莫紅芳,石宗承,何東賢,覃振斌,虞霖田,呂 鑫,熊曉妍
1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué),廣西 南寧 530007 2.廣西大學(xué),廣西 南寧 530004 3.廣西農(nóng)墾良豐農(nóng)場(chǎng)有限公司,廣西 桂林 541006 4.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所,黑龍江 哈爾濱 150069
鴿新城疫(pigeon Newcastle disease)又稱(chēng)“鴿瘟”,是由鴿Ⅰ型副黏病毒(Pigeon paramyxovirus type 1,PPMV-1)感染各年齡段鴿子的一種急性、敗血性和高度接觸性傳染病,臨床癥狀與雞新城疫十分相似,主要以腹瀉和神經(jīng)癥狀為特征[1]。鴿新城疫傳播速度快,發(fā)病率為30%~80%,死亡率常超過(guò)50%,呈世界性分布[2],給養(yǎng)鴿業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。鴿新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)是雞源NDV在鴿體內(nèi)適應(yīng)后形成的變異株[3],世界大部分地區(qū)報(bào)道的鴿NDV均屬于基因V型[4],我國(guó)分離到的鴿NDV大部分屬于Ⅵb亞型毒株。鴿NDV自20世紀(jì)80年代傳入我國(guó)后,便在全國(guó)多個(gè)省份和地區(qū)長(zhǎng)期存在并大范圍流行[5],已嚴(yán)重危害我國(guó)養(yǎng)鴿業(yè)的健康發(fā)展。楊少華 等[6]對(duì)2011—2013年于山東流行病學(xué)調(diào)查中分離到的3株鴿源NDV(SDS、SD01和SD02)進(jìn)行了測(cè)序和生物活性分析,研究表明這3個(gè)毒株與基因Ⅵ型NDV毒株聚于一簇,屬于ClassⅡ系Ⅵb基因型。
目前,鴿新城疫的防控主要以疫苗接種為主,但由于各種原因免疫過(guò)的鴿場(chǎng)仍出現(xiàn)零星發(fā)病[7],原因可能是當(dāng)前生產(chǎn)上廣泛使用的NDV疫苗為L(zhǎng)a Sota、Mukteswar等雞用NDV疫苗,與鴿NDV國(guó)內(nèi)流行株遺傳進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn),對(duì)流行株的保護(hù)效果不佳[2]。Qiu et al.[8]通過(guò)基因分析、交叉血凝抑制試驗(yàn)和抗原差異性分析證明,目前流行的鴿NDV毒株NDV167與新城疫常用疫苗La Sota株之間的基因型及抗原性存在較大差異,2種毒株的F蛋白氨基酸位點(diǎn)及HN蛋白氨基酸位點(diǎn)存在差異,該差異很可能為鴿NDV發(fā)生抗原性變異的主要原因。因而,使用經(jīng)典La Sota疫苗預(yù)防鴿新城疫存在免疫失敗的風(fēng)險(xiǎn)。因此,研發(fā)針對(duì)鴿新城疫流行株的疫苗迫在眉睫,探尋一種抗鴿NDV的藥物對(duì)鴿新城疫的防治具有重要意義。
中藥在我國(guó)及其他亞洲國(guó)家被廣泛應(yīng)用于病毒性傳染病的預(yù)防與治療,近些年的一些研究表明雙黃連、板藍(lán)根等中藥及其有效成分具有抗病毒活性。金銀花是我國(guó)傳統(tǒng)藥食兩用的中藥之一,其藥性甘、寒,歸肺、胃、大腸經(jīng),具有清熱解毒、疏散風(fēng)熱的功效[9]。金銀花為忍冬科(Capriroliaceae)忍冬屬(LoniceraL.)植物忍冬(LonicerajaponicaThunb)的干燥花蕾,主要化學(xué)成分為揮發(fā)油類(lèi)、黃酮類(lèi)、環(huán)烯醚萜苷類(lèi)和有機(jī)酸類(lèi)等,主要活性成分為異綠原酸、綠原酸、棕櫚酸以及咖啡酸等有機(jī)酸[10],具有顯著的廣譜抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)作用。劉曉靜 等[11]利用離體、整體和雞胚培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察綠原酸對(duì)流感病毒的影響,研究表明綠原酸對(duì)接種MDCK細(xì)胞、雞胚中流感病毒的復(fù)制有抑制效果,可降低流感病毒感染小鼠的肺指數(shù)及小鼠的死亡率,抑制流感病毒效果顯著。因此,本研究通過(guò)器官剖檢觀(guān)察、組織病理學(xué)觀(guān)察、血清免疫指標(biāo)測(cè)定和抗氧化功能分析等,探究金銀花提取物抗鴿NDV效果,以期為金銀花作為鴿新城疫的潛在預(yù)防和治療藥物提供理論科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 毒株與試驗(yàn)鴿
