摘" 要:為了解汝州市犬細(xì)小病毒的流行和變異情況,本研究調(diào)查了汝州市3家動(dòng)物診所接診的20例疑似感染犬細(xì)小病毒病例。PCR結(jié)果顯示,15份樣本為犬細(xì)小病毒陽性。VP2蛋白氨基酸序列分析結(jié)果顯示:12株犬細(xì)小病毒的基因亞型為CPV-2c,3株犬細(xì)小病毒的基因亞型為CPV-2a;分離得到的15株犬細(xì)小病毒其氨基酸序列同源性為99.1%~100.0%,與疫苗株的同源性為97.5%~98.6%,與其他國內(nèi)外參考毒株的同源性為98.0%~100.0%;分離的12株CPV-2c型毒株與我國廣西等地分離的CPV-2c型毒株具有較近的親緣關(guān)系;分離的3株CPV-2a型毒株與我國廣州等地分離的CPV-2a型毒株屬于同一支。對(duì)汝州市犬細(xì)小病毒的流行調(diào)查,為該地區(qū)犬細(xì)小病毒病的防控提供了理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:犬細(xì)小病毒;VP2基因;檢出率;進(jìn)化分析
基金項(xiàng)目:河南省本科高校青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2023GGJS178)
作者簡介:雷晨昱(1982- ),女,助教,碩士,主要研究方向?yàn)閯?dòng)物疫病病原分子免疫;E-mail:toffee.lei@163.com
犬細(xì)小病毒是一種經(jīng)糞-口途徑傳播的、致犬發(fā)生胃腸道和心肌疾病的病原體[1]。犬細(xì)小病毒自20世紀(jì)70年代后期出現(xiàn)以來,在全球范圍內(nèi)持續(xù)傳播[2]。目前,我國大部分城市的犬細(xì)小病毒病得到了有效的控制,但在縣城或鄉(xiāng)鎮(zhèn),該病在幼犬和青年犬上仍頻繁發(fā)生,甚至在接種過疫苗的犬上也有發(fā)生,嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)貙櫸锝?jīng)濟(jì)的發(fā)展[3]。
犬細(xì)小病毒(canine parvovirus,CPV)屬于細(xì)小病毒科原細(xì)小病毒屬,基因全長5 323 bp,有2個(gè)開放閱讀框,共編碼4種蛋白。第一個(gè)開放閱讀框編碼NS1和NS2兩種非結(jié)構(gòu)蛋白,NS1蛋白是病毒DNA復(fù)制的前提,NS2蛋白促進(jìn)病毒顆粒從細(xì)胞中釋放;第二個(gè)開放閱讀框編碼VP1和VP2兩種結(jié)構(gòu)蛋白,VP2蛋白包含在VP1蛋白中,VP3蛋白是由VP2蛋白在酶作用下裂解形成[2]。犬細(xì)小病毒的核衣殼由VP1蛋白和VP2蛋白共同組成,VP2蛋白是犬細(xì)小病毒的關(guān)鍵區(qū)域,與犬細(xì)小病毒顆粒的感染性、血凝性等密切相關(guān),其關(guān)鍵堿基和氨基酸序列的變化可能導(dǎo)致病毒發(fā)生變異[4]。犬細(xì)小病毒為單股線狀DNA病毒,易發(fā)生突變,經(jīng)過這些年的進(jìn)化,形成了CPV-2a、CPV-2b、CPV-2c、New CPV-2a、New CPV-2b等新的基因型[5]。1983年,徐漢坤等[6]首次報(bào)道了犬細(xì)小病毒性腸炎,之后犬細(xì)小病毒病開始在我國流行。目前CPV-2a和CPV-2b是我國比較流行的毒株[7]。另外,關(guān)于New CPV-2a毒株的報(bào)道增多,該毒株毒力強(qiáng)并且傳播速度快[7]。目前,犬細(xì)小病毒在中國寵物臨床上呈現(xiàn)多重感染的情況。
近年來,關(guān)于犬細(xì)小病毒流行病學(xué)調(diào)查的研究不多,為了解汝州市犬細(xì)小病毒的流行毒株和變異情況,本研究從該地區(qū)3家動(dòng)物診所收集有腹瀉、嘔吐癥狀病犬的既往病歷信息,分析檢出率;擴(kuò)增VP2基因,進(jìn)行測(cè)序和同源性分析。從宏觀水平和分子水平,對(duì)汝州市犬細(xì)小病毒的流行特點(diǎn)和分子特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估,以期為該地區(qū)犬細(xì)小病毒病的防控提供理論基礎(chǔ)。
1" 材料與方法
1.1 調(diào)查對(duì)象和方法
汝州市3家動(dòng)物診所作為調(diào)查地點(diǎn),診所接收的20只有腹瀉、嘔吐癥狀的疑似患犬細(xì)小病毒病的犬作為調(diào)查對(duì)象,采集犬糞便或肛門拭子。
1.2 主要儀器和試劑
