Characterization of vaccine and field IBDV strains in Ukraine for proper vaccine selection for disease prevention

Abstract

Infectious bursal disease virus (IBDV) causes a highly contagious disease in young chickens and is distributed worldwide. Primary viral antigen is VP2. The VP2 gene contains hypervariable re-gion (VP2 HRV). Mutations in this region lead to emergence of antigenically different IBDV strains. For IBDV prevention, vaccination is used. The efficacy of vaccination depends on the ge-netic closeness of field and vaccine strains. Aim of the study was to analyze nucleotide sequence of different vaccine and field strains of IBDV circulating in Ukrainian poultry farms. Methods. In this study 11 vaccine strains and 16 field isolates were used. RNA was extracted using a magnetic separation method, reverse transcription was carried out and PCR was performed using specific primers to the VP2 gene. Obtained amplicons were used for sequencing. Phylogenetic and amino acid analysis was performed with MEGA 6 software. Results. 11 vaccine strains formed 5 phy-logenetic clusters. Cluster I represented strains GM97, 228E and MB/20. Cluster II contained mild vaccine strains LC-75 and D78. Intermediate strains Winterfield-2512 and Lukert formed cluster III. ‘Hot’ vaccine strains MB and MB/3 formed cluster IV. Cluster V was represented by strains MB/5 and V877. After addition of 16 Ukrainian field strains the tree structure remained the same. 8 isolates clustered together with ‘hot’, 5 – with intermediate, and 3 – with mild vaccine strains. Amino acid analyses confirmed antigenic closeness among vaccine and field strains of the same cluster. Conclusion. The obtained data can be used for the vaccine selection for IBD pre-vention in each particular poultry farm of Ukraine.

Вірус інфекційної бурсальної хвороби (ІБХ) викликає висококонтагіозне захворювання курчат та поширений у всьому світі. Головним антигеном є білок VP2. Ген VP2 містить гіперваріабельний регіон, мутації в якому призводять до появи нових антигенних варіантів вірусу ІБХ. Для попередження інфікування використовують вакцинацію, ефективність якої залежить від генетичної спорідненості вакцинних та польових штамів вірусу. Мета. проаналізувати нуклеотидну послідовність різних вакцинних та польових штамів вірусу ІБХ, поширених в господарствах України. Методи. У дослідженні було використано 11 вакцинних та 16 польових штамів вірусу ІБХ. РНК виділяли методом магнітної сорбції, здійснювали реакцію зворотної транскрипції та постановку ПЛР із специфічними праймерами до гену VP2. Амплікони секвенували, нуклеотидну та амінокислотну послідовність аналізували за допомогою програми MEGA 6. Результати. 11 вакцинних штамів формували 5 кластерів. Кластер І містив штами GM97, 228E та MB/20. Кластер ІІ бус сформований м’якими штамами LC-75 та D78. Середні штами Winterfield-2512 та Lukert формували кластер ІІІ. «Гарячі» штами MB та MB/3 містились у кластері IV. Кластер V містив штами MB/5 та V877. Після включення 16 польових ізолятів, виявлених в Україні, структура дерева не змінилась. Вісім з них групувалися разом з «гарячими», 5 – з середніми та 3 – з м’якими вакцинними штамами. Порівняння амінокислотних послідовностей підтвердило антигенну спорідненість штамів, що знаходились в одному кластері. Висновки. Отримані результати можуть бути використані для підбору вакцин для профілактики ІБХ в кожному окремому господарстві України.

Вирус инфекционной бурсальной болезни (ИББ) вызывает высококонтагиозное заболевание цыплят и распространен во всем мире. Главным антигеном вируса является белок VP2. Ген VP2 содержит гипервариабельный регион, мутации в котором приводят к появлению новых антигенных вариантов вируса ИББ. Для предупреждения инфицирования используют вакцинацию, эффективность которой зависит от генетического родства вакцинных и полевых штаммов вируса. Цель. проанализировать нуклеотидную последовательность различных вакцинных и полевых штаммов вируса ИББ, распространенных в хозяйствах Украины. Методы. В исследовании были использованы 11 вакцинных и 16 полевых штаммов вируса ИББ. РНК выделяли методом магнитной сорбции, осуществляли реакцию обратной транскрипции и постановку ПЦР со специфическими праймерами к гену VP2. Ампликоны секвенировали, нуклеотидную и аминокислотную последовательность анализировали с помощью программы MEGA 6. Результаты. 11 вакцинных штаммов формировали 5 кластеров. Кластер I содержал штаммы GM97, 228E и MB/20. Кластер II был сформирован мягкими штаммами LC-75 и D78. Средние штаммы Winterfield-2512 и Lukert формировали кластер ІІІ. «Горячие» штаммы MB и MB/3 содержались в кластере IV. Кластер V содержал штаммы MB/5 и V877. После включения 16 полевых изолятов, выявленных в Украине, структура дерева не изменилась. Восемь из них группировались вместе с «горячими», 5 – средними и 3 – мягкими вакцинными штаммами. Сравнение аминокислотных последовательностей подтвердило антигенное родство штаммов, находящихся в одном кластере. Выводы. Полученные результаты могут быть использованы для подбора вакцин для профилактики ИБХ в каждом отдельном хозяйстве Украины.