劉寶山,李珮瑤,許莉莉,高晶萍,張瑞華,徐 彤
(1.灤平縣農業(yè)農村局,河北 灤平 068250; 2.河北北方學院 預防獸醫(yī)學重點實驗室,河北 張家口 075000)
鵝細小病毒病是由鵝細小病毒(Goose parvovirus,GPV)引起的可在鵝和番鴨中流行的急性或亞急性敗血性傳染病,又稱小鵝瘟[1],主要侵害4~20日齡雛鵝或雛番鴨。該病傳播速度快且病死率高,其特征性病理變化為空腸和回腸的纖維素性壞死性腸炎,壞死脫落的腸黏膜與凝固的纖維素性滲出物形成栓子堵塞腸道[2]。GPV最早由我國學者方定一在江蘇地區(qū)發(fā)現(xiàn)[3],隨后迅速傳播到全國各地。小鵝瘟是鵝養(yǎng)殖業(yè)中不可忽視的傳染病,每年都有不同程度的流行,給鵝養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失。
承德白鵝是經(jīng)多年選育形成的地方優(yōu)良品種,在河北承德地區(qū)均有飼養(yǎng)。承德白鵝是中小型品種鵝,適應性強,耐寒耐粗飼,抗病性強,其肉質鮮嫩,適口性好,并且蛋白質含量高、脂肪含量低,對人體健康十分有益[4-5]。承德白鵝主要由當?shù)剞r戶散養(yǎng),因缺乏防疫和品種保護意識,鵝的數(shù)量減少,養(yǎng)殖效益受損。
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對飲食健康的要求越來越高,禽產(chǎn)品在飲食結構中占比例越來越大。GPV感染雛鵝導致的死亡率高達90%~100%[6],成為承德白鵝養(yǎng)殖和繁育中的巨大威脅。2018年7月,承德某農戶家中飼養(yǎng)的10日齡雛鵝出現(xiàn)大量死亡。對該農戶家中疑似GPV感染發(fā)病的承德白鵝進行實驗室診斷、病毒的分離鑒定及致病特性研究,以期為日后承德白鵝小鵝瘟的防控提供參考。
1.1.1 病料及供試動物 疑似GPV感染的病料由河北承德某農戶提供;鵝胚購于張家口市某農戶;6日齡雛鵝由河北北方學院預防獸醫(yī)學重點實驗室自行孵化。
1.1.2 主要試劑 GPV標準診斷抗原和標準抗體均購自上海莼試生物技術有限公司;營養(yǎng)瓊脂、麥康凱培養(yǎng)基購自北京奧博星生物技術有限責任公司;聚乙二醇6000購自天津市永大化學試劑有限公司;TIANamp Genomic DNA Kit、TIANgel Midi Purification Kit等均購自天根生化科技有限公司;RNA PCR Kit(AMV)Ver.3.0、Taq、DL2000 Marker等均購自TaKaRa(大連) 有限公司;50×TAE 購自北京索萊寶科技有限公司;乙醇、氯仿、異丙醇等均購自天津光復精細化學研究所有限公司。
1.2.1 背景調查 2018年7月,承德某農戶家中孵化的承德白鵝出現(xiàn)大量死亡。據(jù)該農戶敘述,自行孵化的承德白鵝在孵化后3 d開始出現(xiàn)精神萎靡、不愿走動、食欲不振、飲水增加,5~7 d出現(xiàn)大量死亡,臨床可見病鵝排水樣白色稀糞、泄殖腔周圍被毛被糞便污染、鼻孔內有漿液性黏液、喙部呈暗紫色,剖檢可見肝臟腫大變脆,心肌蒼白,在消化道出現(xiàn)小鵝瘟典型癥狀,空腸和回腸的壞死性腸炎,壞死脫落的腸黏膜與纖維素性滲出物形成栓子堵塞腸道。
鑒于上述臨床癥狀和剖檢變化,初步懷疑該病是由GPV感染引起的,為進一步確診該病進行實驗室診斷。
1.2.2 細菌分離 無菌采集發(fā)病鵝的肝臟、肺臟、脾臟、腎臟等臟器,在超凈工作臺中接種于普通瓊脂和麥康凱培養(yǎng)基中,37 ℃溫箱培養(yǎng)18~24 h,觀察是否有細菌生長及菌落顏色、形態(tài)等。
1.2.3 病毒分離 采集發(fā)病鵝的心臟、肝臟、腸道等組織,研磨離心,經(jīng)抗生素過夜處理后過濾除菌,經(jīng)尿囊腔接種鵝胚,每胚接種0.3 mL,去除24 h內死亡鵝胚,觀察120 h,收集鵝胚尿囊液,盲傳3代,將收集的病毒尿囊液備用。
1.2.4 病毒鑒定 將擴增的病毒尿囊液純化、濃縮后作為待檢病毒,以GPV標準診斷抗原為陽性對照,通過瓊脂擴散試驗鑒定待檢病毒。
1.2.5 致病性試驗 將10枚鵝胚隨機分為試驗組和對照組,每組5枚。鵝胚孵化后飼養(yǎng)至第6天,接種分離的病毒尿囊液,試驗組每只肌肉注射0.2 mL尿囊液,對照組相同途徑注射0.2 mL生理鹽水。將上述雛鵝隔離飼養(yǎng),觀察其臨床癥狀并統(tǒng)計死亡情況。
