《Transboundary and Emerging Diseases》:Prevalence and Molecular Characterization of FAdV-4 Isolated in Fujian Province, Southeast China During 2023–2025
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禽腺病毒血清4型(FAdV-4)是引起家禽肝炎-心包积水综合征(HHS)的重要病原体,可对全球养禽业造成严重经济损失。目前,中国东南部福建省尚未开展FAdV-4的分子流行病学调查。本研究于2023–2025年间从福建省采集了219份具有相似肝炎或心包积水综合征
禽腺病毒血清4型(FAdV-4)是引起家禽肝炎-心包积水综合征(HHS)的重要病原体,可对全球养禽业造成严重经济损失。目前,中国东南部福建省尚未开展FAdV-4的分子流行病学调查。本研究于2023–2025年间从福建省采集了219份具有相似肝炎或心包积水综合征(HPS)样临床病理变化特征的肝脏样本,并采用PCR方法进行分析。进一步进行了病毒分离,并通过下一代测序技术获得了分离株的全基因组序列。对基因序列进行了遗传进化分析,以阐明FAdV-4在福建省的流行情况、分子特征及遗传变异。结果表明,219份临床样本中,65份检测为阳性,阳性率为29.68%(65/219)。肉鸡阳性样本主要检出于21–120日龄,蛋鸡阳性样本则主要集中在200–500日龄。番鸭感染FAdV-4的阳性率为4.57%。最终分离到7株FAdV-4,命名为FJ08、FJ09、FJ20、FJ23、FJ33、FJ35和FJ45。初步攻毒试验显示,这7个分离株对7日龄无特定病原体(SPF)鸡均具有高致病性,导致所有鸡在2–3天内死亡,死亡率为100%。全基因组序列比较分析显示,福建省分离的FAdV-4毒株与国内FAdV-4参考毒株(如JSJ13、HLJFAd15和HB1510株)聚类于同一主要遗传谱系,并与源自云南省黑颈鹤的FAdV-4 BNC株表现出最高的同一性。值得注意的是,基于系统发育分析,7个分离株的Hexon基因分为两个主要谱系。FJ08、FJ09和FJ23株与国内外FAdV-4代表株聚类于同一主要谱系,而FJ20、FJ33、FJ35和FJ45株则与FAdV-10 AHFY19株形成一个独立的遗传谱系。流行分析显示,FAdV-4已在中国东南部福建省的商品鸡、地方品种鸡和番鸭中循环传播,表明福建省的FAdV-4毒株具有跨宿主传播的潜力。此外,受感染宿主(蛋鸡)的日龄已延长至500日龄,其基因组特征表现出遗传多样性。
研究背景:禽腺病毒(FAdV)是家禽中常见的病原体,属于腺病毒科禽腺病毒属,可引起包涵体肝炎(IBH)、心包积水综合征(HPS)和肌胃糜烂等多种疾病。根据群特异性抗原差异,FAdV分为I-III群,其中I群进一步分为5个种(FAdV-A至E)和12个血清型(FAdV-1至8a、8b至11)。在中国,FAdV-4、FAdV-8a、FAdV-8b和FAdV-11是主要流行血清型。FAdV-4作为引起肝炎-心包积水综合征(HHS)的重要病原,可对养禽业造成严重经济损失。全球FAdV的流行病学格局呈现显著的地理差异和时间动态。自2015年以来,中国进入FAdV-4新型基因型的高发期,北方地区通过集约化白羽肉鸡养殖和冷链运输系统加速病毒跨省传播,而南方活禽交易网络增加了血清型重组风险。东部和东南沿海地区在温暖潮湿气候和高密度养殖的双重压力下,出现多种血清型共同流行。FAdV的感染宿主具有显著多样性,可感染鸡、火鸡、鸭、鹅、鸽、鸵鸟、孔雀和黑颈鹤等多种禽类,但不同物种的易感性和排毒特征差异显著。近年流行病学监测表明,FAdV-4的宿主范围已从传统肉鸡扩展至蛋鸡、鹧鸪鸡和本地鸡,在水禽中的检出率也不断增加,提示其跨种传播潜力有所增强。福建省是中国东南沿海重要的家禽养殖和消费枢纽,拥有多样化的养殖模式和丰富的地方优质鸡品种,大多数养殖场采用生态放养模式。该地区温暖潮湿的气候和发达的水系有利于病毒存活与传播,且与主要家禽产区贸易频繁,增加了疫情传入风险。尽管已有福建省禽类感染FAdV-4的报道,但关于该地区FAdV-4全基因组的信息有限,分子特征有待阐明。因此,本研究旨在系统分析福建省FAdV-4的流行状况和遗传变异特征,为该地区FAdV-4疾病的科学防控提供依据。
