我國家禽新城疫病毒流行基因型分析

趙怡倩，趙躍祺，吳慧芳，楊增岐，劉海金

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，陜西楊凌 712100)

新城疫(Newcastle disease,ND)是由副黏病毒科的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)強毒株引起的一種禽類烈性傳染病，世界動物衛(wèi)生組織(OIE)將其列為必須通報的動物疫病，我國將其列為一類動物疫病，給養(yǎng)禽業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失[1]。NDV只有一種血清型，存在多種基因型，疫苗接種是防控ND的最有效方法，ND疫苗主要是由20世紀50年代分離的NDV弱毒株制成，包括VG/GA、Ulster/67、La Sota、B1、Clone 30和Mukteswar等，這些疫苗株屬于Class Ⅱ類基因Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ型[2]?，F(xiàn)有的ND疫苗能保護雞不被異源基因型NDV強毒株感染發(fā)病，但不能有效地防止病毒的復(fù)制和排泄[3-4]。家禽對NDV均易感。NDV有宿主嗜性，不同禽類中流行的NDV基因型不同。疫苗株和流行株基因型的不匹配是導(dǎo)致ND在免疫家禽中暴發(fā)的原因之一。迫切需要基于不同家禽的流行基因型來研發(fā)基因匹配的ND疫苗，從而提高疫苗防控ND的效果。

1 NDV基因型

NDV為單股負鏈RNA病毒，其基因組的長度為15186 bp、15192 bp或15198 bp，結(jié)構(gòu)為3′Leader-NP-P-M-F-HN-L-Trailer′5，編碼6個結(jié)構(gòu)蛋白和2個非結(jié)構(gòu)蛋白[1]。膜融合蛋白(fusion，F(xiàn))是決定病毒毒力的主要因子。根據(jù)F基因，可把NDV分為Class Ⅰ類和Class Ⅱ類。Class Ⅰ類的NDV只有1個基因型，與Class Ⅱ類的NDV同源性約60%。Class Ⅱ類的NDV包含21個基因型，基因型的遺傳距離相差約10%[5]。NDV在我國流行時間較長，本文從NCBI Nucleotide數(shù)據(jù)庫中篩選了分離自我國的2 352株NDV,并對所有毒株的分離時間、宿主和基因分型進行統(tǒng)計分析[6](圖1～圖7)。我國家禽中存在復(fù)雜的NDV基因型，有Class Ⅰ類和Class Ⅱ類基因Ⅰ-Ⅲ、Ⅵ-Ⅸ、Ⅻ、ⅩⅢ、ⅩⅩ和ⅩⅩⅠ型。雖然家禽對Class Ⅰ類和Class Ⅱ類多種基因型均易感，但不同宿主中流行的NDV基因型不同。在雞群中，Class Ⅱ類基因Ⅶ型(59.35%)是造成ND暴發(fā)的主要流行基因型，其中Ⅶ.1.1亞型(97.43%)占絕對優(yōu)勢(圖2)；水禽是NDV弱毒株的主要宿主，能夠引起水禽嚴重發(fā)病的NDV強毒株主要為Class Ⅱ類基因Ⅶ型(28.36%)，96.10%為Ⅶ.1.1亞型(圖3)；鴿ND主要由Class Ⅱ類基因Ⅵ型引起(78.04%)(圖4)。

2 Class Ⅰ類NDV

20世紀70年代Class Ⅰ類NDV就已經(jīng)在北美和歐亞大陸的家禽和野生鳥類中存在[7]。2002年我國在家鴨中首次發(fā)現(xiàn)了Class Ⅰ類NDV[8]。根據(jù)基因型分析，33.33%的我國水禽分離株為Class Ⅰ類弱毒株(圖3)，而且50.74%(205/404)Class Ⅰ類NDV從水禽和野生鳥類中分離出來。家鴨是Class Ⅰ類NDV的重要宿主，在病毒的保存和進化中發(fā)揮重要作用。Class Ⅰ類NDV對家禽無致病性。鴨源Class Ⅰ類NDV與常用NDV的La Sota、V4等疫苗株存在顯著的抗原差異[9]。鴨源Class Ⅰ類NDV弱毒株在雞的氣囊內(nèi)連續(xù)傳代后毒性增強，在雞組織器官內(nèi)能夠快速復(fù)制和擴散[10]。在我國，雞經(jīng)常與攜帶NDV的健康水禽接觸甚至混養(yǎng)，給NDV弱毒株突變?yōu)閺姸局陝?chuàng)造了條件，可能導(dǎo)致Class Ⅰ類NDV引起的ND疫情。因此，應(yīng)根據(jù)我國鴨源Class Ⅰ類NDV的特點，開發(fā)用于鴨類的疫苗，對家鴨提供保護的同時減少病毒的復(fù)制和排泄，從而避免鴨源Class Ⅰ NDV傳播給雞，造成毒力返強引起的ND疫情，以保護雞群免受Class Ⅰ類NDV的潛在威脅。

