非洲猪瘟的流行特点及防控措施

作者: 张家宁 崔奎青

[摘 要] 非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的一种急性、热性、高接触性的传染性疾病。非洲猪瘟在家猪种群中发病率高,有很强的传染性,猪患病后死亡率极高,易导致猪群规模急剧缩小,严重影响生猪产业发展。基于此,介绍非洲猪瘟的病原学、流行病学、临床症状、疫苗开发和防控措施,使生猪养殖户更好地了解非洲猪瘟这一疾病,并对其开展防控工作提供理论依据。

[关键词] 非洲猪瘟;流行特点;疫苗;传染性疾病

[中图分类号] S858.28 [文献标志码] B [文章编号] 1674-7909(2022)05--4

0 引言

非洲猪瘟近百年来在全球范围内持续传播,2018年在我国暴发,对我国的生猪养殖业造成严重影响。非洲猪瘟是影响养猪业发展最严重的传染病之一,被我国列为一类动物疫病,对所有品种和年龄的家猪和野猪都会造成影响,具有复杂的流行病学特征,是一种具有严重危害性的动物疫病。为此,笔者从非洲猪瘟病毒特征、流行病学、临床症状等方向出发,对疫苗研究和防控措施展开综述,以期为非洲猪瘟疫苗研发和早期预防控制提供参考。

1 病原学

非洲猪瘟病毒是一种线型双链DNA包膜病毒,是非洲猪瘟病毒科的唯一成员。根据病毒株的不同,基因组大小有170~193 kb,含有151~167个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),可以编码150~200种蛋白质。基因组的中央是长约125 kb的保守区域,左端48 kb与右端22 kb区域的长度差异通常用于区分不同的分离株,基因组末端显示反向重复并由发夹环闭合[1]。非洲猪瘟病毒直径为175~215 nm,由外膜、外衣壳、二十面体膜、二十面体内衣壳及封闭的核壳和类核组成,平均直径约为200 nm,类核被核壳和内外衣壳包围,衣壳由1 892~2 172个壳粒组成,每个衣壳被脂质膜包裹。病毒常见的结构蛋白有p72、p54、p15、CD2v蛋白等,外壳通过宿主细胞出芽方式生成,病毒上附着p12外膜蛋白。CD2v蛋白是EP402R基因编码的产物,参与病毒吸附到红细胞表面的过程,在减毒株中含有截短的CD2v蛋白可以使淋巴细胞功能丧失,CD2v蛋白与T淋巴细胞表面黏附的CD2受体具有序列同源性,是以节肢动物为传播媒介复制的关键蛋白,还与衔接蛋白1(AP-1)相互作用并参与细胞重塑。衣壳的主要成分是p72蛋白,在病毒装配中发挥重要作用,具有良好的免疫原性。外膜是一种名为p24的细胞蛋白质,内膜由内质网的p54、p17、p12膜蛋白组成,p54蛋白参与病毒感染过程。核壳被定义为内衣壳,由pp220、pp62和pS273R组成,核心核蛋白由p10和pA104R组成,p15蛋白是内衣壳的主要衣壳蛋白。非洲猪瘟病毒对外界抵抗能力较强,病毒在血液和分泌物中的存活时间很长,ASFV在血清、肌肉、脂肪和骨髓中可以存活数月。此外,在猪肉等动物的冷冻制品中,该病毒甚至能存活数年,粪便中的ASFV的耐受力与温度有关,56 ℃下70 min或者60 ℃下20 min即可使病毒失活。ASFV在酸碱耐受中有良好表现,在pH值为3.9~11.5的范围内均可以存活。使用0.5%次氯酸盐和3%邻苯酚30 min均可灭活病毒,乙醚、氯酚等有机溶剂也具有灭活病毒的作用。

