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傳染性支氣管炎病毒體外細(xì)胞培養(yǎng)體系的多維度探究與創(chuàng)新實(shí)踐一、引言1.1研究背景雞傳染性支氣管炎(AvianInfectiousBronchitis,IB)是由傳染性支氣管炎病毒(InfectiousBronchitisVirus,IBV)引起的一類(lèi)雞的重要急性呼吸道傳染病,是除高致病性禽流感和新城疫之外,世界各國(guó)養(yǎng)禽業(yè)面臨的最重要的疫病之一。IBV幾乎在所有家禽密集養(yǎng)殖的地區(qū)存在和流行,每年給養(yǎng)禽業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失,已然成為世界各國(guó)養(yǎng)禽業(yè)面臨的重大問(wèn)題。IB的危害主要體現(xiàn)在多個(gè)方面。雛雞感染IBV后,可能出現(xiàn)發(fā)病和死亡的情況,部分毒株導(dǎo)致的死亡率高達(dá)80%以上,給養(yǎng)禽業(yè)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)損失。比如在一些養(yǎng)殖場(chǎng),因雛雞感染高致病性的IBV毒株,造成大量雛雞死亡,使得養(yǎng)殖成本大幅增加,養(yǎng)殖收益嚴(yán)重受損。IBV感染還會(huì)造成細(xì)菌、支原體以及其他病原微生物的繼發(fā)感染和混合感染,從而引發(fā)較高的發(fā)病率和死亡率。混合感染引發(fā)的氣囊炎,會(huì)使肉雞在加工過(guò)程中被淘汰。肉雞感染IBV后,會(huì)出現(xiàn)增重減緩和飼料利用率降低的問(wèn)題,這意味著養(yǎng)殖周期延長(zhǎng),飼料消耗增加,養(yǎng)殖成本進(jìn)一步提高。對(duì)于蛋雞而言,IBV感染會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)蛋數(shù)量和蛋的品質(zhì)下降,降低了雞蛋的市場(chǎng)價(jià)值。傳染性支氣管炎感染雞后,病毒原發(fā)和主要的增殖部位為呼吸道上皮細(xì)胞,因此該病初期發(fā)病的主要特征是病雞咳嗽、打噴嚏、氣管啰音。隨著病程的發(fā)展,病毒進(jìn)一步呈現(xiàn)出更加廣泛的組織嗜性,但不同病毒株往往呈現(xiàn)出不同的致病性。根據(jù)IBV感染后期病毒對(duì)組織的親嗜性、損害的主要器官,將該病分為不同的致病型,主要包括呼吸型、腎型、腸型、生殖型等。同一病毒可能造成一種或多種病理?yè)p傷,僅依據(jù)臨床和組織學(xué)變化對(duì)IB作出客觀判斷存在很大難度。IB的致病型僅僅是病毒致病的臨床病癥,與病毒的抗原性、血清型以及免疫保護(hù)型無(wú)直接相關(guān)性。目前,有效的檢測(cè)和免疫接種是防治該病的最有效手段。商品化的IBV疫苗有弱毒活疫苗和滅活疫苗,抗體檢測(cè)依賴(lài)基于全病毒抗原或保守蛋白核衣殼蛋白N的ELISA抗體檢測(cè)試劑盒。其中IBV滅活疫苗、活疫苗以及診斷制劑所用全病毒抗原均由培養(yǎng)增殖的病毒制備。目前培養(yǎng)傳染性支氣管炎病毒抗原幾乎均依賴(lài)雞胚生產(chǎn)系統(tǒng)。眾所周知,包括傳染性支氣管炎病毒在內(nèi)的禽冠狀病毒在不馴化情況下均不能有效在體外細(xì)胞系或原代細(xì)胞中增殖復(fù)制,因此IBV的體外培養(yǎng)方式較少,雞胚活體培養(yǎng)是目前IBV基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究中的主要體外培養(yǎng)方式。IBV可以在9-11日齡的雞胚尿囊腔和尿囊膜中良好增殖,病毒在雞胚中培養(yǎng)5天后可以看到胚體變小、雞胚蜷曲如彈丸樣、羊膜增厚緊貼胚體等特征性癥狀,該方法廣泛應(yīng)用于IBV的鑒定。自然毒初次接種雞胚,往往需要在雞胚尿囊腔內(nèi)盲傳幾代,病毒適應(yīng)雞胚后才能表現(xiàn)出明顯的臨床癥狀。一直以來(lái),人們通過(guò)在SPF雞胚中連續(xù)傳代致弱,用來(lái)生產(chǎn)IBV的弱毒疫苗,例如全球廣泛使用的H120和H52就是經(jīng)典M型強(qiáng)毒珠分別在雞胚傳代120次和52次得到。然而,這種培養(yǎng)方式周期較長(zhǎng),大量雞胚的使用不僅帶來(lái)高昂的費(fèi)用,同時(shí)也存在對(duì)環(huán)境污染的威脅。雞胚是一個(gè)多細(xì)胞混雜的生物個(gè)體,不利于IBV致病性研究,封閉的腔室環(huán)境也不便于對(duì)IBV生物學(xué)特性的深入研究和病毒的拯救。該培養(yǎng)方式在某種程度上限制了IBV的基礎(chǔ)性研究,從而影響新疫苗的研發(fā)進(jìn)度。氣管環(huán)培養(yǎng)(TOC)可以用于多種呼吸道病原的研究,第一株人冠狀病毒(HCOV)的分離就是利用人胚氣管環(huán)完成的。此后,該培養(yǎng)方式引起禽病研究者的重視,氣管環(huán)培養(yǎng)在研究NDV持久性感染、毒株的分離和致病性研究上發(fā)揮了重要作用。由于TOC靈敏可觀的實(shí)驗(yàn)效果,使其逐漸成為研究IBV感染的一個(gè)體外模型。根據(jù)纖毛的完整性和擺動(dòng)與否判斷IBV的有無(wú),成為鑒定傳染性支氣管炎的金標(biāo)準(zhǔn),TOC的氣管環(huán)來(lái)源于19-20日齡的雞胚的氣管環(huán),據(jù)報(bào)道在測(cè)定IBV的滴度和分離病毒時(shí)9日齡的雞胚氣管環(huán)也能擁有相同敏感度。一般選擇19日齡的雞胚,保持了組織活性又便于操作,從雞胚中取出氣管環(huán)放于細(xì)胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)并接種IBV至第三天利用顯微鏡可觀察到完整的纖毛產(chǎn)生損傷且擺動(dòng)停滯。然而,這種方法卻存在很大的缺陷,氣管環(huán)培養(yǎng)只對(duì)傳統(tǒng)的呼吸型IBV敏感,對(duì)其他類(lèi)型腎型和腺胃型毒株不敏感,有時(shí)新城疫病毒或雞腺病毒的感染也會(huì)造成纖毛擺動(dòng)停滯,從而容易產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果,同時(shí)氣管環(huán)制備成本較高,制備工藝復(fù)雜。體外傳代細(xì)胞系是培養(yǎng)病毒最為經(jīng)濟(jì)、方便且穩(wěn)定的培養(yǎng)方式,且細(xì)胞培養(yǎng)一般不存在雞胚可能存在的潛在的其他病原污染情況,成分比較單一,確保增殖病毒的純凈性。然而,相比于其他冠狀病毒,IBV并不容易適應(yīng)體外細(xì)胞培養(yǎng)。由于IBV存在眾多型,但缺乏不同類(lèi)型的適應(yīng)體外細(xì)胞的毒株,這嚴(yán)重限制了對(duì)其他類(lèi)型傳染性支氣管炎病毒疫苗研發(fā)生產(chǎn)的應(yīng)用型研究以及對(duì)變異機(jī)制的基礎(chǔ)性研究。因此,篩選培育獲得適應(yīng)體外細(xì)胞或細(xì)胞系的IBV病毒株,建立高效穩(wěn)定的體外細(xì)胞培養(yǎng)體系,一直是IBV研究領(lǐng)域迫切需要解決的重要問(wèn)題。對(duì)傳染性支氣管炎病毒體外細(xì)胞培養(yǎng)體系的研究,有助于深入了解病毒的感染機(jī)制、致病機(jī)理,為開(kāi)發(fā)新型疫苗和診斷方法提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),對(duì)養(yǎng)禽業(yè)的健康發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。1.2研究目的與意義本研究旨在通過(guò)對(duì)傳染性支氣管炎病毒(IBV)的特性分析,篩選和培育適應(yīng)體外細(xì)胞或細(xì)胞系的IBV病毒株,從而建立高效穩(wěn)定的體外細(xì)胞培養(yǎng)體系。這一體系的建立,不僅能為IBV的基礎(chǔ)研究提供重要平臺(tái),有助于深入了解病毒的感染機(jī)制、致病機(jī)理,還能為開(kāi)發(fā)新型疫苗和診斷方法提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。在養(yǎng)禽業(yè)中,IBV造成的危害十分嚴(yán)重。目前的體外培養(yǎng)方式存在諸多局限性,如雞胚培養(yǎng)成本高、周期長(zhǎng)、不利于深入研究;氣管環(huán)培養(yǎng)敏感性有限、易出現(xiàn)假陽(yáng)性且制備復(fù)雜。而體外傳代細(xì)胞系培養(yǎng)具有經(jīng)濟(jì)、方便、穩(wěn)定且病毒純凈等優(yōu)勢(shì),若能成功建立IBV的體外細(xì)胞培養(yǎng)體系,將為養(yǎng)禽業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一方面,有助于加速新型疫苗的研發(fā),提高疫苗的質(zhì)量和效果,更好地預(yù)防和控制IBV的傳播,減少疫情對(duì)養(yǎng)禽業(yè)的沖擊;另一方面,精準(zhǔn)的診斷方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)病毒感染,采取有效的防控措施,降低養(yǎng)殖成本,保障養(yǎng)禽業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外,傳染性支氣管炎病毒(IBV)的研究起步較早。早在1931年,美國(guó)首次發(fā)現(xiàn)禽傳染性支氣管炎病,1936年確定病原為病毒(呼吸型IBV)。此后,對(duì)于IBV的研究不斷深入,在病毒的基因組結(jié)構(gòu)、血清型、致病機(jī)制等方面取得了諸多成果。研究發(fā)現(xiàn)IBV基因組為單分子線(xiàn)狀正鏈單股RNA,是已知RNA病毒中基因組最大的,易發(fā)生突變,產(chǎn)生許多抗原性及致病性的變異株,目前世界上已分離到的IB血清型達(dá)30種之多。在體外細(xì)胞培養(yǎng)方面,雖取得了一定進(jìn)展,但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如除Beaudette株外,其它IBV均難以在體外細(xì)胞系中傳代培養(yǎng),限制了對(duì)IBV感染機(jī)制和發(fā)病機(jī)制的研究以及新型疫苗的開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)對(duì)IBV的研究始于1972年鄺榮祿等首次在廣東證實(shí)我國(guó)存在該病。隨后,國(guó)內(nèi)學(xué)者在IBV的流行病學(xué)調(diào)查、病毒分離鑒定、疫苗研發(fā)等方面開(kāi)展了大量工作。在流行病學(xué)上,明確了IBV在我國(guó)的廣泛分布以及不同致病型的流行情況,如腎病變型IB已蔓延至全國(guó)各養(yǎng)雞地區(qū)。在病毒研究上,對(duì)IBV的基因組特征、結(jié)構(gòu)蛋白功能等進(jìn)行了深入探究,為疫苗和診斷方法的研究提供了理論基礎(chǔ)。然而,在體外細(xì)胞培養(yǎng)體系的建立上,國(guó)內(nèi)研究同樣面臨困境。由于缺乏不同類(lèi)型適應(yīng)體外細(xì)胞的毒株,對(duì)其他類(lèi)型傳染性支氣管炎病毒疫苗研發(fā)生產(chǎn)的應(yīng)用型研究以及對(duì)變異機(jī)制的基礎(chǔ)性研究受到嚴(yán)重限制。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外在IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)研究中,主要聚焦于篩選和培育適應(yīng)體外細(xì)胞的病毒株,以及探索影響病毒在體外細(xì)胞中增殖的因素。有研究通過(guò)對(duì)比分析M41易感組織氣管、不易感組織脾臟及LMH細(xì)胞全基因組轉(zhuǎn)錄譜數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)宿主細(xì)胞粘附、細(xì)胞周期、p53及SRC可能是M41在體外培養(yǎng)細(xì)胞中增殖的宿主決定因素,并通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附的物理環(huán)境,促進(jìn)了M41在體外培養(yǎng)細(xì)胞中的增殖。但總體而言,目前仍未建立起高效穩(wěn)定的體外細(xì)胞培養(yǎng)體系,IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)的研究仍任重道遠(yuǎn)。二、傳染性支氣管炎病毒概述2.1病毒的生物學(xué)特性傳染性支氣管炎病毒(IBV)屬于冠狀病毒科、冠狀病毒屬,是一種具有囊膜的單股正鏈RNA病毒。其病毒粒子略呈球狀,直徑80-120nm,有時(shí)也呈現(xiàn)出多形性。在電鏡下觀察,IBV粒子表面有許多梨狀纖突,這些纖突呈放射狀排列,長(zhǎng)度約20nm,末端呈球形,且纖突之間存在較寬的間隙,在病毒的感染和傳播過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,比如介導(dǎo)病毒與宿主細(xì)胞的識(shí)別與結(jié)合。纖突易從病毒粒子上脫落,這一特性可能與病毒的穩(wěn)定性及感染能力的變化相關(guān)。IBV的基因組為單分子線(xiàn)狀正鏈單股RNA,基因組長(zhǎng)約27600nt,是已知RNA病毒中基因組最大的。這一較大的基因組使得IBV在遺傳信息的承載和表達(dá)上具有獨(dú)特性,同時(shí)也使其易發(fā)生突變。