禽戊型肝炎病毒的分子检测,表明感染源与养殖场的间接传播有关
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禽肝炎E病毒属于OrthohepevirusB,会在鸡群中引发大肝大脾病或肝脾综合症。BLS是全球多个国家的鸡群中新兴疾病。
在我们以前的研究中,血清学和分子生物学筛查揭示了波兰的鸡群广泛受到aHEV的影响。这项研究进行于2019年至2020年,旨在调查鸡群和其他家禽中aHEV的流行情况。
共检查了307个鸡群。此外,还分析了29个野生囚禁鸟类的样本。在所有调查的家禽物种中,除了火鸡外,都检测到了覆盖aHEV基因组ORF1基因部分的核酸序列。
感染率在肉鸡繁殖鸡群中最高。对编码解旋酶的ORF1基因部分的系统发育分析显示,所获得的序列属于2型和4型基因型,其中一个属于3型基因型。
2型基因型首次在家鹅和家鸭中检测到,4型基因型首次在波兰检测到。研究证实西部松鸡中存在aHEV,表明这种鸟类容易感染aHEV,西部松鸡繁殖场需要进行生物安全防护。
一、禽戊型肝炎病毒的功能
正核希望病毒B,也被称为禽肝炎E病毒,属于Hepeviridae家族,隶属于Orthohepevirus属。到目前为止,已经确认了四个Orthohepevirus属的物种。
其中,只有OrthohepevirusB物种包括来自鸡和野生鸟类的HEV分离株,而其他三个物种包括来自哺乳动物的HEV分离株。
禽肝炎E病毒引发大肝脾病或肝脾综合症。这种疾病在肉鸡繁殖群和商业蛋鸡中最为普遍。
禽HEV分别于1999年和2001年被确定为HSS和BLS的病因。关于aHEV感染的发病机制仍然未知,因为这种病毒无法在细胞培养中有效传播,只能在感染的动物中复制。
到目前为止,已经提出了四种OrthohepevirusB的基因型,但国际病毒分类委员会尚未予以承认。所提出的基因型共享约80%的核苷酸同一性。
在欧洲,已在鸡群中观察到基因型2、3和4,而基因型1仅从野鸽样本中检测到一次。除了家禽外,还从匈牙利采样的白鹭野生鸟中测序了一种与禽肝炎E病毒源相关的新型Orthohepevirus。
患有BLS的鸡通常表现为肝脾肿大和腹腔内有带血的液体。此外,还报告了产蛋量显著下降和死亡率升高。
自2016年以来,中国的一些省份的蛋鸡和肉鸡养殖母鸡中出现了与aHEV感染有关的新疾病。感染导致了肝破裂出血综合症,并与母鸡的高死亡率相关。
在健康的鸡群中检测到了抗aHEV抗体和病毒RNA。这表明aHEV能够引起亚临床感染。最近的研究表明,尼日利亚的一些明显健康的蛋鸡群体中大约有10%的aHEVRNA患病率。
而75%的检测群体显示出对aHEV的抗体,本研究评估了波兰养殖群体中aHEV的患病率。分析的鸟类物种包括波兰以前未经测试的鹅、鸭、火鸡和西部松鸡等。
在经过336个检测样本中,检测到了34个样本含有aHEV基因物质。感染在肉鸡母鸡养殖群体中最为普遍,其中在40个测试养殖群体中有14个含有aHEV。
在商业蛋鸡中,检测到了49个养殖群体中的9个含有aHEVRNA。
而在肉鸡、白肉鸭和鹅养殖群体中,53个养殖群体中有7个含有aHEV,35个养殖群体中有2个含有aHEV,99个养殖群体中有1个含有aHEV。
在同一圈养养殖的29只西部松鸡样本中有1只呈阳性。在测试的火鸡养殖群体中未检测到病毒RNA。获取的结果,包括检测时的养殖群体年龄。
在分析每种养殖类型时,aHEV阳性养殖群体的平均年龄与平均年龄的测试鸟类之间没有统计学差异。
