鸭感染腺病毒的研究进展与防控*
2019-12-11徐小林陈申培程小果张厚胜陈申秒
徐小林,陈申培,程小果,张厚胜,陈申秒**
(1.安徽宣城宣州区杨柳镇人民政府农业综合服务站 安徽宣城 242064;2.安徽华晨畜牧水产科技公司 合肥 230071;3.山东省动物病原微生物工程实验室 山东滨州 256606)
2013 年以来,禽腺病毒(Fowl adenovirus,FAdV)感染病例遍布我国,蛋鸡、商品白羽肉鸡、黄鸡等各种品种的鸡群大面积流行,给我国养禽业带来巨大损失。流行的初期,关于鸭感染腺病毒的报道相对较少,没有关于鸭群感染腺病毒造成大面积伤亡的报道。
随着对FAdV 病原研究和疫苗防治的开展,很多新的问题不断被发现,病原的来源、流行性毒株血清型的变化和鸭感染病例的增多是最为值得关切的问题,本文对近些年来FAdV 病毒、血清型变化的分子机制、不同宿主的特异性变化进行综合分析,探讨鸭感染腺病毒发病可能的原因和规律,为解决该病寻求技术突破。
1 腺病毒的分类与血清型变化
根据国际病毒分类委员会(ICTV)分类,腺病毒科Adenoviridae 下设5 个属,其中包括禽腺病毒属(Aviadenovirus)和富AT 腺病毒属(Atadenovirus)。禽腺病毒属包括三个群,目前认为引起当前鸡腺病毒流行的为I 群禽腺病毒的不同血清型,包括鸭腺病毒2 型。而鸭腺病毒A 型是富AT 腺病毒属的代表种[1],其与近两年鸭群感染腺病毒病例逐渐增加的关系还有待于进一步研究。有学者建议将鸭腺病毒2 型明确为腺病毒科禽腺病毒属(Aviadenovirus)的一个新种,将鸭腺病毒A 型命名为鸭源富AT 腺病毒A 型。
前人研究报道认为,FAdV 不同血清型甚至相同血清型的不同毒株致病性差异很大[2],引起当前我国FAdV 主要流行毒株为C、D、E 三个种,其中C 种FAdV 以血清4 型和E 种血清8 型为主[3,4]。尹燕博等[5]研究显示,对2007-2017 年从我国主要养殖区临床病料中分离的86 株禽腺病毒(FAdV)血清型鉴定结果表明,我国流行的主要血清型为FAdV-11、FAdV-4、FAdV-8b 和FAdV-8a,其中商品蛋鸡主要是FAdV-4(88.9%)和FAdV-11(11.1%);商品白羽肉鸡主要是FAdV-11(47.6%)和FAdV-8b(28.6%),同时也有FAdV-8a 和FAdV-4 检出;其研究还发现2017 年FAdV-8b 的检出率出现异常增高。朱小甫等[6]2017年对鸡群FAdV分析发现主要流行株属于FAdV-4型,且与山东鸭源株以及印度、韩国毒株具有很高的同源性。
鸭感染腺病毒的报道逐渐增多,随着样本数的扩大,结果并不完全一致。陈仕龙等[7]从雏番鸭流行一种以肝脏肿大、颜色变淡呈黄白色、表面有斑驳状或散在点状出血点为主要特征的新疫病中分离到多株病毒,证实该病是由一种有别于EDSV 和禽腺病毒血清4 型的新型鸭腺病毒感染导致的,鉴定为鸭2 型腺病毒。人工感染鸭出现与临床相似的病症和剖检病变,与攻毒鸭同居感染的雏番鸭也能发病和死亡。刘吉山等[8]2016 年对山东省某鸭场养殖25 日龄麻鸭进行了实验室诊断,证实该鸭群系感染FAdV-4,发生心包积水综合征并导致死亡。江斌等[9]2017 年于福建某番鸭场25 日龄番鸭检测出I 群2 型腺病毒病。番鸭腺病毒病会导致感染鸭的肝脏出现肿大、坏死、变白的特征性病理变化,分析该病毒的靶器官在肝脏。刘新勃等[10]检测泰安地区的樱桃谷鸭,检测到的FAdV 主要为血清4 型,也检测到1 例血清8b 型。Marek 等[11]采用高通量测序技术获得了法国株的全基因序列。接着国内学者在雏番鸭急性死亡、肝脏出血和发黄的病料中检测到鸭2 型腺病毒,并获得了病毒全基因序列[12-14]。
