孫敏華,董嘉文,李林林,袁建豐,胡奇林
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獸醫(yī)研究所廣東省公共衛(wèi)生公共實(shí)驗(yàn)室禽病研究室,廣東廣州510640)
新城疫(Newcastle disease,ND)是由新城疫病毒(NDV)引起的,一種嚴(yán)重危害養(yǎng)禽業(yè)的急性高度接觸性傳染病[1]。NDV為副粘病毒科副粘病毒亞科禽腮腺炎病毒屬成員[2]。其基因組為單股負(fù)鏈不分節(jié)段RNA,長(zhǎng)約15.2kb[1],至少編碼6種蛋白,分別為NP、P、M、F、HN和L蛋白。F蛋白(融合蛋白)和HN蛋白(血凝素神經(jīng)氨酸酶蛋白)是病毒的主要免疫原性蛋白,可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體。F蛋白介導(dǎo)病毒與宿主細(xì)胞的膜融合,其裂解位點(diǎn)序列與病毒毒力有關(guān)[1,3],HN蛋白具有吸附、神經(jīng)氨酸酶及促進(jìn)融合等作用,此外還可能與病毒毒力有關(guān)[4]。
盡管NDV只有一個(gè)血清型,但其包含兩個(gè)Class,其中Class I包含9個(gè)基因型,而Class II包含的基因型多達(dá)10個(gè)。目前我國(guó)主要流行Class II中的基因Ⅶ型,其中以Ⅶd亞型多見(jiàn),盡管基因Ⅶa、Ⅶc、Ⅶd、Ⅶe、Ⅶf亞型均見(jiàn)報(bào)道[5],但基因Ⅶb亞型分離株尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究從佛山三水發(fā)病鵝病料中分離鑒定出一株NDV,經(jīng)序列分析表明其為基因Ⅶb亞型。因此,本研究主要對(duì)該病毒株的F和HN蛋白進(jìn)行分析,了解其主要免疫原性蛋白的變化情況,為ND的防制提供參考。
1.1 SPF雞胚 9日齡~11日齡SPF雞胚由廣東永順生物制藥有限公司提供。
1.2 主要試劑 NDV標(biāo)準(zhǔn)抗原及標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性血清購(gòu)自中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所;引物由Invitrogen公司合成;Ex Taq DNA聚合酶、DNA分子量標(biāo)準(zhǔn)、pMD18-T載體、膠回收試劑盒購(gòu)自TaKaRa公司;TRIzol試劑、M-MuLV購(gòu)自Invitrogen公司;DH5α感受態(tài)購(gòu)自天根生化科技(北京)有限公司。
1.3 病毒的分離鑒定 采集2010年佛山市三水區(qū)某養(yǎng)鵝場(chǎng)疑似ND發(fā)病鵝的心臟、肝臟、脾臟、腎臟等組織,并進(jìn)行病毒分離[6],收獲死亡雞胚尿囊液,按ND診斷技術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行HA和HI試驗(yàn)[7]。
1.4 引物的設(shè)計(jì)及F和HN基因的擴(kuò)增 參照文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)并合成引物,進(jìn)行PCR擴(kuò)增、克隆,陽(yáng)性菌液由Invitrogen公司進(jìn)行序列測(cè)定。
1.5 F和HN基因核苷酸進(jìn)化樹(shù)繪制及序列分析從GenBank下載44株NDV F基因ORF的前374nt序列及21株NDV HN基因的ORF序列,利用DNAStar 6.0軟件包將它們與本次分離株的F和HN基因一起進(jìn)行序列分析。使用MegAlign中的Clustal V方法,在F基因核苷酸水平上繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。
2.1 病毒的鑒定及分子特征 病料接種SPF雞胚后,所有雞胚72h內(nèi)死亡。HA和HI試驗(yàn)結(jié)果顯示,所收獲的尿囊液具有血凝活性,并且能夠被NDV標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性血清完全抑制。經(jīng)F和HN基因擴(kuò)增、序列測(cè)定和分析表明,該分離株F蛋白裂解位點(diǎn)序列為112RRQKRF117,符合強(qiáng)毒株裂解位點(diǎn)特征;HN蛋白由571個(gè)氨基酸殘基組成,也符合強(qiáng)毒株的分子特征。從F和HN蛋白序列的分子特征綜合判斷,Goose/Foshan/2010株為強(qiáng)毒株。
