传染性支气管炎的生物学及流行病学
传染性支气管炎病毒(IBV)是已知冠状病毒属12种中的一种,其他还有猪传染性胃肠炎病毒,及猫传染性腹膜炎病毒。每一病毒粒在其脂质外膜上有二种醣蛋白。其一(S)形成大表面伸出物或穗状体,它们使得阴性染色颗粒显出"似皇冠"的外貌。另一种(M)小很多,仅有其20种左右胺基酸在病毒表面。在颗粒的内腔中就是重要的基因组。这样构成一单件单股RNA(27,600监基),四周环以核衣(N)蛋白质。还有第四种蛋白质SM,它与膜有关系。
根据它们蛋白质序列相同的程度,以及类别内相关抗原发生关系,冠状病毒可以分成三类。传染性支气管炎病毒是其中一类中唯一的一种。IBV表现出很大的序列变化,尤其是S蛋白质之内。这一蛋白质在二项对家禽业极有关系的作用中,担任了不可缺少的角色。第一,它是保护免疫性的主要诱发物,它诱发出病毒中和(VN)抗体,不仅在免疫性上担负起要角,也是多年来用辨别变种的病毒中和试验之基础。
S蛋白质含约1,160胺基酸,可以分割成二部份;S1及S2,各含540及620个胺基酸。S1部份诱发VN抗体,也是这种蛋白质中最多的部份。至於S2部份,与其他病毒蛋白质一样,在分离物中变化可高达10%。有些分离物中S1的不同到达48%,普通一般也有20%。这种S1的变化,可能就是一种疫苗株未能保护对抗所有IVB田间株的原因,而这一变化也在病毒株鉴别中产生出问题。为了安能建议出最好的预防措施,必须要对新的分离物检定其特徵特色。多年来已经用VN试验做了这件事,也鉴别出许多IBV血清型。
用VN方式去检定IBV,有几项缺点。其一是VN试验的结果可疑,因为不能逆转;另外有些分离物在序列上极为相关(S1的相同部份高於95%),它们也有好的交互保护性,然而在VN试验中的表现,是不同血清型。过去二年里,已经知道了北鱼IBV株的序列,比较其序列变化程度及交互保护性幅度,将会极有价值。
首先用单株杭体(Mabs)详细分析IBV株的是荷兰的郭士科(Guns Koch)氏及其同僚。他们在70年後期提出主要对付分离出荷兰株的MAbs。他们采用双倍抗体三明治酵素免疫吸附法(DAS-ELISA)检验MAbs,用了大量荷兰与英国分离物(从70年代末至80年代初)及数次美国株。结果显示许多欧洲分离物密切有关系,每种都会与所用16种病毒中和MAbs中多数结合。至於同时分离出的有些其他荷兰株,却少与MAbs中多数结合。测定序列已确认MAb有关分离物具有类似S1序列,而MAb不相关系株种,其S1有很大不同。对抗多项IBV株种的单株抗体,已在美国被开发出来供诊断及流行病学用,并已在数家实验室中使用。曾企图鉴别能分辨出血清型的少量"关键"性MAbs;这无疑会是一种有用的方法,不过IBV总是有例外。康乃尔大学的纳奇氏(Nagi)某人检查了结合二个VN-MAbs,它们在过去被认为是专门分属Ark99及麻州血清型的。这一分离物(CU-T2)结合二者MAbs。
另外一种给病毒定特徵的方法,就是用反转录鶣及聚合鶣连锁反应(RT/PCR)作为起点,去检查其核酸。简言之,反转录鶣用来制造IBV基因组中挑出部份的DNA样模(Copy),它就是RNA。随後聚合鶣连锁反应用以增大DNA到可使用量。这一过程之前不需纯化RNA。从感染胚中取出一百微公升尿囊液,或是从气管抹片取得的RNA,就足够做多次聚合鶣连锁反应。为了要增大挑选的基因,用相IBV序列制成合成低聚核鷈酸。这些低聚核鷈酸平常长度该有20至25个核鷈酸。为了要保证查出任何IBV株,需要一种相当於存在每一株种中的高度共有序列的低聚核鷈。已经制造出的一些成对低聚核鷈酸,它显然对IBV是"很普遍化"的。
一旦IBV的存在被RT/PCR确认,DNA就可以定序列,或许是病毒定特徵的最後。对IBV说,总是有二种困难。其一是最出名的ST,它变化多,难以对主序列反应生产普通低聚核鷈酸。这个问题尚非不可克服,但它使IBV的分析,比一些其他鸟病毒要困难得多。另一个是IBV进行重组:如果那是一种混和感染症,有些後代可能有来自双亲的序列。目前有间接证据,从田间分离物的序列资料,包括前述的CU-T2在内,许多IBV株命是重组产物。由於N基因比S1更普遍,所以只检查N序列更方便。只是二种分离物可能有极近似的N基因,却有很不相同的S1基因,反之亦是。因此,要对株种彻底测定其特徵,最好是定二个基因的序列,即S1及N,N从开始到结尾约有2千个核鷈酸。如果重组已经在某时於这一介入地段发生,那末可以由二基因的序列部份查出来。如果二个分离物在N及S1的序列相同或极相似,那末就可以确实结论它们极密切相关。这是流行病学研究的重要资料。
当然并非总是要给PCR产品定序列,另外一种已经查验过的变通办法,就是用限制核酸内切鶣,而後比较从一株与另一株的结果产物大小。乔治亚大学裘光吾氏(Jackwood)等人已经用了许IBV株做了这件事。他们的研究指出,一定血清型用选择酵素,可产生S1基因之特徵性断裂产品。产品在经过凝胶电泳後,可以很快及很容易看得见。目前可仍不知这种方法能运用多广。
机会是研究会比田间IBV後一步,这对於像IBV易变病毒是很自然的事。MAb及核酸方法方便了株种的定特徵,也比以往更为准时。由这些方法得资料,会使选择预防接种决策更好,至少可以更快一些。
家禽世界现代畜殖合订本(p.11~12)─邓日青、九八年六期
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