主要研究方法:研究人员于2023–2025年间从福建省8个城市(福州、南平、宁德、三明、莆田、龙岩、泉州和漳州)的养殖场采集了219份具有HPS样临床病理变化特征的临床样本(主要来自商品肉鸡场、蛋鸡场及地方品种鸡)。使用PCR方法对样本进行包括FAdV-4、禽白血病病毒(ALV)和鸡传染性贫血病毒(CIAV)在内的病原学检测。对仅单一感染FAdV-4的阳性样本进行病毒分离,将组织研磨液接种原代鸡胚肾(CEK)细胞进行连续传代培养。利用下一代测序技术获得分离株的全基因组序列。采用MEGA 12软件基于邻接法(NJ)构建系统发育树,并使用DNAstar软件进行同源性分析。此外,通过7日龄SPF鸡攻毒试验评估分离株的致病性。
研究结果:
(1)临床样本检测:219份样本中65份FAdV-4检测阳性,阳性率为29.68%(65/219)。ALV和CIAV的阳性率分别为13.70%(30/219)和17.35%(38/219)。鸡是主要感染群体,共55例阳性(25.11%),其中肉鸡51例阳性(23.29%)、蛋鸡4例阳性(1.82%),番鸭10例阳性(4.57%)。年龄分布方面,≤42日龄阳性率为29.66%(35/118),43–100日龄为35.19%(19/54),101–200日龄为28.00%(7/25),201–300日龄为21.43%(3/14),301–500日龄为20.00%(1/5)。65份FAdV-4阳性样本中有23例与CIAV共感染、4例与ALV共感染、2例FAdV-4/CIAV/ALV三重感染。地域分布上,福州市阳性率最高(22.37%),其次是漳州和南平(2.28%)。
(2)病毒分离与培养:从仅感染FAdV-4的阳性样本中分离获得7株FAdV-4,命名为FJ08、FJ09、FJ20、FJ23、FJ33、FJ35和FJ45。传代至第三代后48小时观察到明显细胞病变效应,表现为CEK细胞肿胀、变圆、聚集和脱落。第五至第六代实现稳定增殖,病毒核酸载量介于2×10?至5×10?拷贝/μL。
(3)分离株对SPF鸡的致病性:所有攻毒组SPF鸡在攻毒后48–72小时内全部死亡,死亡率达100%。解剖可见典型HHS病变:心包内出现黄色凝胶样渗出物,肝组织肿胀、充血、质脆易裂,表面出现弥漫性点状出血。
(4)组织病理学观察:感染后肝细胞出现显著脂肪变性,胞质内出现大量圆形透明脂肪空泡,部分空泡挤压细胞核使其偏移至细胞膜侧;汇管区周围出现小灶状肝细胞坏死,细胞核碎裂或溶解,胞质呈嗜酸性变;坏死灶周围可见炎性细胞浸润,肝窦和汇管区有红细胞聚集,血管腔扩张变形。
(5)全基因组序列系统发育分析:分离株基因组全长约43.7–46.1kb,GC含量54%–55%。与国外KR5和ON1株相比,福建分离株在35,413–37,378bp位点存在1966bp的基因缺失,导致ORF19、ORF27和ORF48阅读框缺失。福建分离株与云南黑颈鹤来源的BNC株同源性最高(99.7%–100%),与国内参考株HB1510、JSJ13和GDMZ同源性为99.4%–99.6%,与国际参考株(澳大利亚KR5、加拿大ON1、墨西哥MX-SHP95)同源性较低(95.2%–95.9%)。
(6)DNA聚合酶基因分析:7株福建分离株DNA聚合酶基因与国内代表株形成独立分支,与2015–2023年间国内流行株(BNC、HeBei/0914/2021、GDMZ、HNSQ2023、HB1510)同一性达100%,与国外株同一性为99.2%–99.3%。
