A long‐term study of Australian infectious bronchitis viruses indicates a major antigenic change in recently isolated strains

Summary

The antigenic relationship among 36 IBV strains isolated between 1961 and 1994 from vaccinated and non‐vaccinated chicken flocks was determined. Based on the reaction with nine monoclonal antibodies (MAbs) in ELISA and polyclonal chicken sera in western blotting, IBV strains clearly fell into two distinct antigenic groups. Nineteen IBV strains isolated between 1961 and 1994 from various locations were antigenically related, having common cross‐reactive epitopes on the peplomer S, the nucleocapsid N and the membrane M proteins. IBV strains within this classical group could be antigenically differentiated further by serotyping and by their reaction with MAbs. Seventeen IBV strains isolated between 1988 and 1994, shared only a minor degree of antigenic similarity with strains in the classical group. Strains in this novel group were antigenically related to each other and shared cross‐reactive epitopes particularly on the N and M proteins. The novel IBV strains were not detected before 1988 and their origin is unknown. They appeared suddenly and almost simultaneously at two distant commercial sites, Redland Bay and Appin, and were also isolated at a third location in Victoria 3 years later. The Appin strains persisted on the site for 3 years without changes in antigenicity, including the serotype; however, following introduction of vaccination with novel strains a variant of new serotype was isolated. Variants isolated in Victoria on the other hand showed greater antigenic diversity and tendency for change. Novel strains have not displaced classical strains which continued to be isolated frequently.

Résumé

Les relations antigéniques parmi 36 souches d'IBV isolées entre 1961 et 1994 à partir de troupeaux de poulets vaccinés ou non ont été étudiées. Pour cela l'application d'une technique ELISA utilisant neuf anticorps monoclonaux (MAbs) et d'une technique de Western blot utilisant un sérum polyclonal de poulet a permis de classer les souches IBV en deux groupes antigénétiquement distincts. Dix‐neuf souches d'IBV isolées entre 1961 et 1994 de différentes régions possèdent les mêmes caractéristiques antigéniques, c'est‐à‐dire présentent des réactions croisées épitopiques communes avec le peplomer S, la nucléocapside N et les protéines M de membrane. Les souches d'IBV à l'intérieur de ce groupe ‘classique’ peuvent être différenciées ensuite par sérotypage et par leur réactivité avec les MAbs. Dix‐sept souches d'IBV isolées entre 1988 et 1994 présentent seulement quelques similarités avec les souches appartenant au groupe classique. Les souches de ce nouveau groupe sont antigénétiquement similaires entre elles et présentent des réactions croisées épitopiques particulièrement avec les protéines N et M. Les nouvelles souches d'IBV n'ont pas été isolées avant 1988 et leur origine est inconnue. Elles sont apparues soudainement et presque simultanément dans deux localités différentes, Redland Bay et Appin, et ont été aussi isolées dans une troisième localité dans l'état de Victoria trois ans plus tard.

Les souches d'Appin ont persisté sur le site durant trois années sans présenter de changement antigénique, incluant le sérotype, cependant après l'introduction d'une nouvelle souche vaccinale, un variant d'un nouveau sérotype a été isolé. Les variants isolés dans l'état de Victoria ont présenté une plus grande diversité antigénique et une tendance à montrer des changements. Les nouvelles souches n'ont pas supplanté les souches classiques qui continuent à être fréquemment isolées.

Zusammenfassung

Die Antigenverwandtschaft zwischen 36 IBV‐Stämmen, die zwischen 1961 und 1994 aus vakzinierten und nicht‐vakzinierten Hühnerherden isoliert wurden, wurde ermittelt. Auf der Grundlage der Reaktionen mit neun monoklonalen Antikörpern (mAk) im ELISA und mit polyklonalen Hühnerseren im Western Blot fielen die IBV‐Stämme deutlich in zwei verschiedene Antigengruppen. Neunzehn IBV‐Stämme, die zwischen 1961 und 1994 von verschiedenen Standorten isoliert wurden, waren antigenverwandt; sie hatten gemeinsame kreuzreagierende Epitope auf den Peplomer‐S‐, den Nucleokapsid‐N‐ und den Membran‐N‐Proteinen. Die IBV‐Stämme innerhalb dieser klassischen Gruppe konnten außerdem durch Serotypisierung und durch ihre Reaktion mit mAk antigenisch differenziert werden. Siebzehn zwischen 1988 und 1994 isolierte IBV‐Stämme teilten nur eine geringgradige Antigenähn‐lichkeit mit der klassischen Gruppe. Stämme in dieser neuen Gruppe waren untereinander antigenverwandt und hatten kreuzreagierende Epitope insbesondere auf den Proteinen N und M gemeinsam. Die neuen IBV‐Stämme wurden nicht vor 1988 nachgewiesen, und ihre Herkunft ist unbekannt. Sie erschienen plötzlich und fast gleichzeitig an zwei weit voneinander entfernten kommerziellen Standorten, nämlich Redland Bay und Appin, und sie wurden drei Jahre später auch an einer dritten Stelle in Victoria isoliert. Die Appin‐Stämme persistierten an dem Standort drei Jahre lang ohne Veränderung ihrer Antigenität einschließlich des Serotyps, jedoch wurde nach der Einführung der Vakzinierung mit neuartigen Stämmen ein neuer Serotyp isoliert. Anderseits zeigte sich bei in Victoria isolierten Varianten eine größere Antigenverschiedenheit und eine Tendenz zur Wandlung. Die neuen Stämme haben klassische Stämme, die weiterhin häufig isoliert worden sind, nicht verdrängt.

Resumen

Se determinaron las relaciones antigénicas entre 36 cepas de IBV aisladas entre 1961 y 1994 procedentes de grupos de aves vacunadas y no vacunadas. Se observaron dos grupos antigénicos diferentes de IBV cuando se estudiaron estos aislamientos mediante ELISA y anticuerpos monoclonales (Mabs) o ‘western blotting’ y anticuerpos policlonales de gallina. Un total de 19 cepas de IBV aisladas entre 1961 y 1994 procedentes de diferentes áreas estuvieron relacionadas antigénicamente y presentaron epitopos en las proteínas del peplómero S, la nucelo‐cápside N y la membrana M con una reacción cruzada frecuente. Las cepas de IBV incluidas en este grupo clasico pudieron ser diferenciadas antigénicamente mediante serotipaje y por su reacción con Mabs. Un total de 17 cepas de IBV aisladas entre 1988 y 1994 compartieron únicamente un grado reducido de similitud antigénica con las cepas en el grupo anterior. Las cepas de este grupo nuevo estuvieron relacionadas antigénicamente y presentaban una reacción cruzada especialmente en los epitopos de las proteínas N y M. Estas cepas nuevas de IBV no fueron detectadas con anterioridad a 1988 y no se conoce su origen. Aparecieron repentinamente y casi simultáneamente en dos granjas distanciadas, Redland Bay y Appin, y fueron aisladas en una tercera localidad en Victoria tres años más tarde. Las cepas Appin persistieron en esta localidad durante tres años sin sufrir cambios de antigenicidad incluyendo el serotipo; no obstante, tras la vacunación con nuevas cepas se aisló una variante de un serotipo nuevo. Por el contrario, las variantes aisladas en Victoria mostraron una diversidad antigénica superior y una tendencia a cambiar. Las nuevas cepas no han desplazado a las cepas clásicas que continúan siendo aisladas frecuentemente.