張家寧 崔奎青
(廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530000)
非洲豬瘟近百年來在全球范圍內(nèi)持續(xù)傳播,2018年在我國暴發(fā),對我國的生豬養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重影響。非洲豬瘟是影響?zhàn)B豬業(yè)發(fā)展最嚴重的傳染病之一,被我國列為一類動物疫病,對所有品種和年齡的家豬和野豬都會造成影響,具有復(fù)雜的流行病學(xué)特征,是一種具有嚴重危害性的動物疫病。為此,筆者從非洲豬瘟病毒特征、流行病學(xué)、臨床癥狀等方向出發(fā),對疫苗研究和防控措施展開綜述,以期為非洲豬瘟疫苗研發(fā)和早期預(yù)防控制提供參考。
非洲豬瘟病毒是一種線型雙鏈DNA包膜病毒,是非洲豬瘟病毒科的唯一成員。根據(jù)病毒株的不同,基因組大小有170~193 kb,含有151~167個開放閱讀框(Open Reading Frame,ORF),可以編碼150~200種蛋白質(zhì)?;蚪M的中央是長約125 kb的保守區(qū)域,左端48 kb與右端22 kb區(qū)域的長度差異通常用于區(qū)分不同的分離株,基因組末端顯示反向重復(fù)并由發(fā)夾環(huán)閉合。非洲豬瘟病毒直徑為175~215 nm,由外膜、外衣殼、二十面體膜、二十面體內(nèi)衣殼及封閉的核殼和類核組成,平均直徑約為200 nm,類核被核殼和內(nèi)外衣殼包圍,衣殼由1 892~2 172個殼粒組成,每個衣殼被脂質(zhì)膜包裹。病毒常見的結(jié)構(gòu)蛋白有p72、p54、p15、CD2v蛋白等,外殼通過宿主細胞出芽方式生成,病毒上附著p12外膜蛋白。CD2v蛋白是EP402R基因編碼的產(chǎn)物,參與病毒吸附到紅細胞表面的過程,在減毒株中含有截短的CD2v蛋白可以使淋巴細胞功能喪失,CD2v蛋白與T淋巴細胞表面黏附的CD2受體具有序列同源性,是以節(jié)肢動物為傳播媒介復(fù)制的關(guān)鍵蛋白,還與銜接蛋白1(AP-1)相互作用并參與細胞重塑。衣殼的主要成分是p72蛋白,在病毒裝配中發(fā)揮重要作用,具有良好的免疫原性。外膜是一種名為p24的細胞蛋白質(zhì),內(nèi)膜由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的p54、p17、p12膜蛋白組成,p54蛋白參與病毒感染過程。核殼被定義為內(nèi)衣殼,由pp220、pp62和pS273R組成,核心核蛋白由p10和pA104R組成,p15蛋白是內(nèi)衣殼的主要衣殼蛋白。非洲豬瘟病毒對外界抵抗能力較強,病毒在血液和分泌物中的存活時間很長,ASFV在血清、肌肉、脂肪和骨髓中可以存活數(shù)月。此外,在豬肉等動物的冷凍制品中,該病毒甚至能存活數(shù)年,糞便中的ASFV的耐受力與溫度有關(guān),56 ℃下70 min或者60 ℃下20 min即可使病毒失活。ASFV在酸堿耐受中有良好表現(xiàn),在pH值為3.9~11.5的范圍內(nèi)均可以存活。使用0.5%次氯酸鹽和3%鄰苯酚30 min均可滅活病毒,乙醚、氯酚等有機溶劑也具有滅活病毒的作用。
