建立一种用重组蛋白检测抗口蹄疫病毒抗体的间接ELISA方法
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维普资讯 http://www.cqvip.com 口 4 建立一种用重组蛋白检测抗口蹄疫病毒抗体的间接ELISA方法 胡大利冯宇①张培因①冉波卫红飞①邵明玉王爱丽① 王丽颖①予永利 (吉林大学基础医学院免疫学教研室,长春130021) 中国图书分类号R392-33 文献标识码A 文章编号1000-484X(2007)04-0345-04 [摘要] 目的:研究以重组蛋白作为包被抗原检测口蹄疫病毒(FMDV)感染后的动物血清中特异性抗体的可能性,为 建立一种非病毒颗粒的ELISA检测试剂盒提供实验依据。方法:利用自行构建表达的O型口蹄疫病毒VP1表位肽重组蛋白 (VP1epi)作为包被抗原,采用间接ELISA方法确定抗原的最佳工作浓度和包被方法,优化各项实验条件,并以FMDV感染后 的豚鼠血清作为标准阳性血清确定ELISA方法的特异性和灵敏度。结果:FMDV感染后的阳性豚鼠血清可以很好地识别 VP1epi重组蛋白,用此蛋白包被检测抗FMDV抗体的灵敏度可达1:3 200,并证明所检测的抗体是FMDV特异性的。结论: VP1epi重组蛋白可以替代FMDV颗粒用于建立检测抗FMDV抗体的ELISA试剂盒。 [关键词] 口蹄疫病毒;抗口蹄疫病毒抗体;VP1表位重组蛋白;间接ELISA Establishment of an indirect ELISA method with recombinant FMDV antigen for detection of specific antibodies HUDa—Li,FENG Yu,ZHANG Pei— n,RANBo,WEIHong一 ,SHAO Ming—Yu,WANGAi—Li,WANG Li—Ying, YU Yong—Li.Department of Immunology,Basic Medical College of Jilin University,Changchun 1 3002 1,China [Abstract] Objective:To provide some experiment data for establishing an ELISA kit without virus particle as coating antigen. the possibility of recombinant protein as coating antigen in detecting specific antibody from sera of animals infected by foot—and.mouth disease viurs(FMDV)WaS studied.Methods:Coating antigen of self-consturcted type O FMDV derived VP1 epitope recombinant pro— tein(VP1 epi)Was optimized ofr its optimal concentration,coating manner nad other experimentla conditions by indirect ELISA.Mean— while,FMDV-ifneaed Guinea pig sera were as standard positive sera for determining the specificity and sensitivity of the ELISA meth. od.Results:The positive sera from Guinea pig ifnected by FMDV could well recognized VP1 epi protein.The sensitivity of detecting an- ti-FMDV antibody with this mcombinant protein reached 1:3 200.The antibody detected by this protein Was confirmed to be FMDV speciifc.Conclusion:The VP1 epi protein can replace FMDV particle to set an ELISA kit in detecting anti.FMDV antibody. [Key words] Foot—and—mouth disease viurs(FMDV);Anti—FMDV antibody;VP1一epitope rceombinant protein:Indirect ELISA 口蹄疫(Foot—and—mouth disease,FMD)是由口蹄 确地诊断出感染FMDV的家畜,对非疫区的动物实 疫病毒(FMDV)感染偶蹄类动物而引发的一种急 施疫苗接种是控制口蹄疫蔓延的主要策略[3]。