王紅寶,李紅麗,郭雪麗*,吉 濤,韓惠瑛
(1.山西省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所,山西太原 030032; 2.山西省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,山西太原 030027)
禽流感是由正黏病毒科A型流感病毒引起的一種急性、高度接觸性傳染病[1-2]。根據(jù)禽流感致病性的不同,可以將禽流感分為高致病性禽流感、低致病性禽流感和無致病性禽流感。低致病性禽流感雖然不會(huì)造成禽群的大規(guī)模死亡,但常常引起雞群輕度的呼吸道感染或產(chǎn)蛋率下降。禽流感病毒還能破壞免疫系統(tǒng)造成雞的免疫抑制,使雞群極易繼發(fā)其他疾病,導(dǎo)致體質(zhì)下降、病死率上升,給養(yǎng)雞業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3-6],目前,規(guī)?;B(yǎng)雞場(chǎng)禽流感防疫效果還不盡如人意,雖然問題是多方面的,但疫苗毒株與地區(qū)流行毒株是否一致,是免疫成敗的關(guān)鍵所在。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,選擇山西省主要養(yǎng)雞地區(qū)有代表性的和規(guī)模化養(yǎng)雞場(chǎng)的疑似病例喉氣管、腦、胸肌、心肌和肺組織等樣品進(jìn)行禽流感病毒檢測(cè),弄清當(dāng)?shù)氐闹饕餍卸局?,?duì)禽流感防控有十分重要的意義。
1.1.1 疑似病料樣品采集 自2013年以來,在山西省運(yùn)城市、臨汾市、太原市、晉中市、忻州市、呂梁市、長(zhǎng)治市、晉城市及大同市等養(yǎng)雞業(yè)發(fā)展較好的地市,將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與傳統(tǒng)流調(diào)模式相結(jié)合,建立了山西省規(guī)?;B(yǎng)雞場(chǎng)禽流感病毒監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),運(yùn)用流行病學(xué)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)低致病性禽流感進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)。采集病死或撲殺雞的喉氣管、腦、胸肌、心肌和肺組織等,活禽靜脈采集血液、采集氣管拭子或泄殖腔拭子,雛禽采集新鮮的糞便(要求送檢的病料新鮮,嚴(yán)禁反復(fù)凍融)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)雞場(chǎng)共采集、處理、送檢疑似樣品608份,具體采樣地區(qū)見表1。
1.1.2 SPF雞胚和毒株 9日齡~11日齡SPF雞胚,由北京梅里亞維通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供;H1、H3、H9亞型禽流感AIV標(biāo)準(zhǔn)毒株由中科院微生物研究所提供。
1.1.3 主要試劑 RNA酶抑制劑、LATaq、DNA Marker聚合酶等,TaKaRa公司產(chǎn)品;Simply P Total RNA Extraction Kit,BioFlux公司產(chǎn)品;AMV,Promega公司產(chǎn)品;瓊脂糖凝膠等常規(guī)試劑均為分析純級(jí)。
表1 疑似低致病性禽流感的病料來源分布區(qū)
1.2.1 樣品處理與培養(yǎng) 取采集的組織樣品放入研磨器中磨碎,加入PBS制成10%~20%的懸液,采集的拭子浸入2 mL~3 mL的PBS中,充分振蕩,反復(fù)擠壓,棄去拭子,在不超過25℃的室溫下1 000 r/min離心10 min~15 min,取上清液保存。全血樣品處理,待血凝后取血清保存在滅菌的1.5 mL離心管中,待進(jìn)行下一步試驗(yàn)。
將處理后的樣品經(jīng)0.22 μm濾器過濾除菌,經(jīng)無菌檢驗(yàn)為陰性后,接種9日齡~11日齡SPF雞胚,于37℃培養(yǎng)箱內(nèi)孵育,孵育至96 h,期間,棄去24 h內(nèi)死亡雞胚。連續(xù)盲傳3代~5代。收集尿囊液按常規(guī)方法做血凝試驗(yàn)(HA),然后分別用抗NDV、抗H1亞型、抗H3亞型、抗H9亞型的AIV標(biāo)準(zhǔn)陽性血清做血凝抑制試驗(yàn)(HI)。將血凝效價(jià)≥7log2的樣品進(jìn)行編號(hào),分裝于1.5 mL離心管置-80℃保存,并進(jìn)行下一步RNA提取。
1.2.2 禽流感病毒總RNA的提取 取尿囊液病毒100 μL,采用Simply P Total RNA Extraction Kit提取樣品總RNA(按照說明書進(jìn)行)。提取后立即用于反轉(zhuǎn)錄或置-80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 反轉(zhuǎn)錄合成禽流感病毒cDNA 以總RNA為模板,Radom Primer為引物,在AMV的作用下合成第1鏈cDNA。反應(yīng)體系為50 μL,在0.5 mL PCR反應(yīng)管中,先加入總RNA 10 μL,Radom Primer(10 pmol/μL)2 μL, AMV(10U/μL)2 μL,5×buffer 6 μL,dNTP(2.5 mmol/L each)4 μL,RNase Inhibitor(40 U/μL)1 μL,DEPC處理水5 μL?;旌虾螅訙缇炗?0 μL。反應(yīng)條件為:25℃ 10 min,42℃ 90 min,99℃ 5 min,4℃ 5 min。
