猪捷申病毒研究进展

2020-12-30 09:58程增青孙秀峰刘枢清
山东畜牧兽医 2020年9期
关键词:血清型毒株基因组

程增青 孙秀峰 刘枢清

猪捷申病毒研究进展

程增青①†孙秀峰②†刘枢清③*

(①青岛易邦生物工程有限公司 动物基因工程疫苗国家重点实验室 山东 青岛 266144 ②山东省青岛市畜牧兽医研究所 266121 ③山东省青岛市动物疫病预防控制中心)

猪捷申病毒(porcine teschovirus,PTV),属于小RNA病毒科捷申病毒属。该病毒可感染家猪和野猪导致猪捷申病,该病已在全球多个国家流行,且常呈现亚临床感染。猪感染PTV强毒后,表现出典型的神经症状,如共济失调,同时伴有腹泻、流产等临床表现。PTV现在我国呈地方性流行趋势,给养猪业带来一定的挑战。本文就目前该病毒的研究进展进行综述。

猪捷申病(Teschen disease)于1929年在原捷克斯洛伐克的捷申小镇首次被发现[1],在随后的几十年时间,该病感染了欧洲多个国家,如英国、意大利等,目前在我国部分省份呈地方性流行趋势。捷申病由猪捷申病毒(porcine teschovirus,PTV)感染导致,通常表现为亚临床感染,但仍可在粪便、扁桃体及其他非神经组织中分离到PTV[2]。强毒感染的动物通常表现出典型的神经症状,且伴有腹泻、厌食等临床表现。PTV,或称“捷申病毒(teschovirus)”,为小RNA病毒科(Picornaviridae)、捷申病毒属(Teschovirus)成员。根据国际病毒分类委员会2019年的最新分类报告,该病毒属目前包含两个种,即A型捷申病毒和B型捷申病毒。本文将对捷申病及PTV的研究进展进行阐述。

1 PTV特征

1.1 PTV粒子结构 成熟的PTV粒子为非囊膜的正二十面体对称结构,T值为3,直径为25~30nm,电镜下观察呈球形,内部为病毒的RNA基因组,5’端共价结合VPg蛋白,其为基因组与反义基因组互相复制的蛋白引物。成熟的病毒粒子由四种结构蛋白(VP1、VP2、VP3和VP4)构成。其中,VP1、VP2和VP3构成了病毒衣壳的外层结构,VP4则分布于衣壳结构的内层。

1.2 PTV基因组 PTV基因组为单股、线性、正义的RNA,长度约7100nt。基因组5’末端为非帽子结构,而是结合VPg。内部核糖体进入位点(IRES)靠近基因组的5’末端,为蛋白翻译的上游非编码区域,基因组3’末端为poly(A)结构。PTV基因组仅含一个开放阅读框,编码一条长链多肽,经过逐步水解加工,形成多种结构蛋白和非结构蛋白。各蛋白基因在基因组中按5’端至3’端方向呈“L-4-3-4”样排列,即“Leader-VP4/VP2/VP3/VP1-2A/2B/ 2C-3A/3B/3C/3D”,其中VP4/ VP2/VP3/VP1构成了P1区、2A/2B/2C构成了P2区、3A/3B/3C/3D构成了P3区。

1.3 PTV血清型 过去已知PTV的血清型包括13种,这种血清分型更应准确表述为“分子血清型”,或“基因型”,因为其分型依据是基于PTV VP1核酸序列的比对。血清1型发现较早,是PTV的原型毒,毒力相对较强。随着时间推移,病毒将不断突变,因此未来可能出现更多新的血清型。按照目前最新报道,PTV的分子血清型有22个,其中大部分属于A型分支,至少3个(PTV-19、PTV-21、PTV-22)属于B型分支[3]。

2 PTV致病性

目前已知PTV的唯一宿主是猪,仔猪尤其易感。病猪及隐性感染猪是主要传播源,传播途径通常为粪口途径,病毒进入机体后,首先在扁桃体和肠道中复制,继而扩增至局部淋巴结及脏器。神经症状是强毒株感染导致的典型症状,如共济失调、后肢瘫痪。PTV感染猪中枢神经系统主要借助于病毒血症及(或)逆向轴突运输,从而导致脑脊髓炎[4],目前病毒详细的致病机制仍然未知。SPF猪经口鼻接种PTV Toyama 2002株后未表现出中枢神经症状,静脉注射却能够导致非化脓性脑脊髓炎,但组织损伤弱于自然感染情况[5]。该毒株自然感染导致明显的中枢神经损伤,例如脑干、小脑和脊神经节的病变,尤其脊髓病变最为明显[6]。对于强毒Toyama 2002株而言,自然感染[6]和人工感染[7]皆可导致猪的后肢瘫痪。除典型的神经症状,PTV强毒株感染还可导致腹泻、流产、新生仔猪畸形等临床表现[8]。

