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        水貂阿留申細(xì)小病毒的致病機(jī)制、鑒定及防治方法

        2017-04-04 11:41:16卞大偉遼寧省畜產(chǎn)品安全監(jiān)察所遼寧沈陽110003
        山東畜牧獸醫(yī) 2017年4期
        關(guān)鍵詞:水貂抗原敏感性

        卞大偉 (遼寧省畜產(chǎn)品安全監(jiān)察所 遼寧 沈陽 110003)

        水貂阿留申細(xì)小病毒的致病機(jī)制、鑒定及防治方法

        卞大偉 (遼寧省畜產(chǎn)品安全監(jiān)察所 遼寧 沈陽 110003)

        水貂阿留申細(xì)小病毒(Aleutian mink disease parvo virus,AMDV)是感染水貂的自主復(fù)制型細(xì)小病毒,是引起水貂阿留申病的病原。AMDV感染水貂后會產(chǎn)生抗體依賴的病毒感染增強(qiáng)作用(Antibody-dependent enhanceme nt,ADE),還沒有效果較好的疫苗進(jìn)行防控。本文主要對AMDV的致病機(jī)制及目前的鑒定和防治方法進(jìn)行綜述。

        水貂阿留申細(xì)小病毒是感染水貂的自主復(fù)制型細(xì)小病毒,給世界范圍的水貂養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失[1]。AMDV根據(jù)不同的病毒株、水貂年齡、免疫狀態(tài)等因素,可引起不同的疾病,AMDV感染血清反應(yīng)陰性的幼貂,可在肺泡II型細(xì)胞高效復(fù)制,引起急性致死性間質(zhì)性肺炎,而感染成年貂,則主要感染淋巴結(jié)巨噬細(xì)胞,呈低水平病毒復(fù)制,引起以脾腫大、高丙種球蛋白血癥、漿細(xì)胞增多、動脈炎、免疫復(fù)合物型腎小球腎炎為特征的慢性疾病,可致使水貂消瘦,繁殖力底下[1,2]。目前,對于AMDV,還沒有公認(rèn)的效果較好的疫苗,也沒有特效的治療方法,只能通過檢疫、淘汰病貂等方法來凈化貂群,進(jìn)行防控。本文根據(jù)AMDV致病機(jī)制的研究進(jìn)展,對目前AMDV的鑒定和防治方法進(jìn)行綜述。