1.2.4 PCR擴(kuò)增鑒定禽流感病毒 按本課題組建立的H1、H3、H9亞型三聯(lián)RT-PCR方法[7]進(jìn)行。PCR反應(yīng)的條件如下:95℃ 5 min;95℃ 40 s,53℃ 50 s,72℃ 1 min,30個(gè)循環(huán);72℃ 10 min。取PCR產(chǎn)物5 μL,以DL 2 000為Marker,10 g/L瓊脂糖凝膠電泳,觀察所擴(kuò)增片段的大小,以鑒定所擴(kuò)增樣品是否是禽流感病毒。
根據(jù)GenBank登錄的H1、H3、H9亞型禽流感病毒基因序列,經(jīng)多序列比對(duì),在保守區(qū)用 Premier5.0軟件設(shè)計(jì)引物,TaKaRa公司合成,引物設(shè)計(jì)見表2。 PCR擴(kuò)增鑒定禽流感病毒具體反應(yīng)體系見表3。
表2 引物設(shè)計(jì)
表3 PCR擴(kuò)增AIV反應(yīng)體系
1.2.5 基因的克隆 將鑒定為陽性的樣品,用通用引物擴(kuò)增其全長(zhǎng)序列。通用反轉(zhuǎn)錄引物序列5′-AGCAAAAGCAGG-3′。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)10 g/L瓊脂糖凝膠電泳分析、回收純化后,連接T載體在4℃條件下過夜,次日轉(zhuǎn)化到E.coliDH5α感受態(tài)中,涂于含有Amp抗性的LB平板,挑取單菌落,于180 r/min搖床,37℃培養(yǎng)12 h后,提取質(zhì)粒,送上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行序列測(cè)定。
1.2.6 基因序列分析 應(yīng)用DNA Star7.1軟件對(duì)測(cè)得的序列進(jìn)行拼接,登錄GenBank中下載的序列進(jìn)行序列比對(duì)分析。
部分樣本PCR鑒定電泳圖見圖1。
M.DNA標(biāo)準(zhǔn)DL 2 000;1.H1、H3、H9亞型AIV;2~10.待檢樣品
M.DNA Marker DL 2 000;1.H1,H3,H9 subtypes of AIV;2-10.Detected samples
圖1三聯(lián)RT-PCR法檢測(cè)樣品電泳圖
Fig.1 Electrophoregram of samples detected by triplex RT-PCR
由圖1可知,721 bp為H3亞型AIV出現(xiàn)的條帶,487 bp為H9亞型AIV出現(xiàn)的條帶,346 bp為H1亞型AIV出現(xiàn)的條帶。9份待檢樣品,其中8份都出現(xiàn)了487 bp的條帶,說明該樣品毒株均含H9亞型禽流感AIV。重復(fù)該試驗(yàn),對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)送檢的疑似樣品608份進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),有68份禽流感病毒陽性,經(jīng)RT-PCR檢測(cè),出現(xiàn)487 bp左右條帶的有65份,即判定該65份為H9亞型,其余3份樣品RT-PCR檢測(cè)沒條帶出現(xiàn),即判定該3份樣品中不含H1、H3、H9亞型AIV。65份H9亞型發(fā)病地區(qū)分布情況及發(fā)病雞日齡分布情況見表4和表5。
表4 65份低致病性禽流感的病料來源分布
表5 65份低致病性禽流感發(fā)病雞日齡分布
由表4結(jié)果結(jié)合表1中病料采樣數(shù)計(jì)算可得,各地區(qū)疑似雞低致病性禽流感病料檢出率在太原地區(qū)為5.26%、大同地區(qū)為8.82%、晉城地區(qū)為6.78%、臨汾地區(qū)為13.04%、運(yùn)城地區(qū)為12.50%、晉中地區(qū)為9.88%、長(zhǎng)治地區(qū)為13.70%、忻州地區(qū)為11.59%、呂梁地區(qū)為13.25%。
由表5可知,雞低致病性禽流感的發(fā)病日齡主要在110日齡以上,60日齡~110日齡雞發(fā)病率較低,0~60日齡雞很少發(fā)病。
對(duì)樣品進(jìn)行全長(zhǎng)血凝素(HA)基因RT-PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增出約為1 700 bp大小的特異性條帶,其長(zhǎng)度與預(yù)期相符合。擴(kuò)增結(jié)果電泳圖見圖2。
經(jīng)測(cè)序獲得樣品H9亞型AIV的HA基因的cDNA全序列,總長(zhǎng)度約為1 700 bp,包含了一個(gè)完整的開放讀碼框(ORF)。通過對(duì)血凝素(HA)基因的氨基酸序列分析,所測(cè)樣品的HA切割位點(diǎn)的序列均為RSSR ↓ GLF(335-334位),切割位點(diǎn)附近無連續(xù)性堿基插入,符合低致病性禽流感病毒的特征。
經(jīng)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,各樣品毒株間HA基因核苷酸序列同源性為96.5%~98.1%,其HA基因與我國(guó)現(xiàn)有疫苗的HA基因核苷酸及部分已分離鑒定毒株的序列同源性為88.9%~93.8%,說明HA基因已發(fā)生較大的遺傳漂變(表6)。
M.DNA標(biāo)準(zhǔn)DL 2 000;1~4.H9亞型禽流感病毒
M.DNA Marker DL 2 000;1-4.H9 subtypes of AIV
圖2 全長(zhǎng)HA基因的PCR擴(kuò)增電泳圖
注:a連線(對(duì)角線)右上方為核苷酸序列同源性結(jié)果,左下方為核苷酸差異性結(jié)果。
Note:a line (diagonal) upper right is nucleotide sequence similarity result,the lower left is a nucleotide difference.
