I群腺病毒感染

I群腺病毒感染 I群腺病毒感染 Group I Adenovirus Infections 引言 定义与同义名 I群禽腺病毒由腺病毒科禽腺病毒属组成。II群(火鸡出血性肠炎及相关病毒)和III群(减蛋综合征病毒)腺病毒的关系明确。相比之下，I群禽腺病毒作为病原的作用就不那么确定，引起鹑支气管炎(见“鹑支气管炎”一节)的FAdV-1以及在心包积水综合征中充当主要病原角色的FAdV-4就是明显的例外。此外，某些病毒型在禽类健康受到损害时(例如，与鸡传染性贫血因子病毒,CIAV,或传染性法氏囊病病毒,IBDV,共感染)，就会迅速地趁虚而入。有几个种，但主要是E种的一些病毒株(见本章后的讨论部分)特别喜欢在肝细胞上生长，并且在至今尚无准确定义的的某些条件下，可以引起严重的肝脏损害，导致众所周知的包涵体肝炎(IBH)(见后面的讨论)。有几篇关于禽腺病毒的综述可以参考,6，65，90，91，93，100, 。 经济意义 由于它们与疾病的关系变化较大，现在还不能对I群腺病毒的经济意义作出全面。 公共卫生意义 禽腺病毒在人细胞上不能有任何程度的生长，因此他们没有已知的公共卫生意义。 病原学 分类 国际病毒分类委员会(TCTV)最近公布了腺病毒分类的新，这在实质上改变了过去禽腺病毒的分类,14,。种名的确定至少要根据诸多重要指标中的2项，这些指标包括计算出的系统发育距离、限制性酶切片段、宿主范围、致病力、交叉中和作用，以及遗传重组的可能性等。现已认可用字母A-E来命名禽腺病毒的五个种，很大程度上是依赖于分子标准，尤其是限制酶切片段图谱和序列数据(表8.2)。这使得禽腺病毒与哺乳动物腺病毒分类方法一致，因为哺乳动物也是按照类似标准进行分类的。在每一个种内的病毒又可以根据交叉中和试验的结果进一步分为不同的血清型,21，37，40，62，74，75，77，92，95,。 表8.2 I群禽腺病毒,分类, 禽腺病毒属(I群禽腺病毒) 属内各种 禽腺病毒A ,(表据Benko等,14,) 血清型:禽腺病毒1(FAdV-1)(CELO，112，QBV， Ote，H1) 形态学 禽腺病毒B 超微结构和对称性. McFerran已经作了详尽的综述,90,。病毒粒子有 血清型:禽腺病毒5 (FAdV-5)(340，TR-22，252个壳粒组成，中间包着直径60,65nm的髓芯。壳粒排列在三角形的面上，Tipton，M2) 每边6个，其中240个为直径8,9.5nm的非顶点壳粒(六邻体)，另12个为顶点壳粒(五邻体基座)。顶点壳粒上带有被称为纤丝的突起,117,。哺乳动禽腺病毒C 物腺病毒每个五邻体基座上有一根纤丝，而禽腺病毒表现出有两根,25，54,。 血清型:禽腺病毒4 (FAdV-4)(506，J2，KR5，多数情况下，两根纤丝的长度相似，并且纤丝长度与抗原性相关:当不同血清H2,K31，61) 型的病毒在交叉中和试验中表现出相关性时，他们的纤丝长度相近。然而，禽腺病毒血清1型(CELO)都有两根长度不一的纤丝(即42.5nm和8.5nm)，部 禽腺病毒10(FAdV-10)(C-2B，M11， CFA20，SA2) 禽腺病毒D 血清型:禽腺病毒2 (FAdV-2)(GAL-1，685，SR- 分作肽图也表明他们是两个截然不同的蛋白,81，83,。对禽腺病毒血清1型(CELO)的序列研究进一步确证了这一发现，并表明有2个纤丝基因的存在,25,。至于顶点壳粒如何组装以容纳两根纤丝，还没有完全研究清楚,25,。 超微结构研究表明，在感染细胞的核内有病毒粒子的沉积，并形成晶格状排列,2,(图8.1)。已发现有四种类型的包涵体，他们由于病毒的蛋白和DNA的组成不同而表现出形态学和密度差异,1，2,。用细胞化学或免疫染色方法也可以清晰地从感染鸟的组织或细胞培养物中观察到大的核内包涵体(图8.2和8.3)，这有助于腺病毒感染的诊断。 