牛狂犬病毒全基因组序列分析及病理学研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zilong2006min
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狂犬病是由狂犬病病毒引起的侵害中枢神经系统的一种人畜共患传染病,致死率几乎为100%。2010年底至2013年初,在内蒙古自治区一些奶牛饲养场和放牧区出现了奶牛狂犬病样病例,本文结合本次牛病,对该地区牛狂犬病病毒的分子生物学特征和致病性做了较深入研究,以为狂犬病的防治提供依据。  本研究对24个奶牛饲养场(户)和1个放牧区17个病例(12例病牛和5例病犬)进行发病情况、流行病学调查和临床症状观察,以及对病死牛的病理学检查、免疫荧光染色和病毒核酸检测。选取3例典型病例的脑组织通过乳鼠脑内接种,分离病毒。根据GenBank狂犬病病毒的基因序列,设计了PCR的16对引物和末端测序的3条引物,采取RACE和RT-PCR方法,对全基因组序列分段扩增,拼接出病毒的全基因组序列,并对其进行序列比对和遗传演化分析。应用分离的毒株分别经肌肉和脑内接种不同年龄段(1日、4日、10日、2周、3周和4周)的小鼠,研究不同病毒毒株的毒力及其在脑内的分布和定位特征。用分离的毒株脑内接种10日龄乳鼠,在发病濒死期扑杀乳鼠,取脑组织,应用病理组织学染色、透射电镜、免疫荧光、原位杂交等方法,研究脑组织的病理组织学变化、超微结构病变、细胞凋亡、炎性细胞特征、神经细胞突起(MAP-2)的病变,以及病毒抗原与神经细胞突起病变、IL-1β mRNA、RANTES mRNA和TIMP-1 mRNA表达阳性细胞的相关性。结果表明:  (1)17例病例RABV核酸阳性率为100%;牛狂犬病病理组织学病变群主要为神经细胞内形成胞浆内嗜酸性包涵体、非化脓性脑炎、肉芽肿样病变和变质性变化。  (2)通过乳鼠脑内接种,分离到3株狂犬病病毒,分别命名为CNM1101C、CNM1103C和CNM1104D,其基因组全长分别为11924nt、11917nt和11924nt,GenBank登陆号分别为KC193267、KC252633和KC252634。3株病毒均具有狂犬病病毒基因组的典型结构特征,基因组(G+C)%含量平均为44.56%,均属于基因Ⅰ型。  (3)本研究分离的3株病毒与GenBank已公布的60株狂犬病毒各编码蛋白和基因同源性分析表明,N、P、M、G和L基因与编码蛋白的同源性依次为88.7%~100%(97.2%~100%)、85.4%~100%(91.3%~100%)、88.3%~100%(93.4%~100%)、85.8%~100%(91.6%~100%)和87.3%~99.9%(95.2%~100%),5个蛋白的保守性依次为P<G<M<L<N。  (4)本研究分离的3株病毒各结构蛋白的主要功能位点保守,但部分位点亦有氨基酸的突变发生,这种突变对病毒的毒力和免疫原性可能会产生影响。此外,CNM1103C株病毒与蒙古狼源和俄罗斯红狐分离侏拥有较近的亲缘关系,CNM1101C和CNM1104D株病毒与大陆流行株亲缘关系较近。  (5)3株病毒两种感染途径致小鼠发病年龄及病死率结果显示,3株病毒株的毒力强弱次序依次为CNM1101C>CNM1103C>CTN。3株病毒株在濒死小鼠脑内绝大多数部位均有病毒的感染,其中以小脑和脑干的病毒量较多,但不同的病毒株在脑内的分布略有不同。  (6) CNM1101C、CNM1103C和CTN3株狂犬病病毒感染乳鼠后,脑组织的病理学变化有一定程度不同。感染3株病毒乳鼠脑组织中,病毒抗原阳性细胞包括神经细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞。  (7)狂犬病毒强毒和弱毒的感染均可引起乳鼠脑组织细胞TIMP-1 mRNA、RANTES mRNA和IL-1βmRNA表达上调,但弱毒在脑内引起的TIMP-1 mRNA和IL-1βmRNA2种炎症因子的表达高于强毒,弱毒在脑内引起的RANTES mRNA炎症因子的表达不及强毒;即使是强毒,在脑内引起3种炎症因子的表达与其集中发生的部位也因毒株的不同而有差异。  研究表明:本研究所检的11例奶牛、1例黄牛和5例犬病例均为狂犬病。分离到的3株病毒均具有狂犬病病毒基因组的典型结构特征,均属于基因Ⅰ型;各结构蛋白的主要功能位点保守,但部分位点亦有氨基酸的突变发生;CNM1103C株病毒与蒙古狼源和俄罗斯红狐分离株亲缘关系较近,CNM1101C和CNM1104D株病毒与大陆流行株亲缘关系较近。不同毒力狂犬病毒株感染乳鼠后引起脑组织不同程度的病理变化。感染3株病毒乳鼠脑组织RABV抗原阳性细胞有神经细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞。
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