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禽逆转录病毒防控新思路:CRISPR/Cas9

2020-01-15LIKAI,LIUYONG-ZHEN,XUZENG-KUN

中国预防兽医学报 2020年8期
关键词:逆转录禽类新思路

禽网状内皮组织增生病病毒(REV)是一种感染禽类的免疫抑制性、致瘤性逆转录病毒,它可引起鸡、鸭、火鸡和其他禽类发生矮小综合征和慢性肿瘤,导致严重免疫抑制。当前REV 在我国流行非常严重,是威胁我国养禽业健康发展的重要疫病之一。REV 不仅可以发生单独感染,该病毒与其他禽类病毒混合感染的现象也十分普遍,这进一步增加了防控的难度。REV 与鸡马立克氏病病毒(MDV)的混合感染以及重组不仅能够增强MDV 的致病性,还加剧了MDV 的不断变异。然而到目前为止,世界上还没有商品化疫苗用于REV 的预防,也没有行之有效的鸡群净化措施。

CRISPR/Cas9 是近年来出现的一种新型基因编辑技术,现已广泛用于动物、植物和微生物的基因组编辑,在持续感染的病毒或潜伏感染病毒疾病治疗中具有重大的潜在应用价值。近期发表于《Molecular Therapy-Nucleic Acids》上的研究显示,一种以MDV 血清1 型弱毒疫苗814 株为载体递呈的靶向REV 的CRISPR/Cas9 能够预防REV 对鸡的感染,并对感染鸡体内的REV 具有一定的清除作用。这种基于CRISPR/Cas9 技术设计的靶向REV 基因组的新型疫苗为REV 的防控提供了一种新思路。

该研究首先设计了靶向REV 基因组序列的向导RNA(gRNA)以及Cas9 表达质粒,构建了可编辑REV 基因组的CRISPR/Cas9 系统。研究发现,靶向REV 的CRISPR/Cas9 在体外细胞水平能够阻止REV感染宿主细胞,同时对REV 转化细胞系中的REV前病毒DNA 具有一定的清除作用。在此基础上,将靶向REV 的gRNA 表达框架以及Cas9 基因表达框架插入MDV 弱毒疫苗814 株基因组中,构建了表达上述CRISPR/Cas9 系统的重组MDV。上述构建的重组MDV 能够在感染细胞中表达gRNA 和Cas9 蛋白,而且对REV 感染体外宿主细胞具有明显抑制作用。进一步动物试验发现,上述表达REV 靶向CRISPR/Cas9 的重组MDV 能够显著性降低感染鸡体内的REV 复制水平,对REV 感染造成的矮小综合征和免疫器官萎缩具有明显预防作用。

目前国内外对禽逆转录病毒病缺乏有效的疫苗和防控措施,主要通过淘汰净化种鸡群的方法来控制禽逆转录病毒的流行,但该方法成本高,耗时长,工作量大且病毒感染易反复,而且对于我国的商品代鸡群以及地方品系鸡,完全实施净化是非常艰难的。针对逆转录病毒,传统意义上基于抗原设计的疫苗只能在一定程度上预防疾病的发生,很难达到清除病毒的效果。该研究采用新思路设计的靶向REV 基因组的CRISPR/Cas9 疫苗能够达到破坏和清除REV 前病毒DNA 的效果,使其失去功能,进而从根本上发挥预防和净化作用。另外,该研究采用疱疹病毒为载体,其较大的基因组更利于CRISPR/Cas9 系统的插入和表达。以MDV 弱毒疫苗株为载体,体内递呈靶向REV 的CRISPR/Cas9,构建重组病毒疫苗株,不仅可以作为REV 的预防和治疗手段,还可以对MDV 提供良好的保护,从而有助于解决REV 和MDV 混合感染的问题。

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