新城疫病毒基因型研究进展

新城疫病毒基因型研究进展

自1926年发现以来，新城病（nd）在世界范围内引起了四次流行。ND第一次大流行是在20世纪20年代中期到20世纪50年代晚期,主要由基因Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型引起,此次流行毒株未流入美国。随着NDV疫苗的广泛使用,此次大流行逐渐平息。第二次大流行始于20世纪60年代的远东,主要由基因Ⅴ型和Ⅵ型引起,仅用4年时间便由南美洲和印尼传入欧美等国家和地区,引起流行,波及全球。此次大流行与笼养鸟的关系密切,野鸽、欧洲赛鸽和食用鸽等被认为是ND的潜在来源;第三次大流行始于20世纪70年代晚期,1981年到达欧洲,1985年才真正流行。现在大多数学者认为是由鸽副黏病毒Ⅰ型(或称鸽源新城疫病毒)引起的,主要侵害赛鸽和观赏鸽。20世纪90年代以后,发生于亚洲、中东、非洲、中国、南美和欧洲的ND被认为是第4次大流行,并且大部分都是由新出现基因Ⅶ型引发的。由于ND自然宿主多,流行范围广,对养殖业危害严重,且临床上常出现非典型症状,因此,对其流行特点及趋势的研究备受关注。1新城疫病毒中ndv的遗传多样性虽然新城疫病毒(Newcastlediseasevirus,NDV)只有1个血清型,但其包含2个组(ClassⅠ和ClassⅡ),以ClassⅡ常见,其基因型可多达10个。对NDV的区分和鉴定是流行病学研究的重要基础。最早的方法是RussellPH等根据病毒与单克隆抗体的反应性差异来将NDV进行分群。随着分子生物学技术的发展,起初人们依靠对F、HN或M基因全长序列系统发育树的绘制分析来分群。随后,ToyodaT等首先根据新城疫病毒F和HN全基因核苷酸序列分别绘制了11株NDV的进化树。1996年,基因型的概念最早由Ballagi-PordanyA等提出,他们用RT-PCR扩增了1932年-1989年从世界范围分离的200多株新城疫病毒的F基因(334nt~1682nt),用HinfI、BstOI和RsaI这三种限制性内切酶对RT-PCR产物进行了分析,并将NDV分为6个基因型。LomnicziB等从1992年-1996年西欧暴发ND的国家分离到51株病毒,对F基因334nt~1682nt和47nt~435nt间序列的限制性酶切位点进行了分析,并进一步将NDV划为7个基因型。该研究发现,F基因47nt~435nt间序列绘制的系统发育树与限制性酶切位点分布所反映的毒株间遗传关系一致,从而建立了对NDV分离株进行遗传学和生物学鉴别的简单方法。基因型划分的结果表明,历史上4次ND大流行中,每次都有新的基因型出现。2世界新城市流行病的流行2.1世纪80年代的应用迄今为止,ND遍布世界范围。欧洲首次记录的ND始于1926年英国新城,欧洲第一次ND大流行始于二战初期,从少数早期分离株基因分析来看,此次流行毒株至少属于3个基因型(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)。第二次ND流行始于20世纪70年代的西欧,流行毒株为基因Ⅴ型。随后几年内,ND席卷了其他国家。另一次暴发始于1992年西欧,流行可能来自远东基因Ⅶa亚型毒株,而1995年以后则流行基因Ⅶb亚型毒株。20世纪70年代前,基因Ⅳ型毒株已经在欧洲流行。在德国该基因型毒株一直存在,直到20世纪70年代末。