圖1 NDV毒株分離時間統(tǒng)計圖

圖2 雞源NDV基因型統(tǒng)計圖

圖3 水禽源NDV基因型統(tǒng)計圖

3 Class Ⅱ類NDV

3.1 基因Ⅰ型和Ⅱ型NDV

Class Ⅱ類基因Ⅰ型和Ⅱ型NDV多為弱毒株，廣泛存在于北美、南美、非洲、亞洲和歐洲的家禽、水禽和野生鳥類中。商品化的V4 和Ulster/chicken/Ireland/1967疫苗株屬于基因Ⅰ型，而La Sota屬于基因Ⅱ型[7]。我國14.31%的雞源NDV(圖2)和29.46%的水禽源(圖3)NDV屬于這兩種基因型。Ⅰ型分為4個基因亞型，我國2004年首次分離到基因Ⅰ型NDV[11]，以1.2亞型居多。Ⅱ型NDV首次報道于北美，包括強毒株和弱毒株。我國分離的基因Ⅱ型NDV都為弱毒株，與疫苗株存在高度同源性，可能是由于使用弱毒活疫苗造成的散毒[12]。

圖4 鴿源NDV基因型統(tǒng)計圖

3.2 基因Ⅲ型NDV

基因Ⅲ型NDV在20世紀30年代分離于日本，20世紀70年代在巴基斯坦也有發(fā)現(xiàn)[7]。1969年我國臺灣暴發(fā)了由基因Ⅲ型NDV引起的ND[13]，之后一直沒有基因Ⅲ型強毒的分離報道，而且國內(nèi)偶爾分離到的基因Ⅲ型毒株也與Mukteswar疫苗株具有很高的同源性(99.7%)[14]。目前，已經(jīng)禁止使用中等毒力Mukteswar疫苗，防止疫苗株毒力返強帶來的風(fēng)險[3，14]。

3.3 基因Ⅵ型NDV

基因Ⅵ型NDV起源于20世紀60年代末和70年代初的中東地區(qū)[7]，并傳播至世界各地，導(dǎo)致了ND第3次世界大流行。1985年我國首次報道由基因Ⅵ型NDV引起的鴿ND[15]，之后在我國鴿中頻繁分離到該類型的NDV(圖5)，特別是華南、華東、西北和東北地區(qū)[15-16]。鴿副黏病毒1型(PPMV-1)主要屬于Class Ⅱ類基因Ⅵ型NDV(78.04%)(圖4)。雞和水禽等宿主的Ⅵ型占比僅在0.48%～0.55%，而且92.17%基因Ⅵ型病毒分離自鴿(圖6)。表明基因Ⅵ型NDV對鴿表現(xiàn)出很強的宿主嗜性。該基因型NDV的F蛋白裂解位點具有強毒特征，致病性試驗顯示雞致病性較弱，甚至無致病性，但是對鴿表現(xiàn)出強致病性[15]?；颌鲂蚇DV分為7個亞型，我國至少存在6種基因亞型，Ⅵ.2.1.1.2.1和Ⅵ.2.1.1.2.2亞型最為流行(圖4)?；颌鲂蚇DV與疫苗株La Sota的F和HN基因核苷酸序列相似相均小于85%，表現(xiàn)出明顯的抗原差異[15-16]，這些疫苗株不能對鴿提供完全保護。除食用外，賽鴿在基因Ⅵ型NDV的傳播中發(fā)揮重要作用。為了保護家鴿和賽鴿不被NDV感染，針對鴿的基因Ⅵ型NDV疫苗的研發(fā)刻不容緩。