PCR擴(kuò)增儀購自賽默飛世爾科技公司。TGel藍(lán)光凝膠成像系統(tǒng)購自天根生化科技有限公司。病毒DNA/RNA基因組快速提取試劑盒購自天根生化科技有限公司。2×Taq PCR Master Mix購自生工生物工程(上海)股份有限公司。
1.3 病毒基因組DNA提取
按照病毒DNA/RNA基因組快速提取試劑盒操作說明,對(duì)糞便樣本進(jìn)行DNA提取,-20 ℃保存。
1.4 引物合成
根據(jù)GenBank公布的VP2基因序列,設(shè)計(jì)2對(duì)引物(表1),引物CPV-1F和CPV-1R用于犬細(xì)小病毒的常規(guī)檢測(cè);引物C-VP2-2F和C-VP2-2R用于CPV VP2基因全序列擴(kuò)增。引物由蘇州金唯智生物科技有限公司合成。
1.5 樣本PCR檢測(cè)
PCR反應(yīng)體系為:樣本DNA 1.0 μL、引物各0.4 μL、2×Taq PCR Master Mix 10.0 μL、ddH2O 7.2 μL,總反應(yīng)體系20.0 μL。反應(yīng)條件:預(yù)變性94 ℃ 5 min,變性94 ℃ 30 s,退火55 ℃ 30 s,延伸72 ℃ 40 s,40個(gè)循環(huán),72 ℃ 7 min;4 ℃保存。取6 μL PCR產(chǎn)物進(jìn)行1.2%瓊脂糖凝膠電泳。
1.6 VP2基因擴(kuò)增和測(cè)序
PCR反應(yīng)體系同1.5步驟。反應(yīng)條件:預(yù)變性95 ℃ 2 min,變性94 ℃ 30 s,退火56 ℃ 30 s,延伸72 ℃ 90 s,35個(gè)循環(huán),72 ℃ 12 min;4 ℃保存。將PCR產(chǎn)物進(jìn)行1.2%瓊脂糖凝膠電泳。將擴(kuò)增產(chǎn)物送至蘇州金唯智生物科技有限公司(天津分公司)測(cè)序。
1.7 CPV VP2氨基酸序列分析
使用DNAStar(EditSeq)將基因序列翻譯為氨基酸序列,與GenBank上已發(fā)布的30株國內(nèi)外犬細(xì)小病毒(16株國內(nèi)分離的CPV-2c型、CPV-2a型、New CPV-2a型和CPV-2b型毒株,11株國外分離的CPV-2c型和CPV-2b型毒株,3株商品化疫苗株)的氨基酸序列進(jìn)行對(duì)比分析。使用DNAStar對(duì)氨基酸序列進(jìn)行同源性比較,分析氨基酸變異情況,確定分離的CPV毒株基因型[8]。使用MEGA-X-10.0.5繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹。
2" 結(jié)果
2.1 犬細(xì)小病毒檢出率
PCR結(jié)果顯示,20個(gè)樣本中有15個(gè)擴(kuò)增出特異性條帶,片段大小與預(yù)期結(jié)果一致。測(cè)序?yàn)閂P2基因,檢出率為75%。
2.2 VP2基因擴(kuò)增結(jié)果
以部分陽性樣本為模板進(jìn)行VP2基因全序列擴(kuò)增,大小為1 755 bp。結(jié)果顯示,目的條帶大小與預(yù)期結(jié)果一致。
2.3 毒株亞型分析
將15株犬細(xì)小病毒分離株的VP2基因序列翻譯成氨基酸序列,詳細(xì)命名見表2。參考犬細(xì)小病毒分型標(biāo)準(zhǔn),確定CPV-RZ-02、CPV-RZ-03、CPV-RZ-15毒株297位氨基酸為S,426位氨基酸為N,屬于CPV-2a亞型;CPV-RZ-01、CPV-RZ-04、CPV-RZ-05、CPV-RZ-06、CPV-RZ-07、CPV-RZ-08、CPV-RZ-09、CPV-RZ-10、CPV-RZ-11、CPV-RZ-12、CPV-RZ-13、CPV-RZ-14毒株出現(xiàn)了370 (Q→R)、426(N→E)、440(A→T)氨基酸突變,屬于CPV-2c亞型。
2.4 VP2主要氨基酸位點(diǎn)突變分析
從表2可以看出,與CPV-2c參考株(MH660525)相比,12株CPV-2c亞型分離株相對(duì)較為保守,VP2蛋白的氨基酸序列沒有發(fā)生突變。CPV-RZ-02、CPV-RZ-03、CPV-RZ-15除關(guān)鍵位點(diǎn)發(fā)生了突變外,與參考株(M24003)相比,還存在氨基酸突變,有D511E處突變。
2.5 同源性分析
結(jié)果表明,15株犬細(xì)小病毒分離株間的氨基酸同源性在99.1%~100.0%,分離株與疫苗株的氨基酸同源性在97.5%~98.6%,與國內(nèi)16株犬細(xì)小病毒的氨基酸同源性在98.6%~100.0%,與境外11株犬細(xì)小病毒的氨基酸同源性在98.0%~100.0%(圖1)。
