豬圓環病毒3型研究進展及防控措施

摘要：豬圓環病毒3型（PCV3）是近年來新發現的一種病毒，感染后會導致豬呼吸、消化等多系統炎癥和免疫、繁殖系統障礙，引起混合感染、繼發感染等。目前PCV3在國內外已逐漸呈現流行趨勢，給生豬養殖產業造成相當大的經濟損失。本文綜述了PCV3發現、分離鑒定及流行情況，為該疾病的防控提供參考。

關鍵詞：豬圓環病毒3型；斷奶仔豬多系統衰竭綜合征；繁殖障礙；感染

豬圓環病毒病（porcine circovirus" diseases，PCV）是由圓環病毒引起的一種多系統性疾病，包括斷奶仔豬多系統衰竭綜合征（post-weaning multisystemic wasting syndrome，PMWS）、豬皮炎和腎病綜合征（porcine dermatitis and nephropathy syndrome，PDNS）、增生性壞死性肺炎（proliferative necrotizing pneumonia，PNP）和繁殖障礙性疾病等，主要表現為呼吸、泌尿、腸道、淋巴、心血管、神經、繁殖系統以及皮膚的功能紊亂，同時可導致免疫抑制，進而導致繼發感染或混合感染，給全球養豬業造成了巨大的經濟損失[1，2]。

圓環病毒屬于圓環病毒科（circoviridae）圓環病毒屬（circovirus）成員，無囊膜、單股正鏈環狀DNA病毒，是目前己知的能感染哺乳動物的最小病毒之一。迄今為止已經發現并鑒定了4種圓環病毒：PCV1、PCV2、PCV3和PCV4[3，4]。PCV1于1974年首次在體外培養的豬腎細胞系（PK15）中作為一種污染物被鑒定發現，對豬無致病性。1998年首次報道了從漸進性消耗性的病豬體內分離、鑒定的PCV2，并被陸續證實是PCVD的主要病原[5]。2015年，美國堪薩斯州立大學Palinski等采用宏基因組測序技術在美國北卡羅來納州患病母豬及流產胎兒、豬皮炎和腎病綜合征、心臟和多系統炎癥發病豬的組織首次檢測發現PCV3。經檢測排除了PCV2、PRRSV等其他常見病原體，故PCV3被認定為這些疾病發生的假定病原體[6]。2019年，湖南大學獸禽病毒學研究團隊在有嚴重臨床癥狀的豬只中檢測發現了PCV4，進一步確認PCV4和其他豬病原混合感染導致豬群發病，排除了非洲豬瘟感染的可能，從而避免了該豬群被屠殺銷毀，減少了養殖戶的損失。該報道同時指出PCV4是一個全新的圓環病毒，其基因組的大小為1，770個核苷酸，它與已知引起水貂腹瀉圓環病毒的基因組同源性最高（66.9%），與其他PCV基因組的同源性僅為43.2%～51.5%[4]。

1 PCV3病原學特性及遺傳多樣性

PCV3病毒粒子呈二十面體，無囊膜，直徑13～25 nm，衣殼蛋白由60個蛋白質亞基組成，屬于共價閉合環狀單鏈DNA基因組結構，基因組全長約為2，000nt，主要包括3個開放性閱讀框（opening reading frame，ORF），其中ORF1是最保守的區域，主要編碼與病毒的復制相關Rep蛋白；ORF2是變異最大的區域，編碼唯一的結構蛋白（Cap蛋白），與病毒的感染和免疫有較強的相關性。Cap蛋白為PCV3病毒的主要保護性抗原表位，是制備PCV3疫苗的理想靶抗原；ORF3位于ORF1的相反方向，編碼一種非結構蛋白，具有引發感染細胞凋亡的作用，有利于病毒的傳播，但ORF3編碼的蛋白功能目前尚不清楚[6，7]。

遺傳進化分析表明，PCV3與PCV1和PCV2的基因組核苷酸同源性僅為37%左右，系統發育樹上距離非常遠，處于不同的進化分支，屬于新型的豬圓環病毒。PCV2與PCV3病毒的rep蛋白氨基酸同源性只有48%，Cap蛋白氨基酸同源性僅26%[8]。已報道的國內外PCV3毒株的核苷酸同源性較高（94.44%～100%），變異較小，與中國蝙蝠圓環病毒毒株同源性為54%。在264～564位和714～1，148位核酸有2個重組區域，進化關系密切，提示PCV3可能來源于蝙蝠圓環病毒重組。根據全基因組DNA序列可將PCV3分為三個主要進化群（PCV 3a、PCV 3b和PCV 3c），國內的PCV3毒株主要屬于PCV3a、3b亞群[9]。

2 流行情況

2016年美國首次報道了PCV3，隨后中國、巴西、德國、波蘭、瑞典、俄羅斯、丹麥、意大利、西班牙、日本、韓國、馬來西亞、泰國等國陸續報道存在PCV3感染，表明該病毒在全球范圍內廣泛分布和傳播，屬于世界流行性病毒。回顧性研究表明，巴西在1967年采集的病料中檢出了PCV3病毒，提示PCV3多年來一直存在于豬群中[10]。

