禽流感病毒及禽流感的研究进展
2011-02-12王坤珍
王坤珍
(重庆市巴南区界石镇畜牧兽医站,重庆 401346)
禽流感是一种非常古老的病毒。1878年意大利首次发现了高致病性禽流感病毒,称之为“鸡瘟”,48小时内引起的死亡率可达100%[1]。在 1900年它被人类发现时称其为“真性鸡瘟病毒”[2]。直至 1955年,人类才正式把它命名为禽流感病毒[3]。由于其血清型较多,且易发生变异,被国际兽医局列为A类传染病,并被列入国际生物公约动物类传染病名单。
禽流感是由正黏病毒科 A型流感病毒引起的一种禽类的急性、烈性传染病[4]。典型病毒粒子呈球形状[5]直径80~120 nm,平均为100 nm。特别是某些毒株初次分离时,常呈丝状,丝状体长短不一,长者可达数微米,但经鸡胚和细胞培养物连续传代后可变为球形[6]。禽流感病毒有囊膜,其基因组为分节段、单股负链RNA。AIV囊膜的表面有两种主要的放射状排列的突起,是主要的保护性抗原。血凝素HA是构成病毒囊膜纤突的主要成分,属于I型糖蛋白,以三聚体的形式存在。HA(Hemagglutinin,HA)在病毒吸附及穿膜过程中起关键作用,刺激机体产生的中和抗体可中和病毒的感染,从而可以阻止禽流感的发生,HA在感染过程中可被水解为两条肽链HA1和HA2,是感染细胞的先决条件。神经氨酸酶NA是构成病毒囊膜纤突的另一个重要蛋白成分,呈蘑菇状,属于Ⅱ型糖蛋白,以四聚体形式存在。NA(Neuramidinase,NA)刺激机体产生的抗体虽然不能中和病毒的感染,但可使病毒的释放量减少,进而使禽流感发生的严重程度大大降低。一个直径为100 nm的球型病毒粒子约有500个纤突,HA占90%,NA占10%,这些表面糖蛋白抗原的特异性决定了病毒的亚型。目前已经鉴定出的HA有H1~H16[7],NA有N1~N9亚型,其不同 HA和NA亚型组合的流感病毒的致病性可以是显著不同的。按照A型流感病毒对鸡的致病性,可分为高致病性禽流感病毒(Highly pathogenic avian influenza viruses,HPAIV)和低致病性禽流感病毒(Low pathogenic avian influenza viruses,LPAIV),所有高致病性禽流感均是由H5或 H7亚型禽流感病毒引起的[8]。除了HA和NA外,囊膜内表面结合有基质蛋白M1,跨囊膜有基质蛋白M2。囊膜下的核蛋白包裹着RNA分子,它们与RNA聚合酶PA,PB1和PB2一起共同组成的核搪核蛋白复合体,构成病毒的螺旋状核衣壳。
禽流感一年四季均可发生,但多暴发于晚秋和冬春寒冷季节。禽流感的感染途径主要是呼吸道和消化道[9]。禽流感的传染源较多,可来自感染或发病的家禽、野生鸟类、迁徙水禽及哺乳动物。水禽是禽流感病毒的易感宿主,可以自然感染所有亚型的流感病毒,并可经粪便排毒污染水系,通过直接传播或候鸟的南北迁徙将病毒进一步散播,感染其他禽类和哺乳动物,是流感病毒的基因储存库和新毒株的重要来源,在流感病毒生态学分布和演化中具有重要意义[10]。感染禽的蛋黄、蛋清和蛋壳上均可分离到病毒,蛋也是水平传播媒介之一,还不能证实病毒可以通过蛋垂直传给后代。在这近几年时间里,H5N1亚型 AIV不仅屡次造成养禽业的巨大损失[11-15],而且自2003年12月~2008年6月19日,阿塞拜疆、孟加拉国、柬埔寨、中国、吉布提、埃及、印尼、伊拉克、老挝、缅甸、尼日利亚、巴基斯坦、泰国、土耳其、越南共发生H5N1禽流感病例385人,死亡243人,病死率高达63%[16]。以至于世界卫生组织(World Health Organization,WHO)不断发出警告,将流感大流行的警示级别提高到 3级。
1997年香港发生的AIV感染人事件,引起了世界的广泛关注。人流感病毒 HA与人呼吸道上皮细胞存在的半乳糖α2-6结合唾液酸具有强亲和性,而禽流感病毒HA则与存在于其靶细胞即肠上皮细胞存在的半乳糖α2-3结合唾液酸具有强亲和性[17]。通常认为禽流感病毒必须通过中间宿主猪才能感染人,因为人体内的流感病毒受体为α2-6唾液酸,禽体内为α2-3唾液酸,而猪体内同时具有这2种受体。当AIV感染猪后,在猪体内进行复制,并且同人的流感病毒进行杂交,AIV的受体特异性也发生变化,或者AIV也可能在猪体复制,适应一段时间后不需要同人流感病毒杂交,就可以在人体中有效的复制[18-20]。目前有2种假说被学术界广泛认可,一种假说认为,AIV直接传播给人,并在人体内同人的流感病毒进行杂交,产生可在人体内有效复制的病毒。而另外一种假说认为,禽流感病毒直接感染人,在人体内适应一段时间后,受体特异性发生改变后,符合人流感病毒的受体要求,进而在人体中大量复制[21、22]。无论以何种方式传播,禽流感病毒能够直接感染人已经成为不争的事实,对禽流感的防制不仅仅关系到我国养殖业的发展,更关系到人民的身体健康,其公共卫生意义己不容忽视。
禽流感是一种从呼吸系统到严重全身性败血症等多种症状的综合疾病[23、24]。禽类在感染后,轻度的为上呼吸道症状,导致产蛋量和孵化率严重下降,急性的为全身性致死性疾病综合症。组织病变主要是脑、皮肤及内脏组织坏死,消化道整个脏器出血及泌尿生殖道的炎症[25]。对家养的火鸡和鸡引起的危害最为严重[26]。Acland等[27]1983年对美国流行的H5N2亚型 HPAIV进行鸡与火鸡的人工发病,发现大体剖检病变主要有严重的肺充血、水肿,脾脏肿胀、出血,坏死性胰腺炎,心肌呈白色条索状坏死,消化道出血等。Kobayashi等[28]的研究也得到类似的结果。Swayne[29]用14株鸭源、2株火鸡源的AIV静脉感染5周龄SPF鸡。结果发现,间质性肾炎是最为常见的病变,其损伤能力与病毒的HA、NA密切相关。在肾中很容易查到AIV的病毒核蛋白抗原(NP)。Shinya[30]用A /whistling Swan/Shimane/499/83(H5N3)感染SPF鸡,病毒对鸡的损害主要为胰腺,其表现为炎症和萎缩。