1921年,肯尼亞首次報道了非洲豬瘟疫情,隨后疫情迅速蔓延到非洲其他國家。1957年,通過接觸感染產(chǎn)品和污染廢物的途徑,非洲豬瘟傳播到葡萄牙,將此次疫情控制后,1960年非洲豬瘟再次入侵葡萄牙;在此后的30多年里,病毒又在巴西、古巴等國傳播;直到1995年歐洲各國通過撲殺等措施才基本控制住非洲豬瘟的傳播。2007年,美國佐治亞州暴發(fā)非洲豬瘟,對毒株進行檢測和溯源,測序結(jié)果證明毒株與非洲東南部隔離的菌株相似。這次疫情造成超過30 000只動物被撲殺,另外3 900只動物被實施安樂死。同年,非洲豬瘟從格魯吉亞蔓延到俄羅斯等周邊國家。2012年,烏克蘭首次暴發(fā)非洲豬瘟,隨后幾年內(nèi)在白俄羅斯、立陶宛和波蘭等國家中傳播,對其他歐盟國家養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅。2017年,非洲豬瘟在俄羅斯與蒙古接壤的地區(qū)流行,疫情中心距離俄羅斯與蒙古的邊界僅200 km,該地區(qū)位于亞洲中部,特別靠近我國。2018年,非洲豬瘟在我國暴發(fā),全國超過22個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)出現(xiàn)疫情,大多數(shù)養(yǎng)殖場受到疫情影響,導(dǎo)致大批量感染的豬群被撲殺。隨后,疫情又波及越南和柬埔寨等東南亞國家,疫情在亞洲和其他地區(qū)有進一步擴張的趨勢。
非洲豬瘟病毒傳播主要有森林循環(huán)、蜱蟲—豬循環(huán)、家豬循環(huán)和野豬—家豬循環(huán)4種方式。第一種循環(huán)主要發(fā)生在撒哈拉沙漠以南的非洲地區(qū)。小疣豬在洞穴中被攜帶病毒蜱蟲感染,疣豬出現(xiàn)病毒血癥后將終生保持無癥狀感染狀態(tài),但由于疣豬之間沒有水平和垂直傳播,后續(xù)病毒的散播主要依賴于蜱蟲的叮咬,而病毒在蜱蟲體內(nèi)可以存活15個月,并隨著下一個分娩季節(jié)繼續(xù)感染疣豬。第二種循環(huán)是攜帶病毒的蜱蟲通過叮咬家豬造成感染。這種傳播常見于非洲和伊比利亞半島,在蜱蟲出沒的區(qū)域飼養(yǎng)家豬易導(dǎo)致其感染非洲豬瘟,并且短時間內(nèi)無法根治。這種情況下,只有蜱蟲群在長時間沒有宿主后滅絕時,才會降低豬群感染ASF的風(fēng)險。第三種循環(huán)是病毒在家豬之間的傳播或者動物產(chǎn)品傳播給家豬。這是我國疫情主要的傳播方式,持續(xù)的生豬貿(mào)易和生物安全措施不到位等問題,在很大程度上加速了非洲豬瘟的傳播。第四種循環(huán)是可能因狩獵等不確定因素導(dǎo)致非洲豬瘟病毒遠距離傳播,叢林豬和家豬之間的雜交也可能導(dǎo)致疾病傳播。此外,雖然該病毒因攝入受感染的肉類進行傳播可能性不大,但豬尸體的病毒顆粒濃度足夠高時,也可能感染接觸過的叢林豬或疣豬及捕食過的動物。此外,蜱蟲傳播途徑是從非洲野豬向家豬傳播的最可能途徑。受非洲豬瘟病毒感染的家豬、野豬、蜱蟲等,以及受污染的豬肉和飼料等均為傳染源。病毒一旦侵入家豬種群,ASFV可以通過受感染動物和健康動物之間的直接接觸來傳播,也可通過昆蟲叮咬進行傳播。另外,間接接觸已感染的動物產(chǎn)品或者排泄物,包括牲畜車輛或受感染的材料也是一種傳播途徑。通過蜱蟲和野豬感染的傳播途徑一般受到地域限制,不是非洲豬瘟疫情在全球傳播的主要原因。
分子流行病學(xué)可用于調(diào)查非洲豬瘟的流行病學(xué)模式及確定疾病的地區(qū)起源,采用分析樣本和分離病毒等技術(shù)手段可以解決流行病出現(xiàn)的其他問題。病毒分離物的表征通過對ASFV基因組進行差異性分析,起初是通過酶位點作圖,然后對不同的基因組區(qū)域進行測序,最新的檢測流程是首先對編碼p72蛋白的B646L基因進行測序,再測序中央可變區(qū)或其他幾個基因區(qū),如編碼p54蛋白的E183L基因、編碼p30蛋白的CP204L基因,因此,可將基因區(qū)的相關(guān)差異作為區(qū)分亞組的依據(jù)。目前,通過對B646L基因的部分測序已經(jīng)確定了22種主要ASFV基因型。來自西非的所有分離株均屬于基因型I,這一現(xiàn)象證實范圍內(nèi)的傳播使病毒具有組內(nèi)變異特點。