免疫压力下H9N2亚型禽流感病毒HA基因关键变异位点的免疫逃逸机制

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H9N2亚型禽流感病毒(AIV)属于低致病性禽流感病毒,为我国目前主要流行的亚型之一。该病毒可导致禽类产蛋下降、免疫抑制病以及与其他病原体共感染时常导致高死亡率,给养禽业造成了巨大的经济损失。疫苗接种是防治H9N2亚型禽流感病毒的最有效的方式,然而该病毒的HA蛋白抗原变异迅速,病毒在疫苗免疫压力下仍然可以发生逃逸,从而导致疫苗免疫失败,目前其免疫逃逸机制尚不清楚。前期研究中,实验室通过模拟免疫压力试验,筛选到若干位于H9N2亚型禽流感病毒HA基因上的免疫逃逸位点。为了探究这些处于免疫压力下H9N2亚型禽流感病毒的免疫逃逸机制,本论文主要从以下四方面进行研究:(1)本研究通过八质粒反向遗传操作成功拯救H9N2亚型禽流感病毒A/Chicken/Shanghai/1/2006(SH1)亲本毒株与其8株HA基因上单点突变毒株:r SH1-HAM159I、r SH1-HAD196G、r SH1-HAA198T、r SH1-HAA198V、r SH1-HAV213M、rSH1-HAD201N、rSH1-HAQ234L、rSH1-HAQ234H及4株HA基因上双点突变毒株:r SH1-HAD196G-Q234L、r SH1-HAA198T-Q234L、r SH1-HAA198V-Q234L、r SH1-HAD201N-Q234L。(2)为了研究复制能力是否是导致病毒逃逸的原因,我们比较了亲本株与免疫逃逸株在MDCK细胞上的复制能力,结果表明除了HAD201N与HAD196G两个位点的突变可导致该病毒在MDCK细胞上复制的个别时间点复制能力显著下降外,大体复制趋势不变,并且其他点突变株在MDCK细胞上的复制能力与亲本毒株无明显差异,说明这些病毒发生免疫逃逸与复制能力的改变无关。在禽源的LMH细胞上,与亲本株相比,HAD201N、HAD201N-Q234L及HAA198T-Q234L位点的突变会导致SH1的体外复制能力显著下降,其他突变株在LMH细胞上的复制能力与亲本毒株无明显差异。(3)通过PyMOL软件分析HA蛋白结构图,确定目标氨基酸位点均位于HA蛋白头部受体结合区域,遂进行受体结合特性试验,结果发现HA蛋白上带有Q234L点突变的H9N2亚型禽流感病毒倾向于结合人源α-2,6唾液酸受体,其余HA蛋白点突变株未发生受体结合类型的改变,仍主要偏嗜禽类α-2,3唾液酸受体。(4)为了研究抗原变异是否是这些病毒逃逸的原因,通过制备突变株的多抗血清,进行交叉血凝抑制试验,结果表明r SH1-HAD196G、r SH1-HAD201N、r SH1-HAD196G-Q234L和r SH1-HAD201N-Q234L突变毒株与亲本毒株r SH1之间的R值均大于等于2,表明这四株突变毒株与亲本毒株rSH1的抗原性差异较大,即HAD196G和HAD201N可能为H9N2亚型禽流感病毒的重要抗原位点,导致病毒抗原变异显著,从而使病毒逃逸于免疫压力。本研究通过八质粒反向遗传技术,拯救SH1亲本株与突变株,并从病毒的抗原性、体外复制能力及受体结合能力三个方面比较亲本株与突变株的差异,探究H9N2亚型禽流感病毒发生免疫逃逸的因素,为阐明该病毒免疫逃逸机制奠定了坚实基础,并且为明确H9N2亚型禽流感病毒发生抗原变异的规律及其疫苗的进一步研制提供了理论依据。
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