豬傳染性胃腸炎的致病機制和防控進展

摘要：豬傳染性胃腸炎（TGE）是一種常見的豬急性傳染病，由豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）引起，多發(fā)生于仔豬，癥狀表現(xiàn)為嘔吐、腹瀉和脫水等，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡，給養(yǎng)殖業(yè)帶來極大危害。本文從基因組結(jié)構(gòu)、致病機制、病毒的傳播和預(yù)防等方面對TGEV的研究進展進行綜述，有助于更好地理解和認(rèn)識TGEV，期望為TGEV的防控提供參考。

關(guān)鍵詞：豬傳染性胃腸炎；致病機制；防控

豬傳染性胃腸炎（Transmissible gastroenteritis of swine，TGE）是由豬傳染性胃腸炎病毒（Transmissible gastroenteritis of swine virus，TGEV）引起的一種急性胃腸道傳染病，各個年齡階段的豬均易染。它主要發(fā)生于2周齡內(nèi)仔豬，臨床癥狀表現(xiàn)為嘔吐、嚴(yán)重腹瀉和脫水等，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡，2周齡以上的豬癥狀較輕微，主要表現(xiàn)為食欲不振、輕度腹瀉和生長遲緩等。該病于1933年首次在美國伊利諾伊州被報道，1956年首次在我國被報道，如今世界各地均有TGE暴發(fā)，TGE已成為導(dǎo)致世界各國仔豬早期死亡的重要疫病之一，嚴(yán)重危害了豬業(yè)安全，造成巨大的經(jīng)濟損失。

1 TGEV基因組結(jié)構(gòu)

TGEV屬于不分節(jié)段的單股正鏈RNA病毒，有多種形態(tài)，有囊膜，可在pH2～9條件下穩(wěn)定存活24h，耐受胃酸環(huán)境。TGEV的基因組結(jié)構(gòu)排列為5，-UTR-ORF1a-ORF1b-S-ORF3a-ORF3b-E-M-N-ORF7-3′UTR，基因組5’端的ORF1a和ORF1b約20kb，占整個基因組的2/3，編碼病毒的復(fù)制—轉(zhuǎn)錄酶，3’端含有ORF2-ORF7，約8.3kb，占整個基因組的1/3[1]。ORF2編碼纖突蛋白（S），參與識別和結(jié)合宿主受體；ORF4編碼小膜蛋白（E），對病毒粒子包膜形態(tài)發(fā)生具有重要作用；ORF5編碼膜蛋白（M），在高爾基體中啟動病毒粒子組裝；ORF6編碼核衣殼蛋白（N），能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[2]。ORF3在S和E基因中間，包括ORF3a和ORF3b，與ORF7分別編碼非結(jié)構(gòu)蛋白。TGEV與分節(jié)段的RNA病毒相似，具有很高的重組率[3]。

