三株新城疫病毒强毒株的生物学特性及全基因组序列分析

2009～2011年从北方发病鸡群和鸭群中分离出3株新城疫病毒（Newcastle disease virus,NDV）。通过致病性指数测定及交叉血凝抑制试验初步分析了3个毒株的毒力和相互之间的同源性。选取鸡源分离株SDLY01与新城疫疫苗株（LaSota）进行了交叉保护试验,选取鸭源毒株SD03对樱桃谷鸭进行攻毒实验,同时设计引物对3个毒株进行了全基因组测序,并与36株NDV参考株进行了分子进化分析。结果表明3个分离株F蛋白裂解位点的氨基酸序列均为112R-R-Q-K-R-F117符合强毒株的序列特征,并与致病性指数测定结果相符。交叉血凝抑制试验发现3个分离株与疫苗株LaSota 的抗原同源性较低为82.5%～89.4%,两个鸡源分离株间的抗原同源性为90%,而鸭源毒株SD03与鸡源毒株SDSG01同源性为100%。交叉保护试验和攻毒实验结果显示传统的LaSota疫苗能对SDLY01流行株提供100%免疫保护,但第5天仍检测到排毒;鸭源毒株SD03对樱桃谷鸭不致病,但能检出排毒,排毒期最长为5d。全基因组测序与分析表明3个毒株基因组长度均为15192bp,属于基因Ⅶd型毒株,与同期流行的鹅源及鸭源NDV毒株之间全基因组核苷酸序列具有高度的同源性,揭示鸭源、鹅源NDV与鸡源NDV在遗传学和流行病学上密切相关。     

新城疫病毒HN基因的遗传变异与HI相关性的研究

选取国内1999~2004年分离的新城疫野毒10株,经CEF蚀斑纯化和SPF鸡胚增殖,对其血凝素-神经氨酸酶(HN)基因分别进行克隆和测序,结合在GenBank中发表的LaSota、F48E9和Clone30等参考序列,对其氨基酸序列进行遗传变异分析,绘制系统发育树。利用SPF鸡在隔离器中分别制备上述NDV毒株的单因子阳性血清,进行血凝抑制(HI)交叉试验,计算NDV不同株之间的HI相关系数(r)。利用统计学软件SPSS8.0对NDV不同株之间的HN氨基酸同源率和HI相关系数(r)进行相关比较。结果表明:NDV野毒间氨基酸高度同源,同源性为96.5%~99.8%,而与LaSota、F48E9和Clone30同源率仅为87.4%~89.9%;所有野毒均缺乏1个潜在的糖基化位点;HN基因的氨基酸同源性与HI相关系数显著相关(P<0.01,r=0.55)。     

4株鹅源新城疫病毒融合蛋白基因的克隆及序列分析

测定了4株鹅源新城疫病毒(NDV)融合蛋白(F)基因5’端1700核苷酸片段的序列,并由此推导了F蛋白氨基酸序列,并对鹅源NDV的基因型分类地位进行探讨。结果表明,4株病毒F基因的同源性大于97%,与DNV标准强毒株F48E8 F基因的同源性为860%～868%,F基因转录起始序列及起始密码子位置与已知NDV完全相同;F蛋白具有和已知NDV相似的各种功能区,F蛋白前体F0裂解位点附近的氨基酸序列为112RRQKRF117,符合NDV强毒株的特征。对F基因第334～1682位核苷酸之间3种限制性内切酶HinfⅠ、BstoⅠ\,\%Rsa\%Ⅰ酶切图谱的分析表明,4株病毒的基因型与文献报道的I～Ⅷ型有明显差异。     

一株基因Ⅱ型新城疫强毒株的分子特性

从患病肉鸡群分离到一株新城疫病毒(NewcastleDiseasevirus,NDV)SQZ04。经蚀斑纯化后接种40日龄SPF鸡可诱发典型病变。经蚀斑纯化前和后的MDT为50·5h和51·2h,ICPI为2·0和1·92,IVPI为2·8和2·68,表明属强毒株。但F基因分型表明SQZ04属基因Ⅱ型,而且其与已知基因Ⅱ型的疫苗株LaSota、B1和Texas48的同源性分别为99·3%、98·7%和96·9%,显著高于与基因Ⅶ或Ⅸ型强毒株的同源性88·3%~88·6%或91·3%~92·1%。这是国内第一株属于基因Ⅱ型的NDV强毒株。SQZ04F多肽氨基酸裂解位点的序列为111GGRQGRL117,与弱毒株序列完全相同,这也是国内外首次报道具有这一氨基酸序列的强毒野毒株。然而,SQZ04株与其他已知强毒株的HN氨基酸同源性高达95·3%~97·3%,显著高于与弱毒株LaSota等的同源性87·8%~89·5%。     

