何云鳳,顧宇華,匡華麗,李蘊玉,李佩國
(河北科技師范學院動物科技學院預防獸醫(yī)學重點實驗室,河北秦皇島 066604)
傳染性喉氣管炎(infections laryngotracheitis,ILT)是由雙鏈DNA 皰疹病毒1 型(通常稱為傳染性喉氣管炎病毒,ILTV)引起的家禽急性上呼吸道疾病[1]。ILTV 主要通過呼吸道和消化道感染,患病禽和帶毒禽以及畜舍內被污染的墊料是其主要傳染源。也有報道[2]稱,接種活疫苗的雞可長時間排毒,感染后康復雞可排毒兩年。該病在一年四季都可發(fā)生,但秋冬季節(jié)發(fā)病率更高一些。ILTV可感染不同日齡的禽,青年和成年禽群感染后常呈現急性暴發(fā),產蛋禽感染后出現產蛋率急劇下降甚至停產現象,雛禽也可感染,但較為少見[3]。該病有很高的發(fā)病率和死亡率,給養(yǎng)禽業(yè)造成了巨大威脅。
2021 年12 月,河北省滄州市一養(yǎng)殖場飼養(yǎng)的510 日齡蛋雞發(fā)生了以雞冠邊緣發(fā)紺、發(fā)出怪音、張口伸脖為主要癥狀的疾病。剖檢可見:氣管有血及血樣分泌物,喉頭有干酪樣假膜,卵泡充血呈紅色,腺胃發(fā)軟,腸黏膜變薄,內容物稀薄,扁桃體輕度出血。本研究以該養(yǎng)殖場病死雞為研究對象,從氣管組織中分離病原,通過PCR 擴增、序列分析確定為ILTV,并分析了分離毒株的遺傳變異情況,以期為河北省ILT 防控提供參考。
SPF 雞胚,購于北京勃林格殷格翰維通生物技術有限公司;0.22 μm 濾膜,購自密理博中國有限公司;2×EsTaqMaster Mix(Dye),購自康為世紀生物科技有限公司;病毒核酸提取試劑盒,購自北京艾德萊生物科技有限公司;ILTV、禽傳染性支氣管炎病毒(IBV)、新城疫病毒(NDV)、J 型禽白血病病毒(ALV)核酸,由本實驗室保存;瓊脂糖凝膠DNA 回收試劑盒、質粒小提試劑盒,均購自北京天根生化科技有限公司;pMD18-T 載體、DNA 連接酶、大腸桿菌DH5α 感受態(tài)細胞,均購自寶生物工程(大連)有限公司;第一鏈cDNA 高效合成(逆轉錄)試劑盒,購自亞太恒信生物科技(北京)有限公司。
樣品為來自河北省滄州市養(yǎng)殖戶送檢的疑似ILTV 感染病雞的氣管組織樣品。將組織樣品用無菌剪刀剪碎后,與無菌PBS 按體積比1:5 混合,用組織勻漿機充分混勻;將勻漿液反復凍融3 次,4 ℃ 12 000 r/min 離心2 min,取上清液,經0.22 μm 濾膜過濾后置于-80 ℃冰箱保存。
參照文獻[4]合成ILTVgD基因序列,參照文獻[5]合成IBVS1基因序列,參照文獻[6]合成NDVF基因序列,參照文獻[7]合成ALVgp85基因序列。所有引物由上海生物工程有限公司合成(表1)。
表1 PCR 擴增引物序列
取上述病料勻漿上清液接種9 日齡 SPF 雞胚尿囊腔,每胚0.2 mL;接種等量高壓滅菌的PBS作為陰性對照,置孵化器內孵育;棄去24 h 內死亡雞胚,72 h 后取出雞胚于4 ℃冰箱過夜;收集雞胚絨毛尿囊膜研磨后接種9 日齡SPF 雞胚,連續(xù)盲傳3 代;收獲每代的雞胚絨毛尿囊膜和尿囊液,并觀察雞胚與雞胚絨毛尿囊膜病變情況。