        1 AMDV基本特征及致病機(jī)制

        (1)AMDV屬于細(xì)小病毒科(Parvoviridae)阿留申細(xì)小病毒屬(Amdoparvovirus)成員,基因組為單股線性負(fù)鏈DNA,長約4800nt,兩端回文序列形成復(fù)雜的發(fā)夾結(jié)構(gòu),中間序列含有兩個(gè)開放閱讀框(ORFs),左端ORF編碼非結(jié)構(gòu)蛋白NS1、NS2和NS3,其中NS1是主要的多功能蛋白,在病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程中發(fā)揮重要作用;右端ORF編碼結(jié)構(gòu)蛋白VP1和VP2,其中VP2是主要的衣殼蛋白,占衣殼蛋白的90%,含有主要的抗原決定簇[3~6]。病毒粒子無囊膜,直徑約24~26nm,呈正二十面體對稱,結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)緊密,對外界環(huán)境抵抗力強(qiáng),耐熱,并能耐受氯仿等有機(jī)溶劑[7]。在體外,AMDV能在貓腎細(xì)胞系CRFK細(xì)胞中復(fù)制,最適培養(yǎng)溫度32℃。(2)AMDV與其它自主復(fù)制型細(xì)小病毒相比有其特殊的致病機(jī)制。如上所述,不含母源抗體的幼貂感染AMDV致病株,可在感染后2~3周即產(chǎn)生暴發(fā)性的間質(zhì)性肺炎,致死率達(dá)90%以上[8]。而幼貂在出生一周后感染AMDV,則產(chǎn)生肺炎的幾率會顯著降低,而是會產(chǎn)生成年貂感染AMDV的癥狀,即機(jī)體快速產(chǎn)生抗病毒抗體,病毒則呈持續(xù)性感染[9]。成年貂感染AMDV的癥狀與病毒毒株及水貂基因型有關(guān)。AMDV的致病株AMDV-Utah具有較強(qiáng)致病性,在成年貂體內(nèi)呈持續(xù)性感染,導(dǎo)致免疫系統(tǒng)紊亂,但在體外CRFK細(xì)胞中復(fù)制效率低,而AMDV的弱毒株AMDV-G則能在CRFK細(xì)胞中高效復(fù)制,但在體內(nèi)無致病性[5,10]。AMDV感染后可快速刺激機(jī)體產(chǎn)生抗病毒抗體,抗AMDV抗體與病毒粒子結(jié)合形成感染性的免疫復(fù)合物,沉積在血管和腎小球處,導(dǎo)致高丙種球蛋白血癥和腎小球腎炎等癥狀。免疫過的成年貂雖然已產(chǎn)生保護(hù)性抗體,但并不能使其免于AMDV的感染,反而會加快疾病進(jìn)程,即抗體依賴的病毒感染增強(qiáng)作用(Antibody-dependent enhancement,ADE)。這是因?yàn)锳MDV可通過與抗體結(jié)合形成的免疫復(fù)合物,進(jìn)一步與巨噬細(xì)胞表面Fc受體或補(bǔ)體受體結(jié)合,從而促進(jìn)AMDV進(jìn)入巨噬細(xì)胞,將AMDV與已感染水貂的血清預(yù)先孵育后,再感染巨噬細(xì)胞,其感染效率可提高10倍[11]。而幼貂免疫后產(chǎn)生的抗體則能保護(hù)幼貂免于產(chǎn)生致死性肺炎,這與AMDV感染幼貂的靶細(xì)胞是肺泡II型細(xì)胞有關(guān)。雖然抗體能夠促進(jìn)AMDV感染巨噬細(xì)胞,但僅有少量巨噬細(xì)胞能產(chǎn)生AMDV mRNA,說明AMDV在巨噬細(xì)胞內(nèi)并沒有起始感染,存在其他機(jī)制限制病毒復(fù)制,使病毒呈持續(xù)性感染,進(jìn)一步影響體內(nèi)免疫系統(tǒng)[12]。研究表明,抗體結(jié)合AMDV的主要位點(diǎn)是VP2蛋白的428~446位氨基酸,抗VP2∶428~446的抗體能夠凝集病毒粒子形成免疫復(fù)合物,介導(dǎo)ADE[13]。AMDV-G感染CRFK細(xì)胞可引起細(xì)胞凋亡,用凋亡蛋白酶3(caspase 3)或廣譜蛋白酶抑制劑預(yù)先處理CRFK細(xì)胞,可以抑制病毒引起的凋亡,但同時(shí)發(fā)現(xiàn),抑制凋亡會顯著降低感染性病毒粒子的產(chǎn)量,說明在體外,AMDV的高效復(fù)制依賴于特異凋亡蛋白酶的激活[14~16]。目前,AMDV的ADE機(jī)制還存在很多未解問題,需進(jìn)行深入研究,以期尋求防治AMDV的有效方法。

        2 AMDV的鑒定

        2.1 病毒粒子的鑒定 隨著全基因組測序技術(shù)的快速發(fā)展,各種PCR技術(shù)的不斷創(chuàng)新,使AMDV的全基因組測序成為可能。Jensen等通過PCR擴(kuò)增NS1基因的374bp片段檢測水貂組織樣品中的AMDV,與對流免疫電泳方法相比,其相對敏感性達(dá)97.9%[17]。由于AMDV對外界環(huán)境抵抗力強(qiáng),可能長期存在于被污染的貂場中,Prieto等為了檢測貂場中的環(huán)境樣品是否污染了AMDV,建立了實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qPCR)檢測方法,AMDV感染的貂場中93.9%的環(huán)境樣品都顯示AMDV陽性,沒有AMDV感染的貂場或已進(jìn)行過殺毒處理的貂場的檢測結(jié)果呈陰性,與動物直接接觸的樣品所污染的AMDV水平最高[18]。PCR和qPCR檢測方法靈敏度高,耗時(shí)較少,但需要特殊的儀器和專業(yè)技術(shù),因此比較適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室檢測,卻不適用于大規(guī)模檢測。Zhang等優(yōu)化環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)來檢測AMDV,設(shè)計(jì)6個(gè)特異引物擴(kuò)增VP2基因的特異序列,在等溫條件下(65℃水浴),45min即可完成擴(kuò)增反應(yīng),利用熒光染料用肉眼即可觀察檢測結(jié)果,不需要特殊儀器,具有簡單、特異、快速、成本低的特點(diǎn),比普通PCR靈敏度更高(圖1)[19]。LAMP技術(shù)方法有潛力成為AMDV的有效診斷工具,特別是在沒有特殊儀器的野外條件下,應(yīng)用前景更好。

