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禽流感病毒分离株之间的地理差异提供了对病理学,传播的见解

唐凯 唐纳德·莱特纳博士

病毒在一些虾中造成了致命的死亡,而在另一些虾中的影响减弱

禽流感病毒
研究结果根据DNA序列同一性揭示了四组IHHNV菌株。

病毒的基因组序列会随时间变化,可能是随机突变,也可能是选择压力。这导致形成病毒株,这些病毒株对宿主生物的影响可能会发生很大变化。在人类或动物病毒中发现了许多例子。例如,流感病毒的毒力有所不同,而针对一种菌株有效的疫苗可能不会针对另一种。

尽管在虾病毒中可能预期会有类似的变异,但鲜有关于虾病毒的遗传变异或其意义的信息。

禽流感病毒

美国亚利桑那州图森市的亚利桑那大学水产养殖病理学实验室从世界各地接收病虾的样本,并保存病毒感染的虾的组织样本档案。这提供了研究广泛地理区域中分离株之间遗传变异的机会。

特别令人关注的是传染性皮下和造血坏死病毒(IHHNV)。该病毒已广泛传播,并已在包括美洲,大洋洲,非洲和亚洲在内的世界各地的种群中发现。在易感宿主物种中,其影响差异很大,并且至少一种物种的感染似乎已发生变化。

禽流感病毒在某些虾种中造成了致命的死亡,但在另一些虾种中却减弱了影响。 1981年,该病毒首次在(南美白对虾,这与夏威夷受感染人群中高达90%的死亡率有关。在最近的IHHNV感染病例中 P. stylirostris,该病毒似乎没有那么强毒,表明病毒发生了变化或宿主防御能力发生了变化。

对虾的其他种类对IHHNV感染的反应也不同。例如,不知道IHHNV会在 南美白对虾 or 斑节对虾,但会导致一种称为“矮小畸形综合症”的疾病,这种疾病会大大降低生长,并可能导致表皮和讲台畸形。

变异分析

作者最近研究了受IHHNV感染的样本 细角对虾, P. 南美白对虾 and 斑节对虾 来自广泛的地理区域,包括美国夏威夷;墨西哥;哥伦比亚;厄瓜多尔巴拿马;菲律宾人;泰国;台湾;马达加斯加和坦桑尼亚。

对分离株之间的变异进行了三种分析。第一个比较了从不同位置收集的样品中的IHHNV基因组序列,第二个比较了被感染虾的组织病理学变化,第三个确定了实验室分离试验中病毒分离株对被感染虾的影响。

禽流感病毒
菲律宾IHHNV引进和传播的拟议路线。到1990年,IHHNV已在美洲几乎所有虾类养殖国家建立。

序列变异

对于每个样品,确定病毒基因组的选定区域的核酸序列。然后通过使用针对系统发育分析开发的统计聚类方法对这些方法进行比较。

结果显示基于DNA序列同一性的四个组。菲律宾分离株与来自夏威夷和中美洲/南美的分离株具有99.8%的核苷酸序列同一性。泰国分离株与夏威夷分离株的同一性略低,为96.2%,但实际上与台湾分离株相同。来自坦桑尼亚和马达加斯加的分离株与其他样品的差异最大(8-14%)。

组织病理学

通过常规组织学方法分析了感染这些分离物的虾的主要靶标组织中是否存在Cowdry A型核内包涵体(CAI)。在感染了来自夏威夷,菲律宾和泰国的IHHNV分离株的虾中发现了具有标志性的CAI,表明DNA序列的4%的微小差异不会改变病毒的特征组织病理学。

这些受感染的虾还被证明对IHHNV感染呈阳性 原位 杂交。但是,在暴露于两种非洲分离株的虾中未发现CAI,并且这些样品的IHHNV阴性 原位 杂交。

生物测定

对于菲律宾和泰国的IHHNV分离株,使用无特定病原体的生物测定法进行实验室感染 南美白对虾 作为指示虾。在这些试验中,暴露于IHHNV一个月后,指示虾中没有死亡。受到挑战的虾用PCR和PCR检测为IHHNV阳性 原位 杂交。

在与马达加斯加IHHNV进行的挑战研究中,该虾在一个月后没有显示死亡。此外,PCR和 原位 杂交对IHHNV呈阴性,表明马达加斯加IHHNV对 南美白对虾

结果

这些信息使人们对这种病毒的传播方式感到困惑。序列分析数据支持以下理论:菲律宾是IHHNV的原始来源。通过介绍 斑节对虾在1970年代,有n种股票流入美洲,后来在2000年“发现” 细角对虾 在夏威夷养殖。同样,来自台湾和泰国的分离物之间的高度相似性可能是由于频繁将活体亲虾从泰国转移和进口到台湾造成的。

两种非洲IHHNV分离株的性质尚不清楚。就DNA序列而言,它们是最分歧的分离株。通过PCR检测到非洲分离株,但未使用组织学或 原位 杂交。

在生物测定中,两者均未达到马达加斯加分离株的感染 斑节对虾 要么 南美白对虾。这些结果有很多可能性。非洲有可能感染IHHNV 斑节对虾 极低,因此无法通过组织学检测到 原位 杂交。或者,病毒可以不再具有传染性的形式存在。通常,负责复制的基因组区域中的序列变异高于其他IHHNV分离株和大多数细小病毒。

这可能表明分离株不再具有复制能力,并且IHHNV基因组的残留与 斑节对虾 主办。如果是这样,这可以解释为什么西印度洋的IHHNV 斑节对虾 似乎没有传染性。

结论 

核酸序列数据可用于识别感染对虾的病毒的地理起源。对序列变异的研究表明,IHHNV病毒株之间存在相当大的差异,并且它们的病理效应也不同。此外,这项工作提出了至少两种病毒是如何如此广泛传播的。

三十年前在西半球出现了IHHNV,可能是由于感染了IHHNV的介绍 斑节对虾 来自菲律宾。因为IHHNV感染在 斑节对虾 除严重情况外,病毒的存在可能已经引起注意,直到其他更易感物种的种群被感染为止。

(编辑’注意:本文最初发表于2004年2月的 全球水产养殖倡导者


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