動物艾滋病研究進展*

景 龍,李立輝,鄭世民

(東北農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學學院,黑龍江哈爾濱150030)

慢病毒屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科,感染宿主細胞后,病毒RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA整合到宿主細胞染色體,并長期穩(wěn)定表達[1]。慢病毒包括靈長類慢病毒和非靈長類慢病毒[2]。獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired immunodeficiency syndrome)簡稱艾滋病(AIDS),是由反轉(zhuǎn)錄病毒慢病毒亞科免疫缺陷病毒引起的一類傳染性疾病。主要病理特征為免疫器官結(jié)構(gòu)改變及免疫功能缺陷,研究表明,自1981年發(fā)現(xiàn)首例AIDS病例以來,該病在全球范圍廣泛流行。1982年9月疾病控制中心(Centers for disease control,CDS)正式命名[3]。我國自1985年發(fā)現(xiàn)首例AIDS病例,迄今感染人數(shù)已超過84萬。AIDS已成為人類第四大死亡原因。20世紀80年代末,動物艾滋病開始得到比較明確的認識,目前報道的動物艾滋病有猴艾滋病、貓艾滋病及牛艾滋病,馬傳染性貧血因其與人AIDS發(fā)病過程相似,對馬傳染性貧血的研究同樣具有重要意義。

1 猴艾滋病(SAIDS)

1983年,Henrikson等報道美國加利福尼亞靈長類動物研究中心野外飼養(yǎng)的恒河猴發(fā)熱,此后從病猴體內(nèi)分離得到病毒,現(xiàn)已從不同品種的猴體內(nèi)分離出多株病毒,各病毒毒株間在結(jié)構(gòu)和致病性上均存在差異。

1.1 病原

引起猴艾滋病(SAIDS)的病原體有猴艾滋病D型逆轉(zhuǎn)錄病毒(SRV)和猴免疫缺陷病毒(SIV),前者與人兔疫缺陷病毒(HIV)和SIV無相關性,因此,通常傾向于將其歸入動物艾滋病相關病[4]。

1.1.1 SRV SRV屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科腫瘤病毒亞科D型病毒,病毒顆粒呈球形,直徑80 nm～130 nm,由糖蛋白囊膜包裹,對乙醚敏感,浮密度為1.16 g/mL～1.18 g/mL。有5個血清型:即SRV1、SRV2、SRV3、SRV4和SRV5。其中SRV1～SRV3已完成分子克隆及核苷酸序列測定[5]。

1.1.2 SIV SIV與HIV親緣關系近,兩種病毒核苷酸序列具有同源性,與HIV-2核苷酸序列同源性達70%[6-7]、屬慢病毒亞科,病毒顆粒呈管形,中心對稱,直徑100 nm～120 nm。病毒核心呈圓柱狀,外部包膜具有突出結(jié)節(jié)。

1.2 流行病學

1.2.1 SRV流行病學 不同血清型的SRV流行具有地方區(qū)域性,只有猴與猴間直接接觸才能完成病毒傳播,病毒主要存在于唾液,在猴與猴間發(fā)生撕咬時,含有病毒的唾液經(jīng)傷口傳播。其他傳播途徑包括性傳播和胎盤傳播,此外,獸醫(yī)人員使用的注射針頭也是病毒傳播途徑之一。6個月至2歲半的猴最易感染。

1.2.2 SIV引起的猴艾滋病的流行病學 目前SIV在猴群中的傳播方式尚未明確,推測可能是經(jīng)親昵接觸及性接觸傳播。

1.3 發(fā)病機制

盧耀增等[8]通過SIV感染獼猴,進行猴艾滋病發(fā)病機制的病理學和免疫學研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),猴感染SIV后,病毒進入CD4+T淋巴細胞復制釋放,血漿病毒含量升高,隨后抗SIV抗體含量上升,CD4+T淋巴細胞數(shù)減少。感染后2個～3個月,血漿病毒含量略下降,CD4+T淋巴細胞數(shù)回升,淋巴結(jié)生發(fā)中心細胞增生,淋巴結(jié)表現(xiàn)增生病變。潛伏期血漿病毒含量較低,CD4+T淋巴細胞數(shù)減少,抗SIV抗體含量上升,機體內(nèi)病毒與免疫系統(tǒng)發(fā)生強烈反應,并形成免疫復合物,該復合物發(fā)揮3種作用:①免疫復合物與C3及顆粒白細胞抗體沉積于小血管,導致小血管炎;②病毒血癥與免疫復合物共同刺激小血管內(nèi)皮細胞,使其釋放內(nèi)皮素;③上述反應單獨或共同發(fā)生,造成臟器微循環(huán)障礙,主要表現(xiàn)在腦、胃腸道、心、腎、眼球及氣管;④誘發(fā)自身免疫。SAIDS時期,血漿病毒含量再度升高,CD4+T淋巴細胞數(shù)迅速下降,抗SIV抗體含量趨向高水平,猴淋巴細胞自身抗體及內(nèi)皮細胞自身抗體含量仍處于高水平,自身免疫反應見于淋巴組織細胞大片免疫殺傷及淋巴組織耗竭,猴體重明顯下降,消瘦,最終衰弱而死亡。

