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A型塞內(nèi)卡病毒病原學(xué)、流行病學(xué)和診斷研究進(jìn)展

2018-03-07 09:07:56李秀博崔尚金
豬業(yè)科學(xué) 2018年1期
關(guān)鍵詞:水皰流行病學(xué)病原

劉 存,劉 暢,劉 琪,王 靜,李秀博,崔尚金,梁 琳*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193;2.農(nóng)業(yè)部獸用藥物與獸醫(yī)生物技術(shù)北京科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站,北京100193)

A型塞內(nèi)卡病毒(Senecavirus A, SVA)又稱為塞內(nèi)卡山谷病毒(Seneca Valley virus, SVV)是單股正鏈RNA病毒,是小RNA病毒科塞內(nèi)卡病毒屬唯一成員。該病毒能夠感染不同年齡的豬且可致新生仔豬死亡,其對養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益具有很大地威脅。2002年,SVA原型毒株SVV-001在美國馬里蘭州蓋瑟斯堡,由美國遺傳治療公司科研人員從人胚胎視網(wǎng)膜細(xì)胞系(PER.C6)中首次分離[1]。之后對SVA原型毒株SVV-001的研究主要集中于其抗神經(jīng)內(nèi)分泌源性腫瘤的作用,研究人員將其應(yīng)用于治療不同類型的腫瘤[2-4]。SVA原型毒株對豬沒有明顯的致病性,但是加拿大和美國的研究人員分別在2008年和2012年報道了A型塞內(nèi)卡病毒相關(guān)的豬水皰病病例,這證實(shí)了SVA與豬水皰病有關(guān)[5-7]。2014年之前,SVA在豬群中的流行、傳播、對豬的致病性及其分子特征等相關(guān)的研究鮮有報道。然而,自2014年底以來,SVA在美國、巴西等國家豬群暴發(fā)給養(yǎng)豬業(yè)造成較大損失,同時在北美以外地區(qū)也發(fā)現(xiàn)SVA所致的豬水皰病[8-16]。SVA是新發(fā)的豬病毒性疾病,其所致的臨床癥狀與其他致水皰病相關(guān)病原——口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV)、豬傳染性水皰病病毒(Swine Vesicular Disease Virus, SVDV)、 水皰性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV) 和豬水皰性皮疹(Vesicular Exanthema of Swine Virus, VESV)所致臨床癥狀相似,影響新生仔豬存活率,對養(yǎng)豬業(yè)存在重大地潛在威脅。為了進(jìn)一步了解SVA的病原學(xué)特征及其對豬的致病特性,本文就SVA的流行病學(xué)、致病性、診斷方法等方面進(jìn)行綜述。

1 SVA的發(fā)現(xiàn)與流行

豬原發(fā)性水皰?。≒orcine idiopathic vesicular disease, PIVD)用以指不明病因所致在豬皮膚、鼻鏡、口腔、蹄部冠狀帶等部位出現(xiàn)糜爛和水皰的病例。自1980年以來,美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、意大利的豬群就被報道發(fā)生PIVD,這些病例排除了FMDV、VSV、VESV、SVDV等豬水皰病相關(guān)病原的感染[6,7]。2002年,美國基因治療公司從PER.C6細(xì)胞中分離到SVA原性毒株SVV-001,已確實(shí)該病毒是通過被污染的牛血清或者豬胰酶被引入到其他細(xì)胞系中的[1]。最初研究發(fā)現(xiàn),SVV-001對人和動物沒有致病性,也無證據(jù)表明其與任何有害的疾病有關(guān)系[2]。然而,加拿大和美國的研究人員分別在2008年和2012年報道了A型塞內(nèi)卡病毒相關(guān)的水皰病[5,7]。這些提供了SVA與PIVD相關(guān)的證據(jù)。