河南省麻疹病毒血凝素蛋白基因特征分析

为了解河南省流行的麻疹野病毒的血凝素基因特征,为制定消除麻疹策略提供依据,本文对2008~2012年河南省麻疹病毒分离株进行了血凝素基因核苷酸氨基酸特征研究。该研究采用病毒分离、RT-PCR方法获取病毒血凝素基因扩增产物,再对扩增产物进行核苷酸序列测定和分析。结果显示,河南省2008~2012年共分离麻疹病毒12株,测序结果显示均为H1a基因型,核苷酸同源性98.0%~100%,氨基酸序列同源性97.2%~99.8%,通过与Edmonston-wt.USA/54/A毒株进行比较,在氨基酸240位点发生丝氨酸(S)突变成天门酰胺(N)的突变。上述检测结果显示,河南省2008~2012年麻疹野病毒流行优势株为H1a基因型,同源性较高,而且氨基酸改变导致糖基化位点的缺失,是麻疹病毒变化的共同特征。     

两株基因III型强毒新城疫的全基因组测序及其与I系苗的亲缘性分析

[目的]研究基因Ⅲ型新城疫(Newcastle disease,ND)强毒分离株Js/7/05/Ch和JS/9/05/Go与中等毒力疫苗株Mukteswar的亲缘性关系,分析三株新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)的全基因差异.[方法]采用RT-PCR方法获得两株NDV分离株的全基因组核苷酸序列,与GenBank中公布的Mukteswar序列比对分析.[结果]强毒分离株与中等毒力疫苗株Mukteswar全基因组核苷酸同源性均为99.7%;病毒6个阅读框核苷酸序列与Mukteswar同源性为99.6%～99.9%;预测的8种病毒编码蛋白同源性在98.8%～99.8%.然而,测定MDT,ICPI和IVPI发现JS/7/05/Ch和JS/9/05/Go毒力明显强于Mukteswar,其中JS/7/05/Ch株的IVPI达到了2.18.[结论]综合3株NDV的遗传分析结果和已有的流行病学资料可以推断分离株JS/7/05/Ch和JS/9/05/Go是由疫苗株Mukteswar自然进化而来的返强毒株.因此,必须停止使用中等毒力疫苗以免造成更大的危害.     

新城疫分离毒HN基因的分子特性和片段同源相关性

选取国内1997-2005年分离的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)24株,经蚀斑纯化克隆其血凝素-神经氨酸酶(HN)基因,与在GenBank发表的36株国内外不同时期的NDV毒株,进行氨基酸遗传变异分析,并利用SPSS8.0软件对其不同片段的氨基酸进行同源相关比较。结果显示:国内所有NDV分离毒株氨基酸高度同源,同源性为94.4%-99.4%;与LaSota、Clone30疫苗株等的氨基酸同源性为86.9%-89%;与强毒株F48E9的氨基酸同源性为87.9%-89.9%;与国外NDV的氨基酸同源性为87.2%-96.2%。系统发育分析表明:国内NDV分离毒HN遗传距离较近,而与LaSota、Clone30和F48E9遗传距离较远。国内NDV分离毒均缺乏538-540位糖基化位点。不同片段与全长的氨基酸同源性高度相关,且与前80个氨基酸相关最密切。     

