土耳其关节炎呼肠孤病毒感染火鸡腓肠肌肌腱生物力学特性的改变

抽象的

火鸡关节炎呼肠病毒(TARV)会引起商品火鸡的跛行和腱鞘炎，在市场销售年龄时经常与腓肠肌肌腱破裂有关。本研究旨在研究呼肠孤病毒感染火鸡肌腱的生物力学特性。1周龄的火鸡家禽口服O’neil菌株的TARV并观察至16周龄。8周龄时首次观察到跛行，12和16周龄时继续观察。在4、8、12和16周龄时，从腿部采集样本。取左跗间关节及邻近腓肠肌肌腱行组织学检查。通过对右腓肠肌肌腱的拉伸强度和弹性模量进行分析。16周龄时，感染tarv的火鸡腓肠肌肌腱明显减少()与未感染对照火鸡相比的抗拉强度和弹性模量。腓肠肌肌腱表现为淋巴细胞性肌腱炎/腱鞘炎，从4周龄开始，持续到8周龄和12周龄，从12周龄到16周龄进展为纤维化。我们认为，肌腱纤维化是导致TARV感染火鸡腓肠肌肌腱拉伸强度和弹性降低的关键特征之一。

1.介绍

火鸡呼肠病毒常与火鸡的肠道疾病有关[1- - - - - -3.］．最近，从15周大的跛腿火鸡的腓肠肌、指屈肌腱和滑膜液中分离出火鸡呼肠孤病毒，其中一些腓肠肌或指屈肌腱破裂，组织学上有淋巴细胞性腱鞘炎的一致证据。这些火鸡关节炎呼肠病毒(TARVs)与鸡呼肠病毒(CARVs;［4])。

实验通过口服、气管内和脚垫途径接种TARV，在接种后4周(PI)引起腓肠肌淋巴细胞性腱鞘炎组织学病变。在接种火鸡肠呼肠病毒(TERV)或鸡关节炎呼肠病毒(CARV)的家禽中没有这种损伤[5］．1周龄火鸡口服接种TARV可在8周龄时引起跛行临床症状，12周龄和16周龄时跛行症状严重[6］．

影响家禽生产的禽呼肠孤病毒可能造成毁灭性的经济后果。禽呼肠孤病毒(ARV)在家禽(鸡和火鸡)中普遍存在，>80%的家禽是非致病性的[7］．ARV于1954年首次从鸟类孤立[8］．ARV在5 - 7周龄鸡诱发腱鞘炎/关节炎，导致重型鸡跛行[9］．试验在鸡身上繁殖了跛足[10]但在火鸡繁殖临床疾病的试验并未成功[11］．

本研究的目的是比较tarv感染火鸡和未感染火鸡在4、8、12和16周龄腓肠肌肌腱的生物力学特性。此外，对腓肠肌肌腱的组织学改变进行了描述，以确定生物力学特性的任何差异是否与肌腱的形态变化有关。在TARV感染火鸡的肌腱生物力学特性的变化与组织学和临床发现之间建立相关性是TARV致病性的一个重要方面。

2.材料和方法

2．1.样品

从一项实验试验中抽取样本[6]其中，雄性白色商业（尼古拉斯）猪被分为两组；一组在1周龄时口服0.2%的疫苗 用无病毒MEM接种TARV O’Neil株mL和未感染对照组。在4、8、12和16周龄时，每组10只鸟被安乐死，然后立即收集右侧带腓肠肌肌腱的跗间关节（飞节），将其固定在10%中性缓冲福尔马林中进行组织病理学检查。取下左腿的皮肤，用含磷酸盐缓冲盐水的纱布包裹，并保持冰冻(−20°C），直到进行生物力学测试。

