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非洲猪瘟的研究进展

2024-03-19华冰洁

中国动物保健 2024年2期
关键词:野猪猪瘟基因组

华冰洁

(山东省临沂市平邑县畜牧发展促进中心 山东临沂 276399)

非洲猪瘟(african swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(african swine fever virus,ASFV)引起的家猪、野猪的一种急性、热性、高度致死性传染病,其强毒株可致仔猪高热、食欲不振、全身器官衰竭及出血等,发病率和死亡率可达100%[1]。俗话讲,猪粮安天下。由于目前非洲猪瘟在全球范围内普遍存在且无有效的治疗方法以及疫苗等药物可以防治,对全球养猪业和粮食安全构成了重大威胁,被列为世界动物卫生组织(WOAH)报告的法定传染病,我国也将其规定为一类动物疫病。猪作为优质蛋白质的重要来源,养猪业在全球养殖业中占据重要地位,特别是拥有世界一半生猪存栏量的中国。然而,ASF 对于猪肉的稳定供应造成了极大威胁[2]。猪和野猪感染ASFV 可导致几乎所有受感染动物迅速死亡。对全球养猪业和食品安全构成了严重威胁。ASFV 的及时检疫和迅速控制是保护养猪业免受ASFV 感染的关键。

1 非洲猪瘟全球流行概况

自1921 年首次发现非洲猪瘟疫情,它首先在肯尼亚被描述为家猪的急性出血热,病死率接近100%。随后通过大多数撒哈拉以南国家的家养猪群传播,并于1950 年代传播到西非,对养殖业造成严重的影响。在1957 年,欧洲首次发现ASF,由于管控不力,使用餐饮废弃物饲养家猪,无法及时诊断使得野猪和家猪大量感染ASFV。2014 年以来,车辆的移动和受污染的产品导致美洲、欧盟和亚洲大多数国家暴发ASF 疫情。ASFV 被迅速传播,给世界各国养猪业造成了重大损失。2007 年,基因Ⅱ型非洲猪瘟病毒(ASFV)可能从非洲传入格鲁吉亚,并作为猪群的一种泛动物传染病在欧洲和亚洲持续传播,产生了巨大的社会经济影响。非洲猪瘟的特征是出血热、高致死率。在欧洲,野猪受到的影响尤其严重。捷克共和国和比利时成功在其领土上消灭了ASFV,但该疫病仍在其他国家蔓延。

该病毒于2019 年初传入东南亚,此后在该地区迅速传播。尽管对家猪进行了大量的追踪和检测,但对于放养野猪的ASF 及其在东南亚地区传播的潜在风险因素却知之甚少。2019 年和2020 年初,老挝和越南分别通过被动报告检测到15 只和3 只野猪尸体。经实时荧光定量PCR 证实,老挝筛查的4 具野猪尸体和越南筛查的2 具野猪尸体呈非洲猪瘟病毒阳性;柬埔寨没有关于野猪尸体的检测报告。2018 年8 月3 日中国辽宁省沈阳市首次暴发ASF。中国农业农村部立即启动应急响应。虽然措施落实到位,但是由于生猪和猪肉产品的跨区域运输、泔水喂养、人员和车辆流动导致疫情传播速度极快,导致生猪养殖产业遭受重大损失[3]。自2023 年以来(截至4 月16 日),全球共有21 个国家/地区(新增韩国)通报231起家猪和2 380 起野猪共2 611 起非洲猪瘟疫情,12.7 万头家猪被扑杀,超过2 000 头野猪感染死亡。

2 非洲猪瘟病毒

ASFV 为有囊膜的双股DNA 病毒,是非洲猪瘟病毒科(asfarviridae)家族的唯一成员,病毒基因组可以编码200 多种蛋白质,ASFV 对环境抵抗力强,在低温条件下可以长时间保持感染性,传播速度快,可以远距离、跳跃式传播,其传染源包括感染猪和耐过猪,软蜱、蚊蝇等节肢动物也可以传播病毒,ASFV 的传播途径包括直接接触传播、间接接触传播和气溶胶传播[2-4]。感染的猪发病初期有发热症状(高热)、呼吸困难、皮肤发绀、呕吐和便秘;被感染猪口腔黏膜发绀,眼睛充血呈橘皮状;被感染猪的眼结膜、皮肤发白或者有出血点;严重病例可出现内脏器官出血和衰竭症状[5]。

ASFV 复制的主要靶细胞是巨噬细胞和单核细胞,ASFV 进化出多种策略来逃避宿主的抗病毒反应。病毒基因组约170~193 kbp,编码150~167 种蛋白质,包括病毒复制所需的蛋白质。许多基因对于复制不是必需的,包括宿主防御抑制剂,例如I 型干扰素反应和细胞凋亡抑制剂。基因组长度变异主要是由于不同多基因家族(MGF)成员的增加或减少所致。大病毒颗粒包含约68 种病毒编码蛋白,呈多层分布。ASFV 多层病毒颗粒通过受体介导的内吞或胞饮作用进入巨噬细胞/单核细胞。在细胞外包膜和衣壳的pH依赖性解离以及内包膜与内体膜融合后,核心颗粒从晚期内体释放到细胞质中。核心颗粒包含早期基因转录所需的病毒编码酶,包括RNA 聚合酶。早期转录物编码病毒复制和抑制宿主防御所需的酶和其他蛋白质。55 ℃加热30 min 或者60 ℃加热10 min 以及消毒剂均可破坏病毒。然而,ASFV 编码蛋白执行免疫逃避的潜在分子机制尚不完全清楚。

