综述:中国禽白血病(AL)根除的潜在策略

【字体: 时间:2025年03月19日 来源:Animals and Zoonoses

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  禽白血病病毒(ALV)严重威胁家禽业,本文探讨加速中国 AL 根除的多种策略。

  

禽白血病(AL)现状与挑战

禽白血病病毒(Avian leukosis virus,ALV)属于逆转录病毒科 α- 逆转录病毒属,给全球家禽业带来巨大经济损失。它可通过水平和垂直传播,依据 env 基因分为多个亚群。其中,ALV-E 为内源性病毒,致病性低,其余多为外源性病毒,致病性和症状各异,如 ALV-J 常引发造血细胞恶性增殖和严重免疫抑制。
目前,根除是防控 AL 的有效策略,部分发达国家已成功建立无 ALV 种鸡群。中国自 2008 年开展全国性 AL 根除计划,制定了相关标准,一些大型企业也取得显著成果,成功从核心鸡群中根除 AL 并建立示范农场。但中国鸡品种繁多,ALV 感染情况复杂,根除工作面临诸多挑战。比如,病毒分离和检测困难,ALV 复制慢,现有检测方法敏感性有待提高;低复制的 ALV-K 在本土鸡种中广泛流行,易导致检测假阴性;鸡群感染率降低后,养殖场缺乏继续根除的动力,且鸡种运输和杂交易使病毒传播扩散。

