李廣升,代 珊,左新桐,朱優(yōu)化,王 猛
(1.河南省鄭州種畜場,河南 鄭州 450008;2.河南千翮牧業(yè)科技有限公司)
傳染性支氣管炎(IB)是由傳染性支氣管炎病毒(IBV)引起的急性、高度接觸性的病毒性呼吸道疾病,該病在全球范圍內(nèi)存在并呈地方性流行。該病的主要特征是病雞呈氣管啰音、咳嗽、噴嚏;腎臟腫大、蒼白,輸尿管擴張、有尿酸鹽沉積,外觀呈典型的“花斑腎”。IBV具有廣泛的組織嗜性,其原發(fā)和主要的增殖部位是呼吸道上皮細胞,還可以在輸卵管、腸道、腎臟等組織的上皮細胞中進行復(fù)制。各種品種和年齡的雞均易感,但雛雞的致死率較高。IBV感染還可造成細菌、支原體等的繼發(fā)感染或混合感染,使發(fā)病率和死亡率增加,對國內(nèi)外養(yǎng)禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。
自20世紀30年代首次發(fā)現(xiàn)雞傳染性支氣管炎以來,該病便在世界范圍內(nèi)流行。傳染性支氣管炎最早于1930年在美國北達科塔州被發(fā)現(xiàn),它主要引起呼吸道癥狀。1931年Schalk和Hawn首次報道其為一種“新型呼吸道疾病”,主要侵害雛雞的呼吸道。1937年Beaudette和Hudson首次分離到IBV,即Beaudette株。1950年開始美國發(fā)現(xiàn)IBV變異株,1956年Jungherr報道稱1951年分離的Connecticut株與之前分離的Massachussetts株不同,它們存在抗原差異且不能交叉保護,該發(fā)現(xiàn)證明了IBV抗原的多樣性。同年,Bijlenga在荷蘭分離到IBV-H株,其是目前仍被廣泛使用的疫苗H52、H120的母本株。1962年Winterfield等報道在美國出現(xiàn)了腎型IB,同年在澳大利亞也發(fā)現(xiàn)腎致病型IBV毒株N1/62。當時該型IBV主要以Holte株、Gray株為代表。
到1970年通過血清學(xué)方法各國發(fā)現(xiàn)多種IBV變異株。1974年Johnson利用中和試驗將美國之前發(fā)現(xiàn)的IBV毒株分為10個血清型,即Mass、conn、Holte、JMK、lowa609、lowa97、Clark333、Ark99、SE17和Florida。1985年EI-Houadfi等在摩洛哥分離到一株腸型變種IBV,即G型,對腸道有較強的侵襲性。1990年開始又出現(xiàn)新的變異株,1991年英國報道一種新型IBV,稱之為4/91型或793/B型,并逐漸成為英國主要的血清型。1992年在美國出現(xiàn)了Delware072變異株,且在之后的10年間,該毒株廣泛流行,對美國養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重的危害。同時隨著DE072型疫苗的應(yīng)用,又出現(xiàn)了新的變異株Georgia98。1995年Jia等在美國紐約分離一株獨特的IBV變異株CU-T2,經(jīng)遺傳進化分析發(fā)現(xiàn),該毒株是Mass、Ark和H52的重組毒株,證明IBV基因組RNA存在重組現(xiàn)象。
各種因素影響,IBV變異較快,導(dǎo)致新的基因型不斷出現(xiàn)。2010年左右歐洲國家出現(xiàn)一種新的變異株,由于該毒株與最早出現(xiàn)在中國的QX型毒株很相似,因此,被命名為歐洲QX-Like毒株。之后該型毒株通過俄羅斯傳播到比利時、丹麥、法國、德國、意大利、匈牙利、荷蘭、西班牙、悉尼等多個國家,使許多國家該病的凈化愈發(fā)困難,造成了很大的經(jīng)濟損失。
