快乐旺旺 发表于 2010-8-30 16:58:02

新城疫疫苗的进化及其新型疫苗的研制

新城疫疫苗的进化及其新型疫苗的研制 PDF刘秀梵 胡顺林

手术刀 发表于 2010-8-30 19:32:58

感谢提供材料,太专业了。看的费神

风之铃 发表于 2010-8-30 19:41:36

很好哦,谢谢。

金益农 发表于 2010-8-30 19:50:22

感谢提供材料,太专业了。看的费神

(昨夜星辰) 发表于 2010-8-30 19:57:50

资料共享,谢谢楼主。

破天 发表于 2010-8-30 20:28:10

楼主没有经过你的允许 我把你的成果简化出来万望理解
新城疫病毒的进化及其新型疫苗的研制
刘秀梵,胡顺林
(扬州大学农业部畜禽传染病学重点实验室,江苏扬州 225009)
[收稿日期]2009 - 12 - 27 [文献标识码]A [文章编号]1002 - 1280 (2010) 01 - 0012 - 07 [中图分类号] S852. 659. 5
[摘 要]  新城疫病毒(NDV)虽然只有一个血清型,但其强毒已进化出现了九个基因型。近年
来,ND疫苗在世界范围内得到了广泛使用,但免疫鸡群中ND强毒感染仍然常见。常用疫苗株
La Sota对不同基因型的ND强毒流行株虽能产生完全的临床保护,但并不能防止流行株在免疫
鸡中的感染复制和排出。国内外研究结果显示:当疫苗株与流行株的基因型一致时,其不仅能提
供理想的临床保护,而且能显著降低免疫鸡的强毒感染率和排毒量,在临床上可有效控制免疫鸡
群中非典型ND的发生。当前我国NDV的优势流行株属基因V II型,因此该型ND疫苗在控制我
国ND的流行中将具有非常广阔的应用前景。
[关键词]  新城疫病毒;疫苗;流行株;基因V II型
作者简介: 刘秀梵(1941年- ) ,中国工程院院士、教授、博士生导师,研究方向为动物疫病防控。
Evolution of Newca stle D isea se Virus and the Development of Novel Vacc ines
L IU Xiu - fan , HU Shun - lin
( Key Laboratory of anim al infectious diseases, Yangzhou University, Yangzhou, J iangsu 225009; China )
Abstract: Virulent Newcastle disease viruses (NDV) have evolved into nine genotypes although they belong to
one serotype. In recent years, vaccination has been used extensively in the world for the p revention and control of
ND, however, virulentNDV infection in vaccinated birds still occurred frequently. The commonly used vaccine
strain La Sota can p rovide comp lete clinical p rotection against the p revalent strains of different genotypes, but can
not p revent their infection, rep lication and shedding. Recent studies showed that the vaccine strain sharing the
same genotype with the p revalentNDV not only p rovided ideal clinical p rotection but also effectively reduced the
