丁 利,陳光達,許信剛,童德文
(西北農(nóng)林科技大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)屬于冠狀病毒科、冠狀病毒屬成員,由其引發(fā)的豬傳染性胃腸炎是豬的一種急性、高度接觸性傳染病,臨床以嘔吐、嚴重腹瀉、脫水和對2周齡以內(nèi)仔豬高度致死率為特征。5周齡以上的豬死亡率較低,成年豬幾乎沒有死亡,但感染豬生長緩慢,飼料報酬率降低。世界動物衛(wèi)生組織(OIE)將TGE定為B類傳染病,是我國法定重點防控的疫病之一。本病在許多國家和地區(qū)廣泛流行,經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),近年來該病在我國的流行呈明顯上升趨勢,同時亦有病毒的分離報道[1-5]。本試驗從陜西省某豬場發(fā)病豬只的腹瀉糞便等樣品中分離到1株豬傳染性胃腸炎病毒,命名為TGEV shaanxi株,并對其進行了系統(tǒng)鑒定。
1.1 病料和細胞 空腸內(nèi)容物及腹瀉糞便采集于陜西省某疑似感染TGE的豬場,于滅菌生理鹽水中凍存,低溫運至實驗室備用;PK-15細胞由本實驗室保存。
1.2 主要試劑 DMEM為Gibco公司產(chǎn)品;胰酶、瓊脂糖、RNase A為Sigma公司產(chǎn)品;新生牛血清為 Hyclone公司產(chǎn)品;Taq DNA聚合酶、DL-~DNA Marker、pMD18-T vector,購自大連TaKaRa公司;M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶,購自Promega公司;病毒基因組RNA提取試劑盒,購自BioTeke公司;高純度質(zhì)粒小量提取試劑盒、DNA凝膠回收純化試劑盒,購自威格拉斯生物技術(shù)有限公司;豬傳染性胃腸炎病毒弱毒疫苗,購自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所;受體菌DH5α、豬傳染性胃腸炎病毒陽性血清由中國動物衛(wèi)生與流行病中心惠贈。
1.3 方法
1.3.1 病料的處理 解凍TGE病豬的空腸內(nèi)容物以及腹瀉糞樣,反復(fù)凍融3次后,6000r/min離心5min,收集上清液,上清液經(jīng)0.22μm孔徑細菌濾器除菌后,置-20℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 病毒分離培養(yǎng) 將過濾后的病料上清液1mL接種于單層PK-15細胞,37℃吸附1h,棄上清后加入含2%新生牛血清的DMEM培養(yǎng)液,置37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3~5d,觀察細胞病變(CPE)。將培養(yǎng)細胞反復(fù)凍融3次,取凍融液1mL盲傳3~6代進行病毒分離和細胞適應(yīng),傳至出現(xiàn)較穩(wěn)定的CPE后收毒,盲傳6代未出現(xiàn)CPE則判為陰性。
1.3.3 病毒TCID50的測定 按照參考文獻[6]方法進行。
1.3.4 核酸類型鑒定及氯仿試驗 按照參考文獻[3]方法進行。
1.3.5 病毒中和試驗 將TGEV陽性血清進行系列稀釋(1∶10、1∶20、1∶40、1∶80、1∶160、1∶320、1∶640、1∶1280),加到96孔反應(yīng)板中,25μL/孔;將病毒稀釋到200TCID50,加入到上述各反應(yīng)孔中,25μL/孔,37℃作用1h;按常規(guī)方法制成細胞懸液,50μL/孔加到上述各孔中,37℃培養(yǎng),逐日觀察并記錄CPE。同時設(shè)立正常細胞對照、不加血清的病毒液對照、陰性血清對照。
1.3.6 引物設(shè)計與合成 根據(jù)GenBank中公布的TGEV基因序列,利用計算機輔助軟件Premier 5.0設(shè)計一對特異性引物,上游引物為P1:5′-ATGGCCAACCAGGGACAAC-3′;下游引物為P2:5′-TGGAGGAAGACGAGCATC-3′),用于擴增1149bp的N基因