2.6 系統(tǒng)進(jìn)化樹分析
采用MEGA-X-10.0.5軟件構(gòu)建VP2蛋白氨基酸的遺傳進(jìn)化樹,由圖2可知,CPV-RZ-01、CPV-RZ-04、CPV-RZ-05、CPV-RZ-06、CPV-RZ-08、CPV-RZ-09、CPV-RZ-10、CPV-RZ-11、CPV-RZ-12、CPV-RZ-14、CPV-RZ-15、CPV-RZ-17與我國廣西、黑龍江、沈陽等地分離的CPV-2c型毒株的親緣關(guān)系比較近,與烏拉圭、西班牙、克羅地亞、意大利分離的CPV-2c型毒株不屬于同一支;CPV-RZ-02、CPV-RZ-03、CPV-RZ-20與我國廣州、哈爾濱等地分離的CPV-2a型毒株屬于同一支;15株分離株與3株疫苗株屬于不同的分支,親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。
3" 討論
雖然臨床上CPV-2型疫苗被廣泛使用,但是變異株仍在犬科動(dòng)物間變異、傳播[9]。本試驗(yàn)從河南省汝州市3家動(dòng)物門診的15份樣本中擴(kuò)增得到12株CPV-2c亞型毒株,3株CPV-2a亞型毒株。2020年,韓國首次報(bào)道了CPV-2c亞型,現(xiàn)階段全球多數(shù)地區(qū)均有CPV-2c亞型的報(bào)道[10]。2010年以前,我國主要流行CPV-2a亞型[11],之后,我國廣西、吉林、北京[12]等地發(fā)現(xiàn)CPV-2c亞型。本試驗(yàn)從河南省汝州市檢測(cè)到的毒株主要是CPV-2c亞型,說明該地區(qū)主要流行CPV-2c亞型,這為該地區(qū)犬細(xì)小病毒病的防控提供了理論基礎(chǔ)。
VP2基因是犬細(xì)小病毒的重要毒力基因,決定著病毒的抗原性、血凝性和宿主范圍[13]。本試驗(yàn)以15份樣本為模板分別擴(kuò)增VP2基因,序列比對(duì)結(jié)果顯示與GenBank已發(fā)布VP2基因序列的同源性都在99%以上。氨基酸序列比對(duì)顯示,CPV-RZ-02、CPV-RZ-03、CPV-RZ-15毒株有D511E處突變,可能是由境外傳入或是現(xiàn)有基因型進(jìn)化而來。在意大利和尼日利亞的報(bào)道中,描述到亞洲存在一種以VP2蛋白中存在特定氨基酸殘基(5Gly、267Tyr、324Ile、370Arg)為特點(diǎn)的CPV-2c基因組變體[14-15],并在上海的報(bào)道中描述過該特征的變異毒株[16],這與我們得出的結(jié)果一致,證明在河南省汝州市流行的CPV-2c毒株是亞洲新的CPV-2c變異毒株。通過系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹分析可知,犬細(xì)小病毒在進(jìn)化中形成了不同的分支,檢測(cè)的CPV-2c亞型毒株與烏拉圭、西班牙、克羅地亞、意大利的6株CPV-2c亞型毒株不在同一分支上,與國內(nèi)的CPV-2c亞型毒株親緣關(guān)系近,與李少晗等[17]在北京的調(diào)查結(jié)果一致。林瑜婷等[4]在對(duì)河南方城縣的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),該地區(qū)已出現(xiàn)CPV-2c亞型的突變毒株,結(jié)合本試驗(yàn)結(jié)果表明,CPV-2c亞型的突變毒株是該地區(qū)主要流行的毒株。這對(duì)河南省使用CPV-2型疫苗對(duì)新的CPV-2c亞型突變毒株保護(hù)效果的評(píng)估很重要。此外,應(yīng)加強(qiáng)河南省犬細(xì)小病毒變異情況的流行病學(xué)調(diào)查,特別是對(duì)CPV-2c亞型的監(jiān)測(cè),對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)整河南省犬細(xì)小病毒病的防控措施有重要意義。
4" 結(jié)論
對(duì)犬細(xì)小病毒VP2基因序列分析發(fā)現(xiàn),汝州市主要流行CPV-2c亞型毒株,該毒株屬于亞洲CPV-2c亞型的變異毒株,具體情況還需要進(jìn)一步研究。本調(diào)查了解了河南省汝州市犬細(xì)小病毒的流行情況,充實(shí)了河南省犬細(xì)小病毒的流行信息,為該地區(qū)犬細(xì)小病毒病的防控工作提供了理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙國星.犬細(xì)小病毒性腸炎兩種快速檢測(cè)方法的建立與應(yīng)用[D].長春:吉林大學(xué),2015.