鴿新城疫病毒Pi/NJ/CH/4416/2016株(簡(jiǎn)稱(chēng)“NDV4416毒株”)為ClassⅡ基因Ⅵb亞型,測(cè)定血凝效價(jià)(HA)為5log2,由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物傳染病實(shí)驗(yàn)室分離鑒定;美國(guó)王鴿(28日齡)經(jīng)檢測(cè)均無(wú)NDV及其抗體,由南寧市元亨獸醫(yī)服務(wù)中心提供。
1.1.2 中藥與主要試劑
金銀花提取物(綠原酸浸膏),購(gòu)自河南龍騰生物工程有限公司;二甲苯、無(wú)水乙醇和輕質(zhì)液體石蠟等,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;4%多聚甲醛溶液、HE染液和中性樹(shù)膠等,購(gòu)自武漢賽維爾生物科技有限公司;鴿源免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、補(bǔ)體C3(C3)、γ干擾素(IFN-γ)、超氧化物歧化酶(SOD)ELISA檢測(cè)試劑盒及總抗氧化能力(T-AOC)生化檢測(cè)試劑盒,均購(gòu)自南京博研生物科技有限公司;BS-180全自動(dòng)生化分析儀,購(gòu)自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司;DR-3518酶標(biāo)分析儀,購(gòu)自無(wú)錫華衛(wèi)德朗儀器有限公司。
將80只28日齡未免疫NDV疫苗的健康鴿先適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,于35日齡時(shí)隨機(jī)分為4組,即金銀花預(yù)防組(P)、金銀花治療組(H)、攻毒對(duì)照組(V)和空白對(duì)照組(N)。每組設(shè)立2個(gè)重復(fù)組,每個(gè)重復(fù)組10只。P組試驗(yàn)鴿于35日齡開(kāi)始采用1.2%金銀花提取物飲水7 d,常規(guī)鴿料飼喂,42日齡時(shí)肌內(nèi)注射鴿NDV4416毒株(0.5 mL/只);H組試驗(yàn)鴿于35日齡開(kāi)始常規(guī)水、鴿料飼喂,42日齡時(shí)肌內(nèi)注射鴿NDV4416毒株(0.5 mL/只),且同時(shí)開(kāi)始采用1.2%金銀花提取物飲水7 d;V組試驗(yàn)鴿于35日齡開(kāi)始常規(guī)水、鴿料飼喂,42日齡時(shí)肌內(nèi)注射鴿NDV4416毒株(0.5 mL/只);N組試驗(yàn)鴿于35日齡開(kāi)始常規(guī)水、鴿料飼喂,不攻毒。預(yù)試期7 d,正式期14 d。鴿舍為開(kāi)放式,采用單層垂直式籠養(yǎng),不同組間隔離飼養(yǎng)。試驗(yàn)期間,所有試驗(yàn)鴿均自由采食和飲水,每天保持16 h光照。鴿舍通風(fēng)性較好,定期清糞消毒。每天觀(guān)察并記錄鴿子的采食情況和健康狀況。
在攻毒后第7天,每組隨機(jī)取3只鴿子進(jìn)行剖檢,觀(guān)察并記錄鴿子各個(gè)組織臟器的病變情況。采集腦、肝、脾、肺等4種組織,以4%多聚甲醛溶液進(jìn)行固定,固定48 h后按照病理切片制作方法對(duì)組織樣品修塊、脫水、石蠟包埋、切片、烤片、脫蠟和蘇木精-伊紅(HE)染色,于光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察組織病理學(xué)變化。
1.4.1 特異性免疫指標(biāo)測(cè)定
在攻毒后第3天、第7天,每組隨機(jī)取3只鴿子,于翅膀靜脈處采血2 mL,傾斜置于4 ℃冰箱過(guò)夜,用超高速離心機(jī)5 000 r/min離心5 min,收集上清即為血清。利用鴿源免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)ELISA檢測(cè)試劑盒測(cè)定血清中IgA、IgG水平,分析金銀花提取物對(duì)感染鴿NDV4416毒株鴿子特異性免疫的影響。具體操作步驟按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.4.2 非特異性免疫指標(biāo)測(cè)定