新城疫分离毒HN蛋白的抗原性初步分析及分子特性研究

运用针对NDV囊膜糖蛋白(HN)的单克隆抗体(MAbs), 对2005~2006年间自我国江苏和广西部分地区的20株NDV分离株进行排谱试验, 初步分析了不同毒株之间HN蛋白的抗原表位差异; 并应用RT-PCR技术成功扩增了其HN基因整个编码区, 经克隆、测序最终获得13株鸡源NDV与7株鹅源NDV HN基因的编码区序列, 分析测定核苷酸序列及推导的氨基酸序列, 并将 鹅源NDV与鸡源NDV相应序列进行了比较。结果单抗排谱试验表明, 20株NDV分离株之间 HN蛋白的抗原表位存在差异; 测序结果表明, 测定的HN基因的编码区长度皆为1716nt编码571个氨基酸; 分离株中18株基因Ⅶ型NDV分离株之间HN基因编码区核苷酸序列具有较高的同 源性,达94.8%~100%; 与近几年国内流行的其它基因Ⅶ型NDV之间的核苷酸序列同源性 为92.1%~99.6%。对其推导的HN蛋白一级结构中潜在的糖基化位点及HN蛋白细胞受体结合相关区域的氨基酸序列等进行了比较分析。结果显示, 单抗排谱差异显著株在部分氨基酸位点发生了突变; 同时揭示我国部分地区同期流行的鹅源NDV与鸡源NDV HN基因之间具有较近的亲缘关系。     

新城疫病毒HN和F基因遗传变异相关性的研究

选取国内1999~2005年发生的NDV毒株,经CEF蚀斑纯化和SPF鸡胚增殖,对其融合蛋白(F)和血凝素-神经氨酸酶(HN)基因分别进行克隆测序,结合在GenBank中发表的具有F和HN基因的NDV序列,利用DNAStar软件,对其不同毒株的F或HN基因片段和全长、F和HN基因全长分别进行遗传变异的研究,利用统计学软件SPSS8.0进行同源性相关分析。结果表明:不同NDV毒株F或HN基因片段与其全长之间,核甘酸r≥0.973,氨基酸:0.911≤r≤0.968,遗传变异高度相关,但F与HN基因全长之间核甘酸的遗传变异呈现弱相关(r=0.312)。国内NDV野毒株之间HN核甘酸高度同源(同源率97%以上),而与La Sota同源率仅为79.2%~80.7%,且显示出明显的地域性。     

禽Ⅰ型副粘病毒各种禽源分离株毒力及其相关基因的研究

用测定新城疫病毒(NDV)毒力的经典方法,即鸡胚平均死亡时间(MDT)和脑内接种致病指数(ICPI),对源于鸡、鸽、鹅、珍珠鸡、孔雀、鹌鹑和画眉鸟等7种禽(鸟)源的共14个禽Ⅰ型副粘病毒(APMV-1)广西分离株,分别测定了毒力。同时对分离株F基因的N一端前段和HN基因的e末端片段进行扩增、测序和分析,并绘制系谱树。结果发现,分离株的MDT在36h～75h之间,除1株鸽源毒株gxp22的ICPI值为0外,其余分离株在1．09～1．95之间;除孔雀源的分离株gxpc52在F基因裂解位点附近的氨基酸序列为^112R-RQ-R-R-F^117之外,其它13株均为^112R-R-Q-K-R-F^117,都符合强毒株的特征。所有分离株与国内参考强毒株F48E8和国外参考强毒株HER／33在HN基因e末端终止密码子的位置相同,也符合强毒株的特征。根据F基因核苷酸序列绘制的系谱树发现,近几年来在广西流行的APMV-1毒株的基因型为Ⅶd亚型;根据HN基因核苷酸序列绘制的系谱树表明,广西各种禽源APMV-1分离株可分为2个群。研究的结果表明,根据F基因裂解位点附近的氨基酸序列和HN蛋白翻译的终止密码子的位置判定APMV-1毒力的结果,都与毒株在临床上的致病情况相符。因此,根据F基因和HN基因序列和结构的特征,均可以判定APMV-1临床分离株的体内致病性。     

置换HN基因对新城疫病毒LaSota株致病力的影响

[目的]新城疫病毒的血凝素.神经氨酸酶(HN)和融合蛋白(F)在病毒装配、出芽、释放及侵入宿主细胞的过程中发挥关键作用,但HN对病毒致病力的影响程度尚不完全清楚.[方法]为探讨这一问题,本研究以中等毒力毒株Mukteswar的HN基因替换我国广泛应用的LaSota疫苗株HN基因,通过反向遗传操作技术拯救出嵌合病毒(rL-MuHN).[结果]rL-MuHN红细胞吸附能力较亲本株rLaSota无显著升高,具有相似的细胞融合活性;嵌合病毒ICPI由rLaSota株的0.36降为0,MDT≥90,IVPI=0与rLaSota株相同,保持典型低致病力缓发型特点不变.进一步以Mukteswar株F基因替换rL-MuHN的F基因,拯救出F和HN双基因替换嵌合病毒rL-MuFHN,尽管该病毒的细胞融合能力显著提高,但其MDT、ICPI和IVPI分别为98 h,0.59和0,显示F和HN双基因替换仍未能使嵌合新城疫病毒rL-MuFHN的致病力达到中等毒力毒株Mukteswar(MDT、ICPI及IVPI分别为46 h、1.32和0.64)的水平.[结论]试验结果表明,F及HN囊膜蛋白基因之外的病毒基因组骨架背景对病毒的致病性同样具有重要的决定性意义,不同HN蛋白对嵌合病毒的致病能力的影响不同,与供体毒株毒力无关;以流行野毒株HN替代rLaSota疫苗株构建抗原针对性更强的弱毒疫苗株存在技术可行性.     