4 宿主范围和传播方式

4.1 宿主

ASFV 可以感染家养和野生猪,包括疣猪和丛林猪以及欧亚大陆的野猪。钝缘蜱可以长时间感染ASFV 并传播至其他猪群。但是ASFV 的感染不会在非洲的这些野生动物宿主中引起明显的临床症状。

4.2 传播方式

1)猪群之间的传播。非洲野猪可以持续感染ASFV,病毒可以随着钝缘蜱在野猪之间来回传播,但是几乎没有临床症状,几乎没有病毒血症。但是,欧亚野猪不同于非洲野猪,他们感染ASFV 后的症状与家猪相似,并且家猪可以通过直接或钝缘蜱等方式间接接触感染野猪导致感染。

在家猪养殖环境中,ASFV 可以在受感染的猪之间通过口鼻途径或皮肤擦伤等直接接触传播。由于病毒在体内水平极高,病毒也可以通过气溶胶、排泄物和分泌物间接传播,或者通过受污染的地面、饲料、水、器具和人员活动等传播。通过直接或间接接触受感染的动物、动物尸体或受污染的地面、食物或水,也容易在野猪之间传播ASFV。

2)各种形式的人类活动带来的传播。人类活动也可在一定程度上导致ASFV 的短距离和长距离传播。ASFV 可以在肉制品中存活数周或数月,也可以在感染猪的尸体、排泄物、分泌物甚至是食物中持续稳定的存在数周甚至数月。虽然加热会导致病毒失活,但是被病毒污染的环境、材料以及饲喂方式也是间接传播给猪的来源。并且ASF 的早期临床症状不明确,很容易与其他疾病混淆,使早期诊断变得困难。

5 防控策略

5.1 加强生物安全体系建设

ASF 主要在撒哈拉以南非洲的猪群中流行。为了控制ASF 的传播,南非等国家通过行动限制和生物安全措施以及扑杀受感染猪等措施实施无非洲猪瘟区,保护家猪种群免受病毒侵袭。ASF 在欧盟被定为法定传染病,立法规定了疾病控制区,来管控生猪和野猪以及此类来源的肉类和产品的流动和贸易。在首次非洲猪瘟疫情后,中国农业农村部立即启动应急响应。控制策略包括扑杀受影响地区的所有猪、安全处置动物尸体、产品和受污染材料、限制猪的活动以及严格的疾病监测。还采用了限制厨房垃圾饲喂等卫生措施,通过临床症状和实验室诊断早期发现病毒、彻底清洁和消毒、全面流行病学调查和严格的猪场生物安全措施。

5.2 推动抗病毒药物的研发工作

在目前没有疫苗的情况下,可以考虑使用抗病毒药物。如对感染脑脊液病毒的猪施用小分子抗病毒药物可抑制病毒的复制,将血液中的病毒滴度降低1 000 倍,将病毒血症期缩短74%,并将感染猪向其他猪的传播减少85%。同时有关流行病学模型表明,使用抗病毒药物有效地控制CSF 暴发。ASFV 有许多复制所需的病毒特异性酶,包括RNA 和DNA 聚合酶,它们应该是抗病毒药物开发的良好特异性靶点。几种化合物已被证明可以抑制ASFV 在细胞培养中的复制,但抗病毒药物的获批上市同样需要时间。

5.3 加快非洲猪瘟病毒疫苗的研发

1950 年代首次报道称,从ASF 中恢复过来的猪可以免受相关强毒病毒的第二次攻击。疫苗开发的前景广阔,这些研究表明疫苗可以对保护猪免受感染。但是疫苗的开发和获批仍需时间。ASF 疫苗研发主要包括传统的灭活疫苗、弱毒疫苗及基因工程手段制备的亚单位疫苗、合成肽疫苗、病毒载体疫苗、核酸疫苗等方向。

1)灭活病毒疫苗方面。ASFV 的复杂性一直是疫苗开发延迟的主要因素。ASF 灭活疫苗的现阶段研究效果不是很理想,由于ASFV 的基因组很大,病毒基因组编码的蛋白质有200 多种,每种蛋白质的结构与功能尚不完全清楚,病毒存在逃避宿主免疫机制,利用ASF 灭活疫苗免疫后无法有效地抵御强毒株的攻击,不能为猪群提供有效的免疫保护。

2)减毒活病毒疫苗方面。减毒活疫苗可诱导高达100%的保护,但疫苗株造成的不利影响及其在现场持续存在和传播的可能性一直是这一战略的障碍。候选活的减毒疫苗株已通过在细胞培养中传代或通过从更强毒株中合理删除基因而被制备成功。

3)亚单位疫苗。基于单个或小组ASFV 基因或蛋白质的疫苗最终可能比减毒活疫苗更安全。有学者利用p30、p54 及p72 蛋白制备亚单位疫苗后免疫猪群可以提供部分免疫保护作用[6-9]。ASF 病毒的基因组庞大,由一种蛋白制备的亚单位疫苗往往抗体水平较低,可以考虑制备多种亚单位联合疫苗提高免疫后的抗体水平,ASF 在亚单位疫苗方面的研究还有很大的提升空间。

5.4 ASF 提高诊断技术研究能力

ASF 诊断方法包括常规的PCR 方法、荧光定量PCR 方法、环介导等温扩增技术、胶体金免疫层析技术、间接ELISA 检测方法等[10-12]。ASFV 成熟的病毒粒子共编码200 多种蛋白质,其中结构蛋白有54 种,在这些结构蛋白中p30、p54、p72 蛋白均与病毒的毒力有关,在抗原和抗体检测中应用较多,其中p30 蛋白在病毒感染的早期表达,适用于病毒感染的早期诊断;p54 蛋白基因组保守,在病毒感染中产生时间较长;p72 蛋白在病毒感染后期产生,具有很强的保守性和免疫原性。■

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