3 猪捷申病流行病学

(1)猪捷申病自在全球首次暴发以来已有90余年历史。在最初的几十年,该病在欧洲多个国家广泛流行,给养猪业造成了较大经济损失。上世纪五十年代起,动物感染该病后开始表现出亚临床感染症状,后将这种由PTV感染导致的临床症状不明显的疾病称之为塔尔凡病(Talfan disease)[9]。近二十年来,猪捷申病逐渐在亚洲各国家和地区传播,如日本[6]、印度[10]、中国内地[11]、中国台湾地区[8]。另外,近十年在中北美地区,如加拿大[12]、美国[13]、海地[14],也有发病报道。(2)2007年,中国大陆首次报道了内蒙古某猪场仔猪感染猪捷申病,病毒经分离鉴定,命名为“Swine/CH/IMH/03”,该毒株为血清1型[11]。该病例虽是2007年报道,但发病日期应该更早。随后,Zhang等(2010)报道了吉林省某猪场的猪在2003年出现了断奶仔猪多系统衰竭综合征,后经诊断确认其感染了PTV,遗传进化分析表明,此次吉林省疫情为PTV-8感染[15]。中国近些年频繁有捷申病毒感染的报道,涉及的省、市、自治区包括上海[16, 17]、黑龙江[18]、湖南[19, 20]、江西[21]等[22],血清型以2、4、8型为主。目前,PTV在中国不断进化,并发生血清型之间的基因重组现象[23],这给该病的防控造成一定的困难。全球过去流行的毒株为A型分支,而近些年病毒进化速度较快,我国现已进化出B型分支病毒[3, 24]。

4 PTV检测方法

(1)PTV为RNA病毒,目前建立的病原学检测方法皆针对于RNA,目的检测区域主要为基因组的保守片段,已建立的方法包括常规RT-PCR[2, 25-26]、定量RT-PCR[27-29]、反转录-环介导等温扩散(RT-LAMP)[30]。针对所有血清型的通用定量RT-PCR是临床诊断中常用方法,也方便于该病的流行病学监测。单重核酸检测方法构建相对容易,但应用较为单一。猪捷申病通常可与其他病毒混合感染,如萨佩洛病毒,且症状难以区分,因此有必要构建多重检测方法,以同时检测多种病原。Liu等(2011)构建了同时检测PTV、古典猪瘟病毒(CSFV)及猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的三重RT-PCR方法,该方法对三者的检测敏感性分别为2.02×102、2.90×103、6.16×103copies/反应[25],是一种较理想的临床鉴别诊断方法。病原学检测操作方便快速,但也存在一定缺陷,例如病毒在不同组织的载量或排毒量,会随时间的变化而有所差异,这可能导致检测结果有所差异。因此,为保证检测结果的准确性,应尽量采集不同的组织或排泄物样品用于检测。(2)除了核酸检测方法,PTV也可通过血清学方法进行检测,如ELISA。基于PTV-8重组VP1蛋白的间接ELISA方法与PRRSV、伪狂犬病毒、猪细小病毒、圆环病毒2型及CSFV的阳性血清不发生交叉反应,且敏感性较为理想[31]。刘芹防等(2011)利用PTV-8Jilin/ 2003株作为抗原,构建了检测PTV抗体的间接免疫荧光(IFA)方法。敏感性和特异性试验表明抗原板可检出包含PTV8型和1型在内的所有阳性血清,该方法敏感性和特异性较为理想,并能够应用至临床血清学检测,为开展PTV分子流行病学调查奠定了基础[32]。

5 PTV疫苗

PTV在全球流行90余年,目前仍无商品化疫苗,但已有探索性研究的报道。冯力等(2012)将Swine/CH/IMH/03株PTV灭活,制备油佐剂疫苗,采用不同免疫程序接种实验猪,最后对病毒抗体进行检测。试验结果表明,该灭活毒株可以诱导理想的抗体水平;同时又证明,氢氧化铝佐剂制备疫苗的免疫效果优于Montanide ISA 50V2佐剂[33]。胡峰(2012)构建了表达PTV-8 Jilin/2003 VP1蛋白的重组腺病毒,免疫3周龄PTV阴性仔猪,3周后加强免疫一次。结果表明,该重组腺病毒可诱导机体产生体液免疫和细胞免疫应答[34]。上述两个试验分别证明了灭活苗和载体疫苗皆具有免疫原性,但都未进行动物攻毒试验,因此二者的疫苗潜力有待进一步验证。

6 结语

猪捷申病经常呈现亚临床感染状态,因此是一种易被忽略的动物疫病。目前在国内,该病虽然未像非洲猪瘟那样给整个养猪体系带来巨大影响,但不应忽视的是,PTV属于RNA病毒,基因变异及重组能力较DNA病毒更强,特别体现在PTV的分子血清型不断丰富,因此PTV未来的流行趋势如何变化,目前依然难以预判。另外,商品化疫苗目前仍未研制成功,更加大了猪捷申病的防控难度。因此,未来的工作重点应密切关注PTV在全球,尤其在国内的流行趋势,并研发有效的鉴别诊断试剂和安全的疫苗。

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†并列第一作者

(2020–06–03)

S858.28

A

1007-1733(2020)09-0085-03

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