1997年Van Capmen[31]曾报道,鸡感染AIV A/turkey/ont/7732/66(H5N9)后引起严重淋巴细胞损伤。此外,病禽还表现精神不振,食欲较差,逐渐消瘦,产蛋量减少等,该型发病率高,但死亡率低。剖检可见,病禽的鼻窦、气管、气囊呈现卡他性、纤维素性、浆液纤维素性或黏液脓性炎,并有干酪样坏死物。有的病例肺脏呈现轻度的间质性肺炎,病变部肺组织轻度实变,继发细菌感染时可发展为支气管性肺炎。卵泡变性变形,输卵管黏膜水肿并产生渗出性炎,气管及肺部组织中可见到明显的淋巴细胞、巨噬细胞浸润[32]。SPF鸡感染H9N2亚型禽流感病毒致病性试验结果表明:病毒对鸡的损害主要为脑、脊髓、心肌及胰腺,其表现为充血、出血、变性、坏死[33]。2004年马春全等[34]研究发现,患H5N1型高致病性禽流感的病鸭的组织器官中病变率最高的为肠道、胰腺、脑、心肌和肺。2006年Muromoto等[35]将反向遗传重组技术获得的一株H5N1HPAIV经静脉注射途径感染鸡,攻毒后12h时外周血以及脾脏中的单核细胞和巨噬细胞均为流感病毒抗原阳性细胞。由此可见,H5N1亚型HPAIV感染后可在短时间内复制并分布到各个组织器官,形成系统性感染。
对于禽流感的防治主要是做好禽的消毒与隔离工作和免疫接种。禽流感病毒对外界理化因素的抵抗力较弱,选用对病毒敏感的消毒药如醛类、氧化剂类、卤素类、酸类复合型消毒剂进行消毒,并及时封锁,隔离、无害化处理,以免病毒向外扩散蔓延。目前,常使用的禽流感疫苗有H5、H9亚型灭活油乳剂苗。H5亚型灭活油乳剂苗是针对高致病力禽流感毒株而研制的;H9亚型灭活油乳剂苗是针对低致病力禽流感毒株而研制的;我国也有使用鸡痘-禽流感二联苗,主要采用翅根刺种的方法。接种时要根据不同地区、不同禽种、不同疫情来选用不同亚型的疫苗。肉鸡可在10~15日龄用灭活油乳剂苗接种免疫,在禽流感危害较大的地区要适当提前到5~10日龄接种免疫;蛋鸡和种鸡在整个生产期需进行4次或4次以上免疫,具体为10~15日龄首免,40~45日龄1免,开产前2免,以后每隔3~6个月加强免疫1次。肉鸭可在10~15日龄接种免疫;蛋鸭在10~15日龄首免,开产前1免,以后每隔3~6个月加强免疫1次。
[1] 世界卫生组织.禽流感[EB/OL].http://www.who.int/mediacentre/factsheets/avian -influenza /zh/index.html.2009-03-18
[2] 唐素云,苏涛,龙跃生,等.H5N1亚型禽流感病毒的危害及其防治的研究进展[J].湖南科技学院学报,2006,27(5):95
[3] 高福,刘文军.1991.DW卡尔尼克禽病学(第 9版).北京:北京农业大学出版社,1991
[4] 甘孟侯.禽流感[M].北京:中国农业出版社,2002
[5] Elster C,Larsen K,GagnoJ,et al. Influenza virus M1 Protein binds to RNA through its nuclear localization signal[J]. J chen virol,1997,(78):1589~1596
[6] Baker A T,Varghese J N,Laver W G,Air G M,Colman P M.Three-dimensional structure of neuraminidase of subtype N9 from an avian influenza virus[J]. Roteins,1987,2(2):111~117
[7] FOUCHIER R A,MUNSTER V,WALLENSTEN A,et a1.Characterization of a novel influenza A virus hemagglutinin subtype(H16)obtained from black-headed gulls[J].J Virol,2005,79(5):2 814~2 822
[8] John C. Obenauer,Jackie Denson,Perdeep K,et al. Large-Scale Sequence Analysis of Avian Influenza Isolates,Science[J],2006,311(5767):1576~1580
[9] 毕爱华.医学免疫学[M].北京:人民军医出版社,1995
[10] Webster R G,Bean W J,Gorman 0 T,et a1.Evolution and ecology of influenza A viruses[J]. Microbiol Rev,1992,(56):l52~179
[11] CHEN H,DENG G,LI Z,et a1.The evolution of H5N1 influenza viruses in ducks in southern China[J].Proc Nail Acad Sci USA,2004,101(28):10 452~10 457
[12] WHO.Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A/(H5N1)Reported to WHO[EB/OL]. http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/ country/cases_table_ 2008_06_19/en/index.html. 2008-06-19
[13] GUAN Y,POONM L L,CHEUNG C Y,et a1.H5N1 influenza:a protean pandemic threat[J].Proc Nail Acad Sci USA,2004,101(21):8156~8161