圖5 鴿源Class Ⅱ類基因Ⅵ型NDV分離統(tǒng)計

3.4 基因Ⅶ型NDV

基因Ⅶ型NDV具有廣泛的宿主范圍和地理分布?；颌餍蚇DV在20世紀80年代早期就已經(jīng)在東亞地區(qū)存在[17]。1984年和1995年我國臺灣暴發(fā)了由基因Ⅶ型NDV引起的嚴重疫情。一株基因Ⅶ.1.1亞型NDV在1984年首次分離到，并在1995年成為優(yōu)勢基因型，在雞群中迅速傳播[13]。2000年首次報道了基因Ⅶ型NDV在中國大陸存在[18]。一直以來人們認為水禽是NDV的天然宿主，即使感染了對雞有強致病性的毒株，也很少或不表現(xiàn)臨床癥狀。然而，1997年我國首次報道了鵝副黏病毒病，典型癥狀與雞相似，具有較高的發(fā)病率和死亡率，之后證明是基因Ⅶ型NDV引起的[19]。1995年以來該型NDV一直處于流行趨勢，尤其是2000年-2012年。我國近年采取生物防控結(jié)合疫苗免疫，基因Ⅶ型NDV分離株有所下降但在家禽中仍存在(圖7)。基因Ⅶ型NDV正在引起世界ND第4次大流行，用的疫苗株(基因型Ⅰ和Ⅱ)與基因Ⅶ型毒株的遺傳距離為18.3%～26.6%[20]。因此，這些疫苗不能完全保護家禽，不能有效防止病毒復(fù)制和排泄?；谖覈仪葜蟹蛛x的NDV強毒株主要基因型為Ⅶ.1.1(圖2和3)，應(yīng)加快雞源和水禽源基因Ⅶ.1.1亞型ND疫苗的研發(fā)。

圖6 各宿主基因Ⅵ型NDV統(tǒng)計

3.5 基因Ⅷ型NDV

20世紀60年代至90年代在馬來西亞、新加坡、中國、土耳其、意大利、阿根廷和南非等地分離到該型NDV[7，13，21]。我國2011年從斗雞中重新分離到基因Ⅷ型NDV[21]。近些年未見該基因型毒株的分離報道。

3.6 基因Ⅸ型NDV

在家禽、水禽和野生鳥類體內(nèi)分離到Ⅸ型毒株，并且能夠使水禽表現(xiàn)出臨床癥狀[22]。2008年-2011年在我國秦嶺和2013年-2015年廣東省的健康野鳥中分離到Ⅸ型NDV，說明野鳥可能是該型病毒的天然宿主，且基因Ⅸ型NDV在家禽和野生鳥類中循環(huán)存在并維持著較低的進化率[22-23]。

3.7 基因Ⅻ型NDV

首次分離于秘魯?shù)碾u群，屬于Ⅻ.1亞型[7，24]。我國于2010年-2011年首次從鵝群中分離到基因Ⅻ型NDV。2017年和2019年從廣東省健康鵝群中再次分離到該類型的毒株。遺傳進化樹顯示，從我國分離到基因Ⅻ型的NDV屬于Ⅻ.2亞型，與南美洲的毒株并無流行病學(xué)聯(lián)系[24]。該型毒株屬于強毒株，能引起鵝ND暴發(fā)，應(yīng)持續(xù)監(jiān)測鵝群中該型病毒。

圖7 我國Class Ⅱ類基因Ⅶ型NDV分離情況統(tǒng)計

4 展望

現(xiàn)有的疫苗雖然降低了ND的發(fā)病率和死亡率，但是不能夠完全保護，以非典型ND為主的疫情還時有發(fā)生。本文綜合分析近20多年我國NDV分離株的流行情況，發(fā)現(xiàn)水禽(尤其是鴨類)攜帶大量Class Ⅰ類弱毒株，在Class Ⅰ類NDV的遺傳進化中發(fā)揮重要作用；Class Ⅱ類基因Ⅵ型NDV對鴿子有很強的宿主嗜性，是引起鴿ND的主要基因型，尤其是Ⅵ.2.1.1.2亞型；基因Ⅶ.1.1亞型NDV是造成我國雞和水禽(尤其是鵝類)ND發(fā)生的優(yōu)勢基因型。未來研發(fā)重點應(yīng)針對雞和水禽的基因Ⅶ.1.1型疫苗；針對鴿子的基因Ⅵ.2.1.1.2型疫苗的研發(fā)；針對水禽Class Ⅰ類ND疫苗研發(fā)的儲備，防止Class Ⅰ類弱毒株突變?yōu)閺姸局陰淼臐撛陲L(fēng)險。最大限度提高疫苗免疫效果，減少NDV流行株在免疫家禽體內(nèi)的復(fù)制和排泄，更好的防控ND在我國的暴發(fā)。