王 吉,卫 礼,岳秉飞,贺争鸣
(中国药品生物制品检定所、国家实验动物质量检测中心,北京 100050)
呼肠孤病毒Ⅲ型(Reo3)属呼肠孤病毒科的正呼肠孤病毒属。此种病毒可感染所有哺乳动物,包括小鼠、地鼠、豚鼠、猫和犬等[1-2]。并且能在人、猴、豚鼠、地鼠、猫、狗、猪和牛的原代肾细胞以及Hela、KB、FL和L细胞等传代细胞中增殖并引起细胞病变。Reo3也能感染人,能引起儿童腹泻、呼吸道感染及脑膜炎等疾病[2-4]。由于上述动物和细胞存在Reo3的自然感染,而用上述动物原材料或细胞而生产的人用生物制品也可能存在Reo3的潜在污染,对人用动物原材料及动物源性生物制品的使用安全性造成潜在威胁[5]。
因此建立Reo3免疫荧光(IFA)检测方法,开展对人用动物原材料及动物源性生物制品外源Reo3的检测,保证生物原材料及制品的使用安全性至关重要。本文旨在建立简单、快速、特异、敏感的免疫荧光检测方法,对人用动物源性生物材料及其制品进行Reo3检测。
1.1 主要材料
Reo3毒种、BSC-1细胞、BHK21细胞:本室冻存;免疫荧光素(山羊抗小鼠IgG-FITC):KPL公司产品;SPF BALB/c小鼠,中国药品生物制品检定所实验动物资源中心生产(许可证号:SCXK(京)2009-0017);小鼠抗Reo3血清及小鼠阴性血清:本室制备;乙型脑炎减毒活疫苗:本所疫苗一室提供。
1.2 主要仪器
荧光显微镜:Olympus IX;37℃水浴箱:上海森信实验仪器有限公司DK-4500B型;37℃培养箱:WGP-600;多孔荧光片:Thermo公司产品。
1.3 方法
1.3.1 敏感细胞的筛选和病毒感染力滴度(TCID50)测定:选择BHK21细胞和BSC-1细胞分别接种Reo3毒种,每天观察细胞病变(CPE)。待细胞50%~80%发生圆缩病变后,收冻。分别将第3代BHK21细胞毒和BSC-1细胞毒以10-1~10-11作系列倍比稀释,依次加入培养有BHK21细胞和BSC-1细胞的96孔细胞培养板(costor)(1~11列),每个稀释度接种1列(8孔),第12列不加病毒,作为细胞对照。置37℃培养观察10d,记录结果[6]。
1.3.2 Reo3阳性血清与阴性血清的制备:
1.3.2.1 免疫抗原的制备与纯化:收获Reo3细胞毒于4℃,10 000r/min离心1h,取上清液于4℃,40 000r/min离心3h,收集沉淀于适量PBS中。再经20%蔗糖离心后,用紫外分光光度法测定抗原蛋白含量。然后用PBS稀释至1mg/mL,分装后冻存于-70℃备用。
1.3.2.2 免疫接种方法及程序:(1)第一次免疫:取0.3mL纯化Reo3抗原与0.9mL弗氏完全佐剂混匀,腹腔注射6只SPF KM小鼠,每只注射0.2mL。(2)第二次免疫:在第一次免疫后第14天,取0.3mL纯化Reo3抗原与0.9mL弗氏完全佐剂混匀,腹腔注射每只小鼠0.2mL,同时每只腹腔注射0.5mL液体石蜡。(3)第三次免疫:在第一次免疫后第21天,取0.3mL纯化后Reo3抗原,加入0.9mL弗氏完全佐剂中,混匀后腹腔注射每只小鼠0.2mL。
1.3.2.3 抗体的检测:第一次免疫后第35天开始收集腹水,每次收集后2 000r/min离心10min,上清液56℃灭活30min,冻存于-70℃备用,收集的腹水用本室ELISA法测其效价,留取A490>1.0的腹水混合后分装至1.5mL离心管中冻存于-70℃作为阳性对照备用。
1.3.2.4 阴性对照血清制备:分离的SPF小鼠血清,经Reo3 ELISA检测为阴性的样品,56℃灭活30min,用本室ELISA法测其效价<0.1,分装至1.5mL离心管中冻存于-70℃作为阴性对照备用。
