簡述豬圓環病毒2型致病性從無到有的演變歷程

安利民，安　輝，趙　協，任夏貞，崔建凱，李彩霞，陳建華

（1.漯河市動物疫病預防控制中心，河南 漯河　462000；2.漯河市畜牧局；3.社旗縣動物疫病預防控制中心）

簡述豬圓環病毒2型致病性從無到有的演變歷程

安利民1，安輝2，趙協1，任夏貞1，崔建凱1，李彩霞1，陳建華3

（1.漯河市動物疫病預防控制中心，河南 漯河462000；2.漯河市畜牧局；3.社旗縣動物疫病預防控制中心）

豬圓環病毒2型（Porcine circovirus type 2，PCV2）是目前研究發現的一種能夠感染哺乳動物的最小的DNA病毒。該病毒無囊膜，直徑在12～23 nm之間，屬于圓環病毒科圓環病毒屬，與多種疾病相關，也是引起圓環病毒相關疾病（porcine circovirus diseases，PCVDS）的主要病原體。最近幾年發現豬圓環病毒2型除了感染圈養豬外還會感染野生豬，但感染的野豬很少表現出明顯的臨床發病癥狀。現在PCV2已經成為全球多種豬流行病的主要發病因子，給養豬業造成了巨大的經濟損失也嚴重威脅了今后養殖業的健康發展。

在過去的十幾年里，人們對PCV2以及其引發的疾病的關注都發生了巨大改觀。在20世紀90年代初，在當時還不知道是什么引發的豬斷奶仔豬多系統衰竭綜合征（PMWS），人們只知道與類似圓環病毒的一種致病因子有關。隨后的分子生物學研究發現這種類似圓環病毒的致病因子并不是圓環病毒1型（PCV1）但其可以在PK-15細胞中傳代培養。由于當時PCV2的生物學特性，病毒的感染特性都不清楚；而PMWS的發病機理在豬的模型上也缺乏一致的“科赫”法則導致PMWS的致病因子是PCV2的說法造成了很大的爭議。事實上，特別是在PCV2的疫苗出現之前，很多豬病科學工作者和疫苗開發人員都認為PMWS與PCV2無關而與另外一種被稱為“X因子”的東西相關。

現在，沒有人懷疑PCV2是一種重要的豬病病原體，也無人質疑通過疫苗接種來預防疾病的發生是一件多么重要的事情了。筆者現總結一下PCV2在過去十幾年里從被發現到無臨床表現的隱性感染再到全球流行病的暴發的變化過程。

1　PCV2從被發現到被重視的過程

1962年，德國學者最先通過PCR檢測到豬體內存在PCV2感染。此后，陸續在世界各地不同的國家檢測該病毒的存在，1982年首次確定圓環病毒是一種非常小的單鏈環狀DNA病毒。1985年最早確認出現PCV2相關的疾病。1996年首次描述一種新型流行病為豬斷奶仔豬多系統衰竭綜合征并發現該病與一種類似圓環病毒的致病因子有關。1997年非常嚴重的PMWS疫情在整個歐洲暴發。1998年第一次分離得到PCV2毒株并進行特性分析，隨即核酸提取并測序得到了PCV2的整個基因組序列。1997年到1999年之間PMWS在亞洲暴發，科研人員也第一次通過PCV2與豬細小病毒的對豬的混合感染成功實現了PMWS的人為實驗性的重現，從此確認了PCV2才是PMWS形成的主要原因。2001年，我國由郎洪武等人首次報道從豬群中分離得到了PCV2。2004年，在法國和德國首例PCV2全病毒滅活疫苗獲得歐盟認證，2005年PMWS疫情在北美暴發。2006年北美研發獲得國家許可生產的PCV2疫苗，2007年全世界普及應用PCV2疫苗。綜合所有的流行病學數據發現PCV2在全世界的豬群里傳播至少已經有50年之久。雖然知道了PCV2是導致PMWS的主要病因，但是什么導致PCV2病毒從隱性感染到造成流行病的暴發仍然是個未解的問題。

2　對病毒的解讀

PCV2的基因組是一個環狀、共價閉合、單鏈DNA，全長為1767-1768bp，其復制機制為：先通過滾環復制形成雙鏈DNA，在通過雙鏈DNA的多個讀碼框進行轉錄翻譯編碼蛋白，其中研究比較深入也較為重要的是ORF1、ORF2和ORF3三個讀碼框，分別編碼與病毒復制相關的Rep和Rep′蛋白、結構蛋白Cap蛋白以及毒力相關蛋白。

