口蹄疫(Foot-and-Mouth disease,FMD)是由小RNA病毒科口蹄疫病毒屬的口蹄疫病毒(Foot-and-Mouth disease virus,FMDV)引起偶蹄動物的一種急性、熱性、烈性、高度接觸性動物傳染疫病,具有宿主范圍廣、傳播快、危害巨大等特點,位居世界動物衛生組織(OIE)規定的A類動物疫病之首,我國也列為一類動物疫病,對畜牧業發展和公共食品安全危害巨大。目前絕大多數國家和地區仍然采取以滅活疫苗免疫為主的防控措施,所以有效抗原含量的高低直接決定口蹄疫疫苗的品質和免疫后特異性抗體水平的高低。
口蹄疫疫苗的生產環節必須嚴格遵守藥品生產質量管理規范(GMP)標準對各個生產工藝環節實行全程追蹤,包括細胞密度與活力、病毒的接種與收獲、滅活、濃縮純化、乳化與分裝等,對于口蹄疫抗原含量的檢測分為生產過程中的檢測及成品疫苗抗原量的監督控制。目前,國外對于疫苗品質的評判主要是檢測疫苗的PD50,鑒于我國對口蹄疫采取國家強制免疫的防控措施,每年檢測口蹄疫疫苗PD50所需要的靶動物量較大,并且符合PD50檢測需要的靶動物也比難購買,因此迫切需要建立一種能高效批量檢測口蹄疫滅活疫苗生產中有效抗原含量的實驗室檢測技術,實時對疫苗生產各環節抗原含量進行有效監控,建立與疫苗效力檢驗PD50的相關性,切實為加快我國對口蹄疫的防控與凈化保駕護航。目前,對于口蹄疫滅活疫苗抗原含量檢測的技術包括以下幾種:
一、酶聯免疫吸附技術(ELISA)
主要是采用雙抗體夾心法進行檢測,首先使用純化的口蹄疫病毒抗原免疫BALB/C小鼠,取抗體效價到達要求的小鼠脾臟分離脾細胞與骨髓瘤細胞(SP2/0)經PEG-4000進行細胞融合,并利用有限稀釋法進行3-5次亞克隆,篩選出陽性值高、分泌穩定且特異性強的雜交瘤細胞株擴大培養并及時凍存,大量制備腹水型單克隆抗體并進行純化,利用抗體亞型鑒定試劑盒對收集的腹水型單抗進行亞型鑒定,利用間接免疫熒光技術(IFA)對制備的單克隆抗體進行驗證,同時建立病毒抗原與腹水型單抗之間的線性關系。將制備的其中一株特異的單克隆抗體包被酶標板,另一株特異的單克隆抗體作為酶標抗體進行口蹄疫病毒抗原檢測。該技術的優勢主要是操作簡便、特異型強、靈敏度高、可進行批量檢測,便于在基層實際應用中推廣,可以對不同血清型的口蹄疫病毒抗原含量進行檢測。不足之處是前期對于單克隆雜交瘤細胞株的構建以及腹水型單抗的制備與純化過程較復雜,易發生陽性克隆的丟失,制備的單克隆抗體只能檢測部分抗原位點,主要是針對結構蛋白的部分位點,若完整病毒抗原發生降解時,使用該方法進行抗原檢測會出現一定的誤差。
二、蔗糖密度梯度超速離心法
口蹄疫病毒完整病毒粒子(146S)作為疫苗免疫時發揮作用的主要免疫原,在生產、儲存, 運輸等任何環節中的不同程度的降解都會引起動物機體免疫后效力下降。對于146S檢測的原有方法是首先通過補體結合試驗估算口蹄疫病毒總抗原量(包括146S和12S),然后用氟化碳(CF4)去除其中的12S抗原,從而可以間接估算出口蹄疫病毒146S的含量。20世紀90年代,國外一些學者建立了蔗糖密度梯度超速離心法對口蹄疫病毒146S進行分離純化,同時利用紫外分光光度計在259nm處檢測吸收峰,并利用自動化電腦軟件系統對吸收峰面積進行計算,從而得出口蹄疫病毒 146S含量,目前,該方法仍然是各大口蹄疫滅活疫苗生產企業對各生產環節中146S含量檢測的主要技術,該方法也可用于成品苗中口蹄疫病毒 146S抗原含量的測定。也可通過氯化銫密度梯度離心法進行定量分析來測定口蹄疫病毒146S抗原量,在ug/ml水平估測146S抗原量,并用SDS-PAGE蛋白凝膠電泳檢測口蹄疫病毒抗原多肽的完整性,并分析其質量。中農威特公司董金杰等研發人員建立的口蹄疫病毒 146S含量蔗糖梯度離心法對公司口蹄疫疫苗生產環節的質量把控提供了有力保證,同時被編入行業標準,得到各大疫苗生產企業的高度認可和廣泛應用。
