雞傳染性支氣管炎病毒遺傳演化最新研究進展*

張春陽，王貴升，鄭孟加，劉坤，李鵬，蘭鄒然**，李宏梅

[（1.山東省動物疫病預(yù)防與控制中心（山東省人畜共患病流調(diào)監(jiān)測中心），山東 濟南 250100；2.邯鄲市峰峰礦區(qū)動物疫病預(yù)防與控制中心，河北 邯鄲 056200；3.山東省畜牧總站，山東 濟南 250100 ； 4.山東農(nóng)業(yè)大學動物科技學院（山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室），山東 泰安 2710183）]

雞傳染性支氣管炎病毒（Avian infectious bronchitis virus，IBV）隸屬冠狀病毒科，γ 冠狀病毒屬[1]，為單股、正鏈RNA 病毒，全長約27.6 kb，病毒粒子直徑約120 nm[2，3]，主要由結(jié)構(gòu)蛋白（S、M、N、E）和非結(jié)構(gòu)蛋白（PP1a 和PP1ab 多聚蛋白）組成[4],，其中S 蛋白的基因堿基存在最頻繁的替換、缺失和插入等現(xiàn)象，是決定IBV 血清型特異性抗原和組織嗜性的主要蛋白[5]，所以對S1 基因進行基因分型和免疫保護顯得尤為重要。

借此，文章將深入綜述近年來全球各地區(qū)IBV 遺傳演化及其原因，以期為該病毒的防控提供科學、合理的免疫程序指導(dǎo)。

1 lBV 易感動物與傳播途徑

1.1 易感動物

該病在深秋、冬季及初春寒冷季節(jié)感染率較高，當外部環(huán)境氣溫較低時，雞舍內(nèi)外溫差較大，為保證雞舍內(nèi)的飼養(yǎng)溫度，部分通風設(shè)備無法全力運轉(zhuǎn)，而高密度的飼養(yǎng)和相對閉塞的養(yǎng)殖環(huán)境更加劇了該病在雞群之間的傳播。其中30 日齡內(nèi)的雞最為易感，4 周齡內(nèi)的雛雞感染后發(fā)病較為嚴重，病死率較高；而30 日齡以上免疫系統(tǒng)和機體抵抗力逐漸完善，感染后癥狀較輕微，病死率低。不過，現(xiàn)經(jīng)多位學者研究證明雞并不是IBV 唯一宿主，它可以感染多種禽類動物[6]。Parveen 等對克什米爾地區(qū)未免疫的感染肉雞進行了鑒定分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)所流行的IBV 野毒株與中國和伊朗所使用的疫苗毒株同處一個分支并具有高度的同源性，由此斷定是由野生候鳥遷移過程中所造成的傳播[7]。此外，在宿主方面，鸚鵡[8]、野鴨、火雞、孔雀等禽類動物均檢測到IBV 的感染[9]。

1.2 傳播途徑

該病毒主要依靠帶毒雞或病雞的呼吸道、消化道等分泌物或排泄物排出，經(jīng)空氣飛沫、被病毒污染的飲水、飼料等方式進行傳播[10]，潛伏期通常為24～48 h 之間，這與感染病毒的劑量和感染途徑有較大聯(lián)系，通過上呼吸道感染出現(xiàn)病癥較快，而眼部感染潛伏期則相對較長，但無論是以何種方式感染，該病毒首先是在呼吸道上皮細胞中復(fù)制增殖，再通過機體的各種循環(huán)方式移動至肺臟、消化道和泌尿生殖道等部位，建立系統(tǒng)性感染。目前尚未報道IBV 可以垂直感染。不過，當IBV 附著于蛋殼表面時會造成破殼雛雞的感染。所以，當下如何徹底有效的預(yù)防IBV 仍是一大難題[11]。

2 全球lBV 流行情況

2.1 國外IBV 流行情況

自2016 年來，Valastro V 等人提出了以S1 蛋白全基因序列作為IBV 譜系分類的基礎(chǔ)后，便統(tǒng)一了IBV 基因型命名標準（毒株名稱、原產(chǎn)國和收集日期），并基于全球所分離鑒定的毒株結(jié)果，將現(xiàn)有IBV 毒株歸為6 種基因型（GI-GVI），包含32 個不同的病毒進化譜系和眾多譜系間重組體，其中GI 基因型有27 個譜系，而GII-GVI 每個基因型卻只有一個譜系[12]。在印度，Raja A 等在2003～2011 年對印度20 株IBV 分離毒株進行測序，經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)了印度獨有的變異基因型（GI-24），這表明IBV 的流行具有一定局部區(qū)域性[13]。在日本，Mase M 等對2008～2019 年在各縣獲得的17 株IBV 進行了基因分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在過去的10 年期間，日本未出現(xiàn)基于IBV S1 基因的新毒株，但卻在該次研究中發(fā)現(xiàn)JP-III（S1）與VII（S2）的組合，檢出率約為40%，同時還檢測到VII（S2）與各S1 基因型（JP-I 型、IV 型、Mass 型和Gray 型）之間的組合，這說明不同的S2 和S1 蛋白之間發(fā)生了基因重組事件[14,15]。Lee HC 等在2016～2020 年對韓國60 個IBV 毒株進行了系統(tǒng)發(fā)育分析，檢測出IBV GI-15、GI-19 基因型，同時利用相關(guān)地理學動態(tài)分布總結(jié)了QX 基因型區(qū)域之間的病毒運動發(fā)現(xiàn)，在2001～2020 年間，至少有四次不同的IBV 引入韓國，導(dǎo)致了韓國IBV 基因庫的多樣化[16]。Marandino A 等在南美洲檢測發(fā)現(xiàn)GI-11 和GI-16 兩種基因型廣泛分布，GI-11 屬南美洲特有，而GI-16 廣泛分布于全球各地，經(jīng)序列對比發(fā)現(xiàn)入侵的GI-16 與本土GI-11 廣泛結(jié)合，在重組過程中，GI-11 基因型獲得GI-16 大部分序列，他們之間的重組則是接近ORF S 開始和結(jié)束斷點發(fā)生的，這也是冠狀病毒中常見的重組熱點[17]。