2 流行病学

2.1 非洲猪瘟流行病学简史

1921年,肯尼亚首次报道了非洲猪瘟疫情,随后疫情迅速蔓延到非洲其他国家[2]。1957年,通过接触感染产品和污染废物的途径,非洲猪瘟传播到葡萄牙,将此次疫情控制后,1960年非洲猪瘟再次入侵葡萄牙;在此后的30多年里,病毒又在巴西、古巴等国传播;直到1995年欧洲各国通过扑杀等措施才基本控制住非洲猪瘟的传播。2007年,美国佐治亚州暴发非洲猪瘟,对毒株进行检测和溯源,测序结果证明毒株与非洲东南部隔离的菌株相似。这次疫情造成超过30 000只动物被扑杀,另外3 900只动物被实施安乐死。同年,非洲猪瘟从格鲁吉亚蔓延到俄罗斯等周边国家。2012年,乌克兰首次暴发非洲猪瘟,随后几年内在白俄罗斯、立陶宛和波兰等国家中传播,对其他欧盟国家养殖业发展构成严重威胁。2017年,非洲猪瘟在俄罗斯与蒙古接壤的地区流行,疫情中心距离俄罗斯与蒙古的边界仅200 km,该地区位于亚洲中部,特别靠近我国。2018年,非洲猪瘟在我国暴发,全国超过22个省(自治区、直辖市)出现疫情,大多数养殖场受到疫情影响,导致大批量感染的猪群被扑杀。随后,疫情又波及越南和柬埔寨等东南亚国家,疫情在亚洲和其他地区有进一步扩张的趋势。

2.2 流行特点

非洲猪瘟病毒传播主要有森林循环、蜱虫—猪循环、家猪循环和野猪—家猪循环4种方式[3]。第一种循环主要发生在撒哈拉沙漠以南的非洲地区。小疣猪在洞穴中被携带病毒蜱虫感染,疣猪出现病毒血症后将终生保持无症状感染状态,但由于疣猪之间没有水平和垂直传播,后续病毒的散播主要依赖于蜱虫的叮咬,而病毒在蜱虫体内可以存活15个月,并随着下一个分娩季节继续感染疣猪。第二种循环是携带病毒的蜱虫通过叮咬家猪造成感染。这种传播常见于非洲和伊比利亚半岛,在蜱虫出没的区域饲养家猪易导致其感染非洲猪瘟,并且短时间内无法根治。这种情况下,只有蜱虫群在长时间没有宿主后灭绝时,才会降低猪群感染ASF的风险。第三种循环是病毒在家猪之间的传播或者动物产品传播给家猪。这是我国疫情主要的传播方式,持续的生猪贸易和生物安全措施不到位等问题,在很大程度上加速了非洲猪瘟的传播。第四种循环是可能因狩猎等不确定因素导致非洲猪瘟病毒远距离传播,丛林猪和家猪之间的杂交也可能导致疾病传播。此外,虽然该病毒因摄入受感染的肉类进行传播可能性不大,但猪尸体的病毒颗粒浓度足够高时,也可能感染接触过的丛林猪或疣猪及捕食过的动物。此外,蜱虫传播途径是从非洲野猪向家猪传播的最可能途径。受非洲猪瘟病毒感染的家猪、野猪、蜱虫等,以及受污染的猪肉和饲料等均为传染源。病毒一旦侵入家猪种群,ASFV可以通过受感染动物和健康动物之间的直接接触来传播,也可通过昆虫叮咬进行传播。另外,间接接触已感染的动物产品或者排泄物,包括牲畜车辆或受感染的材料也是一种传播途径。通过蜱虫和野猪感染的传播途径一般受到地域限制,不是非洲猪瘟疫情在全球传播的主要原因。

