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猪流行性腹泻病毒研究进展

2015-03-23索延乐卫春晓李天丽房大学河南省济源市动物卫生监督所459000

当代畜禽养殖业 2015年2期
关键词:胰酶细胞培养流行性

索延乐 卫春晓 李天丽 房大学 河南省济源市动物卫生监督所 459000

猪流行性腹泻病毒属于冠状病毒科冠状病毒属,是I 群冠状病毒的成员。目前对于PEDV 感染机理方面的研究较少,2007年猪氨基肽酶(pAPN)被证实为PEDV 的功能性细胞感染受体,继而又有研究从数量上证实增加pAPN 的密度可以增大PEDV 感染率。PEDV 基因组长为27000~33000 个核苷酸(nt),靠近3’端5kb 区域内有5 个主要的开放阅读框(ORF)。编码4 种结构蛋白:S 蛋白、E 蛋白、M 蛋白和N 蛋白,位于E 基因上游的ORF 命名为ORF3,编码一个未知功能且具有多态性的产物。

1 猪流行性腹泻病毒的流行病学

自然条件下,PEDV 通过口与鼻途径进入猪的体内。首先侵犯小肠集合淋巴结区,接着进入小肠黏膜上皮细胞,并在细胞内复制繁殖,病毒由感染处向周围广泛扩展,直到侵及全部小肠。PEDV 主要通过直接接触、间接接触、饲喂被病毒污染的饲料和饮水等途径而进行水平传播。

PED 在世界范围内呈广泛的流行,在亚洲猪场中的感染非常严重,各种年龄的猪都能感染发病,其死亡率也很高,尤其是哺乳仔猪。甘振磊等对2005~2007年猪的几种病毒性腹泻病进行调查,发现PED 的感染在我国猪病毒性腹泻病中占主导地位。病毒在长期进化过程中形成了适应宿主及与宿主长期共存亡的特殊分子机制。

2 猪流行性腹泻病毒的细胞培养特性

自从上世纪70年代初发现PEDV 以来,研究者试图尝试采取各种方法使病毒适应于细胞培养,但均未获得成功,这在一定程度上制约了PEDV 的研究进程。直到1988年Hofmann 等首次在培养基含胰酶的Vero 细胞上成功繁殖出PEDV,并认为胰酶对PEDV 纤突糖蛋白切割作用增强了病毒对Vero 细胞的感染力,此方法在PEDV 分离细胞培养和疫苗的研究中被广泛应用。此后,许多研究者对PEDV 在不同细胞系中的培养进行了深入研究。

目前,Vero 细胞是分离培养PEDV 的较为理想的细胞系,但Vero 细胞来源的不同、培养体系、条件的差异及毒株特性的不同对PEDV 的分离有着至关重要的影响。因此,国内外许多学者对PEDV 在Vero 细胞上的培养特性进行深入的研究。Hofmann 等的试验表明,对比加胰酶培养PEDV 时,不加胰酶的病毒毒力会大大减弱,如此连续培养几代后,引起病毒在细胞上丢失。而钱永清等通过带毒传代法传至第5 代以后,在培养液中逐步减少胰酶,直到不加胰酶,结果培育成一株不依赖胰酶的PEDV。李树根等将接种病料的Veto细胞单层通过改变加入胰酶量发现,加入含10、20、30 和60μg/mL 胰酶量的细胞维持液培养18~20h,均出现细胞病变,且含60μg/mL 胰酶量的细胞维持液的Vero 细胞培养物中细胞病变最明显,可达60%。适应含胰酶的Vero 细胞中传12 代后,逐渐转入不含胰酶的Vero 细胞中传代,可连续传19 代。

3 抗病毒天然免疫

目前普遍认为,冠状病毒通过编码特定蛋白来逃逸或抑制宿主抗病毒天然免疫反应。PEDV 侵入细胞后,其正义单链基因组RNA 立即被释放入细胞质,翻译产生2 个多聚蛋白:PP1a 和PP1ab。PP1a的非结构蛋白Nsp3 编码2 个木瓜样蛋白酶PLP1和PLP2 结构域。张百灵等研究发现,PLP1 对干扰素无拮抗作用,而PLP2 是PEDV 编码的一种干扰素拮抗剂。进一步研究发现,PEDV PLP2 与抗病毒天然免疫通路中的受体-维甲酸诱导基因I(RIG-I)和重要调节蛋白-干扰素基因刺激子(STING)发生相互作用,并对RIG-I 和STING 具有明显的去泛素化酶(DUB)活性,进而发挥其抑制宿主抗病毒天然免疫反应的作用。

天然免疫信号通路中重要分子和蛋白的泛素化及去泛素化修饰在天然免疫反应调节中起着非常重要的作用。张百灵等证实,PEDV 感染细胞后不诱导IFN-β 产生,并且负调节Po1y(I:C)激活的IFN-β表达通路。由于IFN 转录需要活化转录因子NFκβ、IRF3 和AP-1 等,且最新研究发现,PEDV 能够抑制IRF3 的活化,据此研究人员推测PEDV 可能是通过抑制IRF3 的活化从而负调节IFN-β表达通路。

4 功能性受体

PEDV 主要利用其S 蛋白与猪肠道细胞表面受体结合,通过膜融合侵入细胞内,集中在猪小肠绒毛上皮细胞中复制,新生病毒通过粪便和呕吐物排出体外。PEDV 属于冠状病毒群,同群的猪传染性胃肠炎病、猫传染性腹膜炎病毒、人呼吸道冠状病毒229E 的细胞受体都是其宿主的氨基肽酶N(APN)。研究表明,猪可溶性APN 在体外能提高仔猪抗PEDV 抗体水平和促进PEDV 在Vero 细胞中增殖,这揭示了猪APN 对PEDV 的感染性和复制起重要作用。Eeuri 等发现,氨肽酶N 的密度与PEDV 感染有关系对pAPN表达少的ST 细胞表面表达pAPN,发现荧光检测后,表面表达量增多的ST 细胞可以很好地被病毒感染。Hyun-M 等发现,有除猪氨肽酶以外的潜在功能性受体二肽基肽酶4。

5 讨论

猪流行性腹泻现在猪场中迟迟得不到控制,主要有以下原因。现场诊断困难,缺乏有效的疫苗,免疫监测比较困难,易在猪场中循环传播。目前,抗PEDV 的免疫机制不是十分清楚,预防PED 广泛应用的免疫方法是对怀孕母猪进行免疫接种,然后通过母源抗体使仔猪获得人工被动免疫保护。由于PEDV 具有肠道组织嗜性的特点,在抗PEDV 感染免疫过程中除体液免疫和细胞免疫外,局部肠黏膜免疫系统发挥着不可替代的作用,我国研制的TGE和PED 系列疫苗采用了猪后海穴免疫接种,此免疫接种途径除激活体液免疫和细胞免疫外,还激活了肠道局部黏膜免疫,所以与常规免疫接种途径相比具有更好的效果。PEDV 的研究目前还处于起步阶段,良好的饲养管理也是必须的防控步骤,减少PED 的发生是控制生产上仔猪病死率的首要工作。

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