2014年以前,豬特發(fā)性水皰病的報道較少。2004年,美國印第安納州發(fā)生豬水皰病,排除了外來動物疫病病原的感染,但其病因未明確[17]。2006年,Knowles等通過對12株小RNA樣病毒的分析,發(fā)現(xiàn)這些病毒與SVV-001具有相同的抗原性,但并未確定這些病毒即是SVA[18]。2014年底以來,SVA相關(guān)的豬水皰病在巴西不同地區(qū)的斷奶仔豬和成年豬群暴發(fā),且據(jù)統(tǒng)計(jì),1-4日齡的新生仔豬死亡率升高[19,20]。巴西動物衛(wèi)生部門進(jìn)行的官方檢測排除了口蹄疫病毒、豬瘟病毒和豬流行性腹瀉病毒等動物疫病病原的感染,但由其他研究組從不同地區(qū)的發(fā)病豬中檢測出了SVA[17]。巴西一項(xiàng)10年(2007-2016)豬血清學(xué)回顧性研究表明,在2014年之前SVA并未在巴西豬群循環(huán),而美國一項(xiàng)20年豬血清學(xué)回顧性研究表明,SVA在美國豬群中分布廣泛且自1980年以來一直在豬群中循環(huán)[5]。自2015年初,SVA相關(guān)的水皰病暴發(fā)增多,且發(fā)現(xiàn)SVA感染與新生仔豬的死亡率升高有關(guān)[8-18,19-22]。2016年,加拿大、泰國、哥倫比亞的豬場也受到了SVA感染的影響。

2015年,我國首次從廣東地區(qū)暴發(fā)PIVD豬場的樣品中檢測到SVA,感染母豬發(fā)生水皰病臨床癥狀,感染仔豬出現(xiàn)急性死亡[11]。自2015年以來,我國已在廣東、福建、河南、湖北等地區(qū)檢測出SVA。SVA與FMDV為同病毒科成員,SVA危害雖不及FMDV,但是其是否會隨貿(mào)易而擴(kuò)散并形成大范圍流行尚不可知。但防患于未然,需引起對SVA的重視,謹(jǐn)防其擴(kuò)散形成流行。

2 SVA流行病學(xué)

由于自2015初以來,關(guān)于SVA感染所致豬水皰病報道顯著增多,SVA的許多特征也得到了鑒定,因此2015年被認(rèn)為是SVA感染流行病學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。SVA易感動物可能十分廣泛,除不同年齡豬均易感外,研究者在其他動物如牛、鼠等和人的血清中也發(fā)現(xiàn)了SVA中和抗體[18],這些發(fā)現(xiàn)也提示SVA可感染動物種類可能較多。

SVA感染的發(fā)病率和死亡率在不同種豬上存在差異。SVA潛伏期為4~5 d,在首次感染的豬場,依據(jù)豬的日齡和臨床癥狀,發(fā)病率介于4%到70%之間,斷奶仔豬發(fā)病率在0.5%~5%間,育肥豬發(fā)病率在5%~30%間,不同的地區(qū)間存在差異,母豬發(fā)病率高,可達(dá)70%~90%[9,19,23,24]。然而,這些感染豬的死亡率很低,約為0.2%,且恢復(fù)較快,臨床癥狀持續(xù)10~15 d[11]。對于新生仔豬,尤其是1至4日齡的新生仔豬發(fā)病率可達(dá)70%,死亡率在15%~30%之間[23]。目前尚無感染了SVA的豬場再次暴發(fā)豬水皰病的報道。在傳播媒介上,據(jù)Joshi等的調(diào)查,鼠、蒼蠅等均檢測到了SVA,其可能在SVA傳播中起重要作用[25]。發(fā)病豬通過口、鼻、糞便排毒。尿液也可能是排毒的途徑,帶有病毒的尿液成為豬場重要傳染源[25]。易感動物與帶有水皰或水皰破裂發(fā)病豬的直接接觸是SVA感染重要的傳播途徑之一。SVA是否能夠垂直傳播尚需進(jìn)一步的研究。

3 SVA病原學(xué)特征

分離之初,認(rèn)為SVV-001與心病毒屬成員親緣關(guān)系最近,但是經(jīng)過進(jìn)一步的深入分析,根據(jù)病毒特征和復(fù)制模式將其列入小RNA病毒科并將其歸入新的病毒屬——塞內(nèi)卡病毒屬。目前,該屬僅有代表種一個成員。