FM— 性、热性、高度接触性传染病,易感动物包括牛、羊、 DV包括7种血清型,即A、O、C、Asial、SAT1、SAT2、 猪等2O个科的7O多种家养和野生哺乳动物,被联 SAT3型,我国流行的主要是O型E4]。VP1是FMDV 合国粮农组织和国际兽医局列为A类家畜传染病 的P1基因编码的病毒衣壳蛋白的主要组成部分,是 的首位…。口蹄疫近年来多次在世界发生大范围 FMDV最主要的免疫原性蛋白,能刺激机体产生抗 流行,严重影响畜牧业生产和国际贸易_2 J。快速准 VP1抗体,该抗体也是FMDV的中和性抗体 ]。因 此,抗VP1抗体已成为诊断FMDV感染的重要指标。 ①吉林大学基础医学院分子生物学教研室。长春130021 作者简介:胡大利(1980年一),男,博士,主要从事基因工程疫苗的 我们研制的VPlepi重组蛋白是利用基因工程 研究; 技术将O型口蹄疫病毒VP1的T、B细胞表位以一 通讯作者及指导教师:于永利(1955年一),男,博士,教授,博士生导 定形式组合在一起,在大肠杆菌中表达并纯化而得 师,主要从事基因工程疫苗研究。E-mail:ylyu 到的一种重组蛋白,它具有良好的空间构象,能够被 @mail.jlu.edu.cn; 抗FMDV抗体特异性识别。因此,我们尝试用这种 王丽颖(1958年一),女,博士,教授,博士生导 重组蛋白作为包被抗原,研究以间接ELISA方法检 师,主要从事肿瘤疫苗开发和研究,E—mail: 测FMDV感染后的豚鼠血清中抗FMDV特异性抗 wlying@mail.jlu.edu.cn。 体的可能性。 维普资讯 http://www.cqvip.com l材料与方法 1.1主要试剂和动物血清VP1epi重组蛋白由吉 林大学基础医学院分子生物学教研室提供;FMDV 阳性豚鼠血清系用商品化口蹄疫灭活疫苗(内蒙金 宇集团生物制药厂生产)免疫豚鼠后获得;辣根过 氧化物酶(HRP)标记的兔抗豚鼠IgG抗体购自Sig— ilia公司;脱脂奶粉购自Fluka公司;牛血清白蛋白 (BSA)购自国药集团化学试剂有限公司;OPD购自 上海白鹤化工厂;DAB购自北京鼎国生物技术公 司;Muhiskan Ascent型酶标仪由芬兰Thermo Lab— systems公司生产。 1.2用FMDV阳性豚鼠血清检测VP1epi重组蛋白 按常规免疫印迹技术,取40 g VP1epi重组蛋白 上样,12%SDS—PAGE电泳,用电转移法将蛋白从聚 丙烯酰胺凝胶转移至硝酸纤维滤膜上,5%脱脂奶溶 液室温封闭过夜;PBS洗涤后加入用封闭液1:100 稀释的阳性豚鼠血清,室温2小时;洗涤,加入用封 闭液l:l 000稀释的HRP标记的兔抗豚鼠IgG抗 体,室温2小时;洗涤,DAB底物液中显色 J。 1.3间接ELISA方法最适实验条件的确定 1.3.1最适抗原工作浓度和血清稀释度的确定 将VP1epi重组蛋白和已知阳性及阴性豚鼠血清分 别倍比稀释,在96孔酶标板上进行方阵滴定,用酶 标仪检测492 nm的OD值,取阳性值1.0左右,阴 性值0.2左右,空白对照小于0.1的反应孔的蛋白 浓度和血清稀释度作为最适抗原工作浓度和血清稀 释度。 1.3.2间接ELISA方法各项实验条件的优化在 最适抗原浓度和血清稀释度的基础上,分别对包被 液、封闭液的种类以及酶标抗体的稀释度进行筛选, 再对包被条件、封闭条件、血清样品反应条件、酶标 抗体反应条件、显色条件、洗涤方法等操作逐一优 化,每次检测492 Bin的OD值,按阳性血清与阴性 血清OD值之比(P/N值)最大,且阴性血清及空白 对照的OD值较低的原则确定反应条件。 1.3.3间接ELISA方法检测结果判定标准的确定 用建立的间接ELISA方法检测24份阴性豚鼠血 清,经统计学分析得到阴性血清在492 nm的OD值 范围为(X±Y),在此基础上规定阳性判定标准为 S/N≥2.1。 1.4间接ELISA方法的特异性、灵敏度和重复性 实验 1.4.1 特异性实验用两种方法确定检测的特异 性:①用VP1epi重组蛋白(10 g/m1)与阳性血清 中国免疫学杂志2007年第23卷 (1:100)进行中和反应,4 ̄C 20小时,再用建立的间 接ELISA方法检测中和前后血清中抗VP1抗体的 含量。②再用灭活FMDV作为包被抗原,以间接 ELISA方法检测VP1epi重组蛋白免疫后的豚鼠血 清中抗FMDV抗体水平。 1.4.2灵敏度实验将阳性和阴性血清平行倍比 稀释,按建立的间接ELISA方法检测血清中抗FM— DV抗体的含量,将S/N值I>2.1的最大血清稀释度 作为检测的灵敏度。 1.4.3重复性实验按建立的间接ELISA方法, 用4块酶标板在不同时间对阳性和阴性血清各6份 做“板内重复试验”和“板间重复试验”,每份样品每 板重复7次,并对检测结果进行统计学分析,判断检 测结果的可重复性。 2 结果 2.1 FMDV阳性豚鼠血清与VP1epi重组蛋白特异 性结合免疫印迹检测结果证实,FMDV感染后的 阳性豚鼠血清能特异性识别VP1 epi重组蛋白,这为 进一步建立间接ELISA检测方法提供了实验依据, 见图1。 