萬(wàn)曉朋,曾顯營(yíng),田國(guó)彬,李雁冰,鄧國(guó)華,施建忠,劉麗玲,鐘功勛,姜永萍,王彥妮,陳化蘭
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部動(dòng)物流感重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱150001)
H9N2亞型禽流感(Avian influenza,AI)是持續(xù)危害我國(guó)及世界養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展的重要禽類傳染病之一[1-2],同時(shí) H9N2亞型禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)還可感染人,提供內(nèi)部序列與H5N1亞型禽流感病毒重組[2-4];并且具有人流感病毒的受體結(jié)合位點(diǎn)[3],因此對(duì)H9N2亞型AI的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)和公共衛(wèi)生意義。
我國(guó)自1994年首次報(bào)道從雞群分離到H9N2亞型AIV以來(lái)[5],該亞型病毒已在我國(guó)廣泛分布和流行[2],并且在家禽中不斷地進(jìn)化[6-7]。疫苗免疫是控制H9N2亞型AI的重要措施之一,我國(guó)有多種不同廠家研制和生產(chǎn)H9N2亞型AI滅活疫苗,在我國(guó)大范圍應(yīng)用。然而,由于種種因素,目前H9N2亞型AIV仍然在我國(guó)持續(xù)流行。為篩選出具有良好免疫效果的疫苗株,本研究選取2008年分離自8個(gè)省份的15株H9N2亞型AIV進(jìn)行分析,選擇代表毒株進(jìn)行鑒定并制備滅活疫苗,免疫SPF雞進(jìn)行免疫效力研究,期待篩選出適合我國(guó)大部分地區(qū)應(yīng)用的H9N2亞型AI滅活疫苗理想種毒株。
1.1 病毒株和血清 18株H9N2亞型AIV由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所的國(guó)家禽流感參考實(shí)驗(yàn)室分離、鑒定和保存,其中15株2008年分離病毒來(lái)源于湖南、廣西、福建、山東、浙江、安徽、湖北、四川8個(gè)省份(表1)。病毒抗血清由國(guó)家禽流感參考實(shí)驗(yàn)室制備、保存。
表1 H9N2亞型禽流感病毒分離株及簡(jiǎn)稱Table 1 H9N2 subtype AIV isolates and abbreviation
1.2 SPF雞胚和SPF雞 9日齡~11日齡SPF雞胚和4周齡~8周齡SPF雞均購(gòu)自哈爾濱獸醫(yī)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,感染實(shí)驗(yàn)在負(fù)壓隔離器中進(jìn)行。
1.3 病毒的抗原性分析 選取病毒,制備抗血清,采用血凝(HA)-血凝抑制(HI)試驗(yàn)(GB/T 18936-2003)進(jìn)行病毒抗原性分析。
1.4 毒株HA基因同源率比較 對(duì)疫苗株和攻毒株GS/JS/106/08、CK/SC/83/08 和 DK/FJ/22/08, 進(jìn) 行HA基因測(cè)序,與目前用于制備H9亞型HI試驗(yàn)抗原的CK/SH/10/01株序列一起用Megalign進(jìn)行同源率分析。
1.5 毒株的雞胚半數(shù)感染量(EID50)測(cè)定 將病毒株用無(wú)菌生理鹽水作10倍倍比稀釋,取10-5~10-106個(gè)稀釋度,各尿囊腔接種10日齡SPF雞胚5個(gè),37℃培養(yǎng)72 h后,逐個(gè)測(cè)定雞胚尿囊液HA價(jià),利用Reed-Muench法計(jì)算病毒EID50。
1.6 候選疫苗株對(duì)SPF雞的致病性 分別將制備疫苗用病毒以106EID50(0.1 mL/只)的劑量滴鼻接種3周齡~4周齡SPF雞10只,另取條件相同的SPF雞10只,不接種作為對(duì)照,在相同條件下分別飼養(yǎng),在14 d內(nèi)觀察感染雞是否出現(xiàn)死亡或明顯異常反應(yīng)。