感染SIV猴淋巴結(jié)病變與人艾滋病淋巴結(jié)病變基本相同,比較發(fā)現(xiàn),兩者同樣具有增生、退化及耗竭變化,而一些重要病變也相似,如免疫球蛋白沉著、中期濾泡副皮質(zhì)和生發(fā)中心消失及淋巴組織耗竭[9-12]。

1.4 臨床癥狀及病理特征

SAIDS主要臨床癥狀包括體表淋巴結(jié)病;發(fā)熱,貧血,體重減輕;皮膚多發(fā)性膿腫及壞疽,皮疹,纖維瘤(卡氏肉瘤)等;唾液腺炎,口腔潰瘍,壞死性齒齦炎,壞疽性口炎,持續(xù)性或反復發(fā)作性腹瀉等消化系統(tǒng)癥狀;心包炎,心肌炎,肺炎,間質(zhì)性肺炎,卡氏肺囊蟲肺炎等循環(huán)呼吸系統(tǒng)癥狀;腦膜炎/腦炎,肌炎,關節(jié)炎等神經(jīng)肌肉關節(jié)系統(tǒng)癥狀;間質(zhì)性腎炎,腎小球腎炎乃至腎小球硬化癥等泌尿系統(tǒng)癥狀;骨髓炎,骨髓增生和脾腫大等造血系統(tǒng)癥狀。

2 貓艾滋病(FAIDS)

貓艾滋病(FAIDS)是由貓免疫缺陷病毒(Feline immunodeficiency virus,FIV)引起的危害貓類的慢性接觸性傳染病。第一株FIV由Pedersen N C等[13]從一群發(fā)病家貓中分離獲得。經(jīng)試驗驗證,FIV具T淋巴細胞嗜性,因此命名為貓嗜T淋巴細胞病毒(FT LV),后來重新命名為FIV。2002年3月22日,第一個用于預防貓艾滋病(Fort Dodge Animal Health公司生產(chǎn))的疫苗被美國農(nóng)業(yè)部(U.S.Department of Agriculture,USDA)批準進行商業(yè)生產(chǎn)和臨床應用。

2.1 病原

FIV為單股RNA病毒,外部有囊膜包裹,以出芽方式釋放病毒粒子,成熟病毒粒子呈圓形或橢圓形,病毒直徑105 nm～125 nm,具有囊膜纖突,病毒核心由錐形殼圍繞一個電子致密的偏心擬核構(gòu)成,在核心殼和病毒外膜內(nèi)側(cè)的顆粒狀物之間有一多邊的電子疏松間隙[14]。病毒RNA基因組全長約9.4 kb,具有典型慢病毒結(jié)構(gòu)特征,除結(jié)構(gòu)基因gag-polenv外,還有6個小開放閱讀框架,他們與病毒基因表達、復制有關[15]。

2.2 流行病學

FAIDS呈現(xiàn)地方性流行,在美國、加拿大、日本以及澳大利亞等國均有流行,呈世界分布。流浪貓是高危群體,流浪貓與家養(yǎng)貓的感染率在日本為19∶1,北美洲為7.2∶1;雄性貓感染率通常比雌性貓高2倍以上;貓感染FIV年齡在幾個月至18歲,4歲貓感染幾率較大,10歲貓發(fā)病幾率較高。由此得知,貓感染FIV后可經(jīng)歷多年潛伏后發(fā)病。研究表明,撕咬經(jīng)唾液及血液是FIV傳播最主要途徑,雄性與雌性貓交配未發(fā)現(xiàn)FIV傳播,同時也未見FIV的垂直傳播。FIV具有高度種適應性,不感染其他動物及人類。

2.3 發(fā)病機制

FIV誘導的免疫缺陷為慢性進行性過程。Taniguchi等發(fā)現(xiàn),貓在無癥狀帶毒期,淋巴細胞對Con A母細胞化反應明顯降低,而后進一步下降,到FAIDS階段幾乎完全缺失。CD4+T淋巴細胞亞群選擇性消耗是FIV誘導免疫缺陷的基礎,導致感染FIV貓T淋巴細胞功能衰竭,伴有機會性感染以及惡性腫瘤。Torten等發(fā)現(xiàn),感染FIV貓免疫缺陷還表現(xiàn)在對T-依賴免疫原抗體反應呈進行性下降,非T-依賴抗體反應正常。

