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应用重组杆状病毒表达的IBDV VP2抗原建立其抗体监测方法

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第27卷第3期 2006年9月 扬州大学学报(农业与生命科学版) Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition) Vo1.27 No.3 Sep.2006 应用重组杆状病毒表达的IBDV VP2抗原 建立其抗体监测方法 许小琴 ,李迎晓 ,秦爱建 ,邵红霞 (1.扬州大学兽医学院,江苏扬州,225009;2.信阳农业高等专科学校,河南信阳,464000) 摘 要:应用Bac—to—Bac杆状病毒表达系统表达的鸡传染性法氏囊病病毒(IBDV)js株VP2基因的重组杆状病毒 reBacmid—VP2蛋白,建立抗IBDV血清抗体的间接ELISA检测方法,研究IBDV VP2蛋白的结构与功能。结果表明:该 方法与进口试剂盒平行检测对比试验显示,其敏感性为93.4 ,特异性为90.9 ;对VP2亚单位疫苗免疫的血清样本 的8次重复检测,变异系数小于4 ,表明该检测方法对VP2亚单位疫苗免疫效果的监测、评价具有更高的可靠性。 关键词:鸡传染性法氏囊病病毒;reBacmid—VP2蛋白;ELISA 中图分类号:S 852.65 9.4 文献标识码:A 文章编号:1671—4652(2006)03—0001—04 Establ ishment of indirect ELISA method for antibody of IBDV using VP2 of IBDV expressed in recombinant bacul ovirus system XU Xiao—qin ,LI Ying-xiao ,QIN Ai—jian ,SHAO Hong—xia (1.Coil of Vet Med,Yangzhou Univ,Yangzhou,225009,China; 2.Xmyang Agric Coil,Xinyang,464000,China) ABSTRACT:To further study the relationship between structure and function of IBDV VP2 from JS cell line,the re— Bacmid—VP2 expressed in Bac—to-Bac baculovirus system was used in this test to establish the indirect ELISA method for de- tecting the sera-antibody of IBDV.The results showed that the sensitivity and the specificity of the detection method used in this study was 93.4%and 90.9 ,respectively,compared with the imported kit for testing sera of anti—IBDV;the dec- tion for sera from chiken immunized with VP2 sub—unit vaccine was repeated 8 times.and the variation coefficient was lass than 4 .It suggested that the method could be used to survey or evaluate the effect of VP2 subunit vaccine,and have higher reliability than the imported kit. KEY WORDS:IBDV;reBacmid-VP2 protein;ELISA 鸡传染性法氏囊病病毒(IBDV)为双节段RNA病毒科双节段RNA病毒属成员,其基因组由两个 节段双链RNA(A、B)构成。其中,A片段主要编码VP2 ̄VP5几种蛋白,B片段主要编码VP1。有研 究[1 认为,VP2不仅是IBDV的主要结构蛋白,而且是宿主主要保护性抗原,与病毒中和抗体的诱导与 识别、病毒毒力变异、病毒抗原漂变等有关。国内外许多研究人员[z-93曾利用VP2的免疫原性研究抗 IBD的基因工程疫苗,分别在大肠杆菌、酵母、重组鸡痘病毒、重组昆虫杆状病毒、重组疱疹病毒等许多 表达系统中,都成功地表达了VP2蛋白,经动物免疫试验证实,这些表达系统表达的VP2蛋白都能诱 导机体产生较高的中和抗体,但抗IBDV攻击的免疫保护和保护法氏囊组织损伤的能力却不够理想。 为了进一步研究IBDV VP2蛋白的结构与功能,探索IBDV VP2重组诊断抗原在亚单位疫苗免疫 收稿日期:2006一O5—2O 基金项目:国家高技术研究发展计划项目(863—2002AA245081) 作者简介:许小琴(1962-- ),男,扬州大学副教授、博士,主要从事中兽医医药科学与临床研究。 E—mail:xuxiaoqingx@yahoo.com.cn 维普资讯 http://www.cqvip.com