2.2检测抗FMDV抗体的间接ELISA方法的实验 研究 2.2.1最适抗原工作浓度和血清稀释度 通过方 阵滴定实验最终确定VP1 epi重组蛋白的最适工作 浓度为2 g/ml,豚鼠血清最适稀释度为1:200,见 表1。 2.2.2间接ELISA方法各项实验条件的确定实 验结果表明,用碳酸盐溶液(Carbonate)稀释抗原, 4℃过夜,包被效果明显优于戊二醛(Glutraa1)和 PBS(图2A);用1%BSA与5%脱脂奶粉的混合液 作为封闭液,37 ̄C 1小时,封闭效果最佳(图2B);酶 A 1 2 3 k1) B 97 66 VPlepi 45—-.. 30 20 图1 MDV感染后的豚鼠血清特异性识别Vmepi重组蛋白 Fig.1 Sera from FMDV infected ̄qllinea pig recol VPlepi recombinant protein specifically Note:A.12%SDS—PAGE;1.VP1epi:2.BSA;3.Marker;B.Western blot. 维普资讯 http://www.cqvip.com 口 ELISA方法第4 ^;: 《 自_’I .譬置《 ^昌目N—譬适 — -一 《>—口_’I!I.!I目・l l 347・ O O 0 O 2 O 8 6 4 2 O 表1方阵滴定实验中492 nm的OD值( ± ) 一昌II 寸《一 l l l O O O 0 4 2 O 8 6 4 2 O Tab.1 OD value at 492 nm in Square matrix experiment( 4-S) 一昌II 堇 — 一 >盆 ¨ =:4 2 O 8 6 4 JⅧ‘Sugar BSA Sugar Dilufion of rabbit anti +1%IIsA guinea pig IgG/HRP 图2间接ELISA方法实验条件的优化 2 Optimizing the experimental conditions of iELISA Not : Selection of the optimal coating solution;B.Selection of hte optimal blocking solution;C.Determining the optimal dilution of rabbit anti guinea pig r ̄/HRP Ab. 言0.4 霉0.3 星O.2 《 言0.1 Before Atier Neutralization of positive sera 图3间接ELISA方法检测抗FMDV抗体的特异性 Dilution of guinea pig sera №3 specificity of detecting anti-FMDV Ab th iEUSA 图4 间接ELISA方法检测抗FMDV抗体的灵敏度 Note:A.Anti—FMDV Ab level of FMDV infected guinea pig ser'A before Fig.4 The sensiitvity of detecting anti-FM口【'V Ab with and舳VPI epi neutralization:B.Anti—FMDV Ab level of VP1 epi iELISA immunized guinea pig sem. 作为包被抗原的间接ELISA方法在检测抗FMDV 标抗体的最佳稀释度最终确定为1:10 000(图2C)。 抗体方面具有特异性。用灭活FMDV包板检测 2.2.3间接ELISA方法的特异性VP1epi重组蛋 VP1epi重组蛋白免疫后的豚鼠血清中抗FMDV抗 白中和后的阳性血清中抗VP1抗体水平明显降低, 体的含量,结果显示,VP1epi重组蛋白免疫后的豚鼠 阻断率达57.1%(图3A),说明以VP1epi重组蛋白 血清中含有抗FMDV抗体(图3B),这说明VPlepi重 ¨ 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国免疫学杂志2007年第23卷 组蛋白与FMDV表面的VP1具有相似的空间构象。 利用该蛋白质替代病毒作为包被抗原的重要特征。 2.2.4间接ELISA方法的灵敏度和可重复性对 实验结果表明,利用基因工程技术从大肠杆菌中表 倍比稀释的阳性和阴性血清的检测结果显示,当血 达的VP1epi重组蛋白可以用于检测抗FMDV抗体, 清稀释度达到1:3 200时,S/N值仍大于2.1,说明 在本次实验中我们确定了包被抗原的最适工作浓度 该方法的灵敏度为1:3200,见图4。用4块酶标板 和血清的最适稀释度,优化了各项实验条件,并评定 检测6份阳性血清和6份阴性血清,结果显示,板内 了该方法的特异性、灵敏度和可重复性,为利用这种 变异系数2.0%~12.7%,板间变异系数4.0%~ 重组蛋白进一步研制针对大型家畜的EHSA诊断 13.1%,说明该方法的可重复性良好。 