雞傳染性支氣管炎病毒流行情況及其變異機制研究進展

李廣升，代 珊，左新桐，朱優(yōu)化，王 猛

（1.河南省鄭州種畜場，河南 鄭州 450008；2.河南千翮牧業(yè)科技有限公司）

傳染性支氣管炎（IB）是由傳染性支氣管炎病毒（IBV）引起的急性、高度接觸性的病毒性呼吸道疾病，該病在全球范圍內(nèi)存在并呈地方性流行。該病的主要特征是病雞呈氣管啰音、咳嗽、噴嚏；腎臟腫大、蒼白，輸尿管擴張、有尿酸鹽沉積，外觀呈典型的“花斑腎”。IBV具有廣泛的組織嗜性，其原發(fā)和主要的增殖部位是呼吸道上皮細胞，還可以在輸卵管、腸道、腎臟等組織的上皮細胞中進行復(fù)制。各種品種和年齡的雞均易感，但雛雞的致死率較高。IBV感染還可造成細菌、支原體等的繼發(fā)感染或混合感染，使發(fā)病率和死亡率增加，對國內(nèi)外養(yǎng)禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。

1 傳染性支氣管炎國內(nèi)外流行概況

1.1 國外IB的流行情況

自20世紀30年代首次發(fā)現(xiàn)雞傳染性支氣管炎以來，該病便在世界范圍內(nèi)流行。傳染性支氣管炎最早于1930年在美國北達科塔州被發(fā)現(xiàn)，它主要引起呼吸道癥狀。1931年Schalk和Hawn首次報道其為一種“新型呼吸道疾病”，主要侵害雛雞的呼吸道。1937年Beaudette和Hudson首次分離到IBV，即Beaudette株。1950年開始美國發(fā)現(xiàn)IBV變異株，1956年Jungherr報道稱1951年分離的Connecticut株與之前分離的Massachussetts株不同，它們存在抗原差異且不能交叉保護，該發(fā)現(xiàn)證明了IBV抗原的多樣性。同年，Bijlenga在荷蘭分離到IBV-H株，其是目前仍被廣泛使用的疫苗H52、H120的母本株。1962年Winterfield等報道在美國出現(xiàn)了腎型IB，同年在澳大利亞也發(fā)現(xiàn)腎致病型IBV毒株N1/62。當時該型IBV主要以Holte株、Gray株為代表。

到1970年通過血清學(xué)方法各國發(fā)現(xiàn)多種IBV變異株。1974年Johnson利用中和試驗將美國之前發(fā)現(xiàn)的IBV毒株分為10個血清型，即Mass、conn、Holte、JMK、lowa609、lowa97、Clark333、Ark99、SE17和Florida。1985年EI-Houadfi等在摩洛哥分離到一株腸型變種IBV，即G型，對腸道有較強的侵襲性。1990年開始又出現(xiàn)新的變異株，1991年英國報道一種新型IBV，稱之為4/91型或793/B型，并逐漸成為英國主要的血清型。1992年在美國出現(xiàn)了Delware072變異株，且在之后的10年間，該毒株廣泛流行，對美國養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重的危害。同時隨著DE072型疫苗的應(yīng)用，又出現(xiàn)了新的變異株Georgia98。1995年Jia等在美國紐約分離一株獨特的IBV變異株CU-T2，經(jīng)遺傳進化分析發(fā)現(xiàn)，該毒株是Mass、Ark和H52的重組毒株，證明IBV基因組RNA存在重組現(xiàn)象。

各種因素影響，IBV變異較快，導(dǎo)致新的基因型不斷出現(xiàn)。2010年左右歐洲國家出現(xiàn)一種新的變異株，由于該毒株與最早出現(xiàn)在中國的QX型毒株很相似，因此，被命名為歐洲QX-Like毒株。之后該型毒株通過俄羅斯傳播到比利時、丹麥、法國、德國、意大利、匈牙利、荷蘭、西班牙、悉尼等多個國家，使許多國家該病的凈化愈發(fā)困難，造成了很大的經(jīng)濟損失。

