王 衡,寧章勇,梁煥斌,古洪浪,張桂紅
(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,廣東 廣州510642)
2003年,有報(bào)道稱日本發(fā)現(xiàn)兩例戊型肝炎(Hepatitis E,HE)感染病例,1例53歲患者盡管早期出現(xiàn)嚴(yán)重的肝炎癥狀,但很快恢復(fù)健康;另1例70歲患者出現(xiàn)同樣的初期肝炎癥狀,但隨后出現(xiàn)肝昏迷并死亡于突發(fā)性肝衰竭。病原分離得知兩例患者感染的為Ⅳ型肝炎病毒;流行病學(xué)調(diào)查表明,在3個(gè)月內(nèi)2人共同食用5次未熟的野豬肝[1]。另外,香港明報(bào)新聞網(wǎng) (http://www.chinanews.com/ga/2010/12-30/2758109.shtml)在2010 年年末報(bào)道了這樣一則新聞,稱香港食物安全中心表示,香港的戊型肝炎由1998年起逐漸上升,至2010年已達(dá)100宗,數(shù)字為歷來的新高?;颊咄ǔS邪l(fā)燒、嘔吐、眼黃及尿液呈茶色等病征,報(bào)道同時(shí)指出,戊型肝炎患者多曾去過高危地方,或曾食用貝或豬肝等食物,以致染病。雖然兩則報(bào)道相距7年,但在這7年里,世界各地尤其是發(fā)展中國(guó)家類似的報(bào)道數(shù)不勝數(shù)。這提示我們戊型肝炎病毒正隱蔽在家畜、家禽及野生動(dòng)物體內(nèi),并悄悄地“潛伏”在我們周圍。
戊型肝炎是引起暴發(fā)性及散發(fā)性肝炎的主要原因,血清學(xué)調(diào)查表明[2],世界1/3人口曾經(jīng)感染過戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)。無論是在發(fā)展中國(guó)家還是在發(fā)達(dá)國(guó)家,戊型肝炎都不再是一種罕見的疾病,在發(fā)達(dá)國(guó)家每年約有1.3萬~2.6萬人慢性肝炎患者因合并HE死亡[3]。戊型肝炎具有比較明顯的年齡特異性,對(duì)于老年人、慢性肝炎患者及孕婦危害性尤高,孕婦感染HEV的死亡率可達(dá)20%[4]。眾多研究表明,豬HEV可能是人感染HEV的主要來源之一,因此,積極開展動(dòng)物源性HEV的研究將會(huì)對(duì)公共衛(wèi)生及動(dòng)物源性食品安全的實(shí)施具有巨大的幫助。
HEV屬于單股正鏈RNA病毒,是戊肝病毒屬的惟一成員。目前已經(jīng)鑒定出兩種截然不同的HEV,一種是感染哺乳動(dòng)物的HEV,包括4個(gè)基因型,可以引起人類的急性肝炎,目前認(rèn)為豬及其他多種動(dòng)物可能作為其重要的儲(chǔ)存器;一種是感染禽類的HEV,只含有1個(gè)基因型,可引起雞出現(xiàn)肝脾腫大癥狀。其中前者,被認(rèn)為可能是一種豬源的人獸共患病,也是目前動(dòng)物源性人獸共患病的研究熱點(diǎn)之一,該病毒具有一個(gè)7.2kb的基因組,含有3個(gè)開放閱讀框(ORFs),分別為編碼具有復(fù)制功能的多聚蛋白的ORF1、編碼病毒衣殼蛋白的ORF2以及編碼具有調(diào)節(jié)細(xì)胞蛋白激酶活性的ORF3。
根據(jù)病毒基因的變異性,我們將感染哺乳動(dòng)物的HEV分為4個(gè)基因型[5]:分別是以亞洲和非洲分離株為主的Ⅰ型;以墨西哥株及少量非洲散發(fā)疫區(qū)分離株為主的Ⅱ型;以分離自發(fā)達(dá)國(guó)家并可以是人源或豬源分離株為主的Ⅲ型;以亞洲分離株為主,尤其是主要發(fā)現(xiàn)于中國(guó)及日本的基因型Ⅳ型。
