牛登云,徐兆強(qiáng),陳 卓,馬利芳,段寶敏,張小敏,馮敬敬
(天津渤海農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研究院有限公司,天津 300308)
I群禽腺病毒屬于禽腺病毒科禽腺病毒屬,為雙鏈DNA病毒,無(wú)囊膜,直徑為70~90 nm,呈20面體對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。六鄰體(Hexon)是主要的結(jié)構(gòu)蛋白,含有型、群和亞群的特異性抗原決定簇[1]。Hexon蛋白由Hexon基因編碼,ORF全長(zhǎng)2829 bp,編碼943個(gè)氨基酸,其抗原性強(qiáng)、暴露性好、具有群特異性[2]。
I群禽腺病毒除引起雞包涵體肝炎、心包積水綜合征外還會(huì)引起產(chǎn)蛋下降和肌胃糜爛等癥狀。垂直傳播是該病的主要傳播方式,水平傳播也很重要。I群禽腺病毒共12個(gè)血清型,且含有相同的群抗原[3]。FAdV-4可引起心包積水綜合征,F(xiàn)AdV-8b型可引起包涵體肝炎,其他血清型沒(méi)有較為明顯的臨床癥狀[4]。實(shí)驗(yàn)室分離該病主要接種雞肝癌細(xì)胞(chicken liver cancer cell,LMH)、雞胚腎細(xì)胞(chicken embryo kidney cells,CEK),而對(duì)雞胚成纖維細(xì)胞[1]和氣管培養(yǎng)物不敏感[5]。通過(guò)接種雞胚絨毛尿囊膜可以分離該病毒,但Cowen通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明卵黃囊接種是一種分離該病毒的敏感途徑[6]。
禽腺病毒廣泛存在于雞群中,特點(diǎn)就是感染率高、病原復(fù)雜,常與一些能導(dǎo)致禽類(lèi)呼吸道疾病相關(guān)的病原微生物混合感染或者在免疫抑制時(shí)發(fā)生疾病,從而造成嚴(yán)重的損失,現(xiàn)在該病在所有養(yǎng)禽的國(guó)家基本上均有發(fā)生,對(duì)于該病的防控已經(jīng)成為國(guó)際禽病研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。2015-2016年,作者在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)I群禽腺病毒的進(jìn)行了分子流行病學(xué)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)腺病毒的流行毒株以FAdV-4型為主且呈現(xiàn)由點(diǎn)到面的暴發(fā)趨勢(shì),零星出現(xiàn)FAdV-8b型,沒(méi)有其他血清型的出現(xiàn),且不同時(shí)間和地域分離到的FAdV-4型流行毒株其Hexon同源性均在98%以上,F(xiàn)AdV-8b型毒株也是如此;2017-2018年主要以基因型D型為主,其中包括FAdV-2、FAdV-3、FAdV-9和FAdV-11,但仍然以FAdV-4型為主[7]。
2017-2018 年共收集到220余份FAdV陽(yáng)性樣品,覆蓋全國(guó)范圍內(nèi)各省份和地區(qū)的肉雞、蛋雞和水禽,且全部進(jìn)行了病毒分離和鑒定,結(jié)果顯示,分離的毒株主要以FAdV-4和FAdV-11為主,還有FAdV-1和FAdV-8毒株,1株FAdV-3。迄今為止,關(guān)于FAdV-3型禽腺病毒的相關(guān)文獻(xiàn)相對(duì)較少,該病毒的致病特性、適應(yīng)性、所引起的臨床癥狀等研究較少,所以本研究選擇對(duì)該病毒進(jìn)行分離鑒定,以期為其相關(guān)性研究和后續(xù)產(chǎn)品的研發(fā)提供理論依據(jù)。
