摘要:豬繁殖與呼吸綜合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS)是1987年首先在美國發(fā)現(xiàn)的一種以引起成年母豬繁殖障礙(如流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎等)和仔豬呼吸道疾病為主要特征的豬傳染病。PRRS給全球的養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，是危害養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的主要傳染病之一。對其病原學(xué)特性、致病機(jī)理、動物機(jī)體免疫及該病的檢測與防制幾方面研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞:豬繁殖與呼吸綜合征;研究進(jìn)展

中圖分類號:S828.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1007-273X(2010)07-0010-04

豬繁殖與呼吸綜合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS)是1987年首先在美國發(fā)現(xiàn)的一種引起成年母豬繁殖障礙(如流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎等)和仔豬呼吸道疾病為主要特征的豬傳染病。該病由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)引起，屬于接觸性傳染病。目前該病在世界多數(shù)地域均有報道。我國在1996年證實(shí)了該病的存在[1]。由于PRRS給全球的養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，是危害養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的主要的傳染病之一，該病被國際獸疫局(OIE)列為B類傳染病。2008年12月11日公布的《中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告第1125號》將高致病性豬藍(lán)耳病列為一類動物疫病，將豬繁殖與呼吸綜合征(經(jīng)典藍(lán)耳病)列為二類動物疫病。

目前世界各國投入大量人力物力致力于該病的研究，并取得了較大進(jìn)展。筆者現(xiàn)從PRRS的病原學(xué)特性、致病機(jī)理、動物機(jī)體免疫以及該病的檢測與防制等幾方面對該病的研究進(jìn)展作一簡要綜述。

1PRRSV的病原學(xué)特征

PRRSV由荷蘭學(xué)者Wensvoort等首次分離并鑒定[2]，國際病毒分類委員會第六分類報告將其列為動脈炎病毒科，動脈炎病毒屬，是一種有囊膜的不分節(jié)段的單股正鏈RNA病毒[3]。該病毒基因組RNA的轉(zhuǎn)錄機(jī)制類似于冠狀病毒[4]。

PRRSV在帶毒仔豬的脾臟中含量最高，依次是腎臟、肺臟、淋巴結(jié)、肝臟、心臟等。PRRSV抗原在死胎體內(nèi)主要集中于淋巴結(jié)和脾臟的巨噬細(xì)胞中，在新生仔豬中僅能在肺中檢出。對于成年豬該病毒主要位于肺臟等內(nèi)臟器官以及淋巴結(jié)等免疫器官，在生殖道上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞以及睪丸、腦等組織的巨噬細(xì)胞中也有病毒存在[4]。可以用豬原代肺巨噬細(xì)胞、外周血單核細(xì)胞、肺血管內(nèi)巨噬細(xì)胞等少數(shù)幾種來培養(yǎng)PRRSV。不同的病毒株，其最適培養(yǎng)細(xì)胞有較大差別且其生長繁殖狀況也顯著不同。有些病毒株在每代細(xì)胞上培養(yǎng)3～4d即可出現(xiàn)細(xì)胞病變，有些則需要培養(yǎng)2～3代。其細(xì)胞病變的特征是:開始細(xì)胞的折光性增強(qiáng)，接著呈灶狀變圓、突起，72h后細(xì)胞開始皺縮并逐漸脫落，細(xì)胞病變發(fā)展到80%左右時，大部分細(xì)胞會脫落，出現(xiàn)空洞[5]。

