 牛疱疹病毒VP22基因与DNA疫苗
  • 3.4.3 DNA分子佐剂增强DNA疫苗免疫效果
  • 3.4.4 DNA与其他疫苗联合免疫的策略
  • 3.4.5 结论
  • 第4章 O型口蹄疫重组伪狂犬病毒的构建及免疫效果测定
  • 4.1 实验材料
  • 4.1.1 毒株、细胞、菌种与质粒
  • 4.1.2 主要药品与试剂盒
  • 4.1.3 主要培养基及配制
  • 4.1.4 缓冲液
  • 4.1.5 寡核苷酸引物
  • 4.1.6 试验动物
  • 4.2 实验方法
  • 4.2.1 PrV的基因组DNA的提取
  • 4.2.2 共转染
  • 4.2.3 重组病毒的空斑纯化及PCR鉴定
  • 4.2.4 Southern杂交
  • 4.2.5 重组病毒动物实验
  • 4.2.6 统计学分析
  • 4.3 结果与分析
  • 4.3.1 含有O型FMDV P1基因的转移质粒(pIECMV-P1)的构建与鉴定
  • 4.3.2 含有O型FMDV P1/2A/3C基因的转移质粒(pIECMV-P1/2A/3C)的构建与鉴定
  • 4.3.3 重组病毒的筛选与纯化
  • 4.3.4 重组病毒的Southern杂交鉴定
  • 4.3.5 重组病毒的Western blot鉴定
  • 4.3.6 重组病毒在细胞上增殖滴度的影响
  • 4.3.7 重组病毒的遗传稳定性
  • 4.3.8 重组病毒疫苗的制备
  • -/gE-/VP22-P1和TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C的FMDV PI特异性ELISA抗体'>4.3.9 重组病毒的TK-/gE-/VP22-P1和TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C的FMDV PI特异性ELISA抗体
  • 4.3.12 抗PRV抗体检测
  • 4.3.12.1 PRV中和抗体
  • 4.3.12.2 PRV ELISA抗体
  • 4.4 讨论与结论
  • 4.4.1 伪狂犬病毒作为载体的特性
  • 4.4.2 目的基因的选择
  • 4.4.3 VP22基因和O型口蹄疫病毒P1基因和P1/2A/3C基因在重组伪狂犬病毒中融合表达
  • -/gE-/VP22-P1和TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C的免疫效果'>4.4.4 重组伪狂犬病毒TK-/gE-/VP22-P1和TK-/gE-/VP22-P1/2A/3C的免疫效果
  • 小结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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