        2.2 抗AMDV抗體的鑒定 (1)PCR方法檢測AMDV感染,在感染早期,其敏感性顯著高于對流免疫電泳技術(shù)(coun-terimmunoelectrophoresis,CIEP),但是由于病毒血癥和糞便排毒時(shí)間呈間歇性,PCR應(yīng)用有一定限制[20]。感染后24周仍能檢測到AMDV抗體,因此可以通過抗體檢測來鑒定AMDV感染。常規(guī)的AMDV抗體檢測方法是CIEP,基于抗原抗體特異性反應(yīng),在瓊脂糖凝膠電泳時(shí),抗原由負(fù)極向正級移動,抗體由正極向負(fù)極移動,兩者相遇形成灰白色沉淀線[21]??乖梢允莵碓从诮M織或細(xì)胞培養(yǎng)物的全病毒抗原,也可以是基因工程抗原。Clemens等將VP1和VP2基因編碼序列插入重組牛痘病毒,重組病毒VV∶ADSP感染細(xì)胞后能夠成功表達(dá)VP1和VP2蛋白,并且VP2蛋白能夠自我組裝形成病毒樣顆粒(VLPs);接種VV∶ADSP能夠產(chǎn)生抗AMDV抗體;將重組表達(dá)產(chǎn)物作為抗原進(jìn)行CIEP試驗(yàn)檢測正常和患病水貂的血清,其特異性與標(biāo)準(zhǔn)ADV抗原相同[22]。Knuuttila等利用昆蟲桿狀病毒系統(tǒng)成功表達(dá)了結(jié)構(gòu)蛋VP2,并自我組裝形成VLPs,純化后的VLPs作為抗原進(jìn)行CIEP,與傳統(tǒng)CIEP抗原相比,兩者符合率達(dá)到100%[23]。國內(nèi)曾祥偉等將VP2基因的主要抗原區(qū)進(jìn)行原核表達(dá),將表達(dá)蛋白純化后作為抗原進(jìn)行CIEP,與傳統(tǒng)CIEP結(jié)果相比較,改進(jìn)的CIEP方法具有較高的敏感性和特異性,血清檢出率更高,兩者檢測符合率達(dá)94.3%[24]。全病毒抗原存在散毒危險(xiǎn),臟器抗原制備繁瑣,細(xì)胞抗原的病毒效價(jià)較低,病毒濃縮和純化成本較高,相比而言,基因工程疫苗特異性較好,且無散毒危險(xiǎn),正逐漸被推廣應(yīng)用。(2)CIEP方法檢測AMDV感染,具有較好的特異性和敏感性,被作為抗體檢測技術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但是試驗(yàn)過程需要復(fù)雜的儀器,并且結(jié)果判定存在主觀性,可能導(dǎo)致假陽性的判定。Knuuttila等在利用VLPs作為抗原進(jìn)行CIEP的同時(shí),還進(jìn)行了酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA),將VLPs作為包被抗原,HRP標(biāo)記的羊抗貓抗體作為二抗,檢測316份水貂血清樣品,并將ELISA和CIEP結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示ELISA與CIEP檢測結(jié)果相一致,可以應(yīng)用于AMDV感染檢測,并建議推廣應(yīng)用[23]。Andersson和Wallgren對以AMDV病毒為抗原的ELISA方法和以AMDV VP2蛋白為抗原的ELISA方法進(jìn)行比較,并以傳統(tǒng)CIEP方法為金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。與CIEP相比,VP2-ELISA的敏感性和特異性分別為99.7%和98.3%,而AMDV-ELISA的敏感性和特異性僅為37.6%和98.3%,因此,推薦VP2-ELISA作為診斷方法代替CIEP檢測AMDV抗體。Chen等將VP2蛋白的主要抗原區(qū)(332~452位氨基酸片段)進(jìn)行原核表達(dá),表達(dá)的重組蛋白VP2332-452純化后作為抗原進(jìn)行ELISA,檢測水貂血清樣品,與傳統(tǒng)CIEP相比,VP2332~452ELISA的特異性和敏感性分別達(dá)97.9%和97.3%,表明VP2332~452可以作為抗原進(jìn)行ELISA檢測AMDV感染[25]。同年,Ma等預(yù)測了6個(gè)AMDV VP2抗原性肽段,即氨基酸P1(288~309),P2 (325~340),P3(415~433),P4(514~532),P5(556~567)和P6(604~616),人工合成這6個(gè)肽段,并在多肽的N端或C端加一個(gè)半胱氨酸,再交聯(lián)一個(gè)卵清蛋白(OVA),重組蛋白作為抗原進(jìn)行ELISA,對各肽段的抗原性的檢測結(jié)果表明,P1的抗原性最好;用含有P1的重組蛋白作為抗原,檢測764份水貂血清樣品,與傳統(tǒng)CIEP相比,ELISA的敏感性和特異性分別達(dá)98.0%和97.7%,兩者一致性達(dá)97.9%;同時(shí),比較了ELISA和CIEP對感染早期的血清樣品的檢測結(jié)果(共342份血清樣品,PCR檢測AMDV基因組陽性,而CIEP檢測AMDV抗體陰性),ELISA檢測的陽性樣品149份,陽性率為43.6%;敏感性和特異性檢測結(jié)果表明利用VP2多肽為抗原的ELISA比CIEP的敏感性更高,特異性更好[26]。ELISA方法檢測抗體,克服了CIEP的主觀性,可自動化操作,且敏感性比CIEP更高,更適于檢測AMDV感染。各研究結(jié)果表明,VP2-ELISA比AMDVELISA的敏感性和特異性更高,適于用來檢測AMDV感染,但需要利用昆蟲桿狀病毒系統(tǒng)表達(dá)大量的VP2蛋白,并需要進(jìn)行純化,成本較高,而原核表達(dá)VP2抗原肽段或合成肽,既降低了蛋白表達(dá)和純化的成本,又有較高的敏感性和特異性,更適于作為抗原進(jìn)行ELISA檢測AMDV感染。(3)間接免疫熒光試驗(yàn)(Indirect immunofluorescence assay, IFA)也可用于抗原抗體反應(yīng),但此方法多用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的病毒檢測和蛋白功能鑒定等。經(jīng)典的碘凝集試驗(yàn)(Iodine agglutination test,IAT)也可以檢測AMDV感染,將新配置的魯戈氏碘液與血清樣品混合,若產(chǎn)生褐色絮狀凝集物,說明存在AMDV感染[27]。此法簡單,不需要特殊儀器,適合于大群初篩檢查,但此法特異性差,需配合PCR或其他抗體檢測技術(shù)進(jìn)一步鑒定。徐磊原核表達(dá)AMDV VP2的2個(gè)抗原片段,并將其作為標(biāo)記抗原,制備膠體金試紙條檢測血清樣品,與CIEP檢測結(jié)果相比,膠體金免疫層析法的敏感性是CIEP的2倍,特異性較好,該方法操作簡單,成本較低,不需要特殊儀器,適用于自動化檢測,有較好的應(yīng)用前景[28]。