1.3.7 病毒RNA 提取和RT-PCR 參照病毒基因組RNA 提取試劑盒說明書從細胞毒中提取總RNA。RT體系:RNA模板2μL、dNTPs 2μL、P22μL,70℃作用5min然后,向體系中加入5×RT Buffer 5μL、RNase inhibitor 0.2μL、M-MLV 0.5 μL、DEPC水9.3μL。37℃孵育60min,95℃10 min,4℃10min。PCR體系:10×PCR Buffer 2.5 μL、dNTPs 2μL、上下游引物(20pmol/μL)各0.5 μL、cDNA 2μL、Taq DNA polymerase 0.2μL、滅菌雙蒸水16.3μL。PCR程序為:94℃5min;94℃30s,56℃30s,72℃45s,35個循環(huán);72℃10min?;厥誔CR產(chǎn)物,將N基因純化后插入到T載體中,將重組質(zhì)粒送交南京金斯瑞生物科技公司進行序列測定。
1.3.8 序列分析 應(yīng)用DNAStar軟件對TGEV shaanxi分離株N基因的測序結(jié)果與GenBank中已發(fā)表的10株TGEV毒株的N基因序列進行核苷酸及氨基酸序列比較分析并繪制系統(tǒng)進化樹。
2.1 病毒分離培養(yǎng) 初代病毒液接種PK-15細胞60h時CPE不典型,盲傳至第3代時細胞出現(xiàn)皺縮、變圓、聚堆等現(xiàn)象。傳至第5代時細胞病變達80%,時間穩(wěn)定在48h~60h,細胞折光性增強,聚集、變圓,形成空斑,逐漸成拉網(wǎng)狀病變,最后成片脫落(圖1)。
圖1 正常PK-15細胞與接毒后60h的PK-15細胞 (100×)
2.2 病毒TCID50及中和試驗測定結(jié)果 根據(jù)TCID50測定數(shù)據(jù)(表1)可知,使半數(shù)細胞出現(xiàn)CPE的病毒稀釋度(即TCID50)介于1×10-6~1×10-7之間,按Reed-Muench法得出 TCID50為10-6.68/0.1mL。
利用固定病毒稀釋血清法得出,能保護50%細胞的血清稀釋度介于1∶320~1∶640之間。根據(jù)Reed-Muech氏法計算標準陽性血清的中和效價為1∶431。而分離毒株與陰性血清作用后CPE沒有被抑制,陽性血清對細胞毒性試驗以及空白試驗細胞正常。
2.3 病毒理化試驗
2.3.1 病毒核酸類型鑒定 采用BUDR法進行病毒核酸類型鑒別,結(jié)果對照組TCID50為10-6.68/0.1 mL,試 驗 組 TCID50為 10-6.52/0.1mL,二 者 的TCID50的對數(shù)差值小于1,證明病毒的核酸類型為RNA。
2.3.2 氯仿敏感試驗 經(jīng)氯仿處理的病毒液接種96孔細胞培養(yǎng)板,結(jié)果對照組TCID50為10-6.68/0.1mL,試驗組 TCID50為10-3.84/0.1mL,二者的TCID50的對數(shù)差值為2.84,說明該病毒對氯仿敏感。
表1 感染TGEV病毒后CPE的出現(xiàn)情況
2.4 分離病毒的RT-PCR鑒定結(jié)果 從分離病毒的小腸內(nèi)容物、病毒細胞培養(yǎng)液和TGEV疫苗毒中均擴增出了約~bp的片段(圖2),與預(yù)期大小一致。說明該病毒株為TGEV,命名為TGEV shaanxi株。
2.5 序列分析及進化樹 將所測的N基因序列與GenBank中已發(fā)表的10株TGEV毒株的N基因序列進行同源性比較分析。結(jié)果表明,TGEV shaanxi株與其他分離的TGEV株之間的同源性很高,核苷酸同源性為94.3%~98.3%,氨基酸同源性為95.6%~99.4%。系統(tǒng)發(fā)生進化樹(圖3)分析表明,TGEV shaanxi株與HN2002株親緣關(guān)系較近,處于同一分支。
圖2 病毒RT-PCR鑒定
圖3 TGEV shaanxi分離株與TGEV參考毒株N基因系統(tǒng)發(fā)生進化樹分析
