我国AMD流行情况分析及水貂Syk基因参与AMDV体外感染的ADE机制探究

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水貂阿留申病(Aleutian Mink Disease,AMD)又名浆细胞增多症,是由细小病毒科细小病毒属的水貂阿留申病毒(Aleutian Mink Disease virus,AMDV)引起的一种急性或慢性传染性疾病,主要侵害水貂单核-巨噬细胞。AMD是毛皮动物三大疫病之一,在全世界水貂养殖场中均有分布,造成严重的经济损失。AMDV感染过程中存在较强的抗体依赖性增强(Antibody-dependent enhancement,ADE)效应,产生的大量抗体不能中和AMDV,反而促进病毒内化至巨噬细胞并加重感染,至今没有针对性药物及获批疫苗。脾酪氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase,Syk)广泛表达于淋巴细胞、造血细胞及成纤维细胞等,不仅在某些疾病的致病机制和细胞信号转导中起到关键作用,而且作为FcγR受体家族介导的巨噬细胞内吞通路中的上游基因,亦可调节巨噬细胞的吞噬作用。为了明确AMD在我国的流行情况,探究AMDV感染过程中的ADE机制,进行了如下研究:1.我国AMD流行情况的调查分析为了深入了解AMD在我国的分布情况,对过去40年(1981-2019)的AMD阳性率进行meta分析及流行病学调查:(1)首先应用meta分析对1981年至2017年发表的有关国内AMDV的流行病学调查文章进行系统评价。结果表明,1981年至2017年间我国AMD流行率从1981-2009年间的48.0%上升到2010-2017年间的61.4%,总阳性率高达55.3%;亚组分析发现,AMD的流行趋势呈地区多样性分布。华中地区及东北地区AMDV阳性率分别为69.8%和61.3%;江苏省的AMDV阳性率最高,高达96.0%,陕西省阳性率最低,为22.1%。年龄亚组发现成年貂的AMDV阳性率高于幼年貂;检测方法亚组中,酶联免疫吸附剂测定(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)方法测得的阳性率最高,为76.4%。Meta分析结果表明,AMDV在我国貂场严重流行。(2)基于上述meta分析结果,为进一步了解我国东北部分地区AMD流行现状,对2019年中国东北部分地区(吉林省左家镇、黑龙江省帽儿山镇和黑龙江省集贤县)AMD流行情况进行调查。结果表明,2019年东北部分地区的AMDV总体阳性率为46.8%,不同地区之间差异显著(P<0.05)。多变量分析结果显示,季节和水貂的年龄可能是AMDV感染的潜在风险因素(P<0.05)。综合meta分析结果可知,目前东北部分地区的AMDV阳性率虽低于我国AMDV总阳性率,但流行情况仍较为严峻。2.水貂Syk基因调控AMDV体外感染的ADE机制探究为了缓解我国AMDV感染情况,对AMDV感染过程中的ADE机制进行深入研究,以期改善AMDV无特效药物及疫苗的现状:(1)使用水貂外周血单核-巨噬细胞构建了AMDV感染水貂的ADE机制体外研究模型:试验组为AMDV强毒株AMDV-DL125与AMDV阳性血清共孵育以形成抗原-抗体复合物(AMDV-DL125PS组),对照组为AMDV-DL125与阴性血清共孵育(AMDV-DL125NS组),两组分别感染分离纯化的水貂外周血单核-巨噬细胞12 h。使用荧光定量检测0-12 h AMDV-DL125复制情况,结果显示,培养8-12 h的AMDV-DL125PS组的病毒拷贝数及AMDV VP2基因表达量均高于AMDV-DL125NS组(P<0.05),说明抗原-抗体复合物加强了AMDV-DL125的复制能力;间接免疫荧光结果显示,在抗原-抗体复合物存在的条件下,AMDV-DL125更容易侵入单核-巨噬细胞中;对ADE相关细胞因子进行q RT-PCR检测,发现抗病毒细胞因子受体interferon-gamma receptor 1(IFN-γR1)、interleukin 2 receptor gamma(IL-2Rγ)、interleukin 18(IL-18)、tumor necrosis factor receptor 1(TNF-R1)和tumor necrosis factor receptor 2(TNF-R2)表达量上调,interleukin 6(IL-6)表达量下调;对ADE相关基因进行q RT-PCR检测,结果细胞因子信号抑制物1(suppressor of cytokine signaling1,SOCS 1)、维甲酸诱导基因蛋白I(RIG-I)、TNFRs及TRAFs基因表达量上调,而JAK-1及MDA-5基因表达量下调。此研究模型初步证实了AMDV-DL125感染水貂外周血单核-巨噬细胞过程中存在依赖抗原-抗体复合物的ADE效应。(2)对上述试验构建的ADE体外研究模型进行全转录组高通量测序,发现大量差异表达基因,其中m RNA 2658个,lnc RNA 2588个,mi RNA 1428个;发现存在互作调控的基因554对;GO富集发现代谢过程(Metabolic process)、结合(Binding)、细胞骨架(Cytoskeleton)等功能被显著富集;KEGG通路富集发现FcγR受体家族介导的巨噬细胞内吞(Fc gamma R-mediated phagocytosis)、吞噬体(Phagosome)、胞吞(Endocytosis)、NF-κB、MAPK、To LL样受体及PI3K信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)等通路被显著富集。进一步研究发现位于FcγR受体家族介导的巨噬细胞内吞通路的上游基因Syk表达量显著上调,预测其可能是感染过程中调控ADE机制的关键基因。此外,通过q RT-PCR技术验证了部分差异基因相对表达量,证明测序结果准确。(3)为验证Syk基因对AMDV感染过程中ADE机制的调控作用,构建了pc DNA3.1-Syk过表达载体及si RNA-Syk以干预水貂外周血单核细胞中Syk基因的表达;联合抗原-抗体复合物共培养12 h后,发现相比于对照组,过表达Syk组的AMDV-DL125拷贝数显著增加,而抑制表达组病毒拷贝数显著降低;间接免疫荧光结果显示过表达Syk组的单核细胞更容易被病毒侵入;ADE相关细胞因子的q RT-PCR结果显示当过表达Syk时,IL-10表达量上调,进一步介导ADE作用;而抗病毒因子受体(IFN-γR1、TNF-R1及TNF-R2)表达量升高,说明病毒处于活跃状态;抑制Syk表达时,IL-10表达量下调,ADE作用减轻;由于更少的病毒进入细胞内部,因此抗病毒因子受体表达量降低。上述试验表明Syk参与了AMDV感染过程中的ADE效应。本研究评估了AMDV在国内的流行情况,并初步探究了AMDV感染过程中存在的ADE机制,为国内AMDV的防控提供了合理建议,为进一步探索AMDV感染机制提供了研究思路,为AMDV疫苗的研制奠定理论基础。
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