图8.1 腺病毒感染的鸡肝细胞培养物(感染后48小时). 腺病毒粒子几乎充满了整个细胞核. 大小和密度. 腺病毒粒子无囊膜，呈二十面体结构，直径70,90nm,90,。估计禽腺病毒在氯化铯中的浮密度为1.32,1.37g/ml。在人腺病毒中也发现了类似的密度差异，并认为是由于不同的分离株其DNA含量和碱基组成不同而造成的。 图8.2 生长在鸡肾细胞培养物中的FAdV,8(764). 经直接荧光抗体染色的核内包涵体. 病毒核酸为双股DNA,占整个病毒粒子的11.3,13.5,，其余化学组成. 部分为蛋白,141,。但另有报道FAdV-1型病毒DNA占17.3,，估计DNA的G+C含量为54,，这个数字介于人的高致病性病毒(47,,49,)和非致病性血清型腺病毒(57,59,)之间。FAdV-1型病毒的结构多肽有11,14条。 病毒复制 腺病毒复制可分为两个确定的阶段。早期阶段包括病毒侵入宿主细胞和病毒DNA转入核内，接着发生早期基因(E)的转录和翻译,117,。早期基因编码的蛋白负责对细胞功能的改变起作用，以加速病毒DNA的复制及随后编码病毒结构蛋白的晚期基因(L)的转录和翻译。病毒蛋白和DNA在核内组装成完整的病毒粒子，随之核膜崩裂，细胞破裂释放出病毒粒子。 对理化因素的敏感性 所有已检验过的禽腺病毒都表现出了典型的腺病毒特征,6，19，90，91，93,。病毒对乙醚、氯仿等有机溶剂，脱氧胆酸钠，胰蛋白酶，2,酚和50,乙醇具有抵抗力;可耐受pH3,9;但在1:1000浓度的福尔马林中可被灭活。腺病毒可被DNA抑制剂IuDR和BuDR所抑制。 尽管人们认为腺病毒一般在水溶液中56? 30min被灭活，并且存在双价离子时热稳定性降低，但禽腺病毒表现出较大的差异性，对热具有明显的抵抗力。有些毒株在60?甚至70? 30min仍可存活。一株FAdV-1型病毒经56? 18h生存完好。即便在同一实验室所测定的毒株，其对热的稳定性也有差异，表明造成这种差异的原因并非技术问题。虽然多数学者发现双价阳离子使腺病毒不稳定，但某些学者却没有见到此种影响。之所以结果有分歧，可能是由于测定技术的差异，所以测定时仔细地使悬浮病毒的介质和pH值标准化很重要。 血凝作用 McFerran已对其血凝作用作过综述,90,。FAdV-1型病毒凝集大鼠红细胞。红细胞凝集的最适pH在6,9之间，温度为20,45?。血凝素对胰酶、RNA酶、DNA酶和神经氨酸酶的处理表现稳定。56? 15min可被灭活，0.2,的福尔马林能使血凝价下降8个滴度。除大鼠红细胞外，多数FAdV,1型病毒不凝集其他动物的红细胞，但有一株FAdV,1(印地安纳 C)却能凝集绵羊红细胞，这表明血清型内存在差异。目前还没有证实禽腺病毒的任何其他血清型或者火鸡或鸭的腺病毒有血凝作用,16,。 图8.3.感染了FAdV,8(768)的鸡肾细胞培养物，经H.E.染色显示出核内嗜碱性包涵体. 毒株分类 抗原性. 腺病毒六邻体是主要的壳体蛋白，并含有型、群和亚群特异性抗原决定簇,90、，91,。所以鸟类感染禽腺病毒会产生型特异的、群特异的和亚群特异的抗体。所有的I群腺病毒都有共同的群特异性抗原决定簇，但II群和III群腺病毒却没有。(虽然用间接法已经表明，EDS病毒和I群病毒有部分交叉反应)。双向免疫扩散试验(DLD)常用来展现群特异性反应，因此可以用它来区分I、II、III群腺病毒。型特异性决定簇能产生中和抗体，所以中和试验已广泛地用来将分离株分成不同的血清型,21，37，40，62，74，75，77，92，95,。最近I群腺病毒的分类可见表8.2。 免疫原性和保护性. 针对型特异性表位产生的中和抗体应该具有保护性，但田间试验和实验经验表明，其保护性存在时间相对较短。 分子量. 