一种基因VII型新城疫标记疫苗株及其制备方法与应用转让专利

申请号 : CN202011036432.X

文献号 : CN112111467B

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发明人 : 卢琴温国元王国康邵华斌罗青平商雨王红琳罗玲张蓉蓉汪宏才张腾飞张文婷

申请人 : 湖北省农业科学院畜牧兽医研究所

摘要 :

本发明公开了一种基因VII型新城疫标记疫苗株及其制备方法与应用。本发明利用反向遗传操作技术,以血清2型禽副粘病毒Y2株的全基因组转录质粒为骨架,将其F和HN基因的胞外域分别替换为基因VII型新城疫病毒株的F和HN基因的胞外域,通过病毒拯救,获得重组嵌合病毒。该疫苗株已保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:202052。该嵌合病毒可以用于我国主要流行的基因VII新城疫的防控。同时,该嵌合病毒不含有新城疫病毒NP蛋白,其免疫鸡后不会产生针对新城疫病毒NP蛋白的抗体。以常规的新城疫病毒NP抗体ELISA检测方法对rY2‑HB疫苗株免疫鸡群进行抗体检测,可实现特异检测临床野毒株产生的NP抗体,排除疫苗毒株产生的抗体干扰,有利于新城疫的监测与净化。

权利要求 :

1.一种基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株,该毒株保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址是,中国,武汉,武汉大学,保藏编号为CCTCC NO:V202052。

2.如权利要求1所述的基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株在制备基因VII型新城疫标记疫苗方面的应用。

说明书 :

一种基因VII型新城疫标记疫苗株及其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明属疫苗基因工程领域,具体涉及一种基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株及其制备方法。更具体地,本发明涉及到利用反向遗传操作技术,将血清2
型禽副粘病毒Y2株的F和HN基因胞外域分别替换为基因VII型新城疫病毒株的F和HN基因胞
外域,获得嵌合病毒rY2‑HB株,以及该毒株在基因VII新城疫标记疫苗方面的应用。

背景技术

[0002] 新城疫(Newcastle disease,ND)是由新城疫病毒(NDV)引起禽的一种高度接触性传染病,严重危害全球养禽业。其典型症状为高热、呼吸困难、下痢、神经紊乱、黏膜和浆膜
出血。我国ND的防控以疫苗免疫预防为主。LaSota、V4、Clone‑30等传统ND疫苗株在新城疫
防控中起到了重要作用。但由于近年来在我国流行的ND以基因VII型为主,与当前广泛使用
的LaSota株等疫苗在抗原匹配性方面存在明显的差异,以致临床带毒现象比较普遍。基因
VII型ND疫苗的成功研发为我国基因VII ND的防控提供了有利支撑。但此类疫苗在接种后
会对ND的血清学监测带来干扰,疫苗接种后动物体内会产生ND抗体,临床野毒感染后动物
体内同样会产生特异性抗体。常规的血清学方法,如血凝抑制、ELISA、胶体金等方法,都不
能很有效的区分疫苗免疫和临床野毒感染。因此,研发ND标记疫苗及配套鉴别诊断技术是
当前ND防控技术研究的重要方向。
[0003] NDV属副黏病毒科、禽副粘病毒属。禽副粘病毒(Avian Paramyxovirus,APMV)的血清型有9个,APMV‑I~APMV‑IX,其中新城疫病毒是APMV‑I的唯一成员。APMV基因组按照3'‑
NP‑P‑M‑F‑HN‑L‑5',依次编码6种结构蛋白,即核衣壳蛋白(nucleoprotein,NP)、磷蛋白
(phosphoprotein,P)、基质蛋白(matrix protein,M)、融合蛋白(fusion protein,F)、血凝
素‑神经氨酸酶蛋白(haemaggulatinin‑neuraminidase,HN)和大分子量聚合酶蛋白(Large 
protein,L)。NP蛋白的基因编码区长度均为1467bp,编码489个氨基酸,相对分子质量为
56kDa。NP蛋白与P和L蛋白结合包裹基因组RNA形成一个螺旋的核糖核蛋白(RNP)复合体,参
与病毒基因转录和基因组复制。NP蛋白在APMV的各个血清型中高度保守,含量丰富,具有较
好的免疫原性,且NP蛋白抗体不具有病毒中和效果。因此,NP蛋白是设计ND标记疫苗的首选
靶标。
[0004] NDV反向遗传学的快速发展使得对NDV进行点突变修饰、插入外源基因、基因片段互换等基因操作成为可能。关于新城疫标记疫苗和反向遗传操作技术的文献有一定的报
道,但均未涉及到通过基因替换的方法研发新城疫标记疫苗的报道。