1.1 細(xì)胞、菌株和載體LMH細(xì)胞由本公司研發(fā)中心贈(zèng)送,宿主菌E.coliDH5α和載體pMD18-T購(gòu)自寶生物工程(大連)有限公司。
1.2 臨床樣本臨床樣本為2018年進(jìn)行FAdV流行病學(xué)調(diào)查中經(jīng)PCR鑒定為FAdV核酸陽(yáng)性的肝臟樣本。
1.3 病毒分離培養(yǎng)樣本處理按照如下方法進(jìn)行,采集肝臟剪碎與無(wú)菌PBS等體積融合后研磨,收集研磨液于離心管中,10 000×g離心5 min,取上清液通過(guò)0.22μm濾膜過(guò)濾,所得樣本即為待分離樣本。將LMH細(xì)胞復(fù)蘇,采用10%胎牛血清DMEM-F12生長(zhǎng)液,傳代至穩(wěn)定生長(zhǎng)。待細(xì)胞長(zhǎng)至75%~90%時(shí),棄掉生長(zhǎng)液,按培養(yǎng)液體積的1/10接種待分離樣本,置于37℃、CO2培養(yǎng)箱吸附2 h后,棄掉液體,立即加入2%胎牛血清的DMEM-F12維持液繼續(xù)培養(yǎng)2~5 d,每天觀察細(xì)胞生長(zhǎng)和病變(cytopathic effect,CPE)情況,若無(wú)CPE出現(xiàn),則培養(yǎng)至第5 d后將細(xì)胞凍融3次后繼續(xù)傳代,傳至3代仍無(wú)細(xì)胞病變則視為病毒樣本陰性,若出現(xiàn)CPE則連續(xù)傳3代,3代均有CPE的則視為有病毒,凍融3次后收獲病毒,置-80℃條件下保存待鑒定。
1.4 細(xì)胞培養(yǎng)物的PCR鑒定將出現(xiàn)CPE的細(xì)胞培養(yǎng)物采用PCR進(jìn)行初步鑒定,采用全式金病毒病毒DNA提取試劑盒進(jìn)行DNA提取,方法按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。PCR鑒定過(guò)程參照文獻(xiàn)方法對(duì)Hexon基因進(jìn)行擴(kuò)增[8],且自行設(shè)計(jì)了針對(duì)FAdV-I群禽病毒通用引物,上游引物-F:5'-TGGACATGGGGGCGAC CTA-3',下游引物-R:5'-TTGCCTGTGGCGAAAG GCG-3',擴(kuò)增產(chǎn)物大小為2500 bp。同時(shí)使用未接毒LMH細(xì)胞作為陰性對(duì)照。
1.5 Hexon基因的擴(kuò)增和測(cè)序利用Hexon基因擴(kuò)增引物對(duì)收獲的細(xì)胞培養(yǎng)物進(jìn)行Hexon基因片段的PCR擴(kuò)增。反應(yīng)體系為50 μL,其中dNTP 4 μL,10×PCR Buffer 5 μL,上、下游引物各2.5 μL,Ex-TaqDNA聚合酶0.5 μL,DNA 5 μL。PCR反應(yīng)條件為:94℃預(yù)變性5 min;94℃變性1 min;67℃退火1 min;72℃延伸3 min,34個(gè)循環(huán);72℃延伸10 min。將PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè),將陽(yáng)性PCR產(chǎn)物膠回收后連接pMD18-T克隆載體,轉(zhuǎn)化E.coliDH5α感受態(tài)細(xì)胞。挑取單克隆菌落,37℃過(guò)夜搖菌,菌液PCR鑒定為陽(yáng)性的樣品送北京華大基因公司進(jìn)行測(cè)序。
1.6 病毒細(xì)胞半數(shù)感染量測(cè)定將PCR鑒定為陽(yáng)性的分離株采用Reed-Muench方法進(jìn)行病毒半數(shù)組織培養(yǎng)感染劑量(tissue culture infective dose, TCID50)測(cè)定。
1.7 雞胚致病性檢驗(yàn)及分析將PCR鑒定為陽(yáng)性的分離株通過(guò)絨毛尿囊膜接種雞胚,0.1 mL/枚,連續(xù)培養(yǎng)5 d,觀察雞胚死亡情況及胚體病變情況。