1.7 病毒株的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 將制備疫苗用毒種分別以無(wú)菌生理鹽水作10-4稀釋,各接種9日齡~11日齡SPF雞胚5個(gè),收取尿囊液,在雞胚上連續(xù)傳15代,用HA試驗(yàn)檢測(cè)每個(gè)代次的雞胚尿囊液血凝價(jià),同時(shí)觀察胚體有無(wú)肉眼可見病變。
1.8 滅活疫苗免疫效力試驗(yàn) 將H9N2亞型候選疫苗株以常規(guī)方法制備油乳劑滅活苗,分別以0.3 mL/只的劑量免疫3周齡SPF雞。免疫21 d時(shí),采集血清,用商品化的H9亞型抗原和相應(yīng)疫苗株測(cè)定HI抗體,同時(shí)將免疫雞連同條件相同的對(duì)照雞,分別以鼻腔途徑感染選擇的H9N2亞型流行株雞胚尿囊液0.1 mL(含106EID50)。攻毒后第5 d采集喉頭和泄殖腔拭子進(jìn)行病毒分離,病毒分離陰性樣品則盲傳1代,每只雞均以喉頭和泄殖腔拭子的排毒總數(shù)作為其最終的排毒結(jié)果。
2.1 抗原性分析 HI試驗(yàn)結(jié)果表明,我國(guó)分離的H9N2亞型AIV早期分離株CK/GD/6/97(GD6)、DK/NJ/2/97(NJ2)、CK/BJ/8/98(BJ8)和 CK/HB/31/00(HB31)血清對(duì)2008年分離株的HI抗體效價(jià)相差8 log2左右,抗原性存在較大差異;CK/HuN174/08、CK/SD/2CZ/08、CK/FJ/136/04和 CK/GX/10/99毒株與 2008年其他毒株約相差2 log2~4 log2,抗原性略有差別;2008年分離的大部分毒株間的抗原性比較接近,HI交互抗體均在10 log2左右(表2)。綜合考慮毒株的分離時(shí)間、地點(diǎn)、抗原性變化以及在一定區(qū)域分離的流行株數(shù)量等因素,本研究選取CK/HuN/174/08、CK/HuN/33/08、CK/SD/2CZ/08、CK/ZJ/17/08、CK/FJ/521/08和CK/FJ/560/08株共6個(gè)毒株進(jìn)行免疫效力試驗(yàn)研究。
表2 H9N2亞型禽流感病毒抗原性分析Table 2 Antigentic analysis of H9N2 subtype influenza virus
2.2 HA基因同源率比較 包括疫苗株在內(nèi)的2008年分離的8株病毒HA基因核苷酸同源率在93.2%~98.6%之間,而CK/SH/10/01毒株與這8株病毒的同源率僅在91.9%~93.5%之間。
2.3 效檢用病毒株EID50測(cè)定 測(cè)定結(jié)果,CK/HuN/33/08、 CK/HuN/174/08、 CK/FJ/521/08、 DK/FJ/560/08、CK/ZJ/17/08、CK/SD/2CZ/08、DK/FJ/22/08、CK/SC/83/08和GS/JS/106/08株每0.1 mL的病毒含量 依 次 分 別 為 109.16EID50、 108.38EID50、 108.57EID50、108.50EID50、 108.69EID50、 108.13EID50、 108.38EID50、108.79EID50和108.57EID50。
2.4 候選疫苗株對(duì)SPF雞的致病性 候選疫苗毒株 CK/HuN/33/08、 CK/HuN/174/08、 CK/FJ/521/08、DK/FJ/560/08、CK/ZJ/17/08和CK/SD/2CZ/08感染雛雞后均不出現(xiàn)死亡或明顯異常反應(yīng)。
2.5 病毒株的穩(wěn)定性 6株病毒在SPF雞胚連續(xù)傳了15代,所有代次病毒均無(wú)致病性;HA效價(jià)均比較穩(wěn)定,除 DK/FJ/560/08、CK/ZJ/17/08毒株在 9 log2左右以外,其余毒株均在10 log2左右。
2.6 滅活苗免疫效果試驗(yàn)
2.6.1 免疫抗體檢測(cè) 6株病毒滅活苗免疫后,針對(duì)目前使用的H9抗原的平均HI抗體滴度在9.33 log2~11.271 log2之間;針對(duì)疫苗株本身抗原的平均HI抗體滴度在10.35 log2~11.81 log2之間,表明各毒株均具有良好的免疫原性,免疫后能產(chǎn)生較高滴度的HI抗體(表3)。
表3 疫苗免疫21 d時(shí)HI抗體滴度Table 3 HI antibody titers after 21 day's vaccination