2016年，華中農業大學何啟蓋教授研究團隊發現在遼寧、江西、重慶三個農場的356頭母豬出現繁殖障礙、新生仔豬死亡率驟升等問題。在這三個農場中，懷孕母豬的流產率為5.2%～20.1%，而母豬的死亡率為5.4%～10.5%，采用RT-PCR技術檢測了繁殖障礙、腹瀉等相關的豬瘟、豬偽狂犬等多種常見病原，僅PCV3呈陽性，這被認為我國PCV3感染的首次報道。該團隊進一步對安徽、重慶、福建、河南等11個省市的臨床樣品進行PCV3檢測，結果豬場陽性率為68.6%（24/35），個體陽性率為34.7%（77/222）[11]。同年Shen等[12]在中國南方臨床表現為厭食、高熱、黃疸和腹式呼吸的仔豬組織和血清中檢測到PCV3，且PCV2、PRRSV和PRV為陰性。2021年，河南農大張改平院士團隊評估了患有嚴重水樣腹瀉病的仔豬腸道樣本中PCV2、PCV3和PEDV的共感染狀態，結果顯示PCV2、PCV3和PEDV存在非常高的混合感染率，PCV2與PCV3混合感染與保育豬的腸道臨床疾病有關，Zhai等、Zhang等在廣東、江西等發生腹瀉的豬場發現了同樣的現象，即PCV3在腹瀉的哺乳仔豬和斷奶仔豬中廣泛傳播[13-15]。2021年湖南農大王乃東研究團隊基于2016—2018年在7個豬場中收集到的血清樣本中調查研究了中國湖南豬場樣本中PPV7和PCV3之間的共感染情況，并評估PPV7對PCV3病毒血癥的潛在影響。研究結果顯示，PCV3陽性的流產胎兒樣本中PPV7陽性率較高，PPV7陽性樣本中PCV3的拷貝數明顯高于PPV7陰性樣本中的拷貝數，提示PPV7可能會刺激PCV3復制，兩種病毒混合感染會加重母豬繁殖障礙的病情[16]。此后，山東、廣西、新疆等地獸醫工作者相繼檢出PCV3。

新疆兩個集團化豬場在2021年陸續發生了較為嚴重的母豬繁殖障礙疾病，流產、死胎、木乃伊胎率顯著升高，腦部、肺部剖解異常，脾臟有梗死。同批次存活的斷奶豬呈典型的PMWS癥狀，發育緩慢、背骨突出、被毛凌亂、精神沉郁、目光呆滯，漸進性消瘦，部分豬只耳朵發紺、上吐下瀉、最終脫水死亡，死淘率較高。采樣檢測了豬瘟、偽狂犬、藍耳、PCV2、PEDV等可能的病原，均為陰性，僅PCV3呈核酸陽性。

截至目前全國已有26個省報道存在PCV3感染，陽性率呈逐年上升趨勢，而且報道了多種混合感染、繼發感染的案例，引發母豬的繁殖障礙與仔豬的腹瀉、斷奶仔豬多系統衰竭綜合征等，造成了發病場嚴重的經濟損失，給養豬業帶來了巨大的威脅，對該病的防控工作帶來了巨大挑戰。

綜上，PCV3已在我國廣泛流行及傳播，并在部分母豬更新率較高、后備豬較多的豬場引發了較為典型的臨床癥狀，造成較大的經濟損失。

3 傳播途徑及易感動物

國內外研究結果表明，在繁殖障礙母豬及其所產死胎、木乃伊胎、PMWS病豬或健康動物的腦、腎、心臟、脾臟、血清、乳汁、胸腔積液、腹腔液、唾液、糞便和精液等幾乎所有組織和體液中能均檢測到PCV3特異性核酸，表明PCV3分布在所有類型的豬組織中，存在持續、隱性感染的情況，能夠通過水平和垂直兩種方式進行廣泛傳播[17]。

PCV3感染宿主廣泛，家豬和野豬是主要的宿主，有較強的易感性，與動物健康狀況、性別或年齡無關，各階段豬均可感染，對育肥豬、后備母豬的危害最為嚴重。病毒在豬體內的分布范圍也很廣泛，可在包括淋巴結、肺臟等組織器官和血清、唾液、糞便、鼻拭子、初乳、精液等樣品中檢出。對捕獲的無癥狀野豬進行的一項跟蹤檢測研究表明，PCV—3在野豬的檢出率很高（42.66%），廣泛流行而且會持續感染數月。此外，國內外學者在狗、牛、驢、小鼠、盤羊、鹿、羚羊、蜱等動物上均檢出了PCV3，即該病毒可能具有跨物種傳播的能力，對養豬業和其他動物構成嚴重威脅[18]。