2.1 臨床樣本剖檢臨床樣本來(lái)源于陜西省延安市某養(yǎng)殖場(chǎng),全場(chǎng)養(yǎng)殖量在10萬(wàn)羽左右。此次分離樣本為商品代海藍(lán)褐,17周齡開(kāi)始發(fā)病,精神萎靡,羽毛蓬松,采食量下降,產(chǎn)蛋下降,19周齡死亡,PCR初步鑒定為FAdV和H9混合感染。剖檢可見(jiàn)肝臟和腎臟出血、腫大(圖1),胸腺呈現(xiàn)深紅褐色,心臟有少部分壞死灶,法氏囊未見(jiàn)腫大和出血。
圖1 臨床樣本剖檢Fig.1 Clinical sample profile
2.2 病毒分離結(jié)果將處理后的肝臟接種LMH細(xì)胞,24 h內(nèi)發(fā)現(xiàn)CPE產(chǎn)生,48 h后產(chǎn)生較明顯的CPE,病變主要表現(xiàn)為細(xì)胞增大、變圓,折光度增高,貼壁性減弱,呈半懸浮狀態(tài)。LMH細(xì)胞對(duì)照組無(wú)CPE出現(xiàn)。出現(xiàn)CPE的病毒傳到第2~3代時(shí),24 h細(xì)胞即可產(chǎn)生明顯的CPE,96 h內(nèi)90%細(xì)胞完全病變脫落(圖2)。
圖2 LMH細(xì)胞接種結(jié)果Fig.2 The result of LMH cell infection
2.3 PCR鑒定結(jié)果將出現(xiàn)CPE的細(xì)胞培養(yǎng)物采用PCR的方法進(jìn)行初步鑒定后,細(xì)胞培養(yǎng)物在2500 bp位置有一條目的條帶,與預(yù)期結(jié)果相符,而正常LMH細(xì)胞為陰性,初步表明細(xì)胞培養(yǎng)物中有FAdV(圖3)。
圖3 分離株Hexon基因PCR鑒定Fig.3 The PCR identification of Hexon gene from isolate
2.4 Hexon基因同源性分析將測(cè)序得到的Hexon基因序列與GenBank上登錄的12個(gè)血清型進(jìn)行同源性比對(duì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與FAdV-3參考毒株SR-49同源性為99.4%(圖4)。與參考序列的Hexon基因比對(duì)發(fā)現(xiàn),20 534、20 971、21 067、21 167、21 670、21 703、21 838、21 844、21 865位點(diǎn)出現(xiàn)堿基突變,20 308位點(diǎn)出現(xiàn)堿基缺失(圖5)。
圖4 同源性分析結(jié)果Fig.4 Homology analysis results
圖5 Hexon基因堿基變異區(qū)域比較Fig.5 The comparison of Hexon gene nucleotide variation region between SR-49 and SX180203
2.5 Hexon基因系統(tǒng)進(jìn)化分析使用MEGA 6.0軟件對(duì)分離株株Hexon基因序列建立基因進(jìn)化樹(shù),根據(jù)FAdV的基因型將其進(jìn)行分組。從進(jìn)化樹(shù)分支和遺傳距離可以發(fā)現(xiàn),本研究分離的腺病毒與FAdV-3參考毒株位于基因進(jìn)化樹(shù)的同一分支上,基因型為D型,血清型為3型(圖5)。
2.6 病毒TCID50測(cè)定將該毒株進(jìn)行TCID50測(cè)定,按照Reed-Muench方法計(jì)算,得出TCID50為10-7.67/0.1 mL。
