禽轮状病毒感染研究进展

文献类型: 中文期刊

第一作者: 崔尚金

作者: 崔尚金;于康震

作者机构:

期刊名称: 中国预防兽医学报

ISSN: 1008-0589

年卷期: 2000 年 22 卷 06 期

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收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 禽轮状病毒感染是由禽轮状病毒引起的禽的一种急性病毒性腹泻病。临床上以拉稀、消瘦 ,生长发育受阻为特征。1977年美国学者Bergland等[1] 首次报道了在火鸡的水样粪便和肠内容物中发现禽轮状病毒 ,他认为这是引起火鸡肠炎的主要病原。自此以后他们在家养家禽和野禽如鸡、山鸡、家鸭等中都鉴定出了病毒。而这之后英[2 ,3] 、日[4 ] 、美[5] 、比利时[6] 、扎伊尔[7] 、前苏联[8] 等都报道了轮状病毒在家禽中的感染。我国以前未开展此项工作 ,仅见一篇综述[9] 。近几年 ,随着养禽业的发展和集约化程度的进一步提高 ,禽轮状病毒在腹泻中的地位和作用引起了人们的关注 ,哈尔滨兽医研究所已首先开展禽轮状病毒的研究 ,并分离到了病毒[10 ] 。为了进一步认识与了解该病 ,本文综述了近 10年来禽轮状病毒的研究概况与最新进展 ,以便为更好地控制与防制该病提供启示。1 病 原该病的病原是禽轮状病毒 ,是呼肠病毒科轮状病毒属的成员。完整的病毒是双层的直径为 70nm的车轮状粒子[1~ 7] 。病毒基因组是 11节段的双链 (ds)RNA ,总分子量约为 1.2× 10 6。每一个RNA节段有一开放读码框架 (ORF) ,编码一个多肽。 10个主要多肽在火鸡轮状病毒感染的MA10 4细胞里都已检测到。其中VP1、VP2、VP6分子量分别为135kD、10 0kD和 45kD ,共同构成内衣壳。多肽VP3、VP4、VP5和VP7分子量分别为 90kD、88kD、5 4~ 5 5kD和 37kD构成外衣壳。 37kD的多肽是糖基化的 ,另外两个非结构多肽 (30kD和2 8kD)也是糖蛋白[11] 。外壳蛋白VP7和VP4分别决定血清型G和P。目前已知禽轮状病毒分A、B、C、D、E、F和G7个型。一般情况下核心蛋白VP6决定型的特性 ,VP2决定亚型特性。在A型中又分两个亚型Ty_1和Ty_2 ,每个亚型之下又有 14个G型和 9个P型。除A型外别的型又称非典型禽轮状病毒。禽轮状病毒的分型主要是根据交叉免疫荧光和dsRNA的PAGE分析。一般认为 ,禽轮状病毒除A型外 ,更多的是非典型轮状病毒 ,也就是缺少A型轮状病毒抗原的病毒 ,目前已知有 3种非典型病毒 ,一是D型 ,另 2个尚不清楚。D型轮状病毒目前仅发现于禽。PAGE和病毒RNA末端指纹图谱可以用来分型[12 ,13] 。另外 ,PAGE也可以作为血清型的标示 ,而RNA的情况可以用来研究变异规律与流行病学。现在病原的分子生物学研究也比较深入。目前尚没有禽轮状病毒对理化灭活剂抵抗力的详细资料。有报道称[14 ] 鸽轮状病毒和火鸡轮状病毒对氯仿、30分钟 5 6℃以及pH3 2小时稳定。可见禽轮状病毒对外界抵抗力较强。它可以存在于粪便等分泌物中 ,可以通过此来污染雏禽、机械或禽蛋并在上面存活很长时间 ,从而成为感染发病或全进全出之后下一批禽的感染来源。