综上所述,对鸭群流行的腺病毒类型可以概括为鸭腺病毒A型、I 群腺病毒2 型、FAdV-4 和FAdV-8b 等几种类型,其中鸭腺病毒A 型的分类地位和流行情况尚需深入证实;鸭腺病毒2 型被认为是仅发生于番鸭的类型,这种感染机制需要更深入的研究来证实,从其他病原在番鸭和其他品种鸭群上的差别来看,宿主细胞对病毒感染的差异是存在的,而FAdV-4 和FAdV-8b 在鸡群上大面积发生而又转到对水禽的感染,则是近年来与其它种类疾病具有共同的流行特点,这给疾病的不断变化、流行范围和疾病控制都带来很大的难度,从防治研究上意义重大。
2 腺病毒引起不同宿主感染的机制研究
FAdV 基因组为双股线性DNA,基因组大小约为43~45kb,由二十面体对称的蛋白质外壳包裹着核酸构成的核心,外壳主要由六邻体(hexon)、五邻体(penton)、纤维蛋白(fiber)等构成[15]。Hexon 基因是腺病毒科所有病毒的必需功能域基因[16],存在于所有腺病毒科病毒;hexon 蛋白是FAdV 的主要免疫保护性蛋白,含有主要的种属特异性抗原决定簇,具有被中和抗体识别的表位,当hexon 蛋白出现替代或突变将会导致中和免疫缺失[17,18]。
目前对腺病毒变化的跟踪主要是基于对hexon 基因的研究和 分 析,Sheppard 等[15]将FAdV-10 hexon 分 为loop 区 和pedestal 区,前者又分为L1、L2、L3 和L4;pedestal 分为P1和P2。Loop1、Loop2 及P1 区在hexon 基因的前段和中段,主要有大量抗原和亲水性基团,高度保守且能诱导较高特异性的抗体,是FAdV 基因分型的靶基因,其变化对病毒的影响极为关键[19]。邹开宇等[20]对我国I 群禽腺病毒主要流行血清型hexon 蛋白序列分析及抗原表位预测,发现loop 区为FAdV-I 主要可变区,在hexon 蛋白氨基酸序列L1 区第132~289 位、L2 区第363~507位和L4 区第793~878 位存在可变区预测到FAdV-4、FAdV-8a、FAdV-8b 和FAdV-11 的代表株hexon 蛋白分别有40、37、38 和37 个抗原表位,并分别有16 个、3 个、6 个和3 个特异性抗原表位。刘荣昌等[21]通过克隆分析鸭腺病毒A 型的hexon 基因序列,推测禽腺病毒属存在特异性感染鸭群的腺病毒,近年来关于分离到鸭腺病毒2 型(duck adenovirus 2)的报道证实了这种推测[13,22]。牛登云等[4]对hexon 基因测序分析发现,2015 年4 型流行毒株的hexon 基因出现17 个核苷酸突变位点,8b 型流行毒株则出现84 个核苷酸突变位点,氨基酸突变率分别达到2.9%和10.4%。
根据FAdV感染主要病理变化,分为鸡包涵体肝炎(Inclusion bodyhepatitis,IBH)、心包积水综合征(Hydropericardium syndrome,HPS)和肌胃糜烂(Gizzarderosions,GE)三大类。研究报道认为IBH 与HPS 的流行和FAdV 血清型相关,在流行规律和病变特征上有很大差异,12种血清型均可以引起包涵体肝炎,以FAdV-8a/b 为主,引起心包积水综合征仅FAdV-4 型[22]。临床病理学观察中发现,FAdV-4 可引起鸡肝细胞核爆炸式碎裂,心包腔中有淡黄色清亮积液,肺水肿,肝脏肿胀和色变,肾脏肿大伴有肾小管扩张,心脏和肝脏出现多发性局灶性坏死,同时伴有单核细胞浸润[23];FAdV-8b 特别偏好在肝细胞生长,且在特定情况下能导致严重的肝损伤(IBH),导致肝脏苍白、质脆、肿胀,肝和骨骼肌会有出血点和出血斑,也可导致鸡淋巴器官中淋巴细胞大量崩解,并引起典型的腺胃炎[5]。刘东等[24]研究认为,目前国内I 群腺病毒主要有2 个血清型,临床表现包涵体肝炎的为FAdV-8a/b 型,表现为心包积液综合征的为FAdV-4 型。