infection rate and shedding of the p revalent strain. Presently, the dominant p revalentNDV strains in China belong
to genotype V II. Therefore this genotype - based vaccine will be a p romising vaccine candidate for the control of
current ND ep idemic in China.
Key words: Newcastle disease virus; vaccine; p revalent strain; genotype V II
  新城疫(Newcastle Disease, ND)自1926 年被
确认已来,在世界范围内广为传播已有80多年,它
给养禽业带来了巨大的经济损失,迄今仍是禽类最
重要的疾病之一。新城疫病毒(Newcastle Disease
Virus, NDV)自1946 年在我国首次分离至今已在
中国存在了60多年。近三十年来,由于疫苗的广
泛使用,ND的发病率和死亡率均得到了较好的控
制。但自二十世纪90年代以来,临床上非典型ND
的发生现象十分普遍,同时,临床上NDV与其它呼
吸道病原体协同致病的现象也较为常见,因此,ND
·12·  中国兽药杂志        2010, 44 (1) : 12~18 /刘秀梵,等 
仍然是当前困扰广大养殖户的重要疾病之一。另
一方面,自上世纪90年代中期以来,在鹅群中也常
见ND的爆发与流行[ 1 - 2 ] ,此外,近年来也偶见一些
鸭群发生ND[ 3 - 4 ] ,说明ND的易感宿主范围在进一
步扩大。NDV一直处于不断的进化之中,目前已产
生了多个不同的基因型,由近十多年来的ND流行
特点可知,从不同种类宿主临床病例中所分离到的
NDV毒株绝大多数属于基因V II型[ 1, 5 ] ,而常用
ND疫苗株La Sota的基因型为II型,虽然它们同属
一个血清型,但在遗传距离上流行株与常用疫苗株
相差较远。因此,国内外多位学者研究认为:常规
疫苗对当前NDV强毒株的攻击并不能提供理想的
免疫保护效力,有必要研制新型的替代疫苗或者进
一步改善疫苗当前的生产工艺[ 6 - 7 ] ,以应对ND流
行的新情况。
1 新城疫病毒基因组及其遗传进化
NDV的基因组为不分节段、单股负链RNA。
病毒基因组结构模式为3′- NP - P - M - F - HN -
L - 5′,依次编码6种结构蛋白:核衣壳蛋白(Nucle2
ocap sid p rotein, NP) 、磷蛋白( Phosphop rotein, P) 、
基质蛋白(Matrix p rotein, M) 、融合蛋白( Fusion
p rotein, F) 、血凝素- 神经氨酸酶蛋白(Heamagglu2
tinin - Neuraminidase p rotein, HN ) 和大分子蛋白
(Large p rotein, L) [ 8 ] ,其中F和HN蛋白是NDV表
面重要的两个囊膜糖蛋白,它们在病毒的免疫中扮
演了重要的角色。
NDV基因组全长有15 186、15 192 和15 198
个核苷酸三种形式[ 9 - 11 ] 。其中前两种基因长度的
NDV属于Class II;最后一种基因组长度的新城疫
病毒属于Class I[ 12 - 13 ] ,主要分布于野生和家养水
禽中,而当前所用疫苗株和引起历史上ND四次大
流行的毒株均属于Class II。根据病毒F基因的序
列,目前Class II中的NDV可被分为I - IX 9个基
因型(图1) [ 11 ] ,其中基因I - IV型病毒的基因组
长度为15 186个核苷酸,主要分离于20世纪60年
代之前;而60 年代后的分离株,主要为基因V -
V III型,其基因长度为15 192个核苷酸[ 9 ] 。根据毒
株的致病力试验结果:基因I型毒株均为弱毒株;
在基因II型病毒中,除弱毒株外,还有中等毒力毒
