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中国鸭鹅源呼肠孤病毒的遗传学特征与生物学特性研究:跨物种传播风险与进化路径解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月10日 来源:Veterinary Research 3.7
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本期推荐:中国学者揭示鸭鹅源呼肠孤病毒(DRV)跨物种传播机制。研究团队通过全基因组测序和动物感染实验,发现DRV与禽正呼肠孤病毒(ARV)、番鸭呼肠孤病毒(MDRV)存在复杂重配现象,证实鸡群对DRV易感性,为水禽-家禽界面传播风险预警提供重要依据。成果发表于《Veterinary Research》。
在禽类养殖业中,呼肠孤病毒(Reovirus)一直是困扰生产的重要病原体。这类非囊膜双链RNA病毒属于呼肠孤病毒科(Reoviridae)的正呼肠孤病毒属(Orthoreovirus),其基因组由10个分节段RNA组成,编码至少12种蛋白质。其中σB和σC蛋白作为主要结构蛋白,决定着病毒的抗原特性。近年来,鸭呼肠孤病毒(DRV)在中国水禽中的流行愈演愈烈,不仅导致鸭群出现肝脏脾脏坏死等致死性感染,还逐渐向鹅群扩散,更令人担忧的是,其与禽正呼肠孤病毒(ARV)、番鸭呼肠孤病毒(MDRV)的基因重配现象日益频繁,给防控工作带来全新挑战。
传统认知中,ARV主要感染鸡群,MDRV局限于番鸭,而DRV则被认为是新型鸭源病毒。但随着监测数据的积累,这种宿主界限正在被打破——野生水禽、家鹅甚至鸡群中都检测到DRV的身影。更棘手的是,临床上出现的肝脏脾脏出血坏死病变往往难以区分病原类型,而不同宿主来源的病毒其致病力是否存在差异尚不明确。这些知识空白严重制约着有效防控策略的制定。针对这一系列问题,聊城大学等单位的研究人员开展了系统性研究,相关成果发表在《Veterinary Research》上。
研究团队运用了多项关键技术:从山东地区发病鸭鹅采集临床样本后,采用鸡胚接种和LMH细胞培养进行病毒分离;通过透射电镜(TEM)和间接免疫荧光(IFA)鉴定病毒形态;对6株分离毒株进行全基因组测序;使用MAFFT和BEAST软件构建进化树分析基因重配;通过SPF鸭、鹅和鸡的动物实验比较不同毒株的复制能力(ELD50测定)和致病性;最后对肝脏、脾脏等靶器官进行组织病理学(H&E染色)评估。
在病毒分离与鉴定方面,研究从2022年山东地区的发病鸭鹅中成功分离到6株DRV,电镜观察显示典型无包膜二十面体结构,直径约75nm。这些病毒在鸡胚中引起出血和发育迟缓,在LMH细胞中产生明显细胞病变效应(CPE),通过σC蛋白特异性抗体确认了病毒复制。
基因组进化分析揭示了惊人的发现。σC基因进化树将DRV分为两大群:Group 1主要为番鸭源病毒,Group 2则包含本次分离的所有毒株,与近年中国鸭群流行株高度相似。特别值得注意的是,鸭源LC03/2022和鹅源JN06/2022的S3基因竟与鸡源ARV(山东SDJN01/2020株)核苷酸相似度达99%,而LC03/2022的S4基因更是与广西鸡源毒株GX/2010/1完全一致。这是首次明确报道DRV与ARV的自然重配事件,证实了水禽-家禽界面存在病毒基因交流。
动物实验展现了不同毒株的宿主适应性差异。在鸭模型中,鸭源HZ01/2022和LC05/2022在所有组织中高效复制(病毒滴度达5.7 log10 ELD50/mL),造成100%死亡率,肝脏出现密集出血点和广泛坏死;而鹅源毒株复制能力较弱但仍有40-100%致死率。令人意外的是,鹅对DRV同样易感——接种HZ01/2022和JN06/2022后分别出现80%和60%死亡率,脾脏出血和法氏囊萎缩是特征性病变。
最值得警惕的是鸡群感染实验。传统认为DRV不感染鸡,但本研究发现所有测试毒株均能在鸡体内复制,其中HZ01/2022不仅在所有器官达到6.2 log10 ELD50/mL的高滴度,更在4天内导致100%死亡。病理切片显示与鸭类似的肝脾坏死出血,这彻底颠覆了对DRV宿主范围的认知。
这项研究通过多维度分析,首次系统阐明了中国DRV的复杂进化历程:病毒不仅在水禽内部(鸭-鹅)跨种传播,还能通过获取鸡源ARV基因片段实现适应性进化。更关键的是,研究证实DRV对鸡具有致死性,这对家禽生物安全提出了新挑战。研究者建议加强活禽市场等交界区域的监测,并需开发能同时覆盖DRV和ARV抗原表位的广谱疫苗。这些发现为理解呼肠孤病毒跨物种传播机制提供了重要范式,也为制定"One Health"策略防控禽病跨界传播奠定了科学基础。
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