埃塞俄比亚犊牛中牛冠状病毒和轮状病毒的检测与特征分析:揭示病毒传播与进化的奥秘

【字体: 时间:2025年03月01日 来源:BMC Veterinary Research 2.3

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  为探究埃塞俄比亚犊牛腹泻病因,研究人员检测牛冠状病毒(BCoV)和牛 A 组轮状病毒(BRVA),发现其存在且有遗传多样性。

  在养牛业中,犊牛腹泻是一个让养殖户头疼不已的问题。它就像一个隐藏在黑暗中的 “杀手”,悄无声息地影响着犊牛的健康,给全球养牛业带来了巨大的经济损失。而牛 A 组轮状病毒(Bovine rotavirus A,BRVA)和牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)则是引发犊牛腹泻的重要 “元凶”。
BRVA 属于呼肠孤病毒科,它有着 11 个双链 RNA 片段组成的基因组,就像 11 把 “钥匙”,能开启不同的 “功能锁”,编码结构蛋白和非结构蛋白。它可以感染包括人类婴儿、各种哺乳动物幼崽在内的多种宿主。BCoV 呢,拥有单链正链 RNA 基因组,遗传多样性高,不仅会让犊牛患上急性腹泻,还会使成年牛出现冬季痢疾。

在埃塞俄比亚,奶牛养殖是农业经济的重要组成部分,许多小农户依靠它维持生计。然而,犊牛腹泻在这里也是个大难题,是导致犊牛死亡的主要原因之一。尽管知道 BRVA 和 BCoV 与犊牛腹泻有关,但对它们在埃塞俄比亚的流行情况和遗传多样性了解却很少。为了填补这一空白,来自瑞典农业科学大学、亚的斯亚贝巴大学等机构的研究人员 Yisehak Tsegaye Redda、Haileeyesus Adamu 等开展了一项研究,相关成果发表在《BMC Veterinary Research》上。

研究人员采用了多种技术方法来开展研究。首先是样本收集,他们在 2023 年 10 月至 12 月期间,从亚的斯亚贝巴 9 个分区的 67 个小农户奶牛场中,收集了 105 头 6 个月以下的杂交犊牛(Zebu x Holstein–Friesian)的粪便样本,其中 42 份来自腹泻犊牛,63 份来自看似健康的犊牛。接着进行核酸提取,将样本处理后提取总 RNA。然后利用定量实时聚合酶链反应(qPCR)分别检测 BCoV 和 BRVA。对于检测出的阳性样本,进一步进行基因扩增、测序和系统发育分析,以确定病毒的基因型和遗传关系。

下面来看具体的研究结果:

  1. BCoV 的检测与特征:在 105 份样本中,2.9%(3/105)的样本 BCoV 检测呈阳性,且均来自腹泻犊牛。对阳性样本的基因分析发现,其中一个样本的 S1 高变区(S1 HVR)基因序列(PQ249423)与埃塞俄比亚之前报道的序列相似度高达 99.8 - 100%。系统发育分析显示,该病毒序列与欧洲、亚洲等地的毒株聚在一起。对血凝素酯酶(HE)基因的研究发现,当前研究中的 3 个病毒序列与欧洲和中东的 BCoV HE 基因聚为一支,且相互之间核苷酸序列同一性高达 99.9 - 100%。与参考菌株 Mebus 相比,当前 BCoV 的 HE 基因有 6 个氨基酸替换位点,这些替换可能与病毒的毒力有关。
  2. BRVA 的检测与特征:105 份样本中,3.8%(4/105)的样本 BRVA 检测呈阳性。检测出的基因型有 G10 和 G8,其中 G8 是在埃塞俄比亚首次报道。系统发育分析表明,G10 基因型病毒与来自埃及、中国、爱尔兰等不同地区的 G10 BRVA 聚在一起,与埃塞俄比亚之前报道的 G10 病毒核苷酸相似度达 99.37%。G8 基因型病毒 ETB_53 与来自印度、泰国等亚洲国家的牛、山羊和人类轮状病毒菌株聚在一起,与印度的一株山羊轮状病毒核苷酸序列相似度最高,达 98.68%。对部分基因测序分析发现,当前 BRVA 菌株的基因片段与人类、牛、山羊和猪的轮状病毒菌株存在不同程度的相似性,暗示可能发生了基因重配事件。

综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它首次在埃塞俄比亚犊牛中检测到 BRVA 和 BCoV,并对其进行了分子特征分析。研究发现 BCoV 与欧洲和亚洲的毒株存在密切遗传关系,且其 HE 基因的氨基酸替换可能影响毒力。BRVA 的 G8 基因型首次在埃塞俄比亚被发现,并且遗传分析表明当前 BRVA 菌株可能源于不同宿主物种轮状病毒的多次重配事件。这不仅让我们对这两种病毒在埃塞俄比亚的流行和进化有了更深入的了解,也为后续制定有效的防控措施提供了重要依据。不过,该研究也存在一些局限性,如样本量小、地理范围有限和采集时间短等。未来还需要更广泛的采样和更深入的分子特征分析,以便更好地理解 BCoV 和 BRVA 的遗传多样性,从而更好地保护犊牛健康,促进养牛业的发展。

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