豬圓環(huán)病毒2型的流行病學(xué)研究進(jìn)展

梁小妹，龔紫鳳，呂其壯,2*，農(nóng)可懿，卓嚴(yán)玲，覃 婷，覃新云

(1.玉林師范學(xué)院 生物與制藥學(xué)院，廣西 玉林 537000；2.廣西農(nóng)產(chǎn)資源化學(xué)與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 玉林 537000)

豬圓環(huán)病毒(porcine circovirus，PCV)屬于圓環(huán)病毒科圓環(huán)病毒屬，該屬包括禽類的鸚鵡喙羽病毒(BFDV)、鴿圓環(huán)病毒(PiCV)、金絲雀圓環(huán)病毒(CaCV)和鵝圓環(huán)病毒(GoCV)等[1]。圓環(huán)病毒的典型特征是病毒粒子為球狀、無囊膜，DNA為單股環(huán)狀、基因組較小(1759～2319 nt)，直徑為16～18 nm。目前PCV已有4個(gè)血清型，分別是PCV1、PCV2、PCV3和PCV4，其中PCV1雖能感染豬，但不具致病性，PCV3被證明與豬皮炎腎病綜合征(PDNS)、繁殖障礙和心臟及多組織器官炎癥有關(guān)[2]，PCV4最近才被發(fā)現(xiàn)且其致病性有待進(jìn)一步證實(shí)[3]。目前，PCV2感染可引起豬圓環(huán)病毒相關(guān)性系統(tǒng)疾病(PCV2-systemic disease，PCV2-SD)[4]，除了PCV2-SD，PCV2還與其他相關(guān)病理?xiàng)l件導(dǎo)致的包括PCV2亞臨床感染(PCV2-SI)、PCV2-生殖性疾病(PCV2-RD)和PDNS等疾病[5]被一起歸類為豬圓環(huán)病毒病(porcine circovirus diseases，PCVDs)。

PCV2作為PCVDs的主要致病病原體，其感染率極高，可廣泛傳播于各類豬群，目前已于世界范圍內(nèi)廣泛流行，給全球養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。Xiao等[6]2016年采用PCR檢測(cè)方法調(diào)查美國的PCV2流行情況，其陽性率達(dá)23%，并且分析2014年至2016年獲得的455個(gè)開放閱讀框架2(ORF2)序列發(fā)現(xiàn)只有1.9%的樣本屬于PCV2e基因型；Kwon等[7]2017年針對(duì)韓國農(nóng)場(chǎng)豬群進(jìn)行PCV2的檢測(cè)和鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PCV2陽性率為53.8%，且PCV2a、PCV2b、PCV2d 3個(gè)基因型之間混合感染情況嚴(yán)重；Jiang等[8]2017年對(duì)采自中國16個(gè)省份的疑似患PCV2-SD的死豬組織樣本進(jìn)行PCV2 DNA鑒定，結(jié)果顯示PCV2陽性率為64.7%。以上研究表明近年來國內(nèi)外PCV2感染率居高不下，且PCV2毒株也在不斷發(fā)生變異，給世界養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展帶來嚴(yán)重威脅。

鑒于當(dāng)前PCV2致病的機(jī)理尚不完全清楚，本文對(duì)有關(guān)PCV2分子流行病學(xué)的研究資料進(jìn)行綜合分析，以期為有關(guān)PCV2流行病學(xué)和防控策略的研究提供參考。

1 PCV2的易感動(dòng)物

研究表明，PCV2不僅存在于家豬和野豬中，在牛、蚊蟲、家蠅、綿羊、嚙齒動(dòng)物，甚至在人類中也能被檢測(cè)或分離出該病毒的存在[9-10]。嚙齒動(dòng)物中，兔子實(shí)驗(yàn)性感染PCV2不會(huì)導(dǎo)致血清轉(zhuǎn)化或病變,小鼠體內(nèi)可復(fù)制PCV2且PCV2能在小鼠間傳播。有研究發(fā)現(xiàn)在注射輪狀病毒活疫苗的兒童的糞便樣品中檢測(cè)到PCV2 DNA[11]，對(duì)此，需進(jìn)一步闡明PCV2是否可以感染人及感染后是否致病。