2.3 分子流行病学

分子流行病学可用于调查非洲猪瘟的流行病学模式及确定疾病的地区起源,采用分析样本和分离病毒等技术手段可以解决流行病出现的其他问题[4]。病毒分离物的表征通过对ASFV基因组进行差异性分析,起初是通过酶位点作图,然后对不同的基因组区域进行测序,最新的检测流程是首先对编码p72蛋白的B646L基因进行测序,再测序中央可变区或其他几个基因区,如编码p54蛋白的E183L基因、编码p30蛋白的CP204L基因,因此,可将基因区的相关差异作为区分亚组的依据。目前,通过对B646L基因的部分测序已经确定了22种主要ASFV基因型。来自西非的所有分离株均属于基因型I,这一现象证实范围内的传播使病毒具有组内变异特点。有些基因型病毒传播发生在不同地区,如在毛里求斯流行的分离株与1998—2007年在莫桑比克和马达加斯加分离的基因型II病毒属于一个组。基因型I除了在非洲东部和南部的森林发现外,还在欧洲、美洲和加勒比地区发现相同的病毒亚型,这说明基因型I病毒传播范围广且具有极强的适应能力。通过分子分析显示,葡萄牙的分离株和非洲西部的分离株具有高度一致性,病毒是从非洲传播至欧洲,在蜱虫中获取的分离物测序存在基因型I的变异问题,是因为ASFV在非洲东部和南部野生动物宿主体内长期进化形成的遗传多样性。基因型II很大概率从莫桑比克侵入马达加斯加,高加索和俄罗斯近年来才出现来自基因型II的病毒,仅有少数分离株在岛上或者特定国家出现独特的基因型。

3 临床症状

非洲猪瘟临床表现包括超急性、急性、亚急性和慢性4种类型。超急性病猪中有100%死亡率[5],短时间内突然死亡,没有明显损伤。急性型病猪在感染后的死亡率为90%~100%,早期表现出由淋巴细胞减少和单核细胞数量变化引起的食欲不振、不活动、高烧等症状,随着病程延长出现厌食、非特异性炎症(呼吸道和胃肠道)等症状,在发烧开始后7 d,猪的口鼻周围可观察到泡沫,病猪死亡前可能在耳朵、腹部的皮肤上观察到发绀,可能还伴有膀胱、心外膜、心内膜和胸膜黏膜的点状出血等临床症状。亚急性型与中度毒力分离株相关,死亡率在30%~70%,特点是潜伏期长,一般在发病21 d后死亡,存活下来的猪一般在28 d内恢复。亚急性型的妊娠母畜常出现流产、发热、短暂性出血和水肿等病理表现;病猪一般表现为高热、腹水、心包积水,胆囊壁、胆管、肾脏周围区域出现特征性水肿,有充血性的脾肿大,组织的局灶性梗死,肝脏、肾淋巴结、腹股沟淋巴结、颌下、咽后及肠系膜出现水肿和出血。低毒力分离株会引发慢性型非洲猪瘟。相比其他类型,慢性型非洲猪瘟虽然死亡率低且无血管病变,但有生长延迟、消瘦、关节肿胀、皮肤溃疡和继发性细菌感染相关病变的迹象。在西班牙和葡萄牙等国家,慢性型非洲猪瘟独有的临床特点是皮肤坏死损伤和关节炎,而在非洲猪瘟病毒长期存在的地区未出现这种病理特征。一般非洲猪瘟病猪的标志性特征是在耳朵、尾巴、四肢、胸部、腹部和肛门区域的皮肤上出现红斑,还伴有黏液样鼻涕、呕吐等症状,脾脏质地易碎且颜色为紫黑色,肾脏通常在皮质和肾盂发现点状出血,还能观察到肾脏、膀胱和胃壁的瘀点,少数病猪患有出血性胃炎,淋巴结肿大并且出现大理石纹。此外,ASFV可在康复猪或被低毒力分离株感染的猪的组织和血液中长期存在,增大养殖场对非洲猪瘟疫情传播的控制难度。