對全球的PCV2進行抽樣性基因組序列比對分析發現，PCV2亞型所有序列的同源性高達93%。根據基因組大小的不同主要可分為PCV2a和PCV2b兩種基因型，第三種基因型PCV2c只有1980年在丹麥出現過。隨后的研究發現，僅在中國地區分離得到了第四種基因型的PCV2并被命名為PCV2d。現在歐洲及南美洲的野生豬群里也存在PCV2，專家推測那可能會是PCV2的第五種基因型。

研究表明，在這眾多不同的PCV2基因型中，只有PCV2a和PCV2b兩種基因型的毒株毒力能夠在豬的實驗模型上導致PMWS形成。但更多的實驗數據證明PCV2b的毒力要強于PCV2a，PCV2b才是導致PMWS形成的主要毒株。

遺傳進化分析，100年前PCV1和PCV2很可能來自同一進化起源，后來由于進化壓力的不同分別遵循了不同的進化軌跡。PCV1每年每個核酸位點的突變速度為1.15*10-5，而PCV2每年每個核酸位點突變的速度為1.2*10-3。從進化樹的遠近關系來看最早出現的PCV2亞型為PCV2c，隨后才出現的PCV2a、PCV2b和PCV2d，PCV2a也是早于PCV2b先出現的亞型。

目前，PCV2a、PCV2b是世界上傳播較為廣泛的亞型。根據GenBank數據庫里序列分析發現在2003年以前造成PCVD的只要亞型是PCV2a，而最近幾年PCV2b慢慢替代了PCV2a成為了當今最為流行的基因型。相對于PCV2b來說PCV2a的核酸序列更容易變異，從進化角度來說就是PCV2a基因型要更早出現。

伴隨著PMWS疫情的嚴重暴發，多個國家包括加拿大、丹麥、西班牙、瑞典、瑞士和美國均發現報道了PCV2a亞型發生了基因漂移變成了PCV2b亞型。盡管這些流行病學數據并不能說明PMWS流行病的暴發是由于PCV2b造成的，但在時間和空間上的巧合至少可以確定PCV2的基因漂移是PCVD變得更為嚴重的部分原因。

3　病毒賴以生存的宿主

PCV2的天然宿主是豬，從病毒與宿主細胞接觸到進入細胞內部進行核酸復制、蛋白合成再到新的病毒粒子的組裝是一個非常復雜的過程。體外試驗證明PCV2對樹突狀細胞和巨噬細胞有嗜性，病毒抗原和核酸能在細胞中長期聚集且不影響病毒的復制，但病毒的復制周期較長而且載量一直不高，這可能也是病毒感染到發病需要大約18到25 d的潛伏期的原因，也就是從PCV2感染到PMWS形成的過程，也許PCV2的隱性感染（PCV2-subclinical infection，PCV2-SI）與PMWS的最主要的區別之一就是病毒載量的不同。

按照免疫學理論來講，病毒對宿主的感染應在宿主的獲得性免疫發揮作用之時結束，這種情況下宿主清除了急性感染而允許病毒在體內少量的存在而激活宿主的免疫系統產生相應的免疫應答和中和抗體，結果就是形成PCV2-SI而不是PMWS。那么PMWS之所以能形成原因應該就是因為缺乏相應的免疫應答和中和抗體的產生或者是PCV2造成了機體免疫系統的損傷。體外試驗研究也證明了PCV2能夠與樹突狀細胞、巨噬細胞以及外周血單核細胞相互作用，一方面使淋巴細胞增殖受到抑制，另一方面促進細胞的凋亡來影響機體的免疫系統，最終通過多種途徑導致淋巴細胞不能被有效地激活，數量減少并使免疫系統處于妥協狀態，從而其他病原體可以趁機入侵造成混合感染。

