病毒是多形的,大致呈絲狀,長度為幾微米或球形,大小為 80 至 120 nm(圖 1)。任何形態(tài)形式的病毒粒子都被來自宿主細(xì)胞的脂質(zhì)包膜包裹著,具有球狀刺突或膜蛋白突起(圖 1)。盡管基因組大小很小,但 AIV 已經(jīng)進化出各種分子方法來表達來自單個基因片段的幾種病毒蛋白。
AIV 的八個 RNA 片段應(yīng)該編碼十種蛋白質(zhì)(Kang 等人,2021 年)。
甲型流感病毒根據(jù)其包膜蛋白、神經(jīng)氨酸酶 ( NA ) 和血凝素( HA )進一步根據(jù)毒株或亞型進行分類。
目前,已知 NA 和 HA 分別有 9 種 (N1-N9) 和 16 種 (H1-H16) 亞型 。HA 和 NA 都可以引發(fā)亞型特異性免疫反應(yīng),防止由相同亞型引起的感染,并部分防止由不同亞型引起的感染 。
在雞中,腸道和呼吸系統(tǒng)中的蛋白酶使 LPAI 和 HPAI 復(fù)制成為可能,而在鴨子中,它們的腸道是 LPAI 復(fù)制和脫落的主要器官,而呼吸道是 HPAI 復(fù)制和脫落的主要場所。
流感感染會刺激巨噬細(xì)胞、呼吸道上皮細(xì)胞和肥大細(xì)胞中的 RIG-I。具有非功能性 RIG-I 變體的宿主表現(xiàn)出顯著弱的抗病毒反應(yīng),表明 RIG-I 是宿主對抗 AIV 感染的主要途徑之一。雞缺乏RIG-I受體;盡管如此,雞中的 MDA5 可以識別與 RIG-I 相同的配體。NLR 主要在胞質(zhì)溶膠中表達并與不同的 PAMP 反應(yīng),導(dǎo)致絲裂原活化蛋白激酶、NF-κB 和 MAVS-IRF3 依賴性途徑中的炎癥反應(yīng)。NLR 上響應(yīng)流感病毒 NLRX1 的含有 Pyrin 結(jié)構(gòu)域的蛋白 3 或 cryopyrin (NLRP3)、含有 NLR 家族 CARD 的蛋白 2 (NLRC2 或 NOD2) 是主要的 NLR。NLRP3 刺激 pro-IL-1β 和 pro-IL-18 的產(chǎn)生,NLRC2 和 NLRX1 都刺激 I 型 IFN 的合成。
由微生物群的選擇性成員釋放的微生物配體,例如LPS,通常通過 TLR、IL-1R 或 TNF 受體刺激 pro-IL-18 和 pro-IL-1β(信號 1)的翻譯和轉(zhuǎn)錄激活。在流感感染的細(xì)胞中,病毒產(chǎn)生信號 2,這是形成NLRP3 炎性體和刺激 caspase-1 所必需的,后者將 pro-IL-18 和 pro-IL-1β 切割成成熟形式。盡管據(jù)我們所知,尚未鑒定出與 NLRP3 相互作用的特定 PAMP,但流感病毒的配體,如 PB1-F2、M2 和病毒 RNA,以及正常微生物組的配體會啟動 NLRP3 的激活。
通過先天受體識別病毒之后,會快速刺激抗病毒效應(yīng)反應(yīng),例如巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞分泌 IL-6、IL-1β 和 TNF-α 。先天的抗病毒反應(yīng)觸發(fā)病毒感染細(xì)胞分泌 I 型干擾素 。I 型 IFN 是抑制病毒復(fù)制和刺激參與先天免疫的細(xì)胞(尤其是樹突狀細(xì)胞)所必需的抗病毒效應(yīng)物,從而促進適應(yīng)性免疫的刺激。受體-IFN 結(jié)合導(dǎo)致Janus 激酶的刺激以及轉(zhuǎn)錄通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活因子,導(dǎo)致數(shù)百個干擾素刺激基因 (ISG) 受到刺激。ISG 包括粘病毒抗性蛋白、IFN 誘導(dǎo)的跨膜蛋白、核糖核酸酶 L、2'-5'-寡腺苷酸合酶和 RNA 活化蛋白激酶、毒蛇素和蘇氨酸,在針對 AIV 的免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。