株和高致病力的强毒株;而在基因I和II型毒株之
后出现的其它7个基因型( III - IX型)NDV均为强
毒。分子流行病学数据显示:基因II型、III型和IV
型毒株是引起ND 世界第一次大流行( 1920 年-
1960年) 的3 个主要基因型; 基因V 型和V I型
(V Ia和V Ic亚型)毒株的出现与ND的第二次大流
行(1960年- 1970年)密切相关;而七、八十年代的
第三次ND大流行主要由来源于鸽的V Ib亚型毒株
所引发;值得注意的是,自上世纪90年代已来,世
界上多个国家一直处于由基因V IId亚型毒株所引
起的第四次ND大流行之中。由上可知,从1920年
ND首次被发现已来,NDV已先后出现了9个基因
型,此外,在V I型和V II型当中还出现了多个基因
亚型,表明NDV 一直处在不断的进化之中,但是,
目前在我国禽群中普遍使用的弱毒疫苗株La Sota
属于基因II型,其于1946年分离自美国,距今已有
60多年的历史。
图1 新城疫病毒基因组遗传进化示意图
(自Czegledi, 2006)
2 近二十年来我国ND的流行状况
自上世纪八十年代以来,我国养禽业的数量和
规模都有了明显的增加,但是生物安全措施并没有
得到有效的实施,致使ND等传染病在中国大面积
发生并迅速蔓延,给我国的养禽业造成了严重的经
济损失。国内外同期的流行病学资料和数据表明:
当时在我国鸡群中主要流行的NDV毒株为V If和
V Ig亚型[ 1, 14 ] 。进入90年代,随着我国基层兽医工
作者业务能力的提高, ND疾病的预防工作得到了
重视,ND疫苗在我国得到了普遍使用,疫苗的使用
在一定程度上控制了ND的发生,但是疫苗并不能
完全保护免疫鸡群免受流行株的感染,致使临床上
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出现了大量非典型ND的病例。上世纪90年代中
期我国出现了NDV基因V II型,并且成为我国ND
流行的优势基因型,当时占主导地位的流行毒株主
要属于V IIa亚型。在免疫选择压和宿主适应力的
双重作用下,NDV在之后短短的时间内又出现了基
因V IIe和V IId两个亚型[ 1 ] 。90年代初、中期在我
国华东地区曾出现了基因V Ig型和V II型同时并存
的过渡期[ 1 ] ,但自90年代后期以来V IId亚型已成
为我国流行的优势基因亚型[ 1, 5, 15 - 16 ] 。
自1926年从印尼爪哇发现ND以来,在全世界
范围内已经发生了四次ND大流行,经过世界范围
内几次大流行后,其宿主范围已经明显扩大,迄今
能自然或人工感染的禽类已超过250多种。过去,
一般认为水禽对NDV有较强的抵抗力,感染后不
容易发病和造成流行或爆发。然而,从1997 年开
始,我国大面积出现了鹅群感染NDV并严重发病
死亡的事件[ 2 ] ,水禽中NDV的感染给我国养禽业
造成了严重的威胁和损失,研究结果显示,绝大多
数发病水禽中分离到的NDV 属于基因V IId 亚
型[ 1 - 2 ] 。
流行病学数据充分证明,当前V IId亚型在我
国流行强毒株中已占有绝对优势。扬州大学农业
部畜禽传染病学重点实验室于2005 至2006年间
所分离的20个NDV强毒株中有18个属基因V IId
亚型,其它2株为基因III型[ 17 ] ,而2007至2008年
所分离的40多个NDV强毒株全部属于基因V IId
亚型。另外,中国动物流行病学研究中心提供的数
据显示: 2005至2006年间该中心所收集的145个
强毒分离株中有141个属于基因V IId亚型,还有3
个为III型毒株[ 15 - 16 ] 。基因III型在我国很多发病
禽群中都可以被分离到,但总体分离率一般较低,
由于在我国普遍使用的I系苗属于基因III型,因
此推测当前临床上分禽到的III型毒株可能与I系
苗病毒突变后毒力增强所引起的临床发病有
关[ 18 ] 。
3 疫苗株与流行株抗原差异性分析
虽然NDV血清型只有1个,但是其基因型却
有多个,表明NDV的基因组在选择压下正处在持