三、乳倉鼠腎細胞(BHK-21)培養法
利用實驗室傳代培養的處于生長對數期的BHK-21傳代細胞接種不同稀釋度的口蹄疫病毒,通過在顯微鏡下觀察不同稀釋度的口蹄疫病毒感染BHK-21細胞時所產生的細胞病變(CPE)來估算病毒含量,但該方法用時較長,細胞狀態、人為操作因素對結果影響較大。
四、病毒蝕斑數測定法
目前,有報道稱,國外有研究機構和疫苗生產企業采用病毒蝕斑數測定法進行口蹄疫病毒抗原定量。具體操作步驟為:使用BHK-21或IBRS-2細胞,按常規操作規程來培養細胞,然后棄去原培養液,用滅菌1xPBS輕輕潤洗細胞3-4次,病毒進行梯度稀釋后接種至細胞培養板,在37℃,5%CO2培養箱里吸收1h后,加入一定量的維持液,繼續靜置培養72h,棄盡原培養液,用一定體積的固定液進行固定,之后染色30min,自來水沖洗殘留染色液,自然風干后進行病毒蝕斑的計數并計算病毒滴度。口蹄疫病毒感染細胞時,首先感染它周邊的細胞,最終可形成一個個肉眼清晰可見的病毒感染斑,對病毒蝕斑進行記數,按照已有的公式來計算病毒滴度。該技術可操作性強,結果判定簡單,計算數據較準確,但是,該技術對抗原性的變化不能進行檢測。
五、實驗動物替代法
目前,關于該方法的文獻報道,主要集中在利用乳鼠替代本動物進行疫苗效力檢驗,計算病毒的LD50,操作方法包括:在三級生物安全防護實驗室將口蹄疫病毒不同梯度稀釋后接種乳鼠,規定時間內統計小鼠死亡數,根據特有的公式計算病毒的LD50。該方法的優點是成本低,實驗動物易獲得,缺點是耗時長,一般為5d左右,由于動物樣本間的差異,使得誤差較大。
六、分子排組色譜法
中國獸醫藥品監察所徐嫄等人建立了一種新的方法來測定口蹄疫病毒 146S含量。具體操作是在口蹄疫疫苗生產過程中通過分子排阻色譜技術來分離病毒培養液中的各組分,根據各組分分子量按先大后小被洗脫,利用連續紫外分光光度計在紫外波長259nm下檢測吸收值,通過標準品建立的線性回歸方程公式計算疫苗中146S含量。分子排阻色譜法檢測范圍可達到為 6~75ug/ml,該檢測方法對不同譜系的口蹄疫病毒均通用,并且與現主要的蔗糖密度梯度或氯化銫密度梯度離心法有較好的相關性。該技術由于使用商品化的凝膠層析介質,可以對整個檢測過程實現自動化、各環節可控化、批次間標準化,盡可能減少人為操作造成的檢測誤差。這種方法使用標準的層析介質,可以實現自動化操作。但是該檢測技術目前也存在著缺點,目前,國內市場化的口蹄疫疫苗基本為O/A二價滅活疫苗,該方法只能測定疫苗中總的146S含量,而不能對O、A兩種組分分別進行檢測,且該技術具有146S最低含量檢測限高、靈敏度低等特點,對146S含量較低的疫苗不能準確檢測,仍需進一步的完善。
七、其他
用于口蹄疫疫苗146S含量定量的其它方法包括:反向被動血凝試驗、瓊脂糖擴散試驗、實時熒光PCR等方法,但現有的各種檢測方法都存在著一定的局限性。相信隨著分子生物學和蛋白質學等相關學科的飛快進步,針對口蹄疫病毒 146S含量檢測技術也會不斷完善,新的檢測方法也必將會替代現行的本動物攻毒保護試驗,降低企業生產成本,切實提高生物安全。
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