牛輪狀病毒重組VP7蛋白抗原間接ELISA診斷方法的建立

侯美如，高俊峰，周慶民，侯喜林

（1.黑龍江省獸醫科學研究所，黑龍江齊齊哈爾161006；2.黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江大慶163319）

牛輪狀病毒重組VP7蛋白抗原間接ELISA診斷方法的建立

侯美如1，高俊峰1，周慶民1，侯喜林2

（1.黑龍江省獸醫科學研究所，黑龍江齊齊哈爾161006；2.黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江大慶163319）

以純化的原核表達的牛輪狀病毒VP7蛋白為包被抗原，建立了檢測牛輪狀病毒抗體的間接ELISA診斷方法。特異性試驗表明，該抗原與其他5種常見牛病病毒（IBRV、BCV、BRSV、ETEC、Cj）的陽性血清無交叉反應，板內和板間重復性試驗的變異系數均小于10%；對來自不同牛場的血清樣本檢測結果顯示，該檢測方法與病毒中和試驗檢測結果符合率達87.2%。本試驗建立的ELISA診斷方法具有良好的重復性、敏感性和特異性，為BRV的快速診斷、免疫牛群血清抗體監測及輪狀病毒流行病學調查提供了一種快速、簡便的血清學診斷方法。

牛輪狀病毒；重組VP7蛋白；間接ELISA；診斷

輪狀病毒（Rotavirus，RV）為呼腸孤病毒科（Reoviridae）輪狀病毒屬（Rotavirus），是各種幼齡動物非細菌性腹瀉的主要病原之一。于1968年美國Mebus［1］等首次用電鏡從犢牛腹瀉糞便中分離出牛輪狀病毒，命名為NCDV株（Nebraska calf diarrhea Virus，NCDV）。牛輪狀病毒可引起動物精神沉郁、水樣腹瀉、酸中毒以及食欲廢絕，多發于15～45日齡犢牛，是引起犢牛腹瀉最重要的病原之一，約50%新生犢牛腹瀉是因該病毒感染引起［2］，嚴重影響養牛業的發展。

目前檢測牛輪狀病毒的方法有RT-PCR、病毒分離鑒定、病毒中和試驗等，但因操作復雜、技術要求高、儀器昂貴等因素，而很難在臨床大規

模應用。本試驗以純化的原核表達牛輪狀病毒VP7蛋白為包被抗原，采用方陣法初步建立檢測牛輪狀病毒抗體的間接ELISA診斷方法，旨為牛輪狀病毒病臨床的大規模流行病學及綜合防治奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料病毒、血清及細胞BRV-DQ株分離自黑龍江省大慶地區某奶牛場；試驗中所應用的牛輪狀病毒陰、陽性血清均由本實驗室制備保存；MA104（恒河猴胎腎傳代細胞系）由黑龍江八一農墾大學預防獸醫學實驗室保存。

1.2 試劑辣根過氧化物酶標記的兔抗牛IgG的酶標二抗，購自Sigma公司；四甲基聯苯胺（TMB），購自Bioshop公司；胰酶、胎牛血清和DMEM液體培養基，購自GIBCO公司；96孔酶標板，購自美國CORNING公司；其他化學試劑為國產分析純。

1.3 包被抗原抗原為牛輪狀病毒DQ株，經克隆、表達所得的包括5個抗原表位在內的BRVVP7融合蛋白（專利申請中）。將重組菌放于37℃振蕩培養至OD600nm值為0.6～1.0 h，加入終濃度為1 mmol/L IPTG，37℃誘導4 h，10 000 r/min離心3min收集菌體，用電洗脫方法進行蛋白純化。

