韋敏,朱林,劉萍,薛敏
(重慶市武隆縣畜牧獸醫(yī)局,重慶武隆 408500)
豬繁殖與呼吸綜合征(PRRS)是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)導致的一種接觸性傳染病,主要引起豬厭食、體溫升高、妊娠母豬早產、晚期流產、死胎、木乃伊胎等繁殖障礙和仔豬、育肥豬發(fā)生呼吸障礙為特征的一種病毒病,并且能引起較高的死亡率。該病于1987年在美國的北卡羅來納州首先發(fā)現,然后迅速向世界各地蔓延, 目前為止,世界上僅有少數幾個國家沒有該病的發(fā)生與流行,如瑞典、新西蘭、澳大利亞等。在此病的發(fā)生到傳播期間,由于病原不清曾有過許多病名,1991年Wensvoort 等首次分離到該病毒,并命名為 (lelystad virus , LV),直到1992年,歐共體才將其統(tǒng)一命名為“豬繁殖與呼吸綜合征(PRRSV)”。1992年5月,國際動物衛(wèi)生組織(OIE)已將其列為B級疾病。1996 年郭寶清等首次從國內PRRS血清陽性豬群中分離到PRRSV,從而證實了我國也有此病的流行,近年來該病在我國也呈現了蔓延和流行的態(tài)勢。目前,PRRS已蔓延至世界所有養(yǎng)豬國家和地區(qū),給養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大損失。因此,人們對其進行了大量科學研究,本文就PRRSV分子生物學、血清學、免疫學以及流行病學方面對其進行進一步闡述,為其防治和疫苗的研制打下基礎。
從1991年該病毒分離以來,人們對PRRSV進行了多方面的研究,現已明確,PRRSV 屬于尼多目動脈炎病毒科動脈炎病毒屬,與鼠乳酸脫氫酶病毒(LDV) 馬動脈炎病毒(EAV) 和猴出血熱病毒(SHFV) 為同一屬。由于PRRSV的基因序列存在較大的差異,PRRSV可分為兩大類型,即歐洲型(代表毒株:Lelystade株)與美洲型(代表毒株:ATTCVR-2332),我國分離到得毒株為美洲型,尚未見歐洲型報道。
對PRRSV的分子生物學診斷方法主要有核酸探針雜交技術以及反轉錄-聚合酶反應(RT-PCR)技術。對于疑似病例可以采取RT-PCR,對提取的病料RNA進行逆轉錄,可擴增出所需的目的片段,經連接測序分析,提取的為PRRSV的野毒株。RT-PCR檢測法具有快速、準確、特異、靈敏且可早期診斷等特點,為病毒檢測的常用方法之一。
目前,預防PRRS的方法主要是采用弱毒苗和滅活苗,但是這兩種疫苗的安全性都不是很高,存在毒力返強和傳播疫苗毒的危險,因此尋找安全、效果可靠、有效的基因工程疫苗迫在眉睫。對于PRRS的ORF1-ORF7的研究及PRRSV感染性克隆的成功構建,通過基因的缺失或替換基因組的某些部分等基因工程技術而研制出安全、高效的基因工程疫苗已以成為可能。另外,PRRSV DNA疫苗研究也取得了較好的效果,將GP5基因克隆到巨細胞病毒(CMV)早期啟動子的控制之下構建成真核表達質粒,制備DNA疫苗,免疫仔豬后可誘導產生抗體,實驗室攻毒實驗結果表明具有良好的保護效果。因此,DNA 疫苗有望成為今后PRRSV疫苗的重點研究方向。
最初診斷PRRS最確切的方法是病毒分離。病毒分離時采用的病料最好采用死胎或弱仔豬的心、肝、肺、腦、脾、腎等組織勻漿的混合物。對哺乳仔豬和斷奶仔豬最好取肺臟,母豬可取血漿、血清和白細胞,公豬可采取血清和精液,木乃伊胎兒難以分離到病毒。分離PRRSV適用的細胞有豬肺泡巨噬細胞和MARC-145、CL2621、CRL11171等細胞系。細胞培養(yǎng)分離的PRRSV可制成超薄切片,進行電鏡觀察,觀察病毒的形態(tài),以便確診。
除了常規(guī)的細胞培養(yǎng),電鏡觀察之外,對PRRS的檢測診斷主要采取血清學診斷方法,通常采取的方法有免疫過氧化物酶單層試驗(IPMA)、酶聯免疫吸附(ELISA)法、血清中和試驗(SN)及其他一些血清學實驗。
IPMA法:這是荷蘭中央獸醫(yī)研究所的Wensvoort于1991年率先建立的一種檢測PRRSV抗體的方法,實驗主要在PAM、CL2621、MA104、MARC-145 細胞上進行。該法敏感性、特異性都較好,可用于PRRSV 的抗原檢測、病毒鑒定及血清抗體檢測等,能在感染后6 d的血清中檢測到抗體。但是本實驗也有其缺點,即由于實驗判定的主觀性較強,不利于自動化操作,不適于大規(guī)模普查。