臨床中PCV3單一感染陽性率較高，但主要以混合感染為主，如PCV2、PRRSV、PEDV、PPV、豬細環病毒、豬博卡病毒等，提示這幾種病原在感染致病過程中可能存在協同作用，即一種病毒誘導的淋巴細胞增殖或免疫抑制可增強對其他病毒復制和感染的易感性、致病性，導致消化系統疾病、呼吸系統疾病病情加重。一項流行病學調查表明，患有嚴重呼吸道疾病（63.75%）或腹瀉（17.14%）的斷奶豬的PCV3陽性率顯著高于患有輕度呼吸道疾病（13.14%）、非腹瀉（2.86%）或無癥狀的斷奶豬（1.85%）。

4 臨床癥狀與病理變化

由于采用常規的細胞培養方法較難分離出PCV3病毒，無法通過科赫法則證明其致病性。在該病毒發現之初，關于其是否存在致病性還存在一定的爭議，該病毒被認為是一種假定的病原體。近年來越來越多的團隊陸續提供了病毒與致病性相關的臨床和實驗室證據。國內外多位學者在繁殖障礙母豬及其死胎、木乃伊胎樣中檢出PCV3是唯一的病原體，證明該病毒與繁殖障礙相關，同時可引起仔豬的多系統炎癥病變。

PCV3臨床癥狀與PCV2相似，可導致多種疾病和綜合征，母豬感染會導致流產、死胎和木乃伊胎、圍產期腦炎和心肌炎，仔豬感染會導致心臟和多系統炎癥、呼吸系統疾病、斷奶仔豬腹瀉、新生仔豬先天性震顫、新生兒非化膿性腦炎、豬皮炎和腎病綜合征（PDNS）和斷奶仔豬多系統衰竭綜合征（PMWS）等。此外在無癥狀動物中也發現了PCV3感染。

2019年Jiang等在國際上首次利用反向遺傳技術拯救獲得PCV3病毒，其可在PK15細胞中穩定傳代培養。為了評估PCV3的致病性，將拯救的PCV3毒株接種于經活化血藍蛋白免疫刺激的4周齡無特定病原體仔豬鼻腔，觀察到了發熱、厭食、咳嗽、打噴嚏、腹瀉、嗜睡、皮膚和耳朵發紺、多灶性丘疹、震顫或痙攣等類似于PDNS疾病的典型臨床癥狀，在接種后28d的觀察期內，攻毒豬的死亡率為40%，血清、肺、心臟、腎臟、淋巴結、脾臟、肝臟和小腸等各種組織和器官中均可檢測到病理損傷和PCV3特異性抗原。該實驗首次表明PCV3感染成功復制了PDNS樣疾病，并提供了PCV3在仔豬中的發病機制的重要信息[19]。

2020年Juan等從繁殖障礙疾病的母豬及其所產死胎、木乃伊胎上采集的PCV3核酸陽性病料經處理后接種于PK-15細胞，并進行傳代培養，經qPCR、IFA和原位雜交證實了病毒的有效增殖；用在細胞傳代的病毒接種了CD/CD生長豬，接種豬最早在7dpi次檢測到病毒血癥，在28dpi時在所有豬中均可檢測到PCV3病毒，同時接種豬表現出以心肌炎和全身性動脈周圍炎為特征的多系統炎癥導致的組織學病變，并進一步通過原位雜交證實了病毒在所有組織中的復制，首次表征了該病毒在傳代細胞、CD/CD豬體內的感染和增殖[17]。

2021年，哈獸研蔡雪輝團隊從發病豬的肺組織樣中分離獲得了在PK-15細胞上能夠傳代培養的PCV3 DB-1分離株，用低代次毒株經鼻腔和肌肉注射人工感染了9頭CD/CD豬，9頭攻毒豬未表現出明顯的臨床癥狀或肉眼可見的病變，但PCV3病毒表現出廣泛的組織嗜性，在心臟、肝臟、脾臟、肺、腎臟、腦、淋巴結和扁桃體均可檢出，其中肺和淋巴結病毒載量最高[20]。

5 預防和控制

隨著對PCV3的了解越來越多，發現它是有獨特特征的病毒型別，而且PCV3與PCV2僅具有37%～40%的序列同源性，與人類乳頭瘤病毒（HPV）等多種病毒相似，PCV-VLP往往誘導針對同型別/亞型的抗體，產生針對同型別/亞型的PCV的免疫保護性效果。PCV的型別和亞型較多，不時有新的型別/亞型或疫苗逃逸株出現，疫苗必須能夠提供針對多型病毒的免疫力才能夠有效達到防控PCV相關疾病的目的。

目前尚未見到市售PCV2疫苗對PCV3存在交叉保護的報道，部分豬場目前使用PCV2疫苗或其他藥物，通過控制混合感染或繼發感染來降低PCV3帶來的經濟損失。當前國內外研究團隊表達PCV3重組Cap蛋白用于開發疫苗或診斷試劑盒的報道較多，但未見靶動物上免疫保護效力方面的報道，市場亟待PCV3疫苗的問世，但商品化疫苗上市之路任重道遠。建議豬場加強生物安全管理，重點做好外引種豬的檢測及馴化。

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