Molecular analysis of the 793/B serotype of infectious bronchitis virus in Great Britain

Summary

Since the winter of 1990/91 respiratory disease of poultry in Great Britain has commonly been associated with the 793/B (or 4/91) serotype of infectious bronchitis virus (IBV). We have sequenced a variable part of the S1 region of the spike protein (5) gene. Comparison of up to 270 nucleotides of 12 British 793/B isolates, obtained in 1991 and 1993, revealed 94 to 100% nucleotide identity with each other. Eleven of them fell into one of two subgroups, A and B, one isolate forming subgroup C. Identity within subgroups A and B was > 98%. The whole S1 gene sequence (1617 nucleotides) was determined for five 793/B isolates, two from each of subgroups A and B and one from subgroup C; nucleotide identity between any two isolates was > 97%.

A large proportion of the nucleotide differences corresponded to amino acid changes. The whole S1 amino acid sequence differed by 21 to 25% or more from that of all other published IBV sequences. This extensive difference has probably contributed to the persistence of the 793/B serotype in Britain even though het‐erologous vaccines have been used.

The finding that the 793/B isolates could be placed into three subgroups suggests that either (a) they had diverged from a common progenitor present, but undetected, in Britain prior to 1990/91 or (b) at least three different strains of the 793/B serotype had entered Britain in or prior to 1990/91.

Résumé

Depuis l'hiver 1990/1991 une infection respiratoire chez les volailles en Grande Bretagne a été fréquemment associée au sérotype 793/B (ou 4/91) du virus de la bronchite infectieuse (IBV). La partie variable du gène S1 correspondant à la protéine de spicule (S) a été séquencée. La comparaison de 270 nucléotides des 12 isolats Anglais 793/B, obtenus entre 1991 et 1993 a révélé 94 à 100% d'identité nucléotidique entre eux. Onze de ces isolats ont pu être classés en deux sous groupes A et B et un seul dans un sous groupe C. L'identité entre les sous groupes A et B a été supérieure à 98%. La séquence entière du gène S1 (1617 nucléotides) a été étudiée sur 5 isolats 793/B dont deux appartenaient à chacun des sous groupes A et B, et un au sous groupe C. L'identité nucléotidique entre les isolats a été supérieure ou égale à 97%.

Une forte proportion des différences nucléotidiques correspond à des changements d'acide aminé. La séquence entière des acides aminés de S1 diffère de 21 à 25% ou plus de toutes les autres séquences d'IBV publiées. Cette différence importante a certainement contribué à la persistance du sérotype 793/B en Grande Bretagne malgré l'utilisation de vaccins hétérologues.

Le fait que les isolats 793/B peuvent être classés dans trois sous groupes suggère que: (a) ces isolats ont divergé à partir d'un progéniteur commun présent, mais non détecté en Grande Bretagne avant 1990/91 ou, (b) au moins trois souches différentes du sérotype 793/B ont pénétré en Grande Bretagne avant ou au cours des années 1990/91.

Zusammenfassung

Seit dem Winter 1990/91 hingen Respirationskrankheiten von Geflügel in Großbritannien gewöhnlich mit dem Serotyp 793/B (bzw. 4/91) des Bronchitisvirus (IBV) zusammen. Wir haben einen variablen Teil der S1‐Region des Spike‐Protein (S)‐Gens sequenziert. Der Vergleich von bis zu 270 Nukleotiden von 12 britischen 793/B‐Isolaten aus den Jahren 1991 und 1993 ergab, daß deren Nukleotide zu 94–100% miteinander identisch waren. Elf dieser Isolate fielen in eine der beiden Untergruppen A und B, und ein Isolat bildete die Untergruppe C. Die Identität innerhalb der Untergruppen A und B betrug >98%. Die ganze S1‐Gen‐Sequenz (1617 Nukleotide) wurde für fünf 793/B‐Isolate bestimmt, und zwar für je zwei aus den Untergruppen A und B und eins aus der Untergruppe C. Die Nukleotid‐Identität zwischen jeweils zwei Isolaten betrug ≥ 97%.

Ein großer Anteil der Nukleotid‐Unterschiede entsprach den Aminosäure‐Veränderungen. Die volle S1‐Aminosäuresequenz unterschied sich um 21–25% oder mehr von der aller anderen publizierten IBV‐Sequenzen. Dieser beträchtliche Unterschied hat wahrscheinlich zur Persistenz des Serotyps 793/B in Großbritannien beigetragen, obwohl heterologe Vakzinen verwendet worden sind.

Die Feststellung daß die 793/B‐Isolate in drei Untergruppen eingeordnet werden konnten, deutet darauf hin, (a) daß sie sich entweder von einem gemeinsamen, vor 1990/91 in Großbritannien vorhandenen Vorfahren abgezweigt haben, oder (b) daß mindestens drei verschiedene Stämme des Serotyps 793/B in den Jahren 1990/91 oder davor nach Großbritannien hereingekommen waren.

Resumen

Desde el invierno de 1990/91 los procesos respiratorios en aves de granja en Gran Bretaña hand sido asociados al serotipo 793/B (o al 4/91) del virus de la bronquitis infecciosa (IBV). Hemos secuenciado una parte variable de la región S1 del gen de la proteina S. Se compararon hasta 270 nucleótidos de 12 aislamientos británicos del 793/B obtenidos entre 1991 y 1993, observándose que tenían una identidad nucleotídica del 94–100%. Un total de 11 aislamientos fueron considerados pertenecientes a uno de dos subgrupos, A y B, y un aislamiento formaba parte del subgrupo C. La identidad dentro de los subgrupos A y B fue superior al 98%. Se determinó la secuencia completa del gen S1 (1617 nucleótidos) para cinco aislamientos 793/B, dos para cada subgrupo A y B y uno para el subgrupo C; la identidad entre los aislamientos fue superior o igual al 97%.

Una proporción grande de las diferencias de nucleótidos correspondió a modificaciones en los aminoácidos. La secuencia completa aminoacídica de S1 difirió en un 21–25% o más de las publicadas previamente. Estas diferencias tan extensas contribuyeron probablemente a la persistencia del serotipo 793/B en Gran Bretaña a pesar del empleo de vacunas heterólogas.

El hallazgo de que los aislamientos 793/B se podían clasificar en tres subgrupos sugiere que se han originado a partir de un precursor común presente pero no detectado en Gran Bretaña antes de 1990/91 o que al menos tres cepas diferentes del serotipo 793/B llegaron a Gran Bretaña durante o antes de 1990/91

Notes

Present address: Veterinary Research Institute, 59 Jalan Sultan Azlan Shah, 31400 Ipoh, Malaysia.

To whom correspondence should be addressed.