禽腺病毒血清4型貴州流行株分離及其致病性分析

李喬斌，張云丹，何玲，岳筠，尹德晶，文明,2，程振濤,2*

(1.貴州大學動物科學學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省動物疫病與獸醫公共衛生重點實驗室，貴州 貴陽 550025；3.貴州省動物疫病預防控制中心，貴州 貴陽 550008)

禽腺病毒(fowl adenovirus，FAdV)屬于腺病毒科禽腺病毒屬，分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ群。Ⅰ群禽腺病毒分為5個種(A、B、C、D和E種)，12個血清型[1]。Ⅰ群禽腺病毒感染病例主要表現為包涵體肝炎(IBH)和雞心包積液綜合征(hydropericardium syndrome，HPS)[2]。安卡拉病(AD)即雞心包積液綜合征是由Ⅰ群禽腺病毒C種血清4型(FAdV-4)引起，其主要臨床癥狀為心包積液和包涵體肝炎[3]，因其于1987年在巴基斯坦安卡拉地區首先報道而得名。目前HPS在世界很多國家地區暴發，包括北愛爾蘭、美國、加拿大、日本、匈牙利、秘魯、印度、西班牙、中國等[4-6]。我國自2012年，HPS的臨床病例在全國范圍內開始增加，2015年在全國大范圍暴發，病原被確定為FAdV-4[7]。2016年7月貴州某肉雞場發生一起急性傳染病，主要引起3～6周齡雞群發病[8]，病死雞心包積液呈現稻草色膠狀，多數病例呈現肝炎和腎炎，死亡率達到30%至90%[9]，懷疑為FAdV-4感染所致。研究資料表明，各地雞心包積液綜合征病原毒株存在不同程度的變異，而毒株的差異也帶來致病性的差異。本文開展了FAdV-4貴州株的分離鑒定以及動物感染試驗，并對其培養特性和致病性進行探究，為明確FAdV-4在貴州省的流行情況和開展防控研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 病料、試驗動物和細胞

FAdV-4核酸陽性雞肝臟組織樣本，采自貴州畢節地區某肉雞養殖場；SPF雞胚購自山東益吉達生物科技有限公司；雞肝癌細胞系(LMH)由貴州大學動物科學學院重點實驗室提供。FAdV-4 疫苗株，由貴州福斯特生物有限公司提供。

1.2 主要試劑

DMEM細胞培養基、胎牛血清，購自Gibco公司；鼠抗雞IgG-FITC，購自武漢金開瑞生物工程有限公司；FAdV-4陽性血清，購自貴州福斯特生物有限公司；病毒DNA提取試劑盒、DL 2000 DNA Maker、2×TaqPCR Mix均購自TaKaRa公司。

1.3 引物設計與合成

參照FAdV-4全基因序列(GU188428)，以Hexon為靶基因，選擇其保守序列片段，應用Primer Pemier 5.0軟件設計合成1對普通引物FAdV-4F/R，1對real time熒光引物(FAdV-4F1/R1)和1條探針(FAdV-4-T)，在探針的5′端標記熒光報告基團(FAM)，在探針的3′端標記非熒光淬滅基團(BHQ)，以上探針和引物均由生工生物工程(上海)有限公司合成。

表1 引物信息

1.4 病毒分離培養及PCR檢測

將FAdV-4核酸陽性雞肝臟樣本加入PBS磨碎，凍融3次，12 000 r/min、4 ℃離心7 min。取上清液過濾除菌，濾液作為接種樣本，接種于LMH細胞在37 ℃、5% CO2恒溫培養，每24 h觀察的細胞病變(CPE)，同時設好陰性對照。待85%細胞培養到出現CPE，收集病變細胞的培養物，8 000 r/min 4 ℃離心15 min后，取上清接種LMH細胞傳代，傳5代后，取24 h、48 h、72 h細胞培養物，分別提總DNA，用引物FAdV-4-F/R PCR檢測FAdV-4。

1.5 間接免疫熒光試驗(IFA)檢測

按照0.2 mL/孔接種5代細胞培養物，同時設置未接種培養物的細胞作為空白對照，在37 ℃、5% CO2培養48 h。細胞培養物經戊二醛固定后，加入5% BSA封閉1 h，以FAdV-4陽性血清(1∶50)為一抗，鼠抗雞IgG-FITC(1∶500)為二抗，經IFA檢測確定是否感染FAdV-4。

1.6 分離病毒細胞培養物的電鏡觀察

參照文獻[10]方法，收集5代細胞培養物，1 200 r/min、4 ℃離心10 min后棄上清，加入細胞固定液制作切片，然后經磷鎢酸負染后，進行電鏡觀察。

1.7 動物感染試驗

1.7.1 純化分離病毒及TCID50測定

準備LMH細胞，按照每孔100 μL/孔加入96孔細胞培養板中，待細胞鋪滿75%細胞培養板時，用DMEM培養基把病毒液進行10倍梯度進行稀釋(從10-1至10-11)，將稀釋后的病毒接種LMH細胞，每孔50 μL，每個稀釋度重復8孔，觀察CPE至72 h，按照Reed-Muench法計算病毒的TCID50；將所測病毒液用聚乙二醇(PEG)沉淀法進行病毒純化，-80 ℃保存備用。

