豬圓環病毒2型的流行病學研究進展

梁小妹，龔紫鳳，呂其壯,2*，農可懿，卓嚴玲，覃 婷，覃新云

(1.玉林師范學院 生物與制藥學院，廣西 玉林 537000；2.廣西農產資源化學與生物技術重點實驗室，廣西 玉林 537000)

豬圓環病毒(porcine circovirus，PCV)屬于圓環病毒科圓環病毒屬，該屬包括禽類的鸚鵡喙羽病毒(BFDV)、鴿圓環病毒(PiCV)、金絲雀圓環病毒(CaCV)和鵝圓環病毒(GoCV)等[1]。圓環病毒的典型特征是病毒粒子為球狀、無囊膜，DNA為單股環狀、基因組較小(1759～2319 nt)，直徑為16～18 nm。目前PCV已有4個血清型，分別是PCV1、PCV2、PCV3和PCV4，其中PCV1雖能感染豬，但不具致病性，PCV3被證明與豬皮炎腎病綜合征(PDNS)、繁殖障礙和心臟及多組織器官炎癥有關[2]，PCV4最近才被發現且其致病性有待進一步證實[3]。目前，PCV2感染可引起豬圓環病毒相關性系統疾病(PCV2-systemic disease，PCV2-SD)[4]，除了PCV2-SD，PCV2還與其他相關病理條件導致的包括PCV2亞臨床感染(PCV2-SI)、PCV2-生殖性疾病(PCV2-RD)和PDNS等疾病[5]被一起歸類為豬圓環病毒病(porcine circovirus diseases，PCVDs)。

PCV2作為PCVDs的主要致病病原體，其感染率極高，可廣泛傳播于各類豬群，目前已于世界范圍內廣泛流行，給全球養豬產業造成了巨大的經濟損失。Xiao等[6]2016年采用PCR檢測方法調查美國的PCV2流行情況，其陽性率達23%，并且分析2014年至2016年獲得的455個開放閱讀框架2(ORF2)序列發現只有1.9%的樣本屬于PCV2e基因型；Kwon等[7]2017年針對韓國農場豬群進行PCV2的檢測和鑒定，結果發現PCV2陽性率為53.8%，且PCV2a、PCV2b、PCV2d 3個基因型之間混合感染情況嚴重；Jiang等[8]2017年對采自中國16個省份的疑似患PCV2-SD的死豬組織樣本進行PCV2 DNA鑒定，結果顯示PCV2陽性率為64.7%。以上研究表明近年來國內外PCV2感染率居高不下，且PCV2毒株也在不斷發生變異，給世界養豬業的健康發展帶來嚴重威脅。

鑒于當前PCV2致病的機理尚不完全清楚，本文對有關PCV2分子流行病學的研究資料進行綜合分析，以期為有關PCV2流行病學和防控策略的研究提供參考。

1 PCV2的易感動物

研究表明，PCV2不僅存在于家豬和野豬中，在牛、蚊蟲、家蠅、綿羊、嚙齒動物，甚至在人類中也能被檢測或分離出該病毒的存在[9-10]。嚙齒動物中，兔子實驗性感染PCV2不會導致血清轉化或病變,小鼠體內可復制PCV2且PCV2能在小鼠間傳播。有研究發現在注射輪狀病毒活疫苗的兒童的糞便樣品中檢測到PCV2 DNA[11]，對此，需進一步闡明PCV2是否可以感染人及感染后是否致病。

PCV2對動物的不同靶器官和靶細胞進行攻擊，導致不同的結果。有研究已證實PCV2可在支氣管和腹股溝淋巴結、扁桃體、肺、肝、腎、脾和胸腺組織中復制[12]，而對于40～70 d的豬胎兒，病毒主要感染心臟，其次是肝臟、淋巴器官和肺，病毒攻擊心臟可導致胎兒木乃伊化。易感細胞當中，胚胎細胞普遍易感染PCV2，且處在40～70 d階段的胎兒易被病毒感染心肌細胞、肝細胞和單核細胞[13]。出生后，病毒易在淋巴細胞、樹突狀細胞(DC)、豬肺泡巨噬細胞(PAM)、豬腎細胞(PK-15)等中繁殖。PCV2可在淋巴細胞中復制，由有絲分裂原刺激的外周血淋巴細胞(PBL)已被用作體外模型，以研究免疫激活下PCV2的復制。另外，研究表明PCV2可在DC中進行復制，DC作為一種抗原提呈細胞，可很好的共刺激未成熟的T淋巴細胞，但PCV2可引起DC誘導先天反應的功能受損，提示受PCV2感染的豬會更易感染其他病原體[14]。當病原體入侵機體后，PAM在免疫方面起著重要作用，更是PCV2感染的主要靶細胞。PCV2感染豬后，對肺臟產生嚴重損傷，上調IL-10免疫調節性細胞因子，IL-10可使機體產生嚴重的免疫抑制，同時PAM也是豬細小病毒(PPV)的靶細胞，當兩種病毒同時感染PAM，IFN-γ表達量下調，從而使其他病原體更容易侵害機體[15]。另有試驗證明PCV2還可感染PK-15、豬血管內皮細胞和豬氣管上皮細胞，而PCV2在PK-15中繁殖時，宿主細胞不發生細胞病變[16]。