由于RNA病毒缺乏校正機(jī)制,在病毒復(fù)制過(guò)程中,基因組容易出現(xiàn)堿基錯(cuò)配、缺失或插入等突變,從而產(chǎn)生許多抗原性及致病性的變異株。目前,世界上已分離到的IB血清型達(dá)30種之多,不同血清型在致病性、組織嗜性和免疫原性等方面存在差異。例如,某些血清型主要引起呼吸道癥狀,而另一些血清型則可能導(dǎo)致腎臟、生殖系統(tǒng)等器官的病變,這給IB的防控帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。IBV的結(jié)構(gòu)蛋白包括刺突蛋白(S)、膜蛋白(M)、外膜蛋白(E)與衣殼蛋白(N),這些結(jié)構(gòu)蛋白在病毒的生命周期中發(fā)揮著各自重要的作用。S蛋白是聚合物,由大小幾乎相同的兩個(gè)多肽非共價(jià)連接,其前體被蛋白酶切割成N端的S1以及C端的S2。S1主要負(fù)責(zé)病毒吸附細(xì)胞表面,是決定IBV組織嗜性和血清型特異性決定簇的主要蛋白,它能夠識(shí)別并結(jié)合宿主細(xì)胞表面的受體,從而啟動(dòng)病毒的感染過(guò)程。不同血清型的IBV,其S1蛋白的氨基酸序列存在差異,這導(dǎo)致了病毒對(duì)不同組織細(xì)胞的親和性不同,也影響了病毒的抗原性和免疫原性。S2則負(fù)責(zé)融合細(xì)胞膜,使得病毒粒子得以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),完成病毒的侵入過(guò)程。M蛋白是一種跨膜糖蛋白,在病毒粒子的組裝和出芽過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。它介導(dǎo)病毒粒子出芽,與N蛋白作用并將其結(jié)合到囊膜上,還能誘導(dǎo)白細(xì)胞產(chǎn)生干擾素,在補(bǔ)體存在的情況下中和病毒。E蛋白是一種數(shù)量少且體積小的非糖蛋白,雖然其在病毒中的含量較少,但在病毒的感染和致病過(guò)程中也具有不可或缺的作用,具體機(jī)制仍在深入研究中。N蛋白是磷酸化的蛋白,堿性氨基酸含量豐富,大約為17.2%,80%堿性氨基酸在位置上比較保守。N蛋白可能參與病毒核糖核酸合成、轉(zhuǎn)錄和翻譯,與病毒核糖核酸結(jié)合,形成核衣殼,對(duì)病毒基因組起到保護(hù)作用,確保病毒遺傳物質(zhì)在宿主細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定復(fù)制和傳遞。除了上述主要的結(jié)構(gòu)蛋白外,IBV基因組還編碼3a、3b、4b、4c、5a、5b、6b等輔助蛋白。這些輔助蛋白雖然在病毒粒子中含量相對(duì)較少,但在病毒的感染、復(fù)制和致病過(guò)程中也發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。比如,部分輔助蛋白可能參與調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的信號(hào)通路,影響宿主細(xì)胞的生理功能,為病毒的復(fù)制和生存創(chuàng)造有利條件;有些輔助蛋白可能與病毒的毒力相關(guān),影響病毒在宿主體內(nèi)的傳播和致病能力。2.2病毒的致病機(jī)制與臨床癥狀當(dāng)雞感染傳染性支氣管炎病毒(IBV)后,病毒會(huì)首先吸附在呼吸道上皮細(xì)胞表面。IBV的刺突蛋白(S)中的S1亞基起著關(guān)鍵作用,它能夠識(shí)別并結(jié)合宿主細(xì)胞表面的特異性受體,如α-2,3-唾液酸。這種特異性結(jié)合使得病毒能夠附著在細(xì)胞表面,為后續(xù)的感染過(guò)程奠定基礎(chǔ)。一旦病毒附著成功,S2亞基會(huì)介導(dǎo)病毒包膜與宿主細(xì)胞膜的融合,從而使病毒的基因組進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)。進(jìn)入細(xì)胞后,病毒基因組會(huì)利用宿主細(xì)胞的翻譯系統(tǒng),首先翻譯出病毒的聚合酶等非結(jié)構(gòu)蛋白,這些非結(jié)構(gòu)蛋白會(huì)參與病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程。在病毒的復(fù)制過(guò)程中,IBV會(huì)利用宿主細(xì)胞的物質(zhì)和能量,合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。新合成的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白會(huì)在宿主細(xì)胞內(nèi)組裝成新的病毒粒子,然后通過(guò)出芽的方式釋放到細(xì)胞外,繼續(xù)感染周?chē)募?xì)胞。在這個(gè)過(guò)程中,宿主細(xì)胞的正常生理功能會(huì)受到嚴(yán)重影響,導(dǎo)致細(xì)胞損傷和死亡。隨著感染的持續(xù),病毒會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)散到其他組織和器官,如腎臟、生殖系統(tǒng)、腸道等,引發(fā)全身性的感染。不同致病型的IBV在感染過(guò)程中,對(duì)不同組織器官的親和性和損傷程度有所不同,從而導(dǎo)致了不同的臨床癥狀。呼吸型IBV主要感染呼吸道,臨床癥狀較為明顯。在感染初期,病雞通常會(huì)突然出現(xiàn)呼吸道癥狀,表現(xiàn)為精神沉郁,怕冷,喜歡擠堆。它們會(huì)張口呼吸,不時(shí)伸頸,頻繁打噴嚏,從喉部發(fā)出“咕嚕咕?!钡穆曇?,有時(shí)還會(huì)伴有尖銳的鳴叫聲和咳嗽聲,這些癥狀在夜晚安靜時(shí)更加明顯。發(fā)病雛雞還可見(jiàn)流鼻液,隨著病情的發(fā)展,病雞的食欲會(huì)減退,生長(zhǎng)速度降低。對(duì)于母雛來(lái)說(shuō),輸卵管可能會(huì)受到損傷,出現(xiàn)發(fā)炎、堵塞的情況,形成永久性狹窄,導(dǎo)致育成后不能產(chǎn)蛋。成年雞感染后,產(chǎn)蛋量會(huì)明顯降低,嚴(yán)重時(shí)可下降50%,同時(shí)蛋品質(zhì)也會(huì)降低,蛋清稀薄如水,還會(huì)出現(xiàn)軟殼蛋、畸形蛋、粗殼蛋等,一般需要6-8周才能恢復(fù)。在一些養(yǎng)殖場(chǎng)中,呼吸型IBV感染的雞群,呼吸道癥狀在發(fā)病后1-2天內(nèi)迅速蔓延,導(dǎo)致雞群整體采食量下降,生長(zhǎng)發(fā)育受阻,產(chǎn)蛋雞的產(chǎn)蛋性能大幅下降,給養(yǎng)殖帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。腎型IBV則主要侵害腎臟,多發(fā)生于雞的育雛階段。在發(fā)病初期,病雞表現(xiàn)出怕冷、噴嚏和咳嗽等癥狀,有的還會(huì)張口喘氣及出現(xiàn)氣管啰音。2-3天后,會(huì)出現(xiàn)明顯的全身癥狀,病雞厭食、拱背,飲水量增大,拉白色水樣糞便,糞便中含有大量尿酸鹽。隨著病情的加重,病雞會(huì)出現(xiàn)失水癥狀,肌肉干燥,冠髯及皮膚發(fā)紺。腎型IBV感染對(duì)雛雞的死亡率影響較大,可達(dá)10-40%。解剖感染腎型IBV的病雞,可發(fā)現(xiàn)呼吸道無(wú)明顯病理變化,主要病變集中在腎臟,表現(xiàn)為腎腫大、蒼白,腎小管和輸尿管被尿酸鹽結(jié)晶充盈并擴(kuò)張,使得腎臟外觀呈花斑狀,這也是腎型IBV感染的典型病理特征。在某些地區(qū)的養(yǎng)雞場(chǎng),腎型IBV感染導(dǎo)致雛雞大量死亡,腎臟病變明顯,給養(yǎng)殖戶(hù)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。腸型IBV主要影響腸道,雖然腸胃道病變?cè)贗BV感染中占比較小,約為2-3%,但也會(huì)對(duì)雞的健康產(chǎn)生一定影響。感染腸型IBV的雞,腸道會(huì)出現(xiàn)增生壞死等變化,導(dǎo)致腸道吸收功能受損,影響飼料的消化和吸收,進(jìn)而影響雞的生長(zhǎng)和體重增長(zhǎng)。病雞可能會(huì)出現(xiàn)腹瀉、消瘦等癥狀,生長(zhǎng)發(fā)育遲緩,飼料利用率降低。在一些感染腸型IBV的雞群中,可觀察到雞的糞便稀薄,含有未消化的飼料顆粒,雞只體重增長(zhǎng)緩慢,整體健康狀況不佳。生殖型IBV主要對(duì)生殖系統(tǒng)造成損害,尤其是對(duì)蛋雞的影響較為嚴(yán)重。產(chǎn)蛋雞感染生殖型IBV后,產(chǎn)蛋率會(huì)急劇下降,降幅可達(dá)30-50%,蛋品質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變,沙皮蛋、軟皮蛋、褪色蛋增多,蛋清稀薄如水,蛋清與蛋黃分離。部分產(chǎn)蛋雞外觀可能無(wú)癥狀,但卻不產(chǎn)蛋,第二性特征明顯,體重發(fā)育正常,剖殺后可見(jiàn)卵巢、卵子發(fā)育正常,但輸卵管壁薄或萎縮,又細(xì)又短,有的雞輸卵管積水或腹腔內(nèi)含有數(shù)量不等的囊腫,內(nèi)含清亮的液體。在產(chǎn)蛋雞群中,生殖型IBV感染會(huì)導(dǎo)致雞蛋的產(chǎn)量和質(zhì)量大幅下降,嚴(yán)重影響?zhàn)B殖效益。2.3病毒的流行特點(diǎn)與防控現(xiàn)狀傳染性支氣管炎病毒(IBV)主要通過(guò)呼吸道傳播,病雞的上呼吸道分泌物、排泄物、糞便等含有大量病毒,經(jīng)空氣飛沫可傳給易感雞群。當(dāng)病雞咳嗽、打噴嚏時(shí),會(huì)產(chǎn)生帶有病毒的飛沫,這些飛沫在空氣中傳播,被易感雞吸入后,就會(huì)導(dǎo)致感染。IBV也可通過(guò)被污染的飼料、飲水、飼養(yǎng)器具和交通工具等接觸傳播,從而使病毒在雞群中擴(kuò)散。例如,使用被污染的飲水器具,健康雞飲用后就可能感染病毒。病雞康復(fù)后仍能排毒長(zhǎng)達(dá)140天之久,這使得病毒在雞群中持續(xù)存在,增加了傳播的風(fēng)險(xiǎn)。雞是IBV的唯一自然宿主,不同品系和不同日齡的雞對(duì)IBV的敏感性不同,其中以雛雞20-40日齡發(fā)病最為嚴(yán)重。這個(gè)階段的雛雞免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完全,抵抗力較弱,感染后容易引發(fā)嚴(yán)重的癥狀,如腎臟的高度腫脹、尿酸鹽沉積,形成花斑腎,死亡率可高達(dá)40%。產(chǎn)褐殼蛋雞、白羽肉雞相對(duì)其他品種也較為易感。在季節(jié)方面,IBV一年四季均可發(fā)生流行,但以冬、春寒冷季節(jié)最為嚴(yán)重。這主要是因?yàn)楹浼竟?jié)雞舍通風(fēng)條件較差,雞群密度相對(duì)較大,空氣不流通,有利于病毒的傳播。而且低溫環(huán)境會(huì)使雞的抵抗力下降,更容易感染病毒。當(dāng)前,IBV的防控主要依靠疫苗接種和加強(qiáng)飼養(yǎng)管理。疫苗接種是預(yù)防IBV感染的重要手段,目前使用最多的弱毒疫苗為H52/H120(Mass)和Ma5、QX、4/91等。然而,由于IBV易發(fā)生抗原變異,世界各國(guó)已發(fā)現(xiàn)本病至少有26種血清型及多種變異株,疫苗對(duì)不同型的毒株僅能提供部分保護(hù),導(dǎo)致免疫失敗的情況時(shí)有發(fā)生。比如,某些變異株的抗原性發(fā)生改變,使得現(xiàn)有的疫苗無(wú)法有效激發(fā)機(jī)體的免疫反應(yīng),從而不能很好地抵御病毒的感染。在飼養(yǎng)管理方面,加強(qiáng)雞舍的清潔和消毒,保持良好的通風(fēng)和適宜的飼養(yǎng)密度,避免不同年齡雞群混養(yǎng)等措施,有助于降低IBV的感染風(fēng)險(xiǎn)。例如,定期對(duì)雞舍進(jìn)行全面消毒,可有效殺滅環(huán)境中的病毒;合理控制飼養(yǎng)密度,能減少雞群之間的接觸傳播。但在實(shí)際生產(chǎn)中,部分養(yǎng)殖戶(hù)對(duì)飼養(yǎng)管理的重視程度不足,存在消毒不徹底、防疫制度不嚴(yán)格等問(wèn)題,這也給IBV的傳播創(chuàng)造了條件。比如,一些小型養(yǎng)殖場(chǎng)為了節(jié)省成本,減少消毒次數(shù),導(dǎo)致雞舍內(nèi)病毒大量滋生;有的養(yǎng)殖場(chǎng)沒(méi)有嚴(yán)格的隔離措施,使得病雞與健康雞混養(yǎng),加速了病毒的傳播。此外,IBV與其他病原的混合感染情況也較為常見(jiàn),如傳支和MS(滑液囊支原體)共同感染的幾率較高。MS造成的免疫抑制,會(huì)影響IBV的免疫效果,使得雞群在開(kāi)產(chǎn)時(shí)更容易出現(xiàn)軟殼蛋、破殼蛋等問(wèn)題,進(jìn)一步增加了防控的難度。三、體外細(xì)胞培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)3.1細(xì)胞培養(yǎng)的基本原理細(xì)胞培養(yǎng)是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境,為細(xì)胞提供無(wú)菌、適宜溫度、酸堿度和一定營(yíng)養(yǎng)條件等,使之生存、生長(zhǎng)、繁殖并維持主要結(jié)構(gòu)和功能的一種技術(shù),也被稱(chēng)為細(xì)胞克隆技術(shù)。這一技術(shù)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在生物學(xué)研究中,科研人員可以通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)研究細(xì)胞的生理、生化特性,了解細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老過(guò)程,探索細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與環(huán)境之間的相互作用。