APP下载

猪伪狂犬病病毒安徽分离株对小鼠的致病性研究

2021-02-22李春芬何赞赞杨龙斌何长生占松鹤魏建忠

养猪 2021年1期
关键词:载量肺脏毒株

李春芬,何赞赞,杨龙斌,何长生,占松鹤,孙 裴,魏建忠,李 郁

(1.安徽农业大学动物科技学院,安徽 合肥 230036;2.巢湖市畜牧兽医中心,安徽 巢湖 238000;3.安徽省动物疫病预防与控制中心,安徽 合肥 230091)

猪伪狂犬病(Pseudorabies, PR)是由猪伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus, PRV)引起的一种高度接触性传染病[1]。一般成年猪呈隐性感染,可导致妊娠母猪流产、死胎和木乃伊胎,种猪不育,15日龄内的仔猪病死率高,肥育猪呼吸困难、生长停滞、增重缓慢等。PR呈世界性分布,是危害全球养猪业的重大传染病之一。世界动物卫生组织(OIE)将PR列为必须通报的动物疫病,我国农业农村部将PR列为二类动物疫病,同时PR也是我国《国家中长期动物疫病防治规划(2012—2020年)》中优先防治的动物疫病,要求到2020年底全国所有种猪场达到净化标准。

疫苗免疫接种是预防和控制PR的根本措施,以净化猪群为主要手段。20世纪90年代以来,随着PR基因缺失疫苗(Bartha-K61株)的引入并广泛使用,PR在我国大部分地区得到有效控制[2]。但自2011年以来,我国各地均有PR疫情的报道[3-5],给养猪业造成了严重的经济损失。安徽地区猪群中PRV的感染率也呈现逐年上升趋势[6-7],可临床流行毒株的致病性、与疫苗株之间的匹配性等目前尚不清楚。本研究在从安徽不同地区疑似PRV感染病猪中分离鉴定的13株PRV基础上,以小鼠为动物模型,通过对13株PRV安徽分离株的半数致死量(LD50)测定、病理剖检和病理组织学观察以及各组织脏器的病毒载量检测,了解和掌握PRV安徽分离株的毒力特征,从而为深入研究PRV安徽分离株的抗原性奠定基础,为安徽地区PR的有效防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2016年1月至2018年12月在安徽农业大学动物传染病研究室进行。

1.2 毒株、细胞及试验动物

13株PRV安徽分离株(代号为AH1601~AH1604、AH1701~AH1704、AH1801~AH1805)由安徽农业大学动物传染病研究室分离、鉴定[8];Vero细胞由安徽农业大学动物传染病研究室保存;455只体重为18~22 g清洁级昆明雌性小鼠购自安徽医科大学动物实验中心。

1.3 主要试剂与仪器

DMEM培养液、2×SuperStar Plus High-GC PCR Mix、DL 2000 DNA Marker。荧光定量PCR仪、PCR扩增仪、凝胶成像系统、超高速离心机。

1.4 半数致死量(LD50)的测定

在13株PRV安徽分离株中,每株为1组,共计13组(编号为1~13)。以第1组(代号为AH1601的PRV安徽分离株)为例说明。将AH1601半数组织培养感染剂量(50% tissue culture infective dose, TCID50)为106/mL进行10倍递增稀释,取6个不同释梯度(106~101TCID50)的病毒液编号为1A~1F。35只小鼠随机分成7组(编号1A~1F和G),每组5只。试验组1A~1F,颈部皮下注射对应的不同稀释度PRV,0.1 mL/只;对照组G,以相同的接种途径和剂量注射DMEM细胞培养液。在适宜环境下每组小鼠分别隔离饲养。持续观察1周并记录小鼠的精神状态及死亡情况,按照Reed-Muench法计算AH1601的LD50。

1.5 病理剖检及病理组织学观察

经1.4攻毒后观察各组小鼠精神状态,分别取第1~13组PRV攻毒剂量为106TCID50(试验A组)小鼠,依次标记为1A~13A,对照组小鼠标记为G,剖检小鼠观察各脏器病变,并采集小鼠的脑组织及肺、肝、脾和肾脏于10%福尔马林溶液中,24 h后重新更换福尔马林,进行固定和保存,之后送至安徽医科大学制备病理组织切片,显微镜观察,比较各组织病变程度。