1.2 國內(nèi)IB的流行情況

我國在1953年就有關(guān)于呼吸型IB的報道。1972年鄺榮祿在廣東首次發(fā)現(xiàn)該病，證明了IB在我國的存在。隨后，其他地區(qū)也相繼報道了該病的發(fā)生。1988年，我國分離到致腎病變形IBV。1991年開始IB在我國大范圍蔓延，到1990年中期，開始出現(xiàn)一些IBV變異株。如1995年杜元釗等在中國膠東地區(qū)分離到一株IBV變異株，其靶器官是卵巢和輸卵管，引起蛋雞產(chǎn)蛋量和蛋品質(zhì)下降。1996年朱國強、王永坤等在江蘇地區(qū)分離并鑒定了一株腺胃型IBV毒株，證明IBV的流行情況變得復(fù)雜。

1997年，我國分離到一株新型IBV，命名為QX型，也稱為LX4型或A2型。感染病雞表現(xiàn)為腺胃炎、腹瀉，并致使雛母雞生殖系統(tǒng)損傷，25～70日齡感染雞體質(zhì)量減輕。該型IBV在世界其他國家未見報道，之后，該血清型在我國逐漸流行。劉勝旺課題組對1994-2009年間從我國山東、江蘇、吉林、黑龍江等地的免疫雞群中分離的39株IBV進行了序列分析，發(fā)現(xiàn)其中有25株屬于QX型；Zou等對2008-2010年間在四川地區(qū)分離到的19個IBV毒株的S1基因進行了分析，結(jié)果顯示50%以上屬于QX型。張小榮等對2009-2011年分離到的54株IBV毒株分析發(fā)現(xiàn)，其中2/3以上屬于QX型；Li等對1985-2012年間從廣西地區(qū)不同的發(fā)病雞群中分離了60個IBV毒株進行了研究，發(fā)現(xiàn)1985-2008年間分離的毒株大都屬于HN08型，而2009-2011年間分離的野毒株大多屬于QX型。以上研究表明，QX型已成為中國最主要的優(yōu)勢基因型。

2007年，Li等在廣東分離到一新型IBV，S1基因序列分析表明，其屬于基因Ⅳ型，與Mass、491和QX基因型毒株遺傳距離均較遠，隨后，在廣西、山東等地也有這一新型IBV流行株的報道。近年來，由于IBV的不斷變異，國內(nèi)流行的IBV毒株基因型已超過10個，Han等對過去15年分離的220個IBV毒株進行序列分析，發(fā)現(xiàn)這些分離毒株至少可以分為9個基因型：LX4（QX型）、Mass、LHLJ、LDL、LDT3、LSC、BJ、N1/62和793B，而現(xiàn)有疫苗已無法對其中部分基因型產(chǎn)生保護，使IB的防控越來越困難。

2 傳染性支氣管炎病毒變異機制

IBV為冠狀病毒科冠狀病毒屬的代表種，其基因組為單股正鏈不分節(jié)段的RNA，本身具有感染性，全長約為27.6Kb，屬于目前已知RNA病毒中基因組最大的一類病毒。由于病毒本身獨特的不連續(xù)套式轉(zhuǎn)錄機制及其基因組RNA聚合酶缺乏校對功能，再加上自然選擇、疫苗、飼養(yǎng)環(huán)境等各種選擇壓力的影響，導(dǎo)致病毒在復(fù)制過程中極易發(fā)生基因突變、缺失或插入、基因重組等變異，產(chǎn)生新的基因型和血清型。

2.1 基因突變

IBV的RNA依賴性的RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄過程中缺乏校對功能是病毒基因突變的主要原因?；蚪M的任何位置均有可能隨時出現(xiàn)突變，其中最易發(fā)生變異的是S基因。S蛋白是IBV的主要結(jié)構(gòu)蛋白，其裂解產(chǎn)生的S1蛋白是IBV產(chǎn)生感染性的主要蛋白，并決定病毒的組織嗜性，S蛋白的改變會影響病毒的致病性。有研究表明，S蛋白的第50～170位氨基酸和第250～310位氨基酸之間較易發(fā)生突變。一直被認為高度保守的M蛋白、N蛋白在病毒不斷的進化過程中也發(fā)生了很大的變化。Tain J等對部分IBV毒株的N基因序列同源性分析發(fā)現(xiàn)，不同血清型的N基因存在差異，主要發(fā)生在基因的3，端下游，N基因的變異可能影響IBV的感染能力。