目前在我國(guó)大部分地區(qū)[6-8],不但在人群中可以檢測(cè)到高比例HEV陽性血清的存在,同時(shí)在家畜(豬、馬、牛、羊)及寵物(犬)體內(nèi)同樣可以發(fā)現(xiàn)高比例的HEV陽性血清,特別是在豬群中感染率尤為明顯,但HEV RNA陽性率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其血清陽性率。通過對(duì)我國(guó)分離到的病毒測(cè)序比對(duì)發(fā)現(xiàn),無論是人源還是動(dòng)物源的HEV大多數(shù)屬于Ⅳ型。而且對(duì)我國(guó)東部及南部的分離株分析發(fā)現(xiàn),豬HEV與人HEV具有較高的相似性。因此有學(xué)者推測(cè),豬可能是HEV重要的儲(chǔ)存器[9],并通過污染水源[10]和食品[11],作為一種人獸共患病病原在豬群及人群中自由傳播。通過對(duì)我國(guó)部分地區(qū),如我國(guó)上海、北京、湖南、廣西及內(nèi)蒙古等西部省份不同豬群調(diào)查表明,不同日齡、不同養(yǎng)殖方式的豬群中HEV陽性血清均維持在一個(gè)較高水平,3月齡以上豬群感染率高于三月齡以下豬群[4],散養(yǎng)豬群血清陽性率尤高,在北京部分散養(yǎng)豬群中陽性率可達(dá)90%以上[12]。因此可以推斷,我國(guó)大多數(shù)地區(qū)的大多數(shù)豬群均有過HEV的感染經(jīng)歷,而且部分豬群正處于隱性感染階段。
盡管自然感染HEV豬群很少出現(xiàn)典型的臨床癥狀或發(fā)病,但我國(guó)不同豬群HEV高感染水平的現(xiàn)狀我們不能夠忽視,因?yàn)樨i群具有潛在的作為HEV儲(chǔ)存器的能力。同時(shí)有研究表明,豬HEV可能跨種間傳播給人類,因此針對(duì)豬HEV的展開深入的研究,對(duì)于公共衛(wèi)生、器官移植及動(dòng)物源性食品安全有著重要的意義。
豬HEV具有跨宿主傳播給人類的可能,對(duì)該病毒進(jìn)行及時(shí)有效的診斷十分重要。目前實(shí)驗(yàn)室常用的豬HEV診斷方法有PCR、ELISA、免疫組化、原位雜交及其他分子生物學(xué)和免疫學(xué)方法。
2.1 用于豬HEV檢測(cè)的PCR方法 由于豬HEV屬于單股正鏈RNA病毒,因此實(shí)驗(yàn)室最早采用RT-PCR方法進(jìn)行該病原的檢測(cè),Huang等[13]針對(duì)病毒ORF2段基因設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增出大小為392 bp的產(chǎn)物,用于RT-PCR的檢測(cè),該方法不但可以進(jìn)行的病原的檢測(cè),而且序列分析表明,美國(guó)豬HEV流行株與美國(guó)人HEV流行株具有高于79%的相似性。另外一種PCR方法為巢式RT-PCR(nRT-PCR),Choi等[14]最早設(shè)計(jì)兩對(duì)引物對(duì)福爾馬林固定的肝臟進(jìn)行了豬HEV的檢測(cè),試驗(yàn)方法具有很好的特異性,目前該方法在很多實(shí)驗(yàn)室中被廣泛應(yīng)用。隨著實(shí)時(shí)定量PCR方法(Real-Time PCR)的不斷改進(jìn)和完善,在豬HEV檢測(cè)技術(shù)中又相繼出現(xiàn)了 SYBR GreenⅠReal-Time PCR[15]和TaqMan Real-Time PCR[16]方法,這些方法不但有高于nRT-PCR的靈敏性,而且可以用于多重檢測(cè)方法的建立。為建立一種靈敏可視化PCR檢測(cè)方法,本人所在研究團(tuán)隊(duì)建立了環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(Loop-Mediated Isothemal PCR,LAMP)用于該病毒的檢測(cè),試驗(yàn)方法具有與nRT-PCR相同的靈敏性,可有效的用于臨床樣品的檢測(cè)(研究結(jié)果未發(fā)表)。