在攻毒后第3天、第7天,每組隨機(jī)取3只鴿子,于翅膀靜脈處采血2 mL,傾斜置于4 ℃冰箱過(guò)夜,用超高速離心機(jī)5 000 r/min離心5 min,收集上清即為血清。利用鴿源補(bǔ)體C3(C3)、γ干擾素(IFN-γ)ELISA檢測(cè)試劑盒測(cè)定血清中C3、IFN-γ水平,分析金銀花提取物對(duì)感染鴿NDV4416毒株鴿子非特異性免疫的影響。具體操作步驟按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.4.3 抗氧化能力測(cè)定
在攻毒后第3天、第7天,每組隨機(jī)取3只鴿子,于翅膀靜脈處采血2 mL,傾斜置于4 ℃冰箱過(guò)夜,用超高速離心機(jī)5 000 r/min離心5 min,收集上清即為血清。利用鴿源總抗氧化能力(T-AOC)生化檢測(cè)試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)ELISA檢測(cè)試劑盒測(cè)定血清中SOD、T-AOC活性,分析金銀花提取物對(duì)感染鴿NDV4416毒株鴿子抗氧化能力的影響。具體操作步驟按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
本試驗(yàn)利用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,采用SPSS 25.0軟件中One-Way ANOVA進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較,數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”(x±s)表示,p<0.05表示差異顯著,p>0.05表示差異不顯著。
在攻毒后第7天,每組隨機(jī)取3只鴿子進(jìn)行剖檢,觀(guān)察并記錄各個(gè)組織臟器的病變情況。結(jié)果顯示,V組多個(gè)組織臟器出現(xiàn)了明顯的病理變化,腦膜充血、出血;肝臟淤血、腫大,變成暗紅色;脾臟淤血,一側(cè)明顯腫大,表面形成色澤不均“花斑”;肺臟可見(jiàn)淤血、水腫(圖1箭頭所指)。N組、P組和H組的腦、肝臟、脾臟和肺臟則未見(jiàn)明顯的眼觀(guān)病變。以上結(jié)果表明,金銀花提取物能夠適當(dāng)降低鴿NDV4416毒株感染肉鴿造成的器官組織損傷。
圖1 攻毒后第7天不同臟器的病理解剖變化Fig.1 The pathological anatomical changes of different organs on the seventh day after challenge
攻毒后第7天采集鴿子的腦、肝臟、脾臟和肺臟用于病理切片制作和HE染色,經(jīng)顯微鏡觀(guān)察組織病理學(xué)變化。腦組織病變觀(guān)察結(jié)果顯示:N組、P組和H組腦組織結(jié)構(gòu)清晰,未見(jiàn)明顯組織病變;V組腦部充血、細(xì)胞死亡,血管周?chē)辛馨图?xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞異常堆積形成血管套(圖2箭頭所指)。肝臟組織病變觀(guān)察結(jié)果顯示:N組、P組和H組肝臟組織結(jié)構(gòu)清晰,未見(jiàn)明顯組織病變;V組肝臟組織內(nèi)出現(xiàn)大量再生肝細(xì)胞(圖2箭頭所指)。
圖2 攻毒后第7天不同臟器的組織病理學(xué)變化(40×)Fig.2 The histopathological changes of different organs on the seventh day after challenge(40×)
脾臟組織病變觀(guān)察結(jié)果顯示:N組脾臟組織結(jié)構(gòu)清晰,未見(jiàn)明顯組織病變;V組脾臟淋巴細(xì)胞壞死、崩解、數(shù)量減少,粒細(xì)胞浸入,形成均質(zhì)紅染的無(wú)結(jié)構(gòu)壞死灶;H組脾臟部分細(xì)胞的細(xì)胞核異常增大,偶見(jiàn)白色空泡;P組脾臟較多細(xì)胞形成白色空泡(圖2箭頭所指)。肺臟組織病變觀(guān)察結(jié)果顯示:N組、P組和H組肺臟組織結(jié)構(gòu)清晰,未見(jiàn)明顯組織病變;V組肺臟淤血,結(jié)締組織增生,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)(圖2箭頭所指)。
上述結(jié)果進(jìn)一步表明,金銀花提取物能夠適當(dāng)降低鴿NDV4416毒株感染肉鴿造成的器官組織的損傷。
