駱輝,王雪濤,廖果,謝偉,羅旭,陰文奇,周遠成*
(1.畜科生物工程有限公司,畜禽生物制品四川省重點實驗室,四川省動物生物制品工程技術研究中心,四川 成都 610200;2.四川省樂山市動物疫病預防控制中心,四川 樂山 614000)
豬偽狂犬?。≒R)是由偽狂犬病毒(PRV)所引起的豬、牛、羊等多種家畜和野生動物以發(fā)熱、奇癢(豬除外)及腦脊髓炎為主要癥狀的一種高度接觸性傳染病。豬是該病的天然宿主、主要儲存宿主和傳染源,無論是新生仔豬、育肥豬,還是成年種豬均可感染PRV,從而造成巨大的經濟損失[1-2]。2 周齡內仔豬感染PRV 后死亡率較高,有的可達100%,常伴有腹瀉、嘔吐及共濟失調、角弓反張等神經癥狀;斷奶仔豬也能引起死亡,但主要表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)癥狀,也有部分豬出現(xiàn)神經癥狀、腹瀉、嘔吐等,耐過的仔豬往往發(fā)育不良,成為僵豬;育肥豬感染后可出現(xiàn)體溫升高、呼吸困難,主要以呼吸道癥狀為主,死亡率較低;成年豬感染后不發(fā)病或僅表現(xiàn)為體溫升高等輕微癥狀,呈隱性感染,長期帶毒或排毒,成為最危險的傳染源;妊娠母豬感染后會導致流產、產死胎和木乃伊胎等;種豬感染可致不育、睪丸腫脹,母豬返情、屢配不孕等[3-4]。
2011 年以來,我國多個省份出現(xiàn)免疫PRV疫苗的豬場發(fā)生豬偽狂犬病的案例,發(fā)病率和死亡率明顯上升,且出現(xiàn)了新的發(fā)病特征,給中國養(yǎng)豬業(yè)造成了極大的損失,引起了業(yè)內高度重視[5]。本試驗分別從國內多個地區(qū)采集了11份疑似豬偽狂犬病的病料,開展PRV流行毒株的分離與鑒定,并對不同地區(qū)分離的流行毒株進行基因同源性分析和毒力試驗,為豬偽狂犬病的防控提供新的試驗數(shù)據(jù)。
1.1 病料來源 2015~2018 年,從四川南充、遂寧等地共采集豬偽狂犬病毒疑似陽性病料6 份,從湖北不同養(yǎng)殖場共采集豬偽狂犬病毒疑似陽性病料2 份,從江西不同養(yǎng)殖場共采集豬偽狂犬病毒疑似陽性病料3份,共計11份。所有疑似陽性病料都保存于畜禽生物制品四川省重點實驗室。
1.2 細胞與試劑 PK-15細胞,由畜禽生物制品四川省重點實驗室提供;新生牛血清、DMEM 細胞培養(yǎng)基均購自GIBCO 公司;TAKARA MiniBest Viral RNA∕DNA Extraction Kit試劑盒購自TAKARA公司;豬偽狂犬病毒gB、gE ELISA抗體檢測試劑盒購自IDEXX公司;PCR檢測相關試劑均購自寶生物工程(大連)有限公司。
1.3 試驗動物 8~9 周齡豬偽狂犬病毒gB、gE ELISA 抗體呈陰性的健康試驗豬,購自成都某豬場。
2.1 病料處理 將采集的病料組織加液氮研磨后,用無血清的DMEM培養(yǎng)液按1∶5混合制成組織懸液,放置-70℃以下冰箱中凍融1次,以12000r∕min離心10 min,取上清液使用0.45 μm 濾膜過濾后,再次以12 000 r∕min 離心30 min,取上清液進行病毒分離。取0.5 mL 處理好的組織液接種致密單層的PK-15傳代細胞,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中吸附1h,倒掉病毒液,加入無血清DMEM培養(yǎng)液;再次置37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每日觀察細胞是否出現(xiàn)CPE,同時設正常細胞對照。連續(xù)觀察5日,若未出現(xiàn)CPE,則取細胞培養(yǎng)液再次接種長滿單層的PK-15 細胞進行盲傳,直至出現(xiàn)CPE。當CPE 達75%以上時,取培養(yǎng)液上清繼續(xù)接種長滿單層的PK-15 細胞進行病毒傳代。當接種病毒的細胞出現(xiàn)CPE 后,連續(xù)傳代5 次,所有收獲的病毒液于-80 ℃保存。
2.2 外源病毒檢驗 取出現(xiàn)CPE 以后代次的病毒液,按TAKARA MiniBest Viral RNA∕DNA Extraction Kit 試劑盒的方法提取核酸,分別以本實驗室建立的豬偽狂犬病毒、豬瘟病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、豬圓環(huán)病毒2 型、豬細小病毒、豬傳染性胃腸炎病毒、豬流行性腹瀉病毒、支原體的PCR檢測方法進行病毒核酸檢測。