1.6 感染小鼠各组织脏器中PRV载量的检测

经1.4攻毒后,分别取第1~13组PRV攻毒剂量为106TCID50(试验A组)小鼠,采其脑组织及肺、肝、脾和肾脏于1.5 mL研磨管,称重记录(各组织重约100 mg),按照一定体积比(1∶5)加入无菌PBS缓冲液进行研磨,提取各组织核酸,利用安徽农业大学动物传染病实验室建立的SYBR Green Ⅰ荧光定量PCR检测PRVgE基因的方法,对各脏器组织进行PRV载量的检测。

2 结果与分析

2.1 LD50的测定结果

1 3株PRV安徽分离株对小鼠的LD50在102.569~105.167TCID50之间,不同毒株对小鼠致病力大小各有差异,其中AH1802和AH1803对小鼠的致病力最强,LD50分别为102.569TCID50和102.833TCID50,AH1603和AH1703对小鼠的致病力最弱,LD50均为105.167TCID50(表1)。

表1 13株PRV安徽分离株对小鼠的LD50测定结果

2.2 病理剖检及病理组织学观察结果

在LD50的测定中,对照组小鼠均健活,试验组小鼠死前出现精神沉郁、食欲下降、呼吸加快等现象。部分小鼠出现典型的PR症状:奇痒、啃咬注射部位,致使局部被毛脱落、皮肤出血,随后四肢麻痹,倒地不起,最后衰竭死亡。剖检死亡小鼠可见肝、脾、肺、肾脏及脑等部位均有不同程度的出血、肿大,对照组无异常变化。病理组织HE检查结果如下。

2.2.1 脑部 对照组G结构正常,未见明显病理变化。试验组1A、3A未见明显病理变化;2A少量炎症细胞浸润;4A脑血管轻微充血;5A、7A、8A少量炎症细胞浸润;6A轻微病毒性脑炎;9A大量炎症细胞浸润,脑水肿;10A病毒性脑炎,大量炎症细胞浸润;11A病毒性脑炎,脑水肿;12A轻微脑炎,出血;13A病毒性脑炎,脑水肿(图1)。结果表明,AH1801、AH1802、AH1803感染小鼠脑组织病理变化较为严重。

2.2.2 肺脏 对照组G整体结构正常,肺泡结构清晰,肺泡壁无明显增厚,组织未见明显炎症细胞浸润。试验组1A轻微出血,少量炎症细胞浸润;2A炎症细胞浸润,肺泡壁增厚;3A少量炎症细胞浸润;4A肺动脉充血;5A炎症细胞浸润;6A、9A肺泡壁轻微增厚;7A肺泡腔变小;8A肺动脉血管充血,组织间隙轻微出血;10A肺脏出血、肺泡内出血;11A炎症细胞浸润;12A肺动脉充血,肺泡壁增厚;13A肺脏出血,弥漫性炎症细胞浸润(图2)。结果表明,AH1802、AH1803、AH1804、AH1805感染小鼠肺脏组织病理变化较为严重。

图1 各组小鼠脑组织病理组织学观察(HE染色,20×)

图2 各组小鼠肺脏病理组织学观察(HE染色,20×)

2.2.3 肝脏 对照组G整体结构正常,中央静脉轮廓清晰,肝细胞结构饱满,肝索沿着中央静脉放射状排列。试验组1A淤血;2A中央静脉充血;3A无特征性明显病变;4A肝窦间隙轻微增宽,组织少量炎症细胞浸润;5A少量炎症细胞浸润;6A炎症细胞浸润;7A出血,充血;8A少量炎症细胞浸润;9A充血;10A肝细胞排列紊乱,空泡性变性;11A炎症细胞浸润,肝水肿;12A肝窦间隙轻微增宽;13A少量炎症细胞浸润(图3)。结果表明,AH1702、AH1802、AH1803感染小鼠肝脏组织病理变化较为严重。

图3 各组小鼠肝脏病理组织学观察(HE染色,20×)