有些基因型病毒傳播發(fā)生在不同地區(qū),如在毛里求斯流行的分離株與1998—2007年在莫桑比克和馬達加斯加分離的基因型II病毒屬于一個組?;蛐虸除了在非洲東部和南部的森林發(fā)現(xiàn)外,還在歐洲、美洲和加勒比地區(qū)發(fā)現(xiàn)相同的病毒亞型,這說明基因型I病毒傳播范圍廣且具有極強的適應(yīng)能力。通過分子分析顯示,葡萄牙的分離株和非洲西部的分離株具有高度一致性,病毒是從非洲傳播至歐洲,在蜱蟲中獲取的分離物測序存在基因型I的變異問題,是因為ASFV在非洲東部和南部野生動物宿主體內(nèi)長期進化形成的遺傳多樣性。基因型II很大概率從莫桑比克侵入馬達加斯加,高加索和俄羅斯近年來才出現(xiàn)來自基因型II的病毒,僅有少數(shù)分離株在島上或者特定國家出現(xiàn)獨特的基因型。
非洲豬瘟臨床表現(xiàn)包括超急性、急性、亞急性和慢性4種類型。超急性病豬中有100%死亡率,短時間內(nèi)突然死亡,沒有明顯損傷。急性型病豬在感染后的死亡率為90%~100%,早期表現(xiàn)出由淋巴細胞減少和單核細胞數(shù)量變化引起的食欲不振、不活動、高燒等癥狀,隨著病程延長出現(xiàn)厭食、非特異性炎癥(呼吸道和胃腸道)等癥狀,在發(fā)燒開始后7 d,豬的口鼻周圍可觀察到泡沫,病豬死亡前可能在耳朵、腹部的皮膚上觀察到發(fā)紺,可能還伴有膀胱、心外膜、心內(nèi)膜和胸膜黏膜的點狀出血等臨床癥狀。亞急性型與中度毒力分離株相關(guān),死亡率在30%~70%,特點是潛伏期長,一般在發(fā)病21 d后死亡,存活下來的豬一般在28 d內(nèi)恢復(fù)。亞急性型的妊娠母畜常出現(xiàn)流產(chǎn)、發(fā)熱、短暫性出血和水腫等病理表現(xiàn);病豬一般表現(xiàn)為高熱、腹水、心包積水,膽囊壁、膽管、腎臟周圍區(qū)域出現(xiàn)特征性水腫,有充血性的脾腫大,組織的局灶性梗死,肝臟、腎淋巴結(jié)、腹股溝淋巴結(jié)、頜下、咽后及腸系膜出現(xiàn)水腫和出血。低毒力分離株會引發(fā)慢性型非洲豬瘟。相比其他類型,慢性型非洲豬瘟雖然死亡率低且無血管病變,但有生長延遲、消瘦、關(guān)節(jié)腫脹、皮膚潰瘍和繼發(fā)性細菌感染相關(guān)病變的跡象。在西班牙和葡萄牙等國家,慢性型非洲豬瘟獨有的臨床特點是皮膚壞死損傷和關(guān)節(jié)炎,而在非洲豬瘟病毒長期存在的地區(qū)未出現(xiàn)這種病理特征。一般非洲豬瘟病豬的標(biāo)志性特征是在耳朵、尾巴、四肢、胸部、腹部和肛門區(qū)域的皮膚上出現(xiàn)紅斑,還伴有黏液樣鼻涕、嘔吐等癥狀,脾臟質(zhì)地易碎且顏色為紫黑色,腎臟通常在皮質(zhì)和腎盂發(fā)現(xiàn)點狀出血,還能觀察到腎臟、膀胱和胃壁的瘀點,少數(shù)病豬患有出血性胃炎,淋巴結(jié)腫大并且出現(xiàn)大理石紋。此外,ASFV可在康復(fù)豬或被低毒力分離株感染的豬的組織和血液中長期存在,增大養(yǎng)殖場對非洲豬瘟疫情傳播的控制難度。
滅活疫苗是最常用的疫苗之一,已被廣泛用于預(yù)防多種傳染病。滅活疫苗制備方法是通過高溫或者加入相應(yīng)化學(xué)試劑等方法使病毒本身失去原有毒性和感染性,但其仍對動物具有免疫原性。然而,滅活疫苗具有一定的局限性,可能只引發(fā)較低的免疫反應(yīng),因此,接種滅活疫苗時需要搭配佐劑或免疫刺激劑以增強其整體免疫原性。搭配佐劑二元乙烯亞胺(BEI)的滅活A(yù)SFV未能誘導(dǎo)保護性免疫反應(yīng),用戊二醛固定的ASFV感染的肺泡巨噬細胞和洗滌劑處理的抗原免疫豬未獲成功。可能由于滅活疫苗本身的特性,無法誘導(dǎo)細胞免疫應(yīng)答,目前有關(guān)ASFV滅活疫苗的研究沒有獲得理想結(jié)果。
