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《動物醫(yī)學進展雜志》2016年第9期
摘要:
為制備犬細小病毒膠體金免疫層析試紙,將F81細胞中分離的CPV免疫Balb/c小鼠,取其脾細胞與骨髓瘤細胞融合,建立間接ELISA方法篩選分泌CPV單克隆抗體的雜交瘤細胞,獲得1株能穩(wěn)定分泌CPV單克隆抗體的雜交瘤細胞株,命名為3E2。3E2的亞類為IgG1型,腹水抗體效價為1.8×105,交叉試驗表明,3E2可與CPV特異性結(jié)合,與其他犬常見病毒無交叉反應(yīng)。用3E2單克隆抗體制備的檢測CPV的膠體金免疫層析試紙條特異性良好,為診斷和研究CPV奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:
犬細小病毒;病毒分離;單克隆抗體;膠體金免疫層析試紙
犬細小病毒病是由犬細小病毒所引起的傳染性疾病,可通過直接或間接接觸傳播,以劇烈的嘔吐、腹瀉和白細胞減少為主要特點,可引起犬急性心肌炎。犬細小病毒傳播性強,發(fā)病率和病死率較高,且可感染狐、貉、狼等動物,對養(yǎng)犬業(yè)和皮毛動物等經(jīng)濟動物養(yǎng)殖業(yè)可造成巨大經(jīng)濟損失[1]。1977年,美國科學家最先從患腸炎的犬糞便中分離出CPV。1983年,徐漢坤等首次報道了犬細小病毒病在我國的出現(xiàn)。CPV在分類上屬細小病毒科,病毒呈圓形或六邊形,無囊膜,直徑約25nm。病毒顆粒具有球型的衣殼,衣殼內(nèi)包含單鏈線狀DNA,在DNA兩端各有一個發(fā)夾樣的回文結(jié)構(gòu),DNA量占整個病毒粒子重量的25%~34%。CPV基因主要編碼結(jié)構(gòu)蛋白VP1、VP2、VP3和非結(jié)構(gòu)蛋白NS1、NS2。VP1和VP2構(gòu)成病毒的衣殼,其中VP2是主要結(jié)構(gòu)成分和免疫原性蛋白,能夠促使機體產(chǎn)生中和抗體[2]。VP1和VP2蛋白對病毒與宿主細胞之間的識別起重要作用,刪除VP1或VP2蛋白的突變體均失去了對宿主細胞的感染能力。近年來,CPV非結(jié)構(gòu)蛋白NS1被認為在病毒的致病性和細胞毒方面起主要作用,并在體外可引起腫瘤細胞凋亡[3-5]。目前國內(nèi)外對犬細小病毒的診斷主要通過臨床癥狀診斷、血常規(guī)檢查和試紙快速診斷等,前兩者存在著依賴臨床經(jīng)驗、特異性低等缺點,難以達到對犬細小病毒病快速診斷的要求;而快速診斷試紙條主要被國外產(chǎn)品所壟斷[6]。本研究用F81細胞分離的CPV制備獲得了單克隆抗體,并用單克隆抗體,初步制備了CPV的膠體金層析快速檢測試紙條。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1實驗動物、細胞株及毒株
貓腎細胞系細胞(F81),購自中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所;犬細小病毒病料,河南牧業(yè)經(jīng)濟學院動物醫(yī)院提供;SP2/0多發(fā)性骨髓瘤細胞,河南牧業(yè)經(jīng)濟學院生物工程學院生物技術(shù)實驗室保存;Balb/c小鼠和日本長耳大白兔,購自河南農(nóng)業(yè)大學實驗動物中心;含有CPVVP2基因的重組質(zhì)粒pGEX-6p-1-VP2,河南牧業(yè)經(jīng)濟學院生物工程學院生物技術(shù)實驗室構(gòu)建并保存;犬瘟熱病毒(CDV)、犬冠狀病毒(CCV)和犬腺狀病毒(CAV),河南牧業(yè)經(jīng)濟學院生物工程學院生物技術(shù)實驗室鑒定并保存。