2 流行病学禽轮状病毒的自然宿主包括鸡、火鸡、鸭、珍珠鸡、鸽、鹌鹑等。其中鸡、珍珠鸡可用作实验宿主。大多数自然发病的禽都小于 6周龄。已报道的分离到禽轮状病毒的禽日龄从孵化出第 1天至 4月龄等都有 ,但轮状病毒的颗粒最常见于6日龄的雏火鸡鸡和 14日龄以内的肉鸡雏的粪便中 ,但 32~92周龄的商品蛋鸡也存在与轮状病毒感染有关的腹泻现象[15] 。这表明 ,禽轮状病毒是禽病毒性腹泻的主要病原 ,也是最普通最常见的病原 ,随着禽日龄的增加 ,感染发病机率逐步下降 ,但在成年禽中仍是很普遍现象。禽轮状病毒感染率为 2 0 %~ 90 %不等 ,感染后的发病率很高 ,通常为 32 .6 % ,但死亡率很低 ,一般在 4%~ 7%。资料表明 ,轮状病毒在家禽体内肠道内存在 ,发病后在体内很多器官如胆囊等也存在。禽轮状病毒主要通过含毒粪便来传染 ,主要通过消化道进入体内 ,其复制主要是在小肠成熟的绒毛细胞中。水平传播已得到证实 ,而垂直传播尚无确凿证据。但有 3日龄雏火鸡发生感染的情况 ,表明轮状病毒在蛋内或蛋壳表面存在。通常情况下轮状病毒在蛋内或蛋壳表面存在。一般情况下轮状病毒在禽肠内存在并不致病 ,只有在应激或其它因素 (如其它病原 )的作用下才会致病 ,但有的临床表现很严重 ,有的很轻微 ,甚至呈亚临床或隐性感染 ,但轮状病毒感染致病可严重影响雏禽的生长发育 ,而且其发生情况与牧业的实际情况有关[16] 。禽轮状病毒感染的潜伏期很短 ,实验感染的珍珠鸡 ,在48小时内即自粪便中排毒 ,第 5天达到高峰。感染鸡约在感染后 3天出现症状 ,并伴随排毒高峰。症状温和者不发生死亡 ,感染后 2~ 7天的粪便中可检测到病毒。3 临床症状与致病机理由于禽种、毒株毒力的不同 ,轮状病毒感染后从亚临床到严重的临床症状不等。腹泻是主要的症状 ,有时还有其他症状[17] 。常见的症状是病禽的水样下痢、脱水、泄殖腔炎及啄肛而致贫血 ;精神不振 ,体重减轻 ,死亡率不一。比较轻微的如 1周龄禽的轻度拉稀 ,若发生泄殖腔炎可发生死亡 ;稍重的是 12~ 2 1日龄的雏 ,特征为水样泄 ,不安 ,死亡率为 4%~ 7% ;2~ 5周龄的感染禽 ,害冷拥挤 ,发育受阻 ,死亡多是窒息而死。轮状病毒感染后症状严重程度的差异可能与感染毒株的毒力或其它传染病原的相互作用 ,环境或管理因素有关[18] 。肉用禽可见亚临诊感染 ,也可见严重腹泻和脱水 ,生长发育迟缓及持续升高的死亡等。蛋禽可致产蛋量下降或所产蛋的质量下降等。对禽生产力的影响是本病最大的危害 ,也是最大的经济损失所在。禽轮状病毒通过消化道进入体内 ,在小肠成熟的肠绒毛上皮细胞里增殖。在进入细胞以前 ,必须由体内的蛋白裂解酶将病毒外壳的VP4裂解为VP5和VP8,才能暴露出病毒内部与受体结合 ,进入细胞。病毒的复制在细胞浆内进行 ,其复制过程与哺乳动物轮状病毒大体相似。病毒侵染禽体以后 ,在粪便中最大的排毒时期是感染后的 2~ 5天。腹泻的主要原因是病毒在成熟的肠上皮细胞内增殖 ,对细胞造成了破坏 ,从而由未成熟的细胞从隐窝处替换成熟细胞 ,造成二糖酶的缺少和不平稳的吸收能力。腹泻其实就是消化与吸收不好的结果。Yason和Schat[19] 用D_木糖对火鸡轮状病毒感染后的吸收试验证实了这一结果。