试剂盒提供了重要的实验依据;另一方面由于豚鼠 2.3间接ELISA方法的操作程序①用包被液将 是进行口蹄疫科学研究的重要实验动物,我们建立 VPlepi重组蛋白稀释至2 g/ml,100 IxL/:fL,4oC过 的ELISA检测方法也为开发新型口蹄疫疫苗和深 夜,洗涤3次,每次3分钟;②加封闭液,200 l/,孔, 入研究口蹄疫病毒的致病机理提供了抗体检测方面 370(2 1小时,同上洗涤;③将待测血清做1:200稀 的帮助 释,100 l/,孔,37 ̄C 1小时,同上洗涤;④将兔抗豚 鼠IgG/HRP做1:10 000稀释,100 l/,孔,37oC 1小 4参考文献 时,同上洗涤;⑤加入现配的OPD底物液,100 l/ 1 Sobfino F,Saiz M,Jimenez.Clavero M A et a1.Foot.and—mouth dis. 孔,避光显色10分钟;⑥20%稀硫酸终止反应,50 ease virus:a long known viurs,but a current threat[J].Vet Res, /孔;⑦用酶标仪检测492 rim的OD值。 2001;32(1):1.30. 对24份阴性豚鼠血清进行检测,得到阴性血清 2 Kitching R P.Foot—and-mouth disease:current world situation[J]. 的OD值为0.101±0.018,根据S/NI>2.1的标准,确 Vaccine,1999;17(13-14):1772-1774. 3 Saiz M,Nunez J I,Jimenez.Clavero M A et a1.Foot—and—mouth dis— 定阳性判定标准为492 nm的OD值不低于0.250。 ease viurs:biology and prospects for disease control[J].Microbes 3讨论 Infect,2002;4(11):1183-1192. 4 Grubman M J,Baxt B.Foot・and—mouth disease[J].Clin Micmbiol 针对口蹄疫病毒感染,已经建立了一系列检测 Rev,2004;17(2):465-493. 方法,如病毒分离培养、中和试验、间接血凝试验、荧 5 Mason P W,Grubman M J,Baxt B.Molecular basis of pathogenesis 光抗体技术、放射免疫电泳技术、RT.PCR、ELISA ofFMDV[J].Viurs Res,2003;91(1):9-32. 等 。其中ELISA方法以其快速,简便,更适合大 6 Logan D,Abu—Ghazaleh R,Blakemore W et a1.Structure of a major 规模群体应用等特点,成为口蹄疫诊断的最常用方 immunogenic site on foot-and—mouth disease viurs [J]. Nature, 1993;362(6420):566-568. 法,但目前检测抗FMDV抗体的ELISA试剂盒多采 7沈关心,周汝瞵.现代免疫学实验技术[M].武汉:湖北科学技 用病毒颗粒作为包被抗原,生产过程中存在病毒扩 术出版社,1998:410-412. 散的危险,从而限制了其广泛应用 j。为了克服这 8王莉娟,徐天刚,赵云玲et a1.口蹄疫诊断技术研究进展[J].中 一缺陷,我们根据O型口蹄疫病毒的P1编码基因, 国畜牧兽医杂志,2005;32(3):4l . 构建并在大肠杆菌中表达了VP1表位肽重组蛋白 9 Chenard G,Miedema K,Moonen P et a1.A solid—phase blocking (VP1epi),并尝试利用这种蛋白代替FMDV颗粒, ELISA for detection of type O foot—and—mouth disease vinls antibodies 建立一种特异性检测动物体内抗FMDV抗体的间 suitable for mass serology[J].J Virol Me ̄ods,2003;107(1):89-98. 接EHSA方法。由于VPlepi重组蛋白免疫的豚鼠 血清中含有能识别FMDV颗粒的抗体,推测其可能 [收稿2005-09—20 修回2005—12-01] 具有与FMDV表面VP1蛋白类似的空间构象,成为 (编辑 许四平张晓舟) ・消息・ 2007年《中国药学文摘》征订启事 《中国药学文摘》(ISSN1003-3521/CN11.2529/R)是由国家食品药品监督管理局主管,国家食品药品监督管理局信息中心 主办,国内外公开发行的医药科技性专业期刊。月刊,16开本,每期280页左右,每期约80万字。是国内药学期刊中唯一的 综合性文摘类刊物。收载国内外公开发行的700余种药学相关学科期刊中的精粹文献。全年定价:476元。
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