传染性支气管炎病毒的分子生物学特性及其弱毒疫苗的研究进展
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传染性支气管炎病毒的分子生物学特性及其弱毒疫苗的研究进展
():中国畜牧兽医 2015,42615871591-
China Animal Husbandr&VeterinarMediciney y
doi10.16431.cnki.16717236.2015.06.039-j
传染性支气管炎病毒的分子生物学特性及
其弱毒疫苗的研究进展
2,32322,32,3*
,,,,,闫艺婷1,勾肖晶1,刘 静1,黄亚明1,杨激辉1,刘兴友1,
(河南科技学院动物科学学院,新乡4畜禽智能化清洁生产河南省工程实验室,新乡41.53003;2.53003;
)动物病毒病防控与药残分析河南省重点学科开放实验室,新乡43.53003
摘 要:传染性支气管炎是一种急性、高度接触性传染病,被世界动物卫生组织(列为B类疫病,对世界养禽OIE)业的发展造成了严重威胁。目前,传染性支气管炎的主要预防措施仍然是接种疫苗,但由于传染性支气管炎病毒具有血清型众多、变异速度快且交叉保护性弱等特点,使得传染性支气管炎的防制一直是养禽业面临的重大难题。文章主要对传染性支气管炎病毒的分子生物学特征及其弱毒疫苗的发展历程和免疫策略等方面进行了阐述,以期为新型传染性支气管炎弱毒疫苗的开发及应用提供科学参考。关键词:传染性支气管炎病毒;弱毒疫苗S蛋白;M蛋白;N蛋白;
()中图分类号:S852.65 文献标志码:A 文章编号:16717236201506158705---
ResearchProressonMolecularBioloicalCharacteristicsand gg
AttenuatedVaccineofInfectiousBronchitisVirus
123121312
YAN YitinOU XiaoinIUJinNGYain-- -mg,Gjg,Lg,HUAg,
1,2,31,2,3*
YANGJihuiIU Xinou - ,L-gy
,,
,
,
,
(,C1.ColleeoAnimalScience,HenanInstituteoScienceand Technoloinxian53003hina; gf f gy,Xg4
2.Henan HiherEducation EnineerinDiscilineIntellientCleanerProductionoLivestock,Xinxian ggg pgf g
,C453003hina;3.AnimalViralDiseaseControland ResidualAnalsis Henan HiherEducation yg
,CKeDiscilineOen Laboratorinxian53003hina) y ppy,Xg4:,AbstractInfectiousbronchitis(IB)isanacuteandsuscetibleinfectiousdiseasewhichhasbeen p
raveoultrrimarrevenclassifiedasBloemiaandcausesathreattotheindustr.Now,the -gpypypy tionmeasuresofIBarevaccineinoculation.Withthediversitofinfectiousbronchitisvirus(IBV) y
,,seroteandeasvariationandtheweaknessofcrossrotectionthereventionandcontrolofIB ypypp ,amaorinindustr.Inthisariticleitsummarizedthemolecularbioloicalroblemoultrwere jygppy