2 扬州大学学报(农业与生命科学版) 第27卷 效果监测中的应用,本研究应用Bac—to—Bac杆状病毒表达系统表达的IBDV js株VP2基因的重组杆状 病毒reBacmid—VP2蛋白,建立了抗IBDV血清抗体的间接EI ISA检测方法,该检测方法具有特异性 强、敏感性高的特点,尤其是对IBDV VP2亚单位疫苗免疫血清抗体的监测更为可靠。 1材料与方法 1.1主要试剂 DMEM、Grace’s Insect Cell Culture Medium、Lactalbumin hydrolysate、Yeastolate solution(5 0×)为 美国GibcoBRL公司产品。Tryptone、Yeast extract为英国Oxoid公司产品。胎牛血清(Fetal bovine serum)、新生牛血清为杭州四季青公司产品。青霉素、链霉素和氨苄青霉素为国内厂家生产。Amphoter— imycin B、IPTG、X—gal为上海生物工程公司产品。 FITC标记的羊抗鼠IgG、HRP标记的羊抗鼠IgG和HRP标记的兔抗鸡IgG均为美国Sigma公司 产品;抗体IBDV单抗由美国禽病与肿瘤研究所惠赠;DAB(3’,3,_diaminobenzidine)、OPD (o—phenylenediamin dihydrochloride)均为美国Sigma公司产品。 1.2试验细胞及毒株 草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞Sf9由扬州大学江苏省动物预防医学重点实验室(本 室)保存,培养基为TNM—FH完全培养基(Grace’s Insect Cell Culture Medium,含3.3 Lactalbumin hydrolysate,3.3 Yeastolate solution,10 Fetal bovine serum,0.25 g・mI ~Amphoterimycin B, 100 U・mI ~Penicillin,i00 g・mI ~Streptomycin,用10 mol・I NaOH调pH至6.0)。 重组杆状病毒reBacmid—VP2由本课题组利用IBDV js株的VP2基因构建。 1.3血清 . 鸡血清样品362份,分别采自扬州大学动物医院门诊病鸡。IBD阳性血清、鸡新城疫(ND)阳性血 清、鸡马立克氏病(MD)阳性血清、鸡减蛋综合征(EDS)阳性血清、鸡传染性支气管炎(IB)阳性血清均为 本室保存。SPF鸡血清采自中牧实业股分有限公司南京药械厂SPF鸡繁殖场提供的1日龄SPF雏鸡。 其他常规试剂均为国产分析纯产品。 1.4方法 1)重组杆状病毒表达的VP2包被抗原的制备:取P3代重组病毒reBacmid—VP2感染正常Sf9细 胞,27‘C培养72 h后收取细胞,12 000 r・min 离心5 min,去上清,用PBS液清洗,12 000 r・min 离心5 min,去上清,加超纯水重悬,于冰浴条件下用JY92一Ⅱ超声波细胞粉碎仪彻底破碎细胞,装透析 袋,在4 C冰箱中用500 g・I _。PEG 。。。透析浓缩至原体积的1/10左右,以15 000 r・min 离心 30 min,去沉淀;上清以35 000 r・min (4 C)离心3 h,去上清;用少量TNE(O.O1 mol・L~Tris, 0.1 mol・I _。NaC1,0.01 mol・L—EDTA,pH 7.4)溶解沉淀,以不连续蔗糖密度梯度[梯度由600和 250 g・kg 蔗糖组成]35 000 r・min (4 C)离心3 h,收集中间层乳白色带,经含1 g・kg—NaN。的 TNE透析后,再用PEG 。。。反渗透浓缩至原总体积的1/50左右。经紫外分光光度计测得纯化的re— Bacmid—VP2抗原蛋白含量为0.598 mg・mI ~。抗原分装,于一20 C条件下保存。同法制备野生杆状病 毒感染Sf9细胞的阴性抗原。 2)IBDV包被抗原的制备:用IBDV js株攻毒死亡鸡的法氏囊病料稀释液,经泄殖腔接种28日龄 SPF雏鸡1O羽(100 L・羽_。,100个I D 。・羽-1),隔离器内饲养观察,接种后96 h内全部死亡。无菌 采集死亡鸡法氏囊组织,加入5倍量灭菌PBS液,于超净工作台内粉碎碾磨,取病料组织液反复冻溶 4次后,15 000 r・min_1离心10 min,上清中加入200 mI ・L 1氯仿,混匀后8 C下4 000 r・min 离 心15 min,上层水相装袋透析,采用上述方法分离提取的法氏囊病料组织IBDV抗原蛋白为 0.458 mg・mI 一。抗原分装,于一20 C下保存。 3)间接EI ISA反应条件的选择:将reBac—VP2抗原、病料组织提取的IBDV抗原和野生杆状病毒 感染的Sf9细胞阴性抗原,分别用包被液从1:i00开始倍比稀释成9个稀释度包板。前两种抗原各重 维普资讯 http://www.cqvip.com