利用ELISA試劑盒分別檢測(cè)各組鴿子攻毒后第3天、第7天血清中特異性免疫指標(biāo)(IgA、IgG)分泌水平。結(jié)果顯示,與N組相比,V組血清中IgA分泌水平分別在攻毒后第3天、第7天顯著上升(p<0.05),IgG分泌水平在攻毒后第3天上升不顯著(p>0.05),在第7天顯著上升(p<0.05)。與V組相比,P組血清中IgA分泌水平在攻毒后第7天顯著升高(p<0.05),IgG分泌水平在攻毒后第3天、第7天均顯著升高(p<0.05),而H組僅有IgG分泌水平在攻毒后第3天顯著上升(p<0.05)(見(jiàn)表1)。上述結(jié)果表明,金銀花提取物能在一定程度上提高鴿NDV4416毒株感染肉鴿血清中特異性免疫指標(biāo)(IgA、IgG)的分泌水平,且P組效果優(yōu)于H組。
表1 攻毒后第3、7天血清中特異性免疫指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 1 The results of specific immune indexes in serum of pigeons at the third and seventh day after challenge 單位:μg/mL
采用ELISA試劑盒分別檢測(cè)各組鴿子攻毒后第3天、第7天血清中非特異性免疫指標(biāo)(C3、IFN-γ)分泌水平。結(jié)果顯示,與N組相比,V組血清中C3分泌水平分別在攻毒后第3天、第7天顯著上升(p<0.05),IFN-γ分泌水平在攻毒后第3天上升不顯著(p>0.05),在第7天顯著上升(p<0.05)。與V組相比,P組和H組血清中C3、IFN-γ分泌水平在攻毒后第3天、第7天均顯著升高(p<0.05),其中P組血清中C3、IFN-γ分泌水平顯著高于H組(p<0.05)(見(jiàn)表2)。上述結(jié)果說(shuō)明,金銀花提取物對(duì)鴿NDV4416毒株感染肉鴿血清中非特異性免疫指標(biāo)(C3、IFN-γ)的分泌具有一定促進(jìn)作用,且P組較H組效果好。
表2 攻毒后第3、7天血清中非特異性免疫指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 2 The results of serum non-specific immune indexes on the third and seventh day after challenge
利用生化、ELISA試劑盒分別檢測(cè)各組鴿子攻毒后第3天、第7天血清中抗氧化因子(T-AOC、SOD)活性水平。結(jié)果顯示,與N組相比,V組血清中T-AOC、SOD活性水平于攻毒后第3天提高不顯著(p>0.05),第7天顯著提高(p<0.05)。與V組相比,P組和H組血清中T-AOC、SOD活性水平均在攻毒后第3天、第7天顯著提高(p<0.05),其中P組血清中T-AOC、SOD活性水平于攻毒后第3天高于H組,第7天低于H組(見(jiàn)表3)。上述結(jié)果表明,金銀花提取物能提高鴿NDV4416毒株感染肉鴿血清中抗氧化因子(T-AOC、SOD)活性,具有一定的抗氧化能力。
表3 攻毒后第3、7天血清抗氧化能力測(cè)定結(jié)果Table 3 The results of serum antioxidant capacity determination on the third and seventh day after challenge
金銀花中的黃酮類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)是發(fā)揮抗病毒作用的主要生物活性成分,對(duì)禽流感、乙型肝炎等病毒表現(xiàn)出較強(qiáng)的預(yù)防和抑制效果,在研發(fā)抗病毒產(chǎn)品方面具有良好的前景[12]。石俊英 等[13]采用Reed-Muench法篩選了金銀花抗流感病毒的有效部位,并發(fā)現(xiàn)金銀花石油醚和乙醇提取物具備較強(qiáng)的抗流感病毒活性。陶艷華 等[14]研究金銀花提取物對(duì)蛋雞法氏囊病的預(yù)防和治療效果,發(fā)現(xiàn)預(yù)防組防護(hù)率為92%~98%,治療組治療率為90%~97%,且防護(hù)率和治療率會(huì)隨使用劑量增大而上升,表明金銀花提取物對(duì)蛋雞法氏囊病具有一定預(yù)防和治療作用。劉占悝 等[15]探究金銀花對(duì)牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)的抑制作用,經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金銀花能夠抑制BVDV的活性,對(duì)細(xì)胞內(nèi)外的BVDV活性均能起到較好的抑制效果。張黔東 等[16]將金銀花膠囊灌服鴨瘟病毒(DPV)感染的雛鴨,發(fā)現(xiàn)可改善雛鴨免疫器官中細(xì)胞因子的分泌水平,抑制DPV復(fù)制增殖,減少病毒載量,緩解炎癥反應(yīng)和降低免疫器官損傷。在本研究中,V組鴿NDV4416毒株感染的肉鴿剖檢病變主要表現(xiàn)為器官充血、出血、淤血、腫大,組織病變主要表現(xiàn)為血管周?chē)纬裳芴?、肝?xì)胞再生、淋巴細(xì)胞數(shù)量減少、粒細(xì)胞浸入、結(jié)締組織增生及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等。鴿NDV4416毒株感染經(jīng)金銀花干預(yù)后,P組和H組的剖檢病變、組織病變明顯減輕,組織出血、細(xì)胞死亡等病變得以緩解。表明金銀花有助于肉鴿抵抗鴿NDV4416毒株對(duì)器官組織的侵襲,并緩解鴿NDV4416毒株對(duì)肉鴿器官組織造成的損傷。