        3 AMDV的防治

        1998年,Aasted等研究發(fā)現(xiàn),AMDV衣殼蛋白VP1/2作為疫苗接種水貂后,促進(jìn)了接種水貂的疾病進(jìn)程,具有較高的死亡率;而接種NS1蛋白的水貂,與未接種水貂相比,AMDV感染引起更溫和的阿留申疾病,說明NS1疫苗起到了一定程度的保護(hù)作用[29]。2005年,Castelruiz Y等的研究結(jié)果同樣證明了NS1蛋白接種水貂能起到一定的保護(hù)作用[30]。水貂養(yǎng)殖主要是為了獲得皮毛,目前對AMDV的防控主要通過種貂檢疫和病貂撲殺等方式進(jìn)行,養(yǎng)殖過程中,要注意定期消毒,防止交叉?zhèn)鞑ァ?/p>

        4 結(jié)論

        自1956年水貂阿留申病被發(fā)現(xiàn)以來,由于AMDV感染后的ADE現(xiàn)象,很難通過研制有效的疫苗來防控AMDV的感染,對ADE機(jī)制的進(jìn)一步深入研究對于有效疫苗的研制至關(guān)重要,疫苗必須根據(jù)相關(guān)機(jī)制避免產(chǎn)生ADE,或者引入調(diào)控因子對免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控,減少病理損傷。目前,雖然沒有有效的疫苗,但各國研究者不斷創(chuàng)新AMDV的檢測方法,通過定期對AMDV病貂篩查的方式淘汰病貂,從而凈化貂場來防控AMDV感染。

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        山東畜牧獸醫(yī)學(xué)會簡介

        山東畜牧獸醫(yī)學(xué)會成立于1952年12月,是一個(gè)學(xué)術(shù)性社會團(tuán)體,是在中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下的社會法人團(tuán)體,接受山東省科協(xié)業(yè)務(wù)主管領(lǐng)導(dǎo)和山東省民間組織管理局監(jiān)督和管理,掛靠在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。學(xué)會現(xiàn)已換屆八次,下屬16個(gè)專業(yè)委員會,有個(gè)人會員3150人,單位團(tuán)體會員16個(gè),個(gè)人會員中有高級會員98人,女性會員267人。學(xué)會自成立以來進(jìn)行了大量的學(xué)術(shù)活動和科普工作,為山東乃至全國的畜牧業(yè)發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn),因此,連續(xù)15年被山東省科協(xié)評為“先進(jìn)省級學(xué)會”,并獲得“學(xué)會之星”榮譽(yù)稱號。本會2011年在中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會等十三屆代表大會上被評為“先進(jìn)集體”。

        S858.92

        A

        1007-1733(2017)04-0062-04

        2016–12–14)

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