2 PCV2的傳播途徑

大量研究證明，PCV2在豬的傳播途徑包括水平傳播和垂直傳播。

2.1 水平傳播

盡管口鼻途徑是最有效的感染途徑，但PCV2既可通過鼻、扁桃體、支氣管和眼部的分泌物傳播，也可存在于糞便、唾液、尿液、乳液和精液中。此外，經口服未煮熟的含PCV2的動物組織可感染仔豬。將感染豬和健康豬混合，健康豬在4～5周后也出現PCV2-SD的臨床癥狀，這一結果可證明PCV2-SD的水平傳播[17]。與單獨分開的動物相比，直接接觸的豬之間更易傳播PCV2，且在鄰近圍欄的地方也間接發生感染。在全身感染的情況下，PCV2可脫落在許多身體分泌物中，考慮到PCV2脫落的各種途徑，PCV2的環境負載可成為群體健康的重要指標。PCV2與豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)共同感染增加了PCV2的脫落量和脫落的持續時間，這將導致更高的環境病毒負載。在養豬區生產設施空氣中的塵埃顆粒檢測PCV2濃度最高可達每立方米空氣107個PCV2基因組[18]，表明空氣傳播也極大增加了PCV2的感染率。另一項研究發現在5個養豬場的家蠅中含有PCV2 DNA，家蠅體內PCV2 DNA與糞便樣品中的PCV2DNA相匹配，隨后對豬進行定期PCV2疫苗接種后，環境PCV2負載明顯下降，并且第二年豬場內沒有蠅類被檢測為PCV2陽性，這表明可將蠅類體內的PCV2 DNA含量作為測量環境PCV2負載的參考[19]。

2.2 垂直傳播

妊娠母豬產仔前3周經鼻感染PCV2后出現胎盤感染，接著在流產和活產仔豬可檢測到PCV2，且流產胎兒和死胎的心肌炎也與PCV2感染相關。日齡在13 d或少于13 d的豬自然感染PCV2，其病毒脫落的持續時間至少為分娩后的209 d，而實驗性感染PCV2的豬，其持續時間是69 d[20-21]。感染母豬初乳中可發現傳染性PCV2，其初乳也能感染仔豬。PCV2在自然和試驗感染的公豬精液中均可檢測到，相關試驗表明試驗感染的公豬至少在90 dpi后可發生PCV2的脫落，當年幼的母豬與含有大量感染性的PCV2精液受精可導致生殖失敗[22-23]，而PCV2含量低的精液未能感染母豬，說明受精傳播PCV2需達到一定含量。在一項臨床繁殖研究中，40%新生仔豬檢測到PCV2，然而在同一研究中，另外46%的新生仔豬血清陰性，無病毒血癥，這表明感染的懷孕母豬經宮內傳播可感染胎兒[23]。

3 PCV2的流行特點

3.1 流行歷史和基因分型

PCV首次于1974年在豬腎傳代的細胞系中被發現，并在1982年才被命名為PCV。1991年在加拿大爆發PCV2-SD后，學者開始研究該病的致病因子，并在20世紀90年代中期發現嚴重淋巴樣病變與一種類似PCV的因子有關，隨后的分子病毒學研究表明這種因子與目前已知的PCV(PCV1型)不同，為區分這兩種不同的病毒因子，分別命名為PCV1、PCV2。但最早的豬PCV2感染可追溯到1962年的德國[24]，并于1998年首次分離和鑒定出PCV2毒株[25]。到90年代后期，歐洲和東南亞也隨后爆發PCV2-SD，美洲則從2004-2005年開始，中國是在2000年郎洪武等[26]首次報道PCV2-SD，如今PCV2已廣泛流行全世界。