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,細(xì)胞培養(yǎng)可用于疾病的診斷和治療,比如培養(yǎng)癌細(xì)胞用于癌癥的研究和藥物篩選,培養(yǎng)免疫細(xì)胞用于免疫治療等。在藥學(xué)領(lǐng)域,細(xì)胞培養(yǎng)能夠助力藥物的研發(fā)和毒性測(cè)試,幫助篩選出有效的藥物并評(píng)估藥物的安全性。細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),其生長(zhǎng)規(guī)律與在體內(nèi)環(huán)境中既有相似之處,也存在差異。細(xì)胞的生長(zhǎng)一般會(huì)經(jīng)歷潛伏期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、平臺(tái)期和衰退期四個(gè)階段。在潛伏期,細(xì)胞剛剛接種到培養(yǎng)器皿中,需要一定時(shí)間來(lái)適應(yīng)新的環(huán)境,此時(shí)細(xì)胞的代謝活動(dòng)相對(duì)較弱,生長(zhǎng)速度緩慢,細(xì)胞數(shù)量基本保持不變。隨著細(xì)胞對(duì)環(huán)境的適應(yīng),進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,這是細(xì)胞生長(zhǎng)最為旺盛的階段,細(xì)胞代謝活躍,進(jìn)行頻繁的分裂增殖,細(xì)胞數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。當(dāng)細(xì)胞數(shù)量不斷增加,培養(yǎng)器皿中的空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸有限,細(xì)胞生長(zhǎng)速度減緩,進(jìn)入平臺(tái)期,此時(shí)細(xì)胞數(shù)量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),細(xì)胞的增殖和死亡速率基本平衡。若培養(yǎng)條件得不到改善,細(xì)胞會(huì)因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡、代謝廢物積累等因素進(jìn)入衰退期,細(xì)胞開(kāi)始死亡,數(shù)量逐漸減少。例如,在培養(yǎng)雞胚成纖維細(xì)胞時(shí),在適宜的培養(yǎng)條件下,接種后的前1-2天為潛伏期,細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境;隨后的3-5天進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,細(xì)胞大量增殖;5-7天左右進(jìn)入平臺(tái)期,細(xì)胞數(shù)量不再明顯增加;7天之后若不進(jìn)行傳代等處理,細(xì)胞就會(huì)進(jìn)入衰退期,出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。為了保證細(xì)胞在體外能夠良好地生長(zhǎng),需要滿(mǎn)足一系列嚴(yán)格的培養(yǎng)條件。首先是無(wú)菌環(huán)境,無(wú)毒和無(wú)菌是體外培養(yǎng)細(xì)胞的首要條件。細(xì)胞在活體內(nèi),機(jī)體的解毒系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)可抵抗微生物或其他有害物質(zhì)的入侵,但細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),缺乏這些保護(hù)機(jī)制,喪失了對(duì)微生物的防御能力和對(duì)有害物質(zhì)的解毒能力。一旦被微生物污染,如支原體、細(xì)菌、真菌等,細(xì)胞就可能受到影響甚至死亡。支原體無(wú)致死毒性,可與細(xì)胞長(zhǎng)期共存,但會(huì)對(duì)細(xì)胞有潛在影響,且因其體積小,不易鑒別,可借助地衣紅或Hoechst33342染色來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。細(xì)菌增殖速度快,在短時(shí)間內(nèi)即可大量擴(kuò)增,并產(chǎn)生毒素殺死細(xì)胞。真菌的種類(lèi)繁多,肉眼可見(jiàn),漂浮于培養(yǎng)液面上,可呈絲狀、管狀或樹(shù)枝狀等。因此,在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,必須確保無(wú)菌工作區(qū)域、良好的個(gè)人衛(wèi)生、無(wú)菌試劑和培養(yǎng)基以及嚴(yán)格的無(wú)菌操作。合適的溫度也是細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。一般哺乳類(lèi)與禽類(lèi)細(xì)胞在體外培養(yǎng)的適宜溫度是37-38℃,這與它們?cè)隗w內(nèi)的生理溫度相近。不適宜的環(huán)境溫度會(huì)顯著影響細(xì)胞的生長(zhǎng),細(xì)胞對(duì)低溫的耐受能力要強(qiáng)于對(duì)高溫的耐受能力。在低溫下,細(xì)胞的代謝活力及核分裂能力降低,若溫度不低于0℃,雖然細(xì)胞代謝受到影響,但無(wú)損傷作用;當(dāng)溫度處于25-35℃時(shí),細(xì)胞以緩慢的速度生長(zhǎng);但若被置于40℃數(shù)小時(shí),則不僅不利于細(xì)胞生存、生長(zhǎng),甚至可導(dǎo)致其死亡。比如,在培養(yǎng)雞腎細(xì)胞時(shí),將培養(yǎng)溫度控制在37℃左右,細(xì)胞能夠正常生長(zhǎng)和增殖;若將溫度升高到40℃,幾小時(shí)后就可觀察到細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,活力下降,出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。適宜的滲透壓同樣不可或缺。高滲溶液或低滲溶液會(huì)引起細(xì)胞發(fā)生褶皺、腫脹、破裂等現(xiàn)象,因此,滲透壓是體外培養(yǎng)細(xì)胞的重要條件之一。多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)滲透壓都有一定的耐受能力,實(shí)際應(yīng)用中,260-320mmol/L的滲透壓可適用于大多數(shù)細(xì)胞。在配置細(xì)胞培養(yǎng)基時(shí),需要精確調(diào)整各種成分的濃度,以保證培養(yǎng)基的滲透壓在合適范圍內(nèi),滿(mǎn)足細(xì)胞生長(zhǎng)的需求。氣體環(huán)境與pH也是細(xì)胞體外培養(yǎng)的重要條件。細(xì)胞的體外培養(yǎng)需要理想的氣體環(huán)境,氧氣、二氧化碳是細(xì)胞生存的必要條件。氧氣參與細(xì)胞的三羧酸循環(huán),為細(xì)胞生存、代謝與合成提供能量;二氧化碳既是細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,也是細(xì)胞生長(zhǎng)的必需成分,又與維持培養(yǎng)液的pH有關(guān)。大多數(shù)細(xì)胞所需pH在7.2-7.4,細(xì)胞培養(yǎng)常用碳酸氫鈉(NaHCO?)與CO?體系進(jìn)行緩沖,氣相中的CO?濃度應(yīng)與培養(yǎng)液中碳酸氫鈉濃度相平衡。如果氣相或培養(yǎng)箱空氣中CO?濃度設(shè)定在5%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為1.97g/L;如果CO?濃度維持在10%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為3.95g/L。細(xì)胞培養(yǎng)瓶蓋不應(yīng)擰得太緊,以保證氣體交換。此外,HEPES是一種非離子緩沖液,在pH7.2-7.4范圍內(nèi)具有較好的緩沖能力,但價(jià)格昂貴,在高濃度時(shí)對(duì)一些細(xì)胞可能有毒,它可與低水平的碳酸鈉(0.34g/L)共用,以抵消因額外加入HEPES引起的滲透壓增加。在這種培養(yǎng)條件下,細(xì)胞培養(yǎng)瓶的蓋子應(yīng)擰緊,以防止培養(yǎng)液中所需的少量碳酸鹽散入空氣中。大多數(shù)培養(yǎng)液中還含有酚紅作為pH指示劑,酸性培養(yǎng)液呈橙黃色,堿性培養(yǎng)液呈深紅色,通過(guò)觀察培養(yǎng)液的顏色變化,可以初步判斷培養(yǎng)液的pH是否在合適范圍內(nèi)。3.2適合培養(yǎng)傳染性支氣管炎病毒的細(xì)胞類(lèi)型在傳染性支氣管炎病毒(IBV)的體外細(xì)胞培養(yǎng)研究中,多種細(xì)胞類(lèi)型被探索用于病毒的培養(yǎng),不同細(xì)胞類(lèi)型具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)是較早被嘗試用于培養(yǎng)IBV的細(xì)胞類(lèi)型之一。CEF的優(yōu)點(diǎn)在于其來(lái)源相對(duì)容易獲取,可從雞胚中分離得到。它對(duì)多種病毒具有一定的敏感性,在病毒培養(yǎng)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。在培養(yǎng)IBV時(shí),CEF能夠?yàn)椴《咎峁┫鄬?duì)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境,使得病毒能夠在一定程度上進(jìn)行增殖。然而,CEF也存在一些明顯的缺點(diǎn)。其細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,需要從雞胚中進(jìn)行分離和培養(yǎng),操作步驟繁瑣,且對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高。CEF的傳代次數(shù)有限,隨著傳代次數(shù)的增加,細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)和對(duì)病毒的敏感性會(huì)逐漸下降,這限制了其在長(zhǎng)期病毒培養(yǎng)研究中的應(yīng)用。雞胚腎細(xì)胞(CEK)也是常用于培養(yǎng)IBV的細(xì)胞類(lèi)型。CEK對(duì)IBV具有較好的敏感性,能夠支持病毒的有效增殖。與CEF相比,CEK在某些情況下可能對(duì)病毒的適應(yīng)性更強(qiáng),能夠使病毒在細(xì)胞內(nèi)更好地進(jìn)行復(fù)制和組裝。例如,在一些研究中發(fā)現(xiàn),CEK培養(yǎng)的IBV病毒滴度相對(duì)較高,這表明病毒在CEK中能夠更高效地生長(zhǎng)。不過(guò),CEK同樣存在一些不足之處。它的制備過(guò)程也較為復(fù)雜,需要特定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備從雞胚腎臟中分離細(xì)胞。CEK細(xì)胞的穩(wěn)定性相對(duì)較差,在培養(yǎng)過(guò)程中容易受到外界因素的影響,如培養(yǎng)條件的微小變化可能導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的波動(dòng),進(jìn)而影響病毒的培養(yǎng)效果。Vero細(xì)胞是一種常用的傳代細(xì)胞系,在病毒培養(yǎng)研究中具有重要地位,也被應(yīng)用于IBV的培養(yǎng)探索。Vero細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)十分顯著,它具有無(wú)限增殖的能力,能夠在體外長(zhǎng)期傳代培養(yǎng),這為病毒的持續(xù)研究提供了便利。Vero細(xì)胞易于培養(yǎng)和操作,對(duì)培養(yǎng)條件的要求相對(duì)較為寬泛,在普通的細(xì)胞培養(yǎng)條件下就能良好生長(zhǎng)。而且,Vero細(xì)胞來(lái)源穩(wěn)定,可通過(guò)商業(yè)化途徑購(gòu)買(mǎi),保證了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性和穩(wěn)定性。然而,對(duì)于IBV的培養(yǎng),Vero細(xì)胞也面臨挑戰(zhàn)。除了Beaudette株外,其它IBV在Vero細(xì)胞中的適應(yīng)性較差,難以在該細(xì)胞系中進(jìn)行有效的傳代培養(yǎng)。這使得Vero細(xì)胞在IBV培養(yǎng)中的應(yīng)用受到很大限制,目前僅對(duì)特定的IBV毒株有一定的培養(yǎng)效果。DF-1細(xì)胞是一種雞胚成纖維細(xì)胞系,具有獨(dú)特的生物學(xué)特性。它具有較好的生長(zhǎng)特性和穩(wěn)定性,在體外培養(yǎng)中能夠快速增殖,且細(xì)胞狀態(tài)較為穩(wěn)定,不易受到外界因素的干擾。DF-1細(xì)胞對(duì)IBV的敏感性較高,能夠支持多種IBV毒株的生長(zhǎng)。與其他細(xì)胞類(lèi)型相比,DF-1細(xì)胞在培養(yǎng)IBV時(shí),可能具有更好的病毒適應(yīng)性,能夠使病毒在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地復(fù)制和傳代。