2.2。组织病理学

福尔马林固定间隔关节在EDTA溶液中脱钙，用苏木精和曙红（H＆E）进行修剪，加工和染色。在Olympus BX40显微镜下检查染色组织的幻灯片，通过奥林巴斯DP71数字显微镜相机进行显微照片。特殊染色是由Masson Trichrome染色来检测胶原蛋白的特殊染色，这表明纤维化。

2．3.生物力学

在起点(腓肠肌复合体)和止点(到跗跖骨)中间的腓肠肌外肌腱的36mm段被修剪为2mm宽(图)1)使用定制的双刃冲头。这样做是为了确保每个钢筋束（中间部分）的应力焦点具有统一的长度和宽度。通过在高灵敏度桌面电磁加载装置（Endura-TEC，ELF 3200系列，EnduraTEC Systems Corporation，明尼苏达州明尼通卡市）的压力板之间放置修剪段，确定修剪中部各钢筋束的厚度。

使用MTS 858电磁材料测试系统（MTS，MN，美国）测量腓肠肌肌腱的抗拉强度和弹性模量。将足部和带附着肌肉的胫距肌嵌入聚氨酯灌封化合物（Fastcast，Goldenwest MFG，Oak Ridge，CA）中。然后将封装筒固定在单极电磁装置加载架的底座上，并使用固定的鳄鱼牙螺钉夹将腓肠肌肌腱（带部分腓肠肌）连接到装置的上液压臂上（图2)．在每个肌腱上施加力量，使其伸展并在扇形中段完全断裂。测量单位为兆帕(MPa)。在每个时间点对每个实验组的6条肌腱进行分析，在最终的计算中忽略了在预定的扇形中段没有断裂的肌腱的测量。在预定的扇形中段肌腱断裂确保了不同鸟类肌腱生物力学特性的测量在同一区域。所用设备的软件生成了每个肌腱的应力/应变曲线(图)3.)．

2.4。统计分析

显著差异(）通过使用参数和非参数学生确定感染和4,8,12和16周的感染和未染色的基团的拉伸强度和弹性-test（NCSS 8统计软件，NCSS LLC，Keysville，UT）。

3.结果

3.1。跛足和组织病理学

如前一项研究所示[6]，感染组8周龄开始出现跛腿(26%)，12周龄和16周龄跛腿率分别达到30%和48%。4、8周龄接种tarv的禽鸟，滑膜下腓肠肌腱鞘可见明显的淋巴细胞浸润，滑膜细胞轻度增生。8周大的鸡腓肠肌肌腱也有轻微的滑膜下纤维化。12周时淋巴细胞浸润减少，滑膜下纤维化增加，也累及腱周，在16周龄火鸡中更明显。Masson三色染色显示，12和16周龄感染火鸡的滑膜下、腓肠肌肌腱和腱鞘腱鞘周围的胶原蛋白沉积呈进行性增加(图)4)．在所有年龄段中，受感染禽类的肌腱组织炎症评分明显高于未受感染的对照组[6］．鸟类没有显示腹泻。然而，感染鸟类的体重显着低于12和16周龄的对照鸟类[6］．表现出严重跛行、肌腱断裂(16周龄仅1只)和/或无法站立的鸟被实施安乐死。

３.２．生物力学

虽然我们总共有80条腿，但由于资金和时间的限制，我们随机只处理了48条腿进行生物力学研究。在检查的48条腿中，我们进一步消除了5条腓肠肌肌腱/组，因为肌腱在肌腱的预定中部没有断裂。在所有情况下，异常断裂都发生在肌腱末端或夹紧区域。感染组和非感染组在4、8和12周龄时腓肠肌肌腱的平均抗拉强度和弹性模量之间没有显著差异；然而，到16周龄时，受感染火鸡的腓肠肌肌腱有显著的降低()的平均抗拉强度和弹性模量与未感染火鸡的肌腱比较(表1)有趣的是，16周龄时，临床跛行度与生物力学性能（拉伸强度和弹性模量）之间的相关系数呈反比关系（图1）5)．

