公司新聞 | 科學(xué)家再這樣研究下去,藍(lán)耳病毒是否將無藏身之處?

時間 :2017/8/15 8:47:24點擊 :824編輯:集團策劃部

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藍(lán)耳病防控成為如今養(yǎng)豬業(yè)的一大難題,曾幾何時,更是出現(xiàn)了談“藍(lán)”色變的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象從側(cè)面反應(yīng)出藍(lán)耳病對我國乃至世界養(yǎng)豬業(yè)造成的嚴(yán)重危害和巨大損失。究竟如何才能防控好藍(lán)耳病呢?英國愛丁堡大學(xué)皇家獸醫(yī)學(xué)院的Alan L. Archibald教授于2017年2月發(fā)表于《PLOS Pathogens》上的文章”Precision engineering for PRRSV resistance in pigs:Macrophages from genome edited pigs lacking CD163 SRCR5 domain are fully resistantto both PRRSV genotypes while maintaining biological function”,似乎給出一個理想的思路,如果能夠用于現(xiàn)實生產(chǎn)實踐中,筆者認(rèn)為這是一個解決藍(lán)耳病較好的方案。

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大量研究表明:豬繁殖與呼吸道綜合征病毒(PRRSV)作為一種單股正鏈RNA病毒,其感染的宿主細(xì)胞極其有限,主要局限于單核細(xì)胞與巨噬細(xì)胞。而CD163(Cluster of Differentiation 163)是PRRSV侵染細(xì)胞過程中需要的融合受體,而該受體中的SRCR5(Scavenger receptor cysteine-rich domain 5)是發(fā)生作用的主要位點。巨噬細(xì)胞在其表面會大量表達(dá)CD163蛋白,尤其是呼吸系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞。這項研究中,研究者通過生命科學(xué)研究領(lǐng)域中熱門的CRISPR/Cas9基因剪切技術(shù)對豬的受精卵進行精確剪切,去除表達(dá)SRCR5基因外顯子,研究出基因缺失(或基因沉默)豬。(下圖為基因剪切原理圖)

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然而,基因剪切技術(shù)有時也會出現(xiàn)剪切誤差。研究者通過大量驗證實驗,目的是保證后期研究所用的豬是否沉默了SRCR5。(下圖為驗證試驗圖)

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接著,當(dāng)試驗用豬沒有問題之后,研究者通過支氣管肺泡灌洗(BAL)技術(shù),從基因缺失豬中分離出肺泡巨噬細(xì)胞,再通過細(xì)胞表面分子標(biāo)記,利用流式細(xì)胞儀對其分離細(xì)胞進行了鑒定。

眾所周知,PRRSV主要感染細(xì)胞為豬的肺泡巨噬細(xì)胞,而感染細(xì)胞主要通過CD163受體。假設(shè)沒有CD163中的SRCR5關(guān)鍵區(qū)域,PRRSV是否仍然能夠感染肺泡巨噬細(xì)胞,這也是實驗分離細(xì)胞的目的。

研究中,分別選取了歐洲1型代表毒株H2,DAI,SU1-Bel對分離于不同豬的細(xì)胞進行感染。通過研究分析相應(yīng)細(xì)胞的感染率,RNA含量水平及TCID50,證明歐洲1型的豬藍(lán)耳病毒不能感染缺失掉SRCR5基因的肺泡巨噬細(xì)胞(PAMs)。(試驗結(jié)果見下圖)

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備注:橫坐標(biāo):Time post inoculation(接種后時間)

縱坐標(biāo):Calculated TCID50/ml levers from VRNA levers(從病毒RNA水平計算每毫升中的TCID50水平)

              % of infected macrophages(感染的巨蝕細(xì)胞百分比)

藍(lán)耳病有兩個型,1型為歐洲型,2型為北美型。如果只是用1型進行感染試驗,顯然有些片面,況且對于研究的意義不大,因為我國目前主要流行毒株為北美型,因此研究者又利用具有代表性的北美毒株VR-2385和MN184進行了同樣的試驗。試驗結(jié)果同樣證明:來源于外周血單核細(xì)胞的基因缺失的巨噬細(xì)胞能夠抵抗PRRSV北美型毒株的感染。(試驗結(jié)果見下圖):橫坐標(biāo)Time post inoculation(接種后時間),縱坐標(biāo)Calculated TCID50/ml levers from VRNA levers(從病毒RNA水平計算每毫升中的TCID50水平)

