《BMC Veterinary Research》:Identification and characterization of pigeon adenovirus 1 as an emerging pathogen in pigeons from Northern and Northwest China
编辑推荐:
为解决鸽子养殖中出现的高死亡率传染病问题,北京农林科学院畜牧兽医研究所等机构的研究人员开展了鸽子腺病毒 1 型(PiAdV-1)的鉴定与特性研究。结果表明 PiAdV-1 是致病原,会引发严重急性肝炎和高死亡率,对鸽子养殖产业影响重大。
在鸽子的世界里,原本平静的生活却被一场突如其来的 “灾难” 打破。从 2022 年起,中国许多赛鸽和肉鸽养殖场出现了一种神秘的传染病,患病鸽子会突然死亡,给鸽子养殖产业带来了巨大的经济损失。鸽子在自然界和人类生活中有着重要作用,可用于比赛、观赏和食用,但众多病毒感染一直是鸽子养殖面临的重大难题,其中腺病毒感染更是不容忽视。在此背景下,为了找出这场传染病的 “真凶”,北京农林科学院畜牧兽医研究所等多个机构的研究人员展开了深入研究 ,相关研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在样本采集上,从中国北方和西北七个省市的养殖场及赛鸽组织企业获取自然感染患病或死亡鸽子的肝脏组织和血清样本。实验技术方面,利用聚合酶链反应(PCR)检测病毒基因;通过血清学检测来测定鸽子体内的抗体;借助透射电子显微镜(TEM)观察病毒形态;运用宏基因组下一代测序(mNGS)分析微生物多样性;进行序列比对和系统发育分析明确病毒分类地位;完成全基因组测序探究病毒遗传特征;开展病毒分离和动物实验验证病毒致病性。
研究结果如下:
流行病学调查 :通过对多个养殖场的调查发现,自 2022 年 10 月起,鸽子腺病毒病在中国北方和西北主要鸽子养殖地区爆发。肉鸽养殖场中,疾病在鸽舍间传播缓慢,但累计死亡率达 15%。赛鸽养殖场里,5 - 6 个月大的鸽子易受影响,死亡率为 10 - 13%。对大量肝脏组织和血清样本检测后发现,PiAdV-1 的 PCR 阳性率达 86.4%,腺病毒抗体 ELISA 阳性率为 62.4%,且近年来血清阳性率逐年上升,这表明 PiAdV-1 感染在中国广泛存在。
病理发现 :自然感染的鸽子出现多种病理变化,如肝脏肿大、发黄、脆弱,有出血现象,心脏、肾脏、脾脏也有肿胀等症状。组织学检查显示,肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞等出现变性、坏死,还存在嗜碱性核内包涵体,多个器官有炎症细胞浸润。超微结构观察发现,肝细胞内线粒体肿胀、嵴破裂,内质网扩张,细胞核内有典型的二十面体病毒粒子,呈晶格状排列。
mNGS 序列特征 :对心包积液样本进行 mNGS 分析,在排除宿主序列后,发现 PiAdV-1 的 reads 数最多,表明其在样本中广泛存在且丰度高,而 PiAdV-2 则很少被检测到。
序列比对和系统发育分析 :从阳性样本中扩增出 hexon 和 fiber-2 基因,测序分析显示,新分离的 6 个菌株的 hexon 和 fiber-2 基因序列一致性高达 99%,与 PiAdV-1 的 IDA4 菌株在氨基酸水平上的序列一致性分别为 99.48% 和 97.07%。系统发育分析证实这些菌株属于鸽禽腺病毒 A 属。
分离株的基因组特性 :测定 CH/BJ/1/2022 菌株的全基因组序列,其长度为 45,817bp,G + C 含量为 64%,与 IDA4 菌株在核苷酸水平上的序列同源性最高,为 98.35%。同时,该菌株在 fiber-2 基因有 10 个氨基酸缺失,在 100K 基因有 95 个氨基酸插入。
病毒分离 :将感染鸽子肝脏匀浆上清接种到鸽胚和鸡胚中,鸽胚在接种后 136 - 144 小时全部死亡,肝脏出血肿大,且死亡鸽胚中能检测到 PiAdV-1 的 hexon 基因;而接种的鸡胚全部存活,且未检测到 PiAdV-1 的 hexon 基因,这表明鸽胚对 PiAdV-1 敏感,可用于病毒分离。
鸽子的实验感染 :给 5 只鸽子接种 PiAdV-1,其中 2 只在接种后 4 天出现羽毛蓬松、精神萎靡等症状,6 天死亡,肝脏明显肿大并伴有出血。另外 3 只在接种后 8 天安乐死进行组织病理学分析,发现肝脏和肾脏肿胀,肝脏有弥漫性坏死,肝细胞和肾小管上皮细胞有嗜碱性和嗜酸性包涵体。PCR 检测证实感染鸽子体内存在病毒 DNA,且感染鸽子血清中腺病毒抗体水平显著升高,而对照组鸽子无病理变化且未检测到病毒 DNA,满足科赫法则,进一步验证了 PiAdV-1 的致病性。
研究结论和讨论部分指出,此次研究成功分离出 PiAdV-1 新菌株,明确其为中国北方和西北鸽子高死亡率传染病的病原体。该病毒具有广泛的器官嗜性,能引起肝脏、心脏、肾脏等多器官病变。虽然之前全球有 PiAdV-1 感染的报道,但此次研究发现中国分离株在 fiber-2 基因和 100K 基因存在独特的变异,这些变异可能影响病毒的嗜性、免疫逃逸和复制效率 。目前中国尚无 PiAdV 疫苗,鸽子养殖的特殊模式导致传统生物安全措施效果不佳,因此开发针对 PiAdV-1 的疫苗迫在眉睫,这对于预防和控制鸽子腺病毒感染、保障鸽子养殖产业的健康发展具有重要意义。
鎵撹祻
涓嬭浇瀹夋嵎浼︾數瀛愪功銆婇€氳繃缁嗚優浠h阿鎻ず鏂扮殑鑽墿闈剁偣銆嬫帰绱㈠浣曢€氳繃浠h阿鍒嗘瀽淇冭繘鎮ㄧ殑鑽墿鍙戠幇鐮旂┒
10x Genomics鏂板搧Visium HD 寮€鍚崟缁嗚優鍒嗚鲸鐜囩殑鍏ㄨ浆褰曠粍绌洪棿鍒嗘瀽锛�
娆㈣繋涓嬭浇Twist銆婁笉鏂彉鍖栫殑CRISPR绛涢€夋牸灞€銆嬬數瀛愪功
鍗曠粏鑳炴祴搴忓叆闂ㄥぇ璁插爞 - 娣卞叆浜嗚В浠庣涓€涓崟缁嗚優瀹為獙璁捐鍒版暟鎹川鎺т笌鍙鍖栬В鏋�
涓嬭浇銆婄粏鑳炲唴铔嬬櫧璐ㄤ簰浣滃垎鏋愭柟娉曠數瀛愪功銆