我國在1953年就有關(guān)于呼吸型IB的報道。1972年鄺榮祿在廣東首次發(fā)現(xiàn)該病,證明了IB在我國的存在。隨后,其他地區(qū)也相繼報道了該病的發(fā)生。1988年,我國分離到致腎病變形IBV。1991年開始IB在我國大范圍蔓延,到1990年中期,開始出現(xiàn)一些IBV變異株。如1995年杜元釗等在中國膠東地區(qū)分離到一株IBV變異株,其靶器官是卵巢和輸卵管,引起蛋雞產(chǎn)蛋量和蛋品質(zhì)下降。1996年朱國強、王永坤等在江蘇地區(qū)分離并鑒定了一株腺胃型IBV毒株,證明IBV的流行情況變得復(fù)雜。
1997年,我國分離到一株新型IBV,命名為QX型,也稱為LX4型或A2型。感染病雞表現(xiàn)為腺胃炎、腹瀉,并致使雛母雞生殖系統(tǒng)損傷,25~70日齡感染雞體質(zhì)量減輕。該型IBV在世界其他國家未見報道,之后,該血清型在我國逐漸流行。劉勝旺課題組對1994-2009年間從我國山東、江蘇、吉林、黑龍江等地的免疫雞群中分離的39株IBV進行了序列分析,發(fā)現(xiàn)其中有25株屬于QX型;Zou等對2008-2010年間在四川地區(qū)分離到的19個IBV毒株的S1基因進行了分析,結(jié)果顯示50%以上屬于QX型。張小榮等對2009-2011年分離到的54株IBV毒株分析發(fā)現(xiàn),其中2/3以上屬于QX型;Li等對1985-2012年間從廣西地區(qū)不同的發(fā)病雞群中分離了60個IBV毒株進行了研究,發(fā)現(xiàn)1985-2008年間分離的毒株大都屬于HN08型,而2009-2011年間分離的野毒株大多屬于QX型。以上研究表明,QX型已成為中國最主要的優(yōu)勢基因型。
2007年,Li等在廣東分離到一新型IBV,S1基因序列分析表明,其屬于基因Ⅳ型,與Mass、491和QX基因型毒株遺傳距離均較遠,隨后,在廣西、山東等地也有這一新型IBV流行株的報道。近年來,由于IBV的不斷變異,國內(nèi)流行的IBV毒株基因型已超過10個,Han等對過去15年分離的220個IBV毒株進行序列分析,發(fā)現(xiàn)這些分離毒株至少可以分為9個基因型:LX4(QX型)、Mass、LHLJ、LDL、LDT3、LSC、BJ、N1/62和793B,而現(xiàn)有疫苗已無法對其中部分基因型產(chǎn)生保護,使IB的防控越來越困難。
IBV為冠狀病毒科冠狀病毒屬的代表種,其基因組為單股正鏈不分節(jié)段的RNA,本身具有感染性,全長約為27.6Kb,屬于目前已知RNA病毒中基因組最大的一類病毒。由于病毒本身獨特的不連續(xù)套式轉(zhuǎn)錄機制及其基因組RNA聚合酶缺乏校對功能,再加上自然選擇、疫苗、飼養(yǎng)環(huán)境等各種選擇壓力的影響,導(dǎo)致病毒在復(fù)制過程中極易發(fā)生基因突變、缺失或插入、基因重組等變異,產(chǎn)生新的基因型和血清型。
IBV的RNA依賴性的RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄過程中缺乏校對功能是病毒基因突變的主要原因?;蚪M的任何位置均有可能隨時出現(xiàn)突變,其中最易發(fā)生變異的是S基因。S蛋白是IBV的主要結(jié)構(gòu)蛋白,其裂解產(chǎn)生的S1蛋白是IBV產(chǎn)生感染性的主要蛋白,并決定病毒的組織嗜性,S蛋白的改變會影響病毒的致病性。有研究表明,S蛋白的第50~170位氨基酸和第250~310位氨基酸之間較易發(fā)生突變。一直被認為高度保守的M蛋白、N蛋白在病毒不斷的進化過程中也發(fā)生了很大的變化。Tain J等對部分IBV毒株的N基因序列同源性分析發(fā)現(xiàn),不同血清型的N基因存在差異,主要發(fā)生在基因的3,端下游,N基因的變異可能影響IBV的感染能力。