4 病理变化剖检最常见的病变是小肠内有大量的液体和气泡 ,肝脏上的白色坏死灶和胆囊病变 ,表现为病毒性肝炎 ,其次是脱水、肛门炎症 ,由啄肛流血而致贫血 ,肌胃内常有垫料 ,爪部污染粪便而致炎症和结痂。对禽轮状病毒感染鸡和火鸡的免疫荧光试验表明 ,禽轮状病毒的复制位点主要是小肠内成熟的绒毛细胞的胞浆内。感染细胞在绒毛的第三远级区及未患病的要多。感染细胞在大肠结肠等的绒毛上也有发现。在小肠 ,不同毒株对不同特异部位的嗜性不同。如A型轮状病毒对十二指肠有特异嗜性 ,而D型轮状病毒对空肠和空回肠有特异嗜性[2 0 ] 。实验表明 ,一般说来 ,禽的日龄越大 ,合成的病毒抗原越多。实验感染鸡的小肠主要组织病理学变化是绒毛出血、增厚、融合、腺窝扩张及单极巨噬细胞增生等。但这些变化又与感染程度和毒株毒力差异有关。5 免 疫最近几年对禽轮状病毒的基因定位和功能进行了较多研究 ,对其主要基因产物已有所了解 ,已鉴定出 11种蛋白 ,在决定病毒的免疫原性等方面起重要作用。其中比较重要的是PV2、VP4、VP6与VP7。虽然已知VP4可以部分介导交叉免疫 ,但由于VP4与VP7在外壳上的比例是 1 13(6 0 780 ) ,从而增加了研究的难度。机体免疫抵抗感染的机理目前尚不十分明了 ,我们认为可能是粘膜免疫系统介导的粘膜免疫起重要作用。目前关于体液免疫在清除病毒、康复疾病和交叉保护作用争议颇多。血清特异性有无的报道都有 ,但倾向有的较多。Hoshio等指出 :特异性免疫力是否存在和作用程度如何可能因实验条件和免疫检测手段的不同而得出不同的结果。给鸡和火鸡口服轮状病毒后 ,用间接IF可在感染后 4~ 6天检测到血清抗体反应。通常来说 ,禽的日龄越大 ,感染后产生反应时间越快 ,产生抗体浓度越高。目前对感染后免疫力的发生发展过程和持续情况知之甚少。用ELISA可以在感染禽的血清中检到轮状病毒特异的IgM、IgG和IgA ,而肠抗体中大部分为IgA。鸡胚感染康复禽对同型病毒的攻击产生的反应要比未感染过的禽慢 ,表明肠IgA反应并不是康复感染、抵抗感染的唯一因素。自然杀伤细胞(HK)类活动在抗轮状病毒感染靶细胞的白细胞中的发现表明 ,NK细胞类活动在体内免疫反应中起重要作用。Klemper er[2 1] 是第一位认识到被动免疫在抵抗轮状病毒感染中的重要作用。在从母禽转移到雏禽中的循环母源抗体起重要作用 ,它的作用大小取决于抗体效价的大小。在从母禽转移至蛋中的抗体 ,它们的效价逐步下降 ,大约在 3~ 4周以后就降低至检测不到的水平。我们认为 ,粘膜免疫不仅仅是体液免疫 ,也包括细胞免疫和NK、巨噬细胞等的作用。Offit[2 2 ] 等发现细胞毒T淋巴细胞 (CTL)在预防轮状病毒再感染和交叉保护中起重要作用。肠道CTL的存在可能与局部肠道抗体一样具有保护作用。Offit等的实验表明 ,针对VP4的CTL能激发交叉免疫预测轮状病毒特异的CTLS在发展轮状病毒载体疫苗方面前景可观。痘病毒和腺病毒载体苗价廉 ,使用方便 ,而且可以介导分布在肠及非肠部的T淋巴细胞前体 ,因此前景广阔。预防禽轮状病毒的疫苗尚未见报道 ,哺乳动物已有疫苗应用。因此 ,禽轮状病毒疫苗的研制成功是控制本病的最佳方法 ,经口服建立肠道局部免疫是预防该病的关键。6 诊 断禽轮状病毒感染的诊断通常是用电镜检测粪便中的病毒 ,或用FA检测组织中的病毒抗原 ,或用PAGE来跑粪便中轮状病毒RNA图谱[2 3] 。