Infectious bronchitis virus: phylogeny and evolution

Infectious bronchitis virus (IBV) is the causative agent of a highly contagious disease that results in severe economic losses to the global poultry industry. The virus exists in a wide variety of genetically distinct viral types, and both phylogenetic analysis and measures of pairwise similarity among nucleotide or amino acid sequences have been used to classify IBV strains. However, there is currently no consensus on the method by which IBV sequences should be compared, and heterogeneous genetic group designations that are inconsistent with phylogenetic history have been adopted, leading to the confusing coexistence of multiple genotyping schemes. Herein, we propose a simple and repeatable phylogeny-based classification system combined with an unambiguous and rationale lineage nomenclature for the assignment of IBV strains. By using complete nucleotide sequences of the S1 gene we determined the phylogenetic structure of IBV, which in turn allowed us to define 6 genotypes that together comprise 32 distinct viral lineages and a number of inter-lineage recombinants. Because of extensive rate variation among IBVs, we suggest that the inference of phylogenetic relationships alone represents a more appropriate criterion for sequence classification than pairwise sequence comparisons. The adoption of an internationally accepted viral nomenclature is crucial for future studies of IBV epidemiology and evolution, and the classification scheme presented here can be updated and revised novel S1 sequences should become available.

Il virus della bronchite infettiva aviare è l’agente patogeno di una malattia altamente contagiosa responsabile di ingenti perdite economiche nel settore avicolo. Il virus è caratterizzato da una grande variabilità genetica e antigenica che ha favorito la comparsa e la diffusione di molteplici e differenti tipi virali. Analisi filogenetiche e calcolo delle distanze nucleotidiche esistenti tra i ceppi sono state utilizzate per classificare la grande varietà di virus appartenenti a questa famiglia di patogeni. Nonostante ciò, non si è ancora raggiunto un accordo sul metodo con il quale i ceppi dovrebbero essere confrontati. Questo ha generato notevole confusione poiché ha favorito lo sviluppo di numerosi sistemi di classificazione, molto spesso contrastanti l’uno con l’altro, e l’utilizzo di nomenclature eterogenee che in molti casi non riflettevano la filogenesi. Lo scopo di questo lavoro è proporre un sistema di classificazione che sia semplice e ripetibile e basato esclusivamente sulle relazioni filogenetiche esistenti tra i ceppi di bronchite aviaria. Il lavoro si propone inoltre di assegnare una nomenclatura univoca e razionale dei gruppi genici identificati. Mediate l’analisi di tutte le sequenze nucleotidiche della proteina S1 disponibili in banca dati sono stati identificati 32 diversi lineaggi, compresi in 6 genotipi, e un numero di ceppi originati da eventi di ricombinazione tra lineaggi. Poiché la variabilità esistente tra i diversi ceppi di IBV è abbastanza elevata, qui si propone di usare le relazioni filogenetiche piuttosto che il calcolo delle distanze geniche come criterio più adatto per tracciare la storia evolutiva di IBV. L’adozione di una nomenclatura accettata a livello internazionale è di fondamentale importanza per gli studi futuri sull’epidemiologia ed evoluzione del virus della bronchite infettiva aviaria. Inoltre, così com’è stata sviluppata, la classificazione qui proposta può essere revisionata e aggiornata nel momento in cui saranno disponibili nuove sequenze virali della proteina S1.