历史上已灭绝的IV型新城疫病毒毒株在野生鸟类和家禽中的重新出现及其特征：遗传学研究、致病性及疫苗效力分析

《Journal of Virology》：Emergence and characterization of historically extinct virulent genotype IV Newcastle disease virus in wild and domestic birds: genetic insights, pathogenicity, and vaccine efficacy

　　基因型IV新城疫病毒（NDV）在超过20年后于中国重新出现，其代表株KS02对 SPF鸡致病性极强，致死率100%，且病毒 shedding持续时间长。尽管LaSota疫苗可诱导HI titers ≥4 log?，但仅提供55%保护率，当HI titers ≥5 log?时完全保护。该病毒在迁徙水禽和家禽中双向传播，提示需加强全球监测和优化疫苗策略。

　　### 重新出现的NDV基因型IV病毒对家禽健康与生产的影响

Newcastle disease virus (NDV) 是一种对全球家禽产业和野生鸟类造成重大威胁的高致病性病毒。这种病毒在多个地区和鸟类物种中传播，对鸡群的健康和经济造成严重破坏。NDV属于副黏病毒科Avulavirus属，其基因组为单链负义RNA，长度约为15.2 kb，编码六个结构蛋白：核衣壳蛋白（N）、磷酸蛋白（P）、大RNA依赖性RNA聚合酶（L）、基质蛋白（M）、融合蛋白（F）和血凝素-神经氨酸酶（HN）蛋白。这些蛋白在病毒的复制、致病性和与宿主免疫系统相互作用中起着关键作用。

根据其在鸡中的致病性，NDV被分为三种病型：弱毒型（lentogenic）、中等毒力型（mesogenic）和强毒型（velogenic）。强毒型NDV会引起严重的全身性感染，死亡率极高，因此被列为世界动物卫生组织（WOAH）《陆地动物卫生法典》中的法定报告疾病。在NDV的分类中，其主要分为两类：第一类由单一基因型组成，通常来源于野生水禽，偶尔会感染家禽；第二类则具有显著的遗传多样性，涵盖22个基因型和多个亚型。历史上的第二类基因型II、III、IV和IX与1940年代至1960年代首次ND大流行有关，被认为是“历史”或“祖先”病毒。相比之下，现代强毒型第二类NDV基因型，如V（北美洲和非洲）、VI和VII（全球范围内，常与近期疫情相关）、XI（马达加斯加）、XII（亚洲和南美洲）、XIII（亚洲）、XIV（尼日利亚）、XVI（多米尼加共和国）以及XVII和XVIII（非洲），持续出现，表明第二类NDV仍在不断进化。

基因型IV NDV是一种仅由强毒株组成的病毒，最早于1933年在英国赫特福德郡的鸡群中被发现。1930年代至1950年代，基因型IV病毒在欧洲的ND大流行中占据主导地位，包括英国/赫特福德郡/1933、意大利/1944和保加利亚/普洛夫迪夫/1153/1959等代表性毒株。随后，该病毒传播至亚洲、中东、美洲和非洲，如1973年和1980年在尼日利亚的分离株，以及2000年在印度发现的最后一种分离株（印度/NDV-2K3/Pi/2000，GenBank编号FJ986192）。在2000年之后，基因型IV NDV在全球范围内的野生或家禽中未被报告，直到本研究发现其在2021年至2023年间在中国的重新出现。

### 基因型IV NDV的重新出现及其遗传特征

本研究通过对中国九个省份的6,731只野生鸟类和家禽进行分子流行病学监测，确认了基因型IV NDV在野生和家禽中的重新出现。这些分离株在遗传上与历史上的基因型IV病毒高度相似，表明其可能来自一个长期潜伏或被低估的生态位。四个分离株分别来自2021年的鄱阳湖灰雁（Anser anser）、2021年的鄱阳湖野鸡（Gallus gallus）、2022年的长春活禽市场家鸭（Anas platyrhynchos）以及2023年的大连活禽市场家鸡（Gallus gallus domesticus）。值得注意的是，这些分离株在2021年至2023年期间未在其他主要迁徙路线（如中亚迁徙路线、东南亚-中国迁徙路线、南亚-中国迁徙路线和西太平洋迁徙路线）的样本中被检测到，且在实验室存档的临床样本（2021年前）中也未发现该病毒。

基因型IV NDV的分离株在F基因和HN基因的核苷酸序列中显示出与历史基因型IVa病毒的高相似性，超过了94.6%和95.5%。例如，与1973年尼日利亚鸡/VRD Ibadan/1973分离株的差异小于0.2%，而与1933年英国鸡/Herts/1933分离株的差异范围为0.2%至0.4%。尽管时间跨度为50至90年，但这些分离株的遗传相似性令人惊讶。全基因组测序进一步确认了这些分离株与历史基因型IVa病毒的密切关系，显示其全基因组序列的差异范围为0.3%至5.7%。这些发现与NDV作为RNA病毒通常快速进化的特性相悖，提示这些分离株可能并非自然演化而来，而是可能源自保留的材料、在未充分采样的生态位中持续存在，或通过迁徙路线多次引入。