PCV2對(duì)動(dòng)物的不同靶器官和靶細(xì)胞進(jìn)行攻擊，導(dǎo)致不同的結(jié)果。有研究已證實(shí)PCV2可在支氣管和腹股溝淋巴結(jié)、扁桃體、肺、肝、腎、脾和胸腺組織中復(fù)制[12]，而對(duì)于40～70 d的豬胎兒，病毒主要感染心臟，其次是肝臟、淋巴器官和肺，病毒攻擊心臟可導(dǎo)致胎兒木乃伊化。易感細(xì)胞當(dāng)中，胚胎細(xì)胞普遍易感染PCV2，且處在40～70 d階段的胎兒易被病毒感染心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞和單核細(xì)胞[13]。出生后，病毒易在淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)、豬肺泡巨噬細(xì)胞(PAM)、豬腎細(xì)胞(PK-15)等中繁殖。PCV2可在淋巴細(xì)胞中復(fù)制，由有絲分裂原刺激的外周血淋巴細(xì)胞(PBL)已被用作體外模型，以研究免疫激活下PCV2的復(fù)制。另外，研究表明PCV2可在DC中進(jìn)行復(fù)制，DC作為一種抗原提呈細(xì)胞，可很好的共刺激未成熟的T淋巴細(xì)胞，但PCV2可引起DC誘導(dǎo)先天反應(yīng)的功能受損，提示受PCV2感染的豬會(huì)更易感染其他病原體[14]。當(dāng)病原體入侵機(jī)體后，PAM在免疫方面起著重要作用，更是PCV2感染的主要靶細(xì)胞。PCV2感染豬后，對(duì)肺臟產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，上調(diào)IL-10免疫調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子，IL-10可使機(jī)體產(chǎn)生嚴(yán)重的免疫抑制，同時(shí)PAM也是豬細(xì)小病毒(PPV)的靶細(xì)胞，當(dāng)兩種病毒同時(shí)感染PAM，IFN-γ表達(dá)量下調(diào)，從而使其他病原體更容易侵害機(jī)體[15]。另有試驗(yàn)證明PCV2還可感染PK-15、豬血管內(nèi)皮細(xì)胞和豬氣管上皮細(xì)胞，而PCV2在PK-15中繁殖時(shí)，宿主細(xì)胞不發(fā)生細(xì)胞病變[16]。

2 PCV2的傳播途徑

大量研究證明，PCV2在豬的傳播途徑包括水平傳播和垂直傳播。

2.1 水平傳播

盡管口鼻途徑是最有效的感染途徑，但PCV2既可通過鼻、扁桃體、支氣管和眼部的分泌物傳播，也可存在于糞便、唾液、尿液、乳液和精液中。此外，經(jīng)口服未煮熟的含PCV2的動(dòng)物組織可感染仔豬。將感染豬和健康豬混合，健康豬在4～5周后也出現(xiàn)PCV2-SD的臨床癥狀，這一結(jié)果可證明PCV2-SD的水平傳播[17]。與單獨(dú)分開的動(dòng)物相比，直接接觸的豬之間更易傳播PCV2，且在鄰近圍欄的地方也間接發(fā)生感染。在全身感染的情況下，PCV2可脫落在許多身體分泌物中，考慮到PCV2脫落的各種途徑，PCV2的環(huán)境負(fù)載可成為群體健康的重要指標(biāo)。PCV2與豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)共同感染增加了PCV2的脫落量和脫落的持續(xù)時(shí)間，這將導(dǎo)致更高的環(huán)境病毒負(fù)載。在養(yǎng)豬區(qū)生產(chǎn)設(shè)施空氣中的塵埃顆粒檢測(cè)PCV2濃度最高可達(dá)每立方米空氣107個(gè)PCV2基因組[18]，表明空氣傳播也極大增加了PCV2的感染率。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在5個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)的家蠅中含有PCV2 DNA，家蠅體內(nèi)PCV2 DNA與糞便樣品中的PCV2DNA相匹配，隨后對(duì)豬進(jìn)行定期PCV2疫苗接種后，環(huán)境PCV2負(fù)載明顯下降，并且第二年豬場(chǎng)內(nèi)沒有蠅類被檢測(cè)為PCV2陽性，這表明可將蠅類體內(nèi)的PCV2 DNA含量作為測(cè)量環(huán)境PCV2負(fù)載的參考[19]。

