孟霞
摘 ?要:在過去的幾個(gè)月中,全球許多國家在人類疾病防控上出現(xiàn)了一片忙亂,新型冠狀病毒肺炎(Covid-19)使世界上大部分地區(qū)處于大多數(shù)人從未經(jīng)歷過的封鎖狀態(tài)。然而,冠狀病毒本身已經(jīng)在自然界存在了很長時(shí)間——新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)是冠狀病毒家族中的一個(gè)最新成員。在已知的冠狀病毒中,哪些會(huì)感染豬并影響它們的健康,為什么當(dāng)前流行的這種冠狀病毒不會(huì)感染豬,本文進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞:新型冠狀病毒肺炎;冠狀病毒;豬
如果2019年末就哪種病毒在世界上最知名進(jìn)行一次調(diào)查,那么答案可能會(huì)是流感病毒或艾滋病病毒。然而,幾個(gè)月后,世界上出現(xiàn)了一個(gè)新的頭號(hào)病毒——新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)[引起新型冠狀病毒肺炎(Covid-19)的病原體](圖1)。對人和動(dòng)物而言,冠狀病毒并不是一種新的病原體,它們已經(jīng)在自然界存在了很長的時(shí)間,與普通的病毒一樣,它們通常會(huì)發(fā)生變異,并且可以不時(shí)地變換宿主。在新型冠狀病毒出現(xiàn)之前,已知能夠感染人類并影響人類健康的冠狀病毒有6種,其中最常見的冠狀病毒是引起中東呼吸綜合征(Middle East Respiratory Syndrome,MERS)和嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)的冠狀病毒。它們和冠狀病毒科的其他成員經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致人出現(xiàn)輕度或嚴(yán)重的呼吸道疾病。
不僅人類可以感染冠狀病毒,家畜和家禽也會(huì)感染其中一些冠狀病毒,引起眾所周知的疾病,如雞傳染性支氣管炎或牛冠狀病毒病。
1 ?能夠感染豬的冠狀病毒
目前,已知會(huì)感染豬的冠狀病毒有6種,其中最出名的是感染豬胃腸道的病毒,如豬流行性腹瀉病毒(Porcine Epidemic Diarrhoea Virus,PEDV)和傳染性胃腸炎病毒(Transmissible Gastroenteritis Virus,TGEV)。另一種會(huì)引起豬發(fā)生流行性腹瀉(Porcine Epidemic Diarrhoea,PED)的病毒是δ-冠狀病毒。2018年以來,相對較新的也會(huì)感染豬胃腸道的病毒是豬急性腹瀉冠狀病毒(Swine Acute Diarrhoea Coronavirus,SADS-CoV)??筛腥矩i呼吸道的冠狀病毒是豬呼吸道冠狀病毒(Porcine Respiratory Coronavirus,PRCV)。最后但同樣重要的冠狀病毒是血凝性腦炎病毒(Haemagglutinating Encephalitis Virus,HEV,一種乙型冠狀病毒),它會(huì)導(dǎo)致豬嘔吐和消瘦。
2 ?冠狀病毒簡介
冠狀病毒是一種有囊膜的單鏈正股RNA病毒。其包膜或外殼由蛋白質(zhì)刺突組成,對消毒劑和熱敏感,因而極易遭到破壞。這些刺突蛋白會(huì)與家畜或家禽細(xì)胞上的受體相互作用,從而侵入動(dòng)物體內(nèi)。
單鏈RNA病毒的繁殖很簡單,在復(fù)制過程中可能會(huì)吸收其他病毒的RNA片段,或者錯(cuò)誤復(fù)制時(shí),通過缺失或點(diǎn)突變改變自身的RNA。這些變異的病毒可能無法繁殖,幾乎不可能存活下來并感染其他動(dòng)物,但有些病毒可能會(huì)完全或在新的位點(diǎn)定植在某個(gè)動(dòng)物體內(nèi),少數(shù)病毒會(huì)引起疾病。冠狀病毒可以從不同種類的動(dòng)物中分離到,它們能使其中一些動(dòng)物暴發(fā)可識(shí)別的疾病或不產(chǎn)生任何影響。蝙蝠能夠攜帶多種冠狀病毒,且不表現(xiàn)出明顯的病理狀況。
