野鸟源H5N8、H4N6亚型AIV的遗传进化分析及感染后鸭RIG-I介导的先天性免疫反应

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近年来,新出现的各种禽流感病毒被报道逐渐呈现出传播范围广、宿主范围扩大、跨物种传播等趋势,引起了广泛关注。野鸭作为天然宿主在禽流感病毒的流行病学周期中发挥着重要作用,特别是野鸭可以无症状的携带高致病性禽流感进行跨区域的远距离传播。虽然野鸭携带和传播高致病性与低致病性禽流感的研究已经在逐步开展,但对鸭感染流感病毒后机体的先天性免疫反应的研究十分有限。近年来,新流行的H5N8亚型高致病性禽流感病毒引起了野生天鹅的死亡,甚至已经威胁到人类的健康。而H4N6作为常见的低致病性禽流感病毒,经常能在野鸟疫病监测中检测到。为了研究不同毒力的禽流感病毒感染鸭后先天性免疫反应的差异,我们分析了不同毒力的两株野鸟源A/Whooper swan/Henan/h4/2016(Hn/h4,H5N8)与A/Shorebird/Liaoning/d59/2018(Ln/d59,H4N6)亚型禽流感病毒的遗传进化趋势,并使用它们进行鸭的感染实验。然后应用荧光定量PCR方法检测两株病毒的RNA载量,以及维甲酸诱导基因I(RIG-I),核因子κB(NF-κB)和干扰素β(IFN-β)在宿主先天性免疫反应中的表达量,并分析其动态变化规律。实验结果显示,(1)H5N8亚型禽流感病毒已经在2.3.4.4分支中占据主导地位,变异和进化活跃有可能形成新的进化分支,H4N6的进化比较保守。(2)Ln/d59病毒株感染后鸭的死亡率为0。感染Hn/h4病毒株后鸭的死亡率为6.67%,且没有明显的临床症状。(3)荧光定量PCR检测显示RIG-I,NF-κB和IFN-β的表达量均呈波动状态。先天性免疫反应在感染后6小时内迅速启动,并且在之后受到病毒不同程度的抑制,从而使RIG-I,NF-κB和IFN-β的表达量在感染后1-2天内快速下降。这表明禽流感病毒会在鸭感染早期引起短暂且有效的先天性免疫反应。(4)通过对比发现Hn/h4病毒的RNA载量与鸭RIG-I,NF-κB和IFN-β的表达量变化基本上呈负相关。在各器官组织中除脾脏外,Hn/h4病毒株引起鸭RIG-I,NF-κB和IFN-β的表达量上调峰值高于Ln/d59病毒株,且表达量波动幅度较大。高致病性禽流感病毒H5N8比低致病性禽流感病毒H4N6引起更强的先天性免疫反应,同时高致病性禽流感病毒H5N8对鸭RIG-I介导的先天免疫反应的抑制能力更强。在鸭感染Hn/h4病毒株的第2天,病毒RNA载量在肺部最高,同一时间的数据对比分析显示RIG-I的表达量在肺中最低。这表明H5N8病毒可能在鸭肺中对RIG-I介导的先天性免疫反应抑制作用比其他组织中强。低致病性禽流感H4N6病毒感染后第2天在直肠中病毒拷贝数最多其次的肺,在脾中最少,而RIG-I的表达量在直肠中最高远大于肺和脾。这表明低致病性禽流感病毒H4N6对RIG-I介导的先天性免疫反应抑制效果并不明显。综上所述,该研究揭示了鸭在感染H5N8与H4N6禽流感病毒后病毒RNA载量与RIG-I等先天性免疫基因的动态变化规律。为探究野鸭抗禽流感病毒的先天性免疫机制提供了参考数据,更为研究野生鸟类在禽流感传播和流行中的作用机制奠定了基础。
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