2.2 垂直傳播

妊娠母豬產(chǎn)仔前3周經(jīng)鼻感染PCV2后出現(xiàn)胎盤感染，接著在流產(chǎn)和活產(chǎn)仔豬可檢測(cè)到PCV2，且流產(chǎn)胎兒和死胎的心肌炎也與PCV2感染相關(guān)。日齡在13 d或少于13 d的豬自然感染PCV2，其病毒脫落的持續(xù)時(shí)間至少為分娩后的209 d，而實(shí)驗(yàn)性感染PCV2的豬，其持續(xù)時(shí)間是69 d[20-21]。感染母豬初乳中可發(fā)現(xiàn)傳染性PCV2，其初乳也能感染仔豬。PCV2在自然和試驗(yàn)感染的公豬精液中均可檢測(cè)到，相關(guān)試驗(yàn)表明試驗(yàn)感染的公豬至少在90 dpi后可發(fā)生PCV2的脫落，當(dāng)年幼的母豬與含有大量感染性的PCV2精液受精可導(dǎo)致生殖失敗[22-23]，而PCV2含量低的精液未能感染母豬，說明受精傳播PCV2需達(dá)到一定含量。在一項(xiàng)臨床繁殖研究中，40%新生仔豬檢測(cè)到PCV2，然而在同一研究中，另外46%的新生仔豬血清陰性，無病毒血癥，這表明感染的懷孕母豬經(jīng)宮內(nèi)傳播可感染胎兒[23]。

3 PCV2的流行特點(diǎn)

3.1 流行歷史和基因分型

PCV首次于1974年在豬腎傳代的細(xì)胞系中被發(fā)現(xiàn)，并在1982年才被命名為PCV。1991年在加拿大爆發(fā)PCV2-SD后，學(xué)者開始研究該病的致病因子，并在20世紀(jì)90年代中期發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重淋巴樣病變與一種類似PCV的因子有關(guān)，隨后的分子病毒學(xué)研究表明這種因子與目前已知的PCV(PCV1型)不同，為區(qū)分這兩種不同的病毒因子，分別命名為PCV1、PCV2。但最早的豬PCV2感染可追溯到1962年的德國[24]，并于1998年首次分離和鑒定出PCV2毒株[25]。到90年代后期，歐洲和東南亞也隨后爆發(fā)PCV2-SD，美洲則從2004-2005年開始，中國是在2000年郎洪武等[26]首次報(bào)道PCV2-SD，如今PCV2已廣泛流行全世界。