2.2 用于豬HEV檢測(cè)的ELISA方法 由于HEV病毒血癥持續(xù)的時(shí)間較短,在流行學(xué)病調(diào)查中單獨(dú)使用PCR檢測(cè)結(jié)果,會(huì)造成結(jié)果的片面性,因此常常采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)用于HEV抗體的檢測(cè),以對(duì)PCR檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充。Engle等[17]將豬HEV和人HEV重組ORF2蛋白用于ELISA方法的建立,盡管二者在氨基酸序列上存在5%的差異性,但試驗(yàn)結(jié)果表明,二者可同時(shí)用于豬和人HEV抗體的檢測(cè),這表明兩種HEV在OFR2段可能存在相同的抗原決定簇。Hu等[18]通過對(duì)豬HEV ORF2基因進(jìn)行序列分析,發(fā)現(xiàn)在其394~660bp之間集中存在病毒的構(gòu)象表位,因此將其表達(dá)后包被于固相載體上,并結(jié)合應(yīng)用該蛋白過氧化物酶標(biāo)記產(chǎn)物,建立了雙抗原夾心ELISA檢測(cè)方法用于HEV抗體的檢測(cè),該方法不但具有較強(qiáng)的靈敏性和特異性,而且可以用于HEV感染后14d血清的檢測(cè)。另有研究表明,應(yīng)用Ⅲ型HEV桿狀病毒重組衣殼蛋白也可以有效地用于其血清的檢測(cè)[19]。
目前,國(guó)內(nèi)有使用國(guó)外進(jìn)口豬HEV ELISA試劑盒用于國(guó)內(nèi)豬血清檢測(cè)的報(bào)道,國(guó)外ELISA試劑盒中包被抗原多為Ⅱ型或Ⅲ型HEV,與目前國(guó)內(nèi)主要流行Ⅳ型HEV在基因型存在較明顯的差別。雖然國(guó)外進(jìn)口豬HEV ELISA試劑盒用于國(guó)內(nèi)豬血清檢測(cè)時(shí)可以檢測(cè)到陽性血清的存在,但其結(jié)果是否能夠客觀反映流行水平,還有待進(jìn)一步討論。
2.3 用于豬HEV檢測(cè)的免疫組織化學(xué)和原位雜交方法 免疫組織化學(xué)法和原位雜交檢測(cè)方法可以用于檢測(cè)病原的組織分布,甚至檢測(cè)其在細(xì)胞內(nèi)的定位。Chio[20]等人首先應(yīng)用一段長(zhǎng)度為289bp的地高辛標(biāo)記的cDNA探針對(duì)自然感染HEV病豬的肝臟及其他組織進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),在肝臟及膽管內(nèi)可以見到陽性信號(hào)的分布,同時(shí)在小腸、大腸、脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體及腎臟中也發(fā)現(xiàn)了陽性信號(hào)的分布。Ha等[21]最早應(yīng)用免疫組化方法對(duì)PCR檢測(cè)為陽性,且為福爾馬林固定的自然感染病例樣品進(jìn)行了HEV的檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果與Chio得到結(jié)果一致。二人的研究結(jié)果表明,豬HEV主要分布于肝臟的肝細(xì)胞,同時(shí)在肝外組織也可以見到少量的分布。另有研究應(yīng)用原位雜交技術(shù)表明,在變性及空泡化的肝細(xì)胞內(nèi)不能發(fā)現(xiàn)雜交信號(hào)的存在[22],這提示我們HEV感染豬后僅能引起肝細(xì)胞發(fā)生輕微的病理變化,并使其處于亞臨床癥狀階段。
2.4 其他方法 HEV是一種基因型比較復(fù)雜的病毒,不同國(guó)家和地區(qū)的不同毒株都可能存在一定差異。對(duì)湖南豬HEV流行毒株進(jìn)行序列分析結(jié)果表明,多數(shù)屬于Ⅳ型,但也存在其他基因型的可能[7]。一直以來多應(yīng)用序列分析的方法進(jìn)行分子流行病學(xué)分析,這種方法稍顯費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)這種情況,并結(jié)合HEV基因特點(diǎn),Sun等[10]采用異源雙鏈遷移分析方法(heteroduplex mobility assays,HMA)用于區(qū)分豬HEV野毒株和參考毒株,這種方法不但適用于HEV分子流行病學(xué)的測(cè)序前調(diào)查,對(duì)于其他基因型復(fù)雜的病毒應(yīng)該同樣有效。另外,在檢測(cè)方法方面,本研究團(tuán)隊(duì)最近建立了免疫過氧化物酶單層細(xì)胞試驗(yàn)方法(immunoperoxidase monolayer assay,IPMA),將穩(wěn)定表達(dá) HEV ORF2蛋白的細(xì)胞系包被于固相載體上,用于其抗體的檢測(cè),該方法在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用取得了較好的效果(研究結(jié)果未發(fā)表)。