用限制性酶切(RE)分析，将已认定的12个血清型分为5个基因型，命名为A-E,140,，现已成为相互区别的五个种(表8.2),14,。PCR已被用作I群禽腺病毒的手段，其引物序列来自于六邻体基因,65,，并且现在将病毒归为不同的种或同一种内的不同的型也经常用PCR来进行,14，65，140,。 实验室宿主系统 大多数鸡的分离株是使用鸡肾(CK)或鸡胚肝(CEL)细胞来进行的。虽然都认为CEL比较敏感，但用它来检验临诊病料时几乎没有差别。而且，用于诊断工作时，CEL细胞更可取，因为它对其它病毒具有更大的敏感性。禽腺病毒在CK细胞上可形成蚀斑。鸡的气管组织培养物和鸡胚成纤维细胞较其他细胞敏 )。 感性低(见综述91 利用鸡细胞培养物已从火鸡和其他包括鸭,16,、珍珠鸡,104,、鸽、鹦鹉和野鸭,97，131,在内的多种禽类中分离出了腺病毒。然而，某些火鸡腺病毒只在火鸡细胞上生长，在鸡细胞上不生长或生长不良,123,。可以这样认为，如果检测其它禽种的病毒时，使用同源细胞系统来进行，我们所了解的病毒范围将会更广。 虽然有可能所有的禽腺病毒都能在鸡胚中增殖，但并非所有的鸡和火鸡分离物都可能引起可见的病变。绒毛尿囊膜接种较尿囊腔途径更易感,74,。除FAdV,3(SR49)以外的所有原型病毒在高滴度时都可以致死鸡胚，但使用低感染滴度时，仅FAdV-1(Ote)型病毒致死鸡胚。当从自然发生腺病毒感染的病料中分离病毒时，用鸡胚仅获得3个分离株，而用细胞培养物却获得了45个,18,。从鸡蛋中得到的腺病毒分离株大多是FAdV-1型或FAdV-5型，然而，在已作过的血清学调查,62,或在细胞培养物上进行的病毒分离研究中,38，39，136,，这两型病毒在鸡群中并不是最流行的。但经卵黄囊接种以及在绒毛膜上接种较小的量，就可以使11个已知的血清型获得生长,35,。在鸡胚上产生的病变和症状有死胚、发育迟缓、胎儿卷曲、肝炎、脾肿大、胎儿充血、局部出血和肾脏尿酸盐沉积。通常在肝细胞中存在嗜碱性或嗜酸性核内包涵体。 与心包积水综合征相关的FAdV,4型病毒接种鸡蛋时能在绒毛尿囊膜上和卵黄囊中生长,5，86,。 致病性 由于I群禽腺病毒作为原发病原的作用尚未确定，所以究竟哪些因素决定其致病性还不清楚。不同血清型，甚至同一血清型的不同株，造成发病和死亡,17，32,、呼吸道疾病,45,、以及在胚胎腱移植物上生长和持续感染,55,的能力相差很大。在某些分离株中已发现，病毒基因型与毒力相关，而血清型和毒力无相关性,49,。尽管FAdV,1型病毒接种到仓鼠上可产生各种肿瘤，并能转化人和仓鼠的细胞,90,，但企图证实其他血清型禽腺病毒致瘤性的尝试一直未获成功,51,。 在许多研究中，当以自然途径或直接传染时，很多分离株都未能致病;但当以非肠道途径接种时则表现出高病原性。这说明接种途径非常重要，同时还表明许多腺病毒是潜在的病原，某些其他因子协同致病。因此，与传染性法氏囊病毒(IBDV)共感染时，某些禽腺病毒的病原性可以得到增强,52，115,;鸡传染性贫血因子病毒(CIAV)存在时，也可显著强化某些禽腺病毒引起肺炎和致死的能力,17,。相反，一种与腺病毒相关的细小病毒的存在，却可以减缓腺病毒在细胞培养物中的生长并减弱其致病性和致瘤性。 发病机理和流行病学 发生和分布 I群禽腺病毒在世界范围内分布很广，且各种年龄的家禽都易感。家禽以外的其它禽类好像既对家禽的病毒血清型易感，又对它们自己的血清型敏感。不过，这点还未充分调查研究。 自然和实验宿主 多次抗体检测的结果,62，136,以及从正常和发病禽的被检样品中病毒的高分离率,39，74，77，94,都能证明禽腺病毒的普遍存在。除感染鸡外，从 火鸡、鸽子、澳洲长尾鹦鹉及一种野鸭中,26，97,都发现了一些血清型的禽腺病毒，可能还有一些禽腺病毒分离株是来自珍珠鸡[95]和雉鸡[20]。 