通過病毒在體外或非宿主動物連續(xù)傳代而開發(fā)的減毒活疫苗(LAVS)已成功地控制了許多病毒性疾病。相關(guān)研究人員也開展了用自然或體外減毒的ASFV疫苗對豬的相關(guān)免疫實驗,但部分動物會出現(xiàn)并發(fā)癥。特定基因缺失的ASFV突變體為提高疫苗設(shè)計的有效性提供了思路。注意到體外減毒ASFV的缺點后,研究人員通過有針對性地刪除毒力相關(guān)基因,使其保持免疫原性的同時具有生物安全性。因此,靶基因缺失的減毒活疫苗和亞單位疫苗成為有吸引力的選擇,已經(jīng)有幾種基于UK、CD2v等基因缺失生產(chǎn)的ASF減毒疫苗正在試驗研究中,未來將再進一步擴展遺傳操作來開發(fā)更多的新基因位點。減毒活疫苗可誘導(dǎo)動物的免疫反應(yīng),其復(fù)制程度決定了免疫反應(yīng)水平,但過度弱化會引起免疫原性抗原的刪除、復(fù)制減少等問題,可能降低其對動物的免疫保護作用。據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院報道,用低毒力或減毒活A(yù)SFV免疫的豬會對同源攻擊產(chǎn)生保護性免疫反應(yīng),證明非洲豬瘟減毒株疫苗具有很好的安全性和有效性,目前進入到臨床試驗第二階段。
亞單位疫苗是較安全的特異性抗原疫苗之一,目前有多種表達系統(tǒng),分別是原核表達系統(tǒng)、酵母表達系統(tǒng)、昆蟲細胞表達系統(tǒng)、哺乳動物細胞表達系統(tǒng)和植物細胞表達系統(tǒng)。原核表達系統(tǒng)可以提供相對大量的確定蛋白質(zhì),基于大腸桿菌中表達的p45蛋白是最早生產(chǎn)的重組疫苗。酵母表達在工業(yè)微生物中廣泛應(yīng)用,與原核系統(tǒng)相比,其具有蛋白質(zhì)翻譯后修飾的優(yōu)勢,因此,重組蛋白質(zhì)更有可能被正確折疊。該菌株已用于表達人類乙型肝炎疫苗。昆蟲細胞表達提供一種相對完整的表達體系,載體中有功能強大的啟動子,通過外源基因替換多角體基因,進行糖基化、磷酸化和信號肽切割等修飾,最終獲得高水平的重組蛋白。這種表達已應(yīng)用于豬圓環(huán)病毒和經(jīng)典豬瘟(CSF)的疫苗。雖然哺乳動物細胞表達系統(tǒng)的表達水平不高,但系統(tǒng)具有潛在的應(yīng)用價值,并已經(jīng)應(yīng)用于牛病毒性腹瀉(BVD)等候選疫苗。植物細胞表達系統(tǒng)的宿主可以是細胞培養(yǎng)物或者是整個植物,可以加入可選擇的標(biāo)記以便于重組體的鑒定,已經(jīng)應(yīng)用于新城疫病毒疫苗和牛皰疹病毒疫苗。為了增強ASF亞單位疫苗的保護作用,需要分析現(xiàn)有的病毒株多樣性,不斷研究與病毒有關(guān)的抗原,并根據(jù)病毒附著途徑,選擇幾種本身具有免疫原性的蛋白用于構(gòu)建亞單位疫苗,目前已經(jīng)有p54、p30、p72和CD2v蛋白的疫苗研究。對桿狀病毒表達的p54、p30和p72、EP402R、CD2v蛋白進行免疫原性評估,可以誘導(dǎo)體液免疫反應(yīng)和中和抗體反應(yīng)的產(chǎn)生,但大部分亞單位疫苗無法為動物提供較強的免疫保護。
核酸疫苗是將重組表達載體直接免疫生豬,使編碼的蛋白抗原在體內(nèi)產(chǎn)生細胞和體液免疫反應(yīng)。雖然核酸疫苗已經(jīng)在豬偽狂犬病等疫苗中應(yīng)用,但設(shè)計p54和p30蛋白作為抗原的疫苗無法為生豬提供免疫保護。病毒載體疫苗是利用載體的感染性使動物獲得特異性免疫反應(yīng)和非特異性免疫反應(yīng)的疫苗,在非洲豬瘟疫苗中的研究甚少,其功能和免疫保護效率有待進一步考究。
為防控非洲豬瘟的傳播,動物疫病防控相關(guān)部門需加大對非洲豬瘟知識的普及力度,向獸醫(yī)和養(yǎng)殖戶提供非洲豬瘟相關(guān)的最新信息,特別是關(guān)于傳播途徑、如何避免引入及臨床癥狀等信息,應(yīng)在傳單、海報和其他宣傳活動中詳細說明,提高他們的安全防控意識,以解決動物疾病控制中現(xiàn)場檢測延遲問題。
