姜利建,姜 楠,崔成都,王素春,庄青叶,王楷宬
(1.中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛 266032;2.延边大学,吉林延吉 133002)
Sicinivirus是微RNA病毒科Sicinivirus属病毒。Sicinivirus属的第一个成员由Susan Bullman 等于2014 年,首次从爱尔兰的商品肉鸡粪便中被检测到,因sicini 是盖尔语的“鸡”一词,故命名为Sicinivirus 1。该病毒基因组为9 243 bp 的单链正向RNA,是目前为止报道的基因组最大的微RNA病毒[1]。
第1 株Sicinivirus 被发现之后,国内外陆续检测到该病毒。Lau 等[2]2014 年在中国香港地区检测到病毒株ChPV1_100C,Boros 等[3]2016 年从1 只4 周龄腹泻肉鸡中检出病毒株Pf-CHK1/SIV,Zhou 等[4]2015 年在我国江苏省盐城市检到病毒株Sicinivirus JSY。目前鸡感染Sicinivirus 情况和作用并不清楚。有研究[3,5-6]表明,Sicinivirus 可能与鸡的腹泻、发育迟缓综合征(runting-stunting syndrome,RSS)和吸收不良综合征(malabsorption syndrome,MAS)等肠道疾病有一定的关系,而禽类的肠道疾病影响肉和蛋的生产,因此对Sicinivirus 的研究现状进行综述具有重要意义。
国际病毒学分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV) 第十次病毒分类报告(2017 年)中,Sicinivirus 被分类为微RNA 病毒科的一个新属,目前仅有1个“种”(species),即Sicinivirus A。根据基因序列,将其分为5 种基因型,分别是Sicinivirus A1-A5,缩写为siv-A1-A5。
Sicinivirus 不同毒株的基因组结构基本一致,GC 含量较高[1-4],只编码1 个多聚蛋白的大开放阅读框,两端是5'UTR 和3'UTR,并且有1 个poly(A)尾连接在3'UTR 后面。多聚蛋白分为3 个前体蛋白P1、P2、P3,其中P1 分割为VP0、VP1、VP3,P2 分割为2A、2B、2C,P3 最终分割为3A、3B、3C、3D(图1)。内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)可以在多种病毒的mRNA,以及应激反应、细胞周期和凋亡中涉及的细胞基因中找到,当主导的帽子翻译机制被抑制时,IRES 介导的翻译就可能发生,病毒就可以利用这种方式来颠覆宿主的翻译机制[7]。微RNA 病毒的IRES 有5 种类型,分别为I、II、III、IV 和V 型,每种IRES 具有不同的特征结构,并通过不同的机制进行起始。II 型IRES需要eIF4G/eIF4A 形成48S 复合物,并且可以在没有eIF4E 和没有与核糖体扫描相关因素的情况下发挥作用,这需要结合各种IRES 反式作用因子(IRES trans-acting factor,ITAFs),但II 型IRES对ITAFs 的需要较少[4,8-12]。对5'UTR 区域的进一步分析表明,Sicinivirus 含有II 型IRES;对5'UTR的全长序列分析发现,Sicinivirus 的5'UTR 包含至少12 个茎环结构域(AL)[4]。
图1 Sicinivirus 基因组结构示意图[1]
Sicinivirus 的致病性和致病机理目前尚无确切结论。它可能是一种肠道中的常在病毒,并可能和其他肠道病毒共感染导致并发症,如鸡的RSS、MAS 等。RSS 是一种肠道疾病,可使饲料转化率降低,导致生长过程中体重下降,淘汰率增高,从而给全世界家禽生产者造成重大经济损失。
Devaney 等[5]分别对具有RSS 症状的病鸡和健康鸡肠内容物进行高通量测序,发现Sicinivirus的重叠群几乎只在患RSS 的样品中检出,只有1个Sicinivirus 的重叠群是在健康鸡样品中检出,并且Sicinivirus 会和chicken megrivirus,鸡微RNA病毒1、4 和5 以及爱知病毒C 同时感染。Bros等[3]利用RT-PCR 和宏基因组测序技术,对1 只腹泻鸡进行检测,检测到6 种微RNA 病毒,而Sicinivirus 就是其中之一,并认为Sicinivirus 单独感染可能不会引起腹泻,但大量不同病毒共感染会导致腹泻症状加重。