第3期 许小琴等:应用重组杆状病毒表达的IBDV VP2抗原建立其抗体监测方法 3 复包被7块板,阴性抗原包被1块板;抗IBDV阳性血清和SPF鸡阴性血清分别按1:100、1:200、 1:400倍稀释;兔抗鸡IgG酶标二抗以1:30 000稀释,进行方阵测定;其他反应条件参考文献[10—11] 方法进行。 4)间接El ISA的交叉反应:用建立的间接EI ISA方法,分别检测IBD阳性血清、ND阳性血清、 MD阳性血清、EDS阳性血清和IB阳性血清,各7~12份。 5)间接EI ISA与进口试剂盒的对比试验:将362份采自动物医院门诊病鸡的血清样本,分别用建 立的间接EI ISA检测方法与美国进口试剂盒按其说明书操作进行平行检测,参照刘秀梵口 所述方法 计算该间接El ISA检测结果与进口试剂盒检测结果的符合率、敏感性、特异性、阳性符合率、阴性符合 率、Youden指数。 6)稳定性试验:选取VP2基因免疫鸡不同抗体滴度的血清样本11份,用建立的间接ELISA检测 方法,每周进行1次,共重复检测8次。 2结果与分析 2.1 reBacmid—VP2蛋白的ELISA抗原性 分别以reBacmid—VP2在Sf9细胞内表达的VP2抗原、病料组织提取的IBDV抗原和野生杆状病毒 感染的Sf9细胞阴性抗原为间接EI ISA检测抗原,以抗IBDV阳性血清和SPF鸡阴性血清为被检测对 象,进行方阵测定。结果表明:reBacmid—VP2、病料组织IBDV抗原均能特异性地识别抗BDV阳性血清 和阴性血清,而野生杆状病毒感染的Sf9细胞阴性抗原对阳性血清和阴性血清,均呈现阴性结果 (D 。。 <0.183)。但病料组织IBDV抗原包被板,在检测SPF鸡血清样本时,其D值均大于0.457,明 显高于reBacmid—VP2抗原和阴性对照抗原包被板对SPF鸡血清的检测结果,说明病料组织提取的 IBDV抗原并不是间接E【 ISA检测的理想包被抗原。因此,在本试验数据的分析统计中,未将病料组织 提取的IBDV抗原包被板的检测结果列出。 2.2间接ELISA反应条件 将reBacmid—VP2抗原以1:100开始倍比稀释成9个稀释度,阳性血清和阴性血清分别以1:100 开始倍比稀释成3个稀释度,方阵测定结果见表1。 表1方阵测定的P/Iv值 Tab.1 The P 7N ratios of checkerboard titration …oo 8.04(丽1.472)11.19( 1.455)12.35(而1.408)11.93(丽1.372)7.72( )s.。s …oo 8.73( 1.362) ( )9.84( 1.338)11.30(而1.311)7.55( ) .。 …….。e( ) .zs( )7.74(而0.905)s.s ( )7.09( 0.659) .15 *括号内为P/Ⅳ值,且当Ⅳ<O.05时,均取0.05计算P/Ⅳ值;P为阳性组D值,Ⅳ为SPF组D值。 由表1可见,血清样本3个稀释度的检测结果显示,当血清样本从1:200稀释度下降到1:400 时,D值明显下降;当抗原从1:800稀释(包被量为0.75 g・孔 )下降到1:1 600时,阳性血清以 1:100和1:200稀释组的D值由大于1.30迅速下降到小于0.85,且P/Ⅳ值也由11.3以上下降到 7.72以下,说明此抗原的最佳包被量为0.75/xg・孔一,被检血清最佳稀释倍数为1:200。根据P/Ⅳ 值最高原则分别测得的最佳包被液为0.02 mol・I _。(pH 9.6)碳酸盐缓冲液,最佳封闭液为5 脱脂 乳,最佳封闭作用方式为37 lC作用1 h后4_C过夜。检测结果判定标准:每块酶标板上设2份阳性血清 对照和2份阴性血清对照,分别计算其平均阳性D(D )值和平均阴性D(D )值,则待检血清样品的 D≥0.43D +0.57D 判为阳性,反之为阴性。 维普资讯 http://www.cqvip.com

4 扬州大学学报(农业与生命科学版) 第27卷 2.3 间接EuSA的交叉反应 用reBacmid—VP2抗原建立的间接EI ISA分别检测了IBD阳性血清、ND阳性血清、MD阳性血清、 EDS阳性血清、IB阳性血清,各7~12份。检测结果表明,IBD血清全为阳性,其余血清均为阴性,说明 该方法具有高度的特异性。 2.4间接ELISA与进口试剂盒的对比试验结果 在两种方法平行检测的362份动物医院门诊病鸡血清样本中,进IZl试剂盒检测为阳性的197份血 样中,间接ELISA检测为阳性的是184份;进IZl试剂盒检测为阴性的165份血样中,间接ELISA检测 为阴性的是15O份。平行检测的362份血清样品中两种方法检测结果相一致的有334份。与进IZl试剂 盒相比,间接ELISA敏感性为93.4%(184/197),特异性为90.9%(15o/165),总符合率为92.3 (334/362)。统计分析显示:阳性符合率为86.8%[-184/(184+13+15>-1,阴性符合率为84.3 [-15o/ (15O+15+13)],Youden指数为0.85。本试验结果说明该间接ELISA检测结果有较高的可信度。 2.5稳定性试验 经间接ELISA检测后,取不同抗体滴度的VP2基因疫苗免疫血清样本11份,按同样的方法进行 了每周1次共8次的重复检测试验,结果见表2,不同D值的血清样本变异系数小于4 ,说明该间接 EI ISA检测方法对检测VP2基因疫苗免疫血清抗体具有很好的重复性。 表2间接ELISA的稳定试验 Tab.2 The repeat test of|ndrect ELISA within a batch 重复 不同编号样品D49。