1.2.6 分子特征分析
1.2.6.1 引物設計 根據(jù)GenBank中已公布的GPV標準株B序列基因序列,設計2對特異性引物(表1),擴增VP基因,預計VP1片段大小1 397 bp,VP2片段大小1 273 bp,引物由上海生工生物有限公司合成。
1.2.6.2 PCR擴增 按照TIANamp Genomic DNA Kit說明書提取病毒DNA,采用50 μL體系進行PCR擴增:10×PCR Buffer 5 μL,dNTPs 4 μL,Taq0.25 μL,DNA模板2 μL,上、下游引物各1 μL,用水補至50 μL。擴增條件:94 ℃ 5 min;94℃ 30 s,55 ℃ 1 min,72 ℃ 2 min 20 s,進行30個循環(huán);72 ℃ 10 min,最后4 ℃保存。PCR反應結束后,取5 μL反應產(chǎn)物進行0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測。
表1 VP基因的PCR擴增引物序列Tab.1 Primer sequence of PCR amplification of VP gene
按TIANgel Midi Purification Kit說明書進行DNA回收,取2 μL回收產(chǎn)物進行電泳檢測,由華大基因公司進行測序。
1.2.6.3VP基因序列分析 采用DNAStar軟件將測得的序列進行拼接,獲得完整VP基因序列,用MegAlign秩序進行氨基酸同源性的分析,利用MEGA 6.06軟件對分離到的毒株與GenBank中已公布的其他不同種屬的GPV(表2)進行序列比對分析。
表2 GPV VP基因序列參考毒株相關信息Tab.2 Reference information of VP gene sequence of GPV
2.1 發(fā)病鵝細菌分離普通培養(yǎng)基和麥康凱培養(yǎng)基中均未見有細菌生長,表明雛鵝未有細菌感染。
2.2 發(fā)病鵝病毒分離鑒定接種病料的鵝胚接種110 h后死亡2枚,其余鵝胚未死亡,但尿囊膜增厚、部分有尿酸鹽沉積。將鵝胚解剖后發(fā)現(xiàn),鵝胚胚體有大量出血點,肝臟呈黃紅色,有血斑及壞死灶,心肌蒼白、腎臟腫脹(圖1)。將上述尿囊液收集濃縮后進行瓊脂擴散試驗,GPV標準抗原與標準抗體反應后,在24 h出現(xiàn)明顯白色沉淀線,待檢抗原與標準抗體在28 h出現(xiàn)白色沉淀線,表明分離到的病毒是GPV,將其命名為HB株。
2.3 分離病毒致病性試驗試驗組在感染后28 h死亡2只,48 h死亡1只,96 h死亡2只,死亡鵝與臨床雛鵝癥狀表現(xiàn)及剖檢變化相似(圖2),均表現(xiàn)白色下痢、精神萎靡、呆立、不愿行走;剖檢可見肝臟呈黃紅色,腎臟腫大,腸壁變薄,腸道有纖維素性滲出物形成腸道栓塞。
A.腸道栓塞;B.腸壁變薄、出血、白色下??;C.腎臟腫大;D.肝臟出血A.Intestinal embolism;B.Intestinal wall thinning,bleeding and white diarrhea;C.Kidney enlargement;D.Liver bleeding圖2 感染鵝剖檢變化Fig.2 Necropsy change of infected goose
2.4.1VP基因PCR擴增結果 根據(jù)設計的2對特異性引物,擴增出的2個片段大小分別約為1 397 bp和1 273 bp,如圖3所示,擴增出的片段與目的片段一致。將測序結果拼接后得到VP片段長度為2 475 bp,包含VP1、VP2、VP3等3個開放閱讀框(ORF),其大小分別為2 199、1 764、1 605 bp。
M:DL2000 Marker;P1:VP1片段產(chǎn)物;P2:VP2片段產(chǎn)物M: DL2000 Marker;P1:VP1 fragment product;P2:VP2 fragment product圖3 VP基因PCR擴增結果Fig.3 The PCR amplification results of VP gene