4.讨论

与呼肠孤病毒感染相关的肌腱断裂的临床病例通常在12周龄以上的雄性火鸡中观察到（David Mills，personal communication）。我们发现，1周龄火鸡用TARV浇注液接种后，在4周龄时诱发组织学腱鞘炎，而无临床跛行[5］．然而，临床跛足可在8周PI时出现，随后在12周和16周PI时进展[6］．本研究的目的是确定Tarv感染对火鸡胃肠杆菌肌腱拉伸强度和弹性模量（抗弹力的抗弹性模量）。

滑膜下纤维化首先发生在8周龄火鸡，并在16周龄时成为主要发病。肌腱的平均拉伸强度和弹性模量显著降低(）与无感染的火鸡相比，在16周的感染火鸡中。与所有其他时间点的对照相比，对照火鸡的平均肌腱拉伸强度在8周龄的情况下显着降低（表1)．也许8周大的对照组火鸡肌腱拉伸强度的降低是假的低，因为这组火鸡只有4条肌腱被分析为两条肌腱异常断裂的结果，这两条肌腱在研究中被忽略了。受感染火鸡在所有时间点的肌腱拉伸强度均相同()．在4,8和12周的控制火鸡中的平均肌腱弹性相同，而无感染的16周龄火鸡的弹性显着增加（)(表1)．这些观察结果可以解释纤维化在降低感染的火鸡中的拉伸强度和弹性模量时的作用。

以往对火鸡肌腱中胶原蛋白组成和排列的研究表明，随着火鸡生长，前胶原蛋白的含量和组织发生了进行性变化[12］．在我们的研究中，诱导腓肠肌滑膜下和肌腱的大量炎症和水肿，以及呼肠孤病毒在这些组织中的复制[6，可能改变了生理胶原沉积，最终改变了肌腱的拉伸强度和弹性。

Reovirus感染的鸡的胃肠肌腱生物力学研究表明，与年龄6,10和18周的无感染鸡相比，在一天中感染的鸡肌腱显着降低平均抗拉强度（)．这项工作还报告说，与其他时间点相比，对照鸟类的平均肌腱拉伸强度的逐渐增加，其仅在18周内明显高。此外，对照中的平均弹性模量仅在18周内显着低于感染鸟类的显着低13］．我们的调查结果非常平行鸡研究，可以改善我们对塔夫动发病机制的理解[14］．

在我们的研究中，火鸡肌腱的生物力学特性的变化可能是受感染的跛足鸟运动减少的结果。以前的一项研究表明，固定化鸡的肌腱强度降低了10-30%，弹性降低了70% [15］．这些结果归因于电镜下胶原纤维组织和直径的减少。

最后，受呼肠胺病毒感染的火鸡随着年龄的增长，在肌腱上和周围逐渐沉积纤维结缔组织，加上体重的逐渐增加[6]可能是诱发跛足的一个诱发因素，在某些情况下，还可能导致肌腱断裂。临床跛行与抗拉强度和弹性模量的负相关增加，提示生物力学特性值的降低可能是16周龄时临床跛行增加的原因。在鸡中，有人提出，随着年龄的增加，重量级鸡腓肠肌肌腱和指屈肌腱破裂是由纤维化和粘连引起的[16］．

总之，tarv感染的火鸡在4周龄时发展为腓肠肌淋巴细胞性腱鞘炎，在16周龄时发展为纤维化。在8周时观察到临床跛行，在16周时观察到50%的感染禽类。在16周大的火鸡中，有一小部分伴有肌腱断裂。在快速生长的火鸡感染期间，进行性跛行和偶尔的肌腱断裂表现为肌腱功能改变(拉伸强度和弹性模量降低)。

相互竞争的利益

作者声明他们没有相互竞争的利益。

致谢

作者感谢杰克·罗森伯格博士为这项研究提供的TARV-O 'Neil。这项研究得到了明尼苏达大学快速农业研究基金的部分支持。

参考文献

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