### 基因型IV NDV的致病性和传播能力

所有当前的基因型IV NDV分离株均在融合蛋白（F蛋白）的切割位点（112RRQRRF117）显示出多碱基裂解序列，这一特征是强毒株的典型标志。这些病毒的ICPI（脑内致病性指数）得分超过1.4，平均死亡时间（MDT）在60小时以内，进一步证实其为强毒型病毒。以KS02为代表，该病毒在SPF雏鸡中表现出100%的致死率，且在感染后2至3天内导致死亡，伴随着严重的多器官损伤，包括呼吸道和消化道出血、非化脓性脑炎、脾脏淋巴细胞减少等。相比之下，感染基因型VII参考毒株NA-1的雏鸡在2至5天内死亡，但临床症状的出现时间较KS02晚约6小时。这些结果表明，基因型IV NDV（KS02）比当前流行的基因型VII NA-1毒株更具致病性和传播性。

在传播性研究中，KS02病毒显示出较高的传播能力。通过直接接触（同笼）和间接接触（同室）实验，感染KS02的雏鸡在36小时内开始出现临床症状，并在6至9天内死亡。相比之下，感染NA-1的雏鸡表现出相似的死亡率和发病率，但症状的出现和病毒脱落的时间被延迟了超过24小时。这些发现强调了基因型IV NDV的高致病性和传播能力，表明该病毒不仅在直接感染的鸟类中引起致命感染，还能通过直接和间接接触传播给其他鸟类。

### LaSota疫苗对基因型IV NDV的保护效果

LaSota疫苗是一种广泛用于预防ND的疫苗，其源自1946年在美国首次分离的基因型II NDV毒株。该疫苗因其成本效益、易于施用和已知的保护效果而被广泛应用。然而，其对当前基因型IV NDV分离株的保护效果尚不明确。本研究发现，当HI（血凝抑制）滴度达到常规保护阈值（≥4 log?）时，LaSota疫苗仅能提供有限的保护，导致KS02挑战组中55%的存活率，而NA-1挑战组中存活率高达95%。这表明，常规HI滴度不足以有效防止基因型IV NDV的感染，特别是在与疫苗抗原不匹配的情况下。

进一步研究发现，当HI滴度达到保护阈值的两倍（≥5 log?）或四倍（≥6 log?）时，LaSota疫苗能够提供完全的保护。在这种情况下，所有接种疫苗的雏鸡在14天观察期内均未表现出临床症状，且病毒脱落率显著降低。这些结果与先前的研究一致，表明更高的HI滴度对于完全阻断感染或病毒脱落至关重要。因此，为了有效控制基因型IV NDV等潜在强毒株的爆发，需要更新疫苗接种策略，包括加强免疫计划以诱导更高的HI滴度。

### 野生水禽在病毒传播中的作用

迁徙水禽，如灰雁（Anser anser），在维持和传播这些病毒中可能扮演关键角色。KS02病毒最初是从鄱阳湖灰雁的粪便样本中分离的，鄱阳湖是中国最大的淡水湖，也是东亚-澳大利西亚迁徙路线上的关键中转站。此外，其他分离株来自野生鸟类和家禽，表明病毒可能通过野生鸟类与家禽之间的双向溢出传播。这一发现突显了迁徙鸟类在NDV全球传播中的重要性，特别是在东亚-澳大利西亚迁徙路线，该路线可能促进了病毒的传播。因此，加强该地区家禽和野生鸟类的监测和生物安全措施对于防止未来的ND爆发至关重要。

### 研究的综合意义与建议

本研究揭示了基因型IV NDV在2021年至2023年间在中国的重新出现，这标志着该病毒在超过二十年后再次被发现。这一发现不仅对全球NDV的流行病学研究具有重要意义，也对家禽健康和生产提出了新的挑战。基因型IV NDV的高致病性和传播能力，以及LaSota疫苗在常规保护阈值下的有限保护效果，表明需要对疫苗策略进行更新，以确保对新型强毒株的有效防控。此外，由于病毒在遗传上的稳定性，其起源和进化历史仍需进一步研究。

为了有效应对这一新兴威胁，建议采取以下措施：首先，加强全球范围内的NDV监测，特别是在迁徙鸟类和家禽中；其次，优化疫苗接种方案，以诱导更高的HI滴度，从而提高疫苗的保护效果；最后，采用One Health方法，整合家禽和野生动物的监测，以更好地理解和控制NDV的传播。这些措施将有助于预防未来的ND爆发，并确保全球家禽产业的安全和可持续发展。