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非洲猪瘟研究进展

2022-12-07吴萌萌张栋良孙彩虹

畜牧兽医杂志 2022年1期
关键词:宿主猪瘟非洲

吴萌萌,张栋良,孙彩虹,李 罡,董 钊,王 新

(西安市动物疫病预防控制中心,陕西 西安 710061)

1 病原

ASFV为非洲猪瘟病毒科(Asfarviridae)非洲猪瘟病毒属(Asfarvirus)的线性双链DNA虫媒病毒。病毒粒子结构呈20面体,直径在170~190 nm之间,自外向内由外膜 (External envelope)、衣壳 (Capsid)、内膜 (Inner envelope)、核心壳(Core shell)和病毒拟核基因组(Nucleoid)五部分组成。病毒基因组长度在170~193 kb,由一个中心保守区和两个可变端组成,目前研究发现其开放阅读框(Open reading frames,ORFs)有151~167 个。基于衣壳蛋白P72编码基因B646L的部分序列分析,非洲猪瘟病毒已鉴定出24种基因型。

ASFV抵抗力强,在污染物或肉制品中可长时间保持感染性。在低温条件下保持稳定,经过反复冻融或超声仍具有感染性,但对高温抵抗力不强,在60 ℃条件下,30 min可彻底灭活病毒。在蛋白含量充足或合适条件下,ASFV可在pH4~13的环境中保持活性,例如感染猪肉腐化和腌制熟化并不能有效灭活病毒。常规消毒剂如氢氧化钠、次氯酸盐、醛类制剂等均可灭活ASFV。

2 流行病学

世界卫生组织(OIE)将非洲猪瘟列为法定报告的动物疫病。1921年肯尼亚首次报道非洲猪瘟疫情, 1957年葡萄牙发生非洲猪瘟疫情,ASFV开始在欧洲传播,并于20世纪90年代中期被根除(撒丁岛除外)。2007年ASFV再次进入欧洲格鲁吉亚,此后,向北和向西蔓延,影响高加索地区(2007年)、俄罗斯联邦(2007年)、乌克兰(2012年)和白俄罗斯波罗的海国家(2014)、波兰(2014)、摩尔多瓦(2016)、捷克共和国和罗马尼亚(2017)。中国于2018年8月份报告首例非洲猪瘟疫情,并将其列为一类动物疫病。据报道,目前捷克共和国已经实现了非洲猪瘟疫情的控制和根除,同样在比利时,非洲猪瘟的感染似乎也已得到控制,根除工作即将完成。

由于缺乏有效的疫苗和控制措施,ASFV的感染与传播对全球的养殖行业构成巨大威胁,造成极大的经济损失。ASFV 潜伏期一般为5~19 d,最长可达21 d。主要宿主有脊椎动物(家猪、野猪及非洲疣猪)和部分钝缘蜱。这些蜱种既可以作为ASFV的储存宿主,又可以作为病毒传播媒介。与经典猪瘟对于仔猪更易感不同,所有年龄段的猪均易感染非洲猪瘟。在林栖循环、蜱猪循环、家猪循环和野猪-栖息地循环4个非洲猪瘟的流行方式中,对社会经济影响最大的始终是家猪循环,感染猪及其血液、组织脏器、猪肉及猪肉制品以及分泌物(唾液、鼻腔分泌物、眼泪、尿液、粪便、精液)等猪源产品是非洲猪瘟传播的主要传染源,此外,全球范围内多起疫情调查显示通过感染的猪肉及其制品和内脏产生的餐厨剩余物能造成ASFV 远距离的传播。除了野猪自身的传播,其他动物例如鸟类、流浪犬和野生动物的捕食以及人类的游玩等可能会接触到野猪的活动机械性携带扩散病毒,从而造成疫情的发生和流行。

ASFV 传播途径分为直接传播和间接接触传播两种。感染猪和易感猪之间的口鼻接触是 最常见、最有效的直接传播途径,其次还可以通过易感猪接触感染猪排出的体液、分泌物、排泄物等进而发生传播。间接接触传播是病毒发生远距离、跳跃式传播,最主要途径则是易感猪接触病毒污染的猪肉、饲料、粪便、泔水、衣服、鞋靴、车辆、垫料、各种器具等进而发生感染和传播。

