幾種實驗動物重要疫病及其防控研究

楊松濤，梁 萌，王承宇，李忠義

(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所，吉林省人獸共患病預(yù)防與控制重點實驗室，長春 130122)

1 實驗動物疫病防控的重要性

動物試驗/實驗是生命科學(xué)研究的重要部分。疾病動物模型的建立；發(fā)病機制探索；生物安全評價；食品安全評價；藥物篩選；生物制品檢定；基因工程研究；進出口檢驗檢疫；生物新技術(shù)應(yīng)用等都離不開動物試驗，真實可靠的動物試驗結(jié)果對研究結(jié)論具有至關(guān)重要的作用。小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、犬、貓、猴等都是重要的實驗動物，在生命科學(xué)研究中發(fā)揮著十分重要的作用。由于實驗動物多源于野生動物和家養(yǎng)動物，在群體飼養(yǎng)或動物實驗過程中容易受到易感病原感染，造成疫病暴發(fā)或流行，以至影響實驗動物生產(chǎn)，導(dǎo)致實驗結(jié)果偏差，甚至可能造成實驗中斷；還可能污染實驗材料，威脅其它動物或人類健康。因此，了解常用實驗動物重要疫病并開展其防控研究十分必要。

2 犬、貓、猴等實驗動物重要疫病及其防控研究

2.1 犬瘟熱

犬瘟熱是由犬瘟熱病毒(canine distemper virus，CDV)引起的病毒性傳染病。在自然條件下，CDV能夠感染犬科、鼬科、浣熊科、大熊貓科、貓科和靈長類等多種動物［1，2］。臨床上，主要表現(xiàn)為發(fā)熱、膿性鼻炎、肺炎、腸炎和結(jié)膜炎，有時出現(xiàn)神經(jīng)癥狀，后期出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀及以足墊增厚為特征。患病動物在康復(fù)后還易留有麻痹、抽搐、癲癇樣發(fā)作等后遺癥。該病傳染性強，發(fā)病率可達100%，病死率達80%，對犬科動物危害十分嚴重，容易繼發(fā)其他細菌、病毒的混合感染和二次感染。近年來，CDV的宿主范圍不斷地擴大，對犬、貓、猴等實驗動物構(gòu)成極大威脅［3，4］。

防治犬瘟熱的有效途徑是疫苗接種。滅活疫苗抗原性差，且僅能誘導(dǎo)體液免疫，現(xiàn)已少用。取而代之的弱毒疫苗應(yīng)用獲得了一定的免疫效果，但能引起免疫抑制并且在一定程度上損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)；且CDV自然感染宿主范圍在不斷擴大，因此，即使對犬安全的犬瘟熱弱毒活疫苗，對其他動物并不一定安全，并可能致死這些動物和帶來散毒的危險［6］。軍事獸醫(yī)研究所成功克隆了犬瘟熱病毒小熊貓株(CDV LP)N蛋白和 F蛋白基因全長cDNA，分別構(gòu)建了犬瘟熱病毒基因疫苗表達載體pCIN和 pCIF，并在 MDCK細胞中進行了表達［5］。以含CAV-2SY弱毒株全基因組的pPoly2-CAV-2為載體分別構(gòu)建了基于pVAX1載體表達元件的CDV N蛋白重組犬2型腺病毒 CAV-2-pVAXLPN、F蛋白重組犬 2型腺病毒 CAV-2-pVAXLPF及 CAV-2-pCILPF，免疫犬實驗表明CAV-2-pCILPF誘導(dǎo)犬產(chǎn)生的抗體效價高于 CAV-2-pVAXLPF。將基因疫苗與3株重組腺病毒以不同的組合方式進行了免疫犬實驗及攻毒保護實驗。動物實驗免疫結(jié)果表明，基因疫苗和重組腺病毒免疫動物后能引起機體產(chǎn)生體液免疫和細胞免疫應(yīng)答［7］。

2.2 犬細小病毒病

犬細小病毒病是由犬細小病毒(canine parvovirus，CPV)感染所引起的一種接觸性傳染病。犬是 CPV的主要自然宿主，家貓對實驗性CPV有易感性，但其臨床癥狀并不明顯。豚鼠、倉鼠以及小鼠等實驗動物均不感染。犬感染CPV后發(fā)病較急，傳染性強，對幼犬威脅尤其嚴重［8，10］。病犬常表現(xiàn)精神沉郁，有時出現(xiàn)體溫升高，脫水，嘔吐，排出粘液狀或帶血的稀便。幼犬死亡率高達30%～70%。健康犬通過直接接觸病犬，攝入污染的食物、飲水或者接觸食具、墊料而被感染。