PRRSV分為以ATCC VR-2332株為代表的美洲株和以LV株為代表的歐洲株兩個基因型[6]。純化的病毒粒子呈球形，直徑45～100nm，平均約62nm。核衣殼的直徑25～30nm，核衣殼上有約5nm的突起，有脂質(zhì)雙層膜外繞突起，因此該病毒對氯仿、乙醚等脂溶劑和除垢劑較為敏感。在氯化銫和蔗糖密度梯度中浮密度分別為1.13～1.19g/cm3和1.18～1.23g/cm3。PRRSV對高溫比較敏感，在56℃下45min即可完全失活。37℃處理10～24h、20℃放置6d或4℃放置1個月，病毒的滴度將下降90%以上。低溫、潮濕的環(huán)境有利于PRRSV的存活，-20℃和-70℃可保存病毒，在-70℃下，病毒可以保存4個月以上而不影響其感染性。在絕大多數(shù)污染物中PRRSV極不穩(wěn)定，在井水、自來水、PBS水中的存活期為3～11d。在pH<5或pH>7的環(huán)境中，PRRSV的感染力可以下降90%以上。PRRSV無凝血活性，不凝集雞、鴨、山羊、小白鼠及人的紅細(xì)胞，但用非離子除垢劑處理后，再用脂溶劑處理，可凝集小鼠紅細(xì)胞[5]。

PRRSV在感染豬體內(nèi)能誘發(fā)中和抗體(neutralizing antibodies，NAs)的產(chǎn)生，但是較低滴度的中和抗體(亞中和水平抗體)不但不能有效清除血液中的病毒，反而與病毒形成病毒-抗體復(fù)合物，病毒借助抗體的Fc片段與Fc受體陽性細(xì)胞結(jié)合，促進(jìn)病毒進(jìn)入細(xì)胞而建立感染[7]，產(chǎn)生所謂的抗體依賴性增強(qiáng)作用(antibody dependent enhancement，ADE)。該作用是PRRSV的一個重要的生物學(xué)特征。PRRSV對肺巨噬細(xì)胞(PAM)、單核細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的某些亞群有嚴(yán)格的限制性親嗜性，PAM是其首選的靶細(xì)胞，這些細(xì)胞的分化和活化狀態(tài)會影響其易感性。

2PRRSV的致病機(jī)理

PRRSV通過呼吸道或生殖道侵入豬體后，主要侵害肺泡及血液等組織的巨噬細(xì)胞。首先通過呼吸道與PAM上的受體結(jié)合，再經(jīng)胞吞作用進(jìn)入PAM，并在PAM內(nèi)迅速增殖(特別是尚未成熟的PAM最適合PRRSV繁殖)，使PAM受損死亡，導(dǎo)致數(shù)量減少，存活的PAM表現(xiàn)功能低下，使肺泡功能發(fā)生障礙，進(jìn)而仔豬表現(xiàn)典型的呼吸道癥狀[6]。

PRRSV感染宿主細(xì)胞以及在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制的過程受到宿主細(xì)胞的細(xì)胞受體、胞內(nèi)大分子及細(xì)胞因子影響。

在PAM中發(fā)現(xiàn)了多個PRRSV受體，這與PRRSV感染受體細(xì)胞所具有的嚴(yán)格的細(xì)胞噬性有關(guān)。段小波等使用單克隆抗體Mb41D3與PAM作用，在PAM中找到了PRRSV的受體Sn(唾液酸黏附素)。Delputte等研究發(fā)現(xiàn)，PAM表面的硫酸乙酰肝素(Heparan Sulfate，HS)也是PRRSV的受體，同時還發(fā)現(xiàn)PRRSV中以M-GP5復(fù)合物形式存在的病毒基質(zhì)蛋白是HS受體的主要結(jié)合位點(diǎn)，并證明肝素和mAb41D3在共同作用下可完全阻斷PRRSV感染PAM[8，9]。

Kim等發(fā)現(xiàn)波形蛋白是Marc-145細(xì)胞受體。Cafruny的研究表明除了受體外，完整的細(xì)胞骨架對于PRRSV在Marc-145細(xì)胞間的傳播也十分重要。

胞內(nèi)大分子物質(zhì)可導(dǎo)致PRRSV在宿主細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生增殖性感染，胞內(nèi)大分子可以協(xié)助病毒脫殼和病毒基因組的釋放(CD163和CD151)。包括干擾素在內(nèi)的細(xì)胞因子具有抑制PRRSV在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的作用。

