摘要:2016年以來,國(guó)內(nèi)多個(gè)省、市、地區(qū)鵝養(yǎng)殖場(chǎng)報(bào)道了雛鵝痛風(fēng)病的發(fā)生,研究證明,引起雛鵝痛風(fēng)病的病原是鵝星狀病毒,該病毒可以導(dǎo)致4~30日齡的雛鵝發(fā)病和死亡,死亡率高達(dá)30%~50%,給國(guó)內(nèi)養(yǎng)鵝業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。本文對(duì)鵝星狀病毒基因特性、病毒的生物學(xué)特性、病毒致病性及疫苗研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,旨在為該病的研究和防控提供參考。
關(guān)鍵詞:鵝星狀病毒;基因特性;生物學(xué)特性;疫苗
鵝星狀病毒(goose astrivirus,GAstV)是引起新型雛鵝痛風(fēng)病的病原,該病毒屬于星狀病毒科(astvroviridae,AstV)、禽星狀病毒屬(avastrovirus,AAstV),是一種無囊膜、正義單鏈RNA病毒[1]。GAstV主要感染4~30日齡的雛鵝,臨床表現(xiàn)關(guān)節(jié)腫大、生長(zhǎng)遲緩,剖檢以肝臟、腎臟以及關(guān)節(jié)腔,附著有大量尿酸鹽沉積為主要特征,死亡率高達(dá)30 %~50 %[2-4]。2017年以來,國(guó)內(nèi)多個(gè)省市地區(qū)鵝養(yǎng)殖場(chǎng)報(bào)道了雛鵝痛風(fēng)病的暴發(fā),給國(guó)內(nèi)養(yǎng)鵝業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失[5-6]。國(guó)內(nèi)多家科研單位相繼分離到GAstV,對(duì)其基因特性、抗原特性和致病性等進(jìn)行了一系列的研究,并在此基礎(chǔ)上,開展了疫苗的研制工作。
1 鵝星狀病毒的基因特性
鵝星狀病毒,其基因組全長(zhǎng)7.1~7.4 kbp,同所有的星狀病毒一樣包含3個(gè)開放閱讀框(open reading frame,ORF):ORF1a、ORF1b和ORF2,在基因組的兩側(cè)分別是5’和3’的非編碼區(qū)(untranslated region,UTR)以及一個(gè)含有大約30個(gè)腺苷酸的多聚腺苷酸尾巴[7]。ORF1a和ORF1b的序列高度保守,編碼的是星狀病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白;ORF1a編碼一個(gè)絲氨酸蛋白酶,ORF1b編碼一個(gè)具有RNA依賴性的RNA聚合酶(RdRp),融合蛋白在RNA聚合酶的作用下利用移碼信號(hào)產(chǎn)生的移幀機(jī)制來翻譯的[8]。ORF2是編碼病毒衣殼的結(jié)構(gòu)蛋白(structural protein),衣殼蛋白(capsid protein,Cap)的氨基酸序列包括N端和C端。N端是高度保守區(qū)可以作為區(qū)分血清型的重要序列部分,C端是高度變異區(qū)其中含有帶中和抗原的決定簇[9],是目前星狀病毒抗體制備的主要備選區(qū)域。
ORF1b是病毒種與血清型之間分歧最小的區(qū)域,而ORF2是分歧最大的區(qū)域,用于確定病毒之間的系統(tǒng)發(fā)育[10]。2010年,ICTV根據(jù)星狀病毒ORF2的氨基酸序列及該蛋白遺傳進(jìn)化距離作為劃分依據(jù),研究者將GAstV分為2種基因型:Go At V1s和 Go At V2s,二者的衣殼蛋白氨基酸序列同源僅為40.4 %~41.7 %。Go At V1s型是導(dǎo)致鵝腸炎為主要癥狀的經(jīng)典型鵝星狀病毒,F(xiàn)LX株、AHDY株等屬于此類型。Go At V2s型是近年來引發(fā)雛鵝以痛風(fēng)為主要病癥的新型鵝星狀病毒,HLJ01株和AHAU5等屬于此類型。另有報(bào)道Go At V2s已具備跨越物種屏障的能力,可感染番鴨、櫻桃谷鴨、雞并造成痛風(fēng)癥狀[11],成為我國(guó)養(yǎng)禽業(yè)面臨的重要疫病之一。
2 鵝星狀病毒的生物學(xué)特性