nm值 次数 1 0.399 0.392 0.401 0.402 0.396 0.411 0.408 0.397 0.401 0.006 3 2 0.114 0.116 0.116 0.109 0.107 0.115 0.108 0.112 0.112 0.003 5 3.17 3 1.138 1.137 1.139 1.134 1.142 1.141 1.137 1.138 1.138 0.002 5 0.22 4 0.905 0.914 0.913 0.908 0.911 0.907 0.905 0.909 0.909 0.003 4 0.38 5 0.234 0.237 0.228 0.229 0.213 0.234 0.232 0.229 0.232 0.003 1 1.34 6 0.069 0.064 0.070 0.067 0.066 0.065 0.068 0.067 0.067 0.002 0 2.99 7 0.056 0.054 0.057 0.053 0.055 0.057 0.058 0.053 0.055 0.OO1 9 3.47 8 1.339 1.338 1.331 1.362 1.342 1.357 1.339 1.347 1.344 0.010 4 0.78 9 0.841 0.850 0.847 0.851 0.846 0.843 0.845 0.849 0.847 0.003 5 0.41 10 0.892 0.886 0.887 0.889 0.894 0.887 0.893 0.891 0.890 0.003 0 0.34 11 0.789 0.782 0.785 0.781 0.787 0.791 0.783 0.786 0.785 0.003 5 0.44 CV/ 1.64 3讨论 1)随着对杆状病毒分子生物学的研究,利用昆虫核多角体病毒的多角体蛋白基因(phg)的强启动 子而建立起来的高效多用载体宿主表达系统已成为引人注目的新型表达系统。以杆状病毒为载体的昆 虫细胞表达系统具有明显的优势。在感染细胞中,外源基因蛋白表达水平可达1 mg・mL (含2×1O 个培养细胞),其表达能力是其他系统所无法相比的;且杆状病毒有严格的宿主专一性,对脊椎动物和植 物均无致病性,也不能在非宿主细胞中繁殖或发生整合,十分安全;杆状病毒在昆虫细胞中既能表达原 核基因又能表达真核基因,其表达产物的抗原性与天然蛋白十分相似。本课题组构建的表达IBDV VP2 基因的重组杆状病毒rBacmid—VP2在Sf9细胞中可以大量繁殖,rBacmid—VP2蛋白的表达量为 0.598 mg・mI _。。经间接免疫荧光试验证实,该重组病毒表达的VP2蛋白与天然VP2蛋白一样,均可 被IBDV单克隆抗体和抗IBDV阳性血清抗体所识别。 2)利用重组杆状病毒rBacmid—VP2在Sf9细胞中表达的VP2蛋白作为抗原,建立的抗IBDV血清 抗体间接ELISA检测方法与进IZl试剂盒平行检测的362份血清,阳性符合率为86.8%[-184/(184+ 13+15)],阴性符合率为84.3%,敏感性为93.4%(184/197),特异性为90.9 ,表明该检测方法具 (下转第34面) 维普资讯 http://www.cqvip.com

34 扬州大学学报(农业与生命科学版) 第27卷 2003,30(8):755-760. [9]王启贵,钟发刚,李辉,等.绵羊产羔性状主效基因检测研究[J].遗传,2005,27(1):8O一84. [10]储明星,成荣,陈国宏,等.小尾寒羊和湖羊高繁殖力候选基因BMP15的研究[J].安徽农业大学学报, 2005,32(3):278—282. [1 1]t3odin L,Lecerf F,Pisselet C,et a1.How many mutations are a ̄ociated with increased ovulation rate and litter size in progeny of Lacaune meat sheep[G]∥Proceedings of the International Workshop on Major Genes and QTL in Sheep and Goat.Toulouse:INRA,France,2003:2-11. [12]Hanrahan J P,Gregan S M,Mulsant P,et a1.Mutations in the genes for oocyte—derived growth factors GDF9 and BMP1 5 are associated with both increased ovulation rate and sterility in Cambridge and Belclare sheep(Ovis aries) [J].Bio Reprod,2004,70(4):900—909. [1 3]Guo W,Chu M X,Deng X M,et a1.Association of a single codon deletion in bone morphogenetic protein 1 5 gene with prolificacy in Small Tail Han sheep[J].Asian—Aust J Anim Sci,2004,17(11):1491—1495. [14]储明星,桑林华,王金玉,等.