关键词:
手足口病
柯萨奇病毒A组6型
生物学特性
疫苗候选株
摘要:
【目的】柯萨奇病毒A6(CVA6,Coxsackievirus A6)是引起手足口病(HFMD,Hand,foot and mouth disease)流行和爆发的主要病原体之一,已成为全球公认的威胁健康的流行病。本研究对CVA6病毒株在Vero、KMB17细胞上的适应性生长、病毒增殖、毒力及免疫原性等生物学特性进行研究分析,针对CVA6病毒株相关作用机制进行基础研究,对CVA6疫苗候选株的筛选提供评估和参考。
【方法】将来自云南省疾控中心的15个HFMD患儿的咽拭子临床研究样本进行分离,利用EV71、CVA16、CVA10和CVA6标准血清进行血清学鉴定,得到的8个CVA6阳性病毒株,再运用PCR方法进行VP1区基因片段的扩增并测序,利用MEGA6.0进行序列比对,构建进化树分析8个病毒株的亲缘性。将8个CVA6病毒株分别接种在非洲绿猴肾细胞(African green monkey kidney,Vero)和人胚肺二倍体细胞(Human embryonic lung diploid cell,KMB17)上进行病毒传代培养,绘制增殖动力学曲线,并在Vero细胞上对8个CVA6病毒株进行蚀斑形态观察。根据蚀斑效应及病变效应得到增值活性和滴度较高的J33株。经蚀斑克隆纯化三次后得到单克隆毒株在KMB17适应性传代,收获的CVA6-J33克隆株病毒收获液经100kd,20~50倍聚醚砜透过膜浓缩后,进行Opti Prep密度梯度超速离心。得到两条分离的密度梯度离心带,收集后利用透射电镜观察并分析病毒颗粒结构。
从细胞学水平筛选获得合适的CVA6候选株以外,建立动物模型同样很重要。对Babl/c新生乳鼠脑内免疫不同剂量J33克隆株进行病毒致病性实验,观察其临床症状、生存率,免疫后第3、6、9天处死小鼠,对其脑、肺进行病毒载量检测及HE染色组织病理学检查。对3~4周龄Babl/c雌鼠进行实验性甲醛灭活病毒CVA6-J33加入铝佐剂经不同剂量、不同途径免疫小鼠,于0、28天免疫,分别在初免后第7、14天,加强免疫后第7天鼠尾采血,检测小鼠血清中和抗体阳转率及血清中和效价。
【结果】15个临床样品血清学鉴别试验结果显示8份样本CVA6中和实验阳性,7份样本CVA10中和实验阳性。选取8份CVA6样本继续进行实验,根据种系进化树分析此8个CVA6病毒株均为D3亚型。将8个病毒株分别在Vero和KMB17细胞上传代,均能适应性培养。将8个病毒株在Vero和KMB17细胞上适应生长的P3代病毒分别进行增殖动力学曲线实验。结果显示,8株CVA6病毒株在Vero细胞上的感染性滴度均高于KMB17细胞,在Vero细胞各毒株于4d有明显病变,病变程度在40%~50%,在6d后病变情况趋于稳定。在KMB17细胞毒株在第5d开始有明显病变,8d后病变情况趋于稳定。J33株在Vero细胞和KMB17细胞上均显示较高的的感染型滴度,但在KMB17细胞上从36h开始进入病毒增殖期。于4d病变情况趋于稳定。各毒株的Vero细胞蚀斑形态略有不同,G4、G6的蚀斑形态呈现空斑较小,边界不清晰的形态;J30、J33、J34、J37的蚀斑形态呈现空斑边界清晰,I48、I67在Vero细胞上形成的空斑形态较小。8株CVA6病毒在KMB17细胞上连续传代培养至P15代提示仅有J33株增殖较好,其感染性滴度可达6.5CCID50/ml。由此可见,8株CVA6病毒株中,J33病毒株病变效应最快,滴度最高,蚀斑效应较好,在KMB17细胞上的增殖稳定性高。将CVA6连续蚀斑纯化三次,挑取感染性滴度最高的克隆株(6.25 CCID50/ml),选择其作为疫苗候选株,进行进一步研究。
新生乳鼠脑内感染不同剂量J33,高剂量组感染后2天陆续开始发病,于第6天全部死亡;中剂量组注射后第3天乳鼠大部分发病,呈现后肢无力活动量减少,单后肢瘫痪或双后肢瘫痪,前后肢麻痹等,于第8天全部死亡。低剂量组乳鼠发病于第5天开始,部分小鼠死亡,其余存活至实验结束,第8天后存活乳鼠临床状态逐渐转好。J33株对乳鼠的致死性更强,脑内注射量高于10~5 CCID50乳鼠100%发病死亡。经过病理检查发现,病毒对肌细胞、脑、肺具有较高毒性。以上实验结论分析得出J33是8株CVA6病毒株种最优疫苗候选株。小鼠实验性灭活疫苗免疫原性研究显示中剂量组10~5CCID50/只和高剂量组10~6CCID50/只,加强免疫后第7天小鼠抗体水平相较于初免后第28天均有明显的升;从不同免疫途径来看,皮内、肌肉、皮内途径都产生了免疫效果,但肌肉和腹腔途径免疫效果更佳,免疫小鼠后抗体效价最高均为1:512,皮内途径免疫小鼠抗体效价最高为1:64。以上结果提示,中剂量组10~5CCID50/只、高剂量组10~6CCID50/只,