豬圓環病毒跨物種傳播研究進展

王卓/西北農林科技大學動物醫學院 712100

1 豬圓環病毒的分類

豬圓環病毒有PCV1、PCV2、PCV3 三個血清型，和2019 年在湖南發現的一種新型豬圓環病毒（暫定名PCV4）。盡管PCV1 在野生豬和養殖豬中都有發現，但通常認為它是非致病性或致病率較低的。因為在豬自然感染或實驗感染PCV1 后，未觀察到豬發生明顯相關疾病的癥狀。由于PCV1在機體內的生物學作用不明顯，所以對其的深入研究較少。

PCV2 一直是豬圓環病毒研究的熱點方向，因為它是導致豬患有多種疾病的致病因子，包括仔豬多系統衰竭綜合征、豬呼吸系統疾病綜合征、豬皮炎腎病綜合征、增生性壞死性間質性肺炎、繁殖障礙性疾病等在內的“豬圓環病毒相關疾病”。PCV2 有 5 種血清亞型，分別為PCV2a，PCV2b，PCV2c，PCV2d 和 PCV2e。PCV3 有3 個血清亞型，分別是PCV3a、PCV3b、PCV3c。由此可見，與PCV2 相比，PCV3之間的遺傳多樣性較低。PCV2 和PCV3 的致病率都很高，并且它們都有一個重要特征：既可以在健康豬和患病豬中檢測到，也可以在木乃伊胎和死胎中檢測到，這表明PCV 可以進行垂直傳播和水平傳播。也為PCV 的跨物種傳播提供了可能依據。

2 PCV1 型豬圓環病毒的跨物種傳播

1974 年，德國人Tischer 在受污染的豬腎細胞系PK-15中首次發現豬圓環病毒。當時被描述為乳頭狀病毒或微小RNA 病毒樣顆粒。基因組測序后確定其結構為單鏈環狀DNA 分子，又因為針對它的抗體只能在豬上識別，而不能在兔子、老鼠、牛和人類身上識別，因此將其命名為豬圓環病毒。這是第一個在哺乳動物體內發現的圓環病毒（circovirus，CV）。后來又相繼發現了多種不同類型的CV，所以將首次發現的PCV 命名為PCV1。

有關PCV1 跨物種傳播的報道始于1995 年，德國科學家Tischer 運用間接免疫熒光法和酶聯免疫吸附在30.2%的受試人類、12～69%的受試小鼠和35%的受試牛上檢測到了PCV1 抗體。但由于當時PCV2 的血清亞型尚未被完全確定，所以上述發現并不能完全確定檢測到的是PCV1 抗體，也可能是PCV2 抗體。之后在研制輪狀病毒疫苗臨床試驗的各個階段中，均發現了外源因子PCV1 及其相關顆粒?；诖耍瑒⑵G等人對PCV1 是否能感染非洲綠猴腎細胞進行了研究，實驗結果證明從豬淋巴組織中分離保存的PCV1 可以存在于非洲綠猴腎細胞中。

3 PCV2 型豬圓環病毒的跨物種傳播

1998 年，在患有消耗性疾病的仔豬中鑒定出PCV 的變異株，這是引起豬圓環病毒病（porcine circovirus associated diseases，PCVAD）的主要病原。為區分原株和變異株，將在豬腎細胞中復制分離出的非致病性PCV 命名為PCV1，與PCVAD 序列相關的變異株命名為PCV2。PCV2 可在豬腎細胞（PK-15）、豬睪丸細胞（ST）和豬肺泡巨噬細胞（PAM）中生長。核酸序列分析顯示，PCV2 與PCV1 僅共享約68%的核苷酸序列。針對PCV1 的單克隆抗體無法識別PCV2，這表示PCV1 與PCV2 僅在遺傳上相關但在抗原和表型上不同。

現已在多個物種體內發現類似PCV2 結構的DNA。2013 年，A.L.Pinheiro 等人在調查巴西商業豬場中嚙齒類動物——家鼠感染PCV2 的情況時發現，PCV2 可在家鼠的脾、肺、腎中分布。基因測序結果表明，在該豬場家鼠中檢測到的PCV2 基因組部分序列與豬PCV2 分離株基因序列具有很強的一致性。而R.Blunt 等人在調查農場中的蒼蠅和蟑螂能否感染PCV2 時發現，在PCV2 呈陽性的斷奶仔豬圈舍內生活的雙翅目蠅類中可檢測到PCV2，但在該豬群注射PCV2疫苗后，相同地點捕捉到的雙翅目蠅類中就檢測不出PCV2。蟑螂體內一直未檢測出PCV2。通過以上調查結果，我們可以推斷雙翅目蠅類可能成為PCV2 的載體，可促使PCV2 在豬場傳播。而蟑螂的機體構造可能不適宜攜帶PCV2。