,characteristicsandthedevelomentandimmunizationstrateoftheattenuatedvaccineofIBto pgy rovidescientificreferencesfortheresearchandalicationofIBattenuatedvaccine. ppp
:;;;;KewordsinfectiousbronchitisvirusSroteinMroteinNroteinattenuatedvaccine pppy ,是infectiousbronchitisIB) 传染性支气管炎(
造成鸡的呼吸道、泌尿道和生殖道感染的一种病毒性疾病,是由传染性支气管炎病毒(infectiousbron -,引起的一种急性、高度接触性、传chitisvirusIBV)
染性疾病。该病临床症状表现为咳嗽、打喷嚏、生长发育迟缓、产蛋量下降和蛋品质下降等,还可造成鸡免疫机能下降,继发感染多种疾病,发病率和死亡率都很高,严重阻碍了世界养禽业的健康发展,已被世
收稿日期:20141120--
);)基金项目:国家自然科学基金(河南省高校科技创新人才支持计划(307716012009HASTIT010
,:作者简介:闫艺婷(女,河南安阳人,硕士生,研究方向:动物分子病毒学,1989E-mail992495169@q.com-)q
,:刘兴友(男,重庆人,博士,教授,硕士生导师,主要从事动物传染病研究,1963E-maillx63@hist.edu.cn*通信作者:-)y
传染性支气管炎病毒的分子生物学特性及其弱毒疫苗的研究进展
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界卫生组织列为B类疫病。该病一年四季均可发生,主要在寒冷的冬季多发,各种年龄和品种的鸡都易感,雏鸡发病率可达7蛋鸡产蛋后发5%~90%,病率和死亡率显著降低,IB可通过呼吸道和粪便一周内可全群感染发病。由于I快速传播,BV的血清型众多,虽然接种疫苗使血清中产生的抗体水平较高,但各型之间的交叉保护性仍然很弱甚至没有,表明随着I给该病BV血清型的不断出现,使得新型疫苗的的防控带来了更加严峻的挑战,研发迫在眉睫。
IBV于1930年在美国北达科塔州被首次发现,
并证实为病1931年由Schalk和Hawn首次报道,
毒性传染病。在病毒的长期演化过程中出现了不同且各型之间差异较大,免疫保护性较弱,的血清型,
从而导致IB一直未得到很好的控制。近年来出现的IBV新型毒株有:2012年在埃及发现的新型IBV毒株,经过基因测序比对,其S端发生了1基因的3′导致了该病的快速传播,且控制该毒株引起的突变,
[]
IB仍然停留在本土疫苗的研究1;2013年在意大利北部出现的I导致病死率突增,同时出现BV Q1株,2]
;周全鸡肾脏组织的坏死和腺胃的淋巴细胞渗出[
3]
等[研究发现国内两株新型IBVS1基因的突变是
个氨基酸组成,约9病毒中0ku。S1参与血凝抑制、和、组织嗜性等多个方面,且S1基因的变异是造成IBV各血清型之间差异的主要原因。S2由625个
约8镶嵌在病毒囊膜上,将S氨基酸组成,44ku,1蛋白稳定的锚定在病毒的膜上,形成S1的柄。S1蛋白上携带着两个额外的抗原决定簇区域,分别位于第294—316和532—437位氨基酸处。此外S2
蛋白上也携带一个额外的抗原决定簇,位于第这些特异的氨基酸位点,对566—584位氨基酸处,
[]
研究新型IB弱毒疫苗具有参考价值5。
[]
Phillis等6对鸡胚致弱的IBV全长基因组序p列进行分析,结果发现非结构蛋白的3端的突变率′
