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埃及上尼罗河地区鸡群中新型GI-19和GI-23谱系传染性支气管炎病毒的S1基因全长测序揭示显著遗传多样性及重组事件
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月08日 来源:Virology Journal 4
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为解决埃及家禽业中传染性支气管炎病毒(IBV)疫苗保护失效问题,研究人员通过rRT-PCR和S1基因测序技术,首次发现QX株(GI-19)与变异株(GI-23)在埃及鸡群中共同流行,揭示其与疫苗株(78-79%同源性)及本土毒株(95-97%)的遗传差异,并鉴定出GI-19/GI-22重组事件,为跨谱系疫苗设计提供关键依据。
在禽类养殖业中,传染性支气管炎病毒(IBV)如同一个不断变形的"隐形杀手",其引发的呼吸道、泌尿生殖系统病变每年造成全球数十亿美元损失。尽管疫苗接种广泛开展,埃及家禽场仍频繁暴发疫情,暗示着病毒可能已进化出逃逸疫苗保护的新武器。这种属于γ冠状病毒属的RNA病毒,其表面刺突蛋白(S)尤其是S1亚基的快速突变,使得传统疫苗防不胜防。更令人担忧的是,不同基因型间的重组可能催生兼具高传染性与致病性的"超级毒株"。
为揭开当前流行毒株的神秘面纱,新河谷大学兽医学院联合埃及动物健康研究所的Eman Shosha团队开展了一项系统性研究。研究人员从埃及上尼罗河七个省份的90个发病鸡群中采集样本,这些鸡群无论是否接种过Mass型(GI-1)或793B型(GI-13)疫苗,均表现出气管栓塞、肾脏肿大等典型病变。通过SPF鸡胚传代培养结合实时荧光定量PCR(rRT-PCR)筛选,最终对23株阳性毒株进行S1基因测序,其中5株完成全长测序。
关键技术包括:1) 基于N基因的rRT-PCR初筛;2) SPF鸡胚病毒分离培养;3) S1基因HVR1-3区及全长测序;4) RDP4软件重组分析;5) SWISS-MODEL同源建模预测抗原表位变异。
研究结果揭示三大发现:
流行谱系分布:
通过系统发育树分析,18株毒株属于GI-23谱系(埃及变异II型),与本土毒株IBV/ck/EGY-Monuf/NR725/16核苷酸相似性达95-97%。值得注意的是,2株QX型毒株(Assuit-1-QX-EGYIBV-2024)首次被鉴定属于GI-19谱系,与中国K1255-03株相似性97%,但与埃及现有疫苗株同源性仅78-79%。
关键抗原变异:
同源建模显示GI-19毒株在S1蛋白HVR-1区(Asn64, Glu65)、HVR-3区(Ser284, Phe310)出现特征性突变,这些位点与受体结合域重叠,可能影响疫苗诱导的中和抗体识别。GI-23毒株则在HVR-2区(Val93)存在肾脏组织嗜性相关变异。
跨谱系重组证据:
RDP4分析发现Assuit-1-QX-EGYIBV-2024是GI-19(主要亲本)与GI-22(次要亲本)的重组体,断裂点位于S1基因中部。这种自然重组产生的嵌合病毒同时携带两个谱系的抗原特征,可能具备更广的组织嗜性。
讨论部分指出,该研究首次证实QX株(GI-19)在埃及的流行,其与疫苗株的低同源性(78-79%)解释了临床免疫失败现象。GI-23与以色列变异株(IS/1494/06)的遗传关联(88-92%)提示病毒可能通过跨境活禽贸易传播。更重要的是,GI-19/GI-22重组事件的发现,为理解IBV通过"基因洗牌"实现跨宿主传播提供了实证。
这项发表于《Virology Journal》的研究为埃及IBV防控敲响警钟:现有基于GI-1和GI-13谱系的疫苗体系亟待更新,针对GI-19和GI-23的特异性疫苗研发刻不容缓。研究人员建议建立S1基因实时监测网络,尤其关注重组热点区域变异,为下一代多价疫苗设计提供靶点。这些发现不仅对中东地区禽病防控具有直接指导价值,也为冠状病毒跨物种传播机制研究提供了新模式。
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