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備注:橫坐標(biāo):Time post inoculation(接種后時間)

縱坐標(biāo):Calculated TCID50/ml levers from VRNA levers(從病毒RNA水平計算每毫升中的TCID50水平)

這里可能會有疑問:任意添加或缺失基因?qū)游锛?xì)胞沒有影響嗎?對于缺失SRCR5外顯子的CD163,會影響到蛋白本身或是巨噬細(xì)胞正常的功能嗎?這些疑問,研究者最終對CD163的正常功能進行了實驗驗證,結(jié)果很樂觀,沒有任何影響,仍然在血紅蛋白-觸珠蛋白的清除作用中功能正常。

研究得出的結(jié)論是,不論是歐洲1型,還是北美2型,對于缺失了CD163中的SRCR5外顯子的巨噬細(xì)胞,其不感染豬藍(lán)耳病毒。為什么這樣說,病毒整個繁殖復(fù)制過程,需要的能量全部來自于感染細(xì)胞,假設(shè)想象一下,如果病毒不能夠感染細(xì)胞,它從哪里獲得能量來源呢?再通俗的解釋是,如果可以成規(guī)模地生產(chǎn)出缺少SRCR5外顯子的豬只,那么對于大家都害怕的藍(lán)耳病,對于你來說,一點都不是問題。如果這一天真得能到來,對于廣大養(yǎng)殖戶來說,該是多大的福音。

同時需要提醒養(yǎng)殖同仁的是:研究與實踐生產(chǎn)應(yīng)用,或是成規(guī)模地使用,差距不是一點半點,恐怕近幾年是實現(xiàn)不了。原因有以下幾個問題:一、成本問題,對于科學(xué)研究來說,投入是為了促進科學(xué)的進步,所以一些研究投入是不計成本的,而對于養(yǎng)殖者來說,利潤是目的,不可能只投入而沒有產(chǎn)出。二、關(guān)于量產(chǎn)問題,基因剪切技術(shù)現(xiàn)在不能保證百分百成功,也是在無數(shù)個體中不斷驗證,不斷篩選的過程才能選出幾只符合標(biāo)準(zhǔn)的,時間漫長,過程復(fù)雜,專業(yè)性要求極高,所以短期內(nèi)是不可能達(dá)到的。三、人才問題,類似豬只培育需要專業(yè)技術(shù)及背景知識的專家級人才,這樣人才的培養(yǎng)需要資金與時間的投入,所以短期內(nèi)也不太可能。

對于本研究,在細(xì)胞感染試驗過程中,雖然涉及到了歐洲1型代表株,也用到了北美2型代表株,可是分離出的巨噬細(xì)胞對于我國2006年高藍(lán)爆發(fā)后的HP-PRRSV毒株、或近幾年有明顯上升趨勢的NADC30-like毒株的易感性沒有給出驗證,因此對于當(dāng)前中國的藍(lán)耳流行現(xiàn)狀指導(dǎo)意義不是很大。

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難道現(xiàn)在對于藍(lán)耳病就真得沒有好的防控方法嗎?“生物安全+疫苗免疫+飼養(yǎng)管理+豬群流動管理+……”,是防控疫病的方法。雖然說起來簡單,可真正能夠做到的又有多少豬場呢?方法很重要,但執(zhí)行更重要。對于當(dāng)前中國的藍(lán)耳病防控來說,生物安全和疫苗免疫是相對來說比較容易做到的,但對于小養(yǎng)殖戶的生物安全條件可能會受到忽視,“生物安全”意識落實到行動中,總會改善疫病。

參考文獻:Burkard C, Lillico SG, Reid E, Jackson B,Mileham AJ, Ait-Ali T, et al. (2017) Precision engineering for PRRSV resistance in pigs: Macrophages from genome edited pigs lacking CD163 SRCR5 domain are fully resistant to both PRRSV genotypes while maintaining biologicalfunction. PLoS Pathog 13(2): e1006206.

                   (成都天邦  李樂超)