为3其中S基因在I4.75%~43.66%,BV弱毒诱变所研制中占5.8%~13.4%。这些位点发生突变,的弱毒疫苗在临床上不会引发I这可能是因B感染,为该段基因会使病毒的复制减慢。试验结果表明,唾液酸是IBV的S1蛋白入侵宿主细胞重要媒
[]7]
。C介[对allison等8通过交错延伸技术(StEP)结果发现SS1基因序列进行分析,1序列的重组数为5、点突变数为1.这为I3,B活疫苗的研究提供了
[9]技术支撑。Huan1、S2基因序列g等研究发现S
分别发生了2~6和2~3个氨基酸的突变,这致使在IIBV的毒力减弱。有报道称,BV H120疫苗株
这是I的基础上突变S基因,BV对环境进化适应而
10]
。S蛋白以化学结合的方式镶重组造成的变异[
/与H源于国内J2、Q1、T3疫苗株,120和491疫苗
4]
株亲缘关系较远;孙美玉等[对国内广为流传的肾型I结果发现BV QD株S1基因序列进行比对分析,
这为国内疫苗株同样与国内肾型株亲缘关系较近,
的研究带来了新的挑战。综上所述,传统的疫苗已不能控制该病的发生,接种新型弱毒疫苗是控制该病的重点。
表明S嵌在组织或细胞的胞外,2亚基很有可能没有一个独立的受体结合位点。换句话说,同源性病毒最终决定S蛋白的S1和S2亚基之间的相互作用,
11]
。了该病毒的亲和力、特异性和宿主的范围[1.2 M蛋白
蛋白是病毒外膜的主要成分,由mRNA4编码,,分子质量为23~35kuM蛋白的N端有两个糖基
化的位点,不同的糖基化位点是由IBV毒株M基因中碱基的替换、重组、插入、缺失所造成的,该糖基化位点是高度保守的。M蛋白是横跨囊膜的转膜蛋白,大部分位于囊膜的内侧,仅有N端糖基化的一小部分暴露在囊膜外。粗面内质网和高尔基体是诱导白M蛋白出芽的主要位点。M蛋白与抗感染、
细胞产生α-干扰素等有关。M蛋白的抗体在有补体存在时可以中和病毒的感染,且M蛋白还能诱导
对I细胞介导免疫应答,BV的防制具有重要的意
[2]
义。M研究发现,asters1M蛋白参与S蛋白的定
1 IBV的分子生物学特性
冠状病毒属的成员,其基因IBV是冠状病毒科、
组为不分节段单股正链RNA病毒,全长约。分别是纤突26.7kuIBV有4种主要的结构蛋白,
)、、、膜蛋白(核衣壳蛋白(小囊膜蛋白蛋白(SM)N)(。其中S蛋白是高变区,是抗原决定簇的集中E)
可保护不同区域;N蛋白有较多的交叉免疫原性,血清型之间的感染;免疫原性较低;M蛋白较保守,E蛋白在黏膜免疫中发挥作用。1.1 S蛋白
在S蛋白位于病毒囊膜表面呈放射状排列,是IIBV入侵机体时发挥着重要的作用,BV抗原决
定簇变异的主要集中区域。S蛋白是mRNA编码,分为S1和S2两种亚单位糖蛋白。S1由520~538
位和病毒样颗粒(的形成。但M蛋白的免疫VLp)
原性较弱。
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1.3 N蛋白
由mRN蛋白位于病毒粒子的内部,NA6编码,,分子质量约为4其氨基酸组成中,碱性磷酸酶6ku、。约占1包括17%,99个His42个Ls和3个Aryg与病毒RN蛋白是唯一位于囊膜内的蛋白,NA结
合形成核衣壳。N蛋白是该病毒基因组序列中相在细胞免疫和体液免疫过程中,对保守的序列,N
13]
蛋白可以识别免疫靶位。张淑霞等[通过试验证
的IBV起到很好的保护作用。各个国家根据当地的特异性毒株制备得的传代弱毒疫苗也有效的控制了该病的传播。如美国的A澳大rk99、GA98毒株,/韩国的KM这些利亚VicS、N188毒株,91毒株等,毒株都是在正常的孵化条件下通过鸡胚连续传代致弱获得的弱毒株,这些毒株均具有良好的免疫原性。国内许多学者也根据当地的I通过鸡胚传BV毒株,代的方法制备免疫效果良好的弱毒疫苗。孙银华
20]
等[研制的W经试验结果表明具有良93弱毒株,好的免疫保护效果。