用于該病預(yù)防的疫苗有滅活疫苗、弱毒疫苗、亞單位疫苗、核酸疫苗以及重組疫苗。CPV滅活疫苗接種后，能誘導(dǎo)抗CPV的特異性免疫反應(yīng)，抵抗CPV強毒的攻擊，但其誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)持續(xù)時間短，血清抗體持續(xù)時間不超過 6個月［11，12］。軍事獸醫(yī)研究所于1986年從貉體內(nèi)分離到了一株CPV自然弱毒(PV/貉/CC/1/86)，接種犬能誘導(dǎo)良好的免疫反應(yīng)，臨床應(yīng)用已有10多年的歷史，效果良好并且安全可靠。此外，還進一步克隆了PV/貉/CC/1/86的VP2基因制備核酸疫苗，免疫接種小鼠和犬，均能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗 CPV的體液免疫和細胞免疫［13］。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以 CAV-2為載體表達CPV VP2基因的重組病毒，犬免疫實驗?zāi)軌蛲瑫r誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗 CPV和CAV-2的特異性免疫反應(yīng)。為進一步研制開發(fā)用于家犬及試驗用犬的新型疫苗奠定了基礎(chǔ)［14］。

2.3 貓瘟熱

貓瘟熱是由貓泛白細胞減少癥病毒(feline panleukopenia virus，F(xiàn)PV)引起的一種病毒性傳染病。在自然條件下，F(xiàn)PV能感染貓科、鼬科和浣熊科等多種動物，但以體型較小的貓科動物最為易感［9，10］。病貓出現(xiàn)高熱、嘔吐、白細胞嚴重減少和腸炎等臨床特征，嚴重的還出現(xiàn)血便，最后出現(xiàn)嚴重脫水，衰竭死亡。幼貓死亡率可達到90%。

目前用于FPV免疫預(yù)防的疫苗有滅活疫苗、弱毒疫苗及應(yīng)用基因工程手段研制的基因工程亞單位疫苗、基因疫苗、活載體疫苗等新型疫苗。軍事獸醫(yī)研究所在畢赤酵母中表達了 FPV VP2蛋白［15］，同時利用 CAV2為載體制備了表達 VP2的重組活疫苗，分別免疫小鼠和貓，均可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗FPV HI抗體和中和抗體［16］。

2008年，我們從腹瀉猴腸內(nèi)容物中分離獲得了一株病毒。序列分析表明該病毒為細小病毒，10個關(guān)鍵氨基酸位點中8個與 FPV相同，2個與CPV相同［17］。實驗研究表明，此次從猴體分離獲得的細小病毒是FPV的變異株。到目前為止尚無FPV感染猴并引起死亡的報道。與 FPV相比，2個關(guān)鍵位點氨基酸發(fā)生變化是否是決定FPV宿主范圍發(fā)生變化并獲得了跨種感染猴的能力的關(guān)鍵性因素；而該突變是如何發(fā)生的，在決定對猴的致病性上是否起關(guān)鍵作用等尚有待進一步研究［18］。

2.4 布病

布魯氏菌病簡稱“布病”，是由布魯氏菌引起的人獸共患傳染病。其常見宿主有牛、羊、豬、犬、鼠類等，該病對實驗動物威脅嚴重。動物感染布病后，主要受侵害的是生殖器官，導(dǎo)致流產(chǎn)、不育、睪丸炎以及關(guān)節(jié)炎等。

目前用于布病預(yù)防的滅活疫苗免疫效果較差；弱毒疫苗有一定的毒副作用，并且免疫后動物與自然感染的動物不能有效進行區(qū)分，影響了布病的診斷和檢疫，從而直接影響到了疫苗的廣泛使用［19］。軍事獸醫(yī)研究所通過構(gòu)建自殺質(zhì)粒，采用同源重組的方法，在疫苗株 S19的基礎(chǔ)上成功地構(gòu)建出了分子標(biāo)記、毒力基因缺失疫苗株。研究結(jié)果證明，該疫苗株具有較好的遺傳穩(wěn)定性，有

可識別的分子標(biāo)記(利用血清學(xué)方法可區(qū)分疫苗免疫和自然感染的動物)，同時缺失主要的毒力基因。該疫苗株與原疫苗株在免疫原性上差異不顯著，并且毒力明顯降低，從而為布病分子標(biāo)記、毒力基因缺失疫苗的研究奠定了較好的基礎(chǔ)［20］。