星狀病毒具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,在4 ℃條件下可穩(wěn)定保存數(shù)月,在-80 ℃的條件下其感染力可以保存數(shù)年。星狀病毒無囊膜對(duì)多種消毒劑具有較強(qiáng)的抵抗力,含有酚類、季銨鹽類、苯扎溴銨等常規(guī)消毒液消毒效果不佳[12-14],使用1.5 %過硫酸氫鉀復(fù)合物粉、90 %甲醇和硫酸鹽的消毒劑可達(dá)到對(duì)星狀病毒的消毒效果[15]。星狀病毒在50 ℃下可以存活1 h,在60 ℃條件下可以存活10 min,對(duì)熱、酸等條件均比較耐受,在pH 3.0的環(huán)境下也能夠保持較強(qiáng)的活力[16]。
多數(shù)星狀病毒很難在常規(guī)的細(xì)胞系中培養(yǎng),一般使用胚胎或原代細(xì)胞進(jìn)行增殖培養(yǎng)。鵝星狀病毒(GAstV)的培養(yǎng)難度較大,只能在鵝胚、鵝胚腎細(xì)胞或其他鵝胚原代細(xì)胞中增殖,但目前SPF鵝胚不易獲得,科研工作者正在嘗試采用SPF雞胚、鴨胚或細(xì)胞系進(jìn)行病毒分離,李清欣[17]將GAstV病毒經(jīng)尿囊膜及尿囊腔接種9~11日齡鵝胚與SPF雞胚。鵝胚傳代在4代前,24~96 h之間有死亡現(xiàn)象,胚體發(fā)育緩慢且嚴(yán)重充血,尿囊膜增厚并且尿囊液渾濁。但在4代之后,病變不再明顯且不再出現(xiàn)死亡病例。雞胚傳代結(jié)果表明鵝源星狀病毒在雞胚上不能引發(fā)病變,但能檢測(cè)出病毒陽性。唐熠等[18]將新型鵝星狀病毒接種到鵝胚腎細(xì)胞中進(jìn)行病毒的增殖培養(yǎng)獲得成功。有研究發(fā)現(xiàn)GAstV也可在雞肝癌細(xì)胞、鴨胚原代細(xì)胞中增殖[19-20],鵝星狀病毒雖然能在鵝胚、鵝胚腎(gooseembryo kidney,GEK)細(xì)胞中增殖,但滴度較低且繁殖成本較高,雖然在雞肝癌細(xì)胞系(LMH)上增殖,但無細(xì)胞病變,所以對(duì)該病毒的培養(yǎng)特性仍需進(jìn)一步研究。分離到的GAstV能夠在GEF細(xì)胞中連續(xù)傳代,并且能夠引起明顯的CPE(細(xì)胞病變),這為GAstV的體外分離培養(yǎng)及細(xì)胞水平的研究提供新的思路,但缺點(diǎn)在于GEF細(xì)胞為原代細(xì)胞,制備過程較為復(fù)雜,不能夠進(jìn)行連續(xù)多次傳代。
3 鵝星狀病毒致病性分析
GAstV對(duì)雛鵝的致病性試驗(yàn)中,病毒通過不同的接種途徑感染的雛鵝,感染后均出現(xiàn)癥狀??诜M第4天開始排毒,皮下注射組第2天就開始排毒,口服組排毒期最長(zhǎng)可至攻毒后第11天;皮下注射組攻毒5~8 d后全部死亡,口服組攻毒后第6~10 d出現(xiàn)死亡,口服組存活雛鵝發(fā)育明顯比對(duì)照組緩慢[17]。
剖檢死亡雛鵝可見與自然發(fā)病的臨床病例相似的癥狀:心臟及肝臟表面覆蓋尿酸鹽被膜、腎臟腫脹、膽囊內(nèi)含有大量尿酸鹽顆粒,輸尿管有白色尿酸鹽沉積,心臟和肝臟表面有白色尿酸鹽附著和關(guān)節(jié)腫大、內(nèi)有白色尿酸鹽沉積[21]。對(duì)照組均表現(xiàn)正常。
組織病理學(xué)結(jié)果,感染鵝肝、腎和脾臟均有不同程度的損傷和變性,尤以肝和腎臟的病變最為嚴(yán)重。病理變化表現(xiàn)為腎小管上皮細(xì)胞壞死、脫落、管腔內(nèi)有尿酸鹽沉積,脾臟淋巴細(xì)胞壞死并減少,肝細(xì)胞發(fā)生空泡變性并伴有尿酸鹽沉積[22]。
尿酸的形成與肝臟和腎臟密切相關(guān),禽類缺乏與尿素合成相關(guān)的酶,從而導(dǎo)致禽吸收的蛋白質(zhì)代謝生成的氨需要通過合成與分解嘌呤核苷酸,最終以尿酸排出體外。在這個(gè)過程中腺嘌呤核苷脫氨酶(adenosine deaminase,ADA)和黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)起到關(guān)鍵作用。Wu等[23]發(fā)現(xiàn)感染鵝星狀病毒的雛鵝肝臟中ADA及XOD的酶活性及表達(dá)量顯著增高,使尿酸合成增加,引發(fā)雛鵝高尿酸血癥、尿酸鹽沉積,導(dǎo)致痛風(fēng)。