1.4 重組VP7蛋白間接ELISA檢測方法的建立

1.4.1 間接ELISA方法工作條件的確立（1）抗原最適包被濃度和血清最佳稀釋度的確定：按方陣滴定法［3］，用碳酸鹽包被液將純化后的重組蛋白（2.40mg/mL）依次作1∶600（4.0μg/mL），1∶1 200（2.0μg/mL），1∶2 400（1.0μg/mL），1∶4 800（0.5μg/ mL），1∶9 600（0.25μg/mL）稀釋，每孔100μL包被ELISA板，4℃過夜。陽性血清和陰性血清都作1∶100，1∶200，1∶400，1∶800稀釋，兔抗牛IgG酶標二抗作1∶5 000稀釋，依照間接ELISA程序操作，OD450nm值用酶標儀讀取。選取陽性OD450nm值＞1，陰性OD450nm值＜0.2，P/N值最大時的抗原包被濃度和血清稀釋倍數為最佳工作濃度；（2）封閉液及封閉時間的選擇：用最適抗原濃度37℃包被2 h，封閉液分別選擇1%明膠、5%脫脂乳、1%BSA、10%胎牛血清的PBST進行封閉，同時做不封閉對照組，37℃封閉1 h，進行ELISA試驗，選擇最佳封閉液。用最佳包被抗原濃度、最佳血清稀釋度、最佳封閉液進行ELISA試驗，分別封閉0.5、1、1.5、2 h，測定其OD450nm值，選取P/N值最大時為最佳封閉時間；（3）血清最適作用時間的確定：用最適抗原濃度37℃包被2 h，以最適封閉液封閉，將陰、陽性血清稀釋至最佳濃度，在37℃分別作用0.5、1、1.5、2 h，依照間接ELISA程序操作，測定其OD450nm值，選取P/N值最大時為血清最適作用時間；（4）酶標二抗工作濃度的選擇：用最適抗原濃度37℃包被2 h，以最適封閉液封閉，最適稀釋度稀釋血清，兔抗牛IgG酶標二抗作1∶2 500、1∶5 000、1∶10 000稀釋，依照間接ELISA程序操作，測定其OD450nm值，選取P/N值最大時為最佳的酶標二抗工作濃度。

1.4.2 判定臨界值的確定運用建立的ELISA方法分別對47份經病毒中和試驗為陰性的血清進行檢測，測定其OD450nm值，運用統計學分析，計算出47份陰性血清的平均OD450nm值（X）及其標準方差（S），確定該方法的陰陽性臨界值（X+3S），即當檢測樣本OD450nm值≥X+3S時，可判定為陽性，否則為陰性。

1.4.3 特異性試驗對本實驗室保存的牛呼吸道合胞體（BRSV）、牛冠狀病毒（BCV）、牛傳染性鼻氣管炎病毒（IBRV）以及產腸毒素大腸桿菌（ETEC）、空腸彎曲桿菌（Cj）的陽性血清作為待檢樣品，同時設BRV標準陰、陽性血清作為對照，每種樣品做2個重復，按照間接ELISA方法進行檢測，依據標準判定有無交叉反應。

1.4.4 重復性試驗在同一塊酶標板內及不同酶標板間檢測5份不同抗原水平的樣本，每份樣品重復4孔，按最佳條件進行ELISA檢測。計算同一份樣品OD450nm值的變異系數（CV），以檢驗板內、板間檢測樣品的重復性。

1.4.5 符合性試驗運用建立的間接ELISA檢測方法與病毒中和試驗同時檢測78份牛血清樣本，將兩種檢測方法測定的結果進行比較分析，結果一致的血清樣本總數占總體樣本數的比例為符合率。

2 結果

2.1 BRV VP7-ELISA最佳反應條件的確定結果

通過方陣滴定法確定抗原最佳包被濃度為0.25μg/mL，血清稀釋度為1∶100，酶標二抗作1∶5 000稀釋，5%脫脂乳于37℃封閉1 h，血清作用時間1.5 h，酶標二抗作用1 h，試驗結果最好。

2.2 間接ELISA方法判定臨界值的確定經中和試驗證實為BRV抗體陰性牛血清47份，運用建立的間接ELISA方法對其進行測定，計算出47份陰性血清的平均OD450nm值（X）為0.09，標準差（S）為0.047，陰性和陽性對照成立的情況下，確定該方法陰陽性臨界值（X+3S）為0.231，若血清樣本OD450nm值≥0.231時，判為陽性；OD450nm值＜0.231時判為陰性。

2.3 特異性試驗由圖1可見，BRV VP7蛋白抗原只與BRV陽性血清反應，與其他5種牛病的陽性血清的OD450nm值均小于0.231，無交叉反應性，表明本試驗所建立的間接ELISA方法的特異性較高。

2.4 重復性試驗（1）板內重復性試驗：在同一塊酶標板上檢測5份不同抗體水平的血清樣品，重復性分析結果見表1，其變異系數在2.95%～6.23%之間，變異程度很小，具有較好的重復性；（2）板間重復性試驗：同一份血清樣品在4塊不同板上進行重復性檢測，結果見表2，其變異系數在4.72%～7.52%之間，小于10%，說明板間的變異程度很小，具有較好的重復性。

圖1 間接ELISA特異性試驗

表1 板內重復性試驗

表2 板間重復性試驗

2.5 符合性試驗利用本試驗建立的間接ELISA方法與病毒中和試驗同時檢測78份牛血清，檢測結果見表3，所檢血清ELISA陽性為47份，陰性31份；中和試驗陽性41份，陰性37份。VP7蛋白ELISA方法與病毒中和試驗的符合率達87.2%。