目前無論是人HEV還是豬HEV研究面臨的最大問題是,還沒很好細(xì)胞系能夠?qū)ζ溥M(jìn)行穩(wěn)定的傳代培養(yǎng)。但最近有研究顯示[23],豬和人的某些細(xì)胞系能夠用于豬Ⅳ型HEV的傳代,研究結(jié)果表明,用豬肛門拭子和肝臟接種豬腎細(xì)胞系(IBRS-2)和人肺癌細(xì)胞(A549),當(dāng)IBRS-2傳代至第8代、A549傳代至22代時(shí),可以見到細(xì)胞病變的出現(xiàn),該研究結(jié)果為今后HEV體外試驗(yàn)的開展提供了重要信息。
體內(nèi)試驗(yàn)對(duì)于HEV的研究同樣重要,盡管目前獼猴可以用于HEV的研究[24],但由于猴子飼養(yǎng)難度較大,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室還無法正常采用。為尋找獼猴的替代動(dòng)物,有人使用蒙古沙鼠(Mongolian gerbils)作為動(dòng)物模型開展的Ⅳ型HEV的研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物通過腹膜內(nèi)感染病毒后,病毒血癥和糞便排毒可以持續(xù)接近4周,同時(shí)在腸道和肝臟內(nèi)檢測(cè)到病原的存在[25]。
深入了解HEV的傳播途徑對(duì)預(yù)防、控制病毒的傳播和擴(kuò)散有著重要的意義。在實(shí)驗(yàn)室中靜脈注射途徑是一種比較廣為使用的辦法,同時(shí)有人還采用肝內(nèi)接種的辦法,這兩種感染途徑都可以獲得很好的感染效果。但在自然情況下HEV會(huì)以哪種途徑進(jìn)行相互感染呢?有研究表明[26],“糞-口”傳播是一種重要的方式,而通過“針頭”和扁桃體進(jìn)行傳播的可能性則較小。另有試驗(yàn)指出,當(dāng)豬口服含有適量病毒的膽汁時(shí),可以使部分實(shí)驗(yàn)動(dòng)物感染病毒,更重要的是還可以使與之直接接觸的“哨兵”動(dòng)物感染[27]。以上這些信息提示我們,做好糞便清理工作和及時(shí)隔離疑似動(dòng)物,對(duì)做好HEV的防控尤為重要。
豬HEV是一種發(fā)現(xiàn)比較晚的病原,盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期的研究,但仍留給我們較多的空白,例如主要抗原表位的分布、免疫機(jī)制與致病機(jī)制的具體途徑等。開展豬HEV研究最重要的原因是,該病原可以在多種動(dòng)物之間傳播[28],尤其是可能跨宿主感染人類,并在一些人群中出現(xiàn)高水平的致死率。預(yù)防該病原在人豬之間以及人與其他動(dòng)物之間相互傳播的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是控制傳染源并切斷傳播途徑。研究表明,帶毒動(dòng)物可以通過糞便污染水源及水生生物,進(jìn)一步傳播給人類。因此,如何加強(qiáng)動(dòng)物糞便的管理,如何提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平,以及如何避免食品源性動(dòng)物受到病毒的污染,對(duì)今后的研究和監(jiān)管都顯得格外重要。由于豬感染HEV較少發(fā)病,因此豬HEV疫苗的研究始終沒有明顯的進(jìn)展,但可喜的是人HEV疫苗研究已經(jīng)進(jìn)入了3期臨床試驗(yàn)階段,并取得了很好的效果[29]。在器官移植研究中有人嘗試使用豬的器官替代人的器官,因此豬HEV給異源器官移植同樣帶來了潛在的危險(xiǎn)。但隨著HEV診斷技術(shù)的不斷優(yōu)化、傳播途徑不斷明確以及相關(guān)疫苗的研發(fā),我們有理由相信,HEV在不同種屬動(dòng)物之間的傳播會(huì)得到有效的控制,豬HEV在公共衛(wèi)生、食品安全以及器官移植等領(lǐng)域帶來的問題會(huì)得到合理的解決。