3 临床症状和病理变化

3.1 临床症状

根据临床症状和病程长短分为最急性型、急性型、亚急性型和慢性型。最急性型表现为无明显临床症状突然死亡。急性型表现为高热,体温可升至42.0 ℃;精神沉郁;呼吸困难;厌食;呕吐;腹泻,粪便带血;便秘;耳、四肢、腹背部皮肤有红色至紫色出血块;流产;眼、鼻有黏性或脓性分泌物;可视粘膜潮红发绀,死亡率可达100%。亚急性型与急性型相比,临床症状较轻,病死率也大幅下降。慢性型临床上以皮肤变红、发热、食欲不振、中度到重度的关节肿胀、不愿站立等较为缓和的症状为主要特征。隐性带毒型的猪只不表现出临床症状,外观无变化。

3.2 剖检变化

最急性型病例可能无明显剖检变化。内脏器官出血为急性型与亚急性型的主要剖检特征,其中脾脏颜色呈现暗红色或黑色,并出现明显肿大和出血现象,整体变脆易碎;淋巴结出现肿大和出血现象;心脏、肾脏和肺脏等器官表面呈现多个出血点;整个胸腔、腹腔和心包等位置存在大量澄清、黄色或血色的液体。慢性型主要引起纤维素性胸膜肺炎、肺干酪样坏死、纤维素性心包炎。

4 实验室诊断

目前,OIE推荐的ASFV检测方法主要有病毒分离、荧光抗体检测抗原(FAT)以及聚合酶链式反应(PCR)。

定量PCR (qPCR)和常规PCR都是快速、灵敏的检测ASFV的方法。荧光定量PCR 方法操作简单,结果准确可靠,是非洲猪瘟病原检测的主要手段,以其敏感、特异、快速、稳定的优点在实践中广泛应用。Grau等开发了多重实时PCR (mRT-qPCR),用于同时检测ASFV、经典猪瘟病毒和口蹄疫病毒。Fernández-Pinero J 等建立了UPL-PCR方法,对ASFV的早期检测具有更高的诊断敏感性。液滴数字聚合酶链反应(ddPCR)方法是新一代PCR技术,在ASFV的检测中能够在不使用标准样品的情况下对核酸定量,提高检测灵敏度。

吴海涛等利用原核系统表达ASFV的P72 蛋白作为抗原,制备胶体金标记的ASFV 单克隆抗体,建立了非洲猪瘟病毒的胶体金免疫层析方法。王丹等建立了实时环介导等温扩增(LAMP)和可视化LAMP检测非洲猪瘟病毒(ASFV)的方法。另外有研究报道通过结合ASFV lamp检测技术和HSV颜色模型转换可以加快ASFV感染的筛选过程。

聚类规律间隔短回文重复序列/CRISPR-associated (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR /Cas)具有准确识别特定序列的能力,在ASFV的诊断中也得到应用。Bai J等报道了一种基于CRISPR/Cas12a的非洲猪瘟现场快速核酸检测方法。Lu S等报道了一种基于cas12和金纳米横向流动相结合的便携式纸诊断法,能够快速、准确检测ASFV,具有较高的特异性和敏感性。Wang X 等建立了结合CRISPR/Cas12a技术与免疫层析带便携检测ASFV的方法。

最近研究发现了基于重组酶的扩增检测技术(RPA/RAA)也可用于ASFV的检测。此外,Wozniakowski等最近开发了一种聚合酶交联螺旋反应(PCLSR)用于ASFV的检测,且不与其他猪病原体发生交叉反应。

5 与感染宿主细胞的相互作用

ASFV感染巨噬细胞、单核细胞以及树突细胞。ASFV主要通过网格蛋白依赖的内吞或者巨胞饮内化进入其自然感染细胞,进而影响宿主的多项细胞生物学行为。ASFV蛋白A238L、A224L、j4R、UBCv等干扰NF-Κb、c-Jun的活性,进而影响中宿主细胞TNF-α、iNOS和COX-2 等基因的转录过程 。ASFV及其蛋白DP71L、A224L等能够影响磷酸化以及去磷酸化过程进而参与宿主细胞蛋白合成过程。ASFV可能激发细胞早期的凋亡,对病毒感染不利,但其A179L、A224L、DP71R、EP153R等蛋白能够抑制感染早期的细胞凋亡。ASFV的感染激发caspase-12活化为特征的内质网(endoplasmic reticulum)应激和未折叠蛋白应答(UPR),影响蛋白合成、蛋白表达、细胞周期、细胞凋亡等活动,并能够保留有利于病毒感染复制的因素,逃避抑制病毒复制的因素。