加速 AL 根除的策略

  1. 提高病毒分离效率:在 ALV 分离过程中,DF-1 细胞和原代鸡胚成纤维细胞(CEF)常用。DF-1 细胞因无内源性 ALV-E 且便于操作而应用更广泛,但高代次可能影响病毒易感性和复制效率。由于 ALV 在这些细胞上难以诱导特征性细胞病变效应(CPE),常需借助酶联免疫吸附试验(ELISA)或间接免疫荧光试验(IFA)检测,不过临床样本接种培养时间长,病毒含量低的样本分离难度大。
为解决这些问题,可开发能高效扩增 ALV 的细胞系。策略包括增强病毒受体表达,使细胞系对低病毒载量样本更敏感;过表达利于 ALV 复制的宿主因子或病毒成分;敲除或敲低抑制 ALV 复制的宿主因子;构建同时具备多种有利因素的 “超级细胞系” 。研究发现,LMH 细胞比 DF-1 细胞能更早检测到 ALV-J 感染,但 LMH 细胞无法避免内源性 ALV-E 干扰。此外,向培养基中添加促进病毒生长的物质也可能提高 ALV 复制效率,不过这需要基于 ALV 感染和复制的代谢组学数据确定相关靶点。2. 提高现有检测方法的敏感性:病毒分离培养后,需对培养上清液或感染细胞进行 ALV 病原体检测。目前虽有多种新检测方法,但因成本高或通量低未广泛应用。基于针对 p27 的双单克隆抗体(mAbs)的夹心 ELISA 法,具有高通量、操作简便、检测时间短的优点,国产 ELISA 试剂盒在敏感性和性价比上表现出色,应用广泛,但该方法敏感性仍有提升空间。未来可筛选亲和力更强的 mAbs,或通过基因工程优化现有抗体的亲和力,同时期待更具成本效益和高通量的检测策略出现。
基于针对 p27 的 mAbs 的胶体金试纸条,因快速、简便常用于现场检测,但检测敏感性低于 ELISA。纳米酶、量子点(QDs)、表面增强拉曼散射(SERS)技术等可作为替代材料,但目前因成本问题限制了广泛应用,随着技术发展,其应用前景广阔。
分子检测技术中,高通量、自动化的荧光定量 PCR 检测技术在动物疾病检测领域广泛应用,针对 AL 的分子核酸诊断技术也不断发展,但由于宿主基因组中存在内源性病毒元件,单对引物难以检测多个亚群,多重 PCR 虽缓解这一问题,但对 ALV 亚群变异和重组的适应性仍不确定,且核酸检测无法确认活病毒存在,可能导致误判。未来有望开发更敏感、便捷的现场检测方法。3. 疫苗、治疗性抗体和小分子抗病毒药物:许多家禽养殖场期望 ALV 疫苗能加速根除进程,但目前 ALV 和人类免疫缺陷病毒(HIV)同属逆转录病毒科,均无有效疫苗。虽有多种 ALV 疫苗候选物在实验室研究中显示出一定效果,但由于 ALV 的高变异性,临床可行性受限。ALV-J 感染常无法诱导中和抗体产生,部分鸡群即便产生中和抗体仍可能出现病毒血症。
成功研发的马传染性贫血病毒(EIAV)疫苗为逆转录病毒疫苗研发提供了思路,细胞免疫在对抗逆转录病毒中至关重要。未来需继续筛选 ALV 抗原中有效的 T 细胞表位,设计合理的 mRNA/DNA/ 重组活病毒载体或其他疫苗 。此外,借鉴 EIAV 疫苗研发经验,通过连续传代获取 ALV 减毒株也可能取得成果。
目前针对 ALV 尤其是 ALV-J 的中和 mAb 报道极少,尚未成功开发出针对 ALV-J 的中和 mAb。可在小鼠或其他动物中筛选能有效中和 ALV 尤其是 ALV-J 的 mAb,并通过基因工程改造为重组鸡源化 mAb 或纳米 mAb,用于提高建立无 ALV 鸡群的效率,同时利用人工智能等技术优化免疫原是未来研究重点。
小分子抗病毒药物在多种重大病毒疾病防控中发挥重要作用,如 HIV 临床治疗中使用的多种抑制剂效果显著。对于 ALV,开发针对衣壳蛋白的药物前景良好,因其在不同 ALV 亚群中比 Env 蛋白更保守。研究还发现,SH2 结构域含蛋白酪氨酸磷酸酶 - 2(SHP-2)抑制剂 SHP099 对 ALV-J 复制有较强抑制作用,未来需开发针对 ALV 的特异性小分子药物。4. AL 抗性育种:鉴于 ALV 在中国鸡群中广泛存在且难以根除,培育 ALV 抗性鸡种意义重大。主要方法有杂交育种和转基因育种,二者多针对病毒受体。
  • 杂交育种:许多鸡种对 ALV-A 和 ALV-B/D/E 天然具有抗性基因,这源于病毒受体特定区域的突变。ALV-A 的受体 Tva 是低密度脂蛋白受体家族成员,已鉴定出至少 6 个天然抗性位点 ,且 ALV-K 也利用 Tva 受体进入细胞,敲除 Tva 基因的细胞可有效抵抗 ALV-K 感染,但目前尚未发现鸡对 ALV-K 的天然抗性位点,未来可研究天然抗 ALV-A 鸡对 ALV-K 的抗性,或探索敲除 Tva 受体介导 ALV-K 入侵的关键位点。
ALV-B/D/E 的受体蛋白属于肿瘤坏死因子受体家族,已鉴定出 7 种经典等位基因,赋予鸡不同的抗性能力 。通过长期育种和筛选纯合抗性等位基因,有望获得同时抗 ALV-A/B/D/E 甚至 ALV-K 的鸡种。
ALV-J 致病性最强,其主要受体 NHE-1 在鸡种中高度保守,目前未发现特异性抗性基因位点,仅靠杂交难以培育出抗 ALV-J 鸡种。但在部分鸟类和家禽(如鸭、鹅)中,NHE-1 的细胞外环 1(ECL)存在独特突变或缺失,使其对 ALV-J 不易感,这些天然突变有望应用于转基因鸡。
  • 转基因育种:转基因技术借助 CRISPR/Cas9 精确编辑技术,可培育特定抗病转基因动物,但转基因鸡技术尚不成熟。2020 年,捷克科学家利用 CRISPR/Cas9 技术删除 ALV-J 关键受体 NHE-1 的关键氨基酸位点 W38,获得抗 ALV-J 的纯合转基因鸡 。后续研究发现,该转基因鸡可能无法应对 ALV-J 的快速进化,需进一步确定 NHE-1 上更多可编辑位点,以阻断 ALV-J 变异株的入侵。
除编辑细胞受体,还可考虑其他策略:激活内源性 EAV-HP Env 或过表达 ALV-J Env,二者可结合 ALV-J 受体,阻止病毒感染,但需去除对宿主有害的成分;利用 CRISPR/Cas9 系统靶向病毒基因组,虽目前效果有待提高,但优化 sgRNAs 和递送系统有望取得更好效果;调节宿主因子,如高表达抑制 ALV 的宿主因子、敲除促进 ALV 感染和复制的宿主因子、激活具有广谱抗病毒特性的宿主因子,但这些候选基因的体内功效需进一步研究确认 。不过,CRISPR/Cas9 基因编辑技术存在脱靶效应,限制了其应用,未来需更精确的编辑技术。

