鸡传染性支气管炎病毒致病机理的研究进展
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鸡传染性支气管炎病毒致病机理的研究进展
余娟;刘兴友;王玲丽
【摘 要】鸡传染性支气管是由鸡传染性支气管炎病毒引起鸡的一种急性高度接触性呼吸道传染病,由于病毒血清型较多,易于发生变异而难以免疫预防,成为养鸡业发展的重大阻力.文章就该病毒的致病机理方面的研究情况做一综述,为防制鸡传染性支气管炎提供科学依据.%Infectious bronchitis virus (IBV) is causative
pathogen of infectious bronchitis (IB) , an acute, highly contagious
respiratory disease in chickens, the infectious bronchitis virus has many
serotypes and is easy to mutate, which has caused the difficulty for the
disease's prevention, and impeded the development of poultry industry.
This paper reviewed etiology, pathogenesis of the IBV in order to provide
evidence for IB prevention and control.
【期刊名称】《中国畜牧兽医》
【年(卷),期】2011(000)012
【总页数】3页(P160-162)
【关键词】传染性支气管炎病毒;病毒复制;致病机理
【作 者】余娟;刘兴友;王玲丽
【作者单位】河南农业大学牧医工程学院,河南郑州 450002;河南农业大学牧医工程学院,河南郑州 450002;河南科技学院动物科学学院,河南新乡 453003;河南科技学院动物科学学院,河南新乡 453003 【正文语种】中 文
【中图分类】S852.65+9.6
鸡传染性支气管炎(infectious bronchitis,IB)是由鸡传染性支气管炎病毒(infectious bronchitis virus,IBV)引起的一种急性、高度接触传染性呼吸道疾病。临床表现为咳嗽、打喷嚏、气管啰音、肾脏病变,蛋鸡产蛋数量和蛋的品质下降(卡尔尼克等,1997)。IBV的特点是变异频繁,血清型复杂,所致疾病的临床表现差异较大,自Schalk等(1931)首次报道了经典的呼吸型禽传染性支气管炎(IB)并确定为病毒性疾病以来,已有肠型、腺胃型、肾型等多种致病型相继报道。不同地区、不同时间的地方流行毒株总是以各种形式出现,该病在鸡群,甚至免疫鸡群中流行。目前各地主要采用疫苗接种的方法来预防IB,但是由于其变异株出现比较快,各毒株毒力差异大,毒株之间交叉保护力低,即使在免疫良好的情况下,鸡群依然受IBV变异株的威胁,严重危害着养鸡业的健康发展。
1 IBV的流行病学
本病仅发生于鸡,各种年龄和品种的鸡均易感,以1~4周龄的鸡最易感。IBV的传染力极强,特别容易通过空气在鸡群中迅速传播,数日内即可波及全群。感染鸡从呼吸道分泌物排出病毒的时间长达2周。本病主要通过病鸡咳出的飞沫经呼吸道传播,也可通过病毒污染的饲料、饮水和用具等间接地经消化道传播。鸡群拥挤、鸡舍通风不良和冷应激都可促进本病的发生。病鸡耐过后有免疫力。不同的IBV具有不同的组织嗜性,有嗜呼吸道、生殖道的,有嗜肾的,还有嗜肠型等。自然情况下如果感染IBV,特别是小鸡,通常会在48h内出现症状;而人工接种后,从第24小时到第7天始终可从鸡气管、肾脏、法氏囊中分离出病毒。雏鸡感染后症状严重,死亡率取决于病毒株的毒力及鸡群抵抗力,一般为20%~30%(Cavanagh等,2003);有报道腺胃型IB雏鸡死亡率可达95%(许金俊等,1997)。影响本病发病和死亡的因素包括:感染株的毒力,鸡群的年龄、免疫状态、应激(例如低温、封闭、拥挤)。而继发性的细菌感染往往会导致衰竭而死亡(Vandekerchove等,2004)。