目前根據(jù)新的研究表明，國內(nèi)外PCV2分為PCV2a、PCV2b、PCV2c、PCV2d、PCV2e、PCV2f、PCV2g、PCV2h 8個(gè)基因型[27]。PCV2基因型從PCV2a向PCV2b發(fā)生漂變，PCV2b可能在2002年至2004年期間占PCV2a的主導(dǎo)地位[28]，PCV2a含有5個(gè)簇，分別是2A、2B、2C、2D、2E，PCV2b含有3個(gè)簇，分別為1A、1B、1C。PCV2c很少被報(bào)道，首次在丹麥被發(fā)現(xiàn)，隨后又在少數(shù)國家發(fā)現(xiàn)，如巴西[29]、中國[30]等。隨后2009年在中國首次報(bào)道PCV2d和PCV2e 2種基因型[31]；為進(jìn)一步闡明PCV2在中國的起源和流行，2017年基于ORF2核苷酸序列的系統(tǒng)發(fā)育對(duì)1996年至1999年采集的23個(gè)毒株進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中3個(gè)毒株與其他已知基因型相比，具較低的序列同源性，并命名為PCV2f[32]；次年P(guān)CV2g和PCV2h被定義為2個(gè)新的基因型[27]。目前雖然PCV2具有8個(gè)基因型，但在適當(dāng)?shù)那闆r下僅PCV2a、PCV2b和PCV2d可實(shí)驗(yàn)性地復(fù)制PCV2-SD[33]。

3.2 發(fā)病率和死亡率

隨著PCV2和PCV2-SD在北美和歐洲的不斷爆發(fā)，國內(nèi)對(duì)PCV2感染和PCVDs給予更多的關(guān)注。郎洪武等[26]采用ELISA檢測(cè)采自北京、河北、山東等地22個(gè)豬群的559份血清樣本，共檢出 PCV2抗體陽性率為42.9%，其中斷奶仔豬占16.5%，后備母豬占43.3%，經(jīng)產(chǎn)母豬占85.6%，育肥豬占51.0%，這項(xiàng)調(diào)查雖不能全面反映當(dāng)時(shí)中國養(yǎng)豬場(chǎng)PCV2感染的情況，但為中國PCV2感染的存在提供了初步證據(jù)，之后王忠田等[34]、李玉峰等[35]也進(jìn)行了相似調(diào)查。曹正等[36]對(duì)江蘇省2006年1月至2007年6月的15個(gè)豬場(chǎng)進(jìn)行了PCV2感染情況的調(diào)查，其中12個(gè)豬場(chǎng)的發(fā)病率為20%～60%，死亡率為5%～35%，這也與豬場(chǎng)的管理環(huán)境有關(guān)，但一旦感染豬群出現(xiàn)繼發(fā)細(xì)菌感染或與其他病原體共感染，發(fā)病率和死亡率將會(huì)增加。有關(guān)PCV2感染的血清學(xué)和病原學(xué)調(diào)查以及與PCV2-SD的臨床關(guān)聯(lián)的一些研究表明，PCV2的感染廣泛分布于全國各地，且不同地區(qū)、不同養(yǎng)豬場(chǎng)、不同年齡豬的PCV2抗體陽性率在10%～90%之間，在復(fù)雜的病例中，死亡率可能從1%到30%不等；經(jīng)產(chǎn)母豬、后備母豬和育肥豬的PCV2抗體陽性率遠(yuǎn)高于生長(zhǎng)豬和哺乳豬，這種感染現(xiàn)狀嚴(yán)重打擊了國內(nèi)養(yǎng)豬戶的養(yǎng)殖積極性。

3.3 臨床癥狀和病理特征

3.3.1 臨床癥狀 PCVDs主要影響5至18周齡的豬[37]，這可能是與仔豬受母體抗體保護(hù)有關(guān)。臨床癥狀包括體重減輕，淋巴結(jié)腫大，黃疸；淋巴組織中出現(xiàn)嚴(yán)重的淋巴耗竭和組織細(xì)胞替換；呼吸窘迫可見于感染豬，肺部產(chǎn)生間質(zhì)性肺炎和單核細(xì)胞浸潤(rùn)性細(xì)支氣管炎；患有腹瀉的感染豬，腸粘膜增厚，腸系膜淋巴結(jié)腫大，伴有肉芽腫性腸炎；PCVDs也可導(dǎo)致生殖功能衰竭，出現(xiàn)胎兒流產(chǎn)或死胎，并顯示出壞死性心肌炎[38]。PCV2也被認(rèn)為是豬皮炎和腎炎綜合征(PDNS)的潛在病因，以紅色至紫色合并皮損、腎小球及間質(zhì)性腎炎及血管炎為特征[38]。盡管如此，有關(guān)PCV2參與的程度和機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