2 TGE致病機制

TGEV表面的吸附蛋白與細(xì)胞受體匹配，吸附于宿主細(xì)胞，通過融合細(xì)胞膜和內(nèi)吞作用侵入宿主細(xì)胞，S蛋白與豬氨基肽酶N（pAPN）等不同受體結(jié)合，病毒包膜和衣殼經(jīng)過蛋白酶水解后脫落，將遺傳物質(zhì)釋放到宿主細(xì)胞中[4]。TGEV的S蛋白上存在唾液酸的結(jié)合位點，可與刷狀緣膜的黏蛋白結(jié)合，并使紅細(xì)胞凝集。唾液酸的結(jié)合是一個動態(tài)過程，病毒可能會從某些唾液酸中分離出來，附著在其他唾液酸上，病毒粒子以這種方式通過黏液層，到達(dá)上皮細(xì)胞頂端膜中的細(xì)胞受體pAPN中。與黏蛋白型糖蛋白的結(jié)合，有助于病毒克服黏液屏障，防止病毒粒子因腸道蠕動而丟失，延長病毒在腸道中的停留時間，使PGEV在不利情況下仍可感染宿主[5]。TGEV通過限制細(xì)胞mRNA的翻譯促進病毒蛋白的合成，調(diào)節(jié)宿主翻譯機制，抵御宿主細(xì)胞的先天抗病毒免疫反應(yīng)。Wang等[6]研究發(fā)現(xiàn)，TGEV病毒在機體內(nèi)進行合成、折疊與修飾，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，X盒結(jié)合蛋白1（Xbp1s）高度表達(dá)，對miR-27b-3p產(chǎn)生抑制作用。TGEV通過IRE1通路負(fù)反饋調(diào)節(jié)細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)，逃避宿主免疫監(jiān)視，對宿主造成嚴(yán)重?fù)p傷。TGEV的N蛋白是唯一被磷酸化的蛋白，可有效提高病毒的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。它能夠破壞細(xì)胞質(zhì)分裂，引起細(xì)胞分裂異常，通過激活p53信號傳導(dǎo)誘導(dǎo)S期、G2/M期細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增殖，為病毒裝配提供足夠的時間和環(huán)境，發(fā)揮細(xì)胞病變效用[7]。最后N蛋白包裹TGEV的RNA基因組形成核衣殼，與S蛋白、E蛋白和M蛋白組裝形成子代病毒，再通過囊泡運輸?shù)剿拗骷?xì)胞外完成病毒的組裝及釋放。

TGEV可在呼吸系統(tǒng)和小腸中復(fù)制，降低緊密連接蛋白Occludin、ZO-1和黏著連接蛋白E-cadherin的表達(dá)，破壞腸道上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，損害腸道屏障功能，引起小腸絨毛變短和萎縮[8]。TGEV感染豬小腸黏膜上皮細(xì)胞后，降低Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性，破壞細(xì)胞正常滲透壓的維持和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，引起細(xì)胞凋亡[9]。TGEV與Na+/H+交換蛋白（Na+/H+exchanger-3，NHE3）結(jié)合，顯著降低NHE3的表達(dá)和活性，抑制小腸上皮細(xì)胞Na+的轉(zhuǎn)運和吸收，腸上皮細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)和水電解質(zhì)大量流失，引起腸道滲透壓升高，導(dǎo)致豬腹瀉脫水甚至死亡[10]。

TGEV誘導(dǎo)發(fā)生嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)，釋放一系列炎性因子和干擾素，激活機體抗病毒免疫應(yīng)答反應(yīng)。炎性因子可以刺激機體的免疫應(yīng)答反應(yīng)，但過量時容易誘發(fā)嚴(yán)重局部損傷。NF-κB是炎癥的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，TGEV通過NF-κB信號通路促進IL-6、IL-8、IL-1β、IFN-α和TNF-α等炎癥因子的表達(dá)，擴大炎性反應(yīng)，損害機體。TGEV的MAPK信號通路包括ERK、JNK和p38 MAPK等，介導(dǎo)細(xì)胞增殖、分化與凋亡，參與炎癥反應(yīng)，破壞腸上皮細(xì)胞緊密連接完整性。TGEV感染激活非折疊蛋白應(yīng)答的IRE1α信號通路，通過調(diào)控miR-30a-5p提高細(xì)胞因子信號抑制物SOCS1和SOCS3的表達(dá)水平，抑制干擾素的抗病毒效應(yīng)，使病毒仍能夠進行高效感染與復(fù)制。

3 TGE流行病學(xué)

TGEV僅在豬身上致病，貓、狗、鳥類、蒼蠅等動物攜帶而不致病，但是這些動物可能會作為媒介將病毒傳播至豬群，導(dǎo)致豬的感染。感染豬只可通過直接接觸、共享食物和水、共同生活環(huán)境等方式傳播TGEV，也可通過呼吸道分泌物、嘔吐物、糞便、乳汁等方式進行傳播。TGEV較穩(wěn)定，易附著在車輛、飼料或其他物體表面造成間接傳播。感染的母豬也會通過分娩進行垂直傳播。TGEV季節(jié)性明顯，在氣溫寒冷、潮濕的冬春季節(jié)特別穩(wěn)定，因此多發(fā)于秋冬交會和冬春交會季節(jié)。經(jīng)歷暴發(fā)性流行后，出生仔豬和易感豬增加，TGEV仍會在豬場內(nèi)長期持續(xù)存在，并呈地方性傳播。

