狂犬病病毒分子流行病學(xué)研究進(jìn)展

馮 燁，許煒迪，李文婧，涂長春

狂犬病是一種所有溫血?jiǎng)游镆赘械牧倚匀双F共患病，一旦發(fā)病，病死率為100%。亞洲和非洲是狂犬病流行最嚴(yán)重的地區(qū)，我國作為狂犬病高發(fā)國家，每年發(fā)病和死亡人數(shù)居世界第2位，僅次于印度[1]。多年來，狂犬病一直是我國嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題之一。近年狂犬病發(fā)病和死亡人數(shù)雖有所下降，但每年新發(fā)狂犬病的地區(qū)不斷增多[2]。本文對狂犬病病毒（rabies virus,RABV）基因分型和RABV分子流行病學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 RABV的結(jié)構(gòu)及基因分型

RABV基因組為單股負(fù)鏈不分節(jié)段RNA，全長約12 kb，基因組從3′端到5′端依次排列5個(gè)結(jié)構(gòu)基因：N-P-M-G-L，依次編碼5個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白：核蛋白、磷蛋白、基質(zhì)蛋白、糖蛋白和病毒依賴的RNA聚合酶蛋白。病毒基因組RNA和N、P、L蛋白構(gòu)成核糖核蛋白復(fù)合物（ribonucleoprotein,RNP），RNP被病毒囊膜蛋白M、G和脂質(zhì)膜包裹[3]。

2012年國際病毒分類委員會(huì)第10次會(huì)議將RABV界定為單分子負(fù)鏈RNA病毒目（Mononegavirales）彈狀病毒科（Rhabdoviridae）狂犬病病毒屬（又稱麗莎病毒屬）成員，該屬包括12個(gè)已定種和2個(gè)暫定種[4]（表1）。2013年Arechiga等[5]在西班牙的蝙蝠體內(nèi)分離到1株新的病毒，命名為LLEBV，為一種新的暫定種。除RABV外，其他種的病毒統(tǒng)稱為狂犬病相關(guān)病毒（rabies-related virus,RRV）。Badrane等[6]根據(jù)病毒的基因組特點(diǎn)，將狂犬病病毒屬成員分為3個(gè)分類群：Ⅰ群包括RABV、DUVV、EBLV 1-2、ABLV、ARAV、IRKV、BBLV 和 KHUV，Ⅱ群包括LBV、MOKV和SHIBV，Ⅲ群包括WCBV、IKOV和LLEBV。Hanlon等[7]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有狂犬病疫苗對狂犬病病毒屬RABV、DUVV、EBLV1-2、ABLV、ARAV、IRKV和KHUV均能產(chǎn)生交叉保護(hù)作用。

2 RABV分子流行病學(xué)研究

RABV廣泛分布于世界各地，是引起絕大多數(shù)哺乳動(dòng)物患狂犬病的病原，具有重要的流行病學(xué)意義。與RABV相比，目前分離獲得的RRV毒株數(shù)量有限，相關(guān)分子流行病學(xué)研究相對較少。我國除了2011年曾在蝙蝠體內(nèi)分離到1株IRKV毒株外[8]，從犬、貓等家養(yǎng)動(dòng)物和鼬獾、狐貍等野生動(dòng)物體內(nèi)分離的流行毒株均為RABV。

