H3N2亚型犬流感病毒的分离鉴定
2011-05-21佘利旋熊永忠远立国袁天梅李守军
佘利旋,熊永忠,远立国,袁天梅,贾 坤,李守军*
(1.华南农业大学兽医学院,广东 广州 510642;2.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所维科生物技术开发公司,黑龙江 哈尔滨 150069;3.海珠区爱宠动物诊疗所,广东 广州 510220)
犬流感(Canine influenza,CI)是由正粘病毒科流感病毒属A型CI病毒(CIV)引起的犬呼吸道传染病。患犬主要临床症状为发烧、咳嗽、流鼻液、食欲减退、精神沉郁等。我国于2006年~2007年从犬体内分离到禽源H3N2亚型CIV[1];2009年我国报道犬感染H1N1亚型流感病毒,基因序列分析表明该病毒与当时人群中流行的甲型H1N1流感病毒同源性高达99%[2]。国外研究也证实H3N8、H5N1以及H3N2亚型流感病毒可跨越品种障碍而感染犬,H3N8、H3N2亚型CIV还可在犬群中水平传播[3-5]。虽然尚未证实犬在人类流感病毒新亚型演变过程中的作用,但在宠物犬中检测到甲型H1N1流感病毒,足以引起研究人员的重视。
为了解广州地区CI的流行情况,本研究对患有呼吸道症状的犬群进行病原学调查,分离获得CIV,并对其理化特性和生物学特性进行研究,为CI的诊断奠定基础,同时也为广州地区CI疫情监测及科学防制提供依据。
1 材料和方法
1.1 病料样品与血清 2009年2月~12月期间,在广州6家宠物医院临床门诊中,采集107例呼吸道疾病患犬的鼻咽拭子样品和58份恢复期犬血清样品。鼻咽拭子浸于含有青、链霉素的灭菌生理盐水中,用于实验室检测,血清置-20℃保存备用;流感病毒H1、H3和H5标准阳性血清由华南农业大学禽病实验室提供。
1.2 主要试剂 TRIzol®Reagent购自 Invitrogen公司;Reverse Transcriptase XL(AMV)反转录酶、dNTPs、ExTaqDNA聚合酶、DL2000 DNA Marker、pMD-18T载体、T4 DNA连接酶均购自宝生物工程(大连)有限公司;胶回收(小量)试剂盒购自上海华舜生物技术有限公司;E.coliDH5α购自天根生化科技有限公司。
1.3 引物设计与合成 应用DNAStar及Primer Premier软件,对GenBank登录的多个H3N2亚型CIV基因序列进行比较,并在相对保守区分别设计11对扩增8个基因片段的引物,其中PA、PB1和PB2分两段设计。引物由上海英骏生物工程公司合成。
1.4 病毒分离 鼻咽拭子按常规方法处理,经尿囊腔接种9日龄~11日龄SPF鸡胚,每个拭子接种3枚鸡胚,0.1 mL/枚。37℃孵育,弃去24 h内死亡胚,每12 h观察一次,并将死胚置于4℃冰箱保存。96 h后将存活鸡胚置4℃冷却过夜,无菌收集鸡胚尿囊液。参照国标方法(农业部,2004)进行红细胞凝集(HA)试验。有血凝活性者做进一步鉴定;无血凝活性者将其尿囊液盲传三代,仍无血凝活性者弃去。
1.5 RT-PCR检测 对有血凝活性的尿囊液,按照TRIzol®Reagent使用说明书提取病毒RNA,进行RT-PCR检测,产物用琼脂糖凝胶电泳检测。
1.6 PCR产物的克隆及鉴定 回收目的片段,与pMD18-T载体连接后转化E.coliDH5α细胞内,经菌液PCR筛选阳性克隆,并由上海英骏生物技术有限公司测序。
1.7 序列分析 将测序获得的各病毒株基因序列,录入NCBI BLAST SERVER(Version 2.0)联机检索,对所得的序列进行同源序列比对,并通过DNAStar软件构建HA和NA基因的进化树。本研究选用参考病毒株HA基因的GenBank登录号分别为:DQ124190.1、DQ124196.1、DQ146419.1、CY006013.1、AB289341.1、EU301213.1、EU492530.1、AY862607.1、EU301240.1、GU122024.1和EU127500.2。选用参考病毒株的NA基因的GenBank登录号为DQ124151.1、DQ146420.1、AY862644.1、AY862641.1、AF156395.1、AB276116.1、AB472018.1、EU980503.1、CY005620.1、GU122065.1和 EU127501.2。
1.8 凝集抑制(HI)试验 将血清用受体破坏酶(RDE)处理后,参照国标方法进行HI试验(农业部,2004)。
1.9 理化特性检测 参照文献[6]方法进行乙醚、氯仿的敏感性试验和分离株耐酸性、耐热性试验。1.10 生物学特性检测 参照文献[7-8]方法测定分离株的红细胞凝集谱(牛、猪、公鸡和豚鼠)、鸡胚半数感染量(EID50)、鸡胚死亡平均时间(MDT)和病毒血凝素的稳定性。将病毒反复冻融3次,测定其HA效价,以检测反复冻融对病毒热稳定性的影响。
2 结果
2.1 病毒的分离鉴定 在107份鼻咽拭子样品中,3份样品的鸡胚尿囊液对1%公鸡红细胞有血凝活性,HA效价分别为25、26和25。对鸡胚尿囊液进行流感病毒M基因的RT-PCR扩增,经电泳检测可见大小约1000 bp的条带,与预期(1027 bp)相符(图1)。相对应的3份血清能够被H3亚型CIV阳性血清抑制,因此鉴定3个分离株均为CIV。根据流感病毒通用命名法则,分别命名为A/canine/Guangdong/01/2009(H3N2)、A/canine/Guangdong/02/2009(H3N2)和A/canine/Guangdong/03/2009(H3N2);缩写为 CGD1、CGD2和 CGD3。