1.1.2主要試劑與藥品
dNTP、DNA提取試劑盒、瓊脂糖、DNAMarkerDL2000和蛋白分子質(zhì)量標準等,寶生物工程(大連)有限公司產(chǎn)品;DMEM、弗氏完全佐劑、弗氏不完全佐劑、50倍HAT貯存液,GIBCO公司產(chǎn)品;胎牛血清,Hyclone公司產(chǎn)品;HRP-羊抗鼠IgG、HRP-羊抗兔IgG、羊抗鼠IgG抗體、PEG4000、DMSO、BSA及氯金酸,Sigma公司產(chǎn)品;硝酸纖維素膜(NC膜),Millipore公司產(chǎn)品;樣品墊和PVC底板,上海金標生物科技有限公司產(chǎn)品;SBAClonotypingSystem/HRP抗體亞類鑒定試劑盒,SouthernBiotechnology公司產(chǎn)品;引物合成和序列測定由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司完成;CPV多抗IgG由河南牧業(yè)經(jīng)濟學院生物工程學院生物技術(shù)實驗室制備;犬細小病毒陰性血清由河南牧業(yè)經(jīng)濟學院動物醫(yī)院提供;其他常規(guī)用試劑為國產(chǎn)或進口分析純。
1.2方法
1.2.1病毒的鑒定
樣品由河南牧業(yè)經(jīng)濟學院動物醫(yī)院提供。采集出現(xiàn)血便、高熱等疑似CPV感染的犬糞便,加入適量磷酸鹽緩沖液,5000r/min離心10min,收獲上清液。按常規(guī)DNA提取方法提取DNA,置于-20℃保存?zhèn)溆谩⒄誄PV基因序列(基因登錄號:M19296.1),設(shè)計引物序列為:上游引物P1:5′-AATCACAGCAAACTCAAG-CAGAC-3′;下游引物P2:5′-TAGCAAATTCAT-CACCTGTTCTTAG-3′。以提取的DNA樣品為模板,使用Taq酶擴增,反應(yīng)條件為:94℃5min;94℃30s,55℃30s,72℃60s,共30個循環(huán);最后72℃10min。取PCR反應(yīng)產(chǎn)物5μL用10g/L瓊脂糖凝膠電泳觀察結(jié)果[7]。
1.2.2病毒的分離和抗原的制備
將采集的病料加入含1000單位/mL青霉素和鏈霉素的DMEM細胞維持液(含20mL/L胎牛血清)制成1∶9的懸液,混勻后5000r/min離心20min,取上清,用0.22μm微孔濾膜過濾,置-20℃保存?zhèn)溆谩螌拥腇81細胞用胰蛋白酶消化,按1∶2傳代,按體積10%的病料上清同步接種F81細胞,置37℃、體積分數(shù)為5%的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),設(shè)立陰性對照,同時逐日觀察細胞病變并進行盲傳[8-9]。待細胞病變達到80%以上時,反復(fù)凍融3次,10000r/min4℃離心30min,收獲上清,加入PEG6000濃縮,經(jīng)過Sepharose4FF凝膠柱層析,收集洗脫峰即為CPV抗原,紫外分光法檢測CPV濃度,保存于-80℃。
1.2.3間接ELISA檢測方法的建立
以純化的VP2蛋白作為包被抗原[10],采用方陣滴定確定陽性血清的最佳濃度和最佳抗原包被濃度,建立了間接ELISA方法。通過酶標儀讀取OD值判定結(jié)果,以O(shè)D待檢血清>0.4且P/N≥2.1為陽性判定標準。另外檢測30份犬細小病毒陰性血清450nm波長處的OD值,并將平均OD值與3倍的標準差(SD)之和作為陰陽性的臨界值,即珚x+3SD為確定的陰陽性界限[11]。
1.2.4小鼠的免疫
