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象亲内皮疱疹病毒及其研究进展

2020-06-21

生物学通报 2020年8期
关键词:疱疹病毒亚洲象圈养

杨 念 张 立

(北京师范大学生命科学学院,生物多样性与生态工程教育部重点实验室 北京 100875)

亚洲象(Elephasmaximus)为全球仅存约5万头的濒危物种,其中我国境内仅有约250头[1]。栖息地丧失与破碎(例如土地开发、农作物种植)、人象冲突、非法盗猎等各种干扰使得亚洲象的生存环境日益严峻,使其种群数量不断下降。传染性疾病的出现给原本已很艰难的亚洲象保育工作带来新的打击,象亲内皮疱疹病毒(elephant endotheliotropic herpesviruses,EEHV)感染可导致系统性出血性疾病,造成亚洲象急性死亡,致死率极高,是威胁亚洲象种群数量增长的主要因素之一[2-3]。

本文将从象亲内皮疱疹病毒的探究过程及特性、其传播对亚洲象保育的影响,以及目前的防控措施及其局限性3个方面简单介绍象亲内皮疱疹病毒,最后总结并提出对未来研究方向的展望。

1 象亲内皮疱疹病毒的探究过程及特性

20世纪90年代初期,瑞士马戏团一头3岁龄的亚洲象急性死亡,在对其剖检及组织病理学切片检查时发现疑似疱疹病毒包涵体,但因当时技术有限,未能将死亡象所感染的疱疹病毒定种[4]。直至1999年,借助PCR技术,史密森动物园的研究人员在10头亚洲象的样本中发现了该种新型疱疹病毒,并因其展现出的亲上皮细胞特性而将其命名为象亲内皮疱疹病毒[5]。

疱疹病毒为大型双链DNA病毒,象亲内皮疱疹病毒目前属疱疹病毒科,乙型疱疹病毒亚科,长鼻病毒属[2],现共发现7种亚型(EEHV1~7)[7]。然而值得注意的是,对所发现的象亲内皮疱疹病毒进行全基因组测序,得知这几种亚型分为A-T丰富及G-C丰富2个分支,且这2个分支可能早在3 500万年前就已出现[8];同时,基因及蛋白质层面的系统发生分析皆提示长鼻病毒属并不属于现有的甲、乙、丙3种疱疹病毒亚科,故研究团队已提议将其划分为新的亚科——丁型疱疹病毒亚科[7-9]。象亲内皮疱疹病毒可同时感染亚洲象及非洲象,亚洲象感染可导致出血性疾病,但对非洲象致病性较弱,感染非洲象仅造成皮肤或肺部结节,其传播机制现今仍知之甚少[2,10]。对圈养及野生亚洲象危害最大的为EEHV1的嵌合变种(EEHV1A及EEHV1B)[7],感染可导致出血性疾病,其中1~8岁幼龄亚洲象易感,且致死率高达80%。据统计北美洲及欧洲60%死亡幼龄象的死因均为象亲内皮疱疹病毒感染[3]。感染幼象病程较快,发病急,但症状有时并不明显,例如乏力、厌食等;由图1可见感染象可出现头面部肿胀、舌肿大发绀等症状,大体剖检可见心包积液伴心内、外膜及心肌点状或斑状淤血,在小肠等部位还可见溃疡灶等[2-3,11]。已有成年健康亚洲象隐性带毒及向环境中排毒的报道[12]。因野生亚洲象样本获取较为困难,大多数的感染案例为圈养亚洲象,但已在亚洲发现因象亲内皮疱疹病毒感染致死的野生亚洲象[6]。同时,研究人员还从健康象的结膜拭子、口腔拭子等样本中分离出一种新的象疱疹病毒——象丙型疱疹病毒(elephant gammaherpesviruses,EGHV),现发现其5种亚型及1种嵌合变体,目前并未有其具有致病性的报道[10]。目前我国在这一领域的研究尚属空白。