2.2 基因插入或缺失

基因插入或缺失也是引起IBV變異的一種機制。由于病毒基因組較大，基因序列較長，其RNA復(fù)制酶的保真性又相對較低，因此在病毒復(fù)制過程中，容易丟失或插入一些堿基或序列，產(chǎn)生新的變異毒株。Xu等對部分IBV分離株的研究發(fā)現(xiàn)，S基因的第120～170位氨基酸之間常見基因的插入或缺失，導(dǎo)致基因序列的改變，進而引起病毒二級或三級空間結(jié)構(gòu)的變化，影響該蛋白的功能，并可能影響該病病毒的復(fù)制和致病力。

2.3 基因重組

同源重組主要指在一定條件下，野毒之間或野毒與疫苗毒之間發(fā)生大片段基因序列的替換而產(chǎn)生新的毒株，是引起IBV變異的另一重要原因，這種遺傳信息的改變可能也是IBV存在的一種重要機制。與點突變的引起抗原位點變化不同，重組主要引起抗原位點的漂移而不影響抗原位點的性質(zhì)。大量的研究表明，IBV像多數(shù)冠狀病毒一樣，存在著重組熱點（hot spot），可能是脫落的RNA聚合酶重新結(jié)合的位點，從而導(dǎo)致重組的發(fā)生。CK/CH/LSD/03Ⅰ和CK/CH/LLN/98Ⅰ均是由不同毒株重組產(chǎn)生的變異毒株。尤其隨著經(jīng)濟的發(fā)展，集約化規(guī)?；B(yǎng)殖已成為現(xiàn)在養(yǎng)殖業(yè)的主流，高密度雞群是病毒重組的基礎(chǔ)，不同活疫苗的混合免疫也為病毒重組提供了條件。有學(xué)者證明，新型IBV、AIV等毒株的出現(xiàn)，可能都與基因重組有關(guān)。

此外，基因重組也是獲得弱毒疫苗株的一種方法。T.Hodgson,R.Casais等通過以Mass41株的S蛋白置換Beaudette株的S蛋白發(fā)現(xiàn)新的毒株可誘導(dǎo)免疫反應(yīng)但無致病性，M.Armesto,D.Cavanagh等將強毒株的復(fù)制酶蛋白1a和1ab換為弱毒株的相同基因形成的新毒株但無致病性，這些均為新型弱毒疫苗的獲得提供了思路。

值得注意的是，現(xiàn)階段高密度養(yǎng)殖和免疫壓力同時也是造成IBV變異的一種不容忽視的原因。

3 小結(jié)

IB是嚴重危害雞群的一類重要疾病，該病在世界范圍內(nèi)流行，給國內(nèi)外養(yǎng)禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。病毒自身的特性及各種選擇壓力的影響，導(dǎo)致病毒變異較快，使該病的防控面臨巨大的挑戰(zhàn)。

疫苗免疫在IB的防控中起到重要作用。雖然在IB的防治方面滅活疫苗和弱毒疫苗等得到廣泛使用，但由于IBV基因組極易發(fā)生變異和重組，導(dǎo)致新的變異株不斷出現(xiàn)，且不同血清型之間只有部分或完全沒有交叉保護作用，致使疫苗免疫失敗，使IBV在世界范圍內(nèi)的流行日趨嚴重和復(fù)雜化。因此，加強對IBV流行現(xiàn)狀、致病機理和變異機制的研究，對不同地區(qū)禽群中的IBV流行和變異情況進行實時監(jiān)測，利用日益發(fā)展和完善的分子生物學(xué)技術(shù)及對IBV基因組結(jié)構(gòu)和功能更深入的了解，研制針對流行毒株的新型有效的疫苗對于IB的防控顯得尤為重要。同時，在日常的養(yǎng)殖中，加強飼養(yǎng)管理，建立健全生物安全體系，并結(jié)合當?shù)睾宛B(yǎng)殖場的實際情況制定合理的免疫程序，多管齊下，防控IB的發(fā)生，促進養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。□