(7)Fiber1基因分析:福建分离株与鸡源HLJFAd15株、黑颈鹤源BNC株、蓝胸鹑源HNSQ2023株和鸽源HeBei/0914/2021株同源性为100%,与国际参考株同源性为96.0%–97.1%,与FAdV-10 AHFY19和C2-B株同源性为96.4%–96.5%。
(8)Fiber2基因分析:福建分离株Fiber2基因与国内流行株(JSJ13、HB1510、GDMZ、HLJFAd15、BNC、HNSQ2023、HeBei/0914/2021)同源性为100%,呈高度保守进化模式;与国外株(MX-SHP95、KR5、ON1)同源性为95.9%–97.1%。与ON1和MX-SHP95相比,福建分离株在11–15位存在5个氨基酸插入(Glu、Asn、Gly、Lys、Pro)。
(9)Hexon基因分析:福建分离株Hexon基因分为两大谱系。FJ08、FJ09和FJ23株与国内外FAdV-4代表株聚类于同一主要谱系,与国内流行株JSJ13、HB1510和GDMZ同源性为100%;FJ20、FJ33、FJ35和FJ45株与FAdV-10 AHFY19株(安徽)和JB422株(韩国)形成独立进化谱系,与国内流行株同源性为98.1%–98.4%,与国外流行株同源性为97.8%–98.9%。这4个株在Hexon蛋白上存在21个氨基酸突变位点(S162N、D166A、A197D、S208A、N211K、T240A、N243K、I263M、V264I、E269D、K394T、T400A、A401G、A402T、A408Q、N411G、S429N、S452N、I557V、S572T、Q795E),其中10个突变位于Hexon L1高变区。该结果与Hexon基因遗传进化分析一致。
讨论与结论:本研究表明,福建省FAdV-4阳性率为29.68%,显著高于ALV(13.70%)和CIAV(17.35%)的阳性率。鸡是主要感染宿主且以肉鸡为主(占阳性样本的78.46%),感染年龄主要集中在21–120日龄,这可能与肉鸡高密度养殖、生长周期短及免疫器官发育不完全导致天然抵抗力相对较弱有关。值得注意的是,本研究发现蛋鸡感染年龄可延长至500日龄,这属首次报道,提示蛋鸡养殖场的传播途径和免疫屏障仍存在漏洞,需要加强生物安全防控。番鸭阳性率4.57%(10/219)表明福建省存在FAdV-4跨种传播的潜在风险。共感染分析显示,CIAV是主要共感染病原(共感染率35.38%),CIAV的VP3蛋白具有免疫抑制特性,可抑制宿主T细胞活性并破坏胸腺结构,从而为FAdV-4入侵创造免疫窗口;FAdV-4的Hexon蛋白通过激活NF-κB通路触发炎症因子风暴,二者协同可能加剧肝细胞凋亡和HPS的临床进展。全基因组进化分析证实福建省7个分离株属于FAdV-C亚群,与国内参考株构成独立进化谱系,且与云南黑颈鹤源BNC株同源性最高(99.7%–100%),结合宿主来源多样化的参考株信息,提示不同禽类宿主间可能存在跨种传播。1966bp的基因缺失与国内新型FAdV-4的分子特征一致。Hexon基因分析显示,FJ20、FJ33、FJ35和FJ45株独立聚为另一进化谱系,与FAdV-10 AHFY19株形成同一分支,其中21个氨基酸突变有10个位于Hexon蛋白L1高变区(HVRs 1–4),特别是S162N和D166A位于HVR1核心区域,A197D、S208A和N211K等突变紧邻保守交叉中和位点213AYGAYVK219,这些位点变异可能改变FAdV-4的抗原特性,导致免疫逃逸和血清型改变。整体而言,福建省FAdV-4分离株表现出遗传多样性和高致病性。这些发现丰富了东南地区的流行病学数据,为福建省FAdV-4的防控策略制定和疫苗选择提供了重要的科学依据。