直接用电镜来检测粪便中的轮状病毒是一个敏感的诊断方法 ,可以检测所有血清型的轮状病毒。免疫电镜和FA需要特异血清 ,但这可以用来鉴别特异的血清群。用PAGE来检测粪便中轮状病毒RNA与电镜敏感度相似。首先从粪便中提取轮状病毒RNA ,通过 11基因组节段的特征移动模式来确定是否轮状病毒感染。除以上常用方法外 ,病毒分离也是一种确定病毒的方法。但是目前仅有A型轮状病毒可以体外培养 ,而其它如D型等尚不能培养[2 4 ] ,因此病毒分离不是经常应用的方法 ,而且并不是全部A型轮状病毒都可以分离出来 ,因此在诊断时更应注意。血清学方法比较困难而且也不常用[2 5] 。这是由于抗体的多样性 ,容易使结果难以说明白 ,也就是说非特异性可能很大。但随着分子生物学技术的发展 ,可以制造一系列的特异的抗原 ,进一步创建好的实用的血清学诊断方法。禽轮状病毒的感染还必须与其它引起腹泻的病因进行鉴别诊断。一是因为引起腹泻的病因太多 ,二是轮状病毒感染没有示症性的临床症状和病变 ,因此实验室诊断是必须的。而且还必须记住 ,轮状病毒感染并不一定完全导致疾病。7 防 制禽轮状病毒对灭活剂有一定的抵抗力 ,而且禽类感染以后可以从粪便中排出大量病毒 ,它们可以在粪便中或污染的器具上存活较长时间 ,这往往成为下次感染或全进全出后第二批禽感染来源。而且 ,环境中的病毒也可以使蛋污染成为发展病原。针对这些情况 ,必须做好卫生消毒工作 ,在每批次禽出售以后做好全部而确实的消毒 ,在孵化或运送蛋前后也要注意消毒工作。现在尚无特异的治疗方法 ,除上述所述消毒与预防外 ,病禽可以对症治疗 ,如给以复方氯化纳或口服补液盐饮水补液以防机体脱水 ,食欲不良者可以饮葡萄糖_甘氨酸电解质溶液 ,促进疾病的恢复。现在还没有确实可用的疫苗 ,一是血清型太多 ,变异也快 ;二是有些病毒还不能用细胞培养 ,在疫苗的研制上还存在困难。但禽轮状病毒感染后的免疫知识表明 ,活的减毒疫苗比灭活疫苗更有效。8 结 语改革开放以来 ,中国的养禽业飞速发展 ,成为出口创汇的重要产业 ,也极大地提高了人民生活水平。以前人们的目光关注的是引起禽类死亡率极大的烈性传染病如鸡瘟等。但随着养禽业的进一步发展 ,广大兽医工作者和主管政府部门已不仅仅研究危害各种禽类存活的重大疾病 ,而是开始将目光转向严重影响畜禽生产力的重要疾病 ,禽轮状病毒就是其中重要的一种。轮状病毒的多阶段性 ,多型性和高度变异性给其研究带来了巨大困难 ,但现代分子生物学技术使我们相信 ,轮状病毒的突破指日可待 ,中国的养禽业会取得更大的成绩禽轮状病毒感染研究进展@崔尚金$中国农业科学院哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室!哈尔滨150001 @于康震$中国农业科学院哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室!哈尔滨150001[1]BergelandME ,JWMcadaraghandIStotz,etal.Proceedingsofthe 2 6thwesternPoultryDiseaseconference 1977,Universityofcalrfornia ,Danis ,1997,12 9_130 . 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