4 株豬流行性腹瀉病毒的HA 和HI 試驗

郭恒科，譚 鑫，庫旭鋼，范盛先，何啟蓋，孟憲榮

（華中農業(yè)大學動物醫(yī)學院，農業(yè)微生物學國家重點實驗室，湖北武漢 430070）

豬流行性腹瀉病毒（PEDV）是冠狀病毒科成員，由其引起的豬流行性腹瀉（PED）是一種以急性水樣腹瀉和脫水為特征的腸道疾病[1]。PED在多個國家呈地方性和季節(jié)性暴發(fā)，導致新生仔豬死亡以及育肥豬體重減輕，給養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴重經濟損失[2]。使用疫苗免疫是預防本病的最主要措施，但目前尚缺乏有效的免疫效果評估方法?，F(xiàn)行的PEDV 抗體檢測方法，如間接免疫熒光和中和試驗等大都過程復雜，不適合臨床使用。傳統(tǒng)的間接血凝試驗（HA）操作簡單且經濟實用，是疾病診斷的經典方法之一，已被廣泛用于具有這種特性病毒的定性和定量分析，包括正黏病毒、副黏病毒和腦心肌炎病毒等[3-4]。另外，如果存在抗病毒抗體時，由病毒引起的凝集作用將被抑制，所以間接血凝抑制試驗（HI）可用于抗病毒抗體的檢測。

同屬冠狀病毒，如豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV），可凝集牛紅細胞，而PEDV 在自然狀態(tài)下不具有血凝活性[2]。2010 年，韓國學者發(fā)現(xiàn)，將PEDV 細胞適應株（KPEDV-9 和SM98LVec）經胰蛋白酶或神經氨酸酶處理之后，可以凝集兔的紅細胞而表現(xiàn)出血凝特性[3]。

本試驗通過確定PEDV 的HA 活性特點，為建立HA 和HI 試驗方法，評估疫苗免疫豬的抗體水平奠定基礎。

1 材料和方法

1 .1 材料

1.1.1 病毒株 YN13 株（GenBank accession No.KF761675）及傳代致弱的YN144 株：由本實驗室分離保存；CV777 株（GenBank accession No.AF353511）：由天邦生物制品有限公司（ 成 都） 惠 贈；DR13 株（Genbank accession No.JQ023162.1）：由本實驗室從弱毒疫苗中分離得到。所有病毒株均經VERO 細胞培養(yǎng)，測定TCID50后，-80 ℃保存。

1.1.2 紅細胞 雞、兔和豬紅細胞：來自于健康動物。

1.1.3 血清和乳清 PEDV 抗體陰、陽性血清和乳清：來自疫苗免疫后豬，并經IFA 和ELISA 試驗檢測鑒定；豬乙型腦炎病毒、豬細小病毒、豬偽狂犬病毒、豬口蹄疫病毒、豬傳染性胸膜肺炎放線桿菌、豬圓環(huán)病毒抗體陽性參考血清：由華中農業(yè)大學動物醫(yī)學院傳染病實驗室鑒定并保存。

1.1.4 耗材和試劑 96 孔V 型板、抗凝管：山東奧賽特醫(yī)療器械有限公司產品；胰蛋白酶：Sigma公司產品；25%戊二醛：國藥集團產品；配制0.01 mol/L PBS 的化學試劑：均為國產分析純。

2 方法

2.1 紅細胞制備和醛化

參考《獸醫(yī)免疫學實驗指導》[5]中的方法，制備4%的動物紅細胞。將4%的紅細胞用PBS配制成1%的細胞懸液，再在4 體積的懸液中加入1 體積的2.5% 戊二醛溶液（即40 mL 1% 的紅細胞懸液加上10 mL 的戊二醛溶液，需邊攪拌邊緩慢加入），放在磁力攪拌器上攪拌45 min。攪拌完成后，用PBS 洗滌醛化后的紅細胞，然后3 000 r/min 離心5 min，共4 次。最后再用PBS（pH7.1）將其配成1%的醛化紅細胞懸液[6-7]。將醛化紅細胞放在4 ℃冰箱中備用。

2.2 HA 和HI 試驗

先將CV777、DR13、YN14 和YN144 等PEDV 毒株在37 ℃下，用5 μg/mL 的胰蛋白酶作用30 min。再參考《獸醫(yī)免疫學實驗指導》[5]中的HA 試驗步驟進行操作和結果判定。將病毒用含有0.1%牛血清白蛋白（BSA）的PBS 連續(xù)2 倍稀釋，對病毒和紅細胞37 ℃作用15 min，每個病毒設置4 個重復。

根據HA 試驗得到的病毒血凝價，將其配制成4 單位（4 U）抗原。參考《獸醫(yī)免疫學實驗指導》中HI 試驗步驟進行操作和結果判定，其中病毒和血清（乳清）的作用時間為室溫1 h，紅細胞震蕩混勻后37 ℃作用15 min，設置4 個重復。