不過(guò),DF-1細(xì)胞也并非完美,其在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞變異的情況,雖然發(fā)生概率較低,但一旦出現(xiàn)變異,可能會(huì)影響病毒的培養(yǎng)效果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。LMH細(xì)胞是來(lái)源于雞肝癌組織的細(xì)胞系,在IBV的培養(yǎng)研究中也展現(xiàn)出一定的潛力。LMH細(xì)胞具有特定的代謝途徑和細(xì)胞結(jié)構(gòu),可能為IBV的感染和復(fù)制提供獨(dú)特的環(huán)境。它對(duì)某些IBV毒株具有一定的親和性,能夠支持病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖。然而,LMH細(xì)胞的培養(yǎng)條件相對(duì)較為苛刻,需要特定的培養(yǎng)基和培養(yǎng)環(huán)境來(lái)維持其正常的生長(zhǎng)和功能。而且,LMH細(xì)胞對(duì)不同IBV毒株的敏感性存在差異,并非對(duì)所有毒株都能良好地支持其生長(zhǎng),這在一定程度上限制了其在IBV培養(yǎng)中的廣泛應(yīng)用。3.3細(xì)胞培養(yǎng)所需的培養(yǎng)基與培養(yǎng)條件在傳染性支氣管炎病毒(IBV)的體外細(xì)胞培養(yǎng)中,選擇合適的培養(yǎng)基至關(guān)重要,它直接關(guān)系到細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)和病毒的增殖效率。常用的細(xì)胞培養(yǎng)基包括DMEM(Dulbecco'sModifiedEagleMedium)、MEM(MinimumEssentialMedium)、RPMI1640等,它們各自具有獨(dú)特的成分和特點(diǎn)。DMEM是一種應(yīng)用廣泛的培養(yǎng)基,分為高糖型(4500mg/L)和低糖型(1000mg/L)。它含有豐富的氨基酸、維生素、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)成分,能夠?yàn)榧?xì)胞提供充足的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。高糖型DMEM適合于生長(zhǎng)較快、代謝旺盛的細(xì)胞,如某些腫瘤細(xì)胞系。在培養(yǎng)雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)用于IBV培養(yǎng)時(shí),高糖型DMEM能滿(mǎn)足細(xì)胞快速生長(zhǎng)的需求,為IBV的增殖提供良好的細(xì)胞環(huán)境。低糖型DMEM則相對(duì)更適合一些對(duì)糖代謝需求較低的細(xì)胞,其較低的葡萄糖含量可以避免細(xì)胞因糖代謝過(guò)度而產(chǎn)生的不良影響。MEM是一種基礎(chǔ)培養(yǎng)基,成分相對(duì)簡(jiǎn)單,包含基本的氨基酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽等。它常用于一些對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求不特別復(fù)雜的細(xì)胞培養(yǎng),成本相對(duì)較低。在早期對(duì)IBV的細(xì)胞培養(yǎng)研究中,MEM曾被用于培養(yǎng)雞胚腎細(xì)胞(CEK),雖然能維持細(xì)胞的基本生長(zhǎng),但在支持病毒增殖方面,可能不如一些營(yíng)養(yǎng)更為豐富的培養(yǎng)基。不過(guò),對(duì)于初步探索IBV在細(xì)胞中的生長(zhǎng)情況,MEM可作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。RPMI1640培養(yǎng)基最初是為培養(yǎng)懸浮的白血病細(xì)胞而設(shè)計(jì)的,它含有多種氨基酸、維生素、糖類(lèi)以及一些特殊的成分,如谷氨酰胺、HEPES等。谷氨酰胺是細(xì)胞合成核酸和蛋白質(zhì)必需的氨基酸,在細(xì)胞代謝中發(fā)揮著重要作用;HEPES是一種非離子緩沖液,在pH7.2-7.4范圍內(nèi)具有較好的緩沖能力,能夠維持培養(yǎng)基的pH穩(wěn)定,為細(xì)胞生長(zhǎng)提供適宜的酸堿環(huán)境。RPMI1640在培養(yǎng)一些對(duì)酸堿平衡和營(yíng)養(yǎng)成分有特定需求的細(xì)胞時(shí)表現(xiàn)出色,在培養(yǎng)某些對(duì)IBV具有較高敏感性的細(xì)胞系時(shí),可能通過(guò)其特殊的成分組成,促進(jìn)病毒在細(xì)胞內(nèi)的感染和復(fù)制。除了基本的培養(yǎng)基,血清也是細(xì)胞培養(yǎng)中常用的補(bǔ)充成分,最常用的是小牛血清和胎牛血清。血清中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等成分,能夠?yàn)榧?xì)胞提供生長(zhǎng)必需因子,如胰島素、轉(zhuǎn)鐵蛋白等,促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。在IBV的細(xì)胞培養(yǎng)中,添加適量的血清可以顯著提高細(xì)胞的活力和對(duì)病毒的耐受性,從而有利于病毒的培養(yǎng)。然而,血清的成分復(fù)雜且批次間存在差異,這可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。為了減少這種影響,一些實(shí)驗(yàn)室會(huì)選擇使用化學(xué)成分明確的血清替代物,以確保實(shí)驗(yàn)條件的一致性。細(xì)胞培養(yǎng)條件對(duì)于細(xì)胞的生長(zhǎng)和病毒的增殖也有著關(guān)鍵影響。溫度是一個(gè)重要因素,一般哺乳類(lèi)與禽類(lèi)細(xì)胞在體外培養(yǎng)的適宜溫度是37-38℃,這與它們?cè)隗w內(nèi)的生理溫度相近。對(duì)于IBV的細(xì)胞培養(yǎng),將溫度控制在37℃左右,能夠使細(xì)胞保持良好的代謝活性和生長(zhǎng)狀態(tài),有利于病毒的吸附、侵入和復(fù)制。若溫度過(guò)高,如超過(guò)40℃,細(xì)胞的蛋白質(zhì)和酶可能會(huì)發(fā)生變性,導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂,甚至死亡,從而影響病毒的培養(yǎng)。相反,溫度過(guò)低,細(xì)胞的代謝活力及核分裂能力會(huì)降低,病毒的增殖速度也會(huì)減緩。pH值同樣不容忽視,大多數(shù)細(xì)胞所需pH在7.2-7.4。細(xì)胞培養(yǎng)常用碳酸氫鈉(NaHCO?)與CO?體系進(jìn)行緩沖,氣相中的CO?濃度應(yīng)與培養(yǎng)液中碳酸氫鈉濃度相平衡。如果氣相或培養(yǎng)箱空氣中CO?濃度設(shè)定在5%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為1.97g/L;如果CO?濃度維持在10%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為3.95g/L。在IBV的細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,合適的pH值能夠保證細(xì)胞內(nèi)各種酶的活性,維持細(xì)胞的正常生理功能,進(jìn)而為病毒的感染和增殖創(chuàng)造有利條件。若pH值過(guò)高或過(guò)低,會(huì)影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和代謝產(chǎn)物的排出,導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)不良,甚至死亡。例如,當(dāng)pH值低于7.0時(shí),細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)形態(tài)改變、增殖緩慢等現(xiàn)象,這對(duì)IBV在細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)極為不利。四、體外細(xì)胞培養(yǎng)體系的建立4.1細(xì)胞的選擇與處理在傳染性支氣管炎病毒(IBV)的體外細(xì)胞培養(yǎng)研究中,細(xì)胞系的選擇至關(guān)重要,合適的細(xì)胞系能夠?yàn)椴《咎峁┝己玫纳L(zhǎng)環(huán)境,促進(jìn)病毒的增殖和研究。綜合考慮多種因素,本研究選擇了雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)、雞胚腎細(xì)胞(CEK)、DF-1細(xì)胞、Vero細(xì)胞和LMH細(xì)胞這幾種常見(jiàn)的細(xì)胞系進(jìn)行研究。雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)來(lái)源相對(duì)容易獲取,可從雞胚中分離得到,對(duì)多種病毒具有一定的敏感性,在病毒培養(yǎng)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。雞胚腎細(xì)胞(CEK)對(duì)IBV具有較好的敏感性,能夠支持病毒的有效增殖。DF-1細(xì)胞是一種雞胚成纖維細(xì)胞系,具有較好的生長(zhǎng)特性和穩(wěn)定性,在體外培養(yǎng)中能夠快速增殖,且細(xì)胞狀態(tài)較為穩(wěn)定,不易受到外界因素的干擾,對(duì)IBV的敏感性較高,能夠支持多種IBV毒株的生長(zhǎng)。Vero細(xì)胞是一種常用的傳代細(xì)胞系,具有無(wú)限增殖的能力,易于培養(yǎng)和操作,對(duì)培養(yǎng)條件的要求相對(duì)較為寬泛。LMH細(xì)胞是來(lái)源于雞肝癌組織的細(xì)胞系,具有特定的代謝途徑和細(xì)胞結(jié)構(gòu),可能為IBV的感染和復(fù)制提供獨(dú)特的環(huán)境。在進(jìn)行細(xì)胞復(fù)蘇時(shí),嚴(yán)格遵循快速融化的原則。將凍存管從液氮中取出后,迅速投入37℃水浴鍋中,輕輕搖動(dòng),確保凍存管內(nèi)的液體在1-1.5分鐘內(nèi)完全融化。這是因?yàn)榭焖偃诨墒箖龃鏁r(shí)細(xì)胞外的冰晶迅速融化,避免冰晶緩慢融化時(shí)進(jìn)入細(xì)胞形成再結(jié)晶,對(duì)細(xì)胞造成損害。融化后的細(xì)胞懸液需轉(zhuǎn)移至含有10ml培養(yǎng)基的15ml離心管中,用培養(yǎng)基沖洗凍存管,將附著在管壁上的細(xì)胞沖洗下來(lái),隨后以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心5分鐘。離心后,倒掉上清液,加入1ml培養(yǎng)基將細(xì)胞懸浮起來(lái),并轉(zhuǎn)移至含有10ml培養(yǎng)基的10cm培養(yǎng)皿中,前后左右輕輕搖動(dòng)培養(yǎng)皿,使細(xì)胞均勻分布。標(biāo)記好細(xì)胞種類(lèi)、日期和培養(yǎng)人等信息后,將培養(yǎng)皿放入37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞貼壁后更換培養(yǎng)基。當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)至培養(yǎng)皿的80%-90%覆蓋率時(shí),需進(jìn)行傳代操作。具體步驟如下:首先,吸去原有培養(yǎng)基,加入適量的胰蛋白酶,確保胰蛋白酶能夠覆蓋細(xì)胞,在室溫下消化1-2分鐘。期間,在倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞狀態(tài),當(dāng)細(xì)胞回縮變圓時(shí),立即加入等體積的含血清培養(yǎng)基終止消化。接著,用移液槍輕輕吹打細(xì)胞,使細(xì)胞懸浮起來(lái),然后將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至10ml或15ml的離心管中,以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心5分鐘。離心結(jié)束后,倒掉上清液,加入1-2ml培養(yǎng)基,將細(xì)胞吹打均勻。根據(jù)細(xì)胞的種類(lèi)和特性,將細(xì)胞傳至不同數(shù)量的培養(yǎng)皿中,如癌細(xì)胞一般分5個(gè)培養(yǎng)皿,正常細(xì)胞傳3個(gè)培養(yǎng)皿,繼續(xù)放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。為了長(zhǎng)期保存細(xì)胞,還需進(jìn)行細(xì)胞凍存。將細(xì)胞消化下來(lái)并離心,方法與傳代時(shí)相同。用提前配制好的凍存液將細(xì)胞懸浮起來(lái),凍存液一般由70%的培養(yǎng)基、20%的胎牛血清(FBS)和10%的二甲基亞砜(DMSO)組成,DMSO需緩慢滴加,邊滴加邊搖晃,以確保凍存液均勻混合。將細(xì)胞分裝到滅菌的凍存管中,靜置幾分鐘后,標(biāo)記好細(xì)胞種類(lèi)和凍存日期。按照先在4℃放置30分鐘,再在-20℃放置30分鐘,最后在-80℃過(guò)夜的順序進(jìn)行降溫,之后將凍存管轉(zhuǎn)移至液氮中保存。