2.2.4 脾脏 对照组G整体结构正常,脾小结结构清晰,无明显增大缩小,红髓白髓界限分明,无明显坏死,淋巴细胞无明显变性坏死,组织未见明显中性粒细胞浸润。试验组1A、7A、9A无明显特征性病变;2A、3A、8A少量中性粒细胞浸润;4A淤血;5A出血;6A红细胞浸润;10A红髓白髓界限不清;11A中性粒细胞浸润;12A结缔组织增生;13A淋巴细胞增生,红细胞浸润(图4)。结果表明,AH1701、AH1802、AH1803感染小鼠脾脏组织病理变化较为严重。

图4 各组小鼠脾脏病理组织学观察(HE染色,20×)

2.2.5 肾脏 对照组G整体结构正常,未见肾小管上皮细胞明显脱落水肿,肾小球结构清晰可见,组织未见明显炎症细胞浸润。试验组1A少量炎症细胞浸润;2A、4A肾小管上皮细胞空泡性变性;3A血管充血,炎症细胞浸润;5A肾小球轻微出血;6A轻微出血;7A肾小管上皮细胞空泡性变性;8A无明显病理变化;9A组织间隙少量出血;10A出血;11A血管充血;12A肾小管上皮细胞空泡性变性,炎症细胞浸润;13A大量炎症细胞浸润,组织间隙轻微出血(图5)。结果表明,AH1703、AH1802、AH1803、AH1804感染小鼠肾脏组织病理变化较为严重。

图5 各组小鼠肾脏病理组织学观察(HE染色,20×)

2.3 感染小鼠各组织脏器中PRV载量的检测结果

13株PRV安徽分离株在感染小鼠各组织脏器中的病毒载量因不同毒株、不同脏器存在差异。试验组第1~9、12~13组肝脏病毒含量显著低于第10、11组(P<0.05),第10组显著低于第11组(P<0.05),第11组病毒含量最高;第1~9、12~13组脾脏病毒含量显著低于第10、11组(P<0.05),第11组显著低于第10组(P<0.05),第10组病毒含量最高;第1~6、8、9、11~13组肺脏病毒含量显著低于第7、10组(P<0.05),第7组显著低于第10组(P<0.05),第10组病毒含量最高;第2、3、5、8、9、11、13组间肾脏组织病毒含量以及第4、6、10、12组间肾脏组织病毒含量无显著差异(P>0.05),但均显著低于第7、1组(P<0.05),第7组与第1组差异不显著(P>0.05),第1组病毒含量最高;第1~7、9、12~13组脑组织病毒含量均显著低于第8、10、11组(P<0.05),第8组显著低于第10组(P<0.05),第10组显著低于第11组(P<0.05),第11组病毒含量最高。结果表明,AH1802和AH1803感染小鼠肝脏、脾脏、脑中的病毒含量显著高于其他11株(P<0.05),AH1703和AH1802在肺脏中的病毒含量显著高于其他11株(P<0.05),AH1703、AH1704和AH1804在脑和肺脏中的病毒含量均显著高于肝脏、脾脏和肾脏(表2)。

表2 13株PRV分离株攻毒后小鼠各组织病毒载量的测定结果 ng/μL

3 讨论

PR具有传播快、病死率高、流行范围广、传播途径多、病原体顽固等特点。自2011年以来,我国多省免疫过PRV基因缺失疫苗(Bartha-k61株)的猪群均出现PR疫情,其主要表现为突发性大面积母猪流产,肥育猪致死性感染,猪群gE抗体阳性率突然升高。有研究表明,此PR的暴发是由PRV变异株引起[9]。新的PRV流行株在多个基因位点发生了抗原变异,变异株与经典株属于两个不同的进化分支,且Bartha-k61株疫苗不能对变异株的攻击提供完全抵抗[10-11]。2012年以来,安徽省部分地区也相继发生PR。李春芬等[7]对2013—2017年安徽部分地区22 130份血清样品进行PRV-gE抗体检测,结果显示猪群PRV感染呈现逐年上升趋势。袁献宇等[8]从2016—2018年安徽临诊病例中共分离鉴定了15株PRV,其主要毒力基因核苷酸序列均与2011年国内PRV变异株同源性较高,变异株已成为安徽省主要的流行毒株。面对PRV变异株的广泛流行,对PRV变异株进行致病性研究,了解流行毒株的特征,对于提出科学有效的防制措施具有重要意义。