而在前南斯拉夫的邻国,如保加利亚,意大利,匈牙利,直到20世纪80年代仍然存在。基因Ⅳ型显示出的地域性表明病毒存在长期的本土进化。20世纪70年代初,德国,匈牙利和保加利亚,分别首次分离到基因Ⅴ型毒株,说明基因Ⅴ型开始流行。此后基因Ⅴ型在英国、匈牙利、意大利、保加利亚、前南斯拉夫散发。研究表明,从波黑、克罗地亚、斯洛文尼亚和前南斯拉夫分离的1979年-2002年之间的68株毒株全部为基因Ⅴ型,且和1970年-1974年欧美流行株属于同一基因型。据此推测,导致20世纪70年代欧洲ND大暴发的毒株和美国加州1971年进口鹦鹉基因Ⅴ型分离株可能有共同来源。20世纪70年代中期,基因Ⅵ型毒株已经在欧洲出现。UjvariD等对1978年-2002年从16个欧洲国家分离的68株NDV(多数为鸽源毒株)分析发现,多数毒株都属于基因Ⅵb亚型,且20世纪80年代与20世纪90年代流行株之间存在一定差异,并推测这些毒株可能来自非洲。此外,西欧20世纪90年代中期鸽群中偶发的ND属于Ⅵc亚型毒株。但20世纪90年代末期流行于比利时赛鸽群中的毒株,与20世纪80年代分离株在抗原性上没有差异,说明这些鸽源毒株呈地方流行。进入20世纪90年代,在西欧(德国、比利时、荷兰、西班牙、意大利),1992年-1996年暴发ND,此次流行是由老的基因Ⅵ型和新的基因Ⅶa亚型导致的。随后的研究表明,1995年-1997年东欧地区分离株,大部分归于新的基因Ⅶb亚型。他们与20世纪90年代初期流行于南非和中东地区的基因Ⅶb亚型毒株差异不大,表明它们之间存在流行关系。东欧的保加利亚早在1984年就发现了基因Ⅶb亚型毒株,这可能与后来在1997年-1998年西欧和北欧2000年发生的基因Ⅶb亚型毒株间有着密切联系。此外,1993年-1995年德国流行基因Ⅶa亚型期间,从鸽、观赏鸟和进口鸟体内能分离到弱毒株,经证实,这些毒株多数都是疫苗毒,这可能和家禽中大规模免疫有关。2.2美国—美洲新城疫流行概况1950年,美国南加州从香港进口的石鸡和野鸡中检测出NDV。除野鸡外,其他野禽没有任何临床症状和损伤。1960年前仅基因Ⅱ型毒株在美国发生,与其它基因型不同,基因Ⅱ型毒株进化出不同的致病性毒株来,包括强毒株TexasGB,中强毒株BeaudetteC和弱毒株LaSota、B1。1992年,NDV导致美国和加拿大鸬鹚发生死亡。在美国中西部地区,幼龄鸬鹚死亡率高达80%~90%,成年鸬鹚则不表现出临床症状。这些毒株与20世纪70年代美国加州流行的基因Ⅴ型分离株相关。KimLM等发现美国自20世纪90年代至今流行的鸽源NDV,多属于基因Ⅵb亚型,代替了20世纪80年代流行的基因Ⅵa亚型,因此推测可能是疫苗选择压力的结果。此外,VickersML等发现部分野鸟分离弱毒株与疫苗毒不同,能产生蚀斑,甚至导致火鸡死亡的毒株也都是弱毒株。这些现象表明,弱毒株在环境作用下也能导致发病。KingDJ等发现从美国活鸟市场中分离到的弱毒株与B1、LaSota、V4和Ulster株相似,尽管对禽类无害,但活鸟市场仍然可能造成病毒的传播。随后,他们发现从未免疫鸡群中分离的毒株和免疫鸡群中分离的毒株不同,表明有天然弱毒NDV存在,这可能是由疫苗株进化而来。KimLM等发现从1986年-2005年美国健康水鸟和海鸟泄殖腔拭子中分离出的毒株都是弱毒株,它们表现出基因和抗原性上极大的变异性,一些海鸟源的毒株还与活鸟市场分离株进化关系密切,这说明病毒可能在野鸟和家禽中传播。