提金鳳,李志杰,毛紅彥
(山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院,濰坊 261061)
鴨病毒性肝炎是雛鴨的一種急性、高度致死性傳染病,該病傳播速度快、病程短、病死率高[1]。臨床上,3周齡以內(nèi)的雛鴨多發(fā),尤其是1周齡以內(nèi)雛鴨更易感,其發(fā)病率、死亡率可達90%~100%,給養(yǎng)鴨業(yè)的發(fā)展造成嚴重危害[2]。
鴨病毒性肝炎的傳統(tǒng)分型中,該病有3種不同血清型的病原引起,分別是血清1型鴨肝炎病毒(DHV-1)、2型鴨肝炎病毒(DHV-2)和3型鴨肝炎病毒(DHV-3)[3]。隨著鴨病毒性肝炎的發(fā)生及新毒株的出現(xiàn),關(guān)于鴨病毒性肝炎的分型有了新標準。2007年,Tseng等[4-5]分別在中國臺灣和韓國分離出與DHV-1沒有抗原相關(guān)性的新型DHV,命名為中國臺灣新型鴨肝炎病毒和韓國新型鴨肝炎病毒。2008年,Wang等[6]依據(jù)病毒的VPl、VP0、VP3基因序列及3D基因的部分序列,將DHV分為A、B、C3個基因型,分別對應DHV-1、中國臺灣新型和韓國新型。根據(jù)國際病毒分類委員會(ICTV)第九次分類報告[7],DHV-1、中國臺灣新型鴨肝炎病毒、韓國新型鴨肝炎病毒分別定名為1型鴨甲型肝炎病毒(Duck hepatitis A virus 1,DHAV-1)、DHAV-2和DHAV-3,其同屬于小RNA病毒目、小RNA病毒科、禽肝炎病毒屬成員。而原來傳統(tǒng)分型中的DHV-2和DHV-3則屬于鴨星狀病毒。流行病學調(diào)查顯示,2013年以來,DHAV-3已經(jīng)成為我國流行的主要血清型,由于該病毒引起的發(fā)病率和死亡率高,給集約化養(yǎng)鴨生產(chǎn)造成了嚴重的經(jīng)濟損失[8-9]。DHAV-3已成為影響我國養(yǎng)鴨業(yè)發(fā)展最主要的病原之一[10]。
本研究從山東濰坊某鴨場采集發(fā)病鴨病料進行鴨病毒性肝炎病原的分離鑒定及致病性試驗,以明確病原的種類、流行變化趨勢及致病特點,為臨床上更有效的防控該病提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。
1.1 雞胚、實驗動物及試劑 9日齡SPF雞胚購自山東省農(nóng)科院SPF雞場,9日齡SPF鴨胚購自中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所,5日齡非免疫櫻桃谷鴨購自山東濰坊某種鴨場。RNAsimple總RNA提取試劑盒(DP419)、質(zhì)??焖偬崛≡噭┖械荣徸蕴旄萍迹ū本┯邢薰?,PCR mix、ddH2O等購自北京索萊寶科技有限公司,PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser試劑盒、DNA凝膠純化試劑盒、SYBR Premix ExTaq、pMD18-T試劑盒、Random Premier等購自寶生物工程(大連)有限公司。其他試劑均為分析純。
1.2 病毒分離 采集臨床發(fā)病雛鴨肝臟,稱重后按1∶4比例加無菌生理鹽水于勻漿器中勻漿,勻漿后的組織液凍融1~2次,12 000×g離心10 min,收集上清液。上清液經(jīng)0.22 μm細菌濾器過濾,濾液經(jīng)尿囊腔途徑接種9~11日齡SPF雞胚或鴨胚,0.2 mL/枚,對照組接種無菌生理鹽水。病毒在雞胚或鴨胚中盲傳3代,雞胚或鴨胚死亡時間穩(wěn)定在3~5 d,收集死亡雞胚或鴨胚尿囊液,-80℃儲存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 病毒RT-PCR鑒定 根據(jù)GenBank中發(fā)布的DHAV-3 VP1基因序列(GenBank登錄號:KC191688.1)設計引物,上游引物為:5'-TACGCCAGCCACTCTCATCT-3',下游引物為:5'-TGGTCAGGCACTGGCAAAT-3',擴增片段大小為400 bp,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。