4 疫苗开发

4.1 灭活疫苗

灭活疫苗是最常用的疫苗之一,已被广泛用于预防多种传染病。灭活疫苗制备方法是通过高温或者加入相应化学试剂等方法使病毒本身失去原有毒性和感染性,但其仍对动物具有免疫原性。然而,灭活疫苗具有一定的局限性,可能只引发较低的免疫反应,因此,接种灭活疫苗时需要搭配佐剂或免疫刺激剂以增强其整体免疫原性。搭配佐剂二元乙烯亚胺(BEI)的灭活ASFV未能诱导保护性免疫反应,用戊二醛固定的ASFV感染的肺泡巨噬细胞和洗涤剂处理的抗原免疫猪未获成功。可能由于灭活疫苗本身的特性,无法诱导细胞免疫应答,目前有关ASFV灭活疫苗的研究没有获得理想结果。

4.2 减毒活疫苗

通过病毒在体外或非宿主动物连续传代而开发的减毒活疫苗(LAVS)已成功地控制了许多病毒性疾病。相关研究人员也开展了用自然或体外减毒的ASFV疫苗对猪的相关免疫实验,但部分动物会出现并发症。特定基因缺失的ASFV突变体为提高疫苗设计的有效性提供了思路。注意到体外减毒ASFV的缺点后,研究人员通过有针对性地删除毒力相关基因,使其保持免疫原性的同时具有生物安全性。因此,靶基因缺失的减毒活疫苗和亚单位疫苗成为有吸引力的选择,已经有几种基于UK、CD2v等基因缺失生产的ASF减毒疫苗正在试验研究中,未来将再进一步扩展遗传操作来开发更多的新基因位点。减毒活疫苗可诱导动物的免疫反应,其复制程度决定了免疫反应水平,但过度弱化会引起免疫原性抗原的删除、复制减少等问题,可能降低其对动物的免疫保护作用。据中国农业科学院报道,用低毒力或减毒活ASFV免疫的猪会对同源攻击产生保护性免疫反应,证明非洲猪瘟减毒株疫苗具有很好的安全性和有效性,目前进入到临床试验第二阶段。

4.3 亚单位疫苗

亚单位疫苗是较安全的特异性抗原疫苗之一,目前有多种表达系统,分别是原核表达系统、酵母表达系统、昆虫细胞表达系统、哺乳动物细胞表达系统和植物细胞表达系统。原核表达系统可以提供相对大量的确定蛋白质,基于大肠杆菌中表达的p45蛋白是最早生产的重组疫苗。酵母表达在工业微生物中广泛应用,与原核系统相比,其具有蛋白质翻译后修饰的优势,因此,重组蛋白质更有可能被正确折叠。该菌株已用于表达人类乙型肝炎疫苗。昆虫细胞表达提供一种相对完整的表达体系,载体中有功能强大的启动子,通过外源基因替换多角体基因,进行糖基化、磷酸化和信号肽切割等修饰,最终获得高水平的重组蛋白。这种表达已应用于猪圆环病毒和经典猪瘟(CSF)的疫苗。虽然哺乳动物细胞表达系统的表达水平不高,但系统具有潜在的应用价值,并已经应用于牛病毒性腹泻(BVD)等候选疫苗。植物细胞表达系统的宿主可以是细胞培养物或者是整个植物,可以加入可选择的标记以便于重组体的鉴定,已经应用于新城疫病毒疫苗和牛疱疹病毒疫苗。为了增强ASF亚单位疫苗的保护作用,需要分析现有的病毒株多样性,不断研究与病毒有关的抗原,并根据病毒附着途径,选择几种本身具有免疫原性的蛋白用于构建亚单位疫苗,目前已经有p54、p30、p72和CD2v蛋白的疫苗研究。对杆状病毒表达的p54、p30和p72、EP402R、CD2v蛋白进行免疫原性评估,可以诱导体液免疫反应和中和抗体反应的产生,但大部分亚单位疫苗无法为动物提供较强的免疫保护。

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