以上的發現均與PCV2 的天然宿主——豬相關，這是一個研究思路。但不止于此，2019 年，中國秦皇島市的一個實驗室在浣熊體內分離出了6 株PCV2。它們與中國境內流行的PCV2b、PCV2d 的核苷酸相似度為92.1～99.8%?？梢哉J定該浣熊源PCV2 株屬于中國流行基因型PCV2b 和PCV2d。并且此批浣熊有明顯食欲不振、嗜睡、抑郁、流產、不育等癥狀，反映出PCV2 在浣熊體內可能致病。這項研究首次證實了中國浣熊養殖場PCV2 的流行。PCV2 可能是導致人工飼養類浣熊繁殖失敗的重要因素之一。也說明了PCV2 可能從豬傳給浣熊。由于被檢浣熊均患有疾病，可推斷PCV2 的跨物種傳播將對我國毛皮畜牧業構成嚴重威脅。日常生活中，犬是與人接觸最密切的動物之一。W.Herbst 等人在一批腹瀉犬糞便樣本中通過電子顯微鏡觀察到直徑約15 nm 的圓形非包膜病毒顆粒。此結構與豬圓環病毒的結構十分相似。經基因測序發現其與PCV2a 參考序列的同一性為98%?？梢宰C實該病毒就是PCV2a。

近幾年也有報道在反芻動物體內發現PCV2。M.Y.Halami等人在德國的犢牛體內檢測到2 種PCV2 毒株，這些犢牛均具有典型的牛新生兒全血細胞減少癥狀，包括淋巴結腫大，口腔、眼粘膜變紅等臨床癥狀。檢測結果表明，兩種毒株的完整序列對PCV2b 的同源性分別為98.9%和99.6%，這兩種毒株與PCV2b 的親緣關系比PCV2a 和PCV2c 更為密切。在中國水牛的體內也檢測出了PCV2b、PCV2d 和PCV2e 三種不同的基因型，而且在同一水牛樣本中，也存在不同類型的PCV2。

隨著研究的不斷深入，科學家們不僅在陸生生物體內發現了PCV2，在水生生物體內也發現了PCV2。這些水生生物包括牡蠣、蛤蜊和貽貝等雙殼貝類。它們通過過濾生活環境周圍的水來攝取營養，而感染PCV2 的豬排出的糞便會攜帶PCV2，一旦水被含有PCV2 糞便污染，PCV2 可能就會感染給貝類。

上述物種個體均是生活在自然環境中，而實驗室中我們經常用來做動物模型的小鼠是否能感染PCV2 呢？答案是肯定的?，F有關實驗用小鼠感染PCV 的研究很多，研究的小鼠種類包括SPF 昆明小鼠、NMRI 小鼠、BALB/c 小鼠、Black C57 小鼠、ICR 小鼠等?？梢源_定的是小鼠在感染PCV2 后，體內的免疫器官——胸腺和脾臟均會發生明顯病理變化，比如生發中心擴大；大量的淋巴母細胞、生發中心的組織細胞凋亡。PCV2 感染還可影響小鼠的繁殖機能?？稍诤献有纬芍耙鹁讣毎吐涯讣毎膿p傷；可導致睪丸間質細胞和卵巢中的顆粒細胞退化，并且使少量精母細胞和卵母細胞發生凋亡。

4 PCV3 型豬圓環病毒的跨物種傳播

PCV3 是一種近幾年新發現的新型圓環病毒。2015 年6月，美國北卡羅來納州某商品化豬場暴發疫情。Palinski 等借助新一代測序技術，從患病母豬及流產胎兒體內首次鑒定出PCV3。作為新動物病原體，PCV3 對豬的致病性、在PCVAD 中的作用以及現有商品化PCV2 疫苗對其免疫效果等，均有待進一步研究。

與PCV2 類似，現已在中國的牛、犬，意大利野生的有蹄動物，包括羚羊、狍子等動物血清中檢測出PCV3 的DNA。此外，在蜱類和蚊子體內也發現了PCV3。在德國近期的一份報告中，觀察到PCV3 在狒狒體內傳播，這些狒狒接受了轉基因豬的心臟移植，這些豬可能感染PCV3。這項研究不僅在狒狒體內發現PCV3，而且發現PCV3 在狒狒體內有延長病毒復制的跡象。

5 總結與展望

新發傳染病在絕大多數情況下是通過病原的基因變異、基因重組、基因重排等方式突破原有物種間的屏障，在其他物種間引發新型傳染病的流行。PCV2 基因組核苷酸突變率為每年每個基因位點約1.2×10-3～6.6×10-3個堿基，高突變率和重組促進了PCV2 的進化，增強了新變異和傳播的出現。而在發現PCV 的初期，由于針對PCV 的抗體未在兔子、老鼠、小牛和人類身上識別，有科學家推論PCV 不會發生跨物種傳播，但越來越多的研究成果推翻了這一假設。現有的研究在除豬以外的多個物種體內分離出PCV，這給PCV 的跨物種傳播提供了有力證據。但是這些實驗大都是通過PCR（polymerase chain reaction，PCR）技術擴增DNA，然后將得到的序列與基因庫里已知的序列進行比對，判斷出新分離出的DNA 類型。很少對跨物種傳播的機制進行深入研究，對不同物種感染PCV 后機體發生的生理變化描述也不詳細。從細胞和動物水平研究PCV 感染不同動物后發生病變的分子機制、種間屏障突破機制和種間差異的分子機制，為PCV傳播和致病機制提供新的資料。這將會是未來該領域主要的研究方向。其研究意義深遠，不僅在控制豬圓環病毒的傳播與流行方面，而且對人獸共患病的病原和發病機制的研究也有重要作用。