文│王明龍(山東省沂水縣諸葛畜牧獸醫工作站)
小型反芻動物慢病毒主要包括綿羊Maedi-Visna病毒和山羊關節炎腦炎病毒(Caprine arthritis encephalitis virus)。這兩種病毒感染進展緩慢,通常是亞臨床的。如今的分子流行病學研究表明,這兩種病毒經歷一系列變異后,在野外通常只能夠感染綿羊的某些病毒經過變種可以感染山羊,已經有研究表明,變種會發生自然的跨物種感染。不過小型反芻動物慢病毒頻繁跨越綿羊和山羊物種間屏障的能力少見,因為大多數慢病毒在非宿主物種的細胞中生長的能力有限,因此目前只報道了有限數量的跨物種感染事件。Maedi-Visna病毒感染在綿羊中更為常見,關節炎腦炎病毒感染在山羊中更為普遍。梅迪-維斯納病在全球范圍內廣泛存在,發達國家的患病率要高得多,這可能與喂養羔羊的方式和檢測率有關。
Maedi-Visna病毒和山羊關節炎腦炎病毒都屬于慢病毒屬逆轉錄病毒科,根據其系統發育關系分為五組基因型:A、B、C、D和E?;蛐虯包括Maedi-Visna病毒菌株,基因型B包括山羊關節炎腦炎病毒菌株。Maedi-Visna病毒和山羊關節炎腦炎病毒顆粒的直徑都在90-120 nm之間,由包膜和芯組成,包膜由宿主細胞來源的磷脂膜形成雙層,病毒編碼的糖蛋白插入其中。與其他逆轉錄病毒一樣,病毒粒子含有兩個線性RNA分子。使用逆轉錄酶將單鏈RNA分子轉化為雙鏈DNA(dsDNA),由于這種機制,逆轉錄病毒基因組可以插入宿主細胞的基因組中。Maedi-Visna病毒和山羊關節炎腦炎病毒可能使用不同的細胞受體來穿透宿主細胞。一旦病毒進入細胞,復制機制與其他逆轉錄病毒相似,將dsDNA整合到宿主基因組中產生終身感染。最近的研究發現了一種甘露糖受體,應該是綿羊的細胞受體。利用宿主細胞的酶系統,從整合的DNA合成病毒蛋白和基因組RNA。

Maedi-Visna病毒并不總能成功感染細胞,細胞通過多種機制對抗感染。一旦病毒進入靶細胞,先天免疫和適應性免疫的分子就開始限制宿主。先天免疫分子,如TRIM5,結合病毒衣殼,抑制病毒周期的整合和整合后步驟。而其他分子如APOBEC3能夠突變病毒基因組,APOBEC3主要通過脫胺依賴機制發揮其抑制活性,該機制將胞嘧啶脫胺為尿嘧。因此,缺乏生產性感染不僅僅是由于缺乏功能性受體,進入細胞后的限制因素也可能是原因。然而,逆轉錄病毒很可能抵抗這些免疫機制。
Maedi-Visna病毒對單核細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞具有體內嗜性,它們還可以感染小膠質細胞、內皮細胞、成纖維細胞和其他組織的上皮細胞,這些細胞可以充當病毒的貯存器。感染的第一步是肺或腸黏膜的巨噬細胞和樹突狀細胞,樹突狀細胞遷移到淋巴結,在那里病毒被轉移到巨噬細胞,巨噬細胞在離開淋巴結時傳播感染。循環單核細胞和巨噬細胞中的復制直到這些細胞在靶器官中成熟才發生,單核細胞和未成熟巨噬細胞使病毒逃脫細胞和體液免疫反應。受感染的巨噬細胞遷移到骨髓,在那里它們可以影響髓系或基質細胞,這將決定受感染單核細胞的持續產生,并將導致動物終身慢性感染。
梅迪-維斯納病最初于1939年在冰島被發現,可能來源于從德國進口的活動物。通過種畜交易在幾個發達國家中頻繁被報道,主要是丹麥、加拿大、匈牙利、法國、挪威和芬蘭。幾個歐洲國家(如法國、德國、荷蘭、意大利、瑞士和西班牙)實施了根除計劃,然而這些計劃在控制疾病方面的有效性是值得懷疑的。全世界大多數流行病學研究僅限于對血清流行率的小規模估計,西班牙阿拉貢地區的血清陽性率在52.8%,意大利南方地區的血清陽性率在18.64%,德國梅克倫堡-西波美拉尼亞地區的血清陽性率在28.8%。