[2] 黃華旭.廣西地區(qū)犬細(xì)小病毒的分子流行病學(xué)調(diào)查研究[D].南寧:廣西大學(xué),2018.
[3] 陳小蓉,楊寧,張燕紅,等.成都地區(qū)犬細(xì)小病毒分子流行病學(xué)調(diào)查[J].中國畜禽種業(yè),2019,15(9):3-5.
[4] 林瑜婷,翟頎,翟少倫,等.犬細(xì)小病毒河南方城株分離及VP2基因序列分析[J].中國動(dòng)物傳染病學(xué)報(bào),2021,30(2):1-10.
[5] 方光遠(yuǎn),樊金云,談福利,等.南京地區(qū)犬細(xì)小病毒基因型鑒定[J].畜牧與獸醫(yī),2021,53(3):95-101.
[6] 徐漢坤,金淮,郭寶發(fā),等.某犬群爆發(fā)犬病毒性腸炎的流行病學(xué)和臨床病理學(xué)觀察[J].畜牧與獸醫(yī),1983(5):5-7.
[7] 孫明潔,董國英,張雪竹,等.犬細(xì)小病毒國內(nèi)外流行病學(xué)研究進(jìn)展[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2019,39(5):1035-1039.
[8] PARRISH C R,AQUADRO C F,STRASSHEIM M L,et al.Rapid antigenic-type replacement and DNA sequence evolution of canine parvovirus [J].Journal of Virology,1991,65(12):6544-6552.
[9] VOORHEES I,LEE H,ALLISON A B,et al.Limited intrahost diversity and background evolution accompany 40 years of canine parvovirus host adaptation and spread [J].Journal of Virology,2019,94(1):e1119-1162.
[10] MOON B Y,JANG J,KIM S H,et al.Genetic characterization of canine parvovirus type 2c from domestic dogs in Korea [J].Transboundary and Emerging Diseases,2020,67(4):1645-1653.
[11] 張仁舟,楊松濤,馮昊,等.中國國內(nèi)首次檢測(cè)到犬細(xì)小病毒CPV-2c[J].中國病原生物學(xué)雜志,2010,5(4):246-249.
[12] 由海波,韓志強(qiáng),史赫,等.犬細(xì)小病毒的遺傳變異及流行情況分析[J].中國動(dòng)物傳染病學(xué)報(bào),2020,28(6):113-118.
[13] TRUYEN U,GRUENBERG A,CHANG S F,et al.Evolution of the feline-subgroup parvoviruses and the control of canine host range in vivo [J].Journal of Virology,1995,69(8):4702-4710.
[14] MIRA F,PURPARI G,LORUSSO E,et al.Introduction of Asian canine parvovirus in Europe through dog importation [J].Transboundary and Emerging Diseases,2018,65(1):16-21.
[15] MIRA F,PURPARI G,DI BELLA S,et al.Spreading of canine parvovirus type 2c mutants of Asian origin in southern Italy [J].Transboundary and Emerging Diseases,2019,66(6):2297-2304.
[16] LIU C,GAO J,LI H,et al.Phylogenetic characteristics of canine parvovirus type 2c variant endemic in Shanghai,China [J].Viruses,2021,13(11):2257.
[17] 李少晗,由欣月,范君文,等.14株北京地區(qū)犬細(xì)小病毒分離毒株的VP2、NS1基因序列分析[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2021,52(1):262-267.