2.6.2 攻毒保護(hù)性研究 在所有病毒株分別以106EID50攻毒后,CK/FJ/521/08滅活疫苗免疫雞對(duì)同源毒株攻毒后有大量的病毒排泄,排毒數(shù)為7/8;對(duì)異源毒株的攻毒后也有大量排毒,最低為4/8,最高為 7/8;CK/SD/2CZ/08、DK/FJ/560/08和 CK/ZJ/17/08滅活疫苗對(duì)同源毒株攻擊有相當(dāng)程度的排毒,排毒數(shù)分別為3/10、3/8和4/8;對(duì)異源毒株的攻擊同樣有不同程度的排毒出現(xiàn),而且最高總排毒數(shù)為5/8;CK/HuN/174/08和CK/HuN/33/08滅活疫苗對(duì)同源毒株100%保護(hù),免疫雞均無(wú)排毒,對(duì)異源毒株也有良好的保護(hù),其中用CK/HuN/33/08、CK/ZJ17/08、 CK/SD/2CZ/08、 GS/JS/106/08、 CK/SC/83/08 和DK/FJ/22/08株攻毒后,CK/HuN/174/08滅活疫苗免疫雞的排毒數(shù)分別為 0/9、1/10、2/10、3/9、2/9、1/9, 用 CK/HuN/174/08、 CK/ZJ17/08、 CK/FJ/521/08、 DK/FJ/560/08、 GS/JS/106/08、 CK/SC/83/08 和DK/FJ/22/08毒株攻毒后,CK/HuN/33/08滅活疫苗免疫雞的排毒數(shù)分別依次為0/8、1/8、1/8、2/7、3/9、2/10和2/9(表4)。上述結(jié)果表明,CK/HuN/174/08和CK/HuN/33/08毒株滅活疫苗不僅可以抵御同源毒株的攻擊,而且可以有效抵御異源毒株的攻擊。
表4 不同毒株疫苗攻毒結(jié)果Table 4 The challenge results of different vaccine
自90年代中期我國(guó)分離到第一株H9N2亞型AIV后,該亞型病毒一直在我國(guó)家禽中傳播蔓延,始終困擾著養(yǎng)禽業(yè)的發(fā)展。郭元吉等報(bào)道H9N2亞型病毒可感染雞并可以導(dǎo)致雞發(fā)病和死亡,死亡率可以達(dá)到10%~20%[8]。但李呈軍等研究發(fā)現(xiàn),27株H9N2亞型分離株分別鼻腔感染SPF雞后,均未出現(xiàn)明顯臨床癥狀,也未出現(xiàn)死亡[6]。本研究中6株2008年分離的病毒接種SPF雞后,也未出現(xiàn)臨床發(fā)病或死亡現(xiàn)象。究其原因可能是實(shí)驗(yàn)室負(fù)壓隔離器內(nèi)環(huán)境純凈,試驗(yàn)雞不受其他疫病的干擾,無(wú)并發(fā)或繼發(fā)癥出現(xiàn),而感染H9N2亞型AIV的現(xiàn)地家禽常由于環(huán)境不良或繼發(fā)感染細(xì)菌可出現(xiàn)不同程度的臨床癥狀。國(guó)外有研究報(bào)道,與葡萄球菌或嗜血桿菌同時(shí)感染時(shí),H9N2亞型AIV對(duì)雞的致病性增加[9],另外,有研究報(bào)道我國(guó)的H9N2亞型禽流感一直存在變異與進(jìn)化[10]。因此,H9N2亞型AI對(duì)現(xiàn)地生產(chǎn)具有潛在的威脅,應(yīng)重視對(duì)該病的防制。
本研究對(duì)分離株的抗原性和HA基因序列分析顯示,早期分離株CK/GD/6/97、CK/BJ/8/98、DK/NJ/2/97和CK/HB/31/00的血清與2008年分離株抗原性差異大;2008年分離株中,除CK/HuN174/08和CK/SD/3XZ/08等個(gè)別病毒株的抗原性略有差異外,其余病毒株的抗原性比較接近。比較HA基因核苷酸序列,發(fā)現(xiàn)2008年8病毒株間的HA基因同源率較高(93.2%~98.6%),與 2001年分離株CK/SH/10/01病毒HA核苷酸序列同源率均較低(91.9%~93.1%)。這些研究結(jié)果表明,我國(guó)2008年分離的H9N2亞型AIV基因與早期病毒基因同源率較低,抗原性差異大,同一年代不同地域的病毒大多具有較近的親緣關(guān)系,但也有特殊病毒株的存在。