发明内容

[0005] 本发明为解决上述技术问题提供一种基因VII型新城疫标记疫苗株及其制备方法与应用。
[0006] 为实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
[0007] 一种基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株,该毒株保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址是,中国,武汉,武汉大学,保藏编号为CCTCC NO:V202052,保
藏时间为8月28日。
[0008] 优选地,所述血清2型禽副粘病毒Y2株的转录质粒的构建方法包括以下步骤:a.对12株禽副黏病毒2型的全基因组序列进行比对分析,选取较为保守的F8株为模板,将该毒株
基因组中10处特有的核苷酸位点突变为其他毒株共有的一致序列,获得一株新的禽副粘病
毒Y2株的全基因组序列;b.通过基因合成和克隆的方法,获得Y2株的全基因组转录质粒。
[0009] 优选地,所述12株禽副黏病毒2型为在GenBank中下载,登录号分别为KT071756、KT071757、KT071755、HQ896023、HQ896024、EU338414、HM159993、HM159994、HM159995、
LC187305、LC187306和NC_039230。
[0010] 优选地,F8株特有的10处氨基酸突变具体为T1440C,C2142T,T2709C,C5552T,A6397G,A6868G,G7768T,A11753C,G14409A,T14480C。
[0011] 优选地,所述的禽副粘病毒2型Y2株的全基因组基因序列为SEQ ID NO:1。
[0012] 所述的基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株在基因VII型新城疫标记疫苗方面的应用。
[0013] 优选地,利用新城疫病毒NP抗体ELISA检测试剂盒对所述VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株免疫鸡群后进行抗体检测。
[0014] 本发明的有益效果是:
[0015] 1)本发明以血清2型禽副粘病毒Y2株的全基因组转录质粒为基础,将其F和HN基因的胞外域分别替换为基因VII型新城疫病毒HB0901株的F和HN基因胞外域,通过病毒拯救,
获得基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株。由于该毒株含有基因VII型新城
疫病毒HB0901株的F和HN基因胞外域,这两个区域为新城疫病毒的关键免疫保护区域。因
此,该疫苗株可以用于预防基因VII型新城疫。
[0016] 2)与其他传统疫苗株相比,rY2‑HB株不含有新城疫病毒NP蛋白,其免疫鸡后不会产生针对新城疫病毒NP蛋白的抗体。利用新城疫病毒NP抗体ELISA检测试剂盒对rY2‑HB株
免疫鸡群进行抗体检测,可特异检测出临床野毒株产生的NP抗体,排除rY2‑HB疫苗株免疫
产生的抗体干扰。因此,rY2‑HB株可作为基因VII新城疫标记疫苗,实现疫苗免疫与野毒感
染的鉴别诊断,可用于临床新城疫的监测与净化。

附图说明

[0017] 图1是Y2株的全基因组转录质粒pY2的BamHI酶切鉴定结果。
[0018] 图2是辅助质粒pVAX‑NP和pVAX‑P的HindIII酶切鉴定结果。
[0019] 图3是辅助质粒pcDNA‑L的SalI酶切鉴定结果。
[0020] 图4是基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株的基因组结构示意图。
[0021] 图5是全基因组转录质粒pY2‑HB的HindIII酶切鉴定结果。