2.4.2VP基因遺傳進化樹分析 將獲得的VP基因序列與GenBank中已發(fā)表的21株細小病毒進行比較,應用MEGA 6.06軟件(NJ法)繪制VP基因的遺傳進化樹。從圖4可以看出,供試細小病毒分為GPV、MDPV 2個大分支,MDPV分支中中國的GPV D株宿主為番鴨,推測可能是GPV感染番鴨后在其體內發(fā)生變異,故在分群中處于MDPV分支。GPV分為2個基因亞群,其中Ⅰa群中毒株大多為匈牙利、法國等歐洲毒株,為歐洲亞群;Ⅰb群為亞洲群,Ⅱ群則主要是疫苗毒株。本研究分離毒株HB株(用●表示)處于Ⅰb亞洲群。
2.4.3VP基因編碼氨基酸相似性 采用DNAStar軟件中MegAlign程序將分離毒株HB株與表2中氨基酸序列進行相似性比較,結果如圖5所示,氨基酸相似性在86.7%~99.7%,GPV HB與GPV各毒株VP基因氨基酸相似性在96.6%~99.7%,其中與SHFX1201、Y株的相似性最高,達99.7%;HB株與MDPV毒株氨基酸差異較大??梢?,GPVVP基因較為穩(wěn)定,氨基酸差異不大。
●表示分離毒株HB株● indicates isolated HB strain圖4 HB株VP基因遺傳進化樹Fig.4 Genetic evolution tree of VP gene of HB strain
本試驗從河北承德地區(qū)的承德白鵝中分離到1株病毒,瓊脂擴散試驗結果顯示,分離毒株為GPV。致病性試驗結果顯示,試驗組6只雛鵝在感染后96 h全部死亡,死亡率為100%,并表現(xiàn)與臨床發(fā)病鵝相似的癥狀和剖檢變化,即肝臟、腎臟、脾臟腫大,腸壁變薄,腸道有纖維素性滲出物形成的腸道栓塞。這與毛文智等[7]、李琳等[8]的研究結果相似,表明GPV感染是造成此次雛鵝發(fā)生死亡的重要原因。
GPV基因組大小約為5 kb,包含2個ORF,左側ORF編碼非結構蛋白NS,右側ORF編碼結構蛋白VP,VP基因包含VP1、VP2、VP3等3個ORF,VP1包含VP2、VP3,他們使用同一終止密碼子;NS主要參與DNA復制和轉錄的調節(jié),還與病毒的增殖有關;VP蛋白是GPV的主要免疫保護性抗原,與病毒毒力和病毒致病性有關[9]。為進一步了解分離毒株HB株的基因變異情況,本研究采用PCR方法對HB株VP基因進行擴增。將測序結果拼接后得到VP片段長度為2 475 bp,包含VP1、VP2、VP3等3個ORF,其大小分別為2 199、1 764、1 605 bp。將VP基因與國內外的GPV毒株進行比對,結果顯示分離到的HB株GPV與5株國內分離毒株同處于遺傳進化樹Ⅰb群(亞洲群);匈牙利、法國等地流行毒株同處于Ⅰa群(歐洲群);Ⅱ群則主要是疫苗毒株。由此可見,HB株與GPV國內分離株VP基因之間差異較小,而與國外分離株結構基因的差異相對較大。這與孔憲剛等[10]對中國分離株HG5/82株VP基因的分子特征分析結果相同。本研究將以上毒株進行了氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn),HB株與GPV各毒株VP基因編碼氨基酸相似性在96.6%~99.7%,其中與國內SHFX1201、Y株的氨基酸相似性最高,達99.7%,表明其VP同源性較高,這與遺傳進化分析結果一致,即目前存在的GPV分離株的遺傳關系較近[11-13]。劉中勇等[14]對7株鵝細小病毒進行了克隆擴增并將其與標準毒株B株進行比對,發(fā)現(xiàn)目前國內的GPV相似性較高,但強弱毒株之間存在一些差異,以上結果也驗證了GPV只有1個血清型的觀點[11-12,15]。
GPV與MDPV同屬于細小病毒屬,兩者在病毒大小、形態(tài)結構、理化特征及免疫學特性上極為相似[2,16]。程由銓等[17]發(fā)現(xiàn),GPV與MDPV在血清學檢測時不發(fā)生交叉反應,推測兩者在抗原性上存在差異。因此,研究GPV與MDPV核苷酸和推導氨基酸序列的差異性,可為進一步研究兩者抗原性差異和宿主感染范圍提供基礎。本研究將分離的HB株與3株MDPV進行遺傳進化分析和推導氨基酸序列分析,結果顯示,VP基因遺傳進化樹分為GPV和MDPV 2支,HB株與MDPV毒株氨基酸差異較大。以上結果表明,GPV與MDPV之間存在較近的遺傳關系,兩者可能是由同一種病毒在不同宿主體內長期適應的結果。
經(jīng)過病毒分離鑒定、致病性研究和VP基因擴增,可確定此次承德白鵝的死亡是由GPV感染造成的。本研究對分離毒株的VP基因進行分子特征分析發(fā)現(xiàn),分離到的HB株與其他GPV毒株遺傳關系較近,證實GPV只有1個血清型。