1.7.2 雞胚感染試驗

對7日齡的SPF雞胚進行注射1.7.1所純化的病毒液(0.2 mL/胚)，37 ℃培養120 h后無菌收集雞絨毛尿囊膜，盲傳3代，解剖雞胚并觀察病理變化；提取雞絨毛尿囊膜的DNA樣本，應用引物(FAdV-4-F/R)進行PCR檢測，同時設置正常雞胚對照。

1.7.3 雛雞感染試驗

將1日齡的SPF雞胚分成感染組和對照組，每組10只，接種方式為肌肉注射，感染組接種已純化的病毒液，0.2 mL/只，對照組接種ddH2O，0.2 mL/只。每天觀察各組雞群臨床表現，隨機采集5只病死或人工處死雞的心臟、心包積液、肝臟、肺臟、脾臟和腎臟等樣本，研磨處理后，提取各組織樣本DNA，按照文獻[11]所建立的實時熒光定量PCR(qPCR)檢測方法進行檢測。以引物FAdV-4F1/R1和探針FAdV-4-T經qPCR檢測各組織樣品中的 FAdV-4。20 μL qPCR反應體系(Premix ExTaq10 μL，DNA 模板2 μL，FAdV-4 F1/R1 各1 μL，FAdV-4-T 1 μL，ddH2O 補足至20 μL。)反應程序為：95 ℃預變性30 s；95 ℃ 10 s，58 ℃ 20 s，40個循環。

2 結果

2.1 病毒分離培養與PCR檢測

將FAdV-4核酸陽性肝臟樣本勻漿濾液接種于LMH細胞，同時設正常細胞對照，結果可見肝臟樣本接種LMH細胞后于72 h出現CPE，而正常細胞無CPE，見圖1。

圖1 LMH細胞病變情況

將FAdV-4感染LMH細胞培養物盲傳5代后，取24 h、48 h、72 h細胞培養物提取DNA進行PCR檢測。結果顯示，FAdV-4分離株第5代24 h、48 h、72 h培養物均能擴增出295 bp目的基因條帶，而正常細胞對照無條帶擴增(圖2)。上述結果表明，細胞培養物中存在FAdV-4。

M.DL 2000 DNA Marker；+.FAdV-4疫苗毒株；-.去離子水對照；1～3.感染FAdV-4 24 h、48 h、72 h細胞培養物；4～6.24 h、48 h、72 h正常細胞圖2 細胞培養物中FAdV-4 PCR檢測結果

2.2 分離病毒的IFA檢測

對FAdV-4感染后細胞進行間接免疫熒光試驗，同時設置空白對照(正常細胞)。試驗結果見圖3。FAdV-4感染的細胞觀察到綠色熒光(圖3A)，而空白對照組無綠色熒光(圖3B)。結果表明，感染細胞48 h的培養物中存在FAdV-4，從抗原水平上進一步證實感染細胞中FAdV-4的存在。

A.正常細胞；B.FAdV-4感染細胞圖3 間接免疫熒光檢測結果(400×)

2.3 分離病毒的電鏡觀察

將感染FAdV-4的第5代細胞培養物制作切片，加入細胞固定液，然后經磷鎢酸負染后，進行電鏡觀察，結果見圖4。在電鏡下可以明顯的觀察到病毒粒子呈球形、無囊膜、直徑70～90 nm，呈晶狀體布列，具有禽腺病毒典型的二十面體對稱結構。而正常細胞對照無特定病毒粒子結構存在。表明用FAdV-4核酸陽性肝臟樣本接種LMH細胞后，細胞中存在FAdV-4病毒粒子。

通過對肝臟樣本接種細胞進行FAdV-4 PCR、IFA和電鏡檢測，證實從采集自貴州畢節某養殖場的FAdV-4核酸陽性肝臟樣本中分離獲得FAdV-4，命名為FAdV-4-GZJS。

A.正常LMH細胞；B.FAdV-4感染LMH細胞圖4 FAdV-4病毒粒子電鏡觀察(20 000×)

2.4 動物感染試驗

2.4.1 純化FAdV-4的TCID50測定

將接種LMH細胞的FAdV-4病毒液進行純化過后，10倍梯度稀釋(從10-1至10-11)，每個梯度重復8孔，觀察CPE至72 h，按照Reed-Muench法計算病毒的滴度為1×107TCID50/mL。

2.4.2 雞胚感染試驗

將所純化病毒液接種SPF雞胚，盲傳3代，可以觀察到3代雞胚都沒有死亡。解剖第3代感染雞胚和空白對照組(未感染雞胚)，檢察雞胚各組織病理變化結果顯示，感染組雞胚發育不良，胚體蜷縮矮小，雞胚絨毛尿囊膜呈灰白色，而對照組雞胚發育正常。表明FAdV-4感染SPF雞胚能導致雞胚發育異常，但對雞胚致死性不強。收集接毒后連續傳3代的雞胚絨毛尿囊膜，提取病毒DNA進行PCR擴增，結果顯示陽性(圖5)