具体实施方式

[0022] 以下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0023] 本发明提供一种基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株,该毒株保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址是,中国,武汉,武汉大学,保藏编号为CCTCC NO:
202052,保藏日期为2020年8月28日。
[0024] 所述基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株是以血清2型禽副粘病毒Y2株为母本株,将其F和HN基因的胞外域分别替换为基因VII型新城疫病毒株的F和HN基
因胞外域,得到所述的rY2‑HB株。本发明选用的是HB0901株,可以理解的是,还可以为ZJ1
株、NA‑1株或其他基因VII型新城疫病毒株。
[0025] 本发明还提供所述的基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株的制备方法,包括以下步骤:a.构建血清2型禽副粘病毒Y2株的转录质粒;b.将所述Y2株转录质粒
中F和HN基因的胞外域分别替换为基因VII型新城疫病毒HB0901株的F和HN基因胞外域;c.
将胞外域替换后的转录质粒与三个辅助质粒共同转染宿主细胞,获得基因VII型新城疫标
记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株。所述的禽副粘病毒2型Y2株的全基因组基因序列为SEQ 
ID NO:1。
[0026] 本发明还提供所述的基因VII型新城疫标记疫苗株副粘病毒II型rY2‑HB株在基因VII型新城疫标记疫苗方面的应用。
[0027] 下面以具体实施例进行说明。
[0028] 实施例1禽副粘病毒2型(APMV‑2)Y2株的全基因组转录质粒构建
[0029] 在GenBank中下载12株禽副粘病毒2型的全基因组序列,登录号分别为KT071756、KT071757、KT071755、HQ896023、HQ896024、EU338414、HM159993、HM159994、HM159995、
LC187305、LC187306和NC039230。对这些序列进行核苷酸序列比对分析后,选取较为保守的
F8株(HQ896023)为模板,将该毒株基因组中特有的10处氨基酸突变为其他毒株共有的一致
序列(T1440C,C2142T,T2709C,C5552T,A6397G,A6868G,G7768T,A11753C,G14409A,T14480C),获得一株新的
副粘病毒Y2株的全基因组序列。通过基因合成和克隆的方法,构建获得Y2株的全基因组质
粒。该质粒包含了Y2株的全基因组序列、T7 RNA聚合酶启动子序列、T7 RNA聚合酶终止子序
列、丁型肝炎病毒核酶序列和低拷贝质粒序列等,其主要功能是转录表达并准确切割出Y2
株的全基因组RNA序列。其具体构建策略为:首先将全基因组序列共分为编号从A到I的9个
小片段,进行人工合成。其中在A片段的上游加入了T7启动子,I片段的下游加入了丁型肝炎
病毒核酶序列和T7终止子。通过Overlap PCR将9个小片段按顺序组合成3个中片段,通过
In‑fusion PCR克隆的方式,将3个中片段依次连入克隆质粒中,获得转录质粒pY2。
[0030] 1.1转录质粒的连接与鉴定
[0031] 将人工合成并鉴定正确的9个PCR片段分先后以overlap PCR克隆的方式按顺序组合成3个中片段。反向PCR的方式线性化载体,同时通过PCR在插入片段上加入同源臂,参照
In‑fusion克隆试剂盒的操作说明将3个中片段依次插入载体,最终获得质粒pY2。酶切结果
见图1。
[0032] 1.2辅助质粒的构建
[0033] 以转录质粒为PCR模板进行PCR扩增,分别得到核蛋白NP、磷蛋白P和大聚合酶蛋白L的3个基因全序列,以酶切连接的方式,将3个片段分别克隆至真核表达质粒。为增加蛋白
的表达量,在起始密码子前加入Kozak序列。对PCR检测为阳性的菌液进行质粒提取及酶切
鉴定。结果表明,所构建的三个辅助质粒pcDNA‑NP、pcDNA‑P和pcDNA‑L均正确,结果见图2、
图3。
[0034] 实施例2rY2‑HB毒株的全基因组转录质粒构建与病毒拯救