MAS 是商品肉鸡的一种重要疾病,其特征是生长迟缓、羽毛发育不良和腹泻,已证实几种病毒可能与这种综合征相关。Lima 等[6]研究肠道病毒与MAS 之间的潜在关联,对从患病鸡(n=35)和健康鸡(n=35)收集的70 份粪便样本中分离的病毒进行了高通量测序分析,检出包括Sicinivirus 在内的一些已知和未知病毒。虽然患病动物的Sicinivirus感染率高于健康动物,但经过数据分析发现,在病禽和健康禽中鉴定的病毒基因组序列分布没有统计学上的显著差异。这些发现表明,MAS 的发生与肠道病毒没有确切的关系。这项研究检测到的病毒和各种新型病毒可能是鸡正常肠道病毒的一部分,但该研究者也强调,由于数据来源于混合样本而不是个体样本,降低了研究的可信度,因此这种检测方法可能会使病毒测序数据产生偏倚,从而评估出不同的病毒感染率/病毒载量。所以,Sicinivirus对鸡的致病力需进一步研究评估。
目前的研究显示,Sicinivirus 仅能感染鸡。大部分禽的微RNA 病毒感染单一宿主,但鸭甲型肝炎病毒(duck hepatitis A virus,DHAV)、禽脑脊髓炎病毒(avian encephalomyelitis virus,AEV)等能感染不同的宿主,甚至基因遗传距离较远的鸟类,因而Sicinivirus 能否跨种间传播有待研究。虽然,目前该病毒都在鸡的肠道中被检出,但还没有关于该病毒传播途径的确切报道。
自Sicinivirus 于2014 年在爱尔兰首次被发现以来,世界各地都有检出该病毒的报道。Bullman等[1]对从爱尔兰一家商品鸡肉加工场获得的30 只鸡泄殖腔样品进行了检测,发现Sicinivirus 阳性率为73%。Zhou 等[4]在江苏省盐城市商品鸡场,检测了3 个农场的17 份粪便样本,结果全部呈Sicinivirus 阳性。虽然样本量较少,但如此高的阳性率表明江苏省盐城市商品鸡场中可能存在广泛的Sicinivirus 感染。此外,应用高通量测序技术,在我国香港、英国、匈牙利和巴西的鸡中也检到了该病毒[2-3,5-6]。这些研究结果显示,该病毒的检出率较高,推测在国内外的鸡群中可能广泛存在Sicinivirus 感染。
迄今,还没有研究报道Sicinivirus 分离培养适用的细胞系。目前在任何一种哺乳动物的细胞系中,都没有培养出已知的禽微RNA 病毒。对Sicinivirus 等新发病毒也进行过分离培养尝试,却尚未成功[13]。推测应从禽类细胞中寻找对该病毒敏感的细胞系。
由于目前没有确切的病毒分离方法,所以血清学检测方法很难用于Sicinivirus 的检测。目前检测方法主要有3 种:常规PCR 技术、荧光定量RT-PCR 技术和宏基因组技术(metagenomics)。
PCR 技术的优点是敏感性高、特异性强,并且对标本的纯度要求不高,能够将基因片段在短时间内进行指数级扩增,所以被广泛用于各种病原体的检测。Bullman 等[1]对从爱尔兰一家商业鸡肉加工场宰杀的30 只约8 周龄肉鸡的泄殖腔样本,使用基于Sicinivirus3D基因3'区设计的1 对引物23F/23R 进行PCR 检测,发现73%的样本呈阳性。Zhou 等[4]使 用 基于Sicinivirus 毒株JSY 的3D编码区设计的1 对引物S8F/S8R 扩增652 bp 的基因片段,通过RT-PCR 检测,发现来自3 个养鸡场的17 份测试粪便样本均呈阳性。
荧光定量RT-PCR 具有高灵敏度、高特异性、高精确度的优点,已被应用于多领域。荧光定量RT-PCR 技术是将荧光基团加入到反应体系中,通过荧光信号的增长来反映DNA 分子数量的增长,从而能够对产物进行实时检测。Bullman等[1]使用荧光定量RT-PCR 方法,测定鸡粪便样品中“Sicinivirus 1”基因组拷贝数,发现在22 份Sicinivirus 阳性样本中,病毒基因组拷贝数范围为每克泄殖腔内容物中含3.9×105~5.2×108拷贝病毒基因组。
宏基因组学技术可对微生物群体进行高通量测序,从而获得全部微生物的基因组。该技术绕开了传统方法需要分离培养微生物的步骤,不仅大大提高了新发微生物的发现效率,还可对微生物之间的关系进行系统分析。Lau 等[2]对我国香港商品鸡场中收集到的鸡气管和泄殖腔拭子样品进行宏基因组学测序,检到2 株Sicinivirus(ChPV1_55C 和ChPV1_100C)。Boros 等[3]采集了1 只4 周龄腹泻肉鸡的泄殖腔样本并进行高通量测序,检到1 株Sicinivirus(Pf-CHK1/SiV)。Devaney[5]等对英国农场受RSS 感染和未受感染的肉鸡肠内容物进行宏基因组学测序,发现共有217 个重叠群与Sicinivirus 1 相似。Lima 等[6]采集70 份患病鸡和健康鸡粪便样本进行高通量测序,检 到2 株Sicinivirus(ch/RS/BR/2015/2 和ch/RS/BR/2015/1)。
目前,Sicinivirus 的研究还处于初级阶段,仅部分国家进行了该毒株检测和基因分析等基础研究,研究数据极为有限。已有研究提示,Sicinivirus 可能与鸡的RSS 和MAS 有关,但与该病毒相关的诸多问题尚不明晰。Sicinivirus 的感染率、致病性、临床症状、分离培养细胞系、与其他病毒混合感染发病机制、防治技术等,都需要进一步研究。