2.3 紅細胞種類和胰蛋白酶對HA 試驗的影響

分別用制備好的醛化兔、雞和豬紅細胞與經過胰蛋白酶處理的PEDV 病毒液做HA 試驗。確定紅細胞種類后，再分析胰蛋白酶濃度對PEDV HA試 驗 的 影 響。 先 將CV777、DR13、YN13和YN144，37 ℃下分別用0、5、10、50、100 μg/ mL 胰蛋白酶（Sigma）處理30 min，然后用含有0.1%牛血清白蛋白（BSA）的PBS 連續(xù)2倍稀釋，參考2.2 完成HA 試驗。每個胰蛋白酶濃度處理的病毒做4 個重復。

2.4 HI 試驗的特異性檢驗

分別用豬乙型腦炎病毒、豬細小病毒、豬偽狂犬病毒、豬口蹄疫病毒、豬傳染性胸膜肺炎放線桿菌、豬圓環(huán)病毒和PEDV 陽性參考血清，做PEDV HI 試驗。

3 結果

3.1 紅細胞種類和胰蛋白酶對HA 試驗的影響

用胰蛋白酶處理4 株PEDV 毒株后發(fā)現(xiàn)，PEDV 對兔源紅細胞表現(xiàn)出HA 活性，對豬源和雞源紅細胞沒有表現(xiàn)出HA 活性（表1）。不同濃度的胰蛋白酶處理病毒結果顯示，用5 μg/ mL或以上濃度的胰蛋白酶處理，CV777 和DR13 毒株在37 ℃下，對兔紅細胞表現(xiàn)出HA 活性，并且胰酶濃度越高，表現(xiàn)越明顯，YN13 和YN144 株不需要經過胰酶處理，就可以使1%兔紅細胞發(fā)生凝集（圖1）。

表1 紅細胞種類對PEDV HA 試驗的影響

3.2 HI 試驗及其特異性

將YN13 株配制成4 單位（4 U）抗原，用PEDV 抗體陽性血清進行HI 試驗（2 個重復），結果如圖2，表明PEDV 的HA 活性能夠被特異性抗體所抑制。PEDV 抗體陽性乳清HI 特異性試驗結果見圖3，樣品的HI 效價見表2；HI 特異性試驗結果（圖4）顯示，只有PEDV 抗體陽性組出現(xiàn)血凝抑制，其他常見豬病病原的抗體陽性血清組都出現(xiàn)了血凝現(xiàn)象，證明其特異性較高。

A. DR13；B. YN13；C. CV777；D. YN144；E. 空白對照。圖1 不同濃度胰蛋白酶處理的PEDV HA 試驗結果

圖2 血清樣品的HI 試驗結果

圖3 乳清樣品的HI 試驗結果

圖4 PEDV HI 特異性試驗結果

4 討論

HA 是許多病毒共有的可廣泛用于臨床診斷的血清學特性。冠狀病毒科成員在凝集紅細胞能力方面存在較大差異，一些冠狀病毒僅在特殊條件下才會與相應的靶紅細胞發(fā)生凝集。部分冠狀病毒表面有HE 蛋白，其與C 型流感病毒的血凝素蛋白有結構和功能上的關系，并且可能是通過C 型流感病毒的HE mRNA 與冠狀病毒的基因組RNA 重組衍生而來的[8-9]。戊型肝炎病毒（HEV）在室溫下容易凝集雞紅細胞。對于鼠肝炎病毒（MHV）來說，雖然有幾種毒株含有HE 糖蛋白，但是僅有MHV—幼鼠腹瀉病毒（DVIM）可引起血凝[12]。而傳染性支氣管炎病毒（IBV）需經胰蛋白酶、磷脂酶C和神經氨酸酶等處理后才表現(xiàn)HA 活性[13]。TGEV可以凝集雞源、豚鼠源和牛源紅細胞，在4 ℃時不凝集小鼠和鵝的紅細胞[3，10]。PEDV 的HA 活性需要胰蛋白酶處理后誘導[3，10-11]，這可能與其可促進細胞與病毒之間膜融合的S2 蛋白結構有關[14-16]。此外，具有重要生物學功能的S 蛋白，在宿主體內主要介導中和抗體的產生[17]。

表2 陽性樣品的HI 效價

本試驗探索了4 種PEDV 株HA 活性特征，發(fā)現(xiàn)4 種毒株都能夠凝集兔紅細胞，但不能凝集雞源和豬源紅細胞。此外，CV777 和DR13 毒株的HA 活性與TGEV 和IBV 的HA 活性相類似，都是由胰蛋白酶的蛋白水解而引發(fā)的，這與韓國學者的研究結果一致[3]。本試驗發(fā)現(xiàn)，YN 株及其弱毒YN144 株不需要經過胰蛋白酶處理就具有HA 活性，說明PEDV 的HA 活性具有毒株特異性。

HI 試驗結果表明，PEDV 的血凝抑制試驗特異性較高。PEDV 在經過胰蛋白酶處理后與兔紅細胞有血凝現(xiàn)象，并且能被血清或者乳汁中的特異性抗體所抑制，據此可以建立PEDV 的HA/HI 診斷方法。研究發(fā)現(xiàn)，PEDV YN13 株和其致弱毒株YN144 的血凝想現(xiàn)象不受胰蛋白酶影響，說明HA能力與PEDV 毒力無關。另外，用YN144 株作為弱毒疫苗使用時，可以用HA 試驗做鑒別診斷。