[0035] 以重组质粒pY2为模板,通过In‑fusion的方法将Y2株的F和HN基因胞外域替换为NDV基因VII型HB0901株的F和HN基因胞外域。具体替换的位置如下:NDV HB0901株F基因的
胞外域(1‑1506nt)替换Y2株F基因的胞外域(1‑1455nt),NDV HB0901株HN基因的胞外域
(139‑1713nt)替换Y2株HN基因的胞外域(130‑1740nt)。构建示意图见图4。具体构建方案如
下。
[0036] 2.1新城疫病毒HB0901株F、HN基因胞外域的PCR扩增
[0037] 以新城疫病毒HB0901株鸡胚尿囊液为对象,参照试剂盒说明书进行病毒基因组RNA的提取,反转录为cDNA。以cDNA为模板,采用设计好的引物,PCR扩增出F、HN基因的胞外
域。琼脂糖凝胶电泳检测,将特异的阳性条带以DNA纯化试剂盒进行纯化回收,以相应的内
切酶进行酶切鉴定,鉴定正确的PCR片段保存于‑20度。
[0038] 2.2新城疫病毒HB0901株F基因改造
[0039] 由于新城疫病毒HB0901株为强毒株,需要将HB0901病毒F蛋白裂解位点GRRQKR↓F突变为LaSota病毒的F蛋白裂解位点GGRQGR↓L。通过重叠PCR的方法将F裂解位点进行突变
改造。具体使用的引物为,上游引物:gggagacaaggacgccttATAGGTGCAGTTATTGGCAGTGTAG,下
游引物:aaggcgtccttgtctccctTCCTCCGGACGTGGATACAG。
[0040] 2.3重组质粒pY2‑HB的构建以及病毒rY2‑HB的拯救
[0041] 以重组质粒pY2为模板,通过In‑fusion的方法,用获得的HB0901株F和HN基因胞外域替换pY2质粒的相应区域。对阳性质粒进行酶切鉴定,结果见图5。将重组质粒pY2‑HB质粒
与三个辅助质粒共转染宿主细胞,收获细胞培养物并进行病毒鉴定,最终获得重组病毒
rY2‑HB。
[0042] 实施例3新城疫病毒rY2‑HB株的安全性及免疫原性试验
[0043] 1日龄SPF鸡共20只,随机分成2组,分别为rY2‑HB组和PBS组(磷酸盐缓冲溶液),进行隔离饲养。将rY2‑HB株病毒以滴鼻/点眼的方式对鸡进行免疫,免疫剂量0.1ml,浓度为
7.0
10 EID50/ml。对照组接种同样剂量的PBS。观察免疫鸡的健康状态。在免疫后2周采集血清
进行HI效价测定。同时以新城疫VII型HB0901株以滴鼻/点眼的方式对免疫鸡进行攻毒,攻
4.0
毒剂量为10 EID50/只。攻毒后,每天观察记录鸡的发病、死亡情况,持续观察2周,计算攻毒
保护率。试验结果如表1所示,免疫后两周内所有试验鸡均健康,未出现发病症状。免疫两周
后rY2‑HB组的NDV HI抗体水平为6.5log2,对照组没有HI抗体效价。免疫两周进行基因VII
型NDV强毒攻击,rY2‑HB组的存活率为100%,而对照PBS组则为0%。结果表明,rY2‑HB株病
毒免疫试验鸡安全、无毒副作用,且可100%抵抗基因VII型NDV强毒的攻击。
[0044] 表1.rY2‑HB株病毒的免疫及攻毒保护试验
[0045]
[0046] 实施例4新城疫病毒NP抗体ELISA检测方法的建立
[0047] 采用原核表达纯化的方法,获得了NDV的NP蛋白。将其作为包被抗原,通过反应条件的优化,建立了NDV间接ELISA抗体检测方法,对其敏感性、重复性、特异性进行了测定分
析。该方法的检测灵敏度是血凝抑制试验(HI)的50倍,与H9亚型禽流感病毒等其他禽源病
毒或细菌的阳性血清无交叉反应,组间重复性试验的变异系数小于6%。200份养殖场采集
的鸡血清检测结果表明,ELISA方法与HI试验的检测符合率为97%。表明该方法可用于临床
鸡血清的新城疫抗体检测。
[0048] 实施例5rY2‑HB株免疫鸡血清的NP抗体ELISA检测
[0049] 采集rY2‑HB株免疫试验鸡两周后的血清,分别以建立的新城疫病毒NP抗体ELISA检测方法和NDV HI方法对其进行抗体水平测定。NDV HI抗体平均值为6.5log2。ELISA检测
结果如表2所示,5份rY2‑HB株免疫鸡血清的ELISA检测结果均为阴性。
[0050] 表2.rY2‑HB株免疫鸡血清的NP抗体ELISA检测结果
[0051]
[0052] 结果表明,新城疫病毒NP抗体ELISA检测方法对rY2‑HB疫苗株免疫鸡后的血清抗体检测结果为阴性。rY2‑HB株可以作为基因VII新城疫标记疫苗候选株。