何奇松,閉璟珊,李廣平,文 明,蔣先彪,秦建有,周慶安,熊 毅,馬 琳※
(1.廣西壯族自治區(qū)動物疫病預(yù)防控制中心,廣西 南寧 530001;2.廣西恭城瑤族自治縣動物疫病預(yù)防控制中心,廣西 恭城 542599;3.廣西陽朔縣動物疫病預(yù)防控制中心,廣西 陽朔 541900)
目前國內(nèi)外關(guān)于竹鼠病毒性疾病的研究和報道較少,臨床上也沒有針對竹鼠病毒性疾病防治的相關(guān)措施,因此,對竹鼠開展相關(guān)病毒性疾病的研究對竹鼠疾病的防治具有重要意義。細(xì)小病毒(Parvovirus)是自然界中存在的最小的DNA 病毒之一,是一種無囊膜單鏈DNA 病毒,其基因組大約5 kb[1-2]。細(xì)小病毒可以感染哺乳動物(豬、牛和犬等)、禽類、節(jié)肢動物(蝦等)、昆蟲等50 多種生物[3]。根據(jù)所感染的宿主類型可以分為細(xì)小病毒亞科及濃核病毒亞科。細(xì)小病毒亞科進(jìn)一步可以分成8個屬,即阿留申病毒屬、禽細(xì)小病毒屬、博卡病毒屬、依賴病毒屬、紅病毒屬、細(xì)小病毒屬、四型病毒屬以及復(fù)制病毒屬[3]。其中,豬細(xì)小病毒1 型、犬細(xì)小病毒、水貂腸炎病毒等均能引起宿主產(chǎn)生嚴(yán)重的病理變化、且傳染性強,給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失[4]。細(xì)小病毒的病毒粒子無囊膜,不含糖類及脂質(zhì),結(jié)構(gòu)堅實致密,對外界環(huán)境具有很強的抵抗力,病毒可在糞便及固體污染物中存活數(shù)月至數(shù)年。因此,動物養(yǎng)殖場一旦感染細(xì)小病毒,想要通過消毒來徹底殺滅病毒是很難的。竹鼠養(yǎng)殖具有需要場地小,污染少,容易上手等優(yōu)點,曾被政府列為扶貧項目[5]。竹鼠抵抗力較強,在研究人員實地走訪的多個養(yǎng)殖場(戶)中得知,竹鼠的主要疫病集中在腹瀉方面,也給竹鼠養(yǎng)殖造成了不小的經(jīng)濟損失[6]。目前,我國對竹鼠常見疾病的調(diào)查及研究資料十分有限[7-11],本文通過對竹鼠腹瀉病例的診斷和竹鼠細(xì)小病毒序列分析,為我國竹鼠病毒流行病學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
試驗病料為2019年初廣西某竹鼠養(yǎng)殖規(guī)模場送檢的發(fā)病竹鼠組織樣品。動物組織DNA 抽提試劑盒、質(zhì)粒提取試劑盒、膠回收試劑盒及DL2000 DNA Marker 等購自天根生化科技有限公司,Ex taqDNA 聚合酶、pMD18-T 載體、內(nèi)切酶Hind III 和EcoR I 及大腸桿菌DH5 感受態(tài)細(xì)胞等購自寶生物工程有限公司。
參考Genbank 公布的細(xì)小病毒NS1 基因序列,用Premier 5.0 和Oligo 6.0 軟件設(shè)計一對特異引物擴增竹鼠細(xì)小病毒的NS1 基因,引物由寶生物工程有限公司合成,具體引物序列見表1。
表1 引物序列Table.1 Sequences of the primers
根據(jù)DNA 抽提試劑盒按說明書步驟提取模版,以提取后的DNA 為模板,用引物A1/A2 進(jìn)行NS1基因克隆。擴增體系為:模板DNA 5.0L,Premix Taq 12.5L,引物A1、A2 各1.0L,用ddH2O 加至25.0L。擴增程序:95℃3 min;94 ℃60 s,55 ℃50 s,72 ℃60 s,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min。用凝膠電泳檢測PCR 擴增產(chǎn)物。
按膠回收試劑盒說明書步驟對擴增產(chǎn)物的目的片段進(jìn)行回收純化,與pMD18-T 載體連接后,轉(zhuǎn)化至DH5 感受態(tài)細(xì)胞,用玻璃棒均勻涂板,過夜培養(yǎng),挑取白色菌落在LB 培養(yǎng)基上進(jìn)行擴大培養(yǎng),然后提取質(zhì)粒,對質(zhì)粒進(jìn)行酶切和PCR 鑒定,陽性質(zhì)粒送至寶生物工程有限公司測序。
用Lasergene DNASTAR 7.1 軟件中MegAlign 程序?qū)δ康幕蛐蛄信cGenBank 上的細(xì)小病毒NS1 基因核苷酸序列進(jìn)行同源性比對分析,其中參考序列包括竹鼠細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.MF497824、GenBank No.MF497825)、國內(nèi)蝙蝠細(xì)小病毒代表毒株(GenBankNo.KJ641666)、牛細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.M14363)、犬細(xì)小病毒代表毒株CPV(GenBank No.M19296)、貓細(xì)小病毒代表毒株(GenBankNo.EU659111)、鵝細(xì)小病弱毒疫苗株(GenBank No.KC996729)、番鴨細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.KM093740)、水貂細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.D00765)、老鼠細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.U12469)、豬細(xì)小病毒弱毒株(GenBank No.NC001718)、浣熊細(xì)小病毒代表毒株(GenBank No.JN867610)及人類細(xì)小病毒毒株(Gen-Bank No.NC000883),并繪制遺傳進(jìn)化樹。