基于部分螺旋酶基因的系统发育分析显示,大多数序列属于基因型2,11个属于基因型4,仅1个属于基因型3。
在Neighbor-Joining系统发育树中,基因型2的序列形成了三个独立的聚类。基因型2在所有测试的物种中都占主导地位。然而,在肉鸡中,只鉴定到了基因型4。
基因型3在一群肉鸡母鸡中检测到,而基因型4在三群商业蛋鸡和一群鸭子中检测到。这些序列在地理分布上与系统发育聚类和家禽物种有关。
本研究获得的序列分析显示,核苷酸序列的一致性为79.35%至100%。当与GenBank中的序列进行比较时,核苷酸序列的一致性在74.63%至96.46%之间。
二、家禽的aHEV病毒患病率
在波兰,家禽生产不断迅速扩张,该国一直是欧洲联盟家禽肉的主要生产国。在发现大肝脾病后,波兰对可能影响繁殖、导致死亡和影响产蛋性能的疾病有了更高的警觉。
在这项研究中,分析的家禽生产类型和动物物种中,aHEV的总患病率为10.1%。然而,在肉用鸡育种群中,aHEV病毒RNA的患病率差异更大,其次是商业产蛋鸡和肉鸡群。
一项中国于2018年至2019年进行的研究显示,鸡只中aHEVRNA的患病率为7.92%。在该研究中,仅检测了17至20周龄的群体样本。
在中国的某些省份,患病率较高,有关aHEV患病率的结果可能会受到受检样本类型的影响。
在2009年西班牙进行的一项研究中,对随机血清样本进行了aHEVRNA的检测,仅有1.66%的样本呈阳性。
当对29个健康产蛋鸡和育种鸡群的粪便和血清样本进行检测时,有3.45%的样本呈aHEVRNA阳性。
最近在尼日利亚进行的对明显健康的产蛋鸡群的研究表明,aHEVRNA的患病率约为10%。在本研究中,产蛋鸡群的患病率为18.4%,高于尼日利亚的患病率。
这可能仅仅是由于所研究的样本类型不同,因为在尼日利亚检测的是明显健康的鸡只,而在我们的研究中,我们有来自产蛋性能下降的鸡群的样本。
在最近的一项研究中,我们报告了波兰鸡群中aHEV的血清患病率远高于中国,而尼日利亚西南部75%的受检鸡群对aHEV抗体呈阳性。
本研究表明,北京鸭和鹅的感染率很低,这表明这些鸟类不是aHEV的主要储存宿主。文献中有关家禽水鸟感染aHEV的数据有限。
迄今为止,仅对鸡群和野生鸟类进行了抗体和分子生物学研究。在一项研究中,显示鸭子和鹅感染了aHEV基因型3。被检测的鸟类与感染的鸡只一起被养在一个混合型农场中。
aHEV的存在还在自由活动的鸟类中得到了证实,如白鹭、歌鸫、小猫头鹰、野鸽子和普通秃鹫。到目前为止,尚未在野生雁形目鸟类中检测到aHEV病毒RNA。
与鸡和火鸡类似,西部黑琴鸡属于雉科。这些鸟类在波兰是受保护的物种,在该国有三个饲养设施。其中一些被送回森林,作为重新引入计划的一部分。
只有一只鸟检测到aHEV病毒RNA。该序列属于基因型2,与从肉鸡养殖场2020/PL获得的核苷酸序列以及2017年和2018年在波兰的肉鸡养殖场检测到的序列非常相似。
尚未在波兰调查野生鸟类中aHEV的流行病学。其他国家的少数研究表明,在家禽和野生鸟类中检测到的aHEV属于不同的谱系。
从西部黑琴鸡获得的序列与来自肉鸡养殖场的序列之间的高度相似性暗示了通过污染的饲料或水,或饲养员或兽医工作人员的间接传播,而不是来自野生鸟类的直接传播。
在这项研究中,未观察到火鸡感染aHEV。尽管在实验条件下曾将火鸡感染aHEV,但在野外条件下尚未从这些物种中分离出病毒RNA。