M.DL 2000 DNA Marker；+.FAdV-4細胞培養物；-.正常雞絨毛尿囊膜；1～3.FAdV-4接種1～3代雞絨毛尿囊膜圖5 SPF雞胚絨毛尿囊膜FAdV-4 PCR檢測

2.4.3 雛雞感染性試驗

對1日齡雛雞進行肌肉注射FAdV-4病毒液(0.2 mL/只)，感染劑量為0.2×107/mL，感染后前2 d未出現明顯癥狀，第3天開始，雛雞表現沉郁、羽毛呈束、甩鼻、排黃色稀糞等癥狀。第4天雛雞有死亡現象，其剖檢主要病變可見心肌柔軟、心包內有大量黃色透明液體；肝臟腫大、呈黃色、并且伴有出血點；其他組織器官均有不同程度的水腫；空白對照組(未攻毒雛雞)剖檢組織器官無異常。結果表明，雛雞易感染FAdV-4，有很強的感染風險，其病理變化均呈現FAdV-4典型致病特征。

采集感染雞組織樣本，應用qPCR方法對FAdV-4含量進行檢測。結果顯示，感染雛雞肝臟樣本中FAdV-4含量最高，其次是心包積液，心臟組織中也存在較高病毒含量，而脾臟、肺臟和腎臟中FAdV-4病毒含量低或檢測不出；正常對照組雛雞均未檢測到FAdV-4病毒核酸(圖6)。結果表明，FAdV-4主要侵害感染雛雞肝臟、心臟組織，對其他組織臟器侵害程度低。

+.FAdV-4細胞培養物；-.正常雛雞肝臟；1～2.肝臟；3～4.心包積液；5～6.心臟；7～8.脾臟；9～10.肺臟；11～12.腎臟圖6 組織樣本FAdV-4核酸qPCR檢測

3 討論

近年來，HPS在國內流行范圍持續擴大，河南、山東、河北、安徽、湖北、貴州等省份都有報道[12]，造成經濟損失較大。各地報道致病性和毒株特征不盡相同，河北秦皇島地區分離到的毒株為禽腺病毒C群，其臨床病例均有典型癥狀，死亡率大約在20%～80%，4株分離株與標準株對比進行生物信息學分析，均有不同ORF區域缺失堿基[13]。遼寧地區臨床疑似禽腺病毒感染雞肝臟進行病毒分離，確定分離毒為FAdV-4，和國內毒株對比，penton、Fiber1、Fiber2基因核苷酸序列均有不同堿基突變[14]。研究資料表明，各地雞HPS病原毒株存在不同程度的變異，而毒株的差異也帶來致病性的差異。因此，本研究基于貴州省本地病例，開展FAdV-4毒株的分離與鑒定，將有助于研究FAdV-4貴州株變異情況、致病特征和致病機理。

Ⅰ群禽腺病毒增殖最好的宿主是雞胚，但禽腺病毒Ⅱ、Ⅲ群均難在雞胚中病毒增殖[15]。目前關于禽腺病毒的分離培養技術有雞胚分離培養、細胞分離培養和動物分離培養[16]。本試驗對FAdV-4分離株的雞胚感染性試驗證實，該病毒可在雞胚中增殖，但并不完全致雞胚死亡，這與梁廣成等[17]的報道相同。FAdV-4也可以在細胞中進行培養，但是不同的細胞對其增殖效果不同，LMH、雞胚成纖維細胞(CEF)、雞胚腎細胞(CEK)等都可以對此病毒進行分離培養[18]。本試驗應用LMH細胞培養FAdV-4，顯示FAdV-4能在LMH細胞中增殖且引起明顯CPE，與陳天驁[19]用CEF、CEK增殖和分離FAdV-4相比具有一定優勢，病毒增殖快，分離純度高。羅思思等[20]在LMH細胞中增殖且引起明顯CPE，也表明LMH細胞對FAdV-4的培養分離更具有優勢。FAdV-4能夠在禽類細胞組織中進行增殖，并導致感染動物出現典型的臨床癥狀[21]。本試驗分離獲得FAdV-4貴州株感染雛雞，能引起感染雞出現死亡，且表現典型的心包積液和肝炎病理變化。

病毒的鑒定方法主要通過細胞病變效應(CPE)觀察、病原核酸檢測、中和試驗、間接免疫熒光技術、電鏡觀察等，分別從病原核酸、病原抗原蛋白、病毒致病性、病毒形態等多方面驗證病毒粒子的存在和基本特征[22]。本試驗CPE觀察、病毒粒子電鏡觀察、病原核酸檢測和免疫熒光檢測結果均提示，已成功從臨床疑似病例組織中分離獲得FAdV-4毒株，且該分離毒株能在SPF雞胚和雛雞中感染增殖，能引起雛雞死亡并出現典型的心包積液和肝炎的癥狀。雛雞組織樣本FAdV-4核酸定量檢測也間接反映，病毒對心臟和肝臟的侵襲性較其他臟器強，這與病例表現的臨床癥狀相吻合。研究結果為FAdV-4致病機制和疾病防治研究奠定基礎。