3.3.2 病理特征 淋巴組織中的淋巴細(xì)胞耗竭和組織細(xì)胞替換是PCV2感染和PCVDs的標(biāo)志性病變。在淋巴組織中PCV2的感染和復(fù)制可破壞淋巴濾泡的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞耗竭，隨后被組織細(xì)胞所取代。因此，破壞淋巴濾泡和減少與PCV2感染相關(guān)的白細(xì)胞可導(dǎo)致豬免疫抑制。在感染的豬中，淋巴細(xì)胞發(fā)生耗竭與卵泡間DC、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、γδT細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞的減少及單核細(xì)胞和粒細(xì)胞的增多有關(guān)，且淋巴細(xì)胞耗竭的嚴(yán)重程度與受感染組織中檢測(cè)到的PCV2抗原量呈正相關(guān)[39]，因此，揭示淋巴耗竭的確切機(jī)制將有助于今后控制PCV2的感染。

3.4 地域、季節(jié)、年齡和品種

3.4.1 地域 自PCV2被發(fā)現(xiàn)是PCV2-SD的主要病原體以來，PCV2-SD如今已經(jīng)在五大洲被確診，值得注意的是，已經(jīng)證明在澳大利亞存在PCV2感染，但當(dāng)時(shí)該國卻沒有PCV2-SD[40]。PCV2感染不存在明顯的地域差異，而不同基因型的PCV2有一定的地域分布，如PCV2c只出現(xiàn)在少數(shù)幾個(gè)國家[29-30]，PCV2d首次于中國被報(bào)道并迅速席卷全國，現(xiàn)在也開始向世界蔓延。

3.4.2 季節(jié) 不同季節(jié)PCV2的感染情況具有較大差異。有研究發(fā)現(xiàn)PCV2的感染發(fā)生在一年四季，春、秋、冬的陽性率為19.7%～22.2%，而夏季達(dá)到44.0%陽性率，可能夏季溫度較高和蚊蟲、蒼蠅較多，有利于疾病傳播，或是熱休克蛋白70(HSP70)等對(duì)PCV2復(fù)制的調(diào)節(jié)造成夏季感染率高[41]。

3.4.3 年齡 PCV2主要感染5～12周齡的斷奶仔豬，其中6～8周齡的仔豬最易感。病例對(duì)照研究表明，受PCV2-SD感染的農(nóng)場(chǎng)中3個(gè)月大的豬具有較高水平的PCV2抗體，與無PCV2-SD農(nóng)場(chǎng)相比，感染PCV2-SD的1～10周齡和16～20周齡的動(dòng)物的鼻腔和血清中PCV2 DNA水平較高，這些發(fā)現(xiàn)表明PCV2感染發(fā)生得越早，豬越易于患PCV2-SD，而隨后研究卻發(fā)現(xiàn)PCV2-SD的發(fā)展與PCV2感染的時(shí)間無相關(guān)性[40]。王科文等[42]對(duì)10個(gè)豬場(chǎng)中處于4、10、16、20周齡的豬進(jìn)行PCV2的抗體陽性率檢測(cè)，結(jié)果表明10周齡和20周齡之間的豬相比其他階段的豬更易感染。郭振華等[43]檢測(cè)豬的70份血清樣品，發(fā)現(xiàn)18周齡和21周齡的豬更易感染PCV2。

3.4.4 品種 PCV2-SD的易感性因公豬的不同而有所變化。與大型白杜洛克雜交豬相比，純種或雜交種皮特蘭PCV2-SD感染引起的死亡率較低，而另一研究并沒有發(fā)現(xiàn)與品種相關(guān)的死亡率差異，且相比于杜洛克、大白豬和皮特蘭豬，長(zhǎng)白豬對(duì)PCV2相關(guān)疾病的易感性更高。有研究表明豬基因組中可能含有與PCV2-SD易感性增加有關(guān)的基因[40]，但針對(duì)死亡率差異是否與品種或編碼易感性的基因相關(guān)尚未清楚。

