非洲猪瘟研究进展

    商雨 温国元 赵宗正 张文婷 张腾飞 罗青平 邵华斌

    摘要:近些年,非洲猪瘟(African swine fever,ASF)在世界范围内的很多地区肆虐,每年给全世界的养殖业造成巨大的损失。ASF的防控依旧是个世界性的难题,目前尚无对抗ASF的疫苗和药物,疫病防控依赖于封锁隔离。就ASF的病原、临床症状、病毒检测、流行病学、免疫逃逸和疫苗研发进展进行了简要介绍,旨在为ASF的防控提供理论参考。

    关键词:非洲猪瘟;临床症状;病毒检测;流行病学;免疫逃逸;疫苗

    中图分类号:S858.28? ? ? ? 文献标识码:A? ? ? ? 文章编号:1007-273X(2018)12-0016-03

    ASF是猪的一种急性、接触传染性和高致死性传染病,其病原是非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)。ASF每年给世界养猪业带来巨大的经济损失,被世界动物卫生组织(OIE)分为A类疾病以及法定报告动物疫病[1]。依据《中华人民共和国动物防疫法》,我国将ASF列为一类动物传染病。现对ASF的研究进展作一综述,为ASF的防控提供参考。

    1? ASF的病原

    ASFV属于非洲猪瘟病毒科(Asfarviridae)非洲猪瘟病毒属(Asfarvirus)的惟一成员。病毒粒子具有正二十面体的结构,直径约200 nm。位于病毒粒子正中间的是包含病毒基因组的病毒核心,在病毒核心的外围包裹着一层厚的衣壳。衣壳有三层结构,在衣壳的两侧各有一个脂质膜,中间为蛋白衣壳[2]。病毒粒子上含有大于50种病毒编码的蛋白,涉及到病毒基因转录、DNA修复、蛋白修饰、病毒入侵和免疫逃逸相关的酶和因子[3]。另外,在病毒粒子上还存在大量的宿主蛋白,其中一些位于囊膜上的宿主蛋白可能与病毒的出芽相关 [3]。病毒的基因组是单股双链线性DNA,长度在170~190 kb范围内,包含151~167个开放阅读框(Open reading frames,ORFs)[4,5]。

    2? ASF的临床症状和剖检病变

    2.1? ASF的临床症状

    不同ASFV毒株的毒力强弱不同,感染后引发的症状也有差异,根据症状可以将ASF分为急性型、亚急性型、缓慢型和隐性带毒型[6]。急性ASF的临床症状为高热,体温可升至40.5~42.0 ℃;发病及死亡率高,病死率可以达到100%;耳、四肢腹背部皮肤有出血点;呕吐,腹泻或便秘,粪便带血。有些最急性的ASF可能不产生任何临床症状而突然死亡。亚急性型和缓慢型ASF临床症状要缓和一些,发病猪出现虚弱、步态僵直和不愿站立,精神沉郁,食欲下降,呼吸困难,关节肿胀、皮肤瘀血及妊娠母猪的流产和死胎等症状。隐性带毒型ASF不表现临床症状,但带毒猪可以持续性排出病毒[7]。

    2.2? ASF的剖检病变

    ASF的剖检病变以内脏器官出血为主要特征,急性型ASF表现尤为明显。脾脏显著性肿大、出血、瘀血、颜色变暗、质地变脆易碎;淋巴结增大、水肿以及出血;心脏和肾脏表面、膀胱皮质、胆囊和皮下出血;肝和肺可能出现充血,肺泡和间质水肿[7]。

    3? ASF病毒的检测

    3.1? 红细胞吸附试验(Hemadsorption,HAD)

    感染病毒的白细胞可以吸附猪的红细胞,形成玫瑰花环样的结构,依此来判断病原的阳性[8,9]。但有少数毒株的感染不能产生这样的结构,因此该方法会造成假阴性。

    3.2? 免疫荧光实验(Immunofluorescence assay,FA)

    将淋巴结、肾、脾、肺等组织器官制作切片或将病料接种ASFV敏感的细胞系,然后用荧光标记的ASFV抗体染色,通过观察荧光来检测是否存在ASFV[10]。

    3.3? 抗体检测

    目前市场上尚无有效的对抗ASFV的疫苗,因此血清中ASFV抗体也可以作为病毒感染的指标,利用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、间接免疫荧光试验(Indirect immunofluorescence assay,IFA)或蛋白免疫印迹试验(Western blot,WB)检测血清中ASFV抗体,可以判断是否受到病毒攻击[11-13]。

    3.4? 病毒核酸检测

    聚合酶链式反应(PCR)检测周期短,灵敏度高,特异性好,比较适合用于ASFV的快速检测[14]。也可以利用多重PCR在一个反应中检测多重病原,可用于区别ASFV与其他病原或者多个病原混合感染的诊断[15,16]。荧光定量PCR可以进一步提高检测的灵敏度和特异性,而且可以减少反应步骤,可计算病毒相对或绝对含量,这个方法也越来越多地应用于ASFV的检测[17]。但是,上述两种PCR检测方法需要相对昂贵的仪器,因此不适合基层和野外的应用。环介导等温擴增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)可实现在恒温下对目的基因的扩增,在检测ASFV中因其操作简单、特异性好和灵敏度高,越来越受到青睐[18]。