2.3基因d亚型nd传播1990年-1991年非洲暴发基因Ⅷ型ND,该基因型自20世纪70年代起在南非呈地方流行,直到2000年仍可见到分离毒株。1993年,南非发生基因Ⅶb亚型ND,尽管1993年-1994年是Ⅶb暴发高峰,但直到1999年多数地区仍然存在。1999年-2000年,基因Ⅶd亚型ND暴发,并和远东前两次暴发的ND具有相似的来源。南非1990年-2002年分离的所有弱毒株均来源于商品化的疫苗,没有发现野毒。澳大利亚第一次ND大流行发生在墨尔本(1930年)和维多利亚(1932年)。直到20世纪60年代才意识到澳大利亚本土的ND流行,包括弱毒株D26和V4。1998年分离的强毒株是自20世纪30年代以来首次分离到的强毒株。澳大利亚病毒进化缓慢,20世纪60年代鉴定的弱毒株,20世纪到80年代末期引起呼吸症状,最后于1998年-2000年出现强毒株,并引起暴发。澳大利亚弱毒株和强毒株与海外流行株和野鸟分离株并不相同,这说明病毒是从澳大利亚地方流行株进化而来,不是引入海外病毒引起的。澳大利亚近期ND的暴发与澳大利亚1998年分离的弱毒株有关。2.4基因型毒株流行的趋势世界范围内的4次ND大流行几乎都与亚洲国家有关,尤其是远东和中东地区,被认为是大流行毒株来源地。目前基因Ⅶ型在流行中已占据绝对优势,但其它基因型仍然造成散发的ND。野鸟被认为是携带病毒,并导致ND广为传播的一个重要原因。印度最早于1931年报道ND。1993年,许多印度农场暴发ND,所有毒株都是强毒株,且鸭的死亡率为10%,但实验表明LaSota毒株能提供100%的保护。哈萨克斯坦1998年从鸡群中分离到可能来源于中东的基因Ⅶb亚型的毒株,该基因型毒株在哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦的流行一直持续到2001年,但2003年-2005年的分离株却属于基因Ⅶd亚型,说明新的基因亚型的毒株正开始流行。韩国1924年就有ND的报道。LeeYJ等对1949年-2002年韩国分离株研究后发现,1949年流行基因Ⅲ型毒株,1982年-1984年流行基因Ⅴ型毒株,1988年-1997年流行基因Ⅵ型毒株,1995年-2002年流行基因Ⅶ型毒株。这5次流行中,新的流行基因型按年代顺序依次取代旧的基因型,并且与世界大流行及其他国家流行关系密切。韩国基因Ⅴ型毒株非常特殊,属于基因Ⅴa亚型;1977年-2002年Ⅴb亚型在意大利和东欧流行;20世纪90年代美国和加拿大鸬鹚分离株都属于基因Ⅴc亚型;坦桑尼亚分离株属于基因Ⅴd亚型。当前研究表明,1984年前分离的韩国基因Ⅴ型毒株与欧洲20世纪70年代流行株有关;而1988年后分离的基因Ⅵ和Ⅶ型与远东ND流行有关。近年,从韩国死亡野鸟体内分离到毒株与最近韩国家禽中发生的NDV序列相似性极高,均为基因Ⅶd亚型毒株。此外,LeeEK等在健康鸭体内分离到基因Ⅶd亚型毒株。这种流行趋势说明基因Ⅶd亚型毒株已经成为主要流行株。日本第1例有记录的ND发生在1930年。1985年前日本分离株多属基因Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ型,仅极少数基因Ⅰ型。1985年后基因Ⅶ型取代基因Ⅵ型在日本家禽中流行。20世纪80年代中期至今,暴发的NDV属于基因Ⅶ型。1991年日本发现基因Ⅷ型毒株,与新加坡分离株关系密切,推测基因Ⅷ型毒株可能来自东南亚。