小鹅瘟病毒研究进展
小鹅瘟病毒研究进展
扬州威克生物工程有限公司
张建军
  我国是水禽生产大国,尤其是养鹅业,2002年我国鹅肉产量占世界鹅肉总产量92.16%,不但产量高,而且品种全,有12个品种之多。近年来随着产业结构的调整,养鹅业发展的速度更快。由于小鹅瘟等几种烈性传染病的较高的发病率和致死率,造成了巨大经济损失,严重影响养鹅业的健康发展,受到国内外畜牧兽医工作者的广泛关注。
小鹅瘟是由鹅细小病毒(Goose arvovirus, GPV)引起的雏鹅急性或亚急性败血性传染病。该病是我国学者方定一于1956年首次在江苏扬州发现,60年代以来,在欧洲、亚洲等国家相继报道该病的发生与流行。1974年,国际禽病学会(WPSA)正式将该病命名为Derzsys氏病。该病主要侵害出壳后4~20日龄的鹅雏,也感染鸭雏,传播速度快,发病率和死亡率较高,特别是近年来在我国的一些省、市、自治区均有流行,给养鹅业造成严重危害。
  一、发病症状
  据病程的长短分为最急性型、急性型和亚急性型。最急性型常见于1周龄以内的雏鹅,表现为突然发病死亡,鼻孔有少量浆液性分泌物,喙端发绀和蹼色泽变暗。急性型常发于1~2周龄的雏鹅,表现为食欲减少或丧失,行动迟缓,无力,站立不稳,喜蹲卧,多饮水。排出黄白色或黄绿色稀粪,内含气泡,或纤维碎片。张口呼吸,鼻孔有棕褐色或绿褐色分泌物。喙端发绀和蹼色泽变暗。眼结膜干燥,全身有脱水征象,病程一般为2天左右,有些临
死前出现神经症状。亚急性型多见于流行后期,2周龄以上的雏鹅,表现为精神萎顿,消瘦,拉稀,少食或拒食,鼻孔周围沾污多量分泌物和饲料碎片。病程一般为3~7天。
  二、GPV的特性
  GPV属细小病毒科细小病毒属,病毒外观呈圆形或六角形,无囊膜,二十面体对称,直径约20~25nm,空心内直径为15nm,外壳厚5nm,对角直径为25nm。具有感染性的病毒粒子为110S,缺少DNA的病毒粒子为65S。GPV对外界因素具有很强的抵抗力,56℃加热1h仍能使鹅胚死亡。病毒对乙醚、氯仿、胰酶有抵抗力,对紫外线敏感。
  GPV属于自主性细小病毒,无需辅助病毒可自主复制。其基因组是在被感染细胞的染色体复制开始以后在细胞核内合成。因此,必须在细胞培养同时接种病毒,这样才能达到使病毒增殖的目的。GPV的复制主要在细胞核内进行,并形成大型包涵体,在细胞培养物中隐藏期约10~16h,接种后10~24h,在病毒DNA合成的同时,形成细胞核内抗原并出现病毒粒子。
  三、GPV的遗传物质
  小鹅瘟病毒是一种单链DNA(ssDNA)病毒,含有正链DNA的病毒粒子和含有负链DNA的病毒粒子数目基本相等,在病毒的核酸提取过程中,正链DNA和负链DNA很易发生退火形成互补的双链DNA。截止2003年12月,在世界生物基因数据库注册的GPV全长或部分基因序列有20条,其中基因组全序列有2条,由匈牙利的ZadoriZ分别在1995年和2003年注册,全长均为5106bp,有4个基因,其中3个分别是结构蛋白(病毒衣壳蛋白)VP1、VP2和VP3的基因,另一个为功能蛋白,即REP蛋白的基因。REP蛋白基因位于537bp~2420bp之间,共有1884bp;VP1基因位于2439bp~4637bp之间,含有2199bp;VP2基因位于2874~4637bp,含有1764bp;VP3基因位于3033bp~4637bp之间,含有1605bp;非基因组全序列有18条,其中8条是由美国的Li.M分别在2002年和2003年注册的(有4条的序列长度为1386bp,另4条为1884bp);美国的Dahiyat.B在2003年注册2条,分别为1386bp和1884bp,有6条为GPV3部分基因的序列,538bp,由台湾的Chang.P.C在2002年注册;有1条是由中国上海的Ge.Y等于2001年注册的非结构蛋白和结构蛋白基因的全序列,4101bp,编码非结构蛋白(NS)REP蛋白和结构蛋白(VP),前者基因长度1884bp,后者长度2199bp;还有一条是美国的Brow.K.E于1995年注册的鹅细小病毒非结构蛋白NS1和衣壳蛋白VP1的基因,全长3434bp。编码非结构蛋白(NS1)的基因1886bp,编码结构蛋白VP1的基因2028bp。