當(dāng)前我國(guó)有多個(gè)廠家研制生產(chǎn)的10多株H9N2亞型AI系列滅活疫苗同時(shí)應(yīng)用,為控制我國(guó)H9N2亞型AI發(fā)揮了重要作用。然而,本研究室在近2年的流行病學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn),H9亞型HI抗體較高的免疫雞仍然攜帶H9亞型AIV,由此推斷目前應(yīng)用的AI滅活疫苗中可能存在不能有效阻止免疫雞排毒的疫苗。本研究對(duì)2008年分離的6株H9N2亞型AIV進(jìn)行免疫效力研究,結(jié)果表明,CK/HuN/174/08和CK/HuN/33/08滅活疫苗免疫雞不僅能夠完全抵御同源毒株的攻擊,而且同時(shí)對(duì)異源毒株攻擊也產(chǎn)生較好的免疫保護(hù)。因此這2株病毒可作為理想的疫苗候選株。
本研究同時(shí)表明并非所有H9N2亞型分離株都適用于研制滅活疫苗。本實(shí)驗(yàn)中選擇的6株病毒滅活疫苗免疫SPF雞后均能夠產(chǎn)生10 log2左右的HI抗體滴度,然而,所選毒株中CK/FJ/521/08滅活疫苗免疫雞對(duì)同源毒株和異源毒株的攻擊均有大量排毒,總排毒最高為 7/8;CK/SD/2CZ/08、DK/FJ/560/08和CK/ZJ/17/08毒株滅活疫苗對(duì)同源毒株和異源毒株的攻擊,均只能提供部分保護(hù)。因此,只有對(duì)H9N2亞型AIV分離株進(jìn)行大量的分析和免疫效果評(píng)估才能確定其是否適合作為滅活疫苗種毒株。
[1]唐秀英,付朝陽(yáng),馮菊艷,等.H9亞型禽流感的流行與防制[J].預(yù)防獸醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2000,2(4):1-4.
[2]Chen H L,Subbarao K,Swayne D,et al.Generation and evaluation of a high-growth reassortant H9N2 influenza A virus as a pandemic vaccine candidate[J].Vaccine,2003,21(17-18):1974-1979.
[3]鐘功勛,李雁冰,平繼輝,等.H9N2亞型禽流感病毒血凝素和神經(jīng)氨酸酶基因的遺傳分析[J].中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2007,29(12):946-949.
[4]Peiris M,Yuen K Y,Leung C W,et al.Human infection with influenza H9N2[J].Lancet,1999,354(9182):916-917.
[5]陳伯倫,張澤紀(jì),陳偉斌.禽流感研究:Ⅰ雞A型流感病毒分離與血清學(xué)初步鑒定[J].中國(guó)獸醫(yī)雜志,1994,22(10):3-5.
[6]Li C J,Yu K Z,Tian G B,et al.Evolution of H9N2 influenza viruses from domestic coultry in Mainland China[J].Virology,2005,340:70-83.
[7]王澤霖,劉巖,李建麗,等.H9N2亞型禽流感抗原性變異的研究[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào).2007,27(3):351-354.
[8]Guo Y J,Krauss S,Senne D A,et al.Characterization of the pathogenicity ofmembersofthenewlyestablished H9N2 influenza virus lineage in Asia[J].Virology,2000,267:279-288.
[9]Kishida N,Sakoda Y,Eto M,et al.Co-infection of StaphylococcusaureusorHaemophilusparagallinarum exacerbates H9N2 influenza A virus infection in chickens[J].Arch Virol,2004,149:2095-2104.
[10]Choi Y K,Ozaki H,Webby R J,et al.Continuing evolution of H9N2 influenza viruses in southeastern China[J].Virology,2004,78(16):8609-8614.