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禽病毒性关节炎(Avian viral arthritis)是由禽正呼肠孤病毒(Avian orthoreovirus,ARV)引起的一种以跗关节肿胀为特征的家禽传染病;心包积水肝炎综合征(Hydropericardium hepatitis syndrome,HHS)是由血清4型Ⅰ群禽腺病毒(Fowl adenovirus serotype 4,FAdV-4)引起的家禽致死性疾病。禽病毒性关节炎和HHS均是近年来严重阻碍家禽养殖业健康发展的重要传染病。2019年,本研究团队对8个商品肉鸡养殖场进行流行病学调查后发现,ARV的感染率约为73%,且ARV和FAdV-4混合感染率高达63%。为明确ARV和FAdV-4之间的协同致病性和可能涉及的共感染机制,开展了如下研究:1、ARV和FAdV-4对SPF鸡胚的共感染和协同致病性为解析ARV和FAdV-4对鸡胚的共感染和协同致病作用,本研究将120枚9日龄SPF鸡胚随机分为8个组(7个实验组,1个阴性对照组),分别进行了ARV和FAdV-4单独感染、同时感染及时序性感染的致病性研究。ARV和FAdV-4均经卵黄囊途径无菌接种SPF鸡胚,连续观察96 h并记录鸡胚死亡率,分别在24、48、72及96 hpi时,每组随机挑选3枚鸡胚,观察其病理变化并收集尿囊液检测病毒复制情况。实验结果显示,与单一病毒感染相比,ARV和FAdV-4共感染导致SPF鸡胚出现更严重的胚体出血和肝脏出血。ARV和FAdV-4单独感染组鸡胚死亡率分别为73%及47%,各共感染组鸡胚死亡率在87%100%之间,说明ARV和FAdV-4共感染增加了SPF鸡胚的死亡率。qPCR结果显示,在SPF鸡胚中,ARV可以促进FAdV-4的复制,而FAdV-4对ARV的复制无显著影响。2、ARV和FAdV-4对SPF鸡的共感染和协同致病性为明确ARV和FAdV-4对SPF鸡的共感染和协同致病作用,本研究将240只1日龄的SPF鸡随机分为8组,分别进行了ARV和FAdV-4单独感染、同时感染及时序性感染的致病性研究。ARV和FAdV-4分别经SPF鸡脚垫及腿部肌肉接种,连续观察14d,同时记录SPF鸡的临床症状和死亡率,并在6、12及24 hpi和2、4、7、10及14 dpi时,随机选取3只鸡,收集组织器官及血液进行病理组织学、病毒载量和细胞因子水平测定。结果表明,ARV和FAdV-4对SPF鸡呈现出较强的协同致病作用。ARV和FAdV-4共感染促进了HHS相关病症的发展,造成SPF鸡多脏器特别是免疫器官出现严重的组织学损伤。ARV和FAdV-4单独感染组SPF鸡的死亡率分别为11%及0%,各共感染组鸡的死亡率在14%50%之间,说明ARV和FAdV-4共感染导致SPF鸡的死亡率增高。共感染组SPF鸡肝脏中FAdV-4的DNA水平要高于FAdV-4单独感染组,肠道FAdV-4的病毒载量也要高于FAdV-4单独感染组。另外,细胞因子测定结果表明,ARV和FAdV-4共感染导致对SPF鸡先天免疫的抑制作用增强。3、ARV和FAdV-4共感染鸡胚肝细胞模型的建立为研究ARV和FAdV-4在鸡胚肝细胞中的共感染特点,本研究构建了鸡胚肝细胞模型,分别用1 MOI ARV和FAdV-4单独感染、同时感染及时序性感染鸡胚肝细胞。检测48 hpi的ARV和FAdV-4病毒载量,结果显示,同时感染组及时序性感染组中FAdV-4的病毒载量均要高于FAdV-4单独感染组,即在鸡胚肝细胞中,ARV可以促进FAdV-4的复制;同时感染组及时序性感染组中ARV的病毒载量和ARV单独感染组无显著差异,表明FAdV-4在鸡胚肝细胞中对ARV感染和复制无促进作用。4、ARV促进FAdV-4复制分子机制ARV感染可导致宿主天然免疫抑制,为研究ARV促进FAdV-4复制的相关机制,我们构建了ARV和FAdV-4单独感染及同时感染HEK293的细胞模型,并构建σA及σC蛋白表达载体评价ARV编码的蛋白在调控宿主天然免疫及促进FAdV-4复制的相关作用。间接免疫荧光检测结果显示,在24 hpi和48 hpi,ARV和FAdV-4均可以同时感染一个HEK293细胞。ARV的σA蛋白可以通过干扰IFN-α的产生进而抑制HEK293细胞的抗病毒活性,FAdV-4复制水平提高,而σC蛋白对宿主天然免疫及FAdV-4的复制无明显影响。综上所述,本研究从不同层面证明了ARV和FAdV-4的协同致病性并初步揭示了ARV的σA蛋白通过抑制宿主先天性免疫应答,促进FAdV-4复制的分子机制,可为禽病毒性关节炎和HHS的防控提供一定科学思路,同时也为进一步阐明ARV和FAdV-4协同致病机制提供了新思路、新论据。