SVA作為塞內(nèi)卡病毒屬唯一成員,具有典型的小RNA病毒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。病毒粒子為無囊膜二十面體結(jié)構(gòu)蛋白衣殼,直徑約25~30 nm。同其他小RNA病毒科成員相似,SVA基因組由Vpg、5’ UTR、編碼一個多聚蛋白的開放閱讀框(ORF)、3’ UTR和Poly (A) Trailer,大小約7 200 nt,其5’ UTR區(qū)域具Ⅳ型核糖體結(jié)合位點(diǎn)[26]。SVA基因組結(jié)構(gòu)遵循L-4-3-4結(jié)構(gòu),多聚蛋白由病毒編碼的蛋白酶加工成成熟蛋白。SVA多聚蛋白在蛋白酶作用下裂解為蛋白和多聚蛋白P1、P2、P3。P1先裂解為VP0、VP1、VP3,VP0進(jìn)一步裂解為VP2、VP4,4個結(jié)構(gòu)蛋白VP1(1D)、VP2(1B)、VP3(1C)、VP4(1A)共同組成SVA蛋白衣殼,VP1、VP2、VP3位于SVA蛋白衣殼的外側(cè)面,VP4位于蛋白衣殼的內(nèi)側(cè)面;P2裂解為3個非結(jié)構(gòu)蛋白2A、2B、2C;P3裂解為4個非結(jié)構(gòu)蛋白3A、3B、3C、3D(如圖1)。非結(jié)構(gòu)蛋白中,2Apro、3Cpro、3CDpro蛋白與蛋白質(zhì)加工有關(guān);2B、2C、3AB、3BVPg、3CD-pro和3Dpol與病毒的復(fù)制有關(guān)。2A蛋白為9個氨基酸的短肽,其C端具有保守序列NPG/P,其可能與核糖體跳躍有關(guān);2B可能起到提高膜通透性的作用;3C為解旋酶樣多肽,參與RNA合成。3A功能尚不清楚;3B以引物形式參與RNA合成;3D為RNA依賴性RNA聚合酶的主要組分,參與RNA合成。SVA病毒基因組特征與心病毒屬基因組特征非常相似,尤其是P1、2C、3C、3D,而SVA的2B、3A、核糖體結(jié)合位點(diǎn)類型與心病毒屬的不同。SVA的2A、2B、3A、3B與其他小RNA病毒的2A、2B、3A、3B存在明顯差異[5]。

SVA能夠適應(yīng)不同的細(xì)胞系??衫秘i睪丸細(xì)胞、豬腎細(xì)胞(SK-RST、PK-15)、人肺癌細(xì)胞(NCI-H1299)、幼倉鼠腎細(xì)胞(BHK-21)等細(xì)胞系對SVA進(jìn)行分離。

4 臨床癥狀與病理變化

目前,僅有少數(shù)關(guān)于SVA試驗(yàn)性感染豬的研究。SVA感染豬的臨床癥狀主要表現(xiàn)為肌肉無力、嗜睡、跛足、腹瀉,舌、鼻鏡和蹄部冠狀帶出現(xiàn)充滿液體的水皰,水皰破潰后形成潰瘍(如圖2)。人工感染試驗(yàn)表明,SVA可通過滴鼻、肌肉注射等接種途徑使健康豬感染導(dǎo)致發(fā)病。Joshi等和Montiel等分別用SVA分離株感染9周齡和16周齡的豬成功復(fù)制出了SVA感染豬的臨床癥狀[24,27]。在Joshi等的SVA對豬致病性研究中,在攻毒后第4天試驗(yàn)豬出現(xiàn)了跛行、嗜睡等臨床癥狀,該癥狀持續(xù)2~10 d;攻毒后第4天,在蹄部和/或鼻部出現(xiàn)了水皰,水皰在攻毒后5~6 d破裂形成潰瘍并在攻毒后8~9 d形成結(jié)痂;病變在攻毒后12~16 d完全消除。攻毒豬在感染期間,直腸體溫與對照豬無明顯差異;攻毒豬出現(xiàn)短暫的病毒血癥,病毒血癥約持續(xù)7 d,在第3天血液中病毒達(dá)到高峰[24,27]。Tousignant 等對母豬和仔豬排毒模式的縱向研究發(fā)現(xiàn),母豬水皰中的SVA濃度最高,但能檢測到時間最短,只持續(xù)2周。發(fā)病后,1周內(nèi)可檢測到病毒血癥,之后迅速下降。在哺乳仔豬發(fā)病后,病毒血癥在發(fā)病一周后迅速下降。在斷奶后第一周(暴發(fā)后4周)以低水平流行,并且也在混合飼養(yǎng)的SVA陰性仔豬也能檢測到。 母豬和仔豬發(fā)病后,直腸拭子和扁桃體上SVA檢出大約持續(xù)6周[29]。