2.2 序列分析 采用设计的11对引物,经RT-PCR扩增、克隆,分别获得3个分离株的cDNA序列(CGD1株各基因的RT-PCR扩增结果见图2),除HA、NA和NS基因外,其余基因均为高度保守。序列BLAST结果显示:3个分离株的HA和NA基因核苷酸序列分别与GenBank中H3和N2亚型的流感病毒株有较高的同源性。将分离株与代表性流感病毒HA和NA基因核苷酸序列对比,建立H3N2亚型CIV HA和NA基因核苷酸序列系统进化树(图3),可见分离株的HA和NA基因均与韩国2007年~2008年分离的H3N2亚型CIV属于同一个分支,相似性较高,亲缘关系较近。
2.3 理化特性检测 3个分离株经乙醚、氯仿和酸处理后接种鸡胚,测得尿囊液的HA效价均为0,表明分离株对乙醚、氯仿和酸均敏感。此外,分离株尿囊液经水浴处理后接种鸡胚,50℃水浴60 min后病毒丧失感染力。
2.4 生物学特性检测 3个分离株对公鸡、豚鼠、猪和牛的1%红细胞均具有凝集特性;将分离株分别作10-1~10-5稀释后测定EID50,按Reed-Muench方法计算得到其EID50值分别为10-2.5/0.1 mL、10-3.5/0.1 mL和10-2.42/0.1 mL;将分离株分别做10-2稀释后接种9日龄~11日龄SPF鸡胚,9 d后对照组全部健活,感染组鸡胚均死亡,死亡鸡胚的尿囊液均对1%公鸡红细胞具有血凝活性;分离株CGD1、CGD2和CGD3的MDT值分别为182.4 h、177.6 h和192 h;分离株分别置56℃水浴15 min,血凝价均下降2个滴度;60 min后病毒均丧失血凝价,表明3个分离株均为热不稳定型。此外,分离株反复冻融3次后血凝效价均下降3个滴度。
3 讨论
样品采集的时间与部位是分离CIV的前提。患犬在临床症状出现前的2 d~3 d开始排毒,一般持续一周左右。故鼻咽拭子样品的采集时间不能晚于症状开始后的3 d~4 d。另外,采样时操作必须迅速,特别是在夏季,应尽快将样本置冰盒内送往实验室或冷藏地点,这也是病毒分离成功与否的关键[9]。Beeler Emily也证实了这一点,认为鼻咽拭子是检测CIV的最佳样品,尤其是在临床症状出现之前所采集的拭子[10]。
本研究分离得到3个CIV分离株,经HI试验、序列测定和分析证实均为H3N2亚型,基因核苷酸序列系统进化树分析表明:3个分离株的HA、NA与禽源流感病毒的HA、NA基因亲缘关系较近,属于同一个进化分支,具有禽源流感病毒HA、NA基因的分子特征,与2006年~2007年我国广东地区分离的4株禽源H3N2亚型流感病毒结果一致。因此,推测广东地区的CIV为禽源H3N2亚型。ChulSeung Lee等通过病原学检测和血清学监测证实2007年韩国犬群中流行的CIV为禽源H3N2亚型[11]。
2009年2月~12月期间,广州地区临床疑似病例中CIV病原学调查的阳性率为2.8%,血清学调查阳性率为6.9%。3个分离株的血凝素均为热不稳定型,病毒在自然条件下存活能力较差,这可能是未引起大范围流行的原因之一[6]。2009年我国报道的犬感染H1N1亚型流感病毒可能仅是个例,但也应引起我们的重视。由于流行病学样本含量不足和采集地区的限制,本研究结果仅反应了广州地区犬群流感的发病情况,如果需要全面掌握我国CI的流行情况,应扩大样本含量和采集范围。
[1]LiShou-jun,ShiZhi-hai,Jiao Pei-rong,et al.Avian-origin H3N2 canine influenza A viruses in Southern China[J].Infect Genet Evol,2010,10(8):221-223.
[2]李冰.甲型流感H1N1也会感染犬[J].中国工作犬业,2009:45-46.
[3]Yoon K J,Cooper V L,Schwartz K J.Influenza virus infection in racing greyhounds[J].Emerg Infect Dis,2005,11:1974-1976.
[4]Songserm T,Amonsin A,Jam-on R.Fatal avian influenza A H5N1 in a dog[J].Emerg Infect Dis,2006,12:1744-1747.
[5]Daesub S,Bokyu K,Chulseung L,et al.Transmission of avian influenza virus(H3N2)to dogs[J].Emerg Infect Dis,2008,14(5):741-746.
[6]王连想,毕英佐,曹永长,等.猪流感病毒广东株的分离鉴定及其特性[J].中国兽医科技,2003,33(2):17-21.
[7]柴春霞.猪流感病毒的分离鉴定、生物学特性及HA基因的克隆与序列分析[D].河南农业大学硕士学位论文,2008.
[8]王斌斌.H3N2亚型猪流感病毒生物学特性和HA、NA、NS基因特性的研究[D].内蒙古农业大学硕士学位论文,2007.
[9]杨新刚,靳月生,姚学军,等.禽流感血凝抑制试验(HI)的影响因素分析[J].畜牧·兽医,2009.
[10]Beeler E.Influenza in Dogs and Cats[J].Vet Clin North Am Small Anim Pract,2009,39(2):251-264.
[11]ChulSeung L,DaeSub S,BoKyu K,et al.A serological survey of avian origin canine H3N2 influenza virus in dogs in Korea[J].VETMIC,2009.