2.1 陸生哺乳動(dòng)物RABV分子流行病學(xué)研究 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球99%以上的人狂犬病病例均由病犬咬傷、舔舐所致[9]。犬等陸生哺乳動(dòng)物的RABV毒株可分為6個(gè)群，分別是世界群、非洲2群、非洲3群、北極相關(guān)群、亞洲群和印度次大陸群[10]。從地理分布來說，世界群是分布最為廣泛的病毒群，不僅包括從歐洲、中東、伊朗、哈薩克斯坦和圖瓦共和國的犬、狐貍和狼等動(dòng)物體內(nèi)分離的毒株，還包括墨西哥、哥倫比亞和巴西等美洲毒株，以及北非、中非和南非的毒株（這些非洲毒株曾被歸類為非洲1群）。犬在狂犬病流行和傳播過程中起重要作用，但是在自然條件下，犬的活動(dòng)范圍有限，犬狂犬病只在有限的地理范圍內(nèi)發(fā)生。因此有學(xué)者認(rèn)為15世紀(jì)后航海業(yè)的迅速發(fā)展使犬狂犬病傳播到各大洲，產(chǎn)生了世界群RABV[11]。非洲2群RABV主要在非洲地區(qū)的犬群中流行，包括毛里塔尼亞、幾內(nèi)亞、科特迪瓦、布基納法索、喀麥隆、貝寧、尼日利亞和乍得等地的毒株。與非洲2群不同，非洲3群主要來源于南部非洲的黃貓鼬等肉食動(dòng)物。北極相關(guān)群開始被認(rèn)為僅局限于北極、北美及俄羅斯寒帶地區(qū)的狐貍?cè)褐?，目前該群被證明在尼泊爾、印度北部、韓國等東亞國家及伊朗、巴基斯坦等地廣泛傳播和流行，該群病毒的主要宿主是北半球的犬、浣熊、北極狐、紅狐、臭鼬和狼等。亞洲群主要在中國、緬甸、泰國、老撾、柬埔寨、越南、印度尼西亞和菲律賓等東南亞國家流行。印度次大陸群只在印度南部和斯里蘭卡等地分布流行。系統(tǒng)進(jìn)化分析同時(shí)表明，RABV的傳播與人類活動(dòng)有密切關(guān)系，毒株的演化與幾次已知的人類遷徙活動(dòng)吻合，如RABV從哈薩克斯坦、俄羅斯遷移到加拿大和格陵蘭，從中國、韓國遷移到菲律賓和印度尼西亞等[12]。

表1 狂犬病病毒屬成員分類Table 1 Classification ofmembers of lyssavirus genus

有研究表明，非洲2群、非洲3群、北極相關(guān)群、亞洲群、世界群和印度次大陸群6個(gè)群的陸生哺乳動(dòng)物的RABV均起源于印度次大陸南部的家養(yǎng)犬，狐貍、浣熊、南部非洲犬科動(dòng)物和美洲臭鼬科動(dòng)物的RABV均由犬RABV衍生而來，近1500年來RABV呈現(xiàn)出更加多樣化的態(tài)勢[10]。毒株之間的宿主適應(yīng)性差異引發(fā)了毒株間的競爭作用，適應(yīng)性差的毒株被淘汰。這種淘汰過程導(dǎo)致了RABV遺傳多樣性的產(chǎn)生。有研究推測，這種完全隨機(jī)化淘汰過程是RABV產(chǎn)生地理源性系統(tǒng)進(jìn)化形式的原因[13]。

RABV的6個(gè)群反映了海洋、山脈、沙漠等天然屏障和歷史上殖民統(tǒng)治對狂犬病流行傳播的影響。山脈和河流被認(rèn)為是阻止疫病傳播的天然屏障，如喜馬拉雅山脈在空間上分割了亞洲群毒株，撒哈拉沙漠將非洲毒株分為不同的群。同樣，由于缺乏山脈和河流等天然屏障的阻隔，北極相關(guān)群病毒可在相對廣泛的地域流行和傳播[14]。目前越來越多的研究表明，動(dòng)物的自身活動(dòng)只能導(dǎo)致RABV在相對小的范圍內(nèi)擴(kuò)散，而人類頻繁的大規(guī)模長距離遷徙才是引發(fā)動(dòng)物狂犬病在更廣泛的地理范圍內(nèi)流行的根本原因。如人類從美國佛羅里達(dá)州前往弗吉尼亞州狩獵，引起浣熊狂犬病的快速擴(kuò)散；人類的遷徙和殖民活動(dòng)導(dǎo)致了世界群RABV在全世界范圍內(nèi)的廣泛分布；人攜帶感染RABV的家養(yǎng)犬跨國旅行是導(dǎo)致無狂犬病國家出現(xiàn)狂犬病疫情的主要原因等[15]。

