超感染排斥在蛋鸡疫病防控中的潜力

文│苏权 顾舒舒 吕宗德 陈婷 （江苏省南京市畜牧兽医站）

近年来，我国经济社会快速发展，推动了我国规模蛋鸡养殖企业迅速发展，使得养殖场在防疫制度制定、免疫操作及饲养水平方面都有了长足的进步，但是诸如鸡传染性支气管炎、鸡传染性法氏囊及减蛋综合征等疫病即使按照规定完成免疫仍在我国流行，严重危害着我国蛋鸡养殖产业，对我国食品安全产生巨大威胁。而早在一个世纪前，植物科学家就利用超感染排斥这种现象制定出新型的疾病保护策略，即给植物接种一种温和的病毒以此来保护植物免受其他病原体的危害。除植物外，在节肢动物中也在考虑使用温和型病毒以有效控制虫媒疾病的传播和扩散。所以，未来超感染排斥也可应用于蛋鸡养殖产业，作为主动免疫的一种补充手段用于对抗那些难以防控的疫病。

一、建立新型防疫策略的必要性

1.我国鸡场疫病流行现状。当前，我国蛋鸡养殖业呈现集约化、规模化、数量众多等特点。尽管高致病性禽流感、马立克氏病等疫病在一些规模较小的鸡场或疫病净化场已经取得了控制，然而，对于鸡传染性支气管炎、鸡传染性法氏囊病、减蛋综合征、新城疫以及滑液囊支原体等疫病仍然面临长期存在的问题，难以完全根除。目前，疫病流行的趋势呈现非典型化、病程缓慢化等特点，使得在养殖过程中难以及时发现，给疫病防控工作带来了巨大的困难。

2.我国鸡场疫病防控现状。目前，我国蛋鸡疫病防控主要采用疫苗免疫为主，辅以疫病监测、消毒、技术管理等手段。然而，在实际操作中存在一些问题：一是缺乏对疫病防控系统的深入认知，导致在消毒、引种隔离等环节上的重视不够，严重依赖疫苗免疫。这表现为鸡舍空舍时间过短、消毒不够彻底、对病死鸡不进行隔离等，而对于某一疾病或症状的出现，则往往通过补免的方式来解决。二是养殖制度不够完善，与其他现代化养殖行业相比，蛋鸡养殖行业的现代化水平仍有待提高。操作方法和技巧大多通过口头传授或帮带中传授，缺乏标准化流程，导致在实际生产中存在一些问题，如运送病死鸡时未进行消毒、不使用专用裹尸袋等现象。三是疫病监测困难。当前疾病的流行特点表现为致死性低、隐蔽性高，例如传染性支气管炎在蛋鸡开产前难以发现。由于养殖场规模较大，疫病监测成本较高，使得自我监测仍然面临一定的挑战。

二、超感染排斥概述

1.超感染排斥简介。超感染排斥（Superinfection exclusion，SIE）是指初次侵染细胞的病毒可以形成一种防御机制，防止后续入侵的病毒再次感染同一细胞。在20世纪90年代，Wingard等人首次报道了这种现象。他们发现烟草花叶在接种环斑病毒（TRSV）后，再次接种同一病毒时不再感染，也不表现为环斑病变症状。此后，类似的现象在柑橘和番茄中也被观察到，进一步研究揭示了这种排斥现象是由病毒引发的。在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，研究人员发现第一波噬菌体吸附在大肠杆菌上时会诱导大肠杆菌产生防御机制，将随后入侵的噬菌体DNA溶解。这种防御机制仅对后续入侵的噬菌体起作用，不影响第一波入侵的噬菌体。在动物病毒领域，研究人员在20世纪70年代发现小鼠的内源性病毒FV1基因能够使小鼠对各种鼠白血病毒株产生免疫。2016年，Criddle等人发现在α疱疹病毒中，人单纯疱疹病毒1型（HSV-1）与伪狂犬病病毒（PRV）存在超感染排斥现象，且该现象不依赖于糖蛋白D的介导。2021年，黄耀伟团队发现在冠状病毒中，猪的传染性胃肠炎病毒（TGEV）和丁型冠状病毒（PDCoV）之间存在相互的超感染排斥现象，且不依赖于氨基肽酶N受体。总体而言，超感染排斥现象广泛存在于各类动物病毒中。

2.超感染排斥在鸡中的研究进展。在一个世纪之前，研究人员开始对禽类病毒的超感染排斥现象进行研究。在1966年，他们发现禽白血病病毒和劳氏肉瘤病毒之间存在超感染排斥现象。随后在1968年，研究发现不同的新城疫毒株之间也存在超感染排斥现象。研究表明，新城疫LoSota株在感染鸡群12小时后能诱导机体产生干扰素，从而抑制NYP株的感染。进一步的研究由Morrison团队于1989年进行，发现外源性表达新城疫病毒血凝素-神经氨酸酶蛋白的鸡胚细胞能减少新城疫病毒的感染，暗示新城疫的超感染排斥现象可能与该蛋白有关，尽管两者之间的关系尚不明确。直到2022年，曹旭红等人首次证明了新城疫病毒通过神经氨酸酶参与超感染排斥的调控。在流感病毒方面，2008年研究团队发现病毒神经氨酸酶是诱导超感染排斥的关键。2018年，另一研究团队通过同时或者先后感染低致病性禽流感病毒和鸡传染性支气管炎病毒发现，这两种病毒都能相互抑制，降低彼此的感染率。