在整個(gè)細(xì)胞處理過(guò)程中,嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作原則,使用無(wú)菌試劑和器材,在超凈工作臺(tái)中進(jìn)行操作,以避免細(xì)胞受到污染,確保細(xì)胞的正常生長(zhǎng)和后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。4.2病毒的接種與培養(yǎng)將經(jīng)過(guò)復(fù)蘇、傳代等處理且生長(zhǎng)狀態(tài)良好的細(xì)胞,接種傳染性支氣管炎病毒(IBV)。在接種過(guò)程中,采用胰酶消化法,將貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞消化成單細(xì)胞懸液,然后用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度至1×10^6個(gè)/mL。將細(xì)胞懸液接種到24孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔接種1mL,放入37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞貼壁后進(jìn)行病毒接種。在確定接毒量時(shí),參考相關(guān)研究及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)置多個(gè)接毒量梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用含2%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基將IBV進(jìn)行10倍系列稀釋?zhuān)謩e得到10^-1、10^-2、10^-3、10^-4、10^-5、10^-6、10^-7等稀釋度的病毒液。從每個(gè)稀釋度中取100μL病毒液接種到已貼壁的細(xì)胞孔中,每個(gè)稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù)孔。同時(shí)設(shè)置正常細(xì)胞對(duì)照孔,加入等量的不含病毒的培養(yǎng)基。在接種病毒后,將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中吸附1-2小時(shí),期間每隔15-20分鐘輕輕搖晃培養(yǎng)板,使病毒液與細(xì)胞充分接觸,促進(jìn)病毒的吸附。吸附結(jié)束后,吸去病毒液,用PBS輕輕洗滌細(xì)胞3次,以去除未吸附的病毒,然后加入1mL含2%胎牛血清的DMEM維持培養(yǎng)基,繼續(xù)放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過(guò)程中,密切觀察細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE),這是判斷病毒在細(xì)胞中生長(zhǎng)和增殖的重要指標(biāo)。在接種病毒后的24小時(shí)內(nèi),每隔4-6小時(shí)在倒置顯微鏡下觀察一次細(xì)胞狀態(tài);24小時(shí)后,每天觀察1-2次。正常細(xì)胞形態(tài)呈梭形或多邊形,貼壁生長(zhǎng),排列緊密且均勻。當(dāng)細(xì)胞感染IBV后,隨著病毒的增殖,細(xì)胞會(huì)逐漸出現(xiàn)病變。首先,細(xì)胞會(huì)變圓、皺縮,細(xì)胞之間的連接變松散;接著,細(xì)胞會(huì)從培養(yǎng)板底部脫落,形成空斑;隨著病變的進(jìn)一步發(fā)展,細(xì)胞會(huì)大量死亡,培養(yǎng)基變渾濁。記錄不同接毒量下細(xì)胞出現(xiàn)CPE的時(shí)間、CPE的程度以及細(xì)胞死亡的情況。若細(xì)胞出現(xiàn)CPE的時(shí)間較短,且CPE程度較為嚴(yán)重,如細(xì)胞大量脫落、空斑形成明顯,表明該接毒量下病毒在細(xì)胞中的增殖速度較快;反之,若細(xì)胞出現(xiàn)CPE的時(shí)間較長(zhǎng),CPE程度較輕,則說(shuō)明病毒的增殖相對(duì)較慢。通過(guò)對(duì)不同接毒量下細(xì)胞病變情況的觀察和分析,確定最佳的接毒量,為后續(xù)的病毒培養(yǎng)和研究提供依據(jù)。4.3培養(yǎng)體系的優(yōu)化在成功建立初步的傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系后,為進(jìn)一步提高病毒的增殖效率和培養(yǎng)穩(wěn)定性,對(duì)培養(yǎng)體系進(jìn)行優(yōu)化十分必要。優(yōu)化培養(yǎng)體系可從多個(gè)方面入手,包括調(diào)整培養(yǎng)基成分、添加生長(zhǎng)因子等,以創(chuàng)造更適宜病毒生長(zhǎng)和增殖的環(huán)境。培養(yǎng)基成分對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和病毒增殖有著關(guān)鍵影響,因此對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化是提高培養(yǎng)體系效率的重要途徑。在基礎(chǔ)培養(yǎng)基的選擇上,對(duì)DMEM、MEM、RPMI1640等常用培養(yǎng)基進(jìn)行對(duì)比研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),DMEM培養(yǎng)基在支持細(xì)胞生長(zhǎng)和病毒增殖方面表現(xiàn)較為出色。對(duì)于高糖型和低糖型DMEM的選擇,進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明,高糖型DMEM更適合用于IBV的細(xì)胞培養(yǎng)。這是因?yàn)樵诟咛黔h(huán)境下,細(xì)胞的代謝活性增強(qiáng),能夠?yàn)椴《镜脑鲋程峁└嗟哪芰亢臀镔|(zhì)基礎(chǔ)。在使用高糖型DMEM培養(yǎng)雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)用于IBV培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯加快,細(xì)胞活力增強(qiáng),病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖效率也顯著提高,病毒滴度明顯升高。除了基礎(chǔ)培養(yǎng)基,血清作為培養(yǎng)基的重要補(bǔ)充成分,其種類(lèi)和濃度也會(huì)對(duì)培養(yǎng)效果產(chǎn)生影響。常用的血清有小牛血清和胎牛血清,實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同血清對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和病毒增殖的影響。結(jié)果顯示,胎牛血清相較于小牛血清,更能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和病毒的增殖。這可能是因?yàn)樘ヅQ逯泻懈S富的生長(zhǎng)因子、激素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),能夠?yàn)榧?xì)胞提供更全面的營(yíng)養(yǎng)支持,增強(qiáng)細(xì)胞的代謝活性和對(duì)病毒的耐受性。在確定使用胎牛血清后,進(jìn)一步探究其最佳濃度。設(shè)置不同胎牛血清濃度梯度,分別為5%、10%、15%、20%等,結(jié)果表明,當(dāng)胎牛血清濃度為10%時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好,病毒增殖效率也較高。在這個(gè)濃度下,細(xì)胞能夠保持正常的代謝和增殖能力,同時(shí)為病毒的感染和復(fù)制提供了適宜的環(huán)境,使得病毒能夠在細(xì)胞內(nèi)高效地進(jìn)行增殖,病毒滴度達(dá)到較高水平。生長(zhǎng)因子在細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用,將其添加到培養(yǎng)體系中,可能會(huì)對(duì)IBV的體外細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生積極影響。在眾多生長(zhǎng)因子中,選擇了表皮生長(zhǎng)因子(EGF)和胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)進(jìn)行研究。EGF能夠刺激細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活;IGF則參與細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié),增強(qiáng)細(xì)胞的能量代謝和蛋白質(zhì)合成。將EGF和IGF分別以不同濃度添加到培養(yǎng)基中,觀察細(xì)胞生長(zhǎng)和病毒增殖情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加一定濃度的EGF和IGF后,細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯加快,細(xì)胞活力增強(qiáng)。在病毒增殖方面,添加生長(zhǎng)因子的實(shí)驗(yàn)組病毒滴度顯著高于對(duì)照組,說(shuō)明EGF和IGF能夠促進(jìn)IBV在細(xì)胞內(nèi)的增殖。進(jìn)一步優(yōu)化生長(zhǎng)因子的濃度,發(fā)現(xiàn)當(dāng)EGF濃度為10ng/mL、IGF濃度為50ng/mL時(shí),培養(yǎng)體系的效果最佳。在這個(gè)濃度組合下,細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)最為良好,病毒的增殖效率最高,病毒滴度達(dá)到最大值,為IBV的體外細(xì)胞培養(yǎng)提供了更優(yōu)的條件。五、培養(yǎng)體系的影響因素分析5.1細(xì)胞狀態(tài)對(duì)培養(yǎng)的影響細(xì)胞狀態(tài)是影響傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)效果的關(guān)鍵因素之一,其中細(xì)胞活力和細(xì)胞密度對(duì)病毒培養(yǎng)有著顯著影響。細(xì)胞活力直接關(guān)系到細(xì)胞的代謝活性和生理功能,進(jìn)而影響病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖。高活力的細(xì)胞具有較強(qiáng)的代謝能力,能夠?yàn)椴《镜奈?、侵入和?fù)制提供充足的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明,當(dāng)細(xì)胞活力較高時(shí),病毒的感染效率和增殖速度明顯提高。比如,通過(guò)臺(tái)盼藍(lán)染色法檢測(cè)細(xì)胞活力,將活力高于90%的雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)用于IBV培養(yǎng),在接種病毒后的24小時(shí)內(nèi),就能觀察到明顯的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE),病毒滴度也隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而快速上升。這是因?yàn)楦呋盍Φ募?xì)胞能夠快速響應(yīng)病毒的感染,啟動(dòng)相關(guān)的代謝途徑,為病毒的復(fù)制提供所需的核苷酸、氨基酸等物質(zhì)。相反,細(xì)胞活力較低時(shí),病毒的培養(yǎng)效果會(huì)受到明顯抑制。當(dāng)細(xì)胞活力低于70%時(shí),病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖速度顯著減緩,CPE出現(xiàn)的時(shí)間延遲,且病變程度較輕。這是由于低活力的細(xì)胞代謝活性降低,能量供應(yīng)不足,無(wú)法滿(mǎn)足病毒大量復(fù)制的需求。低活力細(xì)胞的細(xì)胞膜完整性和受體表達(dá)可能受到影響,導(dǎo)致病毒難以吸附和侵入細(xì)胞,從而阻礙了病毒的感染過(guò)程。細(xì)胞密度同樣對(duì)IBV的體外細(xì)胞培養(yǎng)有著重要影響。在細(xì)胞密度較低的情況下,細(xì)胞有更多的空間和養(yǎng)分供應(yīng),能夠快速生長(zhǎng)和繁殖。然而,對(duì)于病毒培養(yǎng)來(lái)說(shuō),過(guò)低的細(xì)胞密度并不利于病毒的增殖。這是因?yàn)椴《拘枰腥咀銐驍?shù)量的細(xì)胞才能實(shí)現(xiàn)有效的傳播和擴(kuò)增,細(xì)胞密度過(guò)低時(shí),病毒感染細(xì)胞的機(jī)會(huì)減少,病毒的傳播速度減慢,導(dǎo)致病毒滴度較低。例如,在接種IBV時(shí),將細(xì)胞密度控制在1×10^4個(gè)/mL,雖然細(xì)胞在培養(yǎng)初期生長(zhǎng)良好,但病毒感染后,CPE的發(fā)展緩慢,病毒滴度在培養(yǎng)后期仍處于較低水平。當(dāng)細(xì)胞密度過(guò)高時(shí),細(xì)胞之間會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng),養(yǎng)分和空間變得有限。