[14] VISESHAKUL N,THANAWONGNUWECH R,AMONSIN A,et a1.The genome sequence analysis of H5N1 avian influenza A virus isolated from the outbreak among poultry populations in Thailand[J].Virology,2004,328(2):169~176
[15] WAN X F,KEN T,LUO K J,et a1.Genetic characterization of H5N1 avian influenza viruses isolated in southern China during the 2003-04 avian influenza outbreaks[J].Arch Virol,2005,150(6):1257~1266
[16] KWON Y K,SUNG H W,JOH S J,et a1.An outbreak of highly pathogenic avian influenza subtype H5N1 in broiler breeders,Korea[J].J Vet Med Sci,2005,67(11):1 193-1195.
[17] Couceiro,SKelm,L.G Baum,et al. Molecular basis for the generation in pigs of influenza A viruses with pandemic potential [J].Virol,1998,(72):7367-7373.
[18] Ito T,Kowaoka Y,et al. Hostrange barrier of avian influenza virus.Vet microbial,2000,(74):71~75
[19] Perkins LE,Swayne DE,et al. 20/97(H5N1)avian influenza virus in seven gallinaceous species[J].Vet pathol,2001,38(2):149~164
[20] 韦天彬,黄裔腾.禽流感病毒的变异进化及其预防控制[J].中国免疫学杂志,2006,(22):16~18
[21] Kanta S,Alexander K,et al. Characterization of an avian influenza A(H5N1)virus isolated form a child with a fatal respritory illness.Science,1998,279(16):393~396
[22] Mikhail matrosovich,Nannan Zhou,et al. The Surface Glycoprotein of H5 Influenza Viruse Isolated from Human,Chicken,and Wild Aquatic Birds Have Distinguishable Properties[J]. Journal of Virology,1999,73(2):1146~1155
[23] BW卡尔科.禽病学(第9版)[M].北京:北京农业人学出版社,1991:455-471.
[24] Brown C et al. A pathogenesis study of highly pathogenic avian influenza virus H5N2 in chickens using immunohistochemistry[J].J comp Patho1,1992,(107):341~348
[25] 于大海,崔砚林.中国进出境动物检疫规范[M].中国农业出版社1997
[26] 陈化兰,于康震,卢景良.禽流感病毒及其分子生物学研究进展[J].国外兽医学畜禽传染病,1997,(1):3~7
[27] ACLAND H M,SILVERMAN-BACHIN L A. Eckroade R J.Lesions in broiler and layer chicken in a virus infection [J].Vet Pathol,1984,(21):564~569
[28] KOBAYASHI Y,HORIMOTO T,KAWAOKA Y,et a1.Neuropathological studies of chickens infected with highly pathogenic avian influenza viruses[J].J Comp Pathol,1996,114(2):131~147
[29] Swayne D E. Slwmons R D. Comparative pathology of chicken-origin and two duck-origin influenza viruses isolates in chickens:the effect of route of inoculation[J].vet Patho1,1994,21(6):192~195
[30] Shinya K. pathogenesis of pancreatic atrophies by avian influenza A virus infection[J].Avian Pathology,1995,(24):623
[31] Van capman J P. Protection against influenza virus infection in poly Ig receptor-knockout mice immunized intranasallv with adjuvantcombined vaccines[J].Vet