張 恒,左媛媛,戈勝?gòu)?qiáng),張 會(huì),宋桂才,吳曉東
(1.山東信得科技股份有限公司,山東青島 266104;2.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心,山東青島 266032;3.青島韋立國(guó)際集團(tuán),山東青島 266000;4.山東諸子生物科技有限公司,山東濰坊 262204)
2015 年美國(guó)科研人員Hause 等[1]在對(duì)1 份豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-qPCR)陽(yáng)性樣品進(jìn)行宏基因組測(cè)序中,拼接出1 個(gè)長(zhǎng)度為11 276 bp 的基因組序列;該基因組序列可編碼1 個(gè)預(yù)測(cè)長(zhǎng)度為3 635 個(gè)氨基酸的多聚蛋白(polyprotein);該基因組序列同完成部分鑒定的蝙蝠瘟病毒(Rhinolophus affinis pestvirus,RaPV)基因序列的一致性為68%,同已知的瘟病毒屬其他病毒基因序列的一致性為25%~28%;研究認(rèn)為這是一種新的病毒,應(yīng)歸于瘟病毒屬,暫時(shí)將其命名為豬非典型瘟病毒(atypical porcine pestivirus,APPV)。隨后,Arruda 等[2]在患有先天性震顫(congenital tremor,CT)的病豬中發(fā)現(xiàn)APPV,且將感染APPV 豬的帶毒血清接種懷孕母豬后,在所產(chǎn)的仔豬中復(fù)制出CT 臨床癥狀。相似的結(jié)果也在其他研究[3-5]中得到驗(yàn)證,如在荷蘭10 個(gè)豬場(chǎng)采集的具有CT 癥狀的99 份疑似樣品中,APPV 檢出率達(dá)到100%,而在采自無(wú)臨床癥狀的豬樣品中,APPV 檢出率只有9%(6/66),說(shuō)明APPV 與CT 密切相關(guān)。
仔豬CT 也被稱(chēng)為“豬先天性痙攣癥”或“仔豬先天性肌陣攣病”(myoclonia congenita)[6]、“仔豬震顫病”(shaking piglets/ trembles)、“跳跳病”(jumpy pig disease)、“舞蹈病”(dancing pig disease)[7]等,在國(guó)內(nèi)形象地將其稱(chēng)為“仔豬抖抖病”。它最早于1922 年在美國(guó)以“舞蹈病”相稱(chēng)[7]。隨后在法國(guó)(1934 年)[8]、澳大利亞(1937年)[9]、加拿大(1957 年)[10]相繼有此病的報(bào)道。我國(guó)最早可能于1962 年報(bào)道此病,稱(chēng)其為“仔豬先天性肌陣攣病”[6]?,F(xiàn)在歐洲以及北美洲、南美洲等地區(qū)皆有病例報(bào)道,說(shuō)明該病已呈全球流行趨勢(shì)[2]。
國(guó)內(nèi)有人將APPV 命名為非典型豬瘟病毒。鑒于國(guó)內(nèi)存在非典型性豬瘟的持續(xù)流行,為避免誤解,本文將該病毒翻譯為豬非典型瘟病毒,以示區(qū)別。自2015 年APPV 在美國(guó)首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái),國(guó)外相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道越來(lái)越多。國(guó)內(nèi)也有相關(guān)研究跟進(jìn),但還沒(méi)有關(guān)于APPV 研究進(jìn)展的報(bào)道。因此,本文就APPV 的病原學(xué)、流行病學(xué)、檢測(cè)技術(shù)研究以及疫苗研發(fā)等進(jìn)行全面介紹,以期為我國(guó)APPV防控及研究提供參考。
APPV 屬于黃病毒科(Flaviviridae)瘟病毒屬(Pestivirus),為單股正鏈RNA 病毒。根據(jù)最新的進(jìn)化趨勢(shì),國(guó)際病毒分類(lèi)委員會(huì)于2017 年發(fā)布的分類(lèi)指南中,將瘟病毒屬劃分為11 個(gè)分支(A—K),而APPV 為瘟病毒屬K(PestivirusK)的代表毒株[11]。