有試驗(yàn)表明感染PRRSV后3～14d內(nèi)血液中的淋巴細(xì)胞及單核細(xì)胞也顯著降低，說明PRRSV有可能轉(zhuǎn)移到局部淋巴組織的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的增殖[10]。由于巨噬細(xì)胞的大量破壞，使其對異物的非特異性吞噬清除功能大為降低，機(jī)體的非特異性免疫功能下降。又因PRRSV的增殖可導(dǎo)致PAM減少，使機(jī)體的殺菌作用的功能降低，易繼發(fā)其他細(xì)菌或病毒感染，而使疾病的癥狀加重，這有可能是PRRS常和其他疾病同時存在的根本原因。由于PAM的大量崩解使PRRSV釋放進(jìn)入血液或淋巴，在血液巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞內(nèi)增殖，并分布到全身各組織器官的巨噬細(xì)胞內(nèi)，引起病毒血癥及全身淋巴結(jié)的腫大等病理變化。豬在接種病毒后24h可出現(xiàn)病毒血癥，平均持續(xù)約28d，最長可達(dá)56d。隨著病毒的增殖，機(jī)體會出現(xiàn)肺、淋巴結(jié)的損傷和以及微循環(huán)障礙等，主要表現(xiàn)為特征性間質(zhì)性肺炎和淋巴結(jié)的腫大，支氣管壞死和肺的廣泛性出血，下領(lǐng)淋巴結(jié)、腸淋巴結(jié)及扁桃體彌散出血及水腫等。

PRRSV也可感染公豬生殖系統(tǒng)，導(dǎo)致精子數(shù)量減少，使公豬繁殖性能降低，并可通過精液將PRRSV傳染給母豬，引起母豬的繁殖障礙。感染PRRSV的孕豬可引起子宮內(nèi)胎兒感染，但機(jī)制不明。Lager等對繁殖母豬進(jìn)行攻毒試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)懷孕母豬感染PRRSV后可導(dǎo)致胎兒臍帶擴(kuò)張、出血，呈現(xiàn)壞死性臍動脈炎的變化，使得臍血管的正常血液循環(huán)受損，造成胎兒缺氧死亡。病理組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)在流產(chǎn)胎兒的血管周圍出現(xiàn)以巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤為特征的動脈炎、心肌炎和腦炎。

3動物免疫機(jī)制對PRRSV的反應(yīng)

PRRSV感染細(xì)胞后可引起機(jī)體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫。

PRRSV感染后約1～2周內(nèi)，豬體免疫系統(tǒng)被激活，產(chǎn)生一系列免疫應(yīng)答，并可通過幾種不同血清學(xué)方法檢測[11]。感染PRRSV后5～7d，就可在一些豬體內(nèi)檢測到PRRSV抗體(機(jī)體首先產(chǎn)生IgG抗體，但亦有報道稱是IgM)[12]，感染14d后所有豬都會產(chǎn)生抗體。感染14d后IgM達(dá)到最高值，在感染42d后迅速下降，直至檢測不出。感染后21～49d機(jī)體的IgG達(dá)到最大值。但I(xiàn)gM和IgG的迅速響應(yīng)與中和抗體(NAs)的反應(yīng)并不對應(yīng)。

Nelson等研究了豬對北美型PRRSV毒株產(chǎn)生體液免疫的過程。最早產(chǎn)生的抗體是針對15kU的核衣殼蛋白(N)，隨后產(chǎn)生的抗體主要針對19kU的膜蛋白(M)，然后產(chǎn)生的是26kU糖蛋白GP5的抗體。另有研究表明非結(jié)構(gòu)蛋白Nsp2中包含一群非中和性抗原決定簇并且有可能是PRRSV的免疫蛋白。很多診斷性檢驗(yàn)表明主要免疫原是核衣殼蛋白(N)。這些抗體在感染后一周左右出現(xiàn)并持續(xù)存在數(shù)月。

在病毒最初感染的4周內(nèi)，無法用常規(guī)的病毒中和試驗(yàn)(virus neutralization tests，VNTs)檢測中和抗體[11]。體外試驗(yàn)表明，中和抗體可抑制PRRSV對巨噬細(xì)胞的感染性。研究表明中和抗體效價可以作為評價PRRSV疫苗效力的一個重要參數(shù)。