綿羊梅迪-維斯納病也稱為綿羊進行性肺炎(Ovine p rogressive pneumonia),是一種無法治愈的病毒性疾病,潛伏期很長,可導致終生感染。綿羊梅迪-維斯納?。∕aedi-Visna)是一個復合名稱,用于描述綿羊的兩種慢性傳染病,它們具有共同的病毒病因學,Maedi是一種進行性間質性肺炎,Visna是一種中樞神經系統進行性炎癥疾病。感染的臨床癥狀是菌株依賴性的,最常見的是與呼吸道相關的癥狀,如慢性間質性肺炎引起的呼吸困難和腹式呼吸。腦炎的相關癥狀包括不穩定、麻痹和癱瘓。其他臨床表現如乳腺炎(乳房硬結)和關節炎(跛行),在某些情況下,感染動物也可能死亡。新生羔羊的主要感染途徑是食用感染母羊的乳汁。通過呼吸道分泌物的水平傳播也很重要,而垂直傳播(經胎盤)和在交配或人工授精過程中通過精液傳播也是可能的。從流行病學角度來看,經胎盤傳播、交配傳播和通過精液傳播并不重要。擠奶機和針頭等相關的潛在風險尚不清楚。
綿羊的性別和年齡不會直接影響其易感性。感染母羊所生的羔羊幾乎肯定會被感染,這不是因為生理年齡相關的易感性,而是因為它們與母羊親近和依賴。一些研究人員認為,品種傾向是一個因素,某些品種在感染Maedi-Visna病毒后會出現臨床癥狀,更多的品種則無癥狀。Maedi-Visna病毒在感染的單核細胞和巨噬細胞內持續存在,并可能潛伏一段不確定的時間,病毒的表達與巨噬細胞的成熟密切相關。此外,該病毒具有很強的變異能力,由此產生新的病毒株。Visna的臨床前期比Maedi短,Visna臨床癥狀通常見于2歲以上的綿羊,而Maedi臨床癥狀見于3歲以上的綿羊,更常見的是4~5歲的綿羊。許多綿羊是終生無癥狀攜帶者,只有25%~30%的血清陽性動物出現臨床癥狀。
在大多數情況下,病毒復制緩慢,循環中感染的血細胞數量非常低。因此,臨床疾病是潛在的或進行性的,在許多情況下,臨床癥狀在疾病的早期階段并不明顯或具有特征。由于衰老、疾病和環境應激等因素,動物的免疫抑制降低加速了病毒的復制,疾病的臨床證據變得明顯。在群體水平上,抗體的血清檢測、臨床疾病的嚴重程度和死亡或撲殺動物的數量受到管理和其他疾病的影響。感染的臨床表現取決于病毒株、宿主免疫反應和宿主對病毒的抗性或易感性。肺炎和乳腺炎是梅迪-維斯納病的主要臨床表現。較不常見的是,腎、肝和心臟可能會出現淋巴組織增生等病變,這表明它們也是靶器官。在疾病的發展過程中可能觀察到多器官感染,但病變的嚴重程度在受影響的器官中有所不同。呼吸系統臨床癥狀包括呼吸困難和呼吸頻率增加,由特征性淋巴細胞間質性肺炎引起,尸檢時發現肺部出現變色、腫大、彌漫性變硬,胸膜表面有灰色斑點,縱隔淋巴結常腫大。
目前尚沒有針對梅迪-維斯納病的有效治療方法,而且國內外尚未開發出安全有效的疫苗,通過旨在早期診斷受感染動物的控制根除計劃,在一定程度上控制了該疾病并降低了其流行率。然而,這些計劃在有效性方面是不被認可的,因為在很大程度上取決于農牧場飼養管理、疾病的區域流行率以及用于檢測受感染動物的診斷方法。現已認識到,梅迪-維斯納病病毒感染的早期診斷比最初想象的更復雜,并成為有效根除該疾病的主要障礙。
大多數用于控制疾病的程序都是基于血清學測試來檢測病毒抗體,這樣只有血清學陽性的動物才被診斷出來并從群中移除。然而由于血清轉化較晚(從幾個月到三年),許多早已感染該病毒的動物沒有得到明確診出。血清陽性不一定會伴隨臨床疾病,血清陰性則不能認為動物沒有感染??捎玫难蹇贵w檢測方法包括瓊脂凝膠免疫擴散試驗(AGID)、放射免疫沉淀試驗(RIPA)、蛋白質印跡(WB)、酶聯免疫吸附實驗(ELISA)和聚合酶鏈式反應(PCR)。AGID是一種高度特異性的診斷方法,但比ELISA靈敏度低,因此它常作為ELISA測試確認的補充。RIPA由于其高成本和難以應用而不常用。WB比ELISA更敏感,但操作更麻煩,與非特異性細胞蛋白的交叉反應也是一個問題。ELISA是群體篩查中最常用的檢測方法,但抗原異質性可能會限制當前可用ELISA的診斷性能,尤其是不同亞型之間,如Maedi-Visna病毒和山羊關節炎腦炎病毒,因此ELISA檢測不可靠,不能作為最終診斷。PCR可以直接檢測動物體內液體和組織(肺、乳、外周血、乳腺、滑膜等)中的dsDNA,檢測病毒最可靠的細胞是外周血單個核細胞,PCR最顯著的優點是在血清轉化前檢測感染的能力。
開發疫苗的主要障礙包括如何誘導針對病毒的高特異性抗體、病毒株及其連續突變的廣泛遺傳變異、疫苗接種后對免疫系統的挑戰,以及在接種全病毒、蛋白和減毒活疫苗后所產生的特異性抗體并不總是具有保護作用,在某些情況下可能有利于持續感染。但開發安全有效的疫苗最具有普遍應用和大規模生產的潛力。
