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牛传染性鼻气管炎(infectious bovine rhinotracheitis,IBR)是由牛传染性鼻气管炎病毒或牛疱疹病毒1型(infectious bovine rhinotracheitis virus or Bovine herpesvirus-1,BoHV-1)引起的牛的病毒性传染病。该病能够引起上呼吸道及气管发炎,呼吸困难、流鼻涕,此外还有结膜炎、龟头炎、阴道炎,新生牛的全身性感染。现有防治方法主要是使用传统疫苗,包括传统灭活疫苗和减毒活疫苗,但是他们自身都存在各自的缺点,比如灭活疫苗的制备过程会破坏抗原性,减毒活疫苗存在毒力返强的风险并且还有免疫抑制。为了克服这些缺点,我们将毒力基因和免疫抑制基因gG,TK和gE先后进行了缺失,本研究利用同源重组原理,通过报告基因EGFP便于筛选,先后将gG和TK基因缺失,构建了BoHV-1gG–/TK–双基因缺失病毒,对其生物学特性、安全性、免疫性和保护力进行了研究;为了进一步使该病毒致弱,本研究还继续将gE基因缺失,最终获得BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+基因缺失病毒,并对其免疫保护力进行了研究;此外,本文还进行了BoHV-1gG–/TK–和BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+抵抗BoHV-5的研究。主要研究内容如下: 1.BoHV-1gG–/TK–的生物学特征研究BoHV-1gG–/TK–形成的空斑直径比野生型病毒减少72%,生长滴度下降约10倍。体外遗传稳定性研究证明了连续传30代,该重组病毒依然稳定。以不同的比例和野生型病毒混合,最终都没有检测到其他重组病毒。体内连续传五代也没有发现该基因缺失病毒有毒力返强的现象,从传到第三代后,病毒和其核酸没有被检测到。 2.BoHV-1gG–/TK–的兔体研究通过鼻腔接种,从临床上可以观察到接种BoHV-1gG–/TK–的兔子表现出轻微的症状,但是wt BoHV-1组则表现出更严重的症状。BoHV-1gG–/TK–能够诱导细胞免疫,以Th1类细胞因子为主,但是细胞因子主要是wt BoHV-1诱导产生的量更多。BoHV-1gG–/TK–诱导产生的中和抗体滴度下降。接种BoHV-1gG–/TK–的兔子鼻腔排毒量和排毒时间明显少于wt BoHV-1组。以上数据表明该重组病毒在兔体上是致弱的。免疫21天后肌肉注射地塞米松,BoHV-1gG–/TK–没有被激活,而wt BoHV-1被再次激活。在野毒组和BoHV-1gG–/TK–组中兔子的三叉神经节中都检测到了病毒核酸,说明BoHV-1gG–/TK–可以建立潜伏感染,但是不能被地塞米松激活。 3.BoHV-1gG–/TK–的牛体研究通过鼻腔接种三种病毒(BoHV-1 gG–/TK–、BoHV-1TK–/gE–/EGFP+基因缺失重组病毒和野毒)进行平行实验,用三个剂量4×105PFU,4×106PFU和4×107PFU,评价了BoHV-1gG–/TK–安全性、免疫性和保护力。鼻腔接种后,BoHV-1gG–/TK–和BoHV-1TK–/gE–/EGFP+组中的任何剂量组的动物都没有出现临床症状,但是野毒对照组却出现了典型的牛传染性鼻气管炎的症状。BoHV-1gG–/TK–能够在体内外诱导更高水平的IFN-β。但是其他细胞因子例如:IFN-γ和TNF-α的产生量很低。连续肌肉注射地塞米松不能使BoHV-1gG–/TK–再激活,这与兔体的实验结果一致。攻毒后,BoHV-1gG–/TK–组的中、高剂量都能提供完全的保护力。所有数据都表明BoHV-1gG–/TK–毒力是充分致弱的,能够提供免疫保护力,并且比商品化疫苗株BoHV-1TK–/gE–/EGFP+,因此可望成为抗IBR的标记疫苗后选毒株。 4.BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+的生物学特征研究以BoHV-1gG–/TK–为亲本株,进一步缺失gE基因,获得BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+重组病毒。三基因缺失病毒的空斑直径比野生型病毒wtBoHV-1减小78%,比亲本株BoHV-1gG–/TK–减小约6%。生长曲线和亲本株相似。病毒的滴度没有明显发生变化。 5.BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+免疫抵抗wt BoHV-1的牛体研究将三种重组病毒BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+、BoHV-1gG–/TK–和BoHV-1gG–/TK–/gE–以4×107PFU/头分别鼻腔接种牛体,比较观察三种重组病毒对牛体的安全性、免疫性和抗wt BoHV-1感染能力。接种后虽然基因缺失病毒组的个别牛都有少量的鼻腔分泌物,但是没有影响牛的采食和饮水及精神状态,也没有出现其他临床症状。免疫后的排毒量和排毒时间都是少于野毒对照组。在所有基因缺失免疫组中 BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+组的排毒量最少。虽然 BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+诱导产生的细胞因子以及中和抗体都偏低,但是sIgA的量在免疫后第14天和28天高于其他组。注射地塞米松后,BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+不能被激活。检测各个组的BoHV-1的总抗体滴度发现,注射地塞米松与没有注射地塞米松相比,野毒对照组的抗体滴度出现了骤增,而其他组的抗体滴度没有发生明显的变化。攻毒后,BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+能够提供免疫保护力,该免疫组的动物临床症状明显低于未免疫组,排毒量和排毒时间都低于未免疫组。所有基因缺失病毒免疫组的肺脏组织评分都低于未免疫组,但是BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+免疫组的分值高于其他两组基因缺失免疫组(P=0.45)。双基因病毒保护效果优于三基因缺失病毒,但三基因缺失病毒毒力进一步降低,所以该重组病毒也可成为疫苗选株。 6.BoHV-1gG–/TK–和BoHV-1gG–/TK–/gE–/EGFP+抵抗wt BoHV-5感染的牛体研究鼻腔分别接种4×107PFU/头剂量的BoHV-1gG–/TK–和gG–/TK–/gE–/EGFP+,免疫28天后,用wt BoHV-5鼻腔攻毒,攻毒剂量为4×107PFU/头。免疫组表现出的神经症状轻于未免疫组,排毒量和时间都少于未免疫组。虽然未免疫组的牛没有出现致死性的神经症状,但是表现出来的症状也重于两个免疫组。中枢神经组织切片观察证明,免疫组的脑组织和三叉神经节的病变都明显轻于未免疫组,与临床表现出来的症状一致,双基缺失病毒保护效果优于三基因缺失病毒。