    4? ASF的流行病学

    ASFV的主要宿主是家猪和野猪,病毒可以通过与感染猪直接接触来传播,也可以通过污染的食物、蜱虫来间接传播[19]。另外,在一些生物安全防护级别较高的养殖场依然暴发ASF。有研究表明,ASFV可以在螫蝇体内存活3 d,这也意味着这些螫蝇可能是ASFV传播的另一种昆虫媒介[20]。

    1921年,在肯尼亚第一次发现ASFV,随后传播到非洲其他的国家。1957年,ASFV首次传到欧洲[21],随后在欧洲国家大规模暴发,经过采取系列措施,ASF得到了很好的控制[22]。2007年,ASF在欧洲的格鲁吉亚再次暴发,随后传播到俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰[23],到2014年蔓延至欧洲东部国家[24]。2018年8月份,在中国首次暴发ASF疫情,随后迅速蔓延,多次暴发[25]。

    依据p72基因的进化分析,可以将ASFV分成24个基因型,即基因I-XXIV。依据CD2v的序列分析,可将ASFV分为8个血清亚型(1-8亚型)[26]。在非洲主要以I基因型为主要流行基因型,欧洲以II型为主要血清型。中国流行株的血清型为II型,血清亚型为8亚型[25]。

    5? ASFV的免疫逃逸

    ASFV毒力的强弱可能与病毒逃逸机体免疫的能力相关。有研究表明,强毒感染的过程中可以逃避免疫系统,而弱毒则会激发炎症反应和免疫反应的细胞信号通路[27]。在ASFV中有许多基因参与到免疫逃逸中来,如DP71L、A238L、MGF360、MGF505/530、I329L和CD2v等。它们以不同的方式来帮助病毒逃逸免疫系统的清除,如DP71L蛋白抑制病毒感染早期细胞凋亡的启动[28],MGF360和MGF505/530抑制干扰素的产生和干扰素的抗病毒效应[29],A179L抑制细胞自噬[30]以及CD2v蛋白抑制淋巴细胞的产生[31]等。这些不同的逃逸机制可能单独或协同发挥作用,在中断一条通路时可能会有其他的机制替补上来,使得病毒维持逃避免疫的能力。

    6? ASF的疫苗研究

    ASFV的强大免疫逃逸能力使得开发疫苗的难度较大。传统方法制备灭活疫苗可以产生抗体,但是对于强毒的攻击不能提供有效的免疫保护[32]。在自然界中,存在一些毒力弱的ASFV毒株,如OURT88/3和NH/P68毒株等,利用这些病毒来开发弱毒活疫苗也被尝试。研究表明,弱毒株开发的减毒活疫苗能够对ASF提供有效的保护,并且不同的免疫组合还能对不同的毒株产生交叉免疫保护。但是弱毒株会对机体产生不同程度的副作用,这对猪的生产养殖带来了很大的影响[33]。另外,研究表明ASFV在细胞系上连续传代可以使病毒的毒力减弱甚至丧失。但是利用该方法开发的减毒活疫苗并不能使机体产生对母本强毒的有效抵抗[34]。由此可见,开发常规ASF灭活疫苗和弱毒/减毒活疫苗的难度很大。

    随着生物技术的发展,操作大的病毒DNA已不是难题。利用分子生物学技术敲除ASFV病毒的部分基因,如DP148R,EP402R,MGF360/MGF505和B119L,获得重组ASFV病毒。重组ASFV在细胞上的复制能力不变,但对宿主动物的致病性大大降低。在实验条件下,用这些重组病毒免疫宿主动物,可以使宿主产生对抗同基因型强毒的攻击,但对不同基因型的强毒的攻击效果差异较大[24,35]。亚单位疫苗是开发ASF疫苗的另一种尝试,但单独使用亚单位疫苗很难促使机体产生有效的免疫保护。有研究表明[36],用p30亚单位疫苗免疫后,再用减毒ASFV毒株OURT88/3株加强免疫,可以达到很好的免疫效果,而且可以扩大抗原表位的区域,表明用亚单位疫苗和ASFV减毒株联合使用有利于潜在抗原表位的开发,这为开发高效,安全和能交叉保护的疫苗增添了一份希望。

    7? 小语

    近些年,ASF在全世界多个区域暴发,范围有扩大的趋势。我国在2018年8月发现第一例ASF,至11月中旬已经发生多起,给我国生猪养殖业带来了极大的打击。目前,市场上尚无ASF疫苗,对ASF的控制主要采取封锁隔离(即对发病的猪场进行隔离),对发病猪场生猪进行扑杀和无害化处理,控制人和动物进出,养殖场和周围区域消毒封锁等措施。了解ASFV的研究进展可以促进对ASF的认识和引起对ASF防控的重视,同时为ASF的防控提供理论依据。ASF的防控一方面需要政府采取一系列措施对ASFV进行围追堵截;另一方面还需要出台系列政策促进养殖业向绿色、高效、环保和高生物防护模式转变;要加强对ASF的研究,政府应当适当扩大对ASF疫苗研发的投入,争取及早研发出高效、安全的ASF疫苗。

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