2 IBV的侵入、释放机制
S蛋白对IBV侵染性起着重要作用,其胞浆尾部的转运信号对病毒感染很有帮助。当病毒粒子启动对敏感细胞感染时,首先是IBV毒粒囊膜的S蛋白与敏感细胞的受体相结合,通过病毒囊膜和细胞膜的融合或内吞饮作用进入细胞。研究结果表明,唾液酸(Sialie acid)是IBV敏感细胞的受体上的一个决定簇(Winter等,2008),IBV的S蛋白与受体结合后,构象发生变化,诱导病毒和细胞膜融合,随后病毒粒子进入细胞。病毒粒子在胞浆内脱壳,然后病毒的核酸进入宿主细胞,作用于细胞周期的G2/M阶段(Dove等,2006),复制是严格地在胞浆中进行的。毒粒进入细胞后,从病毒基因组的5′端首先翻译出早期依赖于RNA的RNA多聚酶,它使病毒基因组转录成全长的互补链,此负链RNA通过两个不同的晚期RNA多聚酶转录成正链RNA和一套约6个亚基因组mRNAs,分别编码结构蛋白。这些mRNAs的5′端戴帽,3′端加聚(A)尾。即所谓3′同末端成套结构。这些mRNAs的5′端还有同一先导RNA序列,通过先导一引物转录模式进行转录。
IBV的结构及非结构蛋白可能通过两个阶段按不同机制翻译和调节。在结构蛋白中,N蛋白产生于细胞质的核糖体上,经磷酸化后与新合成的基因组RNA相互形成螺旋状的核衣壳。IBV病毒粒子N蛋白的磷酸化程度比感染细胞溶解产物中N蛋白的磷酸化程度高(Jayaram等,2005)。M糖蛋白合成发生在与细胞内膜结合的多核糖体上,其产物在开始后5min才能依赖信号识别子对某个内部信号序列的识别而被插入细胞内膜,糖基化过程则要等多肽转运到高尔基体后才能进行。S糖蛋白虽然也在多核糖体上合成,但与M蛋白不同,表现为:氨基端带有信号序列,很快被翻译而插入细胞内膜;N-糖基化过程与翻译同时进行。S单体在细胞内膜上装配成多聚体纤突后,在高尔基体中参与毒粒合成。成熟的病毒粒子在高尔基体膜上形成分泌小泡并经组成性分泌途径释放到细胞外。试验证明M蛋白和E蛋白的相互作用和双层膜结构在病毒出芽和类病毒蛋白形成过程中发挥着很重要的作用,M蛋白和E蛋白的胞浆尾部在彼此相互作用中又起重要作用 (Corse等,2003)。Hexamethylene amilorid(环己阿米洛利)可阻止E蛋白离子通道,抑制冠状病毒繁殖(Wilson等,2006)。
3 IBV致病机理的研究
IBV具有上皮亲嗜性,通过病毒固定进入上皮细胞。IBV主要通过口、眼鼻途径入侵宿主,首先在上呼吸道繁殖,接着发生病毒血症并向其他组织分布。免疫荧光、免疫过氧化物酶和电镜技术已经表明病毒是在纤毛上皮细胞和黏液分泌细胞中复制。临床上鼻腔和气管中病毒的最高滴度是在感染后的2~3d,但病毒至少可以存在2~5d。病毒也可以在肺泡和气囊的上皮细胞中复制,并发现较高的病毒滴度。感染鸡肺部可看到小的肺炎灶,气囊出现云雾状或黄色干酪样渗出物。IBV对呼吸道感染毒力的强弱随不同毒株而异,无并发感染的病例,死亡率通常不高,主要由于黏膜栓子阻塞下呼吸道造成呼吸困难引起死亡。