2.5 鉤體病

鉤端螺旋體病是由致病性鉤端螺旋體(leptospira interrogans，簡稱鉤體)引起的一種人獸共患傳染病。臨床上以早期出現(xiàn)鉤端螺旋體敗血癥，中期出現(xiàn)各器官損害和功能障礙，以及后期出現(xiàn)各種變態(tài)反應(yīng)后發(fā)癥為特點。鉤體病的主要傳染源為鼠、豬及其它家畜，犬類是鉤體的易感動物。鉤體隨帶菌動物的尿液排出，污染水源。一旦暴發(fā)，對鼠、犬等實驗動物危害較大，嚴重影響到試驗結(jié)果的真實可靠性。

鉤體疫苗分為滅活疫苗、外膜疫苗、基因工程疫苗。范泉水等擬通過對保護性抗原基因進行篩選、克隆和擴增后，進行重組鉤體基因多肽疫苗或鉤體蛋白亞單位疫苗的研制，并將其開發(fā)成一種安全的疫苗候選株［21］。

2.6 弓形蟲病

弓形蟲病是由弓形蟲引起的一種世界性分布的人獸共患寄生蟲病。其終末宿主主要是貓科動物，中間宿主是人、哺乳動物、鳥類和魚類。貓、犬、豬、羊、牛、兔等感染弓形蟲的情況非常普遍，其感染率可高達10%～50%，對實驗鼠、兔、犬、貓威脅較大。感染的幼年動物明顯發(fā)熱、咳嗽、厭食、衰弱、流產(chǎn)和死亡。

迄今為止仍沒有理想的防治弓形蟲病藥物，弓形蟲疫苗的研制經(jīng)歷了全蟲疫苗、亞單位疫苗、基因工程疫苗和核酸(DNA)疫苗等幾個階段［22］。我國軍事獸醫(yī)研究所構(gòu)建了弓形蟲SAG1和ROP2基因的真核表達載體、卡介苗穿梭表達載體和表達SAG1的重組偽狂犬病病毒［22，24］。動物試驗結(jié)果表明原核表達產(chǎn)物、真核表達載體、重組卡介苗及重組偽狂犬病病毒均可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生特異性的細胞免疫和體液免疫，并且 IL-18能明顯增強上述真核表達載體的免疫反應(yīng)，其中重組偽狂犬病病毒在小鼠體內(nèi)能達到60%的保護率，具有一定的應(yīng)用前景。

3 結(jié)語

實驗動物是研究生命科學(xué)的基礎(chǔ)。人類探索生命的起源，揭開遺傳的奧秘，攻克癌癥的堡壘，研究各種疾病與衰老的機制都必須借助于實驗動物。要獲得理想的研究結(jié)果，首先要有標(biāo)準(zhǔn)化的健康無病的實驗動物，因此，重視并加強對實驗動物重要疾病的科學(xué)防控對于確保研究人員獲取真實可靠的試驗數(shù)據(jù)具有十分重要的意義。

［1］胡桂學(xué)，夏咸柱，李金中，等.大熊貓犬瘟熱致死性感染的首次報道［C］.中國微生物學(xué)會獸醫(yī)微生物學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集.1997：109-110.

［2］李金中，夏咸柱，何洪彬，等.基因序列分析確診大熊貓的犬瘟熱病毒感染［J］.中國獸醫(yī)學(xué)報.1999，19(5)：448-450.

［3］熊焰，徐志文，王印，等.小熊貓犬瘟熱病及病原研究［J］.動物醫(yī)學(xué)進展.2001，22(3)：74-76.

［4］Endo Y，Uema M，Miura R，et al.Prevalence of canine distemper virus，feline immunodeficiency virus and feline leukemia virus in captive African lions(Pantheraleo)in Japan［J］.J Vet Med Sci.2004Dec；66(12)：1587-9.

［5］鞠會艷，喬軍，高玉偉，等.犬瘟熱病毒小熊貓株核蛋白和融合蛋白基因克隆及序列分析［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2010，5；112-120.

［6］Sharon L，Lucy H，Rebecca A，et al.Canine distemper in terrestrial carnivores：a review［J］.Journal of Zoo and W ildlife Medicine.2000，31(4)：441-451.

［7］鞠會艷，高玉偉，楊松濤，等.表達犬瘟熱病毒融合蛋白基因重組腺病毒的構(gòu)建與鑒定［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2010，9：89-96.

［8］許樹林，沈秀麗，劉鼎新.細小病毒在肉食動物中的感染流行［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī) 1996(10)：40-43.