圖1 SVA基因組結(jié)構(gòu)

圖2 SVA感染豬的臨床癥狀[9、27]

圖3 SVA感染母豬組織病理學(xué)變化[9、11]

SVA感染豬所致病理學(xué)變化的研究較少,Wu等通過對自然感染SVA發(fā)病母豬、仔豬的組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn),感染母豬大腦組織出現(xiàn)“衛(wèi)星”和“嗜神經(jīng)”現(xiàn)象,肺氣腫,心臟出血、充血,肝臟出現(xiàn)局灶性壞死,腎臟出現(xiàn)局灶性淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞浸潤,小腸黏膜壞死、脫落(如圖3)[11]。

5 宿主抗SVA的免疫反應(yīng)

目前,僅有少數(shù)研究評估了宿主抗SVA感染的免疫反應(yīng)。目前的研究發(fā)現(xiàn),SVA感染可誘導(dǎo)宿主的早期免疫反應(yīng)[22,24,30]。SVA感染約5 d后豬體內(nèi)產(chǎn)生抗體,隨著中和抗體滴度的升高,發(fā)病豬疾病嚴(yán)重程度降低,病毒血癥、臟器組織病毒載量和排毒量也會降低,這也表明隨著宿主免疫系統(tǒng)的激活,SVA逐漸被宿主機(jī)體清除。 SVA特異性免疫球蛋白IgM以最高水平約持續(xù)10 d(感染后5~15 d),隨后開始降低直至感染后21 d檢測不到,而特異性免疫球蛋白IgG產(chǎn)生較晚,但感染21 d后產(chǎn)生強(qiáng)陽性反應(yīng)[22,24,30]。

6 SVA的診斷與檢測

SVA所致豬水皰病與FMDV、VSV、VESV、SVDV等四大豬水皰病病原所致臨床癥狀不可區(qū)分。臨床診斷可根據(jù)臨床癥狀進(jìn)行初步診斷,需要通過實(shí)驗(yàn)室診斷,進(jìn)行5種豬水皰病病原的鑒別診斷。目前,針對SVA實(shí)驗(yàn)室診斷方法主要有病原學(xué)診斷方法和血清學(xué)診斷方法。SVA病原學(xué)診斷方法包括PCR方法、分子雜交技術(shù)等;Bracht A J 等構(gòu)建SYBR Green RT-qPCR 方法,可快速、高效、特異地檢測SVA抗原[31]。Feronato 等構(gòu)建了高效、特異地SVA巢式PCR檢測方法,可應(yīng)用于SVA的流行病學(xué)調(diào)查和監(jiān)測[32]。PCR方法中普通PCR和熒光定量RT-PCR(qRT-PCR)均可有效地檢測SVA。qRT-PCR快速、靈敏度高、特異性強(qiáng),應(yīng)用于SVA的快速檢測、排毒檢測及病毒載量檢測中。分子雜交技術(shù)中RNA原位雜交技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于SVA的快速檢測當(dāng)中。RNA原位雜交是利用雜交探針識別、靶向經(jīng)固定、包埋、和制片的組織樣品中的SVA特異性序列,通過雜交信號判定SVA的有無。血清學(xué)方法中包括間接ELISA、競爭ELISA、間接免疫熒光和病毒中和試驗(yàn)等方法。Dvorak 等通過大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng),表達(dá)SVA VP1、VP2、VP3三種蛋白,并構(gòu)建了間接ELISA方法用于檢測血清中SVA抗體,發(fā)現(xiàn)SVA VP2 ELISA親和力更高,敏感性和特異性更好,與抗口蹄疫病毒、腦心肌炎病毒和豬流行性腹瀉病毒抗體陽性血清不存在交叉反應(yīng)[33]。Goolia 等SVA抗體競爭ELISA方法,該方法與病毒中和試驗(yàn)、間接免疫熒光等方法的一致性高。血清學(xué)的方法適于大規(guī)模的流行病學(xué)研究或監(jiān)測[34]。