APPV 基因組全長(zhǎng)11~12 kb(11 475 bp[12]、11 526 bp[13]),包括5'-UTR 和3'-UTR 非編碼區(qū)及1 個(gè)多聚蛋白閱讀框。該閱讀框主要編碼1 個(gè)長(zhǎng)的多聚蛋白前體(大小約3 635 個(gè)氨基酸)。該多聚蛋白可被蛋白酶水解成多個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。與其他瘟病毒屬病毒一樣,該多聚蛋白包含所有的結(jié)構(gòu)蛋白(C、Erns、E1、E2)及非結(jié)構(gòu)蛋白(Npro、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B),其編碼順序?yàn)镹pro-C-Erns-E1-E2-P7-NS2-3-NS4A-NS4B-NS5A-NS5B[1]。目前還未涉及APPV 的功能基因組學(xué)研究,但利用E2 和Npro蛋白編碼全基因的序列比對(duì),可將APPV 分為4 個(gè)基因型(A—D)[12]。有研究[14]還發(fā)現(xiàn),與同為瘟病毒屬的古典豬瘟病毒(CSFV)相比,APPV 不同毒株之間的遺傳變異性較大(最大遺傳距離差異可達(dá)21%),且有1 株中國(guó)分離株在非結(jié)構(gòu)蛋白NS5A 區(qū)域內(nèi)發(fā)生了93 個(gè)核苷酸的缺失。
家豬和野豬均可攜帶APPV。瘟病毒屬病毒可以在種間傳播,因此不排除豬以外其他動(dòng)物有感染APPV 的可能性,但在自然傳播中僅限于偶蹄動(dòng)物之間。根據(jù)目前研究顯示,未從羊樣品中檢出該病毒[15]。
利用RT-qPCR 方法可從感染仔豬的多種組織樣品中檢出APPV,檢出率從高到低依次為全血95%、腸系膜淋巴結(jié)90%、支氣管淋巴結(jié)90%、胸腺90%、脾臟90%、腦干90%、小腦88%、腎臟85%、心臟85%、脊髓80%、大腦73%、血清63%、糞便34%和鼻拭子29%。血清、鼻拭子、腦脊髓液、腸系膜淋巴結(jié)、支氣管淋巴結(jié)、脾臟和臍帶血中的病毒含量較高,糞便、小腦、脊髓、腎臟、胸腺和心臟中的病毒含量次之,大腦、腦干和全血中的病毒含量最低[2]。另?yè)?jù)報(bào)道[4],各部位中的APPV 含量由高到低依次為腭舌弓腺、頜下淋巴結(jié)、胃、鼻腺、小腦、三叉神經(jīng)、肱二頭肌、肱神經(jīng)叢、結(jié)腸、小腸、坐骨神經(jīng)、胸腺、支氣管肺淋巴結(jié)、腎臟、脊髓腰神經(jīng)、腎臟、肺臟、最長(zhǎng)肌、胸部脊髓和腦干。
我國(guó)科研人員也進(jìn)行了APPV 侵襲性研究。Yuan 等[16]研究發(fā)現(xiàn),APPV 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)及外周免疫器官具有偏嗜性;Shen 等[17]發(fā)現(xiàn),各臟器中的病毒含量以小腦和心臟最高,其他依次為脊髓、肺臟、脾臟、腎臟、頜下淋巴結(jié)、腹股溝淋巴結(jié)、肺門(mén)淋巴結(jié)、大腦和肝臟。
Schwarz 等[5]研究發(fā)現(xiàn),APPV 核酸可在仔豬血清和唾液中持續(xù)存在12 周以上。Ed Groof[3]研究發(fā)現(xiàn),APPV 陽(yáng)性仔豬到第5 個(gè)月時(shí),病毒血癥滴度才開(kāi)始下降。以上結(jié)果均很好地解釋了為何APPV 感染農(nóng)場(chǎng)會(huì)持續(xù)出現(xiàn)新的病例。
對(duì)APPV 的自然傳播途徑目前還不清楚。但有研究[4]發(fā)現(xiàn),APPV 在唾液腺、十二指腸、胰腺和結(jié)腸中的滴度較高,因此推測(cè)APPV 也可能通過(guò)糞-口途徑傳播;攻毒試驗(yàn)結(jié)果顯示,APPV 可經(jīng)母豬垂直傳播給仔豬,導(dǎo)致仔豬發(fā)病,且與CSFV和牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)相比,可能更容易垂直傳播。
Gatto 等[18]對(duì)美國(guó)4 個(gè)種豬場(chǎng)進(jìn)行APPV 檢測(cè),發(fā)現(xiàn)APPV 在包皮拭子、包皮液和精液中的檢出率分別是23.81%(5/21)、22.81%(26/114)和12.91%(59/457)。但APPV 是否能通過(guò)精液傳播還需進(jìn)一步研究。
另有報(bào)道[19]猜測(cè),氣溶膠可能對(duì)APPV 傳播發(fā)揮一定作用。
在美國(guó)首次報(bào)道APPV 后,西班牙[3]、奧地利[5]、意大利[20]、德國(guó)[16,21]、瑞典[21]、英國(guó)[22]、荷蘭[3]等歐洲國(guó)家,加拿大[23]、巴西[24]等美洲國(guó)家,以及中國(guó)[13-14,17-18,25]、韓國(guó)[26]等亞洲國(guó)家均報(bào)道發(fā)現(xiàn)該病毒。在對(duì)歐洲和亞洲的1 460 份血清樣品的普查中,發(fā)現(xiàn)APPV核酸陽(yáng)性率為8.9%(130份),血清陽(yáng)性率約為60%[14]。德國(guó)的調(diào)查[4,27]顯示,APPV 在健康豬群中的個(gè)體流行率約為2.4%,場(chǎng)間流行率約為10%,野豬感染率達(dá)19%。