這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)速率減緩,代謝產(chǎn)物積累,細(xì)胞的生理狀態(tài)受到影響。在這種情況下,病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖也會(huì)受到抑制。過(guò)高密度的細(xì)胞可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞表面受體的表達(dá)發(fā)生變化,影響病毒與細(xì)胞的結(jié)合能力。過(guò)高的細(xì)胞密度還可能引發(fā)細(xì)胞間的相互作用改變,影響細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路,從而對(duì)病毒的感染和復(fù)制產(chǎn)生不利影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到1×10^7個(gè)/mL時(shí),病毒感染后CPE的程度不如適中細(xì)胞密度時(shí)明顯,病毒滴度也低于最佳水平。細(xì)胞的生長(zhǎng)階段也會(huì)對(duì)病毒培養(yǎng)產(chǎn)生影響。處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,代謝旺盛,對(duì)病毒的敏感性較高,能夠?yàn)椴《镜脑鲋程峁┝己玫沫h(huán)境。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期接種IBV,病毒能夠迅速感染細(xì)胞并開(kāi)始復(fù)制,CPE出現(xiàn)較快,病毒滴度上升明顯。而處于平臺(tái)期或衰退期的細(xì)胞,代謝活性下降,對(duì)病毒的耐受性增強(qiáng),病毒在這些細(xì)胞中的增殖效率會(huì)降低。比如,將處于平臺(tái)期的雞胚腎細(xì)胞(CEK)用于IBV培養(yǎng),與對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的CEK相比,病毒感染后的CPE出現(xiàn)時(shí)間延遲,病毒滴度也較低。5.2病毒毒株差異的作用傳染性支氣管炎病毒(IBV)存在眾多毒株,不同毒株在基因組序列、抗原性等方面存在差異,這些差異會(huì)顯著影響其在體外細(xì)胞培養(yǎng)中的生長(zhǎng)特性。從基因組序列來(lái)看,不同毒株的基因組存在多個(gè)位點(diǎn)的突變和差異。例如,QX型毒株與傳統(tǒng)的Mass型毒株相比,在刺突蛋白(S)基因、膜蛋白(M)基因等多個(gè)基因區(qū)域都有明顯的核苷酸差異。這些基因差異會(huì)導(dǎo)致病毒蛋白的氨基酸序列改變,進(jìn)而影響病毒蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。S蛋白基因的突變可能改變S蛋白的空間構(gòu)象,影響其與宿主細(xì)胞表面受體的結(jié)合能力,從而影響病毒對(duì)細(xì)胞的吸附和侵入效率。研究表明,某些毒株由于S蛋白基因的特定突變,使得其與細(xì)胞表面受體的親和力下降,在體外細(xì)胞培養(yǎng)中,病毒的感染效率明顯降低,病毒滴度增長(zhǎng)緩慢。抗原性的差異也是不同毒株的重要特征之一。不同毒株的抗原性不同,導(dǎo)致其在體外細(xì)胞培養(yǎng)中引發(fā)的免疫反應(yīng)和細(xì)胞對(duì)病毒的耐受性有所差異。當(dāng)細(xì)胞感染抗原性不同的IBV毒株時(shí),細(xì)胞內(nèi)的免疫相關(guān)信號(hào)通路的激活程度和方式會(huì)有所不同。某些毒株感染細(xì)胞后,可能會(huì)迅速激活細(xì)胞內(nèi)的干擾素信號(hào)通路,誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生干擾素等抗病毒物質(zhì),從而抑制病毒的復(fù)制。而另一些毒株可能具有逃避細(xì)胞免疫監(jiān)視的機(jī)制,能夠在細(xì)胞內(nèi)相對(duì)高效地復(fù)制。在培養(yǎng)不同毒株時(shí),會(huì)觀察到細(xì)胞對(duì)病毒的耐受性不同。對(duì)于一些抗原性較強(qiáng)、容易引發(fā)細(xì)胞強(qiáng)烈免疫反應(yīng)的毒株,細(xì)胞在感染后可能會(huì)較快出現(xiàn)病變,甚至死亡,限制了病毒的進(jìn)一步增殖;而對(duì)于抗原性相對(duì)較弱、能較好逃避細(xì)胞免疫的毒株,細(xì)胞能夠在一定時(shí)間內(nèi)維持相對(duì)正常的生理狀態(tài),為病毒的增殖提供更有利的環(huán)境。不同致病型的IBV毒株在體外細(xì)胞培養(yǎng)中的表現(xiàn)也存在差異。呼吸型IBV毒株在雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)、雞胚腎細(xì)胞(CEK)等細(xì)胞中,可能更傾向于在呼吸道相關(guān)的細(xì)胞模型中生長(zhǎng)。這是因?yàn)楹粑投局陮?duì)呼吸道上皮細(xì)胞具有較高的親和性,其S蛋白能夠特異性地識(shí)別呼吸道上皮細(xì)胞表面的受體,從而在這些細(xì)胞中高效感染和復(fù)制。在以CEF模擬呼吸道上皮細(xì)胞環(huán)境的培養(yǎng)體系中,呼吸型IBV毒株能夠迅速吸附到細(xì)胞表面,進(jìn)入細(xì)胞并開(kāi)始復(fù)制,在較短時(shí)間內(nèi)即可觀察到明顯的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE),病毒滴度也會(huì)快速上升。腎型IBV毒株則在腎臟相關(guān)細(xì)胞模型中可能具有更好的生長(zhǎng)特性。腎型毒株對(duì)腎臟細(xì)胞具有特殊的親嗜性,其基因組中的某些基因決定了它能夠與腎臟細(xì)胞表面的特定受體結(jié)合。將腎型IBV毒株接種到雞胚腎細(xì)胞(CEK)中,病毒能夠利用CEK細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)和能量進(jìn)行復(fù)制,在培養(yǎng)過(guò)程中,CEK細(xì)胞會(huì)逐漸出現(xiàn)與腎型IBV感染相關(guān)的病變,如細(xì)胞腫脹、代謝紊亂等,同時(shí)病毒滴度也會(huì)逐漸升高。與呼吸型毒株在CEF中的生長(zhǎng)情況相比,腎型毒株在CEK中的生長(zhǎng)可能具有不同的時(shí)間進(jìn)程和病毒滴度變化規(guī)律。腸型IBV毒株在腸道相關(guān)細(xì)胞模型中可能展現(xiàn)出獨(dú)特的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。腸型毒株適應(yīng)在腸道環(huán)境中生存和繁殖,其感染機(jī)制和對(duì)細(xì)胞的影響與其他致病型毒株不同。當(dāng)腸型IBV毒株感染腸道上皮細(xì)胞系時(shí),可能會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生特定的生理變化,如細(xì)胞緊密連接的改變、腸道黏膜免疫相關(guān)因子的分泌變化等。這些變化會(huì)影響病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制和傳播,以及細(xì)胞對(duì)病毒的防御能力。在體外細(xì)胞培養(yǎng)中,腸型毒株可能在腸道上皮細(xì)胞系中逐漸適應(yīng)并增殖,其病毒滴度的增長(zhǎng)可能與細(xì)胞的腸道特異性生理功能密切相關(guān)。5.3培養(yǎng)環(huán)境因素的作用培養(yǎng)環(huán)境因素對(duì)傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系有著重要影響,其中溫度、CO?濃度和濕度是關(guān)鍵因素。溫度在病毒的體外細(xì)胞培養(yǎng)中起著核心作用,它直接影響病毒和細(xì)胞的生理活動(dòng)。在IBV的體外細(xì)胞培養(yǎng)中,適宜的溫度是保證病毒有效增殖的基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō),將培養(yǎng)溫度控制在37℃左右,能夠使細(xì)胞保持良好的代謝活性和生長(zhǎng)狀態(tài),有利于病毒的吸附、侵入和復(fù)制。當(dāng)溫度為37℃時(shí),雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)的代謝酶活性較高,能夠高效地進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換,為病毒的增殖提供充足的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。病毒的吸附和侵入過(guò)程依賴(lài)于病毒表面蛋白與細(xì)胞表面受體的特異性結(jié)合,以及病毒與細(xì)胞膜的融合,適宜的溫度能夠維持這些過(guò)程中相關(guān)蛋白和膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,促進(jìn)病毒感染細(xì)胞。在37℃條件下培養(yǎng)的CEF中接種IBV,病毒能夠迅速吸附到細(xì)胞表面,并在短時(shí)間內(nèi)侵入細(xì)胞,啟動(dòng)復(fù)制過(guò)程,在接種后的24小時(shí)內(nèi),就能觀察到明顯的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE),病毒滴度也隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而快速上升。若溫度過(guò)高,如超過(guò)40℃,細(xì)胞的蛋白質(zhì)和酶可能會(huì)發(fā)生變性,導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂,甚至死亡,從而影響病毒的培養(yǎng)。高溫會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu),使其失去原有的生物學(xué)活性,進(jìn)而影響細(xì)胞的正常生理功能。在高溫環(huán)境下,細(xì)胞的呼吸作用、蛋白質(zhì)合成等代謝過(guò)程都會(huì)受到抑制,無(wú)法為病毒的增殖提供必要的條件。當(dāng)培養(yǎng)溫度升高到42℃時(shí),細(xì)胞內(nèi)的線(xiàn)粒體功能受損,能量供應(yīng)不足,病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過(guò)程受到阻礙,CPE出現(xiàn)的時(shí)間延遲,且病變程度較輕,病毒滴度增長(zhǎng)緩慢,甚至可能出現(xiàn)下降的情況。相反,溫度過(guò)低,細(xì)胞的代謝活力及核分裂能力會(huì)降低,病毒的增殖速度也會(huì)減緩。在低溫環(huán)境下,細(xì)胞的生理活動(dòng)減弱,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和利用效率降低,導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢,病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制也會(huì)受到影響。當(dāng)溫度降至30℃時(shí),細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯減慢,病毒的吸附和侵入效率降低,病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制周期延長(zhǎng),CPE出現(xiàn)的時(shí)間明顯推遲,病毒滴度在培養(yǎng)后期仍處于較低水平。CO?濃度也是影響IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)的重要因素,它主要通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值來(lái)影響細(xì)胞和病毒的生長(zhǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)常用碳酸氫鈉(NaHCO?)與CO?體系進(jìn)行緩沖,氣相中的CO?濃度應(yīng)與培養(yǎng)液中碳酸氫鈉濃度相平衡。如果氣相或培養(yǎng)箱空氣中CO?濃度設(shè)定在5%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為1.97g/L;如果CO?濃度維持在10%,培養(yǎng)液中NaHCO?的加入量為3.95g/L。合適的CO?濃度能夠保證培養(yǎng)液的pH值在7.2-7.4之間,這是細(xì)胞生長(zhǎng)的適宜酸堿環(huán)境。在這個(gè)pH范圍內(nèi),細(xì)胞內(nèi)的各種酶能夠保持活性,維持細(xì)胞的正常生理功能,進(jìn)而為病毒的感染和增殖創(chuàng)造有利條件。當(dāng)CO?濃度過(guò)低時(shí),培養(yǎng)液的pH值會(huì)升高,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)環(huán)境堿性增強(qiáng),影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和代謝產(chǎn)物的排出,從而抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和病毒的增殖。