為 AIV、腸道微生物群和雞免疫反應(yīng)之間的相互作用實施雞模型
AIV、GIT 微生物組和雞免疫反應(yīng)之間的相互作用如圖 4 所示。
長期以來,肉雞行業(yè)一直依賴于通過日糧在雞體內(nèi)使用抗生素生長促進劑 (AGP) ,以提高飼料轉(zhuǎn)化率并確保動物體重增加以及由于臨床和亞臨床感染導(dǎo)致的低發(fā)病率和死亡率 。AGP 的好處部分是由于在減少 GIT 中的總細(xì)菌負(fù)荷和抑制潛在病原體后調(diào)節(jié)宿主免疫反應(yīng)。然而,抗菌素耐藥性的日益蔓延(對抗生素的多重耐藥性)和對公共衛(wèi)生的相關(guān)威脅促使政府限制在農(nóng)場使用 AGP。
有許多安全、天然的物質(zhì)已被證明有效,它們已被用于通過與雞體內(nèi)的各種病原體競爭來促進腸道健康和促進腸道微生物組的活動,包括草藥提取物、精油、氨基酸、益生元、益生菌、合生元、外源酶、有機酸和通過綠色合成合成的納米顆粒。
這些天然物質(zhì)刺激雞群的生長,提高它們的生產(chǎn)力和免疫力,促進病原體抵抗力,并確保生產(chǎn)具有高營養(yǎng)價值的有機禽類產(chǎn)品; 這些物質(zhì)對人類食用是安全。
益生元是未消化通過 GIT 近端部分的化合物,可以誘導(dǎo)后腸定殖的有益微生物的生長或活動,從而改善宿主生理機能。大多數(shù)益生元屬于低聚半乳糖、低聚果糖、棉子糖家族低聚糖和低聚甘露糖,并且不能被宿主消化。然而,腸道微生物群可以分解它們以產(chǎn)生短鏈脂肪酸,例如丙酸鹽、乙酸鹽和丁酸鹽。
益生菌是用作飼料添加劑,當(dāng)以足夠的量給藥以促進 GIT 中存在的微生物成員之間的良好平衡時,它們會對健康產(chǎn)生有益影響。
有機酸及其鹽因其營養(yǎng)價值和抗菌特性而廣受歡迎,可對生長性能產(chǎn)生積極影響;它們可以以簡單的一元羧酸(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸)、帶羥基的羧酸(乳酸、蘋果酸、酒石酸和檸檬酸)或含有雙鍵的短鏈羧酸(富馬酸和山梨酸)的形式存在酸);它們作為植物或動物細(xì)胞的正常成分廣泛分布于自然界。有機酸有時以鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽的形式出現(xiàn),它們是飼料生產(chǎn)過程中的首選形式,因為它們比揮發(fā)性更強的酸形式更穩(wěn)定、無味且更易于處理。
通過綠色合成合成的草藥提取物、納米制劑和納米顆粒通常被加入到家禽的飲食或飼料中,以提高它們的性能。這些化合物對腸道疾病、胃腸道完整性、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、免疫力和生產(chǎn)力的影響已在雞身上進行了全面綜述。
腸道菌群,包括不同種類的乳酸桿菌、布勞蒂亞雙歧桿菌、糞桿菌、XlVa梭菌和厚壁菌門的成員,在預(yù)防和控制 AIV 和其他感染方面發(fā)揮著重要作用。
在 AIV 感染期間,促炎細(xì)胞因子如 IFN-γ、IFNα、IL-17A 和 IL-22 的表達顯著增加。TFF2、MUC、ZO-1、claudin 3 和occludin的表達顯著降低,導(dǎo)致黏膜完整性降低和炎癥反應(yīng)增加,導(dǎo)致嚴(yán)重的腸道損傷和生態(tài)失調(diào)。
病原體可以侵入腸道,引起全身反應(yīng)。因此,在飼料中使用含有益生菌、益生元、合生元、草本提取物、精油、必需氨基酸、有機酸和外源酶的飼料補充劑可增強腸道局部免疫力,確保腸道黏膜健康,減少感染腸道菌群的機會以及減少H9N2 AIV 等病原體。