將純化的CPV抗原加等體積弗氏完全佐劑初次免疫6周齡Balb/c小鼠,每隔2周分別再注射2次以加強免疫。細胞融合前3d再加強免疫1次注射抗原。
1.2.5雜交瘤細胞的篩選和McAb腹水制備
按常規(guī)方法進行細胞融合,使用建立的間接ELISA方法篩選陽性雜交瘤細胞,有限稀釋法進行克隆化培養(yǎng),選擇能夠穩(wěn)定分泌、效價較高的單個克隆進行培養(yǎng)。按常規(guī)方法制備腹水,并采用辛酸-硫酸銨鹽析法和親和層析法純化腹水中的McAb[12]。
1.2.6McAb亞型鑒定及染色體計數(shù)
①采用SBAClonotypingSystem/HRP抗體亞類鑒定試劑盒測定制備的CPVMcAb的Ig亞類。②選擇生長良好的雜交瘤細胞,用秋水仙素阻斷法進行染色體核型分析,在顯微鏡下選擇染色體分散良好的細胞觀察計數(shù)。
1.2.7McAb的特異性分析
將犬細小病毒(CPV)、犬瘟熱病毒(CPV)、犬冠狀病毒(CPV)和犬腺病毒Ⅱ型(CAV)作為包被抗原進行間接ELISA,檢測該單克隆抗體的特異性。
1.2.8膠體金抗體的制備
將200mL0.1g/L氯金酸溶液,攪拌加熱至沸騰,迅速加入2mL10g/L檸檬酸三鈉溶液,溶液顏色從淺黃逐漸變黑,然后變紅,繼續(xù)煮沸10min,溶液冷卻后微孔濾膜過濾,4℃下保存?zhèn)溆谩⒅苽涞哪z體金,調(diào)整pH至8.0后加純化后的3E2單抗攪拌,室溫靜止5min,經(jīng)低溫高速離心法純化獲得膠體金抗體[13]。
1.2.9免疫試紙條的制備和初步鑒定
在玻璃纖維上噴涂膠體金抗體。取蛋白濃度為1.5mg/mL的CPV多抗IgG標記在硝酸纖維素膜上,設(shè)為檢測線;取蛋白濃度為1.0mg/mL的羊抗鼠IgG抗體噴在離檢測線5mm處,即為質(zhì)控線;將噴有檢測線和質(zhì)控線的硝酸纖維素膜與樣品墊、膠體金墊、NC膜、吸水紙組裝成試紙條。取PCR和ELISA鑒定的犬細小病毒(CPV)、犬瘟熱病毒(CDV)、犬冠狀病毒(CCV)和犬腺病毒Ⅱ型(CAV),用制備的膠體金試紙條進行檢測,驗證其特異性。
2結(jié)果
2.1PCR鑒定
通過PCR擴增,得到608bp左右的預(yù)期大小目的片段,經(jīng)測序與預(yù)期序列一致,證明樣品中含有CPV(圖1)。
2.2病毒的分離
從第3代開始一般會出現(xiàn)規(guī)律性細胞病變,接種病料上清液后約24h~36h,細胞出現(xiàn)彌散性顆粒,胞漿收縮,細胞變圓;約48h病變細胞開始逐漸拉網(wǎng)、崩解、脫落;約72h~96h,細胞病變達80%以上時,收毒,置-80℃保存?zhèn)溆茫▓D2)。
2.3間接ELISA方法建立
采用方陣滴定確定抗原的最佳包被濃度和陽性血清最佳稀釋度,陽性判斷標準為OD待檢血清>0.4,且OD待檢血清/OD標準陰性值≥2.1,當抗原的稀釋濃度為1∶160,血清的稀釋度為1∶80,陰性與陽性血清的OD450nm值相差最大(P/N=9.253)。建立了篩選犬細小病毒McAb的間接ELISA方法(表1)。
2.4雜交瘤細胞株的篩選
經(jīng)脾細胞與骨髓瘤細胞SP2/0細胞融合并篩選,獲得1株能高效分泌抗CPV單克隆抗體的雜交瘤細胞株,命名為3E2。間接ELISA檢測,3E2腹水效價為1∶1.8×105。
2.5McAb的Ig亞類鑒定檢測
抗體的Ig亞類,結(jié)果表明,3E2亞類為IgG1型。
2.6雜交瘤細胞染色體數(shù)目
Balb/c小鼠脾細胞的染色體為40條,SP2/0骨髓瘤細胞的染色體為62條。統(tǒng)計結(jié)果表明,該細胞株染色體數(shù)介于90條~100條,大約為小鼠脾細胞和SP2/0骨髓瘤細胞染色體數(shù)目之和,說明為兩者融合產(chǎn)生(圖3)。