3.超感染排斥的产生机制。尽管超感染排斥现象广泛存在于各类病毒中，但其引发排斥的具体机制却因病毒类型而异。在植物领域，研究表明病毒通过诱导植物体内针对RNA病毒的免疫系统来构建排斥机制。植物细胞表面和细胞内存在一种模式识别受体（PRR），该受体能够识别双链RNA和单链RNA。当RNA病毒侵入时会合成双链RNA（dsRNA），激活PRR并通过Dicer样蛋白将其水解成小RNAs，最终整合到病毒RNA上，沉默该RNA，使植株获得对该病毒的抗性。节肢动物拥有类似于植物的免疫系统。当RNA病毒在细胞质内复制合成双链RNA时，会激活细胞的RNAi防御系统，该系统能够降解具有相同序列的RNA。

哺乳动物拥有强大的先天免疫和适应性免疫，为病毒提供高效的交叉保护，防止远亲或近亲病毒的相继感染。然而，某些病毒仍具有特定的排斥机制。例如，痘病毒在其复制阶段通过介导血凝素（A56）和分泌蛋白K2形成复合物，对后续入侵的痘病毒膜融合复合物产生竞争性结合，诱导排斥发生。丙型流感病毒在入侵时通过减少唾液酸以及降低gp40受体蛋白的表达来构建排斥体系，这两种蛋白是丙型流感病毒入侵的必需因子。此外，不同病毒诱导排斥的阶段和时间也存在差异。植物的弹状病毒在初次入侵后就会诱导排斥，通过合成结构蛋白M达到一定浓度，使得后续入侵的病毒RNA重新包装，阻止其复制。猪的传染性胃肠炎病毒在复制阶段建立排斥，而痘病毒和SFV则在感染后的早期就能构建排斥现象，分别在4小时和15分钟后阻止后续同类病毒的入侵。

三、超感染排斥作为新型疫病防控策略的潜力

当前我国蛋鸡养殖业主要采用疫苗免疫作为主要的疫病防控手段。然而，由于各养殖场的防疫条件、技术水平以及雏鸡引进时可能导致的鸡群应激等因素，一些病毒性疫病如鸡传染性支气管炎、鸡传染性喉气管炎、鸡传染性鼻炎等在我国各地持续感染发病，对蛋鸡养殖产业构成威胁。因此，有必要制定新的措施来降低疫病的发生和流行。研究表明病毒中普遍存在着超感染排斥现象，这种现象同样存在于禽类病毒中。在植物领域，早在一个世纪前就已经开始尝试利用超感染排斥进行疾病的防控，即通过一种温和的病毒先感染植株，使其免受其他病毒的感染。这种手段在种植业中取得了显著效果，例如，在可可植株上接种弱毒性的可可肿枝病毒病可以增强其对强毒株的抗病能力。

在虫媒疾病的防控方面，许多科学家也在尝试基于超感染排斥现象构建新型的防控策略。在甲病毒科中，发现辛德毕斯病毒（SINV）感染白纹伊蚊细胞后能同源性排斥后续入侵的病毒；此外，感染了白纹伊蚊细胞的辛德毕斯病毒还能异源性排斥利基森林病毒（SFV）、乌纳病毒（UnaV）等的感染。这种现象同样存在于虫媒病毒的黄病毒科中。

综上所述，超感染排斥现象广泛存在于从植物到动物的各类病毒中，并在植物领域得到了广泛的应用。这表明超感染排斥现象在构建新型疫病防控方面具有重要的意义。

四、展望

当前我国蛋鸡养殖产业严重依赖疫苗免疫体系，因此，基于超感染排斥制定新型疫病防控策略有助于弥补当前防控体系的不足。尽管该策略在理论上是可行的，但仍然面临一些问题。首先，不同病毒引发排斥的机制存在差异，例如痘病毒和丙型流感病毒。其次，禽类病毒的研究相对较少，目前关于超感染排斥的研究主要集中在植物领域和人类疾病方面，对于禽类病毒的研究仅停留在表观，并未深入研究其发生的机制。第三，存在特殊情况，尽管超感染排斥广泛存在于各类病毒中，但也有一些病毒在感染后可能增强另一种病毒的感染，如马立氏克病病毒与J亚群禽白血病病毒之间存在协同作用。然而，一旦克服这些挑战，深入解析超感染排斥的相关机理后，利用非致病性病毒来抵御其他病毒或新型病毒的感染将成为可能。此外，基于这一机理，可以通过基因工程开发更安全的生物疫苗，这对于降低免疫成本和疫病扩散风险都具有重要意义。