2.4 臨床癥狀及病理特征

FAIDS主要臨床癥狀包括發(fā)熱,體表淋巴結(jié)腫大,體重減輕,厭食,不食,貧血等全身性癥狀;口腔炎,齒齦炎,牙周炎,扁桃體炎,舌潰瘍,嘔吐,腹瀉等消化系統(tǒng)癥狀,這些炎癥反復發(fā)生或持續(xù)存在,頑固難治;鼻炎,呼吸困難等呼吸系統(tǒng)癥狀;頭歪斜,顫動,持久性舔唇,易怒,攻擊人畜,不怕寒冷,腦膜腦炎及脊髓炎等神經(jīng)癥狀;眼部疾病,外耳道炎,皮膚慢性感染,皮炎,脫毛以及螨病等被毛及感覺系統(tǒng)癥狀;關節(jié)腫脹,僵硬,跛行及腰痛等運動系統(tǒng)癥狀。各種腫瘤及繼發(fā)感染。

3 牛艾滋病(BAIDS)

牛艾滋病(BAIDS)是由牛免疫缺陷病毒引起的一種傳染性疾病。1972年首次在美國患淋巴細胞增生癥的奶牛白細胞中分離出BIV,當時認為是一種類似綿羊Visna病毒的慢病毒,稱為牛Visna病毒及Maedi病毒。1987年,研究證實BIV在抗原性上與人HIV相關,將其命名為牛免疫缺陷樣病毒。

3.1 病原

BIV為單股RNA病毒,直徑110 nm～130 nm。

3.2 流行病學

BIV自然傳播方式尚未見報道,牛群中感染率高達69.2%,可與牛白血病病毒、牛肉瘤病毒混合感染。

3.3 發(fā)病機制

BIV可選擇性感染CD4+T淋巴細胞及巨噬細胞,對B淋巴細胞系統(tǒng)也有一定影響,盡管循環(huán)系統(tǒng)中B淋巴細胞總數(shù)正常,但IgG含量卻升高1倍以上。病理學涉及各組織器官慢性炎癥、脾腫大、淋巴結(jié)腫大及中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變。

3.4 臨床癥狀及病理特征

BAIDS主要臨床癥狀為持續(xù)性淋巴細胞增生,淋巴結(jié)病,進行性虛弱和消瘦及中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害轉(zhuǎn)歸于死亡。動物艾滋病與人艾滋病一樣,潛伏期長,病程緩慢,預后不良。目前尚無特異預防及治療方法。

4 馬傳染性貧血(EIA)

馬傳染性貧血病毒(Equine infectious anemia virus,EIAV)與人免疫缺陷病毒、猴免疫缺陷病毒、貓免疫缺陷病毒、牛免疫缺陷病毒同屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒屬,是人類最早發(fā)現(xiàn)的慢病毒,可引起馬屬動物以持續(xù)感染、反復發(fā)熱及貧血為特征的烈性傳染病—馬傳染性貧血病(Equine infectious anemia,EIA),臨床表現(xiàn)為高熱稽留或間歇熱,黃疸,貧血,出血,浮腫,消瘦及心臟衰弱等癥狀。目前,世界各大洲均已發(fā)現(xiàn)馬傳染性貧血病的存在,世界動物衛(wèi)生組織(OIE)將其列為必須報告的傳染病。

5 結(jié)語

1983年,法國科學家首先證實艾滋病(AIDS)是由人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)感染引起[16],HIV攻擊人體免疫系統(tǒng)中重要的T4淋巴細胞,大量吞噬、破壞T4淋巴細胞,從而破壞人免疫系統(tǒng),使免疫系統(tǒng)崩潰?？笻IV藥物體外篩選最理想的方法是采用HIV及T細胞系統(tǒng)。國內(nèi)外都在積極探索條件相對寬容的反轉(zhuǎn)錄病毒代替HIV進行篩選[17]。近來,SIV[18]模型已成功用于病毒與宿主細胞間相互作用機理研究、抗AIDS藥物和疫苗效果評價、組織特異性疾病發(fā)病機理探索以及病毒傳播機制研究等方面[19-20]。國內(nèi)已有學者將SIV模型系統(tǒng)用作抗艾滋病藥物篩選、病原學及AIDS疫苗的研究[21]。慢病毒也可應用于真核基因表達的轉(zhuǎn)移載體,Susan L等[19]構(gòu)建雙啟動子自我失活載體研究干擾素激活反應元件(interferonstimulated response element,ISRE)的作用機制,為同一組織出現(xiàn)復雜疾病的基因治療提供有力工具;中國馬傳貧驢白細胞弱毒疫苗(DLV)是我國自行研制,也是目前世界惟一大規(guī)模應用的慢病毒疫苗,揭示該疫苗免疫保護機制及減毒機理對研究HIV疫苗具有重要價值,我國學者對DLV和野毒誘導機體的體液、細胞免疫做了大量研究,發(fā)現(xiàn)兩者分別在馬體內(nèi)誘導適應性免疫應答的差異,并推斷這樣的差異可能與機體的保護性免疫相關[22-23]。通過對動物艾滋病的病原學、流行病學、病理學研究,探究人艾滋病的發(fā)病機制,為開發(fā)艾滋病藥物及疫苗提供理論基礎以及動物實驗模型,具有重要的理論意義及應用價值。

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