APPV 被發(fā)現(xiàn)后,國(guó)內(nèi)科研人員很快進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查。Zhang 等[26]在廣東省2 個(gè)豬場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)有APPV 流行(發(fā)病率分別為5.8%和6.3%),并對(duì)測(cè)序毒株(GD1 株和GD2 株)進(jìn)行了比對(duì)分析。Zhang 等[12]和Wu 等[13]分別對(duì)APPV 廣西株(CH-GX 2016)和江西株(JX-JM01-2018A01)進(jìn)行了全基因組測(cè)序分析。Shen 等[17]在2016 年監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),廣東省一豬場(chǎng)(存欄3 000 頭,發(fā)病率為2.67%,死亡率為60%)和貴州省一豬場(chǎng)(存欄800 頭,發(fā)病率約為50%)均發(fā)生“仔豬抖抖病”,經(jīng)RT-PCR 檢測(cè),均檢出APPV 核酸陽(yáng)性,并將測(cè)序毒株命名為APPV-China/GZ01/2016(GZ01)和APPV-China/GD-SD/2016(GD-SD)。Yuan 等[16]對(duì)我國(guó)南方地區(qū)(主要是廣東?。┻M(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),APPV 的場(chǎng)內(nèi)流行率為0~20%,個(gè)體平均流行率約為5.2%。
其他國(guó)家的研究人員對(duì)其保存的歷史樣品進(jìn)行了追溯性研究,如2016 年荷蘭的De Groof 等[3](2012 年樣品)、2016 年德國(guó)的Postel 等[4](2007年樣品)和2017 年西班牙的Mu?oz-González等[28](1997 年樣品)均從實(shí)驗(yàn)室歷史保存樣品中檢測(cè)到APPV 陽(yáng)性。Yuan 等[16]對(duì)已公布的APPV序列進(jìn)行起源和遺傳進(jìn)化分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)APPV 中國(guó)分離株極有可能起源于德國(guó)。綜上說(shuō)明,APPV早已在全球廣泛流行。
CT 至今已出現(xiàn)100 年,可由多種病原導(dǎo)致,除APPV 外還包括CSFV、豬圓環(huán)病毒2型(porcine circovirus 2,PCV2)、豬捷申病毒(porcine teschovirus,PTV)、豬腸道病毒(porcineenteroviruses,PEV)、豬薩佩羅病毒(porcine sapelovirus,PSV)。臨床中的混合感染現(xiàn)象也較嚴(yán)重,如Ed Groof 等[3]發(fā)現(xiàn)攻毒試驗(yàn)中所使用的APPV 陽(yáng)性血清污染有星狀病毒(astrovirus),Possatti 等[29]發(fā)現(xiàn)PTV 和APPV 混合感染后可能導(dǎo)致仔豬死亡率增高等。因此,APPV 的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)至關(guān)重要。
Hause 等[1]初次分離APPV 時(shí),曾用MARC-145、Vero、Vero 76、HCT-8、BT、MDBK、ST、PK-15 和MDCK 細(xì)胞系進(jìn)行分離,但在培養(yǎng)過(guò)程中均未觀察到細(xì)胞病變,且傳代2 次后RT-qPCR檢測(cè)全部為陰性,病毒分離失敗。Ed Groof 等[3]使用PK-15、SK6 和原代豬腎細(xì)胞(primary swine kidney cells),Postel 等[4]使用瘟病毒屬敏感細(xì)胞系(PK-15、SK6和STE)、豬淋巴細(xì)胞38A1D(porcine lymphoma cells)和豬上皮細(xì)胞PEDSV.15(porcine endothelial cells),Yuan 等[16]使用PK-15、SK6、IBRS 和豬睪丸細(xì)胞(swine testis cellline,ST)進(jìn)行病毒分離,結(jié)果均以失敗告終。Arruda 等[2]也曾嘗試分離病毒進(jìn)行攻毒試驗(yàn),結(jié)果也未成功。而Schwarz 等[5]使用了未吃母乳的APPV 陽(yáng)性仔豬血清,可以在SK6 細(xì)胞和PK-15 細(xì)胞中將APPV 傳代到第5 代,只是病毒滴度很低,提示初乳中的抗體可能在病毒分離過(guò)程中發(fā)揮了一定的阻礙作用。目前只有德國(guó)科學(xué)家Beer 等[15]利用豬腎細(xì)胞(SPEV)成功分離到APPV,Postel 等[20]利用該細(xì)胞系將APPV 傳代至少11 代。由此可見(jiàn),APPV在細(xì)胞系中的繁殖感染水平較低,這可能與其E2蛋白的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)[3]。