3 ?四種不同的冠狀病毒
根據(jù)病毒的RNA序列和蛋白質(zhì)組成,冠狀病毒可分為四個(gè)不同的組:α-冠狀病毒、β-冠狀病毒、γ-冠狀病毒和δ-冠狀病毒。當(dāng)兩種冠狀病毒感染同一宿主細(xì)胞時(shí),它們的RNA可能會(huì)在入侵的細(xì)胞中結(jié)合并產(chǎn)生新的病毒。研究表明,TGEV和PEDV可以在感染豬的體細(xì)胞中重組,這些重組病毒能夠從發(fā)生腹瀉的豬體內(nèi)分離到。
所有冠狀病毒都可以感染動(dòng)物的細(xì)胞,但如果這些細(xì)胞未因感染而受到損害或者在感染的細(xì)胞中只有很少一部分受到損傷,那么感染動(dòng)物不會(huì)表現(xiàn)出臨床癥狀,并且感染狀態(tài)不明顯。最新研究表明,血凝性腦炎病毒(HEV)和豬流行性腹瀉病毒(PEDV)正在意大利的豬群中流行,但不引發(fā)臨床癥狀。
3.1 豬呼吸道冠狀病毒(PRCV)
3.1.1 PRCV致病機(jī)理
PRCV是一種與TGE密切相關(guān)的冠狀病毒,在細(xì)胞培養(yǎng)基中能損傷和融合細(xì)胞,感染豬后通常會(huì)定植在肺部。當(dāng)PRCV與其他病毒同時(shí)感染豬時(shí),造成的肺部損害遠(yuǎn)比單獨(dú)感染PRCV造成的嚴(yán)重。
3.1.2 PRCV的傳播方式
PRCV可通過豬與豬的直接接觸和氣溶膠傳播;一旦傳入豬群,會(huì)在豬群中迅速擴(kuò)散。豬場之間的傳播通常由攜帶PRCV的豬完成。
3.1.3 臨床癥狀
仔豬感染PRCV后,一些體內(nèi)有母源抗體的豬會(huì)在3~5月齡時(shí)產(chǎn)生抗體,其他豬會(huì)出現(xiàn)咳嗽和食欲不振。體內(nèi)無母源抗體的普通仔豬試驗(yàn)感染PRCV后1 d~5 d會(huì)出現(xiàn)食欲減退、不愿運(yùn)動(dòng)、呼吸困難和發(fā)熱(40 ℃)等癥狀。
3.1.4 治療和預(yù)防
目前,控制病毒感染的唯一標(biāo)記是感染豬呈TGEV血清陽性,因此感染會(huì)妨礙對未流行TGE豬群的鑒定,這一問題可以通過嚴(yán)格的檢測和隔離以建立和維持無抗體豬群來解決。這一經(jīng)驗(yàn)證實(shí),建立和維持未感染PRCV的豬群是可行的,但這種做法沒有其他商業(yè)性價(jià)值。豬場應(yīng)該采取與應(yīng)對TGE相似的消毒措施。用于預(yù)防PRCV感染的試驗(yàn)性疫苗已經(jīng)研發(fā)成功,但還沒有上市銷售。
3.2 血凝性腦炎病毒(HEV)
3.2.1 HEV致病機(jī)理
幼齡豬感染HEV后會(huì)嘔吐和消瘦。與新型冠狀病毒一樣,HEV也是β-冠狀病毒的成員。HEV在豬群中廣泛存在,通過感染豬的呼吸傳播到未感染豬的呼吸道。經(jīng)口鼻感染后,豬會(huì)在3 d~5 d內(nèi)出現(xiàn)臨床癥狀。初乳中的母源抗體可保護(hù)仔豬長達(dá)15周。
3.2.2 傳播方式
HEV會(huì)通過感染豬的鼻分泌物在整個(gè)豬群中傳播。該病毒能夠感染生長期后期的豬和育肥期早期的豬,且不會(huì)引起臨床癥狀,感染非免疫母豬所產(chǎn)的仔豬后會(huì)引發(fā)臨床癥狀。HEV似乎會(huì)通過病毒攜帶豬在豬群之間傳播。
3.2.3 臨床癥狀
5日齡至3周齡的仔豬感染后會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀。HEV會(huì)侵襲豬的神經(jīng),并會(huì)侵入大腦。仔豬感染后首先可見的癥狀是嘔吐、扎堆,這可能與感染仔豬體溫升高、抑郁、食欲不振和便秘有關(guān)。一些感染豬可能會(huì)出現(xiàn)腦脊髓炎癥狀,如后腿無力,或吞咽困難。仔豬感染后會(huì)在28 h~36 h內(nèi)死亡,或逐漸消瘦。
3.2.4 治療和預(yù)防
目前還沒有疫苗可預(yù)防豬感染HEV。對未發(fā)生HEV感染的豬場進(jìn)行預(yù)防可采取閉鎖繁育法,或者從已知無該病的豬場引種。對于該病毒已經(jīng)在豬群中流行的豬場,唯一有效的預(yù)防措施是確保仔豬獲得初乳,消毒也能起到一定的預(yù)防作用。HEV不感染人,不會(huì)引發(fā)公共衛(wèi)生問題。