除上呼吸道组织的上皮细胞内出现病毒外,肾脏、输卵管、消化道的许多部位(食道、前胃、十二指肠、空肠、盲肠扁桃体、直肠、排泄腔)、法氏囊等的上皮细胞内也能定位到病毒(Cavanagh等,2003)。虽然IBV对肠道组织有广泛的亲嗜性,但肉眼和显微镜观察不到肠管的临床变化。感染IBV的肾脏病变主要是间质性肾炎。该病毒可引起肾小管上皮细胞颗粒变性、空泡化及肾小管上皮脱落,在急性期还可看见间质组织中有大量异嗜性细胞浸润。在某些病例中,退行性病变可持续存在,并引起单个肾单位或整个肾区严重萎缩。由于肾脏损伤引起饮水增多、肾小管上皮结构改变引起水分和电解质运输下降,导致急性肾衰竭,出现死亡。对感染肾组织的超微研究发现,IBV复制的主要靶部位是肾单位下段和导管的上皮细胞。感染上皮细胞内的线粒体肿胀、高尔基囊泡扩张以及粗面内质网数量增多。用肾型IBV毒株接毒后6d左右,鸡开始出现死亡,10d左右达到死亡高峰,最后死亡时间一般在接毒后16d左右(Cook等,2001)。
IBV感染蛋鸡后会对输卵管漏斗部和容纳部产生一定的病变,其表皮纤毛和颗粒细胞以及管状腺分泌表皮细胞是IBV的靶细胞。输卵管感染IBV引起上皮细胞变短,纤毛减少或完全消失,腺泡区发育不良,从而导致产蛋量下降(Vandekerchove等,2004)。IBV株感染的蛋鸡,与正常母鸡比较输卵管漏斗部和容纳部的超显微变化显示:感染后2~8d没记录到病理变化;10~14d部分纤毛受损;16~24d部分蛋鸡的输卵管漏斗部和容纳部的肌层中都没有观察到纤毛受损和淋巴小结;在感染后10~12d中,病毒粒子主要在粗面内质网和高尔基复合体中检出;在感染后10~14d中,多种细胞器发生病理变化。容纳部比漏斗部易受感染,而且受感染细胞的粗面内质网病毒粒子增加。不同毒株产生的细胞变化在不同毒株不同,如T株比N1/88株感染产生的病变更剧烈。受感染蛋鸡产水样蛋白蛋,可能是因为容纳部颗粒状上皮细胞和管状腺上皮细胞的病变,导致了白蛋白的合成减少(Chousalkar等,2007)。IBV能引起全部功能性输卵管部分的病变,而且可以持续到感染后30d。同时,导致部分产蛋鸡停止产蛋,漏斗部和容纳部纤毛受损,会造成二次细菌感染,并且影响种鸡繁殖率。
禽类的免疫器官很少但起着重要的免疫保护作用,许金俊等(1999)应用间接酶标抗体染色技术发现法氏囊、胸腺、脾脏和盲肠扁桃体等免疫器官均能定位到IBV,其中脾脏和盲肠扁桃体呈一过性感染,法氏囊和胸腺是其主要侵害的免疫器官,而且法氏囊淋巴滤泡髓质区和胸腺小叶髓质区细胞的坏死比较严重,引起机体免疫机能降低,说明IBV能侵害中枢免疫器官,该作者也曾报道腺胃致病型IBV会导致法氏囊和胸腺出现严重的萎缩,并且推断IBV可能会引起免疫抑制。 IBV鸡群中传播迅速,与感染鸡同处一栋鸡舍的易感鸡通常在48h内出现症状。经气雾接种后,从24h到第7天,试验鸡的气管、肺脏、肾脏和法氏囊中都能分离到病毒。病毒的分离率随病程的延长而降低,并且因毒株不同而异,但在感染后第20周时还可从粪便中分离到IBV。Jones等(1996)进行人工接种IBV试验也发现病毒能在各组织器官中的持续,病毒在体内繁殖初期并不向外排毒,开始于产蛋初期,推断病毒的释放可能与某些应激因子有关。许金俊等(1999)用免疫酶组化染色技术对人工感染肾型IB鸡发病后病毒的组织器官亲嗜性和动态分布进行了研究,发现各组织器官中病毒存在时间长短不一,病毒在消化道内存在时间较长,且感染后消化道在不断地向外排毒,这与Jone的结论一致,IBV从肠道大量排泄到粪便中,可能是新的变异株不断产生的一个重要来源。还有研究结果表明,IBV可在各内脏器官中持续存在163d或者更长时间(Saif,2000)。在此期间,IBV能够定期通过鼻分泌物和粪便排毒。这些关于IBV长时间及间歇性排毒的也报道证明了人员或设备污染对本病在鸡群间的传播具有潜在危险。