RT-qPCR 和逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)是檢測(cè)APPV 的主要方法。目前建立的RT-qPCR/RT-PCR方法主要對(duì)NS3[2]、NS5A[17]、NS5B[5]、5'非翻譯區(qū)(5'non-translated region,NTR)[3]等區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增。但因?yàn)榭蓞⒖嫉腁PPV 基因序列較少,很多引物仍需要進(jìn)行深入論證,如Postel 等[20]發(fā)現(xiàn),針對(duì)瘟病毒屬的NTR 引物(PanPesti140f 和PanPesti241r)可以與APPV和CSFV發(fā)生交叉反應(yīng)。
其他方法也可用于APPV 檢測(cè),如針對(duì)NS3和NS4B 的SYBR Green 方法[4]和套式PCR(RTnested PCR)方法。Possatti 等[29]使用針對(duì)NS5B基因的套式PCR 和針對(duì)NS2/3 區(qū)域的半套式PCR(semi-nested PCR)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)針對(duì)NS2/3 區(qū)域的擴(kuò)增效果好于NS5B基因,其原因可能是因?yàn)樵O(shè)計(jì)NS2/3 區(qū)域引物時(shí)可供參考的APPV序列更多。
目前尚無(wú)商品化的血清學(xué)診斷試劑盒面世,但相關(guān)研究已迅速啟動(dòng)。Hause 等[1]和Postel 等[20]分別建立了針對(duì)APPV Erns蛋白的間接ELISA方法,其中Postel 等將其建立的ELISA 方法與商品化的CSFV 試劑盒(針對(duì)E2 蛋白,IDEXX 和Idvet 廠家)和瘟病毒屬特異ELISA 試劑盒(針對(duì)NS3 蛋白,IDEXX 廠家)進(jìn)行了比較,證實(shí)目前所用的CSFV 試劑盒和瘟病毒屬特異ELISA 試劑盒不能與APPV 陽(yáng)性血清發(fā)生交叉反應(yīng)。另外Schwarz等[5]建立了針對(duì)APPV NS3 蛋白的阻斷ELISA 方法,并將其用于血清學(xué)臨床監(jiān)測(cè)。
目前尚無(wú)APPV 疫苗研發(fā)的報(bào)道,但據(jù)了解,國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)和大型動(dòng)物疫苗生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)著手此疫苗的研發(fā)(包括弱毒苗和E2 亞單位疫苗,目前尚無(wú)產(chǎn)品申報(bào)注冊(cè))。動(dòng)物攻毒效力檢驗(yàn)是評(píng)價(jià)動(dòng)物疫苗好壞的主要標(biāo)準(zhǔn),但是到目前為止,APPV 的病毒分離和豬攻毒模型試驗(yàn)仍很難建立。其原因:弱毒疫苗致弱過(guò)程需要能夠繁殖APPV 的細(xì)胞系,且病毒滴度相對(duì)較高才能應(yīng)用于生產(chǎn);而攻毒模型建立存在的主要問(wèn)題是APPV 是否需要與其他病毒(CSFV、偽狂犬病毒等)協(xié)同作用才能引起震顫等癥狀尚未確定。這些給疫苗研發(fā)和生產(chǎn)帶來(lái)很大阻力。
目前針對(duì)APPV 感染無(wú)特效藥物治療。導(dǎo)致仔豬死亡的主要原因是病毒感染導(dǎo)致的震顫使仔豬不能及時(shí)吃上初乳或母乳饑餓而死,因此可采取代養(yǎng)或人工哺乳方式,提高仔豬的自然恢復(fù)能力,而護(hù)理程度直接關(guān)系到感染豬群的死亡率。
綜上所述,APPV 作為新發(fā)現(xiàn)的病原,基礎(chǔ)研究相對(duì)較少,目前僅證實(shí)其與CT 緊密相關(guān)。雖然對(duì)懷孕母豬接種帶毒血清可以導(dǎo)致仔豬發(fā)病,但是因?yàn)锳PPV 不容易被分離,缺少最重要的病毒攻毒試驗(yàn)結(jié)果,其致病機(jī)理仍需要進(jìn)一步研究證實(shí)。而疫苗研究也需要在前期基礎(chǔ)研究深入的基礎(chǔ)上才有可能獲得成功。同時(shí),APPV 和其他多種病原均可引起CT,且臨床中混合感染現(xiàn)象嚴(yán)重,因此其感染需要全面考慮臨床癥狀,才能給予正確的判斷和處置。深入了解APPV 的病原學(xué)、流行病學(xué),特別是其引發(fā)的感染免疫學(xué)、致病機(jī)理和發(fā)病進(jìn)程,對(duì)于APPV 感染的有效診斷、預(yù)防和治療具有重要意義。