參照核酸提取試劑盒說明,提取第3 代雞胚絨毛尿囊膜和尿囊液的核酸進行RT-PCR 和 PCR 反應。逆轉錄反應條件:25 ℃ 5 min,42 ℃ 15 min,85 ℃ 5 min。以上述提取的DNA 和逆轉錄得到的cDNA 為模板,對ILTV、IBV、NDV、ALV 進行PCR 擴增,取5 μL PCR 產物進行1%瓊脂糖凝膠電泳檢測;將ILTV gD基因擴增產物純化回收后連接 PMD-18T 載體,連接產物轉化DH5α 感受態(tài)細胞;挑取單菌落,接種于含氨芐青霉素(100 μg/mL)的LB 液體培養(yǎng)基,37 ℃振蕩培養(yǎng)過夜;用質粒小提試劑盒提取質粒,經PCR 檢驗后,將陽性重組質粒送生工生物工程股份公司測序。
應用DNAMAN 軟件對測序結果進行拼接,以GenBank 數據庫中的ILTV 疫苗株、國內外部分流行株作為參考株,利用MEGA7.0 軟件對分離株和參考株的gD基因核苷酸和推導氨基酸序列進行比對,利用DNAstar 7.1 軟件中的MegAlign 程序進行ILTVgD基因核苷酸同源性分析,并采用Neighbor-Joining 方法構建ILTV 分離株及參考株gD基因系統(tǒng)發(fā)育樹,boot strap 設置為1 000 次重復。參考毒株信息見表2。
表2 參考株信息
采用SOPMA 在線服務器預測分離株與參考株gD基因編碼蛋白的二級結構,采用YinOYang-1.2、NetNGlyc-1.0 在線服務器分別預測分離株與參考株O-連接和N-連接的糖基化位點。
病料勻漿上清液接種9 日齡雞胚后,初次傳代的雞胚在接種后120 h 內未見死亡,但取出胚體后可見胚體體積小于對照組。收集尿囊液并用濾膜過濾除菌,繼續(xù)接種雞胚,傳至第3 代時,雞胚在接種后48 h 開始出現死亡,打開雞胚氣室可見雞胚絨毛尿囊膜出現痘斑,胚體取出后可觀察到胚體蜷縮,雙爪彎曲呈抱頭樣,死亡胚體表面可見明顯出血點,符合ILTV 致雞胚病變表現,而對照胚體無肉眼可見病變,表明在雞胚尿囊液中成功分離出ILTV。
以前述所提第3 代雞胚尿囊液的DNA 和cDNA 為模板,采用IBV、NDV、AIV、ILTV 特異性引物進行PCR 擴增。結果(圖1)顯示,病料樣品中NDV、AIV、IBV 均為陰性,僅ILTV 為陽性,凝膠電泳顯示約1 133 bp 的條帶,表明雞胚尿囊液中存在ILTV,分離得到1 株ILTV,將其命名為Hebei2021 株。
圖1 ILTV 分離株gD 基因PCR 結果
應用DNAMAN 軟件對測序結果進行拼接,發(fā)現gD基因分離株核苷酸長度為1 133 bp,編碼377 個氨基酸。應用DNAstar 7.1 軟件中MegAlign程序進行ILTVgD基因同源性分析,發(fā)現分離株與河南、黑龍江、江蘇分離株的gD基因序列同源性為99.0%~99.4%,與國內K317 株弱毒疫苗株(JX458824)同源性為99.4%,與澳大利亞、埃及、韓國參考株同源性為99.4%~99.5%(圖2)。
圖2 ILTV 分離株與參考株核苷酸同源性分析結果
利用MEGA7.0 軟件構建的遺傳進化樹(圖3)顯示,江蘇分離株單獨在一分支上,河北分離株與其他國內參考株、國內疫苗株以及國外參考株在同一分支上,表明河北分離株與國內疫苗株,河南、黑龍江參考株,以及澳大利亞、韓國、埃及參考株親緣關系近,而與江蘇分離株親緣關系相對較遠。