综合防控与生物安全体系建设

  1. 科学根除方案:当前 ALV 根除实践中,常机械复制其他农场的方案,未充分考虑鸡种遗传背景、饲养环境和管理方式的差异,导致根除效率低。不同鸡种的 ALV 携带和排毒模式差异显著,因此需系统研究不同遗传鸡系的 ALV 感染动态,为制定针对特定鸡种的合理根除方案提供科学依据。
  2. 加强饲养管理:加强家禽管理涵盖多方面,包括提供清洁水源和营养均衡的饲料,增强鸡群免疫力;维持适宜的饲养条件,如控制饲养密度和温度,减少应激;进行系统的环境消毒,阻断病原体传播途径。
在 AL 防控方面,还需重视制定并严格执行根除计划,优化操作流程。例如,检测 1 日龄雏鸡胎粪中的 p27 抗原时,要注意避免样本污染或交叉污染。可通过建立专业技术团队并制定标准操作程序(SOPs),以及引入智能采样设备和数字管理系统,减少人为操作误差,实现家禽管理的全面优化,为生物安全体系建设奠定基础。3. 强化生物安全建设:维持 AL 阴性鸡群的健康是生物安全的关键。一旦阴性鸡群感染 ALV,可能导致漏检或出现带毒假阴性鸡,成为病毒传播源。因此,必须严格建立并执行全面的生物安全协议,加强对饲料、水、药物等日常消耗品的消毒管理,严格控制场所出入、人员流动和运输车辆。
由于活疫苗存在 ALV 污染风险,使用前不仅要确保疫苗质量,还需进行 ALV 检测。引进鸡种和孵化蛋时,要严格执行检疫程序,新引进种群需隔离饲养,经检测确认无 ALV 感染后,方可与原有鸡群混养。

其他重要措施

  1. 长期开展流行病学调查:动物流行病学数据对疾病防控至关重要。应建立全面的监测系统,持续监测 AL 疫情动态,收集和分析流行病学数据,研究病毒进化和分子特征,评估现有防控措施的效果。通过深入了解疫情趋势和风险因素,科学制定和优化防控策略,并加强国内外机构的合作与信息交流,共同应对 AL 挑战。
  2. 加强宣传教育:提高养殖户和企业的防疫意识对控制 AL 至关重要。可通过组织培训课程、发放宣传资料、现场指导等方式,宣传疾病根除的重要性和相关知识,培养其长远眼光,使其认识到疾病根除对家禽业可持续发展和产品竞争力提升的重要意义,从而提高其参与疾病防控的积极性,营造全社会参与防控的良好氛围。
  3. 加强专业人才培养:充足的基层兽医是中国有效防控动物疾病的基础,但目前中国兽医人才短缺。高等院校和科研机构应增设相关课程,优化教学内容和方法,培养具备扎实理论基础和实践能力的兽医人才。畜牧企业也应积极参与人才培养,提供实践机会和资金支持,促进产学研用深度融合,为未来疾病根除计划提供人才保障和技术支持。
  4. 强化顶层设计:中国虽已实施多项促进疾病根除的政策,但与发达国家相比仍有不足。应借鉴美国等国家的成功经验,完善动物疾病根除的法律法规和政策框架,明确各级部门职责,制定具体的疾病根除计划和实施方案,提供必要的财政支持和政策激励。
建立无病认证和市场准入系统,对符合标准的家禽养殖场给予认证和奖励,对不符合标准的进行限制或淘汰,形成政府主导、企业参与、社会监督的疾病根除工作模式。

结论

经过十多年努力,中国在 AL 根除工作中取得显著成效。未来,提高病毒检测效率、降低成本,有助于 AL 根除计划在全国更广泛实施,推动更多无 AL 农场的建立。
建立和维持无 AL 农场,不仅需要改进病毒分离和鉴定技术,还需严格整合综合防控策略,如优化饲养管理、严格进口检测、加强生物安全措施等。
转基因或杂交抗病家禽、新型抗病毒药物、经济高效的高通量诊断工具等创新成果,有望显著提高 AL 根除效果,推动家禽业可持续发展。但在中国彻底消除 AL 是一项长期且艰巨的任务,需要各阶段全面加强工作,各行业协同合作,不断总结经验,改进不足,以尽快实现 AL 根除目标。

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