采用RNAsimple總RNA提取試劑盒提取尿囊液中病毒總RNA,采用PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser試劑盒反轉(zhuǎn)錄,再進行PCR擴增。PCR擴增條件為:95℃預變性4 min;95℃變性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸40 s,30個循環(huán);最后72℃延伸10 min。1.0%瓊脂糖凝膠電泳對PCR產(chǎn)物進行鑒定,膠回收產(chǎn)物送生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序。采用NCBI BLAST對測序結(jié)果分析比對。
1.4 VP1基因序列測定及分析 根據(jù)GenBank中發(fā)布的DHAV-3全基因序列和VP1基因序列(GenBank登錄號分別為MH752744.1、KC191688.1)設計擴增VP1蛋白全基因序列的引物,上游引物為:5'-AGGATTTTCAGTTTACAGCTC-3',下游引物為:5'-CATTTCGAGATTGGTCTGAT-3',擴增片段大小為798 bp,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。將RT-PCR產(chǎn)物回收送測序。測序結(jié)果采用軟件DNAStar(version 7.10)、MEGA5.0與GenBank中發(fā)布的30株來自不同年代、不同地區(qū)的DHAV-3 VP1基因序列進行同源性分析和系統(tǒng)發(fā)育進化樹分析。
1.5 病毒滴度測定 無菌PBS稀釋病毒,按照10倍梯度有限稀釋,每個稀釋度接種5枚9日齡SPF雞胚,觀察接種1~7 d雞胚的死亡情況,做好記錄,Reed-Muench法計算病毒的半數(shù)胚致死量(median embryo lethal dose,ELD50)。
1.6 動物試驗 20只5日齡SPF雛鴨平均分成2組,每組10只。A組為試驗組,采用滴鼻方式(模擬自然感染)接種DHAV-3病毒液,每只接種劑量為50 μL(該接種劑量通過預試驗確定);B組為陰性對照組,每只接種50 μL無菌磷酸鹽緩沖鹽水。攻毒后3 d后,每組隨機選擇3只雛鴨安樂死,收集肝臟和脾臟,一部分組織樣品在10%緩沖福爾馬林溶液中固定,用于組織學檢查;另一部分貯存于-80℃冰箱中。
1.7 組織病理學檢查 組織樣品在10%福爾馬林溶液中固定48 h,經(jīng)不同濃度乙醇脫水,再經(jīng)二甲苯透明,使組織變硬、變脆。透明的組織塊在熔化的石蠟中停留1.5 h,再進行石蠟包埋,待蠟塊冷卻變硬后進行修整,放冰箱內(nèi)冷卻。組織塊經(jīng)切片機切成4 μm厚的切片,并按照染色程序采用蘇木精-伊紅(HE)染色,最后用中性樹脂封固鏡檢。
1.8 組織器官病毒載量的測定 取0.5 g冷凍組織勻漿,提取RNA。利用RNAsimple總RNA提取試劑盒提取各組織樣品的總RNA。通過分光光度計測定每個樣本總RNA的OD260和OD280值,確定RNA的濃度,利用反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成1000 ng RNA的cDNA。利用SYBR GreenⅠ實時熒光PCR測定不同組織樣品中的病毒載量。該檢測方法以櫻桃谷鴨β-actin基因為內(nèi)參基因,DHAV-3 VP1基因為目的基因來測定DHAV-3 RNA在不同組織中的相對轉(zhuǎn)錄水平[11]。根據(jù)內(nèi)參基因β-actin(GenBank登錄號:EF571597)的基因序列設計引物,上游引物為:5'-CCATATACGAGGGCTACGC-3',下游引物為:5'-AATGTCACGCACGATTTCC-3',擴增片段大小為139 bp[11]。