在我國，陸生動(dòng)物狂犬病均由RABV引起。Tao等[16]對1949—2010年分離自我國23個(gè)省、市的320株RABV的全長G基因序列進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化分析，將我國RABV分為6個(gè)進(jìn)化群，分別為中國Ⅰ～Ⅵ群。其中中國Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ群屬于亞洲群，中國Ⅲ群屬于世界群，中國Ⅳ屬于北極相關(guān)群。研究中80%的毒株屬于中國Ⅰ群即亞洲群，該群包括我國19個(gè)省、市的犬等家養(yǎng)動(dòng)物源毒株和人源毒株；中國Ⅱ群分離自我國西南地區(qū)的7個(gè)省、市，主要由我國狂犬病第2次大流行（20世紀(jì)60—90年代中期）時(shí)分離的毒株組成，占總毒株數(shù)的15%；中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ群主要由近20年流行的毒株組成，僅占總毒株數(shù)的5%。Meng等[17]對最近78年來自亞洲13個(gè)國家的200株毒株全長N基因進(jìn)行分子流行病學(xué)研究，將亞洲各國流行的RABV分為5個(gè)群，包括亞洲1群、亞洲2群、亞洲3群、北極相關(guān)群和世界群。亞洲1群包括中國15個(gè)省和3個(gè)直轄市的毒株及1株來自印度尼西亞的毒株；亞洲2群由中國、緬甸、泰國、老撾、柬埔寨和菲律賓等東南亞國家的毒株組成；亞洲3群包括斯里蘭卡和印度的毒株（又被稱為印度次大陸群）；北極相關(guān)群主要在尼泊爾、阿富汗、韓國、印度和中國的內(nèi)蒙古自治區(qū)（內(nèi)蒙古）等地流行。2007年Shao等[18]在內(nèi)蒙古貉群中檢測到北極相關(guān)群RABV，這是該群病毒在我國流行的首例報(bào)道。世界群毒株分布廣泛，2013—2014年筆者所在的科研團(tuán)隊(duì)在我國新疆維吾爾自治區(qū)和內(nèi)蒙古等地的牛、羊、駱駝和野生狐貍體內(nèi)分離出多株世界群草原型RABV，草原型毒株一直在俄羅斯、蒙古和哈薩克斯坦等國的草原和森林草原交錯(cuò)帶的狐貍和狼等野生動(dòng)物中廣泛傳播，這是首次在我國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)草原型RABV的傳播流行[19]。通過對各群最近共同祖先的研究發(fā)現(xiàn)，亞洲1、2、3群起源于1615—1847年的中國，各群的分化時(shí)間分別為1789—1920年、1756—1906年和1863—1967年[20]。這一進(jìn)化動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果與近代我國和東南亞地區(qū)的人類遷徙活動(dòng)相吻合。在明末清初，我國時(shí)局動(dòng)蕩，南方有大量居民涌入東南亞國家，這使RABV感染的犬群隨著人類活動(dòng)發(fā)生長距離遷徙，進(jìn)而使RABV從我國傳入東南亞國家。Guo等[21]通過對我國和周邊國家RABV流行株的研究也證實(shí)，中國和俄羅斯對RABV在亞洲的傳播起到關(guān)鍵作用，而且毒株出現(xiàn)了多條跨境傳播的路線：如俄羅斯的毒株通過蒙古傳入中國、韓國和日本，進(jìn)而傳至印度、尼泊爾等，以及中國的毒株傳入東南亞各國等。而且亞群毒株在地理來源上出現(xiàn)了很多交叉，如SEA1亞群不僅包括了2007—2009年分離自越南北部地區(qū)的毒株，而且包括1969年分離自中國的毒株。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，越南北部諒山省和中國貴州省接壤，狂犬病可能是隨著上述地區(qū)人或動(dòng)物的活動(dòng)遷徙發(fā)生流行。Meng等[17]認(rèn)為中國廣西壯族自治區(qū)和越南通過南部海岸線接壤，增加了該地區(qū)狂犬病跨境傳播的機(jī)會(huì)。

2.2 蝙蝠RABV分子流行病學(xué)研究 在亞洲和非洲等欠發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，家養(yǎng)犬是RABV的主要傳播來源，但極少有蝙蝠狂犬病報(bào)道，這可能與上述地區(qū)蝙蝠狂犬病監(jiān)測體系不完善有關(guān)。在亞洲絕大多數(shù)國家和地區(qū)，未知原因死亡的蝙蝠不會(huì)引起重視，只有極少數(shù)傷人的蝙蝠才會(huì)被送到相關(guān)部門檢測[22]。北美洲和歐洲則具有完備的野生動(dòng)物監(jiān)測體系。研究發(fā)現(xiàn)，在北美洲浣熊和臭鼬是RABV的主要宿主；在歐洲紅狐和貉是RABV的主要傳播來源[23-24]。除了陸生哺乳動(dòng)物外，蝙蝠也是上述地區(qū)RABV的重要傳播來源。

