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猪流行性腹泻病毒WN株的分离鉴定及致病性研究

王灵花 曹斌儒 陈瑞 董剑辉 赵粉粉
  
美文新篇
2022年36期
1.陕西省咸阳市长武县动物疫病预防控制中心 陕西 咸阳 713600 2.陕西诺威利华生物科技有限公司 陕西 杨凌 712100

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摘要:对陕西某养殖场疑似猪流行性腹泻(PED)症状猪只小肠病料采集,并应用Vero细胞进行病毒分离,后通过RT-PCR检测、中和试验、S基因序列分析、病毒含量测定对病毒进行鉴定。结果显示,我们成功分离到一株猪流行性腹泻病毒(PEDV),命名为PEDV-WN。将PEDV-WN株F5代以不同剂量口服2.0ml接种7~10日龄健康仔猪,进行了致病性研究。结果显示,低剂量组4/5发病,中剂量和高剂量组均5/5发病,将PEDV-WN株F5代的最小发病剂量确定为口服接种2.0ml(104.5TCID50/ml)。本研究分离的PEDV-WN株为强毒株,为进一步对PEDV进行生物学研究及疫苗的研制奠定了基础。

关键词:猪流行性腹泻病毒WN株;分离鉴定;致病性

猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的一种高度接触性、高致死性肠道传染病[1-3]。1971年,PED首次在英国育肥猪上发现,直到1978年,Pensaert等人确认PED的病原是一种新的冠状病毒,正式将此腹泻病命名为猪流行性腹泻[4]。1984年,宣华等人首次证明我国猪群中PED的存在,他们应用猪胎肠单层细胞成功培养并鉴定了来自国内的多个PEDV毒株[5],但此次疫病没有大规模爆发。直至2010年10月,我国南方部分猪场暴发PED,并逐渐蔓延至河南、河北、浙江、贵州、武汉等全国各地[6-7],2010年以后,我国学者开展了大量关于PED的分子流行病学调研[8]。患病猪只临床特征以呕吐、腹泻、脱水、厌食为主[9],各年龄段猪对该病毒均易感,其中7日龄内的哺乳仔猪症状最为严重,感染致死率高达90%~100%,给养猪业造成了极大的经济损失[10-11]。

由于管理水平的差异,单次疫苗接种后并不能保证产生有效的中和抗体[12]。加之近些年PED流行范围广、持续时间久,有变异株存在的风险,使得现有疫苗免疫保护力差异较大。大量PEDV分子流行病学研究显示,2010年~2016年间的PEDV流行毒株与CV777等疫苗株的同源性较低,尤其在毒力决定基因S上存在较多突变[13]。因此,研制能保护仔猪的安全高效的疫苗是十分有必要的。本研究从陕西某养殖场采集有腹泻症状3~5日龄仔猪的十二指肠,经过病毒分离鉴定,获得PEDV-WN株,并开展了PEDV-WN株致病性研究,以期为PEDV的生物学研究及疫苗的研制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 病料、细胞及实验动物 3~5日龄疑似PED症状仔猪的十二指肠病料采自陕西某养殖场,Vero细胞由陕西诺威利华生物科技有限公司提供,7~10日龄健康仔猪(PEDV病原、抗体均为阴性)由陕西某养殖场提供。

1.1.2 主要试剂 PEDV特异性阳性血清、PEDV阴性血清均由陕西诺威利华生物科技有限公司提供,细胞培养液为含10%胎牛血清的MEM培养基、细胞维持液为含10μg/ml胰酶的MEM培养基、MEM培养基购自Hyclone公司、胎牛血清购自Gibco公司,RNA提取试剂盒购自Omega公司,反转录酶、dNTP、随机引物、DNA Marker DL2000均购自宝生物工程(大连)有限公司。

1.1.3 引物设计 根据PEDV CV777毒株M基因保守序列,设计并合成如下PCR引物:PEDV-F:AACGGTTCTATTCCCGTTGATG;PEDV-R:TAAATGAAGCACTTTCTCACTATC。引物由苏州金唯智生物科技有限公司合成,预期扩增片段大小为645bp。

1.2 方法

1.2.1 病毒分离

将肠组织剪碎后匀浆,3000r/min离心5分钟,取上清用0.22μm的滤器过滤除菌,接种生长良好的单层Vero细胞,吸附1小时后,弃去病毒液,PBS清洗三次后,加入细胞维持液,置37℃、含5% CO2的培养箱中培养3日,观察是否出现细胞病变(CPE),如此盲传至CPE,收获培养物并命名,置-70℃以下保存备用。