Bali K 等人對歐洲地區(qū)的分離株及疫苗株進行了基因組分析，確定了在不同基因型之間存在215 個重組區(qū)域，主要分布于非結(jié)構(gòu)蛋白NSP2、NSP3、NSP8 和NSP12 編碼區(qū)，與以往不同的是，此次研究結(jié)果在基因組5'和3'末端附近及S 基因的片段中只發(fā)現(xiàn)了數(shù)量有限或沒有重組證據(jù)的區(qū)域，這與S 基因易發(fā)生突變、缺失和重組的以往研究有些矛盾。不過本次研究證實90%野毒株和近一半的疫苗毒株出現(xiàn)了重組事件，進一步說明基因重組是病毒遺傳演化多樣性的主要機制，更需要重視野毒株與疫苗株之間重組的發(fā)生[18]。

2.2 國內(nèi)IBV 流行情況

我國IBV 流行毒株存在一定程度的變異重組。冷梅等在2019 年對江蘇地區(qū)IBV 進行了鑒定分型，其中HN08 型檢出率高達30.4%，為此次研究第二大優(yōu)勢毒株。研究發(fā)現(xiàn)HN08 型SAIBK 毒株與QX 型（QXL87 疫苗株）的S1 基因發(fā)生了重組，揭示了江蘇部分地區(qū)減毒活疫苗的使用是造成IBV 發(fā)生重組的關(guān)鍵因素之一[19]。陳良珂等在2013～2017 年，對來自全國17 個省市的700多份疑似病料進行鑒別診斷，共檢測出390 株IBV，經(jīng)S1 基因分型發(fā)現(xiàn)主要為QX 型、4/91 型、CH Ⅲ型、CH Ⅳ型、CH Ⅴ型、CH Ⅵ型和Mass型，腎型毒株占比82%（320 株），呼吸型毒株占比13%（43 株），生殖型毒株占比5%（27 株），QX 型和CHV 型分別占分離毒株的55%（218 株）和15%（62 株），為此次研究的優(yōu)勢毒株[20]。苗中立于2014～2016 年對山東地區(qū)所采集的病料進行IBV 的鑒別分型，其中QX 型占46 株，為山東地區(qū)的最大的優(yōu)勢毒株，而QX 型與當下普及常用的H52（AF352315）和H120（EU822341）兩種弱毒疫苗的同源性僅為77.41%～80.9%，這表明現(xiàn)在廣泛使用的Mass 型疫苗對QX 型優(yōu)勢毒株的保護能力有限[21]。Li S 等首次對國內(nèi)H120 和4/91 疫苗接種雞進行QX 型IBV 毒株的分離，并將分離毒株的抗原性和致病性進行了系統(tǒng)對比，其中5 種QX 型分離株對10 日齡SPF 雞表現(xiàn)出不同的致病性。DYW/16 致死率為50%；MS/17致死率為30%；GH/15 致死率為20%；DYYJ/17和PZ/17 株僅引起臨床癥狀和組織病變。在剖檢過程中，DYW/16、MS/17 和GH/15 毒株要比DYYJ/17 和PZ/17 毒株在氣管和腎臟中造成更嚴重的病變，然而這五種QX 型毒株的S1 基因卻有95.2%～99.2%的同源性，而與H120 和4/91 疫苗毒株的同源性僅有76.5%～78.7%，這表明在西南地區(qū)流行的QX 型表現(xiàn)出抗原變異和致病性差異[22]。李彬等在2019～2021 年間，對我國29 個省級行政區(qū)送檢的病料進行IBV 的鑒別分型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)國內(nèi)陽性檢出率呈逐年遞增趨勢（12.5%、16.4%、21.0%），其中白羽雞的陽性檢出率最高（28.9%），此次研究共包含5 種基因型，分別為QX 型、GVI 型、LDL 型、TW Ⅰ型和重組型，QX 型占比最高為66.5%，GVI 型次之。通過三年分析發(fā)現(xiàn)QX 型陽性檢出率呈逐年下降趨勢（從72.4%降到66.4%），而GVI 型由2019 年19.6%提升至2021 年28.7%；目前我國尚未研發(fā)GVI 型疫苗，而各基因型疫苗之間無交叉保護性，這是極其值得警覺的一點[23]。相關(guān)研究表明N 蛋白有助于重建IBV 進化路徑。范文勝等人對IBV N 基因進行了遺傳變異趨勢以及時空傳播動態(tài)的分析。研究發(fā)現(xiàn)與疫苗株相比，N 基因同樣存在廣泛的氨基酸突變，四川IBV LX4 型分離株與次親本Mass型毒株發(fā)生了N基因的C端(773～1 230 bp)的重組，它們之間的相似性高達99.8%。在時空傳播動態(tài)方面發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)可能存在3 個流行中心（東北地區(qū)、華北和華東地區(qū)及華南地區(qū)），而山東可能為IBV 毒株來源庫，因為這里存在著最為頻繁的活禽貿(mào)易與運輸[24]。