李清欣[17]利用構(gòu)建的熒光定量PCR體系及程序,對(duì)感染死亡雛鵝的心、肝、腎、腸、腦、脾各組織的病毒載量進(jìn)行分析。結(jié)果顯示腎臟病毒載量最高,各組織病毒載量由高到低依次為腎臟、肝臟、腸道、心臟、脾臟、腦載量最小。采集GAstV的鵝場(chǎng)幸存鵝糞便、種胚、出殼前死亡鵝胚和雛鵝組織,通過RT-PCR檢測(cè)診斷,在所有鵝場(chǎng)的種鵝、死亡鵝胚和新生雛鵝樣品中都檢測(cè)到了GAstV的核酸。表明GAstV可能通過水平和垂直傳播途徑進(jìn)行傳播[24-25]。
4 疫苗研究現(xiàn)狀
目前尚沒有對(duì)鵝源星狀病毒的商品化疫苗,但有很多相關(guān)方面的報(bào)道,張玉杰等[26]研制的鵝星狀病毒二價(jià)滅活疫苗主要應(yīng)用在種鵝上,種鵝免疫該疫苗,后代雛鵝就能在母源抗體的保護(hù)下安全度過5~15日齡的疾病高發(fā)期。張清水[27]研制鵝星狀病毒弱毒株,可以很好地誘導(dǎo)免疫雛鵝中和抗體的產(chǎn)生。雛鵝免疫6 d后即可誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體,至免疫后的第24天,抗體水平持續(xù)升高,可為雛鵝提供良好的保護(hù)。榮雪路等[28]研制的鵝星狀病毒重組Capsid亞單位疫苗免疫種鵝,對(duì)后代雛實(shí)驗(yàn)保護(hù)率都能達(dá)到100 %。
由于鵝星狀病毒具有一定的宿主適性,缺乏適宜的實(shí)驗(yàn)室宿主系統(tǒng),因此,研制一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高以及免疫效果好的鵝星狀病疫苗的生產(chǎn)方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,重組亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、基因缺失疫苗等基因工程疫苗,具安全性較好,鵝接種后不會(huì)發(fā)生持續(xù)感染或潛伏感染,產(chǎn)生的免疫應(yīng)答可以與星狀病毒的野毒株感染相區(qū)分,有利于疫病的控制和凈化,具有良好的發(fā)展前景。
在研究鵝星狀病毒疫苗的同時(shí),國(guó)內(nèi)學(xué)者也開展用于預(yù)防與治療鵝星狀病毒精制卵黃抗體的研究。有報(bào)道國(guó)內(nèi)研發(fā)的精制卵黃抗體在預(yù)防上對(duì)強(qiáng)毒的保護(hù)率能達(dá)到90 %~100 %,對(duì)患病初期雛鵝的治愈率能達(dá)到80 %[29-31]。在鵝星狀病毒的預(yù)防和治療方面也取得了較好的效果。
5 討論
2015年以來,中國(guó)山東、河南、河北、湖南、廣東、福建、黑龍江等地雛鵝群中相繼暴發(fā)致死性雛鵝內(nèi)臟痛風(fēng)。國(guó)內(nèi)多位學(xué)者均于出現(xiàn)痛風(fēng)癥狀的雛鵝體內(nèi)分離獲得2型鵝星狀病毒(GAstV-2),并通過病例復(fù)制試驗(yàn)證實(shí)2型鵝星狀病毒與雛鵝致死性內(nèi)臟痛風(fēng)相關(guān)。截至目前,關(guān)于GAstV致病機(jī)制的研究進(jìn)展仍然緩慢,GAstV引起的高度致死性雛鵝痛風(fēng)疾病是當(dāng)前我國(guó)養(yǎng)鵝業(yè)疫病防控面臨的巨大挑戰(zhàn),目前針對(duì)雛鵝致死性內(nèi)臟痛風(fēng)大多處于對(duì)癥治療階段,尚未開發(fā)出商品化生物制劑或特效藥用于防治GAstV感染。為解決該行業(yè)痛點(diǎn),應(yīng)逐步探索并不斷完善其致病機(jī)制的理論系統(tǒng),深入了解GAstV的流行情況,解析GAstV誘導(dǎo)雛鵝產(chǎn)生痛風(fēng)的致病機(jī)制,為該疾病的防控和治療提供新的見解和思路、加快推進(jìn)疫苗研究并制定科學(xué)有效的防控措施。
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