圖3 ILTV 分離株與參考株gD 基因分子進化樹
采用MEGA7.0 軟件對河北分離株和國內疫苗株及國內外參考株進行ILTV gD 蛋白氨基酸序列比對。結果(表3)顯示:與疫苗株相比,河北分離株在3、219 aa 兩位點分別發(fā)生了T3A、V219Q突變;與河南、黑龍江、江蘇分離株相比,河北分離株與其分別在3、23 aa,3、208、282、334 aa,3、71、107 aa 等位點處發(fā)生了突變,分別為T3A、H23L,T3A、G208E、Q282R、R334C,T3A、K71E、K107E。
表3 ILTV 分離株、疫苗株、參考株gD 蛋白變異情況
分離株與參考株蛋白二級結構均包含α-螺旋、β-轉角、無規(guī)則卷曲和延伸鏈,且分離株的無規(guī)則卷曲含量占肽鏈的45.89%。α-螺旋、延伸鏈、β-轉角占比分別為35.01%、14.59%、4.51%,部分二級結構預測結果見圖4。分離株和疫苗株gD蛋白均可能有49 個O-連接的糖基化位點(圖5),分離株和參考株均無N-連接的糖基化位點。
圖4 分離株和疫苗株gD 蛋白二級結構預測結果
圖5 分離株和疫苗株O-連接的糖基化位點預測結果
本試驗通過雞胚傳代、PCR 擴增、測序分析,成功分離鑒定出1 株ILTV。gD基因具有高度保守性[8],其編碼的糖蛋白是病毒的主要保護性抗原,能夠誘導機體產生細胞和體液免疫應答,同時也是病毒主要抗原之一,是病毒吸附、穿入、復制所必需的[9],故本試驗對ILTV 的gD基因序列進行了相關分析。gD基因核苷酸序列同源性分析發(fā)現,河北分離株與疫苗株及國內外參考株的同源性均在99.0%以上;氨基酸序列比對發(fā)現,河北分離株與參考株絕大部分位點的氨基酸序列一致,僅極個別位點發(fā)生了突變,表明分離株的gD基因序列較為保守,遺傳進化較穩(wěn)定。gD 蛋白二級結構預測和糖基化預測發(fā)現,分離株和疫苗株相比并未發(fā)生突變。
通過詢問該養(yǎng)殖場人員得知,該養(yǎng)殖場近半年內未進行ILT 免疫,因此可以認為該分離株為自然感染的野毒株。分離株與弱毒疫苗株的gD基因序列在遺傳進化關系上很接近,因此只要正確合理地進行疫苗免疫,就可以使雞群產生較好的免疫保護力。但是也有文獻[10]報道,疫苗毒引發(fā)埃及養(yǎng)殖場疫情,這也提示存在疫苗毒株毒力返強的風險,因此在未發(fā)生疫情地區(qū)應慎重使用弱毒疫苗免疫,即使是在疫情發(fā)生區(qū),在接種ILTV 弱毒疫苗后也應采取相應的生物安全防護措施,防止疫苗病毒感染周圍健康雞群。
為了預防ILTV 感染,一定要加強禽群的飼養(yǎng)管理,采用全進全出的養(yǎng)殖模式,禽舍要定期通風換氣,降低飼養(yǎng)密度,降低舍內粉塵和氨氣濃度[4]。早期診斷對于防控ILT 十分重要,應定期觀察禽群的臨床表現,對出現呼吸困難的病禽要立即隔離,并采集病禽的喉頭氣管分泌物送實驗室進行PCR 檢測[11]。由于病禽和康復禽體內可能帶毒,從而成為本病的主要傳染源[12],所以易感禽群應與康復禽群分開飼養(yǎng),及時淘汰康復禽群,以減少ILT 發(fā)生和流行所帶來的損失。