3.5 共感染

PCV2是PCVDs的主要致病因子，PCV2不僅與PCV1、PCV3，還與豬的其他致病病原體(如病毒、細(xì)菌、支原體和寄生蟲，詳見表1)共感染[44]。PRRSV是PCVDs病例中最常見的共感染病毒，被認(rèn)為與PCV2協(xié)同作用誘導(dǎo)PCVDs，PCV2與PRRSV共感染會(huì)增加豬的免疫細(xì)胞損耗，其他可與PCV2共感染的病毒有豬細(xì)小病毒、豬流行性腹瀉病毒、奧葉茲基氏病病毒、戊型肝炎病毒、豬細(xì)環(huán)病毒、豬睪丸病毒、豬流感病毒、豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒等[38,45]。細(xì)菌中的胞內(nèi)勞氏桿菌(Lawsoniaintracellularis)和沙門氏菌(Salmonellaspp.)與PCV2混合感染，均可加重其臨床癥狀[45]。在PCV2共感染的支原體當(dāng)中，最常見的為豬肺炎支原體，當(dāng)公豬在接種間隔兩周內(nèi)受到豬肺炎支原體和PCV2的感染時(shí)，在合并感染的公豬中可觀察到嚴(yán)重的臨床癥狀，病情惡化后，其精液中的攜帶高水平的PCV2 DNA對(duì)后代感染PCV2構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。眾所周知，任何損害免疫系統(tǒng)的疾病都會(huì)導(dǎo)致寄生蟲感染，如今卡氏肺囊蟲(Pneumocystiscarinii)、隱孢子蟲(Cryptosporidiumparvum)、長(zhǎng)后圓線蟲 (Metastrongyluselongates)均已被發(fā)現(xiàn)可與PCV2共感染[43]。

表1 PCVDs相關(guān)的共感染因子Table 1 Co-infecting agents associated with PCVDs

4 小 結(jié)

PCV2作為PCVDs的主要病原體，其所造成的危害已嚴(yán)重阻礙世界養(yǎng)豬業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。然而，直到現(xiàn)在有關(guān)PCV2致病機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不夠深入。

本文著重對(duì)近年來有關(guān)PCV2流行病學(xué)的研究成果進(jìn)行了歸納總結(jié)和分析，以期加深我們對(duì)PCV2致病機(jī)理的理解，為規(guī)模豬場(chǎng)和農(nóng)村散養(yǎng)戶的養(yǎng)殖過程提供一些參考，例如對(duì)豬場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行定期免疫接種，加強(qiáng)豬場(chǎng)的管理，定期對(duì)豬場(chǎng)進(jìn)行疫病調(diào)查，將不同年齡和性別的豬分開圈養(yǎng)，盡量使用受精中心提供的精液，避免垂直感染；保持豬場(chǎng)環(huán)境干凈、通風(fēng)，防止水平傳播疫病等。以疫苗為例，當(dāng)前所有商用的PCV2疫苗均可有效減少臨床疾病和改善被PCV2感染農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)參數(shù)，顯著減少動(dòng)物所攜帶的病毒量、病毒血癥和系統(tǒng)病毒載量，從而導(dǎo)致病毒的環(huán)境載量下降[46]?，F(xiàn)在市面上銷售的疫苗大部分是基于PCV2a和PCV2b基因型而制成的，但具體可根據(jù)當(dāng)?shù)豍CV2的流行情況的不同來選擇使用不同類型的疫苗，如Circovaccine適用于經(jīng)產(chǎn)母豬和初產(chǎn)母豬[5,47]；在PCV2b、PRRSV和PPV(豬細(xì)小病毒)的三重合并感染模型中，減毒嵌合型PCV1-2b病毒可起到保護(hù)豬的作用等[48]。