低CO?濃度還可能影響細(xì)胞表面受體的表達(dá)和功能,降低病毒與細(xì)胞的結(jié)合能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)CO?濃度降低至3%時(shí),培養(yǎng)液的pH值升高到7.6以上,細(xì)胞出現(xiàn)形態(tài)改變,如細(xì)胞變圓、皺縮,增殖緩慢,病毒在細(xì)胞內(nèi)的感染效率明顯降低,病毒滴度也隨之下降。而當(dāng)CO?濃度過(guò)高時(shí),培養(yǎng)液的pH值會(huì)降低,使細(xì)胞內(nèi)環(huán)境酸性增強(qiáng),同樣會(huì)對(duì)細(xì)胞和病毒的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。過(guò)高的酸性環(huán)境會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)的酸堿平衡,影響細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路和代謝過(guò)程。當(dāng)CO?濃度升高到8%時(shí),培養(yǎng)液的pH值降至7.0以下,細(xì)胞的代謝活動(dòng)受到抑制,病毒的復(fù)制效率降低,CPE的程度不如適宜CO?濃度時(shí)明顯,病毒滴度也低于最佳水平。濕度在IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)中雖然不像溫度和CO?濃度那樣直接影響病毒和細(xì)胞的生理過(guò)程,但它對(duì)維持培養(yǎng)體系的穩(wěn)定性和細(xì)胞的生長(zhǎng)環(huán)境有著重要作用。適宜的濕度能夠防止培養(yǎng)液過(guò)快蒸發(fā),保持培養(yǎng)液的體積和成分穩(wěn)定,為細(xì)胞提供穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)液中的水分會(huì)不斷蒸發(fā),如果環(huán)境濕度較低,培養(yǎng)液的蒸發(fā)速度會(huì)加快,導(dǎo)致培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度升高,滲透壓改變,影響細(xì)胞的正常生長(zhǎng)。當(dāng)濕度低于50%時(shí),培養(yǎng)液的蒸發(fā)速度明顯加快,需要頻繁補(bǔ)充培養(yǎng)液,增加了操作的復(fù)雜性和污染的風(fēng)險(xiǎn)。低濕度環(huán)境還可能導(dǎo)致細(xì)胞脫水,影響細(xì)胞的形態(tài)和功能,進(jìn)而影響病毒的感染和增殖。在低濕度條件下培養(yǎng)的細(xì)胞,可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞膜皺縮、細(xì)胞內(nèi)水分流失等現(xiàn)象,使細(xì)胞對(duì)病毒的敏感性降低,病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制效率下降。相反,濕度過(guò)高也存在問(wèn)題,容易滋生微生物,如細(xì)菌、真菌等,這些微生物會(huì)與細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生毒素,對(duì)細(xì)胞和病毒的生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響。當(dāng)濕度高于80%時(shí),培養(yǎng)箱內(nèi)的環(huán)境容易變得潮濕,為微生物的生長(zhǎng)提供了有利條件。一旦培養(yǎng)體系被微生物污染,細(xì)胞的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制,病毒的培養(yǎng)也會(huì)受到干擾,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此,在IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)中,將濕度控制在60%-70%較為適宜,能夠在保證培養(yǎng)液穩(wěn)定的同時(shí),減少微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)。六、培養(yǎng)效果的評(píng)估與檢測(cè)6.1病毒滴度的測(cè)定方法在傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系中,準(zhǔn)確測(cè)定病毒滴度是評(píng)估培養(yǎng)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié),常用的方法有50%組織細(xì)胞感染量(TCID??)測(cè)定法和空斑試驗(yàn)。50%組織細(xì)胞感染量(TCID??)測(cè)定法是一種經(jīng)典的病毒滴度測(cè)定方法,其原理基于病毒對(duì)細(xì)胞的感染能力。具體操作時(shí),需先將長(zhǎng)滿(mǎn)單層細(xì)胞的96孔板準(zhǔn)備好,例如以雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)鋪滿(mǎn)96孔板。將分裝好的病毒液進(jìn)行系列稀釋?zhuān)话愕谝涣忻靠准尤?5μl病毒液,作1/10稀釋?zhuān)撕笠来巫鞅侗认♂?。每個(gè)稀釋度接種8孔,這樣可以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。最后一列設(shè)置為陰性對(duì)照,僅加入細(xì)胞維持液,用于觀察正常細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài),排除細(xì)胞自身生長(zhǎng)異常等因素對(duì)結(jié)果的干擾。對(duì)照孔和感染病毒孔均加入100μl維持液,將96孔板放置在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過(guò)程中,每天需仔細(xì)觀察并記錄出現(xiàn)細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE)的孔數(shù)及具體時(shí)間。當(dāng)細(xì)胞病變不再發(fā)展后,觀察記錄最終結(jié)果,用Reed-Muench法計(jì)算病毒滴度TCID??。滴度結(jié)果計(jì)算公式為:TCID??=CPE>50%病毒稀釋度+(>50%的百分?jǐn)?shù)-50)/(>50%的百分?jǐn)?shù)-<50%的百分?jǐn)?shù))×lg10。例如,在某次實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)過(guò)觀察統(tǒng)計(jì),確定在10??稀釋度下,CPE>50%的百分?jǐn)?shù)為60%,在10??稀釋度下,CPE<50%的百分?jǐn)?shù)為40%,代入公式可得:TCID??=10??+(60-50)/(60-40)×lg10=10??+0.5×1=10??.5,即該病毒液的TCID??為10??.5。空斑試驗(yàn)也是測(cè)定病毒滴度的重要方法,其原理是基于病毒對(duì)宿主細(xì)胞的感染和破壞作用。將不同稀釋倍數(shù)的病毒與平鋪于平板表面的宿主細(xì)胞混合,當(dāng)病毒感染宿主細(xì)胞后,會(huì)造成宿主細(xì)胞溶解而形成空斑,每個(gè)空斑系由一個(gè)病毒顆粒引起。在進(jìn)行空斑試驗(yàn)時(shí),首先將病毒進(jìn)行系列稀釋?zhuān)鐚⒉《鞠♂屩?0?1-10?12等不同梯度。將稀釋后的病毒液接種到已長(zhǎng)滿(mǎn)單層細(xì)胞的培養(yǎng)皿中,例如接種到以雞胚腎細(xì)胞(CEK)鋪滿(mǎn)的60mm培養(yǎng)皿中,吸附1h,使病毒充分吸附到細(xì)胞表面。吸附結(jié)束后,覆蓋營(yíng)養(yǎng)瓊脂,病毒在瓊脂中只能感染臨近的細(xì)胞,隨著病毒的不斷感染和增殖,會(huì)逐漸形成空斑的退化細(xì)胞區(qū)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間培養(yǎng)后,使用中性紅染色,活細(xì)胞會(huì)被染成紅色,而死細(xì)胞無(wú)色,這樣空斑就會(huì)清晰地顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)計(jì)數(shù)空斑數(shù)目,再乘以稀釋倍數(shù),即可得到病毒感染的濃度,即每毫升產(chǎn)生的空斑形成單位(PFU/ml)。假設(shè)在10??稀釋度下,計(jì)數(shù)得到空斑數(shù)為50個(gè),那么該病毒液的滴度為50×10?PFU/ml。空斑試驗(yàn)?zāi)軌蛑庇^地反映病毒的感染性和增殖能力,其結(jié)果相對(duì)較為準(zhǔn)確,但操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)要求較高。6.2病毒形態(tài)與結(jié)構(gòu)的觀察利用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)培養(yǎng)的傳染性支氣管炎病毒(IBV)進(jìn)行形態(tài)與結(jié)構(gòu)的觀察。在進(jìn)行樣品制備時(shí),先收集感染IBV且出現(xiàn)明顯細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE)的細(xì)胞培養(yǎng)物。將細(xì)胞培養(yǎng)物低速離心,去除上清液,收集細(xì)胞沉淀。然后,用適量的PBS緩沖液重懸細(xì)胞沉淀,使細(xì)胞均勻分散。將重懸后的細(xì)胞懸液滴加到銅網(wǎng)上,靜置幾分鐘,讓細(xì)胞充分吸附在銅網(wǎng)上。用濾紙小心吸去多余的液體,注意不要損傷細(xì)胞。接著,用2%的磷鎢酸溶液進(jìn)行負(fù)染,將磷鎢酸溶液滴加到銅網(wǎng)上,染色1-2分鐘,使病毒粒子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)在電子顯微鏡下更清晰地顯現(xiàn)出來(lái)。染色結(jié)束后,再次用濾紙吸去多余的磷鎢酸溶液,待銅網(wǎng)干燥后,即可用于透射電子顯微鏡觀察。在透射電子顯微鏡下,IBV粒子略呈球狀,直徑在80-120nm之間,有時(shí)也呈現(xiàn)出多形性。病毒粒子表面有許多梨狀纖突,這些纖突呈放射狀排列,長(zhǎng)度約20nm,末端呈球形。纖突在病毒的感染和傳播過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,它們能夠介導(dǎo)病毒與宿主細(xì)胞的識(shí)別與結(jié)合。在觀察過(guò)程中,可以看到纖突從病毒粒子表面伸出,像一個(gè)個(gè)觸角,與周?chē)沫h(huán)境相互作用。纖突之間存在較寬的間隙,這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也被清晰地展現(xiàn)出來(lái)。在某些圖像中,還能觀察到纖突易從病毒粒子上脫落的現(xiàn)象,這可能與病毒的穩(wěn)定性及感染能力的變化相關(guān)。通過(guò)對(duì)不同視野下的病毒粒子進(jìn)行觀察和分析,統(tǒng)計(jì)病毒粒子的形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)參數(shù),如直徑、纖突長(zhǎng)度等。對(duì)比不同毒株的病毒粒子形態(tài)和結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)雖然它們都具有IBV的典型特征,但在一些細(xì)節(jié)上仍存在差異。某些毒株的病毒粒子直徑可能略有不同,纖突的排列方式或長(zhǎng)度也可能存在細(xì)微變化。這些差異可能與病毒的基因序列差異以及在不同細(xì)胞培養(yǎng)體系中的適應(yīng)性有關(guān)。對(duì)病毒粒子形態(tài)和結(jié)構(gòu)的觀察,不僅能夠直觀地了解IBV的形態(tài)特征,還能為進(jìn)一步研究病毒的感染機(jī)制、致病機(jī)理以及病毒與宿主細(xì)胞的相互作用提供重要的形態(tài)學(xué)依據(jù)。6.3病毒抗原與抗體的檢測(cè)在傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系中,病毒抗原與抗體的檢測(cè)是評(píng)估培養(yǎng)效果和病毒感染情況的重要手段,常用的檢測(cè)方法包括酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)和免疫熒光技術(shù)。酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)是一種基于抗體與抗原特異性結(jié)合的免疫學(xué)檢測(cè)方法,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),適用于IBV的大規(guī)模篩查。在檢測(cè)病毒抗原時(shí),首先將針對(duì)IBV的特異性抗體包被在微孔板上,形成固相抗體。然后加入待檢的細(xì)胞培養(yǎng)上清液或其他樣本,若樣本中存在IBV抗原,抗原會(huì)與固相抗體特異性結(jié)合。接著加入酶標(biāo)記的另一種特異性抗體,它會(huì)與已結(jié)合的抗原結(jié)合,形成抗體-抗原-酶標(biāo)抗體復(fù)合物。