1.2.2 病毒鉴定

1.2.2.1 RT-PCR检测 取细胞培养物,按RNA提取试剂盒说明书进行RNA提取,提取物进行反转录,后进行扩增,经1%琼脂糖凝胶电泳鉴定。

1.2.2.2 病毒S基因序列分析 取出现CPE的细胞培养物,用随机引物反转录后的cDNA产物进行S基因测序,使用MEGA5.5软件进行S基因序列比对。

1.2.2.3 病毒中和试验 将分离到的PEDV病毒液稀释成200 TCID50/0.1ml,与等量的PEDV特异性阳性血清混合,置37℃作用60分钟,接种长成良好单层的Vero细胞96孔细胞培养板,接种4孔,100μl/孔,置37℃、含5% CO2的培养箱中培养7日,同时设阴性血清对照、正常细胞对照组和未中和病毒对照组,每日观察各组细胞病变情况。

1.2.2.4 病毒含量 将分离到的PEDV病毒液用MEM培养基作10倍系列稀释,取10-3、10-4、10-5和10-6 4个稀释度,分别接种已长成良好单层的Vero细胞96孔细胞培养板,每个稀释度接种6孔,100μl/孔,置37℃作用60分钟,弃去培养液,加入细胞维持液,100μl/孔,同时设正常细胞对照,置37℃、含5% CO2的培养箱中培养7日,按Reed-Muench法计算TCID50。

1.2.3 致病性研究

将20头7~10日龄健康仔猪分为4组,病毒原液分别进行10倍、100倍稀释,分为高、中、低3个剂量组,分别口服接种一组试验猪,2.0ml/头,对照组不接种,详见表1,攻毒后观察10日。

2 结果

2.1 病毒分离 病料接种Vero细胞后,盲传3代,置37℃,含5% CO2的培养箱中培养96小时后,产生细胞病变,表现为合胞体、细胞呈灶状脱落等,详见图1。再继续传至第5代,收获培养物,标记为PEDV-WN株F5代,置-70℃以下保存。

2.2 病毒鉴定

2.2.1 RT-PCR检测 提取细胞培养物总RNA,进行RT-PCR检测,PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳,得到大小约为645bp的目的条带,详见图2。该结果证明该分离毒株为PEDV。

2.2.2 病毒S基因测序及序列分析 将PEDV-WN株进行S基因序列测定,并与GenBank中公布的近几年PEDV流行毒株及经典毒株等11组S基因序列进行比对同源性在90.0%~96.7%。其中,我们分离到的PEDV-WN株与AJ1102、BJ-2011-C、PC21A、USA-Colorado-2013株S基因序列的同源性在96.1%~96.7%之间,与标准毒株CV777(AF353511.1)、弱毒疫苗株CV777(KT323979.1)和疫苗毒株DR13的S基因序列的同源性在90.0%~90.6%之间,差异性较大,详见图3。

2.2.3 病毒中和试验 将PEDV-WN株与PEDV特异性阳性血清中和后,接种Vero细胞。结果表明,病毒中和组及正常细胞对照组均不产生细胞病变,阴性血清对照组、未中和病毒对照组产生细胞病变。

2.2.4 病毒含量 PEDV-WN株F5代的病毒含量为105.5TCID50/ml。

2.3 致病性研究

将PEDV-WN株F5代以低、中、高3个剂量分别口服接种7~10日龄健康仔猪,攻毒后观察10日。结果表明,103.5TCID50/ml剂量组有4头猪出现腹泻症状,1头猪脱水,4/5发病,104.5TCID50/ml和105.5TCID50/ml剂量组均5/5出现腹泻症状,大部分猪伴有脱水,5/5发病,其中105.5TCID50/头剂量组有2头猪死亡,对照组均未出现腹泻症状,详见表2。

3 讨论

本研究通过对陕西某养殖场有腹泻症状的猪只十二指肠病料采集,并用Vero细胞进行病毒分离,经鉴定,该毒株经RT-PCR可扩增出预期大小为645bp的目的片段,能被PED特异性阳性血清中和,与近几年的PEDV流行毒株的同源性要高于目前市场上的CV777和DR13等株。以上结果表明,我们分离到了一株PEDV流行株,命名为PEDV-WN,病毒含量为105.5TCID50/ml。通过致病性研究可知,该毒株分别以103.5TCID50/ml、104.5TCID50/ml和105.5TCID50/ml的剂量,口服2.0ml接种7~10日龄健康仔猪,结果显示,103.5TCID50/ml剂量组4/5发病,104.5TCID50/ml和105.5TCID50/ml剂量组均5/5发病,PEDV-WN为流行强毒株。我们PEDV-WN株F5代的最小发病剂量确定为口服接种2.0ml(104.5TCID50/ml)。

PEDV作为冠状病毒,其基因组为稳定性较差的单股正链RNA病毒,易发生突变。此外,2010年以来我国大范围爆发PED,且PEDV还在不断变异,这种变异可能为PEDV的防控提出新的挑战,需加强该病原的流行病学研究,密切关注病原的遗传变异。因此,研究当前PEDV主要流行株为防控PED的发生具有重要意义[14]。

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