宿主本身品系的不同、性別的不同對PCV2的易感性也存在差異。試驗研究表明在PCV2的感染后長白豬相比于杜長、大白、皮特蘭豬表現出更為嚴重的淋巴組織損傷和明顯的PMWS臨床癥狀。而漢普夏公豬相對于約克郡、長白公豬更能抵抗PCV2的感染。早先的研究表明PMWS對母豬的致死率要高于公豬，而最新研究表明PMWS造成的死亡率在母豬和公豬之間并無太大差異。但目前為止，不同機體對PMWS的易感性和耐受性差異的具體機制還不清楚，有待進一步的研究發現。

4 導致PMWS形成的多種因素

PMWS是一種多種因子綜合疾病，而PCV2是最為主要的病原體。下面總結一下促發PMWS的多種因素。

首先，來自宿主體內的病毒。除了上面提到的PCV2b是PMWS形成的重要原因之外，該病流行學調查發現在PCV2感染早期除了病毒感染的因素外，飼養環境和個體差異也決定了機體發病與否。比如哺乳期仔豬隨著體內的初乳抗體不斷減少，來自母源的抗體保護的持續時間也有限，胚胎期或生后感染PCV2的仔豬，通常會在斷奶后發病。懷孕母豬感染PCV2后可通過胎盤垂直傳染為仔豬。因此，母豬是仔豬感染的重要因素之一。

其次，飼養管理。農場的飼養管理不善、飼養環境差、疫苗免疫方案錯誤、生物安全存在威脅、日常保健和衛生較差等多種因素均可導致發病。盡管不知道這些因素導致發病的具體途徑和機理，但其確實或直接或間接地促發疾病的形成。

最后，混合感染。PCV2感染宿主后會導致免疫抑制，而細小病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、偽狂犬病毒、支原體等多種病毒或病菌會乘虛而入造成混合感染。混合感染對免疫系統的刺激反而會促進免疫細胞內PCV2的復制并通過改變細胞因子的產生例如：降低IFN-γ、IL-10的表達水平來干擾免疫系統對PCV2的清除從而導致了PCV2在體內大量復制增殖和聚集。綜合這些多種因素最終就導致了PMWS的形成，加重了病毒對豬群的危害程度。

5　討論

1997年以來，PCV2成了最為重要的豬病病原體之一，同年在美國國家衛生研究院國家科學圖書館出現了第一篇通過評審的關于PMWS論文。從那時起到目前的17年內世界各地共發表了1 020多項關于PCV2的研究論文和科學發現，這個數量僅次于豬藍耳病毒的1 698項。盡管有這么多的研究成果，但關于PCV2是如何持續長期地造成豬流行病的仍然未得到答案。

現在基本也是最重要的的問題就是為什么豬場里只有個別豬會表現出PMWS的癥狀，而大部分感染PCV2的豬并不出現任何不良反應？但根據以上文章內容的總結發現PMWS的形成也許恰恰是因為“一定”的個體在“一定”的時間感染了“一定”的病毒，也就是說那種免疫系統較為脆弱的易感型宿主在體內抗PCV2的抗體減少或沒有時感染時又當下流行的PCV2亞型，這就造就了PMWS的形成。

第二個問題就是為什么PMWS會在全世界不同的國家幾乎同時出現？該病是在1996年的加拿大被第一次發現，幾年內世界各地多個國家也隨之出現PMWS。但是要注意區分的是同時出現的是散發病而不是流行大暴發，PMWS在部分地區的流行暴發性并不是在同一時期，例如在歐洲和亞洲東南部是20世紀90年代，而美洲則在20世紀才出現了PMWS的流行。世界各地的流行病暴發主要是因為國際畜牧產品和生豬貿易的交流造成的，歐洲和北美是世界上PCV2傳播的主要地區而且北美的PCV2b基因型的分離株也是從歐洲傳播過去的。因此，伴隨著全世界農畜產品和生豬交易的范圍越來越廣，交易次數越來越多，畜產品可能攜帶的傳染性病菌或病毒也傳播越來越快。PCV2的多種傳播途徑以及其生命周期長的特點導致了全球的PCVD形成了牽一發而動全身的局面。

總之，PCV2的流行病學特性和具體的致病機制以及PCVD的形成原因都是非常復雜的過程，雖然目前的研究成果已經幫助我們了解了很多相關的知識，目前的PCV2疫苗也一定程度上遏制了PCVD對豬養殖業的危害，但完全弄明白以上那些問題以及研制出更為有效的疫苗還需要越來越多的科研工作者付出更多的努力。

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1004-5090（2015）03-0025-03

2014-11-29）