2.7 雞胚致病性檢驗(yàn)將分離毒株經(jīng)絨毛尿囊膜接種至9~11日齡SPF雞胚,陰性對(duì)照組接種無(wú)菌PBS。結(jié)果顯示:分離毒株接種48 h時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)死胚,96 h后雞胚全部死亡,對(duì)照組全部正常;分離毒株接種的雞胚胚體發(fā)紅矮小、發(fā)育不良,剖檢可見(jiàn)肝臟出血、有壞死灶,對(duì)照組正常(圖7)。
圖6 進(jìn)化樹(shù)分析結(jié)果Fig.6 Evolutionary tree analysis
圖7 雞胚接種結(jié)果Fig.7 Results of chicken embryo inoculation
Ⅰ群禽腺病毒(FAV-I)主要流行于肉仔雞飼養(yǎng)地區(qū),以2~5周齡的肉雞多發(fā),也有10日齡以?xún)?nèi)發(fā)病的報(bào)道[9]。在同一農(nóng)場(chǎng)中可以存在幾種不同血清型,其中以血清型FAdV-4引起的肝炎-心包積水綜合征(HHS)和基因D型引起的雞包涵體肝炎(IBH)最為常見(jiàn),可作為原發(fā)性病原誘發(fā)疾病[10],不同血清型對(duì)禽類(lèi)致病性各有不同,所以對(duì)不同血清型腺病毒的分離鑒定及相關(guān)研究尤為重要。目前我國(guó)流行的FAV-I主要是FAdV-4、FAdV-8b、FAdV-11,在臨床上主要的預(yù)防措施是疫苗免疫,且自家苗較多,隨之而來(lái)的病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加,根據(jù)2015-2018年本實(shí)驗(yàn)室對(duì)FAV-Ⅰ的分子流行病學(xué)調(diào)查得到,F(xiàn)AV-Ⅰ感染呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì),且感染宿主從以蛋雞、肉雞為主遍布到水禽、飛禽均可易感,以CAV、CIA、IBD等免疫抑制病混合感染為主,同一機(jī)體發(fā)病也會(huì)出現(xiàn)多種血清型腺病毒混合感染的情況,發(fā)病省份也從京、津、冀、魯?shù)貐^(qū)向全國(guó)各省份蔓延,演變成從一種少見(jiàn)疾病到常態(tài)化疾病[7]。縱觀近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)禽腺病毒的研究,大多只針對(duì)肝炎-心包積水綜合征和雞包涵體肝炎的誘發(fā)病原,而對(duì)FAdV-3型的相關(guān)研究文獻(xiàn)少之又少,雖然FAdV-3型只是少量出現(xiàn),但不排除會(huì)出現(xiàn)像FAdV-4型由點(diǎn)到面的暴發(fā)趨勢(shì),因此應(yīng)盡早做好預(yù)防工作。
本研究成功分離到1株I群禽腺病毒病毒,命名為SX180203,該分離株能感染LMH細(xì)胞,使細(xì)胞形態(tài)變圓、變大、貼壁性減弱,在雞胚感染過(guò)程中,能使雞胚胚體發(fā)育不良、肝臟出血壞死。該分離株不具備凝集大鼠和家禽紅細(xì)胞的功能,對(duì)脂溶劑有抵抗力,能耐受弱酸、弱堿。這些生物學(xué)特征與I群禽腺病毒特征一致。通過(guò)對(duì)該分離株的Hexon基因進(jìn)行測(cè)序分析,并與12個(gè)血清型的FAdV進(jìn)行同源性分析,發(fā)現(xiàn)與3型參考毒株SR-49同源性為99.4%,序列遺傳進(jìn)化樹(shù)也顯示分離株與SR-49參考毒株屬于同一分支,因此證明本研究分離株為I群禽腺病毒,血清型為3型,基因型為D型,且與參考序列核苷酸比對(duì)分析發(fā)現(xiàn),有9個(gè)堿基位點(diǎn)出現(xiàn)變異,一個(gè)堿基位點(diǎn)缺失,說(shuō)明FAdV-3型腺病毒出現(xiàn)了核苷酸變異,同時(shí)該分離株也為禽腺病毒血清3型毒株疫苗的研發(fā)提供了基礎(chǔ)。
中國(guó)動(dòng)物傳染病學(xué)報(bào)2020年5期