续的进化之中,交叉中和试验结果表明不同基因型
毒株间的抗原性存在一定的差异。在交叉中和试
验中为了解病毒之间的抗原性差异,可根据抗原相
关性公式R = r1·r2,计算抗原相关性值R,其中,
r1 =B病毒血清对A 病毒的中和抑制滴度÷A 病
毒血清对A病毒的中和抑制滴度; r2 =A病毒血清
对B病毒中和抑制滴度÷B病毒血清对B病毒的
中和抑制滴度。根据文献[ 19 ]报道, R值小于0. 7
时表明两病毒之间存在抗原性差异。台湾学者L in
等对基因II型疫苗株与流行株之间进行了交叉中
和试验,数据显示:流行毒株与B1和克隆30株之
间的抗原性差异值(R)主要在0. 15至0. 5之间,从
而证明流行株与疫苗株之间存在明显的抗原差
异[ 19 ] 。李志杰等以同样方法在研究F48E9和鹅源
分离株NA - 1之间的抗原差异时,发现两毒之间
的抗原性差异值为0. 5,同样表明不同基因型两毒
株的抗原性存在差异[ 20 ] 。目前普遍认为: 新城疫
疫苗株与当前流行株之间的基因型和抗原性差异
是引起免疫鸡群中感染强毒的主要原因[ 21 - 23 ] 。
HN蛋白是NDV囊膜上最大的纤突糖蛋白,具
有识别靶细胞上的唾液酸受体,介导病毒对靶细胞
的吸附,并促使新生的病毒子从感染细胞膜表面释
放的功能,在免疫反应中扮演着重要的角色。HN
蛋白有跨膜区、茎部和球状区三个部分组成,其中
球状区分布了所有单克隆抗体所识别的抗原位点、
受体结合位点和神经氨酸酶活性位点[ 24 ] 。作为重
要的保护性抗原蛋白, HN蛋白始终被研究者们所
重视。Iorio等已证明在HN 蛋白上存在5个最强
的抗原区,分别为193 - 201位、345 - 353位、513 -
521位、494位及569位氨基酸区域[ 25 ] ,这与抗原表
位分析软件预测结果基本符合,研究结果显示:这
些区域或其邻近氨基酸序列的变化都会导致毒株
与单抗的反应性发生根本性的改变[ 25 - 26 ] 。随机选
取近年来我室分离的部分毒株(均为V IId亚型) ,
就这些区域氨基酸的序列与常规基因I和II型疫
苗株进行比对后发现:流行株HN蛋白在这些区域
或邻近的氨基酸与疫苗株存在明显的不同,如图2
所示:疫苗株在203、342、494 - 495、508 - 509、514
及570位的氨基酸分别为酪氨酸( Y) 、天冬氨酸
(D) 、甘氨酸(G)和缬氨酸(V) 、丝氨酸( S)和苏氨
酸(T) 、异亮氨酸( I)及甘氨酸,而基因V II型分离
株相应的位置则分别为组氨酸(H ) 、天冬酰胺
(N) 、天冬氨酸和谷氨酸( E) 、天冬酰胺和异亮氨
酸、缬氨酸及精氨酸(R) 。其中除2个氨基酸为保
守性替换外,其它氨基酸的改变都分别涉及到极
性、结构及所带电荷的变化,这些不同位点在疫苗
株与流行株之间同时存在,表明它们之间在一定程
度上会存在抗原性的差异。
·14·  中国兽药杂志        2010, 44 (1) : 12~18 /刘秀梵,等 
图2 流行株与疫苗株HN蛋白抗原区氨基酸序列分析
4 常用疫苗株对流行株的保护效力试验和新疫苗
的研制
由于NDV只有一个血清型,因此,过去多数学者
认为不同基因型新城疫病毒之间具有较好的免疫交叉
保护。进入上世纪90年代以来,ND疫苗株在我国得
到了大规模、高剂量的频繁使用,但是,即使在带有高
滴度NDV抗体的免疫禽群中,ND仍然时有发生,这在
一定程度上表明,疫苗株在抵抗流行株的感染中,仍存
在一些不足,这种现象引起了研究者们的高度关注。
为此,近5年来,国内外有多位学者对疫苗株抵抗流行
株感染的能力又进行了重新验证和评价。
2005年Kapczynski等[ 6 ]用基因II型NDV B1株
作为疫苗,分别免疫2周龄和8周龄的SPF鸡,免疫
2周后以基因V型分离株进行攻毒试验,研究结果
表明:虽然免疫鸡攻毒后没有发生死亡,但是不能抵
抗NDV强毒的感染,免疫鸡在攻毒后仍能排毒。最
近Ezema等[ 27 ]研究发现La Sota虽然在严重发病和
死亡指标上能够提供保护,但其免疫鸡的组织器官