从茶隼[125]、鲱鱼海鸥,82,、红脸情鸟,132,、一种玫瑰色环斑长尾鹦鹉,43,、虎皮鹦鹉、蔷薇鹦鹉、红尾大鹦鹉,101,、拔萃鹦鹉,107,、普通海鸦,84,、一种小型鹦鹉,124,和一只红褐色蛙嘴鸟,110,的超薄组织切片中都观察到了一些颗粒，有可能是腺病毒。 火鸡除了能被鸡血清型的腺病毒感染外，还能被生长在火鸡源细胞中的腺病毒感染。但生长于火鸡源细胞中的这些腺病毒在鸡源细胞中或不生长，或生 ,。这些病毒的抗体在火鸡中普遍存在。 长很差,123 从鹅中已分离出腺病毒，并且普遍存在抗体。这些病毒在交叉中和试验中与已知的鸡血清型病毒没有关系，但在鹅源和鸡源细胞中都能生长,112，139,。从一只番鸭中也分离出一株I群腺病毒，它与已知的鸡和火鸡病毒血清型没有关系，但确可在鸡和鸭细胞中生长。这株病毒现已归于鸭腺病毒2型(DAdV,2;表8.2)。 进行了一些在哺乳动物细胞中增殖禽腺病毒的尝试，但成功者不多。当给仓鼠注射FAdV,1型病毒时，可产生纤维肉瘤、肝细胞瘤、室管膜瘤和腺瘤,90,，而注射其它分离株时可产生肝炎,51,。 宿主年龄的一般影响. 某些病毒对1日龄雏鸡接种可致死，而对10日龄的就不能。病毒毒力可能与毒株、禽龄有关，感染滴度用最小致死量表示其范围为4,300，000TCID50以上,13,传播，媒介和载体 在腺病毒的扩散过程中垂直传播很重要。腺病毒是通过鸡胚来传播的，并且常在细胞培养物中被活化，而用来制备细胞培养物的胚和雏鸡往往恰是来自感染鸡群,91,。这是我们要建立无特定病原(SPF)鸡群最强的动因之一。有证据表明，腺病毒感染可保持潜伏状态，以致在SPF鸡群中至少一个世代不被检出,53,。 尽管腺病毒在感染后1天即可分离到，但正常情况是3周后排泄病毒。在肉鸡，排毒高峰在4,6周龄,90,。在后备母鸡中，排毒量最大是在感染后5 ,9周，但在14周后仍可保持最大排毒量的70,。有报道，从4个农场中分离出了6个血清型的腺病毒,136,。在一次研究中，用8周龄的鸡进行试验,39,，发现排泄量在14周龄之前一直保持高水平，并在7个农场中分离到8个血清型。在一只鸡上分离到两个甚至三个血清型并不少见，这表明血清型间几乎不存在交叉保护，鸡就当然可以在一种血清型的中和抗体很高时却能排泄其他血清型的病毒。经常做腺病毒检测，会发现约在产蛋高峰前后有一个二次排毒期。大概是产蛋引起的应激或高水平的性激素激活了病毒。这无疑最大程度地造成病毒通过种蛋传给下一代。 水平传播也很重要。病毒可存在于粪便、气管、鼻粘膜及肾脏，因此可经各种排泄物传播，但还是发现粪便中病毒滴度最高。病毒还可存在于精液中，这给人工授精带来了潜在的危险。有雏鸡和成鸡两种排毒方式，35日龄鸡表现为成鸡方式，粪便中病毒的峰值滴度较低并且很快下降，较那些表现为雏鸡方式的新孵化鸡排毒时间短,31,。水平传播似乎主要是通过直接接触粪便，但在短距离范围内也可以通过空气经数周缓慢传播,31,。这种方式已在实验感染和SPF鸡群意外感染时见到，但与通常在商业鸡群中看到的传播方式明显不同。一个商业鸡群经常使大多数的鸡排泄病毒，而这种情况可能是潜伏病毒重新活化使得鸡群中出现很多感染点。商业鸡群的鸡常常来自于很多父母代鸡群，而这些父母代鸡会带有它们各自的病毒血清型。因此，当这些鸡饲养在一起时，交叉感染后形成了很多血清型的混合。农场间的空气传播好像并不重要，除非清扫发生过疾病的房舍时，产生的灰尘可在农场间传播感染。通过污染物(如鸡蛋托盘和推车)、人员和运输工具而传播，可能也是重要的。 潜伏期 虽然腺病毒与许多临诊症状有联系，但它们是否作为源发病原仍有争议。经自然感染后，腺病毒的潜伏期是短暂的(24,48h)。 临诊症状 包涵体肝炎(IBH). 包涵体肝炎(IBH)的特征是:发病3,4天后突然出现死亡高峰，通常第5天停止，但偶尔会持续2,3周。