图1 象亲内皮疱疹病毒感染象剖检图[6]

2 象亲内皮疱疹病毒对亚洲象保育的影响

北美及欧洲仅有圈养亚洲象,故象亲内皮疱疹病毒感染对其保育的主要威胁在于如何保持可持续的圈养亚洲象种群;因圈养亚洲象繁育过程中遗传多样性降低,新产出幼象可能对EEHV易感 性增加[3]。

拥有野生亚洲象的亚洲各国,还需面对象亲内皮疱疹病毒感染对野生种群数量的负面影响。象亲内皮疱疹病毒在野生亚洲象种群中的扩散可能具有不确定性、不可控性及延迟性。虽已知野生亚洲象种群中有象亲内皮疱疹病毒感染案例,但野生亚洲象样本获取难度极大,几乎无法测得野生亚洲象种群的感染率[6]。因为监测有难度,野生亚洲象种群可能出现象亲内皮疱疹病毒感染地区性疫情爆发的情况,且治疗野生亚洲象也有很大难度,故具不可控性。该事件如果发生,无疑会对数量正在下降中的小种群造成严重打击。同时,幼象为象亲内皮疱疹病毒感染致死的主要对象,且亚洲象寿命较长,长期发展下去,野生亚洲象的种群年龄结构可能被改变,所以象亲内皮疱疹病毒对于野生亚洲象种群数量及结构的影响可能会有滞后性。

3 防治措施及局限性

象亲内皮疱疹病毒感染的防治措施为定期监测和及时治疗。通常采集鼻洗及全血作为检测样本,常用的实验室分子检测方法包含PCR及实时PCR[10,12]。传统PCR主要用于诊断是否为象亲内皮疱疹病毒感染及对所得病毒分型;相比于传统PCR,实时PCR检测更加敏感,可进行定量且实时监测[2]。一些研究团队也在着手研究更加高效的检测方法[13]。对于感染象,通常给予治疗疱疹病毒感染的人用抗生素例如泛昔洛韦、喷昔洛韦等,伴以支持疗法例如补液等进行治疗,虽然存活率仍然较低,但此治疗方案对于处在病程早期患象有较好效 果[2,7,11]。 需要指出的是,因为 象亲 内皮疱疹病毒感染病程发展迅速,需要尽快作出诊断及治疗处置,这就需要一线人员根据临床表现及平日经验及时作出判断。因为象亲内皮疱疹病毒尚未成功进行体外细胞培养,所以疫苗的研发仍是一个难题[2]。

目前,象亲内皮疱疹病毒感染监控及防治措施还面临一些困难及不足。首先,很难获得野生亚洲象及未经训练的圈养象的样本。对圈养象进行行为训练耗时长且需要专业人士操作。其次,样本采集后需进行实验室分子检测,对实验室、实验设备、研究人员专业技能要求更高,可能导致检测人员短缺。再次,PCR等检测需要4 h左右,但因该病发病急且快,可能出现实验室诊断结果未出而患象已经死亡的情况,这对于象亲内皮疱疹病毒的临床防控工作非常不利[14]。最后,还需要考虑成本的调控。密集的监测及实验室检测需要较多劳动和材料成本;且因亚洲象体重大,治疗时所需药物剂量多,故治疗成本较高。因此,如何完善象亲内皮疱疹病毒监测防治计划,并使其可持续的推行应用仍是需考虑的问题。

4 总结及展望

本文简单介绍了象亲内皮疱疹病毒的研究成果及现状,总结其对当前亚洲象种群的影响,并讨论主要的解决措施及其不足,希望能对今后我国象亲内皮疱疹病毒研究提供一些基础认知。同时,如何建立一套有效的象亲内皮疱疹病毒预防措施,例如疫苗的研发,以及开发一些便捷且简易的象亲内皮疱疹病毒感染检测方法,从而提高检查效率并降低研究成本,仍是今后研究应关注的领域。

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