4 TGE防控措施

4.1 生物安全措施

由于人類和物品都可能攜帶TGEV，車輛與人員進入場區(qū)前應(yīng)進行嚴(yán)格消毒。應(yīng)控制人員流動，減少與其他豬場的接觸，做好生物安全區(qū)的劃分和滅蚊、滅蠅、滅鼠工作，定期對豬舍地面、飼養(yǎng)設(shè)施和工具等進行清潔和消毒，防止病原體的傳播。豬舍要建立自繁自養(yǎng)制度，各批次豬全進全出，防止混合交叉感染。建立嚴(yán)格的引種隔離制度，在冬季時減少引種，實行嚴(yán)格檢疫，引進種豬經(jīng)隔離后再進行引種與混群。

4.2 科學(xué)飼養(yǎng)管理

TGE在低溫潮濕時更容易傳染，要注重仔豬的防寒保暖，通過安裝電暖器、提供溫暖墊料等方式調(diào)節(jié)豬舍的溫度，防止仔豬因受冷影響健康。適當(dāng)增加飼養(yǎng)密度可升高豬舍溫度，但過密也會增加環(huán)境應(yīng)激因素，導(dǎo)致豬群處于亞健康狀態(tài)，因此要保持科學(xué)合理的飼養(yǎng)密度。豬舍要定期通風(fēng)換氣，防止二氧化碳、氨氣的累積，保持飼養(yǎng)環(huán)境、飼料和水質(zhì)的清潔，防止病原菌的滋生與傳播。

4.3 疫苗接種預(yù)防

目前TGE較難治愈，主要采用疫苗接種進行預(yù)防。TGEV滅活疫苗是生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的一種疫苗，它的安全性很高，但是刺激小腸黏膜產(chǎn)生的免疫球蛋白A（IgA）水平較低，因此也常與弱毒疫苗配合使用。弱毒疫苗的成本低、免疫期長，但是效果不穩(wěn)定，對保存環(huán)境要求較高且具有毒力返強和散毒的風(fēng)險。TFE的弱毒株主要有華毒疫苗株、TGE-Vac株、CKP株、B1-30疫苗株和T0163株等，因TFE常與豬流行性腹瀉等其他疾病混合感染，弱毒疫苗主要以二聯(lián)或三聯(lián)的形式應(yīng)用于臨床。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，TGEV基因工程疫苗越來越受到青睞，它的主要研究方向為口服疫苗，具有成本低、存儲方便、安全性高的優(yōu)勢。S蛋白能誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體，免疫病毒的侵害，因此常用S基因作為抗原基因研發(fā)TGEV基因工程疫苗。TGEV基因工程疫苗的研究重點在于提高外源基因的表達(dá)，目前已通過腺病毒、細(xì)菌、轉(zhuǎn)基因植物和DNA疫苗等載體對S蛋白進行表達(dá)，這些載體各有優(yōu)缺點，但不能同時滿足大量表達(dá)S蛋白、S蛋白有效翻譯后修飾折疊和抵抗胃腸道消化降解S蛋白這三種條件?；蚬こ桃呙缯饾u成為TGEV防治的重點關(guān)注領(lǐng)域，取得了良好的應(yīng)用效果，具有廣闊的市場前景。

5 總結(jié)與展望

TGEV的致病機制較為復(fù)雜，它編碼結(jié)構(gòu)蛋白與非結(jié)構(gòu)蛋白，破壞腸道黏膜，通過多種通路逃避天然免疫反應(yīng)，且病毒基因會發(fā)生變異，較難進行普遍治療。目前主要通過生物安全措施和疫苗對TGEV加以預(yù)防控制。未來仍需繼續(xù)推動TGEV致病機制的研究，不斷加深對TGEV的認(rèn)知了解，為疫苗的創(chuàng)新研發(fā)提供理論支撐，更好地進行TGEV的防治，降低TGEV的發(fā)生率和死亡率，推動養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。

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