明了N蛋白存在着广泛的点突变,IBV的突变不是单一基因的突变,而是整个基因组的变异,第918—933位氨基酸是N蛋白的高变位点。研究发现,N蛋白N末端的4个区域和NP2的第72—86位氨基
14]
。1,酸能诱导机体发生迟发型变态反应[8-桉树
2.2 改变生长条件获得IB弱毒疫苗
1977年,Cummning等首次报道经冷适应的方法致弱了I即将病毒接种于3BV,1℃孵化的鸡胚,传代后,该病毒的致病力明显降低。48h后收毒,
[1]
将肾型IYachida等2BV通过逐步降低孵化温度,获得了具有较高免疫活性的肾型IBV弱毒疫苗。
22]
李永清等[将IBV接种鸡胚尿囊液,32℃孵化
连续传代,所收48h,Tu株传46代,X1株传51代,
脑独特的空间结构可有效改变IBV N蛋白和RNA之间的绑定关系,使其具有明显的抗I可BV能力,
[5]
。研究结果表以作为一种治疗IB的有效性药物1
明,重组N蛋白可以在昆虫杆状病毒中被表达,且
能满足再生产的大量需要,通过ELISA反应能准确进一步说明了N蛋白可以的发现鸡血清中的抗体,
[6]
。作为IBV诊断的依据1
集病毒尿囊液对雏鸡的致病性明显减弱,对鸡胚的适应性提高,且T对雏u株出现稳定性增高的趋势,具有作为商品化弱毒疫苗的鸡的保护率达到90%,基本条件。有报道称通过热激也可以致弱IBV。
[3]
将一株新型的I在鸡胚接Jackwood等2BV毒株,
,接种1仅传种前,56℃水浴5~60min0日龄鸡胚,
1.4 E蛋白
在病毒中的含量较E蛋白也称为小囊膜蛋白,
少,结合于病毒的囊膜上。由mRNA3的开放阅读编码,分子质量为1框3(ORF3)2.4ku。1985年,首先发现I直到1BV基因组中存在E基因,991年
[7]才报道出E蛋白。C证实了,rose等1E蛋白在病
具有良好的稳定4~8代便可制得GA08弱毒疫苗,
24]
且用时较短。陈明艳[将新发现的性和安全性,
此后每代经IBVZZ2004通过鸡胚低温传至25代,
再接种鸡胚,传至57℃水浴20min后,37℃孵化,得到弱毒株I对雏鸡不具有致病35代,BVZZV35, -
经初步试验证明I性,BVZZV35具有生物安全性 -和良好的免疫原性,具有作为弱毒疫苗的潜力。2.3 反向遗传学技术获得弱毒疫苗随着分子生物学的发展,尤其是反向遗传学技术的不断成熟,通过反向遗传学技术获得人们需要
[5]
的疫苗是未来防制I利B的最新趋势。Zhou等2
参与了病毒粒子的形成,且在感染毒复制过程中,
这可能与感染细胞的凋亡IBV的细胞中大量存在,
有关系。有研究结果表明,IBVE蛋白的疏水结构 能改变细胞膜的离子通道,是IBV感染性病毒粒子
18]
。释放的重要蛋白[
2 IB弱毒苗的研究历程
2.1 鸡胚传代研制的弱毒疫苗
早在1美国首次成功研制鸡胚传代弱毒950年,具有良好的免疫原性,至今疫苗Mass型M41株,
[9]
M41弱毒疫苗的使用还是极为广泛。王新卫等1将M得出不同代次的M41株鸡胚传代,41株免疫
可以用来制备疫苗和建立种子原性仍然保持良好,
批。此外,荷兰H120和H52株也属于Mass血清
型,是通过鸡胚37℃连续传至第120和52代获得的弱毒疫苗,至今仍被广泛使用。H120株是温和可接种1日龄的雏鸡,型疫苗,H52株可做两次免疫的疫苗,具有良好的免疫效果,能对Mass血清型
用反向遗传学技术成功拯救出I其生物BV H120,命名为R-H免疫保学活性与亲本株极为相似,120,护率提高到8是新型5%,R-H120将作为病毒载体,疫苗的研究分子基础。2刘兴友等发现了一004年,株对鸡和鸭均具有感染性的I并BVZZ2004毒株, 应用长距离R利用反向遗传学技术,T-PCR方法,
获得了该毒株的感染性克隆,这为IBVZZ2004的 基础性研究提供了技术平台,也为其疫苗研究提供了技术支撑。