2.3 病毒含量測定 將分離的PRV 流行毒株,用無血清DMEM 培養(yǎng)液進行10 倍系列稀釋,取10-4、10-5、10-6、10-74 個稀釋度,分別接種于已長成良好單層、棄去細胞培養(yǎng)液的96孔PK-15細胞培養(yǎng)板,每個稀釋度接種6 孔,每孔0.1 mL,同時設正常細胞對照。置37 ℃、含5% CO2培養(yǎng)箱中吸附1 h 后,每孔補加含4%新生牛血清的DMEM培養(yǎng)液0.1 mL。再次置37 ℃、含5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)觀察5日,根據(jù)Reed-Muench法計算TCID50。
2.4 病毒中和試驗鑒定 將分離的豬偽狂犬病毒流行毒株,用無血清DMEM培養(yǎng)液分別稀釋成103TCID50∕mL的病毒懸液,與56 ℃滅活30 min的豬偽狂病毒特異性血清等量混合,置37 ℃作用1 h;接種于已長滿單層PK-15細胞并棄去細胞培養(yǎng)液的12 孔培養(yǎng)板,每孔0.2 mL,同時設病毒對照和正常細胞對照(每組2 孔)。置37 ℃、含5%CO2培養(yǎng)箱中吸附1 h 后,每孔補加含2%新生牛血清的DMEM 培養(yǎng)液3 mL,再次置37 ℃、含5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)觀察5日,記錄各孔CPE情況。
2.5 不同流行毒株主要基因序列分析 根據(jù)PRV 基因組特征設計引物擴增gB、gC、gD、gE 基因序列全部或部分片段,陽性擴增產物送成都擎科梓熙生物技術有限公司進行序列測定(表1),使用DNAstar 和MEGA 7.0 分析軟件進行核苷酸和氨基酸序列的差異比較,并構建遺傳進化樹。
2.6 毒力試驗 將鑒定合格的豬偽狂犬病毒流行毒株,每個毒株選用1 個代次進行毒力試驗。將待檢病毒稀釋成106.0TCID50∕mL,每個分離株接種8~9 周齡PRV gB、gE 抗體呈陰性的健康仔豬5 頭,每頭滴鼻接種3 mL。接種前觀察2~3 日,每日定時測體溫1 次,取其平均值作為基礎體溫。接種后連續(xù)觀察21日,每日定時測量體溫1次,觀察試驗豬精神、食欲是否正常,是否出現(xiàn)呼吸困難、神經癥狀等偽狂犬病相關臨床癥狀,同時記錄試驗豬死亡情況。
表1 PRV主要結構蛋白擴增引物序列信息
3.1 病毒分離結果 從11份豬偽狂犬病疑似陽性病料中共分離到6 株病毒,其中從四川采集的6 份病料中分離到3 株病毒,分別命名為SCHS株、SCM1 株、SCY1 株;從湖北采集的2 份病料中分離到1株病毒,命名為HBA1株;從江西采集的3 份病料中分離到2 株病毒,命名為JXHS 株與JXN1株。
3.2 外源病毒檢測結果 從四川分離的3 株病毒中,SCHS 株與SCM1 株僅PRV 檢測結果為陽性,其余檢測結果均為陰性,SCY1株的PRV與支原體檢測結果均為陽性。從湖北分離的HBA1株的PRV、PCV2 與支原體檢測結果均為陽性。從江西分離的JXHS 株僅PRV 檢測結果為陽性,JXN1 株的PRV 和PCV2 檢測結果均為陽性。病毒純凈性檢驗結果見表2。
表2 豬偽狂犬病毒分離株的PCR檢測結果
3.3 病毒含量測定結果(表3) SCHS株與JXHS株在PK-15 細胞上適應良好,F(xiàn)5~F10 代的最高病毒含量分別為107.4TCID50∕mL、107.75TCID50∕mL;SCM1 株、SCY1 株、HBA1 株、JXN1 株F5~F10 代的最高病毒含量在106.4TCID50∕mL左右。
3.4 中和試驗鑒定結果 用純凈性檢驗僅PRV呈陽性的SCHS株、SCM1株、JXHS 株進行中和試驗鑒定,結果顯示3 株分離病毒均能被豬偽狂犬病毒特異性血清中和。
表3 豬偽狂犬病毒分離株的病毒含量測定結果
3.5 不同毒株主要基因序列分析 使用所設計的引物成功擴增出6個分離毒株的部分gB、gC基因和全長gD、gE 基因,對擴增陽性產物進行序列測定,獲得了6 個毒株的主要結構蛋白基因序列。通過DNAstar 軟件分析,發(fā)現(xiàn)所分離毒株HBA1、JXN1、SCY1 的gB 擴增片段核苷酸序列與JS-2012株的同源性為100%,其余毒株的gB擴增片段核苷酸序列與JS-2012株的同源性為99.7%~99.9%,與Bartha 株的同源性在95.4%~95.6%之間。JXHS、SCHS、JXN1 的gC 基因與JS-2012 株的同源性為100%,其余毒株的gC基因與JS-2012株的同源性為99.5%~99.8%;所有分離毒株的gC 基因與Bartha 株的同源性均在90.7%~91.2%之間。SCY1 株、SCM1 株、JXHS 株的gD 基因與JS-2012 株的同源性為100%,其余毒株的gD 基因與JS-2012株的同源性為99.8%或99.9%;所有分離毒株的gD基因與Bartha株的同源性在98.7%~98.9%之間。所有分離毒株的gE 基因與JS-2012株的核苷酸同源性在99.1%~99.8%之間。