7 預(yù)防與控制

目前,在我國SVA感染僅是零星散發(fā),但是隨著時間的推移,不能排除其在我國豬群中形成流行,給養(yǎng)殖業(yè)帶來較大損害的可能。

對于SVA的預(yù)防和治療,尚無疫苗或特定的治療方法可用。因此,在SVA的預(yù)防和控制上,目前主要依靠衛(wèi)生防疫措施和生物安全措施。為重要的是,要從意識上重視SVA的預(yù)防與控制,同時在行動中嚴(yán)格執(zhí)行衛(wèi)生防疫措施和生物安全措施。在SVA預(yù)防控制中可采取以下措施:

1)重視SVA預(yù)防與控制。

SVA與FMDV屬同病毒科病毒,其危害性不及FMDV。SVA所致疫病雖為被OIE通報入動物疫病名錄和《中華人民共和國進(jìn)境動物檢疫疫病名錄》,但是其傳播和危害養(yǎng)豬業(yè)的風(fēng)險不能忽略。部分研究表明,國內(nèi)SVA分離毒株與美國的SVA毒株的親緣關(guān)系近,這提示SVA隨豬貿(mào)易傳播的可能性極大[11]。同時,SVA感染仔豬導(dǎo)致仔豬死亡率升高,能夠給養(yǎng)豬業(yè)造成較大經(jīng)濟(jì)損失,因此重視SVA預(yù)防與控制,同源頭控制SVA傳播對控制該病的防治和危害具有重要意義。

2)切實(shí)、嚴(yán)格執(zhí)行衛(wèi)生防疫措施和生物安全措施。

將病原拒于場外,是有效避免感染性病原在養(yǎng)殖場循環(huán),傳染病發(fā)生的有效措施。嚴(yán)格控制入場車輛、設(shè)備、人員和食物等,切實(shí)、嚴(yán)格執(zhí)行消毒措施,防止病原隨車輛、設(shè)備等輸入場區(qū)。鼠、蒼蠅等攜帶SVA病原,在SVA傳播過程中起一定的作用;SVA可能能夠感染不同的動物,因此需采取措施控制鼠、蠅及其他非豬動物入場。

3)重視疫病監(jiān)測。

目前,我國SVA疫情主要是零星散發(fā),其在我國的起源問題尚不清楚,因此有必要對其進(jìn)行全國范圍的流行病學(xué)調(diào)查以及回溯性研究,其一為了確定其起源問題,其二要確定其在我國豬群中的分布情況,其三為了預(yù)防控制SVA提供必要的流行病學(xué)數(shù)據(jù),為制定和執(zhí)行防疫措施提供依據(jù)。

4)加快開發(fā)水皰病相關(guān)病原的鑒別診斷技術(shù)。

SVA感染豬后,豬體溫并無異常升高現(xiàn)象。在口腔、蹄部冠狀帶、鼻鏡等部位皮膚所表現(xiàn)臨床癥狀,與FMDV、VSV、SVDV、VESV等所致的臨床癥狀不可區(qū)分,因此利用快速鑒別診斷技術(shù)對水皰病病因進(jìn)行快速診斷,依據(jù)診斷結(jié)果制定和采取相應(yīng)的處置措施。

8 展望

SVA為小RNA病毒科成員,感染豬所表現(xiàn)的臨床癥狀與口蹄疫病毒、豬水皰病病毒、豬水皰疹病毒所致癥狀非常相似,需進(jìn)行鑒別診斷??焖勹b別診斷對快速地控制疫情、制定防控措施具有重要意義。SVA危害雖不及口蹄疫病毒,但其感染仔豬導(dǎo)致仔豬死亡率升高,造成經(jīng)濟(jì)損失,給養(yǎng)豬業(yè)高效綠色健康發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)。SVA已在我國多個省份豬場檢測到,一方面需要對SVA進(jìn)行回顧性研究,對其進(jìn)行溯源;另一方需要對其流行病學(xué)、免疫、快速診斷技術(shù)以及遺傳變異機(jī)制進(jìn)行深入研究,以為制定SVA防控方案提供理論依據(jù)。

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