金銀花的多糖、多種醇類(lèi)活性物質(zhì)可促進(jìn)機(jī)體免疫器官發(fā)育,增強(qiáng)非特異性免疫機(jī)能,從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[17]。周秀萍 等[18]研究發(fā)現(xiàn),金銀花水煎液可增強(qiáng)大鼠Th1細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-2(IL-2)、γ干擾素(IFN-γ)及腫瘤壞死因子(TNF-α)的能力,具備調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用。馬力 等[19]將金銀花主要活性成分作用于與豬繁殖與呼吸綜合征(PRRS)疾病相關(guān)的靶點(diǎn)基因,發(fā)現(xiàn)其主要在調(diào)控PRRSV感染、氧化應(yīng)激、炎癥和免疫調(diào)節(jié)等信號(hào)通路發(fā)揮防治作用。馬峰濤 等[20]研究發(fā)現(xiàn),奶牛發(fā)生熱應(yīng)激后生產(chǎn)性能不因飼糧中添加金銀花提取物發(fā)生明顯變化,但其免疫應(yīng)答水平升高,熱應(yīng)激狀態(tài)得到有效緩解,適宜添加量為28 g/d。郭建新 等[21]在肉牛飼糧中添加金銀花,發(fā)現(xiàn)其可明顯提升肉牛的干物質(zhì)采食量和日增重,降低料重比,提高體液免疫水平,增強(qiáng)肉牛抗病能力,效果最佳的添加量為6 g/kg。本研究中肉鴿在感染鴿NDV4416毒株后,V組、P組和H組血清中IgA、IgG、C3、IFN-γ分泌水平相對(duì)于N組均升高。在金銀花干預(yù)后,P組和H組分泌的IgA、IgG相較于V組大體呈上升趨勢(shì),表明金銀花可促進(jìn)免疫球蛋白分泌,增強(qiáng)機(jī)體體液免疫功能,達(dá)到抗病毒效果;C3、IFN-γ水平均顯著上升,有助于機(jī)體抗炎因子分泌,抑制病毒增殖,以達(dá)到抗病毒作用。
研究發(fā)現(xiàn),金銀花中黃酮類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)及揮發(fā)油類(lèi)等具有抗氧化活性。綠原酸具有較強(qiáng)的自由基清除能力,其特殊分子結(jié)構(gòu)可利用氫自由基消除活性氧和羥自由基,進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力[22]。Lee et al.[23]研究發(fā)現(xiàn),金銀花提取物可清除自由基,且能顯著提高過(guò)氧化氫酶(CAT)、SOD的活性,具有良好的抗氧化效果。付晶晶 等[24]研究發(fā)現(xiàn),金銀花中總黃酮的抗氧化能力與清除ABTS、DPPH自由基的能力呈顯著性相關(guān)。梅杰 等[25]研究發(fā)現(xiàn),金銀花提取物可降低熱應(yīng)激奶山羊的直腸溫度和呼吸頻率,增強(qiáng)抗氧化能力,有效緩解熱應(yīng)激狀態(tài),但對(duì)奶山羊的生產(chǎn)性能無(wú)明顯影響,其最佳添加量為1.4 g/kg DM。陽(yáng)巧梅 等[26]研究表明,金銀花提取物可提高黔邵花豬的生長(zhǎng)和屠宰性能,增強(qiáng)抗氧化能力,改善豬肉品質(zhì),最佳添加劑量為0.15%。本研究中肉鴿在感染鴿NDV4416毒株后,V組、P組和H組血清中T-AOC、SOD分泌水平相對(duì)于N組均上升。在金銀花干預(yù)后,P組和H組分泌的T-AOC、SOD較于V組均顯著升高,表明金銀花可增強(qiáng)抗氧化酶活性,提高機(jī)體清除自由基的能力和總抗氧化能力。
使用1.2%金銀花提取物作為抗病毒藥物可有效緩解鴿NDV對(duì)肉鴿器官組織造成的損傷,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能,提高機(jī)體抗氧化能力,其中金銀花預(yù)防組的效果優(yōu)于治療組。