ASFV能够抑制宿主细胞的抗原递呈功能,逃逸后续的免疫应答。其衣壳蛋白p72(B646L)、p54(E183L)和p30(CP204L)、膜蛋白p12(O61R)、CD2v(EP402R)等保护性抗原参与ASFV结合和内化入侵宿主细胞、病毒膜运输和迁移等过程。A238L、A224L、DP71L、A179L、EP153R、I329L、CD2v等影响细胞凋亡、宿主基因表达和抑制淋巴细胞增殖等进而参与病毒的免疫逃逸过程。

研究发现多个ASFV的多基因家族(multiple gene family,MGF)基因片段如MGF360、MGF505/530相似基因、(MGF360 15R)、MGF506 6/7R和其免疫逃逸基因DP96R(UK)等均能通过降低宿主细胞内干扰素(type I interferon, IFN) 的水平进而影响宿主细胞的抗病毒感染等过程。

6 防控

当前,非洲猪瘟在世界上多个国家和地区发生和传播,严重影响养殖业和社会经济的持续稳定发展。目前研究显示ASFV的基因组和蛋白的复杂性较强,疫苗开发难度较大,还未研发出安全有效的疫苗和治疗药物,非洲猪瘟的防控主要依赖于快速的现场识别、感染的动物的无害化处理以及实施严格的生物安全措施。

传统的灭活疫苗和乙亚胺(BEI)灭活的非洲猪瘟疫苗都不能产生保护作用。各类减毒活疫苗、亚单位疫苗、DNA载体疫苗、病毒载体疫苗都取得了不同程度的研究成果。特别是p72的原子结构,可以指导抗原表位聚焦免疫原的合理设计,从而影响ASFV感染疫苗干预新策略的开发。Dunn L等发现利用sncRNA系统的ASFV感染中宿主sncRNA丰度发生了相对温和的变化,这一发现可用于研究更有效的ASFV疫苗 。

除了疫苗之外,目前报道抗ASFV的药物分为两类:一类为直接作用于病毒的抑制剂(直接作用抗病毒药物),另一类为针对参与ASFV复制的细胞因子的抑制剂(宿主靶向抗病毒药物) 。自1963年第一个抗病毒药物多氧尿苷类药物获得批准以来,在抗病毒药物的发现领域取得了很大的成就。目前发现能够通过抑制病毒复制的药物有:核苷类似物、干扰素IFN-gamma、IFN-alpha、利福平、氟喹诺酮类药物等抗生素、植物源化合物: 染料木黄酮和芫花素、芹黄素、小干扰RNA、针对病毒磷酸蛋白p30基因(CP204 L)的71-78密码子的CRISPR/Cas9系统等有特定靶点药物以及没食子酸月桂酯多酚类植物抗毒素、白藜芦醇和氧化白藜芦醇、海洋微藻提取物等无特定靶点的药物。此外,ASFV蛋白酶有望成为黄酮类化合物抑制ASFV致病性的靶点。利用特异性小干扰RNA(specific small interfering RNAs)感染基因表达和复制,将CRISPR-Cas9介导的ASFV p30基因靶向有效抑制ASFV的复制,也可能是预防及控制病毒感染的新方向。

生物安全成为非洲猪瘟疫情防控的重要有效手段。一是要建立安全的种群管理制度,养殖场要坚持自繁自养原则,严禁从疫区引种。二是要做好消毒灭源工作,对养殖场的内部以及外部的环境、外来的车辆、人员进行严格的消毒,并做好猪舍及周围的防虫灭鼠灭蚊蝇工作,可选用常规消毒剂如氢氧化钠、次氯酸盐、醛类制剂等消毒剂。三是非洲猪瘟病毒通过饲料途径传播风险较低,但不排除饲料产品受到病毒污染导致带毒传播可能性。在生猪的喂养上要全面禁止未经处理的餐厨剩余物进入到生猪的饲料中。

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