因PRV感染猪、羊及小鼠组织病理学病变相似,且小鼠感染PRV强毒株后病理变化明显[11],故本研究以小鼠为试验动物模型。PRV只有1个血清型,不同毒株在毒力和生物学特性等方面存在差异。本研究LD50测定结果显示,13株PRV的LD50在102.569~105.167TCID50之间,其中AH1802和AH1803的LD50分别为102.569TCID50和102.833TCID50,AH1603和AH1703的LD50均为105.167TCID50,表明PRV安徽分离株之间的毒力存在差异,AH1802和AH1803对小鼠的致病力最强,AH1603和AH1703对小鼠的致病力最弱。病理学结果显示,小鼠肝、脾、肺、肾脏和脑等部位均有不同程度的出血、肿大,但各组织的病变程度因不同毒株而异,其中AH1802、AH1803引起的病变较其他毒株严重,主要表现为病毒性脑炎、脑水肿,肺、肝脏出血、炎症细胞浸润,脾脏红白髓界限不清,大量炎症细胞浸润,肾脏出血等,进一步表明源自安徽不同地区的13株PRV毒力不同。

不同毒力PRV毒株感染后在机体内的分布存在差异,强毒株广泛分布于全身,而弱毒株和中等毒力毒株在体内的扩散只局限在中枢神经系统(central nervous system, CNS)[12]。本研究13株PRV经颈部皮下攻毒小鼠,试验组小鼠出现精神沉郁、食欲下降、呼吸加快等现象,部分小鼠出现奇痒、啃咬注射部位等典型PR症状后不久死亡;发病和死亡小鼠多个组织器官均出现明显病理变化,且从发病和死亡小鼠的脑部、肺脏、肝脏、脾脏、肾脏等组织均检测出PRV核酸,而对照组小鼠则均健活,且组织器官未呈现异常变化,表明13株PRV在发病和死亡小鼠体内分布广泛,对小鼠具有较强的致病性。

荧光定量PCR检测结果显示,13株PRV在感染小鼠各组织中的病毒载量因不同毒株、不同脏器而各有不同,其中AH1802和AH1803感染小鼠在脑、肝脏、脾脏中的病毒载量显著高于其他11株(P<0.05),AH1703和AH1802在肺脏中的病毒载量显著高于其他11株(P<0.05),AH1601在肾脏中的病毒载量最高,AH1703、AH1704和AH1804在脑和肺脏中的病毒载量显著高于肝脏、脾脏和肾脏,这或与毒株来源于不同地区、毒株本身发生变异和PRV在小鼠内的侵染途径不同有关,究其原因需要进一步地深入研究。

综上表明13株PRV均对小鼠具有较强的致病性,且AH1802和AH1803对小鼠的致病性强于其他毒株。针对PR的防控策略,在重视和加强疫苗免疫的基础上,加强毒株遗传变异研究,针对性地进行疫苗研发才是控制PR的关键。本研究不仅丰富了安徽PR流行病学资料,为进一步研究PRV安徽分离株的抗原性奠定基础,也为安徽地区PR的有效防控提供了科学依据。

猜你喜欢

载量肺脏毒株
猪繁殖与呼吸综合征病毒基因测序的临床应用
替诺福韦和替比夫定对不同HBV DNA 载量孕妇母婴阻断效果观察
无人机多光谱遥感中植被指数与森林地表可燃物载量关系研究*
法国发现新冠新变异毒株IHU
奥密克戎毒株为何“需要关注”
山东省森林可燃物样地调查与样品采集方法探析
右美托咪定不同处理方式对高龄患者止血带所致肢体缺血再灌注后肺损伤的保护作用
干细胞移植让肺再生
浅谈猪屠宰检疫中肺脏病理变化与处理
肺脏:隐藏多年的造血器官