選擇近年來我國流行的PRV 流行毒株和PRV 經典毒株的相應序列,構建gB、gC、gD 和gE基因序列的遺傳進化樹,結果顯示4 個主要結構蛋白基因序列的分析結果一致,PRV 呈現(xiàn)2 個不同基因型分支,即:以Bartha株為代表的基因1型和我國分離株形成的基因2型。本試驗分離的毒株均為基因2 型毒株,與當前我國主要流行毒株的遺傳關系接近。
3.6 不同毒株的毒力試驗結果 用純凈性檢驗僅PRV呈陽性的SCHS株、SCM1株、JXHS株進行毒力試驗,結果顯示3 個流行毒株均能導致8~9周齡試驗豬100%(5∕5)發(fā)病。用SCHS 株攻毒后全部試驗豬(5∕5)都出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內有3∕5 死亡;用SCM1 株攻毒后有4∕5 的試驗豬出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內有1∕5 死亡;用JXHS 株攻毒后有2∕5 的試驗豬出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內全部存活。不同毒株的毒力試驗結果見表4。
表4 豬偽狂犬病毒不同分離株的毒力試驗
2011 年前后在全國范圍內出現(xiàn)了新的豬偽狂犬病疫情,主要表現(xiàn)為突發(fā)性大面積種豬流產,育肥豬致死性感染,豬群gE 抗體陽性率突然升高,部分豬場的gE 抗體陽性率高達100%。疫情發(fā)生的地區(qū)不同、免疫狀況不同而呈現(xiàn)出不同的臨床表現(xiàn)。免疫狀況較好的豬場,大多無明顯臨床癥狀,但豬群gE 陽性率突然升高;免疫狀況較差的豬場,主要表現(xiàn)為種豬大面積流產、仔豬腹瀉、育肥豬出現(xiàn)呼吸道癥狀與急性死亡[6]。
新疫情發(fā)生以后,全國多個實驗室分離到新的豬偽狂犬病毒流行毒株,經過致病力試驗、免疫保護試驗和分子流行病學研究,一致認為新流行的豬偽狂犬病毒株在主要毒力基因gE、gI以及與免疫保護相關的基因gB、gC、gD上存在多個位點的變異[7-9]。從我國不同地區(qū)分離的新流行毒株,與目前廣泛使用的豬偽狂犬病活疫苗Bartha K61 毒株位于不同的基因亞型,動物試驗與中和抗體檢測均證實Bartha K61 毒株對我國豬偽狂犬病免疫保護的效果較差,其保護力低于50%,而使用流行毒株構建的基因缺失疫苗能夠為仔豬提供100%的免疫保護[10-12]。本試驗分離的6株豬偽狂犬病毒主要基因位點與國內豬偽狂犬病毒流行毒株JS-2012 株的同源性均在99%以上;與Bartha K61 株gB 基因的同源性約為95%,與gC 基因的同源性在90.7%~91.2%,與gD 基因的同源性在98.7%~98.9%。基于主要基因位點的遺傳進化分析結果顯示,豬偽狂犬病毒已呈現(xiàn)2個不同的基因型分支,即:以Bartha株為代表的基因1型和我國流行的基因2型。本試驗分離的毒株均為基因2 型毒株,與當前我國主要流行毒株的遺傳關系接近。
豬偽狂犬病毒只有一個血清型,但不同毒株在毒力和生物學特征等方面存在差異。本試驗分離的豬偽狂犬病毒SCHS 株、SCM1 株與JXHS株無外源病毒污染,滴鼻感染8~9 周齡試驗仔豬,均能導致試驗豬全部(5∕5)出現(xiàn)體溫反應,但不同毒株的毒力存在較大差異。SCHS株攻毒后全部(5∕5)出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內有3∕5死亡;SCM1株攻毒后有4∕5出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內有1∕5 死亡;JXHS 株攻毒后有2∕5 出現(xiàn)呼吸道癥狀,觀察期內全部存活。
SCHS、SCM1、JXHS 這3 個純凈的豬偽狂犬病毒流行毒株均能導致易感動物發(fā)病,成功地構建了豬偽狂犬病流行毒株的攻毒模型。本試驗有助于進一步評價不同毒株活疫苗對我國當前PRV流行毒株的攻毒保護效果,為豬偽狂犬病疫苗的評價,滅活疫苗及新型弱毒疫苗的研發(fā)提供新的依據(jù)。