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2.4 病毒重组活载体疫苗
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外,由黄芩、双花、鱼腥草、甘草、板蓝根组成的中药方剂与西药(病毒灵)相比,更能提高雏鸡感染IBV的非特异性免疫,包括巨噬细胞的吞噬能力和免疫
28]
。另外,器官的发育[实践中含中药成分的清瘟散[9]
。等方剂对IB也有很好的治疗效果2
在反向遗传的基础上重组活载体疫苗不断发展成熟,且具有良好的安全性和稳定性,为多价苗的研
[6]
将重组弱毒株发开启了一个新的方向。Toro等2
新城疫病毒(与IrLS)BV S2基因重新连接组成新的重组病毒,能使新城疫的致病性减弱,且接种该病
[27]
将QX毒能提高IBV的交叉保护率。Zhan-g等
likeIBVS1基因插入到重组鸡马立克病毒(MDV)
4 展 望
在养禽业中,使用弱毒疫苗防控IB已有60~对I70年的历史。在这漫长的岁月里,BV的认识不
断加深,但I原B仍是养禽业亟待解决的重大难题,血清型众多、交叉保护性因是IBV的变异速度快、弱甚至没有。S基因是造成IBV血清型出现差异的主要区域,且易在低温下诱变,这是否与该病在寒冷的季节多发而出现新型毒株有关仍需进行进一步的研究。生产实践中Mass型疫苗是预防该病的主
随着I新血清型I力军。然而,BV的发展,BV的不断出现,弱毒疫苗已成为控制该病的主要手段和有效方法,在生产中有着举足轻重的地位,应加快弱毒疫苗的研究,提高IB弱毒苗的免疫效果是该病防制中的研究热点。目前,且大IB的暴发依然很普遍,部分是由于该病的交叉保护性弱甚至没有。因此,不仅要大力推广I还需要加强其B弱毒疫苗的应用,疫苗研究工作的支持。参考文献:
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也有很好的保护作用。
3 免疫策略
最近在各国陆续有I传统的疫苗已不B的报道,能很好的防制该病的传播。新IBV血清型的不断接种疫苗与新型变异株之间交叉保护性弱,使出现,
得该病暴发。因此,及时了解I选BV流行的动态,择正确的疫苗接种,是预防该病在禽群之间传播的关键因素之一。此外,加强鸡舍的饲养管理,做好平提高机体的抵抗力,对I时预防接种,B的防制起重要作用。
3.1 加强鸡舍的饲养管理首先,加强鸡舍内外环境的消毒,定时更换消毒进出养殖场的车辆和人员做好消毒和隔液的种类,
杜绝外来疫病的入侵。其次,离工作,3周龄内的雏鸡对鸡舍的温度、湿度、通风和光照都很敏感,易造成应激,降低鸡群的免疫力。另外,饲料中添加维生素和微量元素,提高机体的免疫力。大规模的养殖饲养密度不可过大。场,
3.2 免疫接种首免,可在出壳3d内进行,因该病毒不受母源二免,在2周后进行,此时抗体产生速抗体的干扰;
度快、数量多、持续时间长;可根据该病流行病学特选择性三免。市场上常见的弱毒疫苗主要有点,
前者较温和,可做首免疫苗,后者可H120和H52,
作为二免疫苗。也可采用对价联苗对IB进行预防接种。同时,还要密切注意I做好紧B的流行趋势,急接种计划。此外,弱毒苗的接种方式通过点眼、滴——分泌性I由哈德氏腺和黏膜产生的抗体—鼻,A,g是最快、杀伤力最强的免疫球蛋白。3.3 其他
有报道称,推BV的复制,α-干扰素可以抑制I迟IB的暴发。胸腺因子可以刺激自然杀伤细胞的分泌,从而增强机体的抵抗,以防止该病的侵袭。另
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(责任编辑 吴 艳)
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