2001年-2007年在日本鸡群中发生的ND多属于基因Ⅶd亚型,且与韩国分离株关系密切。这期间,在鸽群中流行基因Ⅵb亚型毒株。比较特殊的是在鸬鹚体内分离到的毒株属于基因Ⅶb亚型。2.5hn基因在ndv中的出现和传播1928年我国已有ND发生的记载,1935年在我国有些地区流行。此后,1948年分离到国内标准强毒株,F48E8/F48E9株。虽然疫苗的广泛使用收到了良好的效果,但目前,我国养殖环境复杂,集约化程度仍然不高,疫苗的使用效果仍不够理想。过去认为NDV可以感染水禽但并不致病,但自1997年在华南和华东地区分离到对鹅具有致病性的强毒株后,各地相继分离到对水禽具有高致病性的毒株。在我国,鸡与水禽长期混养,这为病毒的相互传播提供良好的宿主环境。我国大陆基因Ⅶ型毒株分离时间比台湾晚,从进化关系上来看,后来的流行株可能由早期毒株进化而来,因此我国基因Ⅶ型毒株可能与台湾地区及东南亚的早期分离株关系密切。中国台湾地区于1935年首次发现ND。此后发生了4次ND流行,分别是1969年、1984年、1995年和1999年。1969年台湾暴发的ND属于基因Ⅲ型,而1984、1995、1999年暴发的ND都是基因Ⅶ型。台湾于1984年最早证实Ⅶa亚型毒株存在,并成为1995年主要流行株。与1984年相比,1995年毒株抗原出现了部分变异。第三次ND流行是由嗜神经型毒株引起的,而第4次ND流行是由嗜内脏型毒株引起的。1995年分离株有基因Ⅶ型,也有与Victoria株相似基因Ⅲ型毒株,这可能是由多种NDV强毒株共循环导致的。尽管1998年-2000年采取了免疫措施,但ND仍然时有发生。进化分析发现,强毒株多为基因Ⅶa亚型。此外还分离到了一株基因Ⅵ型毒株,这是中国台湾自1969年后首次分离到的基因Ⅵ型毒株。随后,2003年-2006年从中国台湾不同地区分离株均为基因Ⅶd亚型,但最近研究表明,中国台湾目前流行新的基因Ⅶe亚型毒株,这些毒株可能是从本地毒株进化而来。1979年-1985年我国青海流行的毒株属于基因Ⅷ型,该基因型主要流行于南非。1985年-1997年,我国主要流行基因Ⅵ型、Ⅸ型毒株,其中Ⅸ型为中国特有的基因型。1998年-1999年在西部地区流行基因Ⅶa亚型毒株。自1997年以后,无论是在鸡群还是在水禽中,我国主要流行基因Ⅶd亚型毒株。而鸽群中主要流行基因Ⅵb亚型毒株,少数近期分离株为基因Ⅶd亚型。YuL等发现中国台湾和中国分离株之间关系密切,多数中和表位变异株来源于东南亚和南非,这些独特的毒株显示在东南亚、中东和南非地区,NDV经历了长时间的进化。同时发现,LaSota疫苗株免疫后,对Ch/A7/96株仅产生40%的保护。近年,又有研究表明,LaSota疫苗免疫SPF鸡后,有些基因Ⅶd亚型毒株仍然能致其死亡。近来研究发现,有些NDV分离株F蛋白裂解位点特征显示它们是弱毒株,但是HN基因却具有强毒株特征,且脑内致病指数(ICPI)和静脉接种致病指数(IVPI)也显示它们是强毒株。这提示我们,HN基因也是决定毒力的一个因素,该基因的变异在ND流行中也起到一定作用。NDV的变异主要依靠点突变的积累,导致氨基酸的替代。NDV重组现象同样存在,只是其变异速率远低于点突变。研究发现,从免疫失败的蛋鸡体内分离的SRZ03株,其F蛋白氨基端来自基因Ⅱ型,与美国TexasGB分离株相似;羧基端来自基因Ⅶ型,而基因Ⅶ型是引起近年我国ND大流行的主要毒株。因此,