新城疫病毒F蛋白碱裂解位点修饰及外源基因的插入对 新城疫LaSota疫苗株致病力的影响

新城疫是危害养禽业发展的重要传染病.新城疫病毒(NDV)具有高度传染性和高致病性,融合蛋白(F)的F1/F2裂解位点存在多个碱性氨基酸并由此形成的泛组织嗜性一直以来被认为是NDV致病的主要决定因素.本研究利用已经构建NDV弱毒LaSota疫苗株反向遗传操作平台,将LaSota病毒F蛋白的碱裂解位点由GGRQGR↓L分别突变为GRRQRR↓F和GRRQRR↓L,在未加入TPCK胰酶的情况下分别成功拯救出突变修饰LaSota疫苗病毒株rL-FmF和rL-FmL,通过测定鸡胚平均致死时间(MDT)、脑内致病指数(ICPI)和静脉内致病指数(IVPI)等指标对其毒力进行评估,结果rL-FmF和rL-FmL,的ICPI值由LaSota的0.36分别上升为1.18和1.05,但.MDT均大于90小时,IVPI仍然均为0,表明碱裂解位点的突变可显著增强致病力.为了检测外源基因插入对病毒致病力的影响,进一步以rL-FmF为载体,分别构建并拯救出表达H5亚型禽流感病毒血凝素HA和增强绿色荧光蛋白EGFP基因的重组病毒rL-FmF-HA和rL-FmF-EGFP,经测定ICPI分别为0.67和1.10,但MDT均大于90小时,IVPI仍然均为0.结果表明,对rLaSota病毒F蛋白裂解位点2个非碱性氨基酸突变为碱性氨基酸,无论F2蛋白氨基端为F或L,均可显著增强其脑内接种致病力,接近中发型毒株标准,但对静脉内接种致病能力均无显著影响,而对鸡胚致死能力均保持rIaSota病毒缓发型特点(MDT≥90);外源基因的重组、表达可不同程度致弱病毒,其致弱程度与外源基因及其表达产物性质有关.结果提示,影响NDV致病力不仅仅局限于F蛋白裂解位点氨基酸序列;通过F裂解位点修饰及HA基因插入可以获得致病力较高但基本接近缓发型标准的重组病毒.     

NDV山东分离株的生物学特性及其HN基因的克隆与序列分析

2004年从山东某鸡场发病蛋鸡群中分离到一株新城疫病毒（编号：ShD-2-04）,对其生物学特性进行了研究,并对其HN基因进行了克隆和序列分析。结果表明：该病毒的最小致死量病毒致死鸡胚的平均时间（MDT）为50．4,1日龄SPF鸡脑内接种分离病毒致病指数（ICPI）为1．85,6周龄SPF鸡静脉接种致病指数（IVPI）为2．42,表明该病毒具有新城疫强毒株的一些特征;其HN基因开放性阅读框架（ORF）为1,716bp,编码571个氨基酸;与国外发表的部分新城疫病毒强毒株和弱毒株之间相应序列进行比较,核苷酸序列的同源性在81．6％-87．2％之间,氨基酸同源性在87．6％-90．7％之间。     

用反向遗传技术致弱基因VIId型鹅源新城疫病毒ZJI株

将新城疫病毒ZJI株基因组cDNA全长分成7个片段,依次连接并克隆至TVT7R转录载体中,构建了含ZJI株全基因组cDNA的转录载体(pNDV/ZJI),pNDV/ZJI与3个辅助表达质粒pCI-NP、pCI-P和pCI-L共转染BSR-T7/5细胞,成功拯救出了具有感染性的新城疫病毒粒子。设计两对引物,经overlapPCR方法将该毒株F蛋白裂解位点的112、115和117位碱性氨基酸突变成弱毒株特征的非碱性氨基酸后,替换pNDV/ZJI上的对应序列,构建了转录载体pNDV/ZJIFM,将pNDV/ZJIFM与3个辅助表达质粒共转染BSR-T7/5细胞,成功拯救出了致弱的基因VIId型鹅源新城疫病毒NDV/ZJIFM,获救病毒的鸡胚最小致死剂量平均死亡时间(MDT)大于120h,同时该病毒的脑内接种致病指数(ICPI)为0.16,上述结果表明,获救病毒的毒力已被致弱,是一个较为理想的疫苗候选株。     