目的基因VP1(GenBank登錄號:KC191688.1)的上游引物為:5'-TATATCTG GACGCAATCAGG-3',下游引物為:5'-TAAGTCT CAAACAGAAGCGAA-3',大小為232 bp。兩對引物利用Oligo 7.0軟件進行設計。熒光定量PCR采用25 μL反應體系:12.5 μL 2×SYBR Green I Premix,2 μL cDNA模板,引物各0.5 μL(10 μmol/L),9.5 μL ddH2O。反應條件為:94℃預變性5min;94℃變性15 s,59℃退火60 s,35個循環(huán)。每個樣品重復3次。
1.9 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)表示為平均值±標準偏差(±S),組織病毒載量采用單向方差評估,利用SPSS 19.0和Graphpad Prism 5軟件進行t檢驗與單項方差分析。
2.1 病毒的分離 病毒在SPF雞胚中生長良好,一般在接種病毒4~5 d死亡,死亡胚體水腫,頭部和頸部皮膚出血明顯,有的胚體肝臟顏色變黃,肝臟上有出血點或黃白色壞死斑塊(圖1)。
圖1 病毒接種后死亡的雞胚Fig.1 Chicken embryos died inoculation with DHAV-3
2.2 病毒的RT-PCR檢測 收集死亡雞胚的尿囊液,提取總RNA后進行RT-PCR擴增,采用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測。結(jié)果顯示在400 bp左右的位置出現(xiàn)目的條帶(圖2)。PCR產(chǎn)物回收測序,在GenBank中進行序列比對,結(jié)果該序列與GenBank中發(fā)布的DHAV-3序列同源性在99.0%以上,確定該病毒為DHAV-3,并命名為DHAV-3-SDWF株。
圖2 病毒的RT-PCR鑒定結(jié)果Fig.2 The identification of RT-PCR about the virus
2.3 DHAV-1 VP1基因序列分析 采用Oligo 7.0軟件對DHAV-3-SDWF VP1基因的測序結(jié)果與GenBank上發(fā)布的25株分離自不同年代、不同國家和地區(qū)的DHAV-3 VP1基因序列進行比對分析,繪制系統(tǒng)發(fā)育進化樹(圖3)。從進化樹上可以看出:2007~2020年分離鑒定的DHAV-3主要形成2大分支,也就是2種基因型,基因Ⅰ型和基因Ⅱ型,其中基因Ⅰ型又形成2個分支,即Ⅰa亞型分支和Ⅰb亞型分支。我國不同年代、不同地區(qū)出現(xiàn)的DHAV-3主要集中分布在基因Ⅰ型分支上,尤其是2012年以后DHAV-3分離株親緣性強,主要集中分布在Ⅰa亞型分支上;2012年以前分離的DHAV-3親緣性較強,主要集中分布在Ib亞型分支上。DHAV-3分離株在地域上沒有明顯的親緣性。DHAV-3系統(tǒng)發(fā)育進化樹的分析,為實際生產(chǎn)中DHAV-3弱毒苗或滅活苗的研制提供理論依據(jù)。本研究中的分離株DHAV-3-SDWF屬于基因亞型Ⅰa分支,這與系統(tǒng)發(fā)育進化樹的分析結(jié)果一致。
圖3 DHAV-3系統(tǒng)發(fā)育進化樹Fig.3 Phylogenetic evolutionary tree of DHAV-3
不同年代、不同國家和地區(qū)分離的DHAV-3 VP1核苷酸同源性為90.1%~100%,同源性高。尤其是DHAV-3-SDWF分離株與基因亞型Ⅰa分支中DHAV-3核苷酸同源性更高,均在97.8%以上。
2.4 動物試驗剖檢和組織病理學檢查 通過有限稀釋法測得病毒DHAV-3-SDWF的雞胚半數(shù)致死量為104.5ELD50/ 0.2 mL。試驗攻毒組雛鴨肉眼病變主要表現(xiàn)為肝臟腫脹、色黃,表面斑點狀出血明顯;脾臟腫脹、出血,有灰白色壞死斑點,紅白斑駁;腎臟腫脹、出血(圖4)等。其他器官剖檢變化不明顯。
