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我国盖塔病毒研究进展及公共卫生意义

2020-01-14张海林胡挺松张富强

中国人兽共患病学报 2020年3期
关键词:蚊虫猪群阳性率

张海林,胡挺松,张富强

盖塔病毒(Getah virus, GETV)属于披膜病毒科(Togaviridae)甲病毒属(Alphavirus)成员,是一种经蚊虫在脊椎动物中传播的虫媒病毒,广泛分布于东南亚和东亚地区[1-3]。1955年首次从马来西亚采集的白雪库蚊(Culexgelidus)中分离到GETV,原型株为MM2021[4]。1956年日本首次从三带喙库蚊(Cx.tritaeniorhynchus)中分离到鹭山病毒(Sagiyama virus, SAGV),之后被鉴定为GETV,随后日本大阪和长崎等地、澳大利亚北昆士兰、中国、菲律宾、泰国、韩国、印度尼西亚、越南、蒙古、俄罗斯等相继分离到该病毒[1-2]。已证实GETV可引起家畜的疾病,如日本和印度曾多次发生该病毒感染马或猪而导致的疾病流行[5-6],近期我国湖南省某地猪群中也发生盖塔病毒病的流行[7]。GETV血清学调查表明,人、多种家畜及某些野生动物中也存在该病毒感染,如亚洲、欧洲、大洋洲一些国家的人、猪、马、牛、山羊、犬、兔、袋鼠、鸡和野鸟血清中均检测到GETV病毒抗体[1, 8-10]。鉴于近年来我国在GETV调查研究方面取得较多进展,本文对该病毒在我国的分布、媒介、流行状况以及流行株分子遗传特征做一综述。

1 我国GETV的分布及传播媒介

1964年,从我国海南岛采集的1批库蚊中分离到1株甲病毒(M1),该病毒株与SAGV和GETV相似,1992年经美国CDC虫媒病毒研究中心鉴定,M1病毒被证实为GETV,此为我国首次分离到的GETV[9-10]。随后,直至2005年以后我国才相继报道从河北(2002年三带喙库蚊2株)、云南(1998、2005-2012年三带喙库蚊和骚扰阿蚊[Armigeressubalbatus]等22株,2013年库蠓[Culicoides]1株)、上海(2005年三带喙库蚊4株)、辽宁(2006年中华按蚊[Anophelessinensis]1株)、甘肃(2006、2010和2011年骚扰阿蚊等5株)、山东(2008年三带喙库蚊1株,2017年狐狸8株)、贵州(2008和2017年三带喙库蚊1株和骚扰阿蚊9株)、河南(2009年库蚊2株;2017年猪3株)、海南(2010年蚊1株)、湖北(2010年三带喙库蚊3株和骚扰阿蚊2株)、四川(2012年骚扰阿蚊1株,2018年猪1株)、山西(2012年杂蚊1株)、新疆(2016年库蠓1株)和湖南(2017年猪1株)等省(直辖市、自治区)蚊虫、蠓、猪和狐狸中共分离到约70株GETV[7, 11-36]。

迄今,我国至少分离到70株GETV,绝大多数病毒株分离自蚊虫,其中大多数病毒株分离自三带喙库蚊和骚扰阿蚊[11-13, 23-27],由于这两种蚊虫在我国广泛分布,属农村畜圈和家畜养殖场的常见或优势蚊种,认为这两种蚊虫是我国GETV的主要传播媒介。还从云南和新疆的库蠓中分离到GETV[32-33],库蠓亦为吸血昆虫,在我国分布广泛,与人、畜关系密切,对其媒介意义也应重视;从湖南、河南和四川等省病猪脑组织、血液或肠标本中分离到GETV[7, 28, 30-31],此为我国首次从病猪中分离到GETV并证实多地养殖场猪群中存在该病毒病流行,并发现河南、河北、山西和安徽省的猪场猪群中该病毒感染率也较高[31],提示华北和华南地区猪群中广泛存在GETV流行。综合宿主媒介的病毒分离结果,我国从东北到西南、从东南到西北的广大地区均有GETV的分布,其中尤以云南省分布最为广泛。

云南省为我国分离到GETV数量最多的省份。继1964年我国从海南岛首次分离到GETV以后,间隔35年,于1998年从采自云南省红河州河口县的1批白纹伊蚊(Aedesalbopictus)中分离到1株能引起小白鼠发病死亡的甲病毒(YN08),2012年经分子生物学鉴定证实YN08病毒株属于GETV[34-35],此为云南省最早分离到的GETV,也是我国继1964年首次分离到GETV(M1)之后再次分离到GETV。近10多年来,云南省多地蚊虫标本中相继分离到GETV,如2005年从采自滇西北怒江州的蚊虫中分离到5株GETV(YN0540和YN0542等),其中骚扰阿蚊4株、中华按蚊1株[13];2007年从保山市腾冲县的伪杂鳞库蚊(Cx.pseudovishnui)和德宏州梁河县的三带喙库蚊中各分离到1株GETV(YNTC07180和LH07012)[36-38];2009年从捕自普洱市镇源县蚊虫分离到4株GETV,其中三带喙库蚊3株和中华按蚊1株(A123-09、A132-09、A134-09和A137-09)[39-40];2009年从迪庆州维西县三带喙库蚊中分离到1株GETV(A87-09)[39];2010年从德宏州瑞丽市蚊虫标本中分离到4株GETV(DH10M1106、DH10M1102、DH10M1105和DH10M390),其中三带喙库蚊、棕头库蚊(Cx.fuscocephalus)、环带库蚊(Cx.annulus)和中华按蚊各1株[41-42];2012年从勐海县蚊虫(蚊种不详)分离到2株GETV[43]。2012年从中老边境地区的西双版纳州勐腊县和普洱市江城县三带喙库蚊和骚扰阿蚊各分离到1株GETV(YN12042和YN12031)[2, 44]。此外,2013年从曲靖市师宗县库蠓中分离到1株GETV(SZC30)[33]。迄今,云南省已至少分离到23株GETV,其中分离自蚊虫22株,蠓虫1株。有4属7种蚊虫携带GETV,包括库蚊4种(三带喙库蚊、伪杂鳞库蚊、棕头库蚊和环带库蚊)、阿蚊1种(骚扰阿蚊)、按蚊1种(中华按蚊)和伊蚊1种(白纹伊蚊)。由此认为,云南省GETV媒介蚊种具有多样性,包括库蚊、阿蚊、按蚊和伊蚊属蚊种,其中三带喙库蚊和骚扰阿蚊为主要传播媒介。白纹伊蚊为首次分离到GETV,由于该蚊种在云南省边境地区广泛分布[45-46],与人、畜关系密切,其媒介意义也较为重要。鉴于云南省已多次多地从吸血昆虫中分离到GETV,表明云南省具有GETV分布广、媒介种类多、蚊虫感染率高等特点。

2 GETV遗传进化及传播动力学研究

我国学者对各地GETV分离株进行了分子生物学研究,通过对GETV的Capsid、E2Cap、NSP3基因或全基因组序列的遗传进化分析表明,自2005年以来我国各地分离株间进化关系较近,但与马来西亚原型株MM2021和1964年我国首次分离株M1进化关系较远,而与日本分离株具有较近的亲缘关系[13, 26-33, 35, 37-38, 42]。近期的湖南省猪源分离株也与日本猪源GETV(Kochi/01/2005)存在着密切的进化关系[7],且河南等省猪源分离株与近几年日本的猪、马和蚊虫分离株同样具有较近亲缘关系,与韩国猪源和我国蚊虫分离株同源性也较高[30-31],还发现山东省狐狸分离株与我国猪流行株具有较近的遗传进化关系[24]。云南省不同年代、不同地区和不同媒介的GETV分离株间存在较高的同源性和较近的亲缘关系[35-38, 42, 44],具有一定的地域特征,同时还发现云南分离株与相邻四川、贵州和甘肃省分离株进化关系较近[16, 25-27]。

最近,Li YY等[2]对1955-2014年分离的GETV的E2基因进行遗传进化分析认为,GETV的最近共同进化祖先(the Most Recent Common Ancestor,MRCA)出现在距今约145年前,之后依次逐渐演化为4个明显不同的进化种群(Group I、II、III、IV)。其中,Group I进化群为首次分离自马来西亚的原型株(MM2021, 1955);Group II出现在60年前,包括日本最早分离的2株GETV(SAGE和SAGE-original, 1956);Group III的MRCA在51年前出现,该种群的病毒几乎涵盖了从1960年至今在世界各地(19°N~60°N)蚊虫媒介、猪、马等动物中分离的所有GETV,表明Group III为目前国际上在多种蚊虫和宿主动物中流行并能引起动物疾病的优势进化种群;Group IV为28年前新出现的进化群,仅包括2012年分离自云南省江城县的YN12031株和2000年分离自俄罗斯远东地区的LEIV/16275/Mag株。同期,李元元等[3]还采用Spread分析方法对GETV传播的时空动力学进行研究,结果显示,GETV起源于马来西亚,此后依次传播至日本、中国、韩国、蒙古和俄罗斯等国家,并提出马来西亚、日本和中国云南省是3个主要的GETV播散来源。还认为云南省作为GETV迁徙事件发起的重要地区,主要向河北、上海、甘肃、四川、贵州、湖南、湖北等省以及俄罗斯、印度传播,提示云南省是维持GETV在中国内陆省份的循环源泉地区。

Li YY等[44]对滇南中老边境江城县骚扰阿蚊分离株(YN12031)与滇西北骚扰阿蚊分离株(YN0540和YN0542)的系统进化分析表明,两地骚扰阿蚊的GETV存在明显差异,还发现YN12031株(E2区序列)与俄罗斯LEIV/16275/Mag株在同一进化支,亲缘关系最近。这些结果提示,该病毒在热带地区和较高海拔地区均可分布,且不仅能适应热带环境(滇南低海拔地区,21°N latitude)也能适应寒带环境(俄罗斯远东地区,60°N latitude)。

3 GETV与疾病关系及其公共卫生意义

GETV是动物疾病的重要的病原体,可引起猪和马等家畜的严重疾病,近几年日本的猪和赛马中该病毒流行严重[47-48],还发现日本的野猪中也存在该病毒感染[49-50],提示野生动物在该病毒保存和传播中起一定作用。近几年的调查发现,我国一些地区的猪群中也存在该病毒病的流行。Yang T等[7]报道2017年湖南省某养殖场猪群中发生GETV流行,导致200头幼猪出生后5~10 d死亡,150头怀孕猪发生死产或死胎,并从死胎或病猪的不同器官组织中检测到GETV,认为该病毒可通过胎盘传播给胎儿及其新生乳猪,具有垂直传播的能力。王傲杰等[31]从河南、河北、山西和安徽省231个发病猪场801份猪的肺脏、脾脏、淋巴结、肠段、母猪乳汁、公猪精液等标本进行GETV核酸检测,标本阳性率为4.62%(37/801),猪场阳性率为13.9%(32/231),表明华北地区猪场猪群中本病流行严重。GETV流行株的遗传进化分析还提示,我国一些地区的GETV流行可能与从日本引进感染公猪或精液有关,需要加强进口检疫等[32]。

Shi N等[24]报道2017年山东省某农场饲养的70只狐狸(blue fox)中发生GETV流行,其中5月龄的25只狐狸出现发热、厌食和抑郁等表现(其余45只健康狐狸的GETV检测均为阴性),并从因神经系统症状而死亡的6只狐狸和2只患病狐狸中分离到GETV。本次狐狸分离株(SD1709)与我国猪流行株(HuN1)具有较高的同源性和进化关系,还发现当地猪和三带喙库蚊中GETV感染率较高,认为被感染的猪和蚊虫将该病毒传播给饲养的狐狸,并证实GETV可引起狐狸致死性疾病。该研究表明,某些哺乳动物尤其是犬科动物对GETV易感。

自我国从蚊虫中分离到GETV以来,一些单位开展了人及动物GETV血清学调查,从一些地区的动物和人群血清中检测到GETV特异性IgM、IgG或中和抗体。如从海南岛猪、牛、羊血清中检测到GETV中和抗体[9-10],广东和海南等省区健康人和发热病人血清中检测到GETV中和抗体或IgG抗体[8-10, 51-53];云南省澜沧江下游地区人血清中检测到GETV抗体,其中普洱市澜沧县、西双版纳州景洪市和勐腊县阳性率分别为4.26%(4/94)、2.38%(2/84)和2.91%(3/103)[54],还从西双版纳恒河猴(Macacamulatta)血清中检测到GETV抗体(4.90%,10/204)[54];最近,Li YY等[55]采用空斑减少中和试验对采自云南省江城县的肉牛、猪、奶牛、鸭和鸡血清进行GETV中和抗体检测,标本阳性率依次为71.88%(23/32)、45.88%(39/85)、13.33%(2/15)、5.56%(1/18)和2.17%(1/46),表明当地家畜家禽中GETV感染较为广泛,尤其是猪和肉牛不仅感染率高而且检测到高滴度的中和抗体(1∶640-1∶2 560)。上海、浙江、新疆等地的猪GETV抗体阳性率也较高[56]。此外,继2005年河北省涉县蚊虫中分离到GETV之后,用ELISA法检测该县猪和人血清GETV抗体,结果猪群的GETV IgM和IgG抗体阳性率均为8.16%(12/147)[57],人群中的GETV IgM和IgG抗体阳性率分别为0.30%(1/300)和16.30%(49/300),夏季发热样病人血清GETV IgM抗体阳性率为0.63%(2/317)[58-59]。这些结果表明,我国一些地区的猪等家畜及人群中存在GETV感染和流行。

根据媒介昆虫、家畜的病毒分离以及血清学调查结果,GETV在我国东北、西北、西南以及华中广大地区均有分布,并导致家畜感染和致死性疾病。因此,加强GETV的传播媒介以及猪、马和牛等动物感染的检测与监测以及进口家畜及其成品的检疫等工作,对于减少动物性疾病流行和降低经济损失具有重要公共卫生意义。虽然目前尚未证实GETV可引起人类疾病,但国内外研究表明,流行区发热病人或健康人群中存在该病毒特异性抗体,提示人类对该病毒易感,其引起人类疾病尤其是温和性疾病的可能性较大,今后应在GETV流行区开展GETV与人类疾病关系的调查研究,尤其是对不明原因发热患者进行流行病学和病原学调查,以明确该病毒的致病性。

鉴于GETV及其传播媒介在我国广泛分布,而该病毒不仅能引起猪、马等家畜传染病的流行,并可能是人类疾病的潜在病原,相关兽医和公共卫生机构应予以高度重视,加强监测和防控是当前面临的重要任务。

利益冲突:无

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