2.7McAb的特異性檢測
將3E2分別與犬細小病毒(CPV)、犬瘟熱病毒(CDV)、犬冠狀病毒(CCV)和犬腺病毒Ⅱ型(CAV)包被的ELISA板進行交叉反應(yīng)試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),3E2與CPV可發(fā)生陽性反應(yīng),與CDV、CCV和CAV不發(fā)生反應(yīng),表明制備的McAb與其他犬常見病毒沒有交叉反應(yīng),制備的3E2單克隆抗體有良好的特異性(表2)。
2.8膠體金溶液的制備
制成的膠體金溶液日光下肉眼觀察透明清亮、顏色為酒紅色、無沉淀。經(jīng)紫外分光光度計檢測其最大吸收波長為525nm。
2.9膠體金免疫層析試紙的特異性
特異性試驗結(jié)果顯示犬瘟熱病毒(CDV)、犬冠狀病毒(CCV)和犬腺病毒Ⅱ型(CAV)在膠體金免疫層析試紙檢測線上均無條帶,為陰性。犬細小病毒(CPV)在檢測線上均出現(xiàn)特異性條帶,為陽性(圖4)。
3討論
犬細小病毒病傳播性強,發(fā)病率和病死率較高,且一年四季都有發(fā)生,絕大多數(shù)年齡、品種的犬類都可被傳染,但幼犬和純種犬更易被感染,病死率也高[14-15]。細小病毒感染犬類后,一旦發(fā)病治愈率特別低,沒有特效藥,早期確定犬細小病毒病并予以抗病毒、消炎、補液和止嘔等治療,可以提高療效和存活率,因此,對CPV的早期檢測就非常關(guān)鍵[16-19]。膠體金免疫層析試紙檢測方法只需將待測溶液加入試紙條中,靜止后一段時間觀察結(jié)果,不需要儀器設(shè)備來讀取結(jié)果,不需要操作者有專業(yè)技能,能減少很大檢測工作量和節(jié)省大量檢測費用,敏感性高,特異性好[20]。但目前我國市場上部分CPV試紙條主要以國外進口為主,價格較為昂貴,市場較為廣闊。我們以分離得到并純化的CPV為抗原,多次腹腔注射免疫小鼠獲得了能夠分泌抗CPVMcAb的脾細胞,ELISA試驗結(jié)果表明該雜交瘤細胞產(chǎn)生的McAb只與CPV發(fā)生特異性反應(yīng),與CDV、CCV和CAV無明顯的交叉反應(yīng),表明制備的3E2單克隆抗體有良好的特異性。另外,經(jīng)間接ELISA檢測,3E2腹水效價為1∶1.8×105。本試驗確定了標記的最佳條件,設(shè)定3E2為金標抗體、取蛋白濃度為1.5mg/mL的CPV多抗IgG標記為檢測線,蛋白濃度為1.0mg/mL的兔抗鼠IgG高免血清標記為質(zhì)控線,初步建立了膠體金免疫層析方法。本試驗建立的診斷方法特異性強,與其他3種犬常見病毒抗原無交叉反應(yīng),具有較好的重復(fù)性,與ELISA方法結(jié)果一致,可用于CPV的快速檢測。下一步我們將在反應(yīng)條件、穩(wěn)定性及工藝上進一步改進,以期進一步提高檢測靈敏度。本研究分離并純化了CPV,經(jīng)免疫Balb/c小鼠后,通過雜交瘤技術(shù)獲得了1株高親和力和高特異性的雜交瘤細胞,經(jīng)鑒定制備出的McAb效價高、特異性強。并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了膠體金免疫層析檢測試紙條,快捷準確,在臨床上具有很好的應(yīng)用前景,有一定的社會和經(jīng)濟價值,并為犬細小病毒的深入研究奠定了基礎(chǔ)。
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作者:馬輝 權(quán)國輝 喬宏興 鄭鳴 趙緒永 王永芬 邊傳周 單位:河南牧業(yè)經(jīng)濟學院生物工程學院 鄭州職業(yè)技術(shù)學院材料工程系