3.3 豬流行性腹瀉病毒(PEDV)
3.3.1 PEDV的致病機(jī)理
PEDV的一個(gè)經(jīng)典血清型已在歐洲和亞洲的豬群中流行多年,但在最近10年,PEDV的多個(gè)變異基因型出現(xiàn)在中國的豬群中,并已傳入美國和中美洲的豬群。哺乳仔豬感染PEDV后,會(huì)出現(xiàn)消化酶水平下降、腸道絨毛收縮、營養(yǎng)物質(zhì)吸收減少,未消化的食物和液體進(jìn)入大腸,引發(fā)腹瀉。
3.3.2 傳播方式
PEDV可以經(jīng)口傳播。由于感染豬發(fā)生水樣腹瀉,通過糞便排出的病毒可通過接觸和氣溶膠廣泛分布于豬群中,并在豬舍中迅速傳播。PEDV經(jīng)冷凍后可以存活很長時(shí)間,并在中性環(huán)境中保持穩(wěn)定。PEDV在豬場之間的傳播通常由感染豬的移動(dòng)引起,也可通過飼料傳播。
3.3.3 臨床癥狀
無免疫力的斷奶豬或所有年齡段的豬感染PEDV后會(huì)以暴發(fā)性腹瀉的形式發(fā)病。經(jīng)過1 d~3 d的潛伏期后,感染仔豬會(huì)拉水樣糞便,并可能會(huì)嘔吐。豬場中幾乎所有無免疫力的仔豬都會(huì)發(fā)病,幼齡仔豬感染后的死亡率接近100%,年齡較大的豬感染后20%~30%的豬會(huì)出現(xiàn)嘔吐和腹瀉,繁殖母豬感染后可能會(huì)出現(xiàn)食欲不振。
在部分免疫豬群中,哺乳仔豬和體重低于32 kg的幼齡斷奶仔豬很少會(huì)感染。斷奶仔豬感染后反應(yīng)遲鈍,不愿起身(圖2),很少有發(fā)燒癥狀。急性期的嘔吐和腹瀉會(huì)持續(xù)3 d左右。
3.3.4 治療和預(yù)防
PED的治療尚無特效藥,感染豬只能接受支持性治療。哺乳仔豬和剛斷奶的仔豬應(yīng)供給混合葡萄糖和甘氨酸的電解質(zhì)溶液,并應(yīng)提供足夠數(shù)量的飲水器。隔離所有 ?14 d內(nèi)將要分娩的母豬和感染后14 d內(nèi)將要產(chǎn)仔的母豬,能夠減少該病暴發(fā)所產(chǎn)生的影響。一些國家已經(jīng)推出用減毒活毒株、滅活病毒和病毒亞單位研制的疫苗,但那些用于預(yù)防傳統(tǒng)PEDV感染的疫苗對PEDV的最新毒株無效。
3.4 傳染性胃腸炎病毒(TGEV)
3.4.1 TGEV致病機(jī)理
豬傳染性胃腸炎(Transmissible Gastroenteritis,TGE)由一種會(huì)損壞宿主細(xì)胞的冠狀病毒引起。TGEV能在豬小腸內(nèi)襯細(xì)胞中繁殖,使成熟的吸收性細(xì)胞死亡,導(dǎo)致腸絨毛縮短和腸道消化力下降。由TGEV引發(fā)的滲透性腹瀉會(huì)導(dǎo)致仔豬死于脫水。免疫母豬初乳和常乳中的特異性IgA抗體可保護(hù)仔豬免受感染。
3.4.2 傳播方式
感染豬糞便中的病毒可經(jīng)口感染健康豬。由于發(fā)病豬的腹瀉量大且多水,TGEV通過豬與糞便的接觸和空氣流動(dòng)在豬群中廣泛分布,并迅速在豬舍內(nèi)傳播。冷凍后TGEV可以存活很長一段時(shí)間,且在中性條件下可保持穩(wěn)定。TGEV在豬場之間的傳播通常是通過感染豬的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn),但也有通過運(yùn)輸車輛、衣服和空氣進(jìn)行傳播的記錄。
3.4.3 臨床病狀
TGE始于豬暴發(fā)性發(fā)生腹瀉。在未免疫的豬群中,所有年齡段的豬在幾天內(nèi)都會(huì)發(fā)病,排黃綠色的水樣糞便,3周齡內(nèi)的仔豬可能會(huì)出現(xiàn)嘔吐。感染豬脫水,24 h~48 h內(nèi)死亡。易感仔豬出生后3 d~4 d內(nèi)即發(fā)病。在無飲水可飲用的非免疫豬群中,仔豬在第0天至第7天的死亡率為100%,3周齡或更大年齡段的仔豬很少死亡。在TGE呈地方性流行的地區(qū),10日齡至6周齡的豬感染后會(huì)出現(xiàn)腹瀉和生長受阻,育肥豬感染后可能僅僅表現(xiàn)為生長緩慢。
3.4.4 治療和預(yù)防