相關(guān)部門要加強監(jiān)督,對進口的豬肉及豬肉制品進行全面檢疫,尤其是來自重點疫情地區(qū)的豬肉產(chǎn)品;定期對生豬屠宰場和交易市場進行檢查,每日監(jiān)督各項指標(biāo)的變化情況,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)疫情,及時采取病毒檢測、強制撲殺和封閉疫區(qū)等一系列行動;根據(jù)疫情不同形勢制訂有效的應(yīng)對方針,落實各級單位的疫情防控工作;還要與市場監(jiān)督管理部門協(xié)同合作,及時整頓并關(guān)閉疫區(qū)周邊豬肉屠宰場和販賣攤位,追溯正在流通的豬肉制品,對受感染的物品集中處理,切斷病毒傳播途徑。
生豬養(yǎng)殖場出現(xiàn)疑似病例時,需及時上報有關(guān)部門,由當(dāng)?shù)貏游镆咔榉揽夭块T對病例的臨床特征和病理病變進行全方面檢查,判斷疫病防控的風(fēng)險等級。同時,根據(jù)非洲豬瘟應(yīng)急預(yù)案對病豬、糞便和受污染飼料進行規(guī)范化統(tǒng)一處置,對疫情涉及的全部場區(qū)立即實施封鎖,及時對場內(nèi)環(huán)境展開全面消毒,嚴格限制人員流動。對于屠宰廠區(qū)中受感染的豬群,禁止私自用藥處理,禁止在受感染地區(qū)移動豬和豬衍生產(chǎn)品。根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)制定獎懲條例,對積極上報并主動配合的人員進行獎勵,對謊報和隱瞞動物疫情或疫病的個人和單位要嚴厲懲處,制定全方位的疫情防控政策。
通過科學(xué)的設(shè)計布局展開生豬場建設(shè),合理劃分出生活區(qū)、管理區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、隔離區(qū),對應(yīng)區(qū)域應(yīng)該配套相關(guān)硬件設(shè)施,建立起良好的生物安全屏障。嚴格把關(guān)豬場的進出管理,進入生豬場的人員要進行多次清洗消毒,及時更換場內(nèi)的衣物和鞋子,場內(nèi)的車輛禁止外出,限制外來人員和車輛的出入,對運輸物資的車輛、場內(nèi)道路均要進行全面清洗和消毒,禁止疫區(qū)的生豬和豬制品進入,對飼料、水源和外來引進豬要加強檢疫。對引進的豬群至少有1個月的觀察隔離期,引進的豬群各項檢測通過后才可混合飼養(yǎng),對豬群采取同批次管理的措施,采用全進全出的飼養(yǎng)管理模式。封閉建設(shè)能提高生產(chǎn)養(yǎng)殖的安全性,通過建立圍欄防止生豬生產(chǎn)區(qū)與野豬區(qū)發(fā)生交叉感染。生豬圈舍和場地要定期進行清掃和消毒,來自受感染地區(qū)的食物垃圾應(yīng)該被焚燒,絕不能飼喂生豬,并對糞污和病死豬群采取集中無害化處理。
非洲豬瘟是一種可嚴重危害社會經(jīng)濟的復(fù)雜疾病。目前,該疾病在許多國家流行并繼續(xù)傳播到新的國家。這對全球豬肉食品系統(tǒng)的飼料、生豬和豬肉產(chǎn)品的供應(yīng)和價格將會產(chǎn)生負面影響。一旦較晚發(fā)現(xiàn)并未采取嚴格的控制措施,這種疾病將迅速傳播并持續(xù)存在。因此,需要全面加快疫苗的研發(fā),提高豬的免疫抵抗力,采取必要的預(yù)防評估、信息共享、測試診斷和臨床檢查措施,以有效控制早期疫情。完善各級單位的疫情應(yīng)對方案,落實豬場日常管理等政策,均有利于控制非洲豬瘟疫情的傳播,將疫情對養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)造成的影響降到最低。