之后加入酶的底物,在酶的催化作用下,底物發(fā)生顯色反應(yīng),通過(guò)酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度(OD值)。根據(jù)OD值與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的比較,可判斷樣本中是否存在IBV抗原以及抗原的含量。如果樣本的OD值大于臨界值,則判定為陽(yáng)性,表明樣本中存在IBV抗原;若OD值小于臨界值,則為陰性,說(shuō)明樣本中未檢測(cè)到IBV抗原。在檢測(cè)病毒抗體時(shí),將IBV抗原包被在微孔板上,加入待檢血清樣本,若血清中含有針對(duì)IBV的抗體,抗體就會(huì)與包被抗原結(jié)合。后續(xù)步驟與檢測(cè)抗原類(lèi)似,通過(guò)加入酶標(biāo)二抗、底物顯色,測(cè)定OD值來(lái)判斷抗體的存在及含量。例如,在檢測(cè)雞血清中IBV抗體時(shí),按照上述操作流程,若樣本OD值大于臨界值,說(shuō)明該雞血清中含有針對(duì)IBV的抗體,可能感染過(guò)IBV或接種過(guò)相關(guān)疫苗。免疫熒光技術(shù)是一種基于熒光標(biāo)記抗體的檢測(cè)方法,具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒的快速診斷。在免疫熒光檢測(cè)中,將感染IBV的細(xì)胞樣本固定在玻片上,然后加入針對(duì)IBV的特異性熒光標(biāo)記抗體。這些抗體能夠與細(xì)胞內(nèi)的病毒抗原特異性結(jié)合,形成抗原-抗體復(fù)合物。在熒光顯微鏡下觀察,若細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)特異性的熒光信號(hào),則表明存在IBV抗原。根據(jù)熒光的強(qiáng)度和分布情況,還可以初步判斷病毒在細(xì)胞內(nèi)的感染程度和分布位置。免疫熒光技術(shù)還可以用于檢測(cè)血清中的抗體。將已知的IBV抗原固定在玻片上,加入待檢血清,若血清中含有特異性抗體,抗體就會(huì)與抗原結(jié)合。再加入熒光標(biāo)記的二抗,二抗與結(jié)合在抗原上的一抗結(jié)合,在熒光顯微鏡下觀察,若出現(xiàn)熒光信號(hào),則說(shuō)明血清中存在針對(duì)IBV的抗體。例如,在對(duì)感染IBV的雞胚腎細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光檢測(cè)時(shí),在熒光顯微鏡下可清晰看到細(xì)胞內(nèi)呈現(xiàn)出明亮的綠色熒光(假設(shè)使用的是綠色熒光標(biāo)記抗體),表明細(xì)胞內(nèi)存在IBV抗原,證明病毒在細(xì)胞內(nèi)成功感染和增殖。七、案例分析7.1成功建立培養(yǎng)體系的案例某研究團(tuán)隊(duì)致力于傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系的研究,經(jīng)過(guò)不懈努力,成功建立了一套高效的培養(yǎng)體系,為IBV的研究和相關(guān)疫苗的研發(fā)提供了有力支持。該團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞選擇上,經(jīng)過(guò)對(duì)多種細(xì)胞的篩選和對(duì)比,最終確定雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)和DF-1細(xì)胞作為主要的培養(yǎng)細(xì)胞。CEF來(lái)源相對(duì)容易獲取,對(duì)多種病毒具有一定的敏感性;DF-1細(xì)胞則具有較好的生長(zhǎng)特性和穩(wěn)定性,對(duì)IBV的敏感性較高。在細(xì)胞復(fù)蘇過(guò)程中,嚴(yán)格遵循快速融化原則,將凍存管從液氮中取出后,迅速投入37℃水浴鍋中,輕輕搖動(dòng),確保凍存管內(nèi)的液體在1-1.5分鐘內(nèi)完全融化。融化后的細(xì)胞懸液按照規(guī)范流程進(jìn)行離心、重懸和接種培養(yǎng),保證了細(xì)胞的活力和生長(zhǎng)狀態(tài)。在病毒接種環(huán)節(jié),團(tuán)隊(duì)通過(guò)多次預(yù)實(shí)驗(yàn),精確確定了接毒量和接種方式。采用胰酶消化法將貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞消化成單細(xì)胞懸液,用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度至1×10^6個(gè)/mL,接種到24孔細(xì)胞培養(yǎng)板中。將IBV用含2%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行10倍系列稀釋?zhuān)O(shè)置多個(gè)接毒量梯度,從每個(gè)稀釋度中取100μL病毒液接種到已貼壁的細(xì)胞孔中,每個(gè)稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù)孔。接種后,將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中吸附1-2小時(shí),期間每隔15-20分鐘輕輕搖晃培養(yǎng)板,使病毒液與細(xì)胞充分接觸,促進(jìn)病毒的吸附。吸附結(jié)束后,吸去病毒液,用PBS輕輕洗滌細(xì)胞3次,以去除未吸附的病毒,然后加入1mL含2%胎牛血清的DMEM維持培養(yǎng)基,繼續(xù)放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)體系優(yōu)化方面,團(tuán)隊(duì)對(duì)培養(yǎng)基成分進(jìn)行了深入研究。對(duì)比了DMEM、MEM、RPMI1640等常用培養(yǎng)基,發(fā)現(xiàn)DMEM培養(yǎng)基在支持細(xì)胞生長(zhǎng)和病毒增殖方面表現(xiàn)出色,尤其是高糖型DMEM更適合用于IBV的細(xì)胞培養(yǎng)。在血清選擇上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比小牛血清和胎牛血清,確定胎牛血清更能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和病毒的增殖,并進(jìn)一步探究得出胎牛血清濃度為10%時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好,病毒增殖效率較高。團(tuán)隊(duì)還嘗試添加生長(zhǎng)因子,如表皮生長(zhǎng)因子(EGF)和胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF),通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定當(dāng)EGF濃度為10ng/mL、IGF濃度為50ng/mL時(shí),培養(yǎng)體系的效果最佳,細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)最為良好,病毒的增殖效率最高,病毒滴度達(dá)到最大值。通過(guò)這套成功建立的培養(yǎng)體系,該團(tuán)隊(duì)能夠高效地培養(yǎng)IBV,病毒滴度顯著提高。在病毒滴度測(cè)定中,采用50%組織細(xì)胞感染量(TCID??)測(cè)定法和空斑試驗(yàn),結(jié)果顯示病毒滴度相較于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法有了大幅提升,為后續(xù)的病毒研究和疫苗研發(fā)提供了充足的病毒來(lái)源。在病毒形態(tài)與結(jié)構(gòu)觀察方面,利用透射電子顯微鏡(TEM)清晰地觀察到IBV粒子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征,為深入了解病毒的生物學(xué)特性提供了直觀依據(jù)。通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)和免疫熒光技術(shù)等方法,能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)病毒抗原與抗體,為病毒感染機(jī)制和免疫反應(yīng)的研究提供了有力支持。該研究團(tuán)隊(duì)成功建立的IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)體系,為其他研究人員提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在細(xì)胞選擇和處理上,要注重細(xì)胞的來(lái)源、活力和生長(zhǎng)特性,嚴(yán)格規(guī)范操作流程;在病毒接種和培養(yǎng)過(guò)程中,精確確定接毒量和培養(yǎng)條件,保證病毒的有效感染和增殖;在培養(yǎng)體系優(yōu)化方面,深入研究培養(yǎng)基成分和生長(zhǎng)因子的作用,不斷探索最佳的培養(yǎng)條件。這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)于推動(dòng)IBV體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,以及相關(guān)疫苗和診斷方法的研發(fā)具有重要的借鑒意義。7.2培養(yǎng)體系優(yōu)化的實(shí)踐案例在某大型禽類(lèi)疫苗生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)傳染性支氣管炎病毒(IBV)體外細(xì)胞培養(yǎng)體系進(jìn)行了優(yōu)化,取得了顯著的效果。該企業(yè)最初采用傳統(tǒng)的雞胚培養(yǎng)方式來(lái)生產(chǎn)IBV疫苗,這種方式雖然能夠獲得一定量的病毒,但存在諸多弊端。雞胚培養(yǎng)周期較長(zhǎng),從雞胚的準(zhǔn)備到病毒的收獲,整個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間,這限制了疫苗的生產(chǎn)效率。大量雞胚的使用不僅帶來(lái)高昂的成本,還存在對(duì)環(huán)境污染的威脅。雞胚培養(yǎng)過(guò)程中,雞胚的質(zhì)量差異也會(huì)影響病毒的產(chǎn)量和質(zhì)量,導(dǎo)致疫苗質(zhì)量的穩(wěn)定性難以保證。為了解決這些問(wèn)題,企業(yè)決定對(duì)培養(yǎng)體系進(jìn)行優(yōu)化,嘗試建立體外細(xì)胞培養(yǎng)體系。在細(xì)胞選擇上,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比,選擇了DF-1細(xì)胞作為主要的培養(yǎng)細(xì)胞。DF-1細(xì)胞具有良好的生長(zhǎng)特性和穩(wěn)定性,對(duì)IBV的敏感性較高,能夠支持多種IBV毒株的生長(zhǎng)。在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,企業(yè)對(duì)培養(yǎng)基成分進(jìn)行了優(yōu)化。最初使用的是普通的DMEM培養(yǎng)基,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),通過(guò)調(diào)整DMEM培養(yǎng)基中某些成分的比例,并添加特定的生長(zhǎng)因子,能夠顯著提高細(xì)胞的生長(zhǎng)速度和病毒的增殖效率。例如,增加培養(yǎng)基中谷氨酰胺的含量,從原來(lái)的2mmol/L提高到4mmol/L,谷氨酰胺是細(xì)胞合成核酸和蛋白質(zhì)必需的氨基酸,在細(xì)胞代謝中發(fā)揮著重要作用,增加其含量后,細(xì)胞的代謝活性增強(qiáng),能夠?yàn)椴《镜脑鲋程峁└嗟哪芰亢臀镔|(zhì)基礎(chǔ)。添加表皮生長(zhǎng)因子(EGF)和胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF),經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索,確定EGF濃度為15ng/mL、IGF濃度為60ng/mL時(shí),培養(yǎng)體系的效果最佳。在這個(gè)濃度組合下,細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)最為良好,病毒的增殖效率最高,病毒滴度比優(yōu)化前提高了約3倍。在病毒接種環(huán)節(jié),企業(yè)也進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)精確控制接毒量和接種方式,提高了病毒的感染效率。在接種前,對(duì)病毒進(jìn)行了更精細(xì)的處理,采用超速離心等方法對(duì)病毒進(jìn)行濃縮和純化,去除雜質(zhì),提高病毒的純度。在接種時(shí),采用多點(diǎn)接種的方式,將病毒均勻地接種到細(xì)胞培養(yǎng)板的各個(gè)孔中,確保病毒能夠充分接觸細(xì)胞,提高感染效率。通過(guò)這些優(yōu)化措施,病毒的感染效率得到了顯著提高,在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi),病毒滴度比優(yōu)化前提高了2倍以上。在培養(yǎng)環(huán)境方面,企業(yè)嚴(yán)格控制溫度、CO?
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