TGEV可在多種細胞系如豬睪丸細胞(ST細胞)、豬腎細胞(PK-15細胞、IBRS-2細胞)、豬甲狀腺細胞等多種細胞上生長。本試驗選用了PK-15細胞進行病毒分離,病毒很快適應(yīng)PK-15細胞,產(chǎn)生典型的細胞病變:細胞皺縮、聚集、拉網(wǎng)、脫落,胞漿內(nèi)形成空泡等。隨著病毒作用時間的延長,細胞幾乎全部脫落。TGEV有4種結(jié)構(gòu)蛋白,分別為纖突糖蛋白(S蛋白)、膜內(nèi)在蛋白(M蛋白)、核衣殼蛋白(N蛋白)和小膜蛋白(sM蛋白)[7]。其中核衣殼蛋白基因(N)是TGEV主要結(jié)構(gòu)蛋白基因,可與基因組RNA組裝成核糖核蛋白復(fù)合物摻入病毒粒子中[8-9]。N蛋白不僅在病毒致病性、轉(zhuǎn)錄和翻譯及增強細胞免疫等方面起到重要作用,而且具有輔助增強病毒RNA復(fù)制的能力。比較分離株N基因與GenBank中其他TGEV N基因序列,發(fā)現(xiàn)N基因高度保守,核苷酸同源性為94.3%~98.3%,氨基酸同源性為95.6%~99.4%,表明陜西分離株與其他分離的TGEV株之間的同源性很高。系統(tǒng)發(fā)生進化樹分析表明,TGEV shaanxi株與HN2002株親緣關(guān)系較近,處于同一分支,表明我國不同地區(qū)分離毒株的N基因差異不大。
本試驗通過病毒分離、細胞培養(yǎng)、核型鑒定、氯仿敏感性試驗、RT-PCR鑒定、序列分析等從陜西省發(fā)生腹瀉的仔豬小腸內(nèi)容物及腹瀉糞便中分離到1株豬傳染性胃腸炎病毒,命名為TGEV shaanxi株。測定的病毒TCID50顯示該毒株在體外培養(yǎng)增殖性能穩(wěn)定,病毒滴度高。豬傳染性胃腸炎病毒shaanxi株的成功分離對陜西地區(qū)該病的病原學(xué)研究、流行病學(xué)調(diào)查、診斷和防制具有重要意義,也為今后開展TGEV流行病學(xué)、分子病毒學(xué)、疫苗免疫及診斷研究提供有價值的毒株。
[1]黃小波,曹三杰,文心田,等.豬傳染性胃腸炎病毒SC-H株的分離與鑒定[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2008,8:58-61.
[2]宋振輝,郭萬柱.豬傳染性胃腸炎病毒的分離鑒定及全基因組序列分析[J].病毒學(xué)報,2008,24(5):364-368.
[3]王龍濤,葛晨霞,王翠瑜,等.豬傳染性胃腸炎病毒吉林株的分離鑒定及S基因的克隆與序列分析[J].中國獸醫(yī)學(xué)報,2010,30(10):1277-1281.
[4]張莉,翁崇鵬,毛婭卿,等.豬傳染性胃腸炎病毒河北分離株核衣殼N蛋白基因的克隆與序列分析[J].中國獸藥雜志,2005,39(6):14-17.
[5]何孔旺,林繼煌,還紅華,等.豬傳染性胃腸炎病毒弱毒株STC3細胞培養(yǎng)特性及致病性研究[J].中國獸醫(yī)科技,2001,31(8):829.
[6]Reed L J,Muench H.A simple method of estimating 50percent end-points[J].Am J Hyg,1938,27:493-497.
[7]Delmas B,Denis R,Go det M,et al.Four major antigenic site of the corona virus transmissible gastroenteritis virus are located on the amino-terminal half of spike glycoprotein S [J].J Gen Virol,1990,71:1313-1323.
[8]Escors D,Ortego J,Laude H,et al.The membrane M protein carboxy terminus binds to transmissible gastroenteritis coronavirus core and contributes to core stability[J].J Virol,2001,75:1312-1324.
[9]Risco C,Anton I M,Enjuanes L,et al.The transmissible gastroenteritis coronavirus contains a spherical core shell consisting of M and N proteins[J].J Virol,1996,70:4773-4777.