1.3.3 抗原片的滴定:接种Reo3的敏感细胞,病变达70%~80%,滴片,同时设正常细胞对照。冷丙酮固定,置-20℃冻存备用[7]。
1.3.4 操作和判断标准的确定:依据《中华人民共和国药典》2010版三部和国标进行实验和结果判定。在阴、阳对照成立的情况下,待检血清与正常细胞反应无荧光,与感染细胞反应有荧光判为阳性[7-8]。
1.3.5 免疫荧光素最佳工作浓度的确定:小鼠Reo3阳性血清及阴性血清分别以1:10稀释[7],羊抗小鼠IgG-FITC以1:50~1:3200进行系列倍比稀释,滴定荧光抗体最佳工作浓度。以出现“++++”的荧光抗体最大稀释比例为其最佳工作浓度。
1.3.6 敏感性试验:将小鼠阳性血清从1:10~1:5120进行系列倍比稀释进行检测,以出现“++”的最大稀释比例为其检测灵敏度;将Reo3细胞毒以10-1~10-11作系列倍比稀释,分别接种BSC-1细胞,48h后分别滴片,与阳性血清进行免疫荧光反应,以检测到出现“++”的病毒感染滴度来确定检测方法的敏感性。
1.3.7 特异性试验:用建立的IFA法分别检测小鼠鼠痘(Ect)病毒和小鼠肝炎病毒(MHV)阳性血清,同时设标准阴、阳对照。用小鼠Reo3阳性血清和阴性血清与小鼠鼠痘(Ect)病毒感染BHK21细胞片进行交叉免疫荧光试验;同时与正常BSC-1细胞和Reo3感染BSC-1细胞进行玻片免疫荧光试验。
1.3.8 稳定性试验:将3个不同批次抗原片同时对小鼠阳性血清从1:10~1:5120进行检测;同1批次抗原片于-20℃保存1个月、3个月和6个月3个不同时间,分别对小鼠阳性血清从1:10~1:5120进行检测,观察其检测结果是否一致。
1.3.9 初步应用:
1.3.9.1 动物抗体的检测:用建立的IFA方法对2008年~2010年国内7个厂家送检60份小鼠血清进行抗体检测,并记录结果。
1.3.9.2 Reo3抗原的检测:利用细胞试验和IFA法对人用动物源性材料及生物制品进行检测。
(1)以国内3个公司生产的9批次乙脑减毒活疫苗为样品进行检测。每批次疫苗接种BSC-1细胞2瓶。同时设细胞对照2瓶,Reo3毒种2瓶。37℃吸附1.5 h,弃掉吸附的检品液体,加入细胞维持液,每d观察细胞形态,每3~4d换液一次,并记录结果。
(2)9批次疫苗接种BSC-1细胞,盲传3代。每代细胞进行滴片,分别与1∶10的阴、阳血清进行免疫荧光反应。同时用已知病毒抗原片作阳性和阴性对照。
(3)选择2010年国内6个不同厂家送检的鼠源性单克隆抗体细胞株10批次,分别接种BSC-1细胞,同时设细胞对照2瓶,Reo3毒种2瓶。每天观察细胞病变情况,并记录结果。盲传2代后的细胞滴片,分别与小鼠阴、阳血清进行免疫荧光反应[8]。
2.1 敏感细胞的筛选
BHK21细胞和BSC-1细胞接种Reo3 48h后,均有70%~90%细胞出现CPE,病毒感染力滴度分别为10-5.3/mL和10-5.8/mL。选择BSC-1细胞为Reo3培养细胞。
2.2 Reo3阳性血清与阴性血清的制备
制备免疫用抗原测蛋白浓度为5.1mg/mL。制备阳性对照(免疫血清及腹水A>1.0)共15.0mL。制备阴性对照血清12.7mL。
2.3 羊抗小鼠IgG-FITC最佳工作浓度的确定(表1)。
滴定结果显示当FITC为1∶100时正常细胞孔与阴、阳对照血清反应均无绿色荧光,也未观察到荧光背景干扰;Reo3感染细胞孔与阴性对照血清反应无绿色荧光,与阳性对照血清反应产生强绿色荧光(图1、2见封二)。
2.4 敏感性试验
抗体检测最大稀释比例为1:1280;检测病毒滴度最低为10-4.7/mL。