蝙蝠RABV和犬等陸生動(dòng)物的RABV相比，表現(xiàn)出明顯的種群特征而非地域特征，這可能與蝙蝠具有長距離飛行的能力有關(guān)。Davis等[25]將蝙蝠RABV分為4個(gè)群：Ⅰ群RABV的宿主主要為群居的非遷徙性蝙蝠，如鼠耳蝙蝠屬和棕蝠屬；Ⅱ群RABV的自然宿主主要為獨(dú)居的遷徙性蝙蝠，如蓬毛蝠屬和銀毛蝠；Ⅲ群RABV來源于單一的宿主棕蝠屬；Ⅳ群RABV的宿主主要為拉丁美洲和美國南部的食蟲和吸血蝙蝠。Ⅰ群和Ⅱ群RABV地理分布很廣，覆蓋了加拿大和美國的大部分地區(qū)；Ⅲ群和Ⅳ群的分布范圍偏向南部，包括拉丁美洲和美國西南部?？傮w來說，這4個(gè)群的RABV并未表現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系。其中鼠耳蝙蝠屬與其他蝙蝠屬相比，體內(nèi)攜帶更為多樣的RABV，這可能與該屬蝙蝠比其他蝙蝠更喜歡群居，或因其對RABV更易感有關(guān)。值得一提的是，鼠耳蝙蝠屬不止攜帶RABV，在其體內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了ARAV、EBLV 1和EBLV 2等多種狂犬病病毒屬成員[26-28]。雖然蝙蝠RABV的地域分布特征并沒有犬等陸生動(dòng)物RABV明顯，但是仍表現(xiàn)出一定的地域特征，如海拔較高的山峰（安第斯山脈）將智利與拉丁美洲RABV株的流行范圍分隔開。

總體來說，蝙蝠和陸生動(dòng)物的RABV處于不同的系統(tǒng)進(jìn)化分支，二者的進(jìn)化速度相似，目前的研究數(shù)據(jù)并不足以區(qū)分二者究竟誰更古老。在陸生動(dòng)物中，狂犬病是相對急性發(fā)作的疾病，疫情大多由患病動(dòng)物咬傷引起，疫源地相對局限。相反，蝙蝠感染RABV后可存活很長時(shí)間，疫區(qū)范圍相對較廣。但是陸生動(dòng)物和蝙蝠的RABV在流行病學(xué)上的差異對各自攜帶RABV的進(jìn)化速度并無影響[28]。

3 小 結(jié)

我國狂犬病最近一次大流行始于1997—2001年的南部和東部省份，2007年達(dá)到頂峰（死亡人數(shù)約3300例），這主要是由犬的免疫覆蓋率低和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素引起的[29]。當(dāng)犬群的免疫覆蓋率連續(xù)多年達(dá)到70%以上時(shí)，狂犬病能夠得到穩(wěn)定控制，疫情會(huì)穩(wěn)步下降。沈朝建等[30]對全國21個(gè)城市和395個(gè)縣進(jìn)行犬免疫情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)城市犬整體免疫率約59.3%,農(nóng)村犬約48.7%，免疫覆蓋率均遠(yuǎn)低于70%。另外，引起狂犬病流行的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素包括：①大多數(shù)地區(qū)尤其是農(nóng)村地區(qū)未控制犬只數(shù)量；②運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展增加了人們攜犬出行的頻率；③許多農(nóng)村或貧窮的家庭無法享受到醫(yī)保，就醫(yī)不及時(shí)等。2009年國務(wù)院發(fā)出通知，要求強(qiáng)調(diào)狂犬病的防控工作，并提出了2015—2020年狂犬病具體防控計(jì)劃。國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)、農(nóng)業(yè)部、國家食品藥品監(jiān)督管理局和公安部四部委強(qiáng)調(diào)，在狂犬病防控方面不僅要明確各自的職責(zé)，而且要建立多部門合作機(jī)制。目前，國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)和農(nóng)業(yè)部著力制定了一系列狂犬病防控標(biāo)準(zhǔn)，并通過技術(shù)培訓(xùn)的方式加強(qiáng)各省級實(shí)驗(yàn)室的狂犬病診斷能力。

值得注意的是，雖然近年來我國制定了一系列防控狂犬病的法律法規(guī)，狂犬病發(fā)病和死亡人數(shù)明顯下降，但是發(fā)病地區(qū)呈逐年增多趨勢。因此開展大規(guī)模的動(dòng)物RABV分子流行病學(xué)研究，不僅有助于了解區(qū)域內(nèi)RABV流行特征和病毒種群進(jìn)化過程，監(jiān)測狂犬病疫情變化，同時(shí)也為制定動(dòng)物狂犬病防控策略奠定基礎(chǔ)。

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