［9］Harrison TM，Mazet JK，Holekamp KE，Dubovi E，Engh AL，Nelson K，et al.Antibodies to canine and feline viruses in spotted hyenas(Crocuta crocuta)in the Masai Mara National Reserve.J W ild l Dis 2004；40(1)：1-10.

［10］Nettles VF，Pearson JE，Gustafson GA，Blue JL.Parvovirus infection in translocated raccoons.J Am Vet Med Assoc 1980；177(9)：787-9.

［11］Ordon JC，Rogers WA.Field evaluation of a canine parvovirus vaccination program，using feline origin modified live virus vaccine［J］.J Am Vet Med Assoc 1982Jun 15；180(12)：1429-31.

［12］Pollock RV，Carm ichael LE.Use of modified live feline panleukopenia virus vaccine to immunize dogs against canine parvovirus［J］.Am J Vet Res 1983Feb；44(2)：169-75

［13］謝之景，夏咸柱，扈榮良，等.犬細小病毒核酸疫苗的構(gòu)建及其免疫小鼠檢測［J］.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué).2006，4：503-506.

［14］謝之景，夏咸柱，扈榮良，等.表達犬細小病毒 VP2蛋白重組犬2型腺病毒的構(gòu)建及鑒定［J］.病毒學(xué)報.2006，22(30：214-219.

［15］楊松濤，夏咸柱，喬軍，等.虎源貓瘟熱病毒 VP2蛋白基因

［21］張均田，張慶柱，張永祥.神經(jīng)藥理學(xué)［M］：人民衛(wèi)生出版社，2008：312.

［22］Porsolt RD.Animal models of depression：utility for transgenic research［J］.Rev Neurosci，2000，11：53-58.

［23］Zerhouni E.Medicine.The NIH Roadmap［J］.Science(80-)，2003，302：63-72.

［24］Honey K.Translating medical science around the world［J］.J Clin Invest，2007，117：2737.

［25］Keramaris NC，Kanakaris NK，Tzioupis C，et al.Translational research：from benchside to bedside［J］.Injury，2008，39：643-50.

［26］Guan JJ.Translational medical science：the medical science beneficial to patients［J］.Basic Clin Med，2008，8：785-788.

［27］Wehling M.Drug development in the light of translational science：shine or shade?［J］.Drug Discov Today，2011.

［28］劉昌孝.轉(zhuǎn)換醫(yī)學(xué)在新藥研究開發(fā)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代藥物與臨床，2010：321-326.

［29］Einat H，Manji HK.Cellular plasticity cascades：genes-tobehavior pathways in animal models of bipolar disorder［J］.Biol Psychiatry，2006，59：1160-71.

［30］Wehling M.Assessing the translatability of drug projects：what needs to be scored to predict success?［J］.Nat Rev Drug Discov，2009，8：541-6.

［31］Perlis RH.Betting on biomarkers［J］.Am J Psychiatry，2011，168：234-6.

［32］Hocquette JF.Where are we in genom ics?［J］.J Physiol Pharmacol，2005，56Suppl 3：37-70.

［33］Issa AM.Personalized medicine and the practice of medicine in the 21st century［J］.Mcgill J Med，2007，10：53-7.

［34］Morabia A，Costanza MC.W hat is this thing called preventive medicine(II)?［J］.Prev Med，2008，47：1-2.

［35］Wendler A，Wehling M.The translatability of animal models for clinical development：biomarkers and disease models［J］.Curr Opin Pharmacol，2010，10：601-6.

［36］Rupniak NM.Animal models of depression：challenges from a drug development perspective［J］.Behav Pharmacol，2003，14：385-90.

［37］Lin E，Chen PS.Pharmacogenom ics with antidepressants in the STAR*D study［J］.Pharmacogenom ics，2008，9：935-46.

［38］Papakostas GI，Iosifescu DV，Renshaw PF，et al.Brain MRI white matter hyperintensities and one-carbon cycle metabolism in non-geriatric outpatients with major depressive disorder(Part II)［J］.Psychiatry Res，2005，140：301-7.

［39］Papakostas GI，F(xiàn)ava M.Predictors，moderators，and mediators (correlates)of treatment outcome in major depressive disorder［J］.Dialogues Clin Neurosci，2008，10：439-51.

［40］Schm idt HD，Shelton RC，Duman RS.Functional Biomarkers of Depression：Diagnosis，Treatment，and Pathophysiology.LID - 10.1038/npp.2011.151 ［doi］ ［J］.Neuropsychopharmacology，2011.

［41］Kraemer HC，Schultz SK，Arndt S.Biomarkers in psychiatry：methodological issues［J］.Am J Geriatr Psychiatry，2002，10：653-9.