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中国犬瘟热病毒血凝素基因的系统发育分析

期刊:Virology Journal

本研究由Ling Guo等学者团队完成,主要作者来自四川农业大学兽医学院(College of Veterinary Medicine, Sichuan Agricultural University)和中国大熊猫保护研究中心(China Conservation and Research Center for the Giant Panda)。研究成果于2013年4月发表在开放获取期刊《Virology Journal》,标题为《Phylogenetic analysis of the haemagglutinin gene of canine distemper virus strains detected from giant panda and raccoon dogs in China》。

学术背景

犬瘟热病毒(Canine Distemper Virus, CDV)属于副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒属(Morbillivirus),可感染多种食肉目动物,包括犬科、鼬科、熊科等。其血凝素(Haemagglutinin, H)基因编码的蛋白负责病毒与宿主细胞结合,是遗传变异最高的蛋白之一。此前研究表明,H蛋白的氨基酸位点(如549Y/H)和糖基化模式可能影响病毒宿主适应性与疫苗有效性。中国养殖貉(raccoon dogs)和大熊猫(giant panda)曾多次暴发犬瘟热疫情,但相关毒株的遗传特征尚不明确。本研究旨在通过分析H基因序列,揭示中国境内貉和大熊猫源CDV毒株的基因型分布、分子特征及与疫苗株的差异,为疫情监测和防控提供依据。

研究流程

  1. 样本收集与处理

    • 样本来源:2011–2012年从四川雅安3个貉养殖场采集108份疑似CDV感染的貉血液样本,另获1份来自中国大熊猫保护研究中心的大熊猫血液样本。
    • RNA提取:采用Tri Reagent从白细胞中提取总RNA,通过NP基因RT-PCR(引物“a”)初筛,56份(51.8%)为阳性,最终选取7份貉样本和1份大熊猫样本进行H基因分析。
  2. H基因扩增与测序

    • RT-PCR:使用引物“b”扩增H基因片段(613 bp,对应Onderstepoort株基因组8006–8619位点),克隆至pmd 19-T载体并测序。
    • 序列分析:去除引物序列后获得594 bp有效片段,通过BLAST比对和ClustalW多重序列比对,与GenBank中64株全球CDV毒株的H基因序列进行对比。
  3. 系统发育与分子特征分析

    • 系统发育树构建:采用MEGA 5.0软件,基于Kimura双参数模型和邻接法(Neighbor-Joining)生成进化树,以麻疹病毒(MeV)等作为外群。
    • 氨基酸分析:预测N-糖基化位点(NetNGlyc 1.0),比对549位点氨基酸变异,并分析疫苗株(如Onderstepoort)与野毒株的糖基化差异。

主要结果

  1. 遗传进化分析

    • 所有8株中国毒株(Sichuan01–08)均属于Asia-1基因型,与1990年代后中国本土犬科或野生动物源毒株(如部分日韩毒株)聚为一支,核苷酸同源性为91.5–99.8%,氨基酸同源性为94.4–99.8%。
    • 大熊猫源毒株(Sichuan08)与貉源毒株(Sichuan02–06)的H基因同源性为94.5–95.5%,提示潜在跨物种传播风险。
  2. 分子特征

    • 549位点保守性:所有毒株H蛋白549位均为酪氨酸(Y),与野生犬科动物偏好一致,但非犬科宿主(如大熊猫)未显示显著宿主特异性变异。
    • 糖基化位点:野毒株含7–9个潜在N-糖基化位点(如309–311位为野毒株特有),而疫苗株(如Onderstepoort)仅含4个,差异可能影响抗原性及疫苗效力。
  3. 临床与流行病学关联

    • 73.2%阳性貉曾接种疫苗,提示现有疫苗保护不足;大熊猫病例表现为轻度发热(肛温39.0°C),首次证实CDV可感染大熊猫并引发临床症状。

结论与意义

本研究首次系统揭示了中国貉和大熊猫源CDV毒株的Asia-1基因型主导地位及分子特征,提出以下科学价值与应用意义:
1. 理论价值:证实H蛋白549Y和糖基化模式在跨宿主传播中的保守性,为CDV宿主适应性机制研究提供新线索。
2. 应用价值:提示当前疫苗株与野毒株的遗传差异可能导致免疫失败,需开发针对性疫苗;强调对野生动物CDV监测的必要性。

研究亮点

  1. 创新性发现:首次报道大熊猫感染CDV的分子证据,拓展了CDV宿主范围认知。
  2. 方法学严谨性:结合系统发育分析与功能位点预测,多维度解析毒株特性。
  3. 公共卫生意义:为中国的CDV防控策略制定提供了直接数据支持,尤其针对经济动物(貉)和濒危物种(大熊猫)。

其他有价值内容

研究还指出,中国CDV毒株的遗传信息仍不足,需扩大宿主和地域采样以确认Asia-1基因型是否为中国主导流行株。此外,糖基化位点差异与疫苗效力的关联需进一步实验验证。

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