3 總結(jié)與展望

自1930 年雞傳染性支氣管炎病毒被首次發(fā)現(xiàn)以來，本病憑借分布范圍廣、傳染性較強、不同基因型或血清型交叉保護性弱等原因，始終給家禽養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失。由于該病毒獨特的結(jié)構(gòu)與活疫苗盲目使用所發(fā)生的重組事件，致使該病毒不斷產(chǎn)生新的變異株，而商品化的疫苗始終無法與時俱進，存在一定的保護局限性，所以深入調(diào)查IBV 流行情況、掌握前沿最新流行動態(tài)、提高疫苗免疫保護能力就顯得尤為重要[25]。

國內(nèi)相關(guān)研究表明，IBV 陽性檢出率呈逐漸上升趨勢，優(yōu)勢毒株仍以QX 型為主，但需要注意的是GVI 型和HN08 型毒株占比逐年提升，需盡快研制相關(guān)疫苗用于防控。腎型毒株為目前國內(nèi)主要臨床表現(xiàn)型，由于毒株之間不斷重組突變，QX 型毒株已經(jīng)表現(xiàn)出抗原變異和致病性的差異。在江蘇HN08 型首次成為主流優(yōu)勢毒株之一，揭示了江蘇部分地區(qū)減毒活疫苗的濫用是IBV 發(fā)生重組的關(guān)鍵因素之一。此外，研究發(fā)現(xiàn)N 基因同樣存在廣泛的疫苗株與野毒株之間的重組事件，而山東可能為國內(nèi)IBV 毒株來源庫，種種跡象均說明IBV 在不斷的演化，需對IBV 進行長期的分子流行病學監(jiān)測。

與此同時，IBV 在國外的遺傳演化也表現(xiàn)出一定的多樣性。在印度通過IBV 擴增分析發(fā)現(xiàn)了獨有的變異毒株（GI-24），說明該病毒的流行具有一定的局部區(qū)域性。在日本，IBV 不同S1 蛋白和S2 蛋白發(fā)生了廣泛的基因重組事件，這一現(xiàn)象可能促使病毒的進化和更多變異株的出現(xiàn)。在韓國，發(fā)現(xiàn)了至少四次IBV GI-19 基因型的侵入，造成了韓國IBV 毒株的多樣性。在南美洲主要流行GI-11、GI-16 基因型，GI-11 為南美洲特有基因型，這也進一步印證了該病毒區(qū)域流行性的特征，然而本土GI-11 已與GI-16 廣泛重組，重組位點集中于ORF S。在歐洲，有研究發(fā)現(xiàn)了集中于非機構(gòu)蛋白編碼區(qū)的215 個基因重組區(qū)，證實了野毒株與疫苗株發(fā)生了廣泛的基因重組事件，種種跡象均表明基因重組是該病毒遺傳演化多樣性的主要機制，需隨時提防野毒株與疫苗株之間重組的發(fā)生。

未來家禽養(yǎng)殖業(yè)仍需繼續(xù)加強飼養(yǎng)管理工作，做好養(yǎng)殖場生物安全防控措施，盡量采取“全進全出”養(yǎng)殖管理模式，定期監(jiān)測雞群健康狀態(tài)，一旦發(fā)病盡快隔離和治療。此外，還需合理控制飼養(yǎng)密度，保持良好的通風環(huán)境，定期做好雞舍消毒工作。這些措施均可降低雞傳染性支氣管炎的感染率[26,27]。除自然選擇之外，外部高強度的免疫壓力更是催動IBV 發(fā)生變異重組的主要原因[28]，養(yǎng)殖戶在開展免疫工作之前應(yīng)先咨詢當?shù)叵嚓P(guān)部門的專業(yè)人士，根據(jù)建議并綜合養(yǎng)殖場飼養(yǎng)情況、動物健康和生產(chǎn)力等因素制定科學、合理的免疫程序，以期達到高效防控的效果[29]。