[1] Matsuda H,Okada K,Takahashi K,etal.Severe hepatitis E virus infection after ingestion of uncooked liver from a wild boar[J].J Infect Dis,2003,15(6):944.
[2] Emerson S U,Purcell R H.Hepatitis E virus[J].Rev Med Virol,2003,13(3):145-154.
[3] FitzSimons D,Hendrickx G,Vorsters A,etal.Hepatitis A and E:update on prevention and epidemiology [J].Vaccine,2010,28(3):583-538.
[4] Khuroo M S,Kamili S.Aetiology,clinical course and outcome of sporadic acute viral hepatitis in pregnancy[J].J Viral Hepat,2003,10(1):61-69.
[5] Panda S K,Thakral D,Rehman S.Hepatitis E virus[J].Rev Med Virol,2007,17(3):151-180.
[6] Lu Y H,Zheng Y J,Hu A Q,etal.Seasonal pattern and phylogenetic analysis with human isolates of genotype-IV hepatitis E virus in swine herds,eastern China[J].Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi,2009,43(6):504-508.
[7] Li X,Zhao C,Harrison T J,etal.Investigation of hepatitis E virus infection in swine from Hunan province,China [J].J Med Virol,2008,80(8):1391-1396.
[8] Yu Y,Sun J,Liu M,etal.Seroepidemiology and genetic characterization of hepatitis E virus in the northeast of China[J].Infect Genet Evol,2009,9(4):554-561.
[9] Zheng Y J,Ge S X,Zhang J,etal.Swine as a principal reservoir of hepatitis E virus that infects humans in eastern China[J].Journal of Infectious Diseases,2006,193(12):1643-1649.
[10]Acharya S K,Panda S K.Hepatitis E:water,water everywhere-now a global disease[J].J Hepatol,2011,54(1):9-11.
[11]Colson P B P,Queyriaux B.Pig Liver Sausage as a Source of Hepatitis E Virus Transmission to Humans[J].Journal of infectious diseases,2010,6:8.
[12]Li W G,She R P,Wei H T,etal.Prevalence of hepatitis E virus in swine under different breeding environment and abattoir in Beijing,China [J].Veterinary Microbiology,2009,133(1-2):75-83.
