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牛腺病毒3型(Bovine Adenovirus type 3,BAd V-3)为腺病毒科(Adenoviridae)哺乳动物腺病毒属(Mastadenovirus)的成员,为无囊膜包裹的线性双链DNA病毒,可引起牛发热,犊牛肺炎、支气管炎等呼吸道症状,是导致牛呼吸道疾病的重要病原之一。BAd V-3感染在我国牛群中已广泛流行,且存在fiber轴区基因缺失型毒株,展现出独特的进化趋势。为了进一步了解BAd V-3在国内的分布与流行情况,以及缺失毒株的致病性,本实验一方面对国内6个省病牛呼吸道鼻拭子样本展开了BAd V-3病原学调查,并对阳性样本中fiber缺失段进行分型,另一方面对fiber轴区缺失对BALB/c小鼠的致病性展开研究。取得了以下成果:1.我国6个省牛场BAd V-3的病原学调查结果2021年10月至2022年01月,在国内6个省(四川省、山西省、河南省、河北省、江苏省和内蒙古自治区)的9个规模养牛场共采集了140份以流鼻涕、咳嗽、呼吸困难及发热为临床发病特征的病牛呼吸道鼻拭子样本。采用本实验室建立的以BAd V-3六邻体(hexon)保守区域设计的引物,基于TB Green Real-time PCR方法检测所有样本。结果显示:140份鼻拭子样本中BAd V-3的检出率为36.4%(51/140),场阳性率88.9%(8/9)。其中四川和河南省检出率高达82.9%(29/35)和83.3%(10/12),江苏省、山西省和内蒙古自治区的检出率分别为20%(3/15)、20%(4/20)和10.4%(5/48),河北省未检出(0/10)。其中100份成年肉牛呼吸道样本中BAd V-3的检出率为26%(26/100),场阳性率为85.7%(6/7);40份奶牛呼吸道样本中BAd V-3的检出率为62.5%(25/40),场阳性率为100%(2/2),以上结果表明BAd V-3在采样牛场中广泛流行。2.阳性样本中fiber缺失段分型及部分分子特征检测之前的研究已经发现BAd V-3 fiber基因存在缺失型和传统型两种类型,为了确定目前在国内哪一种基因型为优势毒株并了解其分子特征,本研究首先设计一对426bp跨轴区缺失段的特异性检测引物对我国6个省的140份样本中51份阳性样本进行fiber缺失段分型检测。结果显示传统型占总阳性率80.4%(41/51),场阳性率为77.8%(7/9),在四川省、山西省、河南省、江苏省和内蒙古自治区均有分布。缺失型占总阳性率19.6(10/51),场阳性率为33.3%(3/9),仅在四川和河南两省检测到,检出率分别为:24.1%(7/29)、30%(3/10)。随后对部分BAd V-3阳性样本进行fiber基因序列片段扩增,将克隆出的14个阳性样本的fiber片段与Gen Bank中已有的BAd V-3的fiber基因进行核苷酸对比并构建系统发育进化树,结果显示有11个阳性样本与外国毒株聚为独立一大支,序列长度为938 bp,没有基因缺失现象;3株序列长度为695 bp,与其他菌株相比缺失了243 bp(81 aa),与8个中国毒株聚为一支。fiber基因片段扩增结果和轴区缺失段引物检查结果一致。以上数据表明现我国主要流行的是传统型,fiber缺失型毒株仅在我国部分省份流行。本实验结果丰富了我国BAd V-3的分子特征资料,为了解我国BAd V-3独特的遗传进化规律提供了指导。3.缺失株BO/YB24/17/CH对BALB/c小鼠的致病性Fiber基因纤维轴长度的改变将影响病毒与受体的相互作用进而影响组织嗜性和致病性。因此为了解该区域的缺失是否对BAd V-3的致病性造成影响,本实验对缺失株BO/YB24/17/CH感染小鼠的致病性进行了研究。通过人工滴鼻感染3周龄的SPF级BALB/c雌性小鼠,病毒接种量为200ul/只(105.3TCID 50/m L)。接种后每天对小鼠临床症状进行观察,并在接种后第1、3、5、7、9、11、13、15d解剖小鼠,收集心、肝、脾、肺、肾、气管和血液进行实验。结果显示:接种后3~7天,感染小鼠出现嗜睡、被毛凌乱、成团、身体震颤、增重率降低等轻度临床症状,感染组小鼠在接种后第3天出现体重减轻,第6天达到最小值后逐渐恢复正常。大体剖检病变发现感染组小鼠肺脏从感染后的第3天开始出现淤血、感染后第9天有散在的肺出血点,感染后第15天肺脏表现为肺叶萎缩。脾脏在感染后第5天观察到肿胀和变暗。进一步的病理组织学观察发现,小鼠在感染后第3天肺脏出现炎性细胞浸润、Ⅱ型肺泡细胞增生和典型的肺泡间隔增宽。脾脏在第5天可见红髓、白髓分界模糊等。气管感染13天后可见纤毛受损及上皮细胞脱落。免疫组化结果进一步证实了上述病变的产生是由于病毒在器官中感染所致,且病毒主要靶向感染鼠气管粘膜和肺泡上皮细胞。随后通过q PCR及病毒滴度检测的方法对病毒在体内器官的分布进行检测,结果显示不同于之前报道的传统型毒株仅在肺脏和气管中复制,缺失型毒株能在BALB/c小鼠的心、肝、脾、肺、肾、气管乃至血液感染和复制,且在感染后1-15天持续检测到。肺脏在第3天时到达峰值后降低,心、肝、脾、肾脏在第5天到达峰值后降低。以上结果表明该病毒能够引起病毒血症,组织嗜性更广,且与传统型相比病毒在体内感染的持续时间更长,这与fiber轴区的缺失密切相关。本实验结果进一步了解了fiber轴区缺失株BO/YB24/17/CH对BALB/c小鼠的致病性,为BAd V-3的防控以及疫苗的研制提供了参考。