圖4 攻毒組鴨的剖檢變化Fig.4 Dissection changes of ducks in the challenge group
組織病理學觀察結(jié)果顯示:雛鴨感染DHAV-3后,肝細胞崩解壞死、減少、水泡變性,淋巴細胞浸潤明顯;脾淋巴細胞崩解、壞死;腎小管管腔變窄,上皮細胞脫落,間質(zhì)充血、淋巴細胞浸潤(圖5)。
圖5 攻毒組鴨組織病理變化Fig.5 Histological changes of ducks in challenge group
2.5 不同組織病毒載量的檢測 采用SYBR GreenⅠ實時熒光PCR法檢測攻毒后雛鴨不同組織的病毒載量,結(jié)果如圖6所示。從圖中可以看出,雛鴨攻毒后3 d,其心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、腦、小腸、法氏囊、胰臟等組織均可檢測到DHAV-3的載量,尤其是肝臟中病毒轉(zhuǎn)錄水平最高,與其他組織病毒的轉(zhuǎn)錄水平相比差異顯著(P<0.05);脾臟、腎臟、心臟的DHAV-3載量也較高,高于肺臟、小腸、法氏囊,但低于肝臟;肺臟、小腸、法氏囊胰等的DHAV-3載量,雖然與對照組差異顯著(P<0.05),但病毒載量較低;腦中未檢測到DHAV-3。對照組沒有檢測到病毒的轉(zhuǎn)錄。
圖6 各組織的病毒載量Fig.6 The virus loads of different tissues
我國水禽養(yǎng)殖發(fā)展迅速,疫病的發(fā)生對養(yǎng)鴨業(yè)的發(fā)展危害嚴重,鴨病毒性肝炎一直是危害我國雛鴨養(yǎng)殖的重要傳染病之一。由于該病血清型多,不同血清型之間幾乎不存在抗原交叉性[12-13],因此鴨群常出現(xiàn)免疫失敗,對鴨病毒性肝炎優(yōu)勢血清型病原的分離、鑒定及致病性分析可為進一步制定全面有效的防控措施奠定基礎。
隨著我國養(yǎng)鴨業(yè)的迅猛發(fā)展,鴨病毒性肝炎在鴨群中也呈現(xiàn)新的流行趨勢。本研究從山東濰坊某發(fā)病鴨場分離并鑒定1株DHAV-3,該病毒能在鴨胚和雞胚中增殖,在胚體中盲傳幾代,胚體死亡時間穩(wěn)定在3~5 d,這與DHAV-1的傳代特點是一致的。
對分離的病毒進行VP1基因測序,采用MEGA5軟件與GenBank中發(fā)布的25株分離自不同年代、不同國家和地區(qū)的DHAV-3 VP1基因序列進行核苷酸分析。結(jié)果顯示,2007-2020年分離的DHAV-3主要進化形成了2個分支,1分支又進化出2個小分支Ⅰa和Ⅰb。我國不同年代、不同地區(qū)出現(xiàn)的DHAV-3主要分布在分支Ⅰ上,核苷酸同源性高。Ⅰa分支上主要集中分布2012年以后DHAV-3分離株,Ⅰb分支上主要集中分布2012年以前分離的DHAV-3,而分支Ⅱ上主要是越南的2株2012年以前的分離株??梢?,Ⅰ分支是DHAV-3的主要進化方向,而分支Ⅱ有可能會隨著病毒的變異逐漸消失。DHAV-3的進化有一定的時間親緣性,與分離地區(qū)的關(guān)系不大。這與已經(jīng)報道的DHAV-3的進化與分離年份關(guān)系密切是一致的[3]。
用分離鑒定的DHAV-3對雛鴨進行攻毒試驗,雛鴨感染3 d,剖檢病變主要表現(xiàn)為肝臟、脾臟、腎臟腫大、出血,尤其肝臟病變最嚴重,其他組織器官病變不明顯,這與組織病理學病變的嚴重程度是一致的。而且,肝臟中病毒RNA轉(zhuǎn)錄水平最高,其次是脾臟和腎臟,其他組織病毒RNA轉(zhuǎn)錄水平較低,這些數(shù)據(jù)表明,雛鴨的肝臟是DHAV-3的主要靶器官,其次是脾臟和腎臟[14-15]。
隨著養(yǎng)鴨業(yè)的快速發(fā)展,新病不斷出現(xiàn),老病仍在流行,鴨病的發(fā)生變得復雜。DHAV-3對雛鴨危害嚴重,一旦感染,發(fā)病率、死亡率極高[16-18],本研究通過病毒分離、RT-PCR鑒定、動物攻毒試驗等,鑒定病毒為DHAV-3,該病毒與近年來分離的DHAV-3毒株同源性高,對雛鴨的致病性強,這些研究數(shù)據(jù)為今后鴨病毒性肝炎的綜合防治提供理論參考。