综合来看,鸭源腺病毒的来源有富AT 腺病毒属的鸭腺病毒A 型和禽腺病毒属两个来源,目前的研究认为鸭腺病毒A 型只有1 个血清型,而来源于禽腺病毒属的不同血清型的报道并不一致,且在不断发生变化。来源于富AT 腺病毒属的鸭腺病毒A 型致鸭群发病的研究数据偏少,禽腺病毒属在鸭上面的感染血清型的变化需要持续的跟踪。根据已有的数据来看,由鸡源腺病毒到鸭群的传播值得怀疑,鸭群感染导致不同血清型感染鸡的情况更为复杂,系统防治措施有待于进一步完善。
3 腺病毒的防治
随着兽用生物制品的发展和市场营销的活跃,越来越多的疫苗产品用于畜禽疾病的防治,然而系统的防治不能仅仅寄希望于疫苗,在系统的防治体系当中,完备的生物安全措施、正确的检测和监测手段以及合理的免疫评估是解决疾病的根源。目前对腺病毒抗原、抗体检测的实验室方法均有报道,Saifuddin 等[25]建立了组织或血液中检测FAdV 抗原的ELISA 方法,可检测出感染低于100TCID50/mL 的病毒。Marek 等[26]用六邻体表达的重组蛋白作为包被抗原,建立了一种检测FAdV 的ELISA 方法和斑点ELISA 方法。文艳玲[27]将hexon 表达的抗原蛋白作为包被抗原,建立检测FAdV 抗体的间接ELISA 方法,其对免疫的鸡血清中的抗体具有很高的敏感性。然而无论抗原还是抗体的检测方法,都没有开发为方便规模化养殖使用的检测产品,这对于评估养殖鸭群或鸡群的感染情况的评估,以及指导和制定合理的程序都具有很大的缺陷。
FAdV 流行血清型的多样性是防治的最大难题,血清型之间的交叉保护研究报道很多,观点并不完全一致。Steer 等通过交叉中和试验证实,FAdV-1 和8b 型不能相互中和,韩国学者报道FAdV-4 灭活疫苗可交叉保护FAdV-5、8a、8b 和11 型。国内有报道称,FAdV-4 灭活疫苗只能交叉保护FAdV-8b,但不能完全保护FAdV-8a 的攻击。尹燕博等[5]研究发现FAdV-4 可以中和FAdV-11,FAdV-11 的血清却不能中和FAdV-4,而且FAdV-4、8a 和8b 型之间均不能相互中和,FAdV-8b 和11 型之间能相互中和。从目前国内养殖场反馈的情况来看,不同血清型存在于不同的养殖区域,不同血清型产品的保护效果差异显著,有报道称用FAdV-2 型、4 型、8a/b 型、10 型、12 型等地方分离株,根据区域流行的血清型制备的二价或多价油乳剂灭活苗,保护效果明显提高。另外,深入研究和开发亚单位和载体疫苗,避开使用全病毒制备疫苗,具有很大的优势和前景。Shah 等[28]将原核表达的五邻体核衣壳蛋白制成亚单位疫苗,用于免疫肉鸡,疫苗保护率达90%以上。对所有畜禽疾病而言,在开发免疫产品的同时,配套开发检测和监测产品,是有益于养殖业发展的正确道路,值得研究者共同探讨。对鸭群防治FAdV 来说,建立快速有效检测鸭群感染血清型的方法和疫苗免疫评估方法,是研究FAdV 防治的重点方向之一。
生物安全措施永远都是疾病防治的第一关口,从目前我国养鸭的规模和发展趋势来看,规模化的速度很快但仍存在较多的问题,一方面出现了高感染率禽病转移到鸭群的情况,比如禽流感、新城疫、腺病毒;另一方面出现了很多新病,比如鸭坦布苏病、鸭长舌病、星状病毒等。由于发展速度快,规范程度低,产品和技术更新滞后,造成鸭群使用的产品结构层次不齐,垂直传播的疾病和产品原辅料污染是最大问题。周斌等[29]从污染的疫苗中分离到禽腺病毒,其造成的影响是非常巨大的,市场流通的粗制抗体、不合规的治疗性产品极大的增加了病毒感染鸭群的风险,生物安全的问题不从根源上加以控制,会有更多的鸭群疾病出现,对整个养禽业的疾病控制带来更为复杂的问题,也为病毒的生存留下更多空间。因此,我们应当从生物安全、产品安全、检测到位、监测及时、程序规范、评估有效等系统开展疾病的防治研究,将疾控当成一个系统工程有效控制病毒的扩散和传播。█