Differentiation of velogenic, mesogenic and lentogenic strains of Newcastle disease virus by multiplex RT-PCR

A multiplex RT‐PCR technique has been developed for differentiation of velogenic, mesogenic and lentogenic pathotypes of Newcastle disease virus (NDV), using a set of three oligonucleotide primers designed from NDV genomic RNA (P1, P2 and P3). The primer pair P1 and P2 generated a RT‐PCR product of 204 bp, only with RNA from velogenic and mesogenic strains, whereas the P1 and P3 generated a 364 bp product only with RNA from mesogenic and lentogenic strains. Thirty four NDV strains, including some reference strains (known pathotypes), NDV field isolates and NDV vaccine strains, as well as other avian virus strains, were tested with multiplex RT‐PCR. All reference strains tested were differentiated in agreement with their intracerebral pathogenicity index (ICPI) values or with the pathotypes known in previous reports. The nucleotide sequence analysis of RT‐PCR products for four NDV strains was fully in agreement with the RT‐PCR characterisations of these strains. The RT‐PCR results of other avian RNA viruses further confirmed the reliability and specificity of this technique. However, the RT‐PCR failed to detect some other avian NDV, which may not originate from chicken. This multiplex RT‐PCR technique is simple and easy to perform. It could be applied not only to determine the origin of NDV, but also may be used diagnostically in molecular epidemiological analysis of ND and for prediction of pathotypes of NDV isolates.     

Different Regions of the Newcastle Disease Virus Fusion Protein Modulate Pathogenicity

Newcastle disease virus (NDV), also designated as Avian paramyxovirus type 1 (APMV-1), is the causative agent of a notifiable disease of poultry but it exhibits different pathogenicity dependent on the virus strain. The molecular basis for this variability is not fully understood. The efficiency of activation of the fusion protein (F) is determined by presence or absence of a polybasic amino acid sequence at an internal proteolytic cleavage site which is a major determinant of NDV virulence. However, other determinants of pathogenicity must exist since APMV-1 of high (velogenic), intermediate (mesogenic) and low (lentogenic) virulence specify a polybasic F cleavage site. We aimed at elucidation of additional virulence determinants by constructing a recombinant virus that consists of a lentogenic NDV Clone 30 backbone and the F protein gene from a mesogenic pigeon paramyxovirus-1 (PPMV-1) isolate with an intracerebral pathogenicity index (ICPI) of 1.1 specifying the polybasic sequence R-R-K-K-R*F motif at the cleavage site. The resulting virus was characterized by an ICPI of 0.6, indicating a lentogenic pathotype. In contrast, alteration of the cleavage site G-R-Q-G-R*L of the lentogenic Clone 30 to R-R-K-K-R*F resulted in a recombinant virus with an ICPI of 1.36 which was higher than that of parental PPMV-1. Substitution of different regions of the F protein of Clone 30 by those of PPMV-1, while maintaining the polybasic amino acid sequence at the F cleavage site, resulted in recombinant viruses with ICPIs ranging from 0.59 to 1.36 suggesting that virulence is modulated by regions of the F protein other than the polybasic cleavage site.     

华南地区新城疫病毒HN基因的克隆及其系统发育分析

用RT PCR一步法扩增了华南地区NDV野毒HN基因 ,并对其中的 3株的HN基因 897bp片段进行了克隆、测序及同源性分析。本试验还对该毒株的系统发育情况进行了分析 :中国华南地区NDV各毒株与欧美国家Ⅰ至Ⅴ基因型明显分离 ,遗传关系较远。台湾省的NDV各毒株归属为一型 ,并且与华南株的遗传距离较近。NDV华南FS1株不能归类到任何一个基因型中。广东地区从鹅群中分离到的副粘病毒GPMV株与我们从鸡体中获得的NDVFS2株有很近的亲缘关系