基因插入或缺失也是引起IBV變異的一種機制。由于病毒基因組較大,基因序列較長,其RNA復(fù)制酶的保真性又相對較低,因此在病毒復(fù)制過程中,容易丟失或插入一些堿基或序列,產(chǎn)生新的變異毒株。Xu等對部分IBV分離株的研究發(fā)現(xiàn),S基因的第120~170位氨基酸之間常見基因的插入或缺失,導(dǎo)致基因序列的改變,進而引起病毒二級或三級空間結(jié)構(gòu)的變化,影響該蛋白的功能,并可能影響該病病毒的復(fù)制和致病力。
同源重組主要指在一定條件下,野毒之間或野毒與疫苗毒之間發(fā)生大片段基因序列的替換而產(chǎn)生新的毒株,是引起IBV變異的另一重要原因,這種遺傳信息的改變可能也是IBV存在的一種重要機制。與點突變的引起抗原位點變化不同,重組主要引起抗原位點的漂移而不影響抗原位點的性質(zhì)。大量的研究表明,IBV像多數(shù)冠狀病毒一樣,存在著重組熱點(hot spot),可能是脫落的RNA聚合酶重新結(jié)合的位點,從而導(dǎo)致重組的發(fā)生。CK/CH/LSD/03Ⅰ和CK/CH/LLN/98Ⅰ均是由不同毒株重組產(chǎn)生的變異毒株。尤其隨著經(jīng)濟的發(fā)展,集約化規(guī)?;B(yǎng)殖已成為現(xiàn)在養(yǎng)殖業(yè)的主流,高密度雞群是病毒重組的基礎(chǔ),不同活疫苗的混合免疫也為病毒重組提供了條件。有學(xué)者證明,新型IBV、AIV等毒株的出現(xiàn),可能都與基因重組有關(guān)。
此外,基因重組也是獲得弱毒疫苗株的一種方法。T.Hodgson,R.Casais等通過以Mass41株的S蛋白置換Beaudette株的S蛋白發(fā)現(xiàn)新的毒株可誘導(dǎo)免疫反應(yīng)但無致病性,M.Armesto,D.Cavanagh等將強毒株的復(fù)制酶蛋白1a和1ab換為弱毒株的相同基因形成的新毒株但無致病性,這些均為新型弱毒疫苗的獲得提供了思路。
值得注意的是,現(xiàn)階段高密度養(yǎng)殖和免疫壓力同時也是造成IBV變異的一種不容忽視的原因。
IB是嚴重危害雞群的一類重要疾病,該病在世界范圍內(nèi)流行,給國內(nèi)外養(yǎng)禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。病毒自身的特性及各種選擇壓力的影響,導(dǎo)致病毒變異較快,使該病的防控面臨巨大的挑戰(zhàn)。
疫苗免疫在IB的防控中起到重要作用。雖然在IB的防治方面滅活疫苗和弱毒疫苗等得到廣泛使用,但由于IBV基因組極易發(fā)生變異和重組,導(dǎo)致新的變異株不斷出現(xiàn),且不同血清型之間只有部分或完全沒有交叉保護作用,致使疫苗免疫失敗,使IBV在世界范圍內(nèi)的流行日趨嚴重和復(fù)雜化。因此,加強對IBV流行現(xiàn)狀、致病機理和變異機制的研究,對不同地區(qū)禽群中的IBV流行和變異情況進行實時監(jiān)測,利用日益發(fā)展和完善的分子生物學(xué)技術(shù)及對IBV基因組結(jié)構(gòu)和功能更深入的了解,研制針對流行毒株的新型有效的疫苗對于IB的防控顯得尤為重要。同時,在日常的養(yǎng)殖中,加強飼養(yǎng)管理,建立健全生物安全體系,并結(jié)合當?shù)睾宛B(yǎng)殖場的實際情況制定合理的免疫程序,多管齊下,防控IB的發(fā)生,促進養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。□