[13]Huang F F,Haqshenas G,Guenette D K,etal.Detection by reverse transcription-PCR and genetic characterization of field isolates of swine hepatitis E virus from pigs in different geographic regions of the United States[J].J Clin Microbiol,2002,40(4):1326-1332.
[14]Choi C,Chae C.Localization of swine hepatitis E virus in liver and extrahepatic tissues from naturally infected pigs by in situ hybridization[J].Journal of Hepatology,2003,38(6):827-832.
[15]張亮權(quán),歐陽昀,劉志剛,等.檢測(cè)豬戊型肝炎病毒的熒光定量PCR方法的建立[J].中國(guó)獸醫(yī)雜志,2011,47(10):16-18.
[16]Leblanc D,Poitras E,Gagne MJ,etal.Hepatitis E virus load in swine organs and tissues at slaughterhouse determined by real-time RT-PCR [J].International Journal of Food Microbiology,2010,139(3):206-209.
[17]Engle R E,Yu C,Emerson S U,etal.Hepatitis E virus(HEV)capsid antigens derived from viruses of human and swine origin are equally efficient for detecting anti-HEV by enzyme immunoassay[J].Journal of Clinical Microbiology,2002,40(12):4576-4580.
[18]Hu W P,Lu Y,Precioso N A,etal.A Double-Antigen Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for Detection of Antibodies to Hepatitis E Virus in Human or Swine Sera[J].Aids Research and Human Retroviruses,2009,25(11):1234-1235.
[19]Rose N,Boutrouille A,F(xiàn)ablet C,etal.The use of Bayesian methods for evaluating the performance of a virus-like particles-based ELISA for serology of hepatitis E virus infection in swine[J].Journal of Virological Methods,2010,163(2):329-335.
[20]Choi C,Ha S K,Chae C.Development of nested RT-PCR for the detection of swine hepatitis E virus in formalin-fixed,paraffin-embedded tissues and comparison with in situ hybridization[J].Journal of Virological Methods,2004,115(1):67-71.
[21]Ha S K,Chae C.Immunohistochemistry for the detection of swine hepatitis E virus in the liver[J].Journal of Viral Hepatitis,2004,11(3):263-267.
[22]Lee Y H,Ha Y,Ahn K K,etal.Localisation of swine hepatitis E virus in experimentally infected pigs[J].Veterinary Journal,2009,179(3):417-421.
[23]Zhang H Y,Chen D S,Wu Y Q,etal.Both swine and human cells are capable to support the replication of swine hepatitis E virus type 4in vitro[J].Virus Research,2011,158(1-2):289-293.
[24]Ji Y L,Zhu Y H,Liang J R,etal.Swine hepatitis E virus in rural southern China:genetic characterization and experimental infection in rhesus monkeys(Macaca mulatta)[J].Journal of Gastroenterology,2008,43(7):565-570.
[25]Li W G,Sun Q,She R P,etal.Experimental Infection of Mongolian Gerbils by a Genotype 4Strain of Swine Hepatitis E Virus[J].Journal of Medical Virology,2009,81(9):1591-1596.
[26]Kasorndorkbua C,Guenette D K,Huang F F,etal.Routes of transmission of swine hepatitis E virus in pigs[J].Journal of Clinical Microbiology,2004,42(11):5047-5052.
[27]Casas M,Pina S,de Deus N,etal.Pigs orally inoculated with swine hepatitis E virus are able to infect contact sentinels[J].Veterinary Microbiology,2009,138(1-2):78-84.
[28]Geng J,Wang L,Zhuang H,etal.The Prevalence of Hepatitis E Virus(Hev)in 8Species of Animals in Beijing Suburbs:Evidence of Zoonotic Transmission between Human and Swine[J].Journal of Hepatology,2010,52:S132-S133.
[29]Zhu F C,Zhang J,Zhang X F,etal.Efficacy and safety of a recombinant hepatitis E vaccine in healthy adults:a largescale,randomised,double-blind placebo-controlled,phase 3 trial[J].Lancet,2010,376(9744):895-902.