  四、蛋白质
  目前已知小鹅瘟病毒基因编码的蛋白质2类4种,即非结构蛋白和结构蛋白。1种是非结构蛋白(NS),即REP蛋白,3种结构蛋白,即VP1,VP2,VP3,是GPV的三种衣壳蛋白。其中VP2、VP3是主要衣壳蛋白,是病毒的主要保护性抗原,可以诱导机体产生免疫反应。REP蛋白627aa,由rep基因编码,是基因复制和表达的调控蛋白;VP1,732aa,VP2,587aa,VP3,534aa,分别由VP1基因、VP2基因和VP3基因编码。
  对于VPs的表达,国内外学者对GPV结构蛋白的体外原核、真核表达进行了探索,有的成功地构建了真核或原核表达载体,有的成功地进行了原核和真核表达。这些工作为基因工程疫苗的研制奠定了基础,但目前尚未见有关GPV基因工程疫苗的报道。Tekahara K等将GPV编码衣壳蛋白VP1的基因克隆到杆状病毒转移载体构建成重组杆状病毒,此重组病毒表达了一种分子量与VP1蛋白相当的88KD的蛋白质,且用免疫印迹法检测此蛋白。通过间接荧光抗体(IFA)实验表明,表达蛋白在重组体病毒感染的昆虫细胞核中显示为大的颗粒,且在电子显微镜下在细胞核中显示为一些大的颗粒。李雪梅等将GPV主要结构蛋白(VP2-VP3)基因克隆到核酸疫苗质粒pIRES1neo载体上,构建了核酸疫苗重组质粒pIGVP1,转染鹅胚成纤维细胞,经Westernblot检测其表达产物可出现特异性反应带,证明表达产物具有很好的反应原性。此外,她还将GPV长春分离株的主要结构蛋白(VP2-VP3)基因克隆到原核表达载体PET28(a),构建了原核表达载体Pegvp1,转化宿主菌BL21,经IPTG诱导,SDS-PAGE检测到75KD和58KD表达蛋白带,Westernblot分析表明,表达蛋白具有很好的特异性。
  五、GPV的自主性问题
  鹅细小病毒可感染鹅和番鸭,而且能够在初级鹅胚成纤维细胞中传代,通过形态学、生物化学和培养特性进行分类,将此病毒划归自主性细小病毒。匈牙利的Zadori Z测定了鹅和番鸭的细小病毒的核苷酸全序列,发现这2种病毒核苷酸序列的同源性为81.9%,说明它们之间的亲缘关系很近。此克隆区域坐落在一个含有回纹结构的反向末端重复的结构中。这与人的细小病毒腺联病毒2和B19基因组组学相似。氨基酸顺序比较表明,与鹅和番鸭关系最密切的是腺联病毒2,这是一个令人惊讶的实验结果,因为鹅和番鸭的细小病毒不需要任何辅助病毒进行复制。提示腺联病毒2起源于一种非依赖性辅助病毒的祖先。Prown K E报道了GPV病毒基因组3434核苷酸的克隆和部分序列,获得三个重迭的克隆即非结构蛋白和结构蛋白编码区的基因序列,此核苷酸序列表明与另一些自主性细小病毒同源性小,但是与依赖性病毒AAV2有55%的同源性。与AAV2同源性也表现在蛋白质水平,与非结构蛋白的同源性为55%,结构蛋白的同源性为51%。DNA杂交结果显示GPV与未测序的人的腺联病毒AAV1、AAV3的同源性比AAV2还高。这些发现提示,鹅的细小病毒在遗传学上可能属于依赖性病毒而不是自主性病毒。由上述可见,Zadori Z是将鹅细小病毒作为参照病毒进行分析,认为人的腺联病毒可能起源于一种不依赖辅助病毒的祖先;而Brown K E是从腺联病毒为参照病毒进行分析,认为鹅的细小病毒在遗传学上可能属于依赖性病毒而不是自主性病毒。但是,Zadori Z和Brown K E的分析有一个共同点,即人的腺联病毒与鹅细小病毒在遗传学上关系较近。关于它们在遗传学上的确切关系,目前没有更详细的报道。