2.5 特异性试验
用已建立IFA法检测小鼠鼠痘(Ect)病毒、和小鼠肝炎(MHV)病毒阳性血清,结果均为阴性。Reo3阴性对照和阳性对照与小鼠鼠痘(Ect)病毒感染的BHK21细胞均无交叉免疫荧光反应。
2.6 稳定性试验
3个不同批次抗原片同时对小鼠阴、阳性血清从1:10~1:5120进行检测,和同1批次抗原片于-20℃保存1个月、3个月、6个月三个不同时间对小鼠阳性血清从1:10~1:5120进行检测,检测结果均一致,检测灵敏度均为1:1280。
2.7 应用
2.7.1 动物抗体的检测:IFA法检测60份小鼠血清,有4份抗体阳性,56份抗体阴性。
表1 荧光素工作浓度滴定结果Tab.1 Titration results of the IgG-FITC
2.7.2 细胞接种和免疫荧光试验:(1)细胞接种试验显示,2瓶BSC-1细胞对照连续观察无CPE产生(图3),Reo3毒种使BSC-1细胞发生明显CPE,(图4);9批次样品接种的3代BSC-1细胞均未发生CPE,检测结果均为阴性(图3,4见封二)。(2)在阴阳对照成立的情况下,9批次样品接种3代BSC-1细胞涂片与小鼠阴性血清及阳性血清均无绿色荧光反应,检测结果均为阴性。(3)细胞接种试验显示在正常细胞对照成立的情况下,10批次鼠源性单克隆抗体细胞株接种BSC-1细胞,均无CPE产生;免疫荧光试验显示,在阴、阳对照成立的情况下,10批次单克隆抗体细胞株接种BSC-1细胞涂片与小鼠阴性血清及阳性血清均无绿色荧光反应,结果均为阴性。
敏感性试验显示抗体检测最大稀释比例为1∶1280;检测病毒滴度最低为10-4.7/mL;特异性试验显示与小鼠易感的其他病毒无交叉反应;稳定性试验显示不同批间和批内重复性试验检测灵敏度一致,均为1∶1280。说明本试验建立IFA法敏感性、稳定性好,特异性强。
本实验BSC-1细胞感染Reo3后,细胞内颗粒增多、细胞肿大、脱落、折光度增加,与Reo3的致细胞病变效应一致(图4),且Reo3阳性血清的检测结果为细胞内出现强绿色荧光反应,为IFA检测中抗原抗体相结合的阳性表现(图2);Reo3阴性血清的IFA检测结果为红色细胞,未见绿色荧光,为典型的IFA检测阴性表现(图1);说明所建立的Reo3的IFA法效果较好[10]。
本试验同时用本室建立的ELISA法对上述IFA检测的60份小鼠血清进行Reo3抗体检测。结果显示IFA法检测抗体阳性的4份血清用ELISA法检测,结果均为阳性;IFA法检测抗体阴性的56份血清用ELISA法检测,结果均为阴性,2种方法检测符合率为100%。
用细胞接种和免疫荧光试验相结合检测9批次乙脑减毒活疫苗,3代BSC-1细胞均未发生CPE,3代细胞滴片分别与Reo3阴、阳对照血进行免疫荧光反应,均为阴性。说明9批次疫苗均未被Reo3活毒感染。保证了疫苗使用的安全性。
同时用建立的IFA法检测了2010年国内6个厂家送检的鼠源性单抗细胞株10批次,结果显示均为阴性。与本室做的动物安全试验、动物抗体产生试验、鸡胚接种和血凝试验检测结果一致,也说明了检测结果的准确性和可靠性。
本试验通过筛选,确定了Reo3敏感细胞,并滴了抗原片,为以后建立如大鼠、地鼠、等其他动物Reo3 IFA检测方法的建立奠定了基础。
本试验建立IFA法具有操作简便、快速、敏感、特异等特点[11],利用细胞接种和免疫荧光相结合的检测方法具有稳定性好、检测结果可靠等特点,可应用于动物源性生物材料及生物制品外源Reo3的检测。
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