2.2 F和HN基因系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)及序列相似性分析參考文獻(xiàn)[5]和[6],利用Mega 4.0軟件繪制F基因ORF前374nt序列的進(jìn)化樹(shù),并將44株NDV劃分為9個(gè)基因型(圖1)。進(jìn)化分析顯示,本次所分離的病毒株屬于基因Ⅶb亞型。經(jīng)核苷酸及推導(dǎo)氨基酸序列相似性比較后顯示,Goose/Foshan/2010株與基因Ⅰ型(Queensland V4)、Ⅱ型(B1、La Sota)、Ⅲ型(Mukteswar)疫苗株之間F基因核苷酸的相似性分別為82.6%、79.9%和81.6%,氨基酸的相似性分別為83.1%、77.4%和79.8%。這表明,與疫苗株相比,基因Ⅶb亞型病毒株已經(jīng)存在一定變異。Goose/Foshan/2010株與基因Ⅶb亞型病毒株間核苷酸及氨基酸相似性均高于90.4%,其中與秘魯分離株APECK92173(AV 1474/922),馬來(lái)西亞分離株BMYBU87078(AV 1094/90144)、MB076/05之間核苷酸和氨基酸序列相似性最高,分別為93.3%~95.5%和93.5%~97.6%,表明Goose/Foshan/2010株可能與它們具有共同來(lái)源。盡管周邊國(guó)家(如哈薩克斯坦、日本)曾發(fā)現(xiàn)過(guò)基因Ⅶb亞型病毒株,但這些病毒株與歐洲流行株關(guān)系密切,而Goose/Foshan/2010株與秘魯及東南亞基因Ⅶb亞型病毒株關(guān)系密切。流行情況及進(jìn)化關(guān)系表明,我國(guó)首次分離的基因Ⅶb亞型病毒株Goose/Foshan/2010株極可能來(lái)自東南亞。相對(duì)而言,Goose/Foshan/2010株與基因Ⅶa、Ⅶc、Ⅶd、Ⅶe亞型病毒株核苷酸及氨基酸相似性略低,分別為88.0%~92.8%、89.5%~96.0%;它與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)毒F48E9株間核苷酸及氨基酸相似性分別為84.8%、92.2%。由此,同一基因型中的分離株序列相似性較高,而進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn)的分離株間則較低。盡管此前有報(bào)道表明個(gè)別NDV分離株出現(xiàn)了重組現(xiàn)象[8],并推薦利用F和HN基因序列同時(shí)分析。本研究用Goose/Foshan/2010株F和HN基因及其推導(dǎo)氨基酸序列繪制的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)極其相似,并且它們與F基因ORF前374nt所繪制的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)并無(wú)明顯差異。
2.3 F蛋白和HN蛋白的變異 F和HN蛋白是病毒的兩個(gè)主要免疫原性蛋白。Goose/Foshan/2010株F蛋白上的6個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn)、12個(gè)半胱氨酸殘基、7個(gè)中和位點(diǎn)均高度保守,表明其F蛋白并未發(fā)生大的變異。HN蛋白中也有6個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn),Goose/Foshan/2010株缺失了538位~540位的潛在糖基化位點(diǎn)。盡管該位點(diǎn)不被糖基化,但分析表明,基因Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅸ型病毒株多存在此位點(diǎn),而基因Ⅴ型、Ⅵ型、Ⅶ型則多缺失該位點(diǎn)。此外,HN蛋白發(fā)生E347D和K495E兩個(gè)點(diǎn)突變。經(jīng)分析表明,基因Ⅶ型病毒株第347位抗原位點(diǎn)變異無(wú)明顯規(guī)律,而第495位抗原位點(diǎn)除基因Ⅰ型、Ⅲ型、和Ⅸ型為K,基因Ⅳ型為G,基因Ⅱ型弱病毒株為V外,其余基因型病毒株多為E。HN蛋白第347和495位抗原位點(diǎn)極其重要,可能是不同病毒株抗原性差異的原因之一[9]。這表明Goose/Foshan/2010株的HN蛋白可能與疫苗株的抗原性存在一定差異。
目前,基因Ⅶ型病毒株在我國(guó)廣泛流行,并以基因Ⅶd亞型為主,基因Ⅶb亞型病毒株尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究從廣東地區(qū)首次分離鑒定出一株鵝源基因Ⅶb亞型NDV,豐富了病毒的流行病學(xué)資料。由于雞、鴨、鵝、鴿甚至野鳥(niǎo)群中廣泛存在基因Ⅶ型病毒株,新基因型的出現(xiàn)使得我國(guó)ND的流行情況更加復(fù)雜。因此,對(duì)ND的不斷監(jiān)測(cè),做好綜合防控措施將有利于防制該病。
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