豬感染PRRSV后產(chǎn)生體液免疫的同時，也會產(chǎn)生細(xì)胞免疫。單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞是主要的免疫反應(yīng)。利用北美型PRRSV毒株所制的滅活疫苗接種后，PRRSV特異性的IFN-γ分泌細(xì)胞最早在接種3周后出現(xiàn)，以后10周在50萬～100萬U/百萬外周血單核細(xì)胞(PBMCs)范圍內(nèi)波動，隨后在接種后48周增長到400萬～500萬U/百萬外周血單核細(xì)胞。在機(jī)體的免疫過程中，干擾素和細(xì)胞因子的作用也相當(dāng)明顯。早期研究顯示，PRRSV非常容易受I型IFN的影響，并且可以抑制IFN-α的響應(yīng)，因?yàn)樵赑RRSV復(fù)制活躍的豬肺中IFN-α的水平較感染豬圓環(huán)病毒等的要低。不同的PRRSV分離株誘導(dǎo)或抑制IFN-α的能力是不同的。感染美洲株或歐洲株的PRRSV后，PBMCs中的IL-10的mRNA水平均有所上升，并且支氣管肺泡洗液中白細(xì)胞介素10濃度會升高，表明IL-10可能在PRRSV的免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)機(jī)制中起重要作用。

PRRSV可能會阻礙T淋巴細(xì)胞的正確抗原遞呈和活化作用。盡管PRRSV并不削弱混雜在白細(xì)胞反應(yīng)中的增殖反應(yīng)，但它抑制主要組織相容性復(fù)合體-I(main histocompatibility complex，MHC-I)在樹突細(xì)胞(dendritic cells，DCs)中的表達(dá)。與CD14相同，MHC-I和MHC-II在源于單核細(xì)胞的DCs中的表達(dá)也被抑制，它們可被感染反應(yīng)激活但不能被PRRSV激活。當(dāng)被感染的DCs被用作同源或非同源的淋巴細(xì)胞時，增生反應(yīng)明顯下降，表明被感染的DCs表現(xiàn)出較低的抗原活性。PRRSV可通過改變巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞的細(xì)胞形態(tài)來減輕先天免疫反應(yīng)，并通過修改(MHC)-I分子的表達(dá)來參與抗原遞呈。

4PRRSV的檢測技術(shù)

目前運(yùn)用于PRRSV檢測的方法可分為免疫學(xué)檢測法以及核酸檢測法。免疫學(xué)檢測包括免疫熒光染色法、免疫過氧化物酶染色法以及免疫膠體金法等。核酸檢測法主要是指反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測法(reverse transcription polymerase chain reaction，RT-PCR)。通過檢測抗體或抗原水平可以評價豬個體或群體的病毒感染情況以及疫苗免疫效果，目前用于PRRSV抗體或抗原檢測的方法主要有免疫熒光抗體(IFA)試驗(yàn)、免疫過氧化酶單層細(xì)胞試驗(yàn)(IPMA)、血清中和(SVN)試驗(yàn)及酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)等。

這些方法中ELISA(包括間接ELISA和阻斷ELISA)較適于大規(guī)模檢測，該法方便、易行、操作過程及結(jié)果判定能夠標(biāo)準(zhǔn)化且具有高度特異性和敏感性。ELISA診斷抗原有2種:從細(xì)胞培養(yǎng)物中純化的全病毒抗原和重組PRRSV核衣殼蛋白。這兩種診斷抗原都有較強(qiáng)的背景反應(yīng)。目前市面上已有PRRSV抗體ELISA檢測試劑盒出現(xiàn)，但尚存在假陽性結(jié)果。

