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传染性支气管炎(IB)是由禽传染性支气管炎病毒(IBV)引起家禽的一种重要呼吸道传染病,已在全球范围内造成重大经济损失。IBV是冠状病毒科γ冠状病毒属的原型病毒,它与导致人类COVID-19的β冠状病毒——严重急性呼吸系统综合症冠状病毒-2(SARS Co V-2)相关。冠状病毒(Co V)具有广泛的宿主范围,包括人、动物、鸟类和啮齿动物。在过去的十年中,疾病大流行病毒,即SARS-Co V-2、SARS-Co V和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-Co V)已导致哺乳动物和鸟类大量死亡。刺突糖蛋白S具有非常重要的生物学功能,并且在S基因分析的基础上已对Co Vs变异株进行了分型研究。IBV作为一种RNA病毒,容易发生突变和重组而导致不同血清型的出现,这使得IB的诊断和控制越来越困难。因此,本研究旨在评估IBV分离株HH06的分子和致病特征、其进化和重组机制。此外,我们进行了系统发育、基序和重组网络分析,以比较包括SARS-Co V-2 Wuhan-Hu-1毒株和IBV HH06毒株等4个属的Co Vs。通过目前的研究,我们可以更好地认识IBV分离株的流行演变、新出现病毒的病理生物学机制和组织嗜性,为开发更有效的疫苗提供理论依据。在本研究中,我们首先分离并鉴定了一株IBV毒株HH06。简而言之,分离株的纯化和繁殖是通过9日龄SPF鸡胚(ECE)在尿囊腔中的3次传代,可观察到IBV的典型病变,如胚胎的侏儒化、出血、卷曲或发育迟缓。利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),设计3套引物扩增完整S基因,对其S基因进行系统发育、重组网络、进化机制、组织病理学和免疫组化(IHC)分析。系统发育分析结果显示HH06在基因型QX(G1-19)分支中,并与G1-18(LDT3-A)和G1-22(LSC/991)密切相关,而与经典毒株和疫苗毒株(如M41、H120和4/13毒株)距离远。重组网络树分析表明HH06与G1-18和TW-1型病毒密切相关,这些毒株之间可能发生重组。选择压力分析表明,有35个正选残留位点,并主要归因于到净化选择。考虑到当前大流行的SARS-Co V-2,对Co Vs进行了生物信息学的进一步研究,我们从4个属(Alphacoronaviruses(Alpha-Co Vs)、Betacoronaviruses(Beta-Co Vs),Gamacoronaviruses(Gamma-Co Vs)和Deltacoronaviruses(Delta-Co Vs))中选择了111个Co Vs毒株,此外,在之前的可用序列数据中,我们还选择了禽源IBV分离株HH06。在S糖蛋白基因、系统发育、基序确定的基础上,进行重组网络和选择压力分析。系统发育上,禽源Co Vs的IBV-HH06与鸭Co V和鹧鸪S14、LDT3(野鸭和鸡宿主)密切相关。雉鸡和鸽子来源的禽源Co V(Ph-Co V和Pi-Co V)在同一分支中。白鲸Co V(SW1)和宽吻海豚Co Vs哺乳动物起源分支远离其他动物起源病毒,并与禽类Co Vs组合成Gamma-Co Vs。SARS-Co Vs-2、SARS-Co Vs与Bat-Co Vs和Beta-Co Vs(C)的MERS-Co V密切相关。基序分析表明S蛋白上的保守结构域在同一系统发育类别中相似,并且在不同来源的不同结构域中是可变的。鸡在14日龄时感染IBV HH06和M41株,每天检查2次记录临床症状,在感染后第1、3、5、7、10和14天,每组捕杀5只鸡,观察其病理学变化。采集不同的病理材料(气管、肺、肾、法氏囊、脾、心脏和肝脏)用于苏木精和伊红(H&E)染色;气管、肺、肾、法氏囊和脾脏用于免疫组织化学染色(IHC);气管、肺和肾脏以实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)检测IBV的含量和分布。结果表明,两个IBV毒株显示不同的病理变化特征,与M41株感染组相比,HH06株可引起临床早期发病。2个感染组均表现抑郁、气管和肺部有轻微罗音,感染鸡昏昏欲睡,不愿活动,羽毛逆立,发病高峰期有水样腹泻。感染HH06鸡分别在感染后第5天和第6天各死亡1只,而M41导致2只鸡分别在感染后第6天和7天死亡。剖检鸡在气管和肺可见充血和多量黏液,同时也可见肾脏充血肿胀。与M41感染组相比,IBV HH06株可引起严重的肾损伤并伴有肾炎。组织学评估表明,HH06和M41毒株在不同器官中引起严重的组织病理学变化,并观察到广泛的组织嗜性。病变随时间的进展可分为退行性、增生性和恢复性阶段。在气管和肺,与HH06感染组鸡相比,M41组的病变严重程度更高。与呼吸器官相比,IBV-HH06能更有效地到达肾脏并进行复制。尽管IBVs(HH06和M41)在气管和肺导致典型的病理变化,但肾脏出现了更严重的变化,包括肾小管上皮变性坏死、炎症细胞浸润等。此外,在感染组鸡法氏囊、脾脏、心脏和肝脏也可观察到明显的病理学损伤。IHC分析表明,在感染HH06鸡肾脏中的病毒抗原强度高于气管和肺,但M41感染鸡在呼吸器官中表现出更多的抗原。感染HH06鸡气管在第5天观察到更多的IBV抗原,阳性细胞主要分布在黏膜和黏膜下层,而M41感染鸡在感染后第7天时有明显增多的阳性细胞。与M41株IBV感染鸡相比,HH06感染组肾脏中的病毒抗原检测显著更高,并主要存在于肾脏肾小管上皮细胞中。q RT-PCR分析表明,M41感染鸡组织中的病毒m RNA拷贝数在气管和肺中高于感染HH06毒株的鸡,但在肾脏HH06株感染鸡病毒含量明显增多。T细胞亚类分析,在HH06和M41感染鸡中,CD3+和CD8+细胞分别在第5天和第7天出现在气管、肺和肾中。IBV HH06感染鸡气管和肺脏在感染后第3天IFN-a和IFN-β明显增高,而M41株感染鸡气管在感染后第5天明显增高。对于TLR 3和MDA5来说,HH06株感染鸡气管和肾脏在感染后第1和3天明显增高,而M41毒株则在感染后第5天可检测到。炎性细胞因子IL-1β和IL-6在IBV HH06株感染鸡气管和肾脏第3和5天明显增加,而M41毒株则在第5和7天显著增高。总之,IBV HH06株具有IBV特定的遗传特征,可诱发机体的免疫反应,组织趋向性主要从呼吸器官到肾脏器官,表明其肾病变形式,而经典的M41对呼吸系统具有明显的趋向性。冠状病毒IBV在禽类(如鸡、鸭等)具有宿主内传播的能力,并不断经历进化过程而导致新变种,这在IBV感染的防控方面应予以重视。