從以上結(jié)果分析可知,山西省規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)流行的低致病性禽流感病毒主要為H9亞型AIV,在山西省的9個(gè)地區(qū)都有發(fā)病,主要是110日齡以上的蛋雞感染發(fā)病,雛雞和青年雞有零星出現(xiàn)。根據(jù)核苷酸序列同源性研究結(jié)果分析,山西主要流行的禽流感病病毒與目前市場(chǎng)上相關(guān)疫苗所用的毒株相比較,其HA基因已發(fā)生較大的遺傳漂變。
根據(jù)研究結(jié)果分析,各地區(qū)病料采樣疑似雞低致病性禽流感病料檢出率在5.26%~13.70%之間。檢出率比較高的地區(qū)為長(zhǎng)治、呂梁、臨汾、運(yùn)城等,這幾個(gè)地區(qū)養(yǎng)雞相對(duì)集中,規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)附近小型養(yǎng)殖戶也比較多,造成低致病性禽流感的流行相對(duì)嚴(yán)重些;檢出率比較低的地區(qū)主要有太原、晉城、大同等,與這幾個(gè)地區(qū)養(yǎng)雞場(chǎng)分布相對(duì)分散,養(yǎng)雞場(chǎng)附近小型養(yǎng)殖戶相對(duì)較少,雞場(chǎng)管理相對(duì)嚴(yán)格有很大關(guān)系。疑似病料的檢出率與病料采集人員的對(duì)雞低致病性禽流感發(fā)病癥狀的認(rèn)識(shí)水平也有著很大的關(guān)系。
本研究中初步分離鑒定出68份禽流感病毒,通過進(jìn)一步鑒定其中65份為H9亞型AIV,另外3份樣品毒株不屬于H1、H3、H9亞型禽流感,究竟屬于哪個(gè)亞型,有待今后研究。
本研究所采病料的養(yǎng)雞場(chǎng)對(duì)低致病性禽流感的防疫(只免H9亞型)通常是在雞45日齡~60日齡首免,100日齡~120日齡二免,300日齡~350日齡加強(qiáng)免疫。2008年,謝海燕等[8]報(bào)道了禽流感疫苗對(duì)采集活禽泄殖腔、喉拭子樣品中禽流感病毒PCR檢測(cè)結(jié)果的無影響。本研究采集的是疑似禽流感發(fā)病雞的病料,對(duì)PCR檢測(cè)發(fā)病病原的診斷結(jié)果應(yīng)該沒有明顯影響,有待進(jìn)一步研究證明。
依據(jù)禽流感病毒的血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)蛋白抗原性的不同,禽流感病毒有許多亞型?,F(xiàn)已鑒定出HA亞型有15個(gè)(H1~H15),NA亞型9個(gè)(N1~N9)。低致病性禽流感病毒主要是H1、H3、H9亞型,而H5、H7亞型具有高度的致病力。據(jù)報(bào)道,全球超過90%的H9N2病毒株來自亞洲,其中72%左右來自中國(guó)[9]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)人感染H7N9和H10N8禽流感病毒部分內(nèi)部基因均來自H9亞型病毒[10]。由此可見,無論是高致病性禽流感病毒還是低致病性禽流感病毒,都對(duì)人們的健康和生命安全產(chǎn)生了危害。我國(guó)是世界上家禽養(yǎng)殖大國(guó),禽流感的檢測(cè)和防控已經(jīng)成為不可忽視的民生問題[11-14]。H9N2亞型禽流感病毒在我國(guó)不但廣泛存在,而且變異迅速,由最先出現(xiàn)和流行的BJ/94-like到G1-like、G9-like、Y439-like、Y280-like毒株,經(jīng)歷20年時(shí)間,目前我國(guó)H9N2亞型禽流感病毒至少存在75種基因型,且不斷有新變異毒株和基因型的出現(xiàn)[15-17]。弄清山西低致病性禽流感的流行毒株情況,對(duì)當(dāng)?shù)厍萘鞲械姆揽赜惺种匾囊饬x。