在强毒感染下仍然会产生较严重的病变,NDV流行
株感染后对免疫器官特别是法氏囊会造成明显的损
伤(图3) ,进而可能会诱发免疫抑制现象的产生。
图3 攻毒后第7天免疫组与对照组试验鸡
的法氏囊形态比较(自Ezema, 2008)
2007年,美国农业部东南禽病研究所Miller
等[ 28 ]以不同基因型NDV毒株制成疫苗,分别免疫
4周龄SPF鸡3 周后,再以北美基因V 型流行株
CA02进行攻毒,试验结果显示,当疫苗株与攻毒株
为同一基因型时,疫苗株能有效减少鸡体内病毒的
携带量,其免疫组鸡的喉气管和泄殖腔的病毒含量
仅为基因II型疫苗株B1免疫组的1 /10,表明疫苗
株与流行毒株的遗传距离相近时,其诱导的免疫保
护效果较为理想。2009年该研究组以反向遗传技
术获得了表达基因V型毒株F和HN基因的重组
NDV ( rA - CAFHN) ,该重组弱毒株与La Sota 分别
免疫试验鸡后,再以II型和V型强毒株对各免疫
组进行攻毒,结果发现II型强毒TXGB 感染后,
La Sota免疫组鸡的排毒率和排毒量均显著低于
rA - CAFHN免疫组;相反rA - CAFHN免疫组鸡对
V型强毒的保护能力明显强于La Sota免疫组,进
一步证明:疫苗株与流行株高度同源时,其诱导的
免疫保护效力最强[ 29 ] 。
在遗传发生树上,基因II型与V II型毒株遗传
距离最远, II型与V II毒株基因组的同源性仅有
82% ,因此, II型疫苗株在预防V II型强毒感染中存
在的不足会更加明显。2008年,韩国学者Jeon用
La Sota制成的灭活苗免疫SPF鸡3周后再以基因
V II型流行株Kr - 005 /00攻毒,同时以非免疫攻毒
组作为对照,结果发现,攻毒后第3天La Sota免疫
组鸡喉气管中的排毒量与攻毒对照组相当;另外,
攻毒后第5天该免疫组鸡在喉气管和泄殖腔中的
病毒量仍然维持在一个较高的水平[ 30 ] 。
因此,以上研究结论一致认为常规疫苗在防制
 2010, 44 (1) : 12~18 /刘秀梵,等         中国兽药杂志·15·
当前NDV感染中,还存在明显的不足,应当进一步
改善疫苗当前生产工艺或研制新型的替代疫苗。
基于上述原因,新城疫病毒新型疫苗的研制已
成为当前禽类疫苗的研究热点,近年来NDV反向遗
传技术的发展给新型疫苗的研制带来了又一次新的
革命[ 31 ] 。2008年Cho等[ 32 ]以La Sota基因组作为骨
架,将流行株KBNP - 4152 的F 和HN 基因替换
La Sota基因组上的相应部分,并对基因组进行了一
系列的致弱突变,进而成功获得重组了基因V II型F
和HN基因的致弱毒株KBNP - C4152R2L。重组病
毒在体内连续传代后所产生的子代病毒均能保持稳
定的生物学特性,每代病毒的鸡胚最小致死剂量平
均死亡时间(MDT)均超过100 h。以该重组病毒和
La Sota制成灭活疫苗后分别免疫115日龄蛋鸡,免
疫3周后再以另一基因V II型流行毒株SNU5074攻
毒,试验结果显示:攻毒后第2周和第4周,重组病毒
图4 攻毒后不同免疫组鸡群的产蛋率比较(自Cho, 2008)
疫苗免疫组试验鸡的产蛋率分别为93. 2%和
94. 3%,而La Sota免疫组鸡的产蛋率仅为81. 7%和
87. 3%,与含V II型F和HN基因的重组病毒免疫组
相比下降了近10个百分点(见图4)。
  扬州大学农业部畜禽传染病学重点实验室研
究人员利用反向遗传技术,成功拯救出了基因V II
型毒株ZJ1,在实施致弱突变和基因修饰后,获得了
首个基因V II型NDV致弱株NDV /ZJ1HN,其MDT
大于120 h且1日龄雏鸡脑内接种致病指数( ICP I)
仅为0. 16,表明获救病毒的毒力完全符合弱毒株的
标准;另外,细胞感染试验结果显示,突变毒株在成
纤维细胞上不能产生细胞病变,进一步证明:突变
株NDV /ZJ1HN毒力已完全减弱。此外,该致弱株
在鸡胚上具有较佳的繁殖性能,其尿囊液的血凝价
和鸡胚半数感染量( E ID50 )可分别达到9~10 log2