用凝膠電泳檢測擴增產(chǎn)物,結(jié)果在1000bp處出現(xiàn)特異性目的帶(見圖1),與擴增片段預(yù)期結(jié)果相符。重組質(zhì)粒用EcoRⅠ及Hind Ⅲ雙酶切,也得到1000 bp的目的帶(見圖2)。將陽性重組質(zhì)粒送至寶生物工程有限公司進(jìn)行測序,確定NS1 基因片段的大小為1000 bp。
圖1 NS1 基因片段的PCR 電泳圖Fig.1 Electrophoretogram of NS1 amplified by PCR
圖2 NS1 基因片段的酶切電泳圖Fig.2 Electrophoretogram of NS1 digested by enzyme
將測序所得的2 株細(xì)小病毒NS1 基因序列(分別將其命名為1-XQ 和3-ZQ)利用NCBI 中的Blast 進(jìn)行比對分析,結(jié)果顯示為細(xì)小病毒。應(yīng)用Lasergene DNASTAR 7.1 軟件中的MegAlign 程序 將1-XQ、3-ZQ 與GenBank 上收錄的細(xì)小病毒序列進(jìn)行比較分析(見圖3)。結(jié)果顯示,本實驗中,2 株細(xì)小病毒NS1基因序列(1-XQ,3-ZQ)核苷酸同源性為99.9%;與另外兩株廣西竹鼠細(xì)小病毒分離株(MF497824、MF497825)的核苷酸同源性分別為96.8%~97.5% 和96.9%~97.6%;與蝙蝠細(xì)小病毒(KJ641666)的同源性較高,為98.9%~99.0%;與老鼠細(xì)小病毒(U12469)的同源性為87.3%~87.6%;與犬細(xì)小病毒(M19296)的同源性為67.7%~68.6%、與貓細(xì)小病毒(EU659111 的同源性為69.0%~69.9%;與水貂細(xì)小病毒(D00765)的同源性為67.1%~68.5%;與豬細(xì)小病毒(NC001718)的同源性為64.8%~64.9%;與浣熊細(xì)小病毒(JN867610)的同源性為67.8%~68.6%;與牛、鵝、番鴨、人類等其他種類細(xì)小病毒核苷酸同源性較低,為31.8%~41.6%。
應(yīng)用軟件MegAlign 6.0 分析實驗測序得到的2株竹鼠細(xì)小病毒株序列與參考毒株的親緣性和進(jìn)化關(guān)系,并構(gòu)建遺傳進(jìn)化樹(見圖4)。結(jié)果顯示本次檢測到的竹鼠細(xì)小病毒1-XQ 和3-ZQ 株與廣西竹鼠分離毒株(MF497824、MF497825)、中國分離到的蝙蝠毒株(KJ641666)親緣關(guān)系最近,屬于同一分支,而與牛、鵝、番鴨以及人類等其他種類細(xì)小病毒核苷酸序列遺傳進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn)。
圖3 1-XQ、3-ZQ 與參考毒株NS1 基因核苷酸序列的同源性比較Fig.3 Homology comparison on nucleotide of NS1 gene among 1-XQ、3-ZQ strain and reference strains
圖4 基于NS1 基因片段核苷酸遺傳進(jìn)化樹Fig.4 Phylogenetic tree based on nucleotide sequences of NS1
本實驗通過PCR 方法確診患病竹鼠感染了細(xì)小病毒,經(jīng)過測序分析、核苷酸同源性比較和遺傳進(jìn)化樹分析,2 株毒株與我國境內(nèi)的蝙蝠細(xì)小病毒株核苷酸同源性最高為98.9%~99.0%,親緣關(guān)系最為接近,說明該場竹鼠極有可能是通過蝙蝠而感染細(xì)小病毒。該2株毒株與廣西已發(fā)現(xiàn)的兩株毒株GX04、GX05 核苷酸同源性分別為96.8%~97.5%和96.9%~97.6%,說明廣西流行的竹鼠細(xì)小病毒毒株同源性較高,推測他們可能有共同祖源。該場雖在兩個不同月份都檢測出細(xì)小病毒,但無傳染性,都是零星發(fā)病,且無明顯季節(jié)性。
目前,對竹鼠免疫系統(tǒng)以及竹鼠感染細(xì)小病毒致病機理的研究還很少,只是從廣大養(yǎng)殖戶口中得知竹鼠甚少感染傳染病,發(fā)病大多集中在腹瀉和牙齒上,這是否是由于竹鼠自身的免疫系統(tǒng)功能強大,還是竹鼠細(xì)小病毒致病性較弱,還需要進(jìn)一步的研究。
近年來,新發(fā)傳染性疾病給全世界公共衛(wèi)生帶來極大威脅,人類新發(fā)傳染病中有60%~80%來源于野生動物[12],竹鼠是我國南方省區(qū)分布較廣的野生動物,也屬哺乳動物的一員,吸血節(jié)肢動物可以通過叮咬的途徑將其攜帶的病毒傳播給人類。因此,積極監(jiān)測竹鼠及其他野生動物中的病毒性感染情況,不僅對野生動物疾病的防治具有重要意義,還能為早期預(yù)警和防控其向人類傳播提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)一步維護(hù)人類的公共衛(wèi)生安全。
1-XQ、3-ZQ 毒株與廣西竹鼠細(xì)小病毒分離株及國內(nèi)蝙蝠細(xì)小病毒分離株親緣關(guān)系最近,屬于同一分支。