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猪圆环病毒2型的发展及致病因素研究进展

2020-03-02汤智慧杨青青王翠华

南方农业·中旬 2020年11期

汤智慧 杨青青 王翠华

摘 要 猪圆环病毒是断奶仔猪多系统衰竭综合症(PMWS)的病原菌,也是引起猪圆环病毒相关疾病(PCV2-SD)的主要原因。圆环病毒还经常与其他病原并发感染,引起免疫抑制而加重患病猪的病情,近年来被广泛关注。基于此,针对病毒的发生发展和引起疾病的可能因素进行综述,旨在为该病毒的进一步研究诊断提供借鉴。

关键词 猪圆环病毒;发生发展;致病因素

中图分类号:S858.28 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.32.081

猪圆环病毒2型(Porcine Circovirus 2,PCV2)是一种小型无包膜病毒,直径为12~23 nm,为单链环状DNA,属于圆环病毒科[1]。PCV2是猪种群中普遍存在的病原体,被认为是猪圆环病毒相关疾病(PCV2-SD)的主要病原,会导致包括断奶后多系统消耗综合征、呼吸疾病、猪皮炎和肾病综合征以及生殖衰竭。证据表明,PCV2-SD由多种因素引起,常与其他常见病原体频繁合并感染(如猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪细小病毒、猪肺炎支原体),另外和环境的应激源也有重要作用。此种疾病严重影响全球的养猪业,目前已经开发了几种疫苗来降低PCV2感染概率并阻止其向PCV2-SD发展[2]。

1 PCV2病毒的发现

猪群PCV2感染始于1962年的德国。2005年,德国发现PCV2感染的首个证据,且系统进化树推断出该病毒的起源,表明从加拿大进口的猪是最主要的感染源[3]。流行病学数据表明,全世界猪群中普遍存在这种病原体至少有50年以上的历史。1990年,相关临床病例(PCV2-SD)在加拿大被记录。20世纪90年代后期,东南亚开始流行,2004—2005年在美洲出现。新的一些流行病学研究证明,“基因X”是引起PCV2-SD的真正原因。

2 PCV2病毒的基因型

PCV2为闭合环状的DNA病毒,包含1 767~1 768

个核苷酸,有两个重要的开放阅读框——ORF1和ORF2,前者编码Rep蛋白,与病毒的复制相关,为PCV复制所必需;后者编码Cap蛋白,该蛋白为病毒的结构蛋白,与病毒的免疫原性相关[4]。

从发现病毒时就对不同的序列进行分析,世界各地的PCV2亲缘关系中,核苷酸序列相似性高于93%。核苷酸多样性截止值为3.5%的序列可分为两大类,即现在被划分的PCV2基因型a和b,并且记录了1980年从丹麦报道的第3种基因型PCV2c。随后从我国分离出另外两种基因型。另一项针对我国分离株的研究提出另一个基因型PCV2d。显然,我国境外从未报道过PCV2d序列。数据表明,来自欧洲和南美的野猪将存在第5种基因型。

目前,在猪体实验模型中已经证明主要的PCV2基因型(a和b)具有足够的毒性引起PCV2-SD。但是,一項分析研究表明,引起PCV2-SD最主要的基因型是PCV2b。PCV1和PCV2可能具有共同的进化源。据推测,大约100年前这两种病毒可能都起源于一个共同的祖先,并且从那时起就一直遵循独立的进化轨迹[5]。与PCV2相比,PCV1进化率降低了两个数量级。然而,进一步的分析表明,这些比率可能没有太大不同。

3 PCV2病毒的宿主

PCV2与其天然宿主(家猪和野猪)之间的相互作用是一个复杂的过程,始于病毒的黏附并进入宿主细胞。病毒复制发生在许多细胞类型中,主要包括上皮和内皮细胞以及巨噬细胞。但是,病毒在这些细胞中的复制比例比较低。这个可能与相对较长的潜伏期有关(疾病发展期18~25 d)。PCV2-SD与PCV2亚临床感染病毒载量有明显的不同。PCV2具有很长的复制周期,很可能病毒需要很长的温育时间才能达到血清和组织中。病毒与猪体之间的相互作用随着急性感染的发展达到高峰,并且在一定比例的动物中,病毒可能持久地存在。另外,通过对树突状细胞(DC)、巨噬细胞和外周血单核细胞等进行体外研究可推测该病毒的体内固有免疫机制。PCV2在体外被树突状细胞识别为“危险信号”,这些细胞可以抵抗病毒的入侵。宿主的固有免疫不需要诱导,会立即启动并阻止病毒的复制。

先天和后天免疫力以及对特定疾病的耐受性受遗传变异的调控。宿主遗传学在PCV2-SD中也起着重要的作用。实验研究表明,与杜洛克、大型白猪和皮特兰猪相比,长白猪生长发育更快,更容易出现严重的淋巴样病变[6]。此外,一项野外研究表明,纯种常规汉普郡公猪中PCV2-SD样临床症状的发生率明显低于纯种常规约克郡或长白公猪[7]。上述遗传背景对PCV2-SD临床表现的影响是一致的,但是到目前为止,关于易感性、致敏性以及疾病抵抗力的机制尚无针对性研究。另外,初步研究发现,去势公猪感染PCV2-SD后的死亡率高于母猪[8]。但是,最近的研究表明,未去势的公猪和母猪的死亡率没有显着差异[9]。因此,去势引起的手术并发症可能比性别差异更重要,是引起PCV2-SD死亡的重要原因。