火鸡未感染的原因可能是火鸡养殖场遵循了最高的生物安全标准。另一个解释是本研究中使用的引物无法检测火鸡种群中循环的aHEV。
这项研究涉及了对编码解旋酶的基因片段的分析,从而确定了三种不同的基因型。大多数分析的序列属于基因型2和4,而只有一种属于基因型3。
这表明了波兰aHEV的高遗传多样性。基因型3先前曾在波兰的鸡群中检测到,而这是首次在波兰检测到基因型4。
在本研究中,只发现了一种属于基因型3的序列,表明这种基因型仍然存在于野外,但在波兰不是主导型。这个序列与2003年在加拿大检测到的序列具有96.5%的相似性。
在我们小组于2017-2018年在波兰进行的一项最近的研究中,观察到基因型2是最普遍的。基于部分解旋酶基因的系统发育树显示,这些基因序列被分成三个群。
基因型4在波兰首次被描述,属于这一基因型的序列与2010年匈牙利的一个报道的序列相似度为82.0%-86.7%,该序列仅从BLS爆发的一份肝样本中检测到。
有趣的是,这种基因型在一个省份中占主导地位,而不是在肉鸭群、肉鸡群和商用蛋鸡群中,目前还不清楚aHEV感染是否与年龄相关。
到目前为止,已经描述了冲突的结果,并在中进行了综述。在我们的研究中,个体物种或鸡生产类型中被检测的鸟类的年龄与感染之间没有统计学上显著的差异。
无法对所有的阳性与被检测样本进行统计分析,因为样本的采集来源群体存在年龄偏差。只有少量来自年轻商用蛋鸡群或肉鸡群的样本,或来自年龄较大的鸭子或鹅的样本。
在这项研究中,我们根据邻位连接法进行了基因型分类,因为先前关于aHEV基因型的绝大多数出版物都是用这种方法进行的。
然而,当使用最大似然法时,基因型2的聚类3似乎是一个不同的基因型。应该提醒的是,到目前为止,国际病毒分类委员会还没有承认OrthohepevirusB的基因型。
随着新序列和基因型的出现,迫切需要提供aHEV基因型的适当描述和区分它们的适当方法。另一个有趣的观察是,一些样本来自之前研究中获得样本并检测到序列的同一农场。
与从这些农场采集的样本相似的aHEV部分ORF1基因序列被检测出来,只有一个例外,即图中用黑色方框标示的农场,在该农场。
2017年的序列被发现属于基因型2,而2020年的序列属于基因型4。这意味着某些aHEV存在于同一农场,表明它们具有持久性。事实上,肠道非包膜病毒可以抵抗消毒剂的作用。
最近的关于非包膜鸟禽腺病毒1的病毒灭活剂作用的数据,该病毒会导致鸡的胃糜烂,表明在适当浓度和环境温度下,氢氧化钙和戊二醛可以作为有效的消毒剂。
然而,在野外条件下,没有关于有效的灭活aHEV的病毒灭活剂的数据。
三、总结
禽HEV是一种非包膜的、单链RNA病毒。其基因组大小为6.6kbp,包括三个开放阅读框架和5'-端和3'-端的非编码区域。
ORF1编码了非结构多蛋白的结构域,如RNA解旋酶,参与了复制过程。病毒壳蛋白编码基因位于基因组的3'-端,被ORF3编码的与细胞骨架相关的磷酸化蛋白所重叠。
在波兰,肉鸡育种群体中观察到aHEV的感染率最高。迄今为止,已经证明aHEV有四种基因型中,基因型2是广泛分布的。
新发现的基因型4,首次在波兰发现,应该详细研究其在鸡中的致病潜力。在养殖鸭、鹅和圆尾松鸡中,可能发生自然的aHEV感染。
系统发育分析表明,感染源很可能与从鸡场间接传播有关。根据这项研究,应该在鸡以外的物种中进行关于aHEV致病性的进一步研究。
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