ELISA法:此法主要用于檢測PRRSV抗體,Albina等用PRRSV接種PAM培養(yǎng),制備陽性抗原,并用相同的方法制備模擬抗原,首次建立了檢測PRRSV抗體的間接ELISA。通過實驗比較發(fā)現,ELISA檢測方法的敏感性和特異性較好,且抗原用量少,節(jié)省材料,不需要特殊儀器,快速、經濟及敏感,結果便于長期保存等優(yōu)點,明顯優(yōu)于其他檢測方法。鑒于此,已有許多國家將本法列為常規(guī)診斷方法,且有相應的試劑盒可供使用。
SN法:該法主要用于檢測PRRSV抗體,用MARC-145細胞在96孔微量板上進行。由于傳統(tǒng)的中和實驗不能檢測出急性感染期抗體,還需要加入雙份的血清。Yoon和Takikawa等在血清和病毒混合液中加入補體, 提高了反應的敏感性, 可在PRRSV 感染早期作出診斷。
還有其他一些血清學實驗,如用于檢測感染組織中PRRSV 抗原的免疫膠體金技術、親和素-生物素免疫過氧化物酶試驗、間接熒光抗體技術(IFA)等。
PRRSV的免疫學特性和免疫抑制機理的研究受到國內外學者的關注。PRRSV可誘導機體產生全身性體液免疫應答,在感染第七天,可采用ELISA法檢測出PRRSV的特異性抗體IgG和IgM,采用Western blot可檢出抗核衣殼N蛋白特異性抗體;感染第9~35天可檢出抗內膜蛋白M和抗E蛋白抗體。有研究證據表明,E蛋白和M蛋白在病毒中和作用中極為重要。
PRRS是一種病毒病,目前尚無特效的治療藥物,控制該病的發(fā)生和傳播的主要措施仍然是疫苗的免疫接種。在地方流行性區(qū)域給動物接種疫苗,對于預防繁殖障礙比較有效;Rogan等研究表明,用PRRS滅活苗免疫豬后,可減少豬病毒血癥的發(fā)生,有效阻止豬肺部病變。但是,通過接種疫苗來控制PRRS仍然存在較多的問題。滅活苗和弱毒苗雖然都能減輕臨床癥狀,但是不能阻止病毒的再次感染和病豬的排毒,而且滅活疫苗雖然安全,但是其產生的保護力較弱,需要多次免疫接種;和滅活疫苗相比,弱毒疫苗誘導的免疫反應持續(xù)更長、也更有效,但是其本身存在散毒問題,而且有返強的危險,還可能造成疫苗毒的傳播,引起PRRS的持續(xù)感染和病毒血癥的發(fā)生;而且,血清學的方法不能檢測免疫豬和自然感染豬。據報道,1996年丹麥使用美國的弱毒疫苗后引起了PRRS的大暴發(fā)。因此,許多國家現在已經禁止使用弱毒疫苗或限制使用疫苗來控制臨床暴發(fā)。
隨著現代生物學技術的興起,特別是DNA重組技術的出現,為研制新一代的疫苗提供了嶄新的方法。目前利用基因工程技術已經和正在研制開發(fā)的新型疫苗主要有亞單位疫苗、活載體疫苗、DNA疫苗、轉基因植物可食疫苗、合成肽疫苗、抗獨特型疫苗等。對PRRSV基因工程疫苗的研究主要集中在亞單位疫苗、活載體疫苗和DNA疫苗。
(一)亞單位疫苗PRRSV各結構蛋白免疫原性的研究已比較清楚。PRRSV感染豬體后,血清中抗PRRSV的免疫球蛋白主要是針對N蛋白和M蛋白,GP3雖不能刺激中和抗體的產生,但可對仔豬提供保護,GP4、GP5和M蛋白可產生中和抗體,GP5比GP4產生中和抗體的能力更強。亞單位疫苗及其它新型疫苗的研究多針對這些蛋白。
(二)活載體疫苗PRRS的活載體疫苗主要有以偽狂犬病毒和腺病毒為載體來表達PRRSV的抗原基因。因為它避免了PRRS滅活疫苗和弱毒疫苗的缺陷,可同時啟動機體的細胞免疫和體液免疫,而且還可構建多價疫苗,因此成為PRRS疫苗的研究熱點。
(三)DNA疫苗PRRSV DNA疫苗研究也取得了較好的效果,將GP5基因克隆到巨細胞病毒(CMV)早期啟動子的控制之下構建成真核表達質粒,制備DNA疫苗,免疫仔豬后可誘導產生抗體,實驗室攻毒實驗結果表明具有良好的保護效果。由于DNA 疫苗可同時誘導產生細胞免疫和體液免疫,并且對不同的血清型的毒株具有交叉保護性,有可能克服病毒外殼蛋白變異導致的免疫逃脫現象。因此,DNA疫苗有望成為今后PRRSV 疫苗的重點研究方向。
總之, 目前對于PRRSV病毒已進行了大量的研究,人們對其從分子生物學、血清學及免疫學方面進行了深入的研究,并取得了很大的進展,PRRSV的分類地位已基本確立, 分子結構已逐步明確,單克隆抗體的建立以及各種診斷方法相繼問世,疫苗試制成功,使人們對PRRS的認識不斷加深,神秘豬病已不再神秘,控制本病也不再是束手無策。但在呼吸及生殖系統(tǒng)病變的病理學機制、病毒與宿主的相互作用、病毒蛋白的結構與功能、病毒的持續(xù)感染、分子免疫機制及通用疫苗的研制、PRRSV感染后易感染其他疾病的原因和建立快速、準確、方便的臨床診斷方法等方面都還有待進一步深入研究。早日闡明這些機理將對PRRS的預防和控制具有重要的指導意義。