由Wensvoort等建立的IPMA是目前歐洲和美洲國家廣泛使用的血清學(xué)診斷方法[2]。該法敏感性和特異性也都很好。有研究表明IPMA可比ELISA試劑盒提前2～3d檢測出抗體，尤其是對母源抗體。IPMA的不足主要在于其結(jié)果判定不能自動顯示、有一定的主觀性，檢測時間長，花費(fèi)大，不適合大規(guī)模檢測。而ELISA方法可以在不損失特異性的基礎(chǔ)上提高敏感性，相比而言，ELISA方法更適合診斷PRRSV。

IFA同IPMA一樣，結(jié)果判定也有較大的主觀性，用IFA法檢測抗體滴度較低的血清可能會出現(xiàn)假陰性結(jié)果。血清中和試驗(yàn)同其他幾種方法相比敏感性較低，可能是由于PRRSV特異性中和抗體出現(xiàn)較晚。

RT-PCR方法擴(kuò)增的目的片段主要針對PRRSV的核衣殼蛋白的編碼基因。該方法省時、省力且敏感性、特異性等明顯高于病毒分離和ELISA。目前該方法廣泛應(yīng)用于PRRSV的鑒定和臨床診斷。血清、精液、肺臟等都可以作為該法的檢驗(yàn)樣品。近年來熒光定量RT-PCR[13]、逆轉(zhuǎn)錄恒溫擴(kuò)增技術(shù)(RT-LAMP)[14]的發(fā)展，為PRRSV的早期快速診斷提供了有力工具。

5PRRS的控制方法及疫苗研究進(jìn)展

對于控制PRRS來說，保證飼料原料的質(zhì)量、加強(qiáng)通風(fēng)、保證飲水、減少應(yīng)激以及做好隔離淘汰等工作是整個控制工作中最重要的一步。

及時接種疫苗也是預(yù)防PRRS的重要方法。目前PRRS的疫苗主要有滅活疫苗、弱毒疫苗和基因工程疫苗等。滅活疫苗具有安全、不存在散布病毒和造成PRRS新疫源的危險、便于貯存和運(yùn)輸、對母源抗體的干擾作用不敏感等優(yōu)點(diǎn)，因此人們首選滅活疫苗來預(yù)防和控制PRRS。有報道稱PRRS的某些滅活疫苗接種豬后可以減少病毒血癥的發(fā)生、有效阻止肺部病變，可提高母豬的繁殖力、改善死胎狀況。接種滅活疫苗20d左右，體內(nèi)抗體可達(dá)到高峰，并可持續(xù)6個月左右。弱毒疫苗有免疫力強(qiáng)、免疫期長等優(yōu)點(diǎn)，適用于3～18周齡的豬。Mengeling等發(fā)現(xiàn)母豬懷孕后期接種某種弱毒疫苗后可產(chǎn)生病毒血癥。弱毒疫苗在接種后，可能會持續(xù)散播疫苗病毒，使得病毒在豬場中傳播，甚至可能引發(fā)PRRS的暴發(fā)。因此，目前世界上并不提倡使用弱毒疫苗，例如在歐洲(如德國等)禁止用活疫苗來預(yù)防PRRS，美洲和亞洲的某些國家提倡在未發(fā)生PRRS的豬場中避免使用弱毒疫苗?；蚬こ桃呙缰饕ê怂嵋呙?、重組疫苗和活載體疫苗等。核酸疫苗可同時誘導(dǎo)細(xì)胞免疫和體液免疫，且對不同血清型的毒株具有交叉保護(hù)性，另兩種基因工程疫苗尚還處于研究探索階段[15，16]。

6展望

目前，國內(nèi)外學(xué)者對PRRS的研究雖然已取得重要進(jìn)展，但在某些方面仍有待深入研究，包括PRRS的發(fā)病的詳細(xì)機(jī)制，PRRSV的免疫學(xué)機(jī)理，PRRSV的快速、特異、敏感性更好的檢測方法以及接種效果更好的疫苗等。近年來，PRRS的頻繁暴發(fā)，給世界養(yǎng)豬業(yè)以及人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都帶來重大損失，該病的研究還需廣大科研工作者付出更大的努力。相信在國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注下，這些問題終將被一一解答。

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