发病率低;病鸡呈卷曲姿势，羽毛粗乱，48h内死亡或康复,67,87,98,。死亡率可达10,，偶尔高达30,,13,。IBH一般见于3,7周龄的肉用鸡，但也有报道早在7日龄,13,，晚在20周龄,70,时出现。在一个集约化的肉鸡企业，有迹象表明此病来源于某些种鸡群,87,。 很多不同血清型的病毒都与包涵体肝炎(IBH)的自然发生有关，经报道的有:FAdV,1,121,;FAdV,2，FAdV-3和FAdV-4,60，98,;FAdV-5[50，97];FAdV-6，FAdV-7和FAdV-8,75,;FAdV-7和FAdV-10,13,;FAdV-8,63，87，98,;FAdV-9,64,;FAdV,12,120,。 有些研究者已通过非肠道途径给很小的雏鸡接种腺病毒成功地复制出了表现为嗜碱性核内包涵体的肝脏病变,63，88，114,(见图8.4A)或肝和胰脏的病变,113,。用一株FAdV,1病毒注射12月龄的鸡,72,，没有看到临床症状，但在肝脏产生变性、坏死和细胞变化，并在气管和肺脏出现轻度反应。较大的鸡自然感染，偶尔可产生肝脏病变,50,，但多数情况下即便以非自然途径感染也不能致病,87，89,。 在澳大利亚，3周龄以下的鸡爆发IBH,死亡率达到了30,,13,。用属于血清型6，7，8的24个分离株以鼻、眼途径接种1日龄雏鸡，已复制出IBH。用限制性酶切分析发现它们都属于FAdV,1和12。它们也都属于FAdV,E种,27,，但与澳大利亚的不同,120,。经口感染它们的2日龄雏鸡产生了灶性肝炎;与其接触的鸡没有发生IBH，但表现了严重的生长受阻,118,。 由传染性法氏囊病毒(IBDV)感染引起的免疫抑制有助于腺病毒诱发IBH,52，115,。但在北爱尔兰和新西兰，IBD出现之前就发生了IBH,27,,并且在没有IBD的SPF鸡中自发过IBH,109,。当用鸡传染性贫血因子病毒(CIAV)和腺病毒一起感染鸡时，肝炎发生率和死亡率都有增加,17,。 图8.4 A. 用FAdV-8病毒感染的一只鸡,其肝脏细胞中有大的嗜碱性核内包涵体; B. 自然发生IBH的一只鸡，其肝脏细胞中有嗜酸性核内包涵体。 其他禽的IBH. 在鸽子已发生过多次IBH疫情，还发现有肝炎，胰炎[33，56，76，98，127]。在一群拔萃鹦鹉[107]、茶隼[125]、一种灰背隼[121]上已诊断出IBH，并且在发生IBH的1日龄火鸡也发现了腺病毒[59]。 心包积水综合征. 1987年在巴基斯坦发现了一种新病——心包积水综合征或安哥拉病，并在一年中洗劫了全国的肉鸡企业，继而在印度、科威特、伊拉克、日本和前苏联都发现了该病。在南美、中美和墨西哥诊断出了一种严重的IBH，与心包积水综合征类似。心包积水综合征与IBH的唯一区别在于，前 80%者的死亡率和心包积水发生率更高;该病发生率较低，引起的死亡率在20%-之间。典型的过程是，在第3周发生死亡，在4周和5周有4-8天达到死亡高 ，36]。心包积水综合征也可在育成鸡群和产蛋鸡群中发生，峰，以后下降[12 死亡率更低。一般认为该病由腺病毒引起，但有人认为也与其他因子有关[5，12，24]。对7个亚、美洲国家临诊暴发的传染性心包积水的12个分离株的研究表明，它们都属于FAdV-4型病毒，并且分离株之间有基因组相关性[66]。实验表明，不同株的毒力有差异[8]。有些FAdV-4分离株能自我复制出该病，而另一些好像需要诸如CIAV[129]等免疫抑制因子的辅助。 这种致病因子后来在鸡中传播广泛，并且人类好像是重要的载体[9，10]。感染鸡的肝脏悬液经口鼻接种时具有传染性，皮下接种时死亡率更高;这样，因某种污染的疫苗而导致该病从最初的发病群传播到全巴基斯坦的可能性就大大增加了[9]。 在鸽中也可见此病[102]，用感染鸽的肝脏悬液可在肉鸡上复制出该病，并且使用鸡的疫苗可以控制鸽子的发病。