小尾寒羊高繁殖力候选基因BMP15和GDF9的研究[J].遗传学报,2005, 32(1):38—45. [1 5]Braw—Tal R,McNatty K P,Smith P,et a1.Ovaries of ewes homozygous for the X—linked Inverdale gene( c ) are devoid of secondary and tertiary follicles but contain many abnormal structures[J].Bio Reprod,1993,49(5): 895—907. (上接第4面) 有特异性强、敏感性高的特点。尤其是VP2基因疫苗免疫的血清样本不同时间的多次重复试验表明,变 异系数小于4 9,5,这为进一步研究VP2亚单位苗免疫效果的监测、评价奠定了基础。 参考文献: [1] Yamaguchi T,Ogawa M,Inoshima Y,et a1.Identification of sequence changes responsible for the attenuation of highly virulent infectious bursal disease virus[J].Virology,1996,223:219—223. [2] Azad A A,Mckern N M,Macreadie I G,et a1.Physicochemical and immunological characterization of recombinant host—protective antigen(VP2)of infectious burasl disease virus[J].Vaccine,1991,9:715-722. [3] Heine H G,Boyle D B.Infectious bursal disease virus structural protein VP2 expressed by a fow lpox virus recom bi— nant confers protection against disease in chickens[J].Arch Virol,1993,131:277—292. [4] Dartail R,Bublot M,Laplace E,et a1.Herpesvirus of turkey recom binant viruses expressing infectious bursal diesase virus(IBDV)VP2 immunogen induce protection against an IBDV virulent challenge in chickens[J].Virology, 1995,211(2):48I-490. [5] Jagadish M N,Vaughan P R,Irving R A,et a1.Expression and characterization of infectious bur ̄l disease virus polyprotein in yeast[J].Gene,1990,95:179—186. [6] Macreadie I G,Vanghan P R,Chapman A J,et a1.Passive protection against infectious bursal disease virus by viral VP2 expressed in yeast[J].Vaccine,1 990,8:549—522. [7] Bayliss C D,Perters R W,Cool J K A,et a1.A recombinant fowpox virus that expresses the VP2 antigen of infec— tious bur ̄l disease virus induces protection against mortality caused by the virus[J].Archives of Virology,1991, 120:193—205. [8] Dybing J K,Jackwood D J.Expression of Md infectious bursal disease viral proteins in baculovirus[J].Avian Dis, 1996,41:617-626. ’ [9] Vakharia V N,Snyder D B,He J,et a1.Infectious bur ̄l disease virus structural proteins expressed in a baculoviurs recombinant confer protection in chickens[J].J Gen Virol,1993,74:1201—1206. [10] 徐宜为.免疫检测技术[M].2版.北京:科学出版社,1991. [11] 杨利国,胡少昶,魏平华,等.酶免疫测定技术[M].南京:南京大学出版社,1998. [12] 刘秀梵.兽医流行病学[M].2版.北京:中国农业出版社,2000. 

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