和109. 0 /0. 1mL。致弱病毒的毒力返祖一直成为诸
多科研工作者所担心的问题,为了防止致弱后病毒
毒力的返强,我室对拯救毒株F裂解位点的多个氨
基酸同时实施了突变,大大降低了回复突变的概
率。致弱株NDV /ZJ1HN在鸡胚上连续传代15次
后,每代病毒的MDT均在120 h左右,其毒力相当
稳定。该致弱株与La Sota分别以活苗和灭活苗免
疫试验鸡4周后,再以基因V IId亚型NDV强毒株
JS2 /06 (MDT = 45. 6 h, ICP I = 1. 90)攻毒,试验数
据显示:与常规疫苗株La Sota相比,致弱株不仅能
有效降低攻毒后试验动物的排毒率,而且能显著减
少喉气管和泄殖腔中的病毒含量,La Sota免疫组在
排毒高峰时的病毒量为基因V II型弱毒株免疫组
的10倍以上[ 33 ] (图5、图6) 。
(A) 攻毒后第2、4、7天喉气管棉拭样品中的病毒量; (B) 攻毒后第2天喉气管棉拭样品中的病毒量
3 表示与Oil - Las组相比差异显著
图5 攻毒后免疫鸡喉气管的排毒量(自Hu, 2009)
·16·  中国兽药杂志        2010, 44 (1) : 12~18 /刘秀梵,等 
(A) 攻毒后第2、4、7天泄殖腔棉拭样品中的病毒量; (B) 攻毒后第2天泄殖腔棉拭样品中的病毒量
3 表示同L - Las组相比差异显著
图6 攻毒后免疫鸡泄殖腔的排毒量(自Hu, 2009)
  致弱毒株NDV /ZJ1HN的亲本毒株为基因V IId
亚型,与流行毒株的基因型完全一致。动物试验结
果显示,致弱毒株免疫动物后,其免疫效果明显优
于基因II型疫苗株La Sota 免疫组,因此,该V II型
致弱株在控制当前新城疫的发生和流行方面具有
较大的优势和潜力。
5 结语
近三十年来,虽然全世界都广泛使用疫苗来防
控ND,但是免疫禽群中仍频繁出现ND强毒感染
现象,这引起了从业者们的高度重视。近年来,国
内外多个实验室的研究结果表明,由于NDV只有
一个血清型,常用的疫苗株能对不同基因型的流行
株攻击提供较好的临床保护(不发生症状和死亡) ,
但鸡群中流行株的带毒率和病毒载量较高,这是免
疫鸡群仍发生非典型ND的主要原因。因此新疫
苗的研制应将降低流行株攻击后排毒和病毒载量
作为免疫效力评价的重要内容。同时研究结果还
显示,只有疫苗株与流行毒株高度同源时方能产生
理想的免疫保护效力:不仅对流行株攻击提供高度
的临床保护,而且能有效降低排毒和病毒的载量。
自上世纪90年代末以来,引起我国ND流行的优势
毒株为基因V IId亚型,而最常用的ND疫苗为基因
II型弱毒株La Sota,优势流行毒株与疫苗株相比,
遗传距离越来越远,因此即使常用疫苗可诱导产生
高滴度H I抗体,但在流行株强毒攻击后,免疫鸡的
喉气管和泄殖腔中仍可含有较高滴度的病毒载量,
从而为免疫鸡群中流行毒株的传播提供了机会。
国内外实验室研究业已证明:使用与流行株同型的
基因V II型疫苗可以有效降低免疫鸡群中NDV强
毒的携带量及感染率[ 32 - 33 ] ,这种新型疫苗对控制
我国ND流行有着非常广阔的应用前景。
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·18·  中国兽药杂志        2010, 44 (1) : 12~18 /刘秀梵,等 

畜牧之星 发表于 2010-8-30 20:55:46

谢谢楼主
我又学到了新的知识

富安大夫 发表于 2010-8-30 21:23:24

恩很好的资料
学习了

快乐旺旺 发表于 2010-8-30 21:36:45

新城疫是我们养鸡过程中常见病,病毒一旦在鸡群中建立感染,鸡发病绵延不断,并且病毒无法清除.本文详尽地描述了新城疫进化过程.病毒的类型以及当前使用的疫苗的特点和新型疫苗研制的展望.对我们的生产实践有一定的帮助.
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查看完整版本: 新城疫疫苗的进化及其新型疫苗的研制