目前根據新的研究表明，國內外PCV2分為PCV2a、PCV2b、PCV2c、PCV2d、PCV2e、PCV2f、PCV2g、PCV2h 8個基因型[27]。PCV2基因型從PCV2a向PCV2b發生漂變，PCV2b可能在2002年至2004年期間占PCV2a的主導地位[28]，PCV2a含有5個簇，分別是2A、2B、2C、2D、2E，PCV2b含有3個簇，分別為1A、1B、1C。PCV2c很少被報道，首次在丹麥被發現，隨后又在少數國家發現，如巴西[29]、中國[30]等。隨后2009年在中國首次報道PCV2d和PCV2e 2種基因型[31]；為進一步闡明PCV2在中國的起源和流行，2017年基于ORF2核苷酸序列的系統發育對1996年至1999年采集的23個毒株進行分析，發現其中3個毒株與其他已知基因型相比，具較低的序列同源性，并命名為PCV2f[32]；次年PCV2g和PCV2h被定義為2個新的基因型[27]。目前雖然PCV2具有8個基因型，但在適當的情況下僅PCV2a、PCV2b和PCV2d可實驗性地復制PCV2-SD[33]。

3.2 發病率和死亡率

隨著PCV2和PCV2-SD在北美和歐洲的不斷爆發，國內對PCV2感染和PCVDs給予更多的關注。郎洪武等[26]采用ELISA檢測采自北京、河北、山東等地22個豬群的559份血清樣本，共檢出 PCV2抗體陽性率為42.9%，其中斷奶仔豬占16.5%，后備母豬占43.3%，經產母豬占85.6%，育肥豬占51.0%，這項調查雖不能全面反映當時中國養豬場PCV2感染的情況，但為中國PCV2感染的存在提供了初步證據，之后王忠田等[34]、李玉峰等[35]也進行了相似調查。曹正等[36]對江蘇省2006年1月至2007年6月的15個豬場進行了PCV2感染情況的調查，其中12個豬場的發病率為20%～60%，死亡率為5%～35%，這也與豬場的管理環境有關，但一旦感染豬群出現繼發細菌感染或與其他病原體共感染，發病率和死亡率將會增加。有關PCV2感染的血清學和病原學調查以及與PCV2-SD的臨床關聯的一些研究表明，PCV2的感染廣泛分布于全國各地，且不同地區、不同養豬場、不同年齡豬的PCV2抗體陽性率在10%～90%之間，在復雜的病例中，死亡率可能從1%到30%不等；經產母豬、后備母豬和育肥豬的PCV2抗體陽性率遠高于生長豬和哺乳豬，這種感染現狀嚴重打擊了國內養豬戶的養殖積極性。

3.3 臨床癥狀和病理特征

3.3.1 臨床癥狀 PCVDs主要影響5至18周齡的豬[37]，這可能是與仔豬受母體抗體保護有關。臨床癥狀包括體重減輕，淋巴結腫大，黃疸；淋巴組織中出現嚴重的淋巴耗竭和組織細胞替換；呼吸窘迫可見于感染豬，肺部產生間質性肺炎和單核細胞浸潤性細支氣管炎；患有腹瀉的感染豬，腸粘膜增厚，腸系膜淋巴結腫大，伴有肉芽腫性腸炎；PCVDs也可導致生殖功能衰竭，出現胎兒流產或死胎，并顯示出壞死性心肌炎[38]。PCV2也被認為是豬皮炎和腎炎綜合征(PDNS)的潛在病因，以紅色至紫色合并皮損、腎小球及間質性腎炎及血管炎為特征[38]。盡管如此，有關PCV2參與的程度和機制有待進一步研究。

3.3.2 病理特征 淋巴組織中的淋巴細胞耗竭和組織細胞替換是PCV2感染和PCVDs的標志性病變。在淋巴組織中PCV2的感染和復制可破壞淋巴濾泡的結構，導致淋巴細胞耗竭，隨后被組織細胞所取代。因此，破壞淋巴濾泡和減少與PCV2感染相關的白細胞可導致豬免疫抑制。在感染的豬中，淋巴細胞發生耗竭與卵泡間DC、B細胞、NK細胞、γδT細胞、CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞的減少及單核細胞和粒細胞的增多有關，且淋巴細胞耗竭的嚴重程度與受感染組織中檢測到的PCV2抗原量呈正相關[39]，因此，揭示淋巴耗竭的確切機制將有助于今后控制PCV2的感染。

3.4 地域、季節、年齡和品種

3.4.1 地域 自PCV2被發現是PCV2-SD的主要病原體以來，PCV2-SD如今已經在五大洲被確診，值得注意的是，已經證明在澳大利亞存在PCV2感染，但當時該國卻沒有PCV2-SD[40]。PCV2感染不存在明顯的地域差異，而不同基因型的PCV2有一定的地域分布，如PCV2c只出現在少數幾個國家[29-30]，PCV2d首次于中國被報道并迅速席卷全國，現在也開始向世界蔓延。