表3 重組VP7蛋白ELISA方法與VN試驗的比較

3 討論

輪狀病毒可引起人及各種幼畜腹瀉，仔豬和犢牛感染尤為普遍，給養殖業帶來重大危害，該病的臨床表現常與其他細菌病、病毒病相混淆，難以鑒別，能夠準確的診斷該病對本病臨床防治具有重大意義。

自1971年Engval和Weemen建立ELISA方法，因其操作簡便、判斷可觀、特異性及敏感性強等特點，被廣泛用于臨床疾病的檢測［4］。本試驗運用方陣滴定法對ELISA方法進行條件優化，建立一種簡便、快捷的牛輪狀病毒血清學診斷手段。

牛輪狀病毒VP7蛋白為該病毒的外衣殼蛋白，其蛋白含量位居病毒結構蛋白第二位，占輪狀病毒蛋白總量的30%，由輪狀病毒第9（或7、8，依不同毒株而異）基因節段編碼，共326個氨基酸組成，分子量達37 kDa，是輪狀病毒的主要中和抗原，決定其G血清型［5］。本試驗以重組構建的BRV-VP7蛋白為包被抗原，利于大規模生產的要求，較以病毒為包被抗原的ELISA方法，其生產工藝簡單，產出大，減少散毒風險，對環境有好處。適于實驗室及基層臨床大規模使用，為無特效藥治療的牛輪狀病毒提供了一種更為科學合理便捷的診斷方法，對該病的臨床防治及科學的免疫預防提供了前提和基礎。

本研究確定了牛輪狀病毒間接ELISA方法檢測的最佳工作條件和判定標準，即抗原最適包被濃度為0.25μg/mL，血清最適稀釋度為1∶100，封閉液為5%脫脂奶粉，最佳封閉時間和血清最適作用時間分別為1 h、1.5 h，最佳二抗工作濃度為1∶5 000。血清樣本OD450nm值≥0.231時，判為陽性；OD450nm值＜0.231時判為陰性。

變異系數能夠衡量資料中各觀測值變異程度，反應觀測值在單位均值上的離散程度［6］。本方法板內、板間重復試驗變異系數均小于10%，表明該方法結果重現性好。與其他5種牛病病毒陽性血清無交叉反應，特異性強。與病毒中和試驗符合率達87.2%，準確性良好。本試驗建立的牛輪狀病毒診斷方法具有重現性好、特異性強、準確度高、操作簡單等特點，為該病毒病的ELISA診斷試劑盒的最終組裝提供了試驗依據和理論基礎。

［1］Mebus C A，Unerdahl N R.Further studies on neonatal calf diar?rhea virus［J］.Proc Annu Meet US Anim health Assoc，1969，73：97-99.

［2］殷震，劉景華.動物病毒學［M］.2版.北京：科學出版社，1997：562-571.

［3］董華興，侯喜林，謝金鑫，等.牛傳染性鼻氣管炎DQ株gD基因表達及其間接ELISA方法的建立［J］.中國獸醫雜志，2011，47（2）：3-5.

［4］曹竹婷，楊少華，楊宏軍，等.檢測牛輪狀病毒抗體間接ELISA方法的建立［J］.中國預防獸醫學報，2009，31（3）：213-216.

［5］溫樂英.輪狀病毒蛋白的研究進展［J］.國外醫學病毒學分冊，1996，3（3）：65-67.

［6］黃柏槐，張郭偉，遠立國，等.H3N2亞型犬流感病毒重組HA1蛋白間接ELISA檢測方法的建立［J］.中國預防獸醫學報.2012，34（9）：711-714.

Development of an indirect ELISA for detection antibodies to bovine rotavirus using recombinant VP7 antigen

HOUMei-ru1，GAO Jun-feng1，ZHOUQing-min1，HOU Xi-lin2
（1.Heilongjiang Institute of Veterinary Science，Qiqihar 161006，China；2.College of Animal Science
and Veterinary Medicine，Heilongjiang BAY1 Agriculture university，Daqing 163319，China）

An indirect ELISA was developed to detect antibody against BRV using the recombinant protein from the epitopes region of VP7 protein.The recombinant VP7 protein antigen showed no cross-reaction with the positive sera of other five diseases（IBRV，BCV，BRSV，ETEC and Cj）.The established method showed 87.2%concordance with neutralization test.Itwas specific and sensitive，and could be used as a simple and rapid approach formonitoring of anti-BRV antibody and epidemiologic survey of BRV.

Bovine rotavirus；recombinant VP7 protein antigen；indirect ELISA；diagnosis

HOU Xi-lin

S852.65+3

A

0529-6005（2015）12-0017-03

2014-07-23

侯美如（1985-），女，碩士，從事奶牛疾病研究，E-mail：houmeiru168@126.com

侯喜林，E-mail：xly-hou@yahoo.com.cn