中国BTV-1与BTV-4毒株Seg2重排致病毒变异机制的研究

Bluetongue virus (BTV) possesses a segmented double-stranded RNA genome, existing 26 different serotypes. Reassortment of BTV is variform and complex and there has significant difference in pathogenicity among strains of different serotypes. VP2 protein encoding by Seg2 is the determinant of the BTV serotype,which involved in virus infection and release process. Despite reassortment of Seg2 between different strains of serotypes were founded, the mutation of viral properties along with this reassortment event remains unknown. Based upon our previous isolation of 101 BTV strains belonging to seven different serotypes and established methods for BTV genomic amplification, sequencing and cloning, in this study, full genome of epidemic virulent BTV-1 and avirulent BTV-4 strains of China will be amplified and sequenced. Reverse genetics for the BTV-1 and BTV-4 strains will be developed form infectious clone of these virus complete genomic cDNA. Using the established reverse genetics approach, Seg2 reassortment viruses between virulent BTV-1 and avirulent BTV-4 strains will be rescued. Through in vitro as well as in vivo infection of cultured cells and susceptible animals, the proliferation, immunogenicity and virulence of the reassortants will comparable to the properties of their parent strains to clarify the mechanism of virus mutation caused by Seg2 reassortment between different serotypes BTV strains. The results of this study will further deepen our understanding of BTV mutation caused by reassortment and provide a basis for BTV further research at genomic level.

蓝舌病病毒(BTV)为基因组分节段双链RNA病毒，有26个血清型，基因重排复杂多样，不同血清型毒株致病性差异明显。VP2蛋白决定着BTV血清型，参与病毒的感染与释放过程，其编码基因Seg2在不同血清型毒株间重排致病毒变异机制尚不清楚。本项目在分离获得我国七个血清BTV 101株，建立BTV全基因组扩增、测序与克隆方法的基础上，拟对我国流行的强致病性BTV-1毒株和弱致病性BTV-4毒株进行全基因组扩增与测序，构建两个毒株的全基因组感染性克隆，建立BTV-1和BTV-4毒株反向遗传体系，拯救出BTV-1和BTV-4毒株间Seg2重排变异毒株，通过感染细胞与易感动物，分析亲本毒株与基因重排变异毒株在增殖特性、免疫原性及致病性方面的差异，阐明BTV不同血清型毒株间Seg2重排致病毒变异的机制。研究结果可加深对BTV基因重排致病毒变异的认识，也有助于我国在BTV基因组整体水平上的深入研究。

基因重配为基因组分节段病毒进化的一个主要动力，在病毒的免疫原性、致病性、传播与感染特性等方面均有着深刻的影响。蓝舌病病毒(BTV)感染引起的动物蓝舌病是一种严重侵害反刍动物的烈性传染病。BTV有27个血清型，基因重排复杂多样，不同血清型毒株致病性差异明显。本研究以BTV-1/Y863毒株BTV-4/YTS4毒株和BTV-16/5097B毒株为起始材料，进行BTV反向遗传体系的建立，研究基因重配与病毒变异之间的关系，主要进行了以下四方面工作：（1）完成了三个毒株的全基因组测序工作，在体外细胞和易感动物上分析了病毒的感染特性。结果显示，三种血清型病毒均属于Eastern毒株，BTV-16/5097B在细胞上增殖能力最强，三种血清型病毒虽可感染绵羊，引起病毒血症与抗体应答，但均不引起动物发病。（2）以BTV-16/5097B为起始材料建立起了BTV的反向遗传技术体系，在转录用DNA模板的制备、转染核酸种类等方面对BTV反向遗传技术体系进行了优化。完成了BTV-16/5097B与BTV-4/YTS4毒株的反向遗传拯救与病毒的鉴定，结果显示反向遗传拯救的病毒与亲本病毒在遗传特性与生物学特性上保持一致。（3）通过反向遗传技术在BTV-16/5097B与BTV-4/YTS4毒株之间进行Seg-1至Seg-10基因节段的重配，分析基因重配对病毒在细胞感染特性的影响。结果显示，通过反向遗传我们拯救出了13种基因重配病毒， BTV-4/YTS4毒株与BTV-16/5097B病毒之间Seg10的重配，可引起重配病毒对细胞感染力的增加，而Seg-2/6的基因重配，导致基因重配病毒感染能力下降。（4）选择Seg-10与Seg-2/6两种重配病毒分析其在绵羊上的感染能力。结果显示重配病毒虽可感染绵羊引起病毒血症与抗体应答，但均不引起动物发病，其中Seg-10重配病毒与母本病毒BTV-16/5097B感染特性接近，而Seg-2/6重配病毒在绵羊上的感染能力大大下降。项目研究结果不仅有助于我国BTV在基因组整体水平上的深入研究，也有可加深我们对BTV基因重排致病毒变异机制的认识。