TGE尚無有效的治療方法,可以用電解質(zhì)溶液維護(hù)發(fā)病豬。早期斷奶、提高豬舍溫度和保持衛(wèi)生都有助于降低發(fā)病豬的死亡率,哺乳仔豬用免疫母豬寄養(yǎng)也有利于降低死亡率。斷奶仔豬應(yīng)供給飲水。要防止TGEV傳入豬場,可采取隔離、禁止訪客或卡車進(jìn)入、嚴(yán)格執(zhí)行淋浴或浸水等措施。某些國家或地區(qū)已經(jīng)生產(chǎn)出基于TGEV的減毒株、滅活病毒和病毒亞單位的疫苗,這些疫苗可以單獨(dú)使用,也可以與PED疫苗一起使用。
4 ?抗冠狀病毒的疫苗
如果冠狀病毒已經(jīng)在動(dòng)物群中存在很長時(shí)間,那么我們從以前的疫苗使用中能獲得怎樣的經(jīng)驗(yàn)。這些疫苗肯定是相關(guān)人員為防止動(dòng)物感染冠狀病毒研制的,并已用于控制雞傳染性支氣管炎、牛冠狀病毒(一種類似新型冠狀病毒和豬HEV的β-冠狀病毒)病以及豬傳染性胃腸炎(TGE)和豬流行性腹瀉(PED)。有效的疫苗包括減毒活病毒(它們能在宿主中繁殖但不會(huì)引發(fā)疾病,同時(shí)能讓動(dòng)物產(chǎn)生免疫力)、全病毒滅活疫苗以及由病毒片段或單個(gè)蛋白質(zhì)或編碼蛋白質(zhì)的基因制成的疫苗。針對任何一種病毒實(shí)際使用的疫苗取決于疫苗的免疫效力、使用的便利性、成本和疾病的重要性(尚未嘗試為了預(yù)防豬呼吸道冠狀病毒感染進(jìn)行免疫接種)。
抗冠狀病毒的疫苗可以預(yù)防疾病的發(fā)生,但是滅活疫苗和亞單位或RNA疫苗可能無法充分刺激動(dòng)物產(chǎn)生獲得徹底保護(hù)所必需的腸道或呼吸道的局部免疫應(yīng)答反應(yīng),這種保護(hù)力只能由合適的減毒疫苗提供。當(dāng)病毒出現(xiàn)突變株時(shí),如雞傳染性支氣管炎,以及在接種疫苗時(shí)動(dòng)物體內(nèi)存在母源抗體時(shí),給動(dòng)物接種疫苗以預(yù)防感染可能會(huì)失敗。幾乎沒有疫苗可以消除所有相對應(yīng)的冠狀病毒或預(yù)防亞臨床感染的發(fā)生。
5 ?豬不易感染新型冠狀病毒
豬對冠狀病毒的新成員并不敏感。至少有兩個(gè)不同的研究小組測試了不同種類的動(dòng)物對該病毒的敏感性。德國聯(lián)邦動(dòng)物衛(wèi)生研究院弗里德里?!だ辗蚶昭芯克‵riedrich-Loeffler-Institut,F(xiàn)LI)率先報(bào)道了豬和雞不易感染新型冠狀病毒,而蝙蝠和雪貂易感染。
FLI的相關(guān)研究人員檢查了動(dòng)物是否會(huì)感染新型冠狀病毒,該病原體是否可以在動(dòng)物體內(nèi)復(fù)制以及動(dòng)物是否會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀。他們還測試了動(dòng)物是否會(huì)排泄該冠狀病毒,從而是否會(huì)對人類健康構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。在試驗(yàn)條件下,豬和雞都不易感染新型冠狀病毒。在該感染研究中,研究人員通過鼻腔給動(dòng)物接種新型冠狀病毒,模仿人通過鼻咽發(fā)生自然感染的途徑。
在中國進(jìn)行的試驗(yàn)也顯示了類似的結(jié)果?!犊茖W(xué)》雜志發(fā)表了來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所、中國疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所以及國家動(dòng)物疫病防控高級別生物安全實(shí)驗(yàn)室的21位研究人員的研究報(bào)告。該研究小組測試了各種動(dòng)物對新型冠狀病毒的敏感性,他們得出的結(jié)論是新型冠狀病毒在狗、豬、雞和鴨體內(nèi)的復(fù)制能力很差。
原題名:Coronaviruses in pigs – what do they cause?(英文)
原作者: David Taylor博士(英國格拉斯哥大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院教授)和Vincentter Beek(荷蘭Pig Progress編輯)