3.4.2 季節 不同季節PCV2的感染情況具有較大差異。有研究發現PCV2的感染發生在一年四季，春、秋、冬的陽性率為19.7%～22.2%，而夏季達到44.0%陽性率，可能夏季溫度較高和蚊蟲、蒼蠅較多，有利于疾病傳播，或是熱休克蛋白70(HSP70)等對PCV2復制的調節造成夏季感染率高[41]。

3.4.3 年齡 PCV2主要感染5～12周齡的斷奶仔豬，其中6～8周齡的仔豬最易感。病例對照研究表明，受PCV2-SD感染的農場中3個月大的豬具有較高水平的PCV2抗體，與無PCV2-SD農場相比，感染PCV2-SD的1～10周齡和16～20周齡的動物的鼻腔和血清中PCV2 DNA水平較高，這些發現表明PCV2感染發生得越早，豬越易于患PCV2-SD，而隨后研究卻發現PCV2-SD的發展與PCV2感染的時間無相關性[40]。王科文等[42]對10個豬場中處于4、10、16、20周齡的豬進行PCV2的抗體陽性率檢測，結果表明10周齡和20周齡之間的豬相比其他階段的豬更易感染。郭振華等[43]檢測豬的70份血清樣品，發現18周齡和21周齡的豬更易感染PCV2。

3.4.4 品種 PCV2-SD的易感性因公豬的不同而有所變化。與大型白杜洛克雜交豬相比，純種或雜交種皮特蘭PCV2-SD感染引起的死亡率較低，而另一研究并沒有發現與品種相關的死亡率差異，且相比于杜洛克、大白豬和皮特蘭豬，長白豬對PCV2相關疾病的易感性更高。有研究表明豬基因組中可能含有與PCV2-SD易感性增加有關的基因[40]，但針對死亡率差異是否與品種或編碼易感性的基因相關尚未清楚。

3.5 共感染

PCV2是PCVDs的主要致病因子，PCV2不僅與PCV1、PCV3，還與豬的其他致病病原體(如病毒、細菌、支原體和寄生蟲，詳見表1)共感染[44]。PRRSV是PCVDs病例中最常見的共感染病毒，被認為與PCV2協同作用誘導PCVDs，PCV2與PRRSV共感染會增加豬的免疫細胞損耗，其他可與PCV2共感染的病毒有豬細小病毒、豬流行性腹瀉病毒、奧葉茲基氏病病毒、戊型肝炎病毒、豬細環病毒、豬睪丸病毒、豬流感病毒、豬內源性逆轉錄病毒等[38,45]。細菌中的胞內勞氏桿菌(Lawsoniaintracellularis)和沙門氏菌(Salmonellaspp.)與PCV2混合感染，均可加重其臨床癥狀[45]。在PCV2共感染的支原體當中，最常見的為豬肺炎支原體，當公豬在接種間隔兩周內受到豬肺炎支原體和PCV2的感染時，在合并感染的公豬中可觀察到嚴重的臨床癥狀，病情惡化后，其精液中的攜帶高水平的PCV2 DNA對后代感染PCV2構成潛在風險。眾所周知，任何損害免疫系統的疾病都會導致寄生蟲感染，如今卡氏肺囊蟲(Pneumocystiscarinii)、隱孢子蟲(Cryptosporidiumparvum)、長后圓線蟲 (Metastrongyluselongates)均已被發現可與PCV2共感染[43]。

表1 PCVDs相關的共感染因子Table 1 Co-infecting agents associated with PCVDs

4 小 結

PCV2作為PCVDs的主要病原體，其所造成的危害已嚴重阻礙世界養豬業的進一步發展。然而，直到現在有關PCV2致病機理的認識還不夠深入。

本文著重對近年來有關PCV2流行病學的研究成果進行了歸納總結和分析，以期加深我們對PCV2致病機理的理解，為規模豬場和農村散養戶的養殖過程提供一些參考，例如對豬場應進行定期免疫接種，加強豬場的管理，定期對豬場進行疫病調查，將不同年齡和性別的豬分開圈養，盡量使用受精中心提供的精液，避免垂直感染；保持豬場環境干凈、通風，防止水平傳播疫病等。以疫苗為例，當前所有商用的PCV2疫苗均可有效減少臨床疾病和改善被PCV2感染農場的生產參數，顯著減少動物所攜帶的病毒量、病毒血癥和系統病毒載量，從而導致病毒的環境載量下降[46]?，F在市面上銷售的疫苗大部分是基于PCV2a和PCV2b基因型而制成的，但具體可根據當地PCV2的流行情況的不同來選擇使用不同類型的疫苗，如Circovaccine適用于經產母豬和初產母豬[5,47]；在PCV2b、PRRSV和PPV(豬細小病毒)的三重合并感染模型中，減毒嵌合型PCV1-2b病毒可起到保護豬的作用等[48]。