4 PCV2病毒的进化

PCV2是一种持续感染的病毒毒株,因为个别宿主持续感染时间很长并引起急性疾病,病毒本身具有稳定的遗传性。通常,猪可以感染相同的基因型,也有可能同时感染几种基因型。因此,怀疑PCV2呈现准物种结构,因为其进化速度较快,但是这需要测序分析来确定。

PCV2a和PCV2b是最流行的基因型,而PCV2b是感染率最高的一种。统计显示,PCV2a是自2003年以来在PCV中发现的最常见的基因型,而PCV2b是报道的基因型。PCV2a与PCV2b相比具有更高的核苷酸序列变异性,从进化的观点来看,这一事实进一步表明了前者的基因型更古老[10]。

加拿大、丹麦、西班牙、瑞典、瑞士和美国等国家发表的研究描述了PCV2a基因型患病率的变化与PCV2-SD的暴发一致。尽管这种流行病学数据不能证明流行病的爆发是由PCV2b株引起的,但这种在时间和空间上的一致性指出,流行的基因型法变化是PCV进化的一

部分。

5 PCV2病毒的传播

动物和衍生产品的国际贸易日益普及,畜牧业的集约化发展(1960—2000年间增长了60%)将病毒传播到世界各地。在这种情况下,PCV2呈现全球范围的感染,并出现全球的PCV2-SD流行[11]。数据分析,全球范围内PCV2-SD的流行和PCV2的传播与活猪的国际贸易

相关。

6 PCV2病毒引发疾病的可能因素

PCV2-SD是很多因素共同作用的疾病,其中PCV2被认为是其根本原因。引起PCV2-SD的原因可以归纳为以下3个方面。

6.1 病毒和宿主相关因素

事实证明,PCV2b株与疾病的发生密切相关,感染后引发PCV2-SD发生的可能性更高;另外还和宿主相关,如初乳的摄取和母体免疫力的持续时间,因为仔猪对PCV2-SD的保护依赖于抗体的效价。母猪的状态在疾病的发展中起到一定的作用,低水平滴度的PCV2抗体,分娩环境周围的污染也是导致感染的原因。

6.2 管理和畜牧业相关因素

农场管理、住房、疫苗接种计划、生物安全、卫生和饲养管理都是引起PCV2-SD的原因[12]。这些因素直接或间接影响了PCV2的复制,但是还不清楚这些因素起作用的确切机制或途径。最近的一项研究表明,断奶时的围栏大小和分娩箱中交叉养殖的比例能够在一定程度上影响PCV2的感染。所以,病毒的交叉感染被认为是PCV2-SD的触发因素。因此,这种“多因素”疾病通常可能是几种因素共同作用的结果。

6.3 病原微生物的混合感染

其他病毒、细菌与PCV2的混合感染会增加PCV2-SD的发生概率,并使临床感染更加复杂。在病原学检测中已发现PCV2-SD病猪有多种病原体的共同感染。其中一些被认为是潜在的触发因素,如猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪细小病毒(PPV)和猪肺炎支原体[13];而另一些可能是偶然发现的或作为PCV2-SD引起的免疫抑制的原因。据推测,混合感染(以及免疫系统的非特异性刺激)可能会增加PCV2的复制,并通过改变细胞因子的产生和分布,起到免疫抑制的作用,干扰猪体免疫系统对PCV2的清除。

参考文献:

[1] 丁鹏,王志全,范懿娜.猪圆环病毒不同基因型毒株间在自然条件下发生基因重组的研究进展[J].中国畜禽种业,2019,15(10):95-96.

[2] 刘国民.PCV2疫苗和免疫接种的10年:净化能否成为事实[J].国外畜牧学(猪与禽),2019,39(9):85-88.

[3] 符贻武,陈豪泽,党佳慧,等.2型猪圆环病毒研究进展[J].吉林畜牧兽医,2019,40(1):10-12.

[4] 邹伟斌,齐冬梅.猪圆环病毒2型的遗传变异和进化研究进展[J].广东畜牧兽医科技,2017,42(3):4-7.

[5] 陈红,方英,徐春志,等.猪圆环病诊断技术研究进展[J].畜牧兽医科学(电子版),2017(10):67-68.

[6] 邓同炜,薛亚南,卢建洲,等.猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪圆环病毒2型与副猪嗜血杆菌混合感染的诊断及病原分析[J].中国畜牧兽医,2020,47(10):3401-3409.

[7] 黄坤,王东亮,邹亚文,等.猪圆环病毒2d型的分子生物学特征和流行病学研究进展[J].经济动物学报,2019,23(1):51-56.

[8] 符贻武,陈豪泽,党佳慧,等.2型猪圆环病毒研究进展[J].吉林畜牧兽医,2019,40(1):10-12.

[9] 赵新霞,陈双庆.2016—2019年贵州重要猪源病毒性疫病流行病學调查[J].江苏农业科学,2020,48(19):

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[10] 何小莉,梁海英,曾智勇,等.猪圆环病毒研究进展[J].猪业科学,2018,35(9):103-107.

[11] 沈强.猪圆环病毒2型的研究进展[J].兽医导刊,2018

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[12] 赖隆永,陈仕怡.猪圆环病毒病研究进展[J].福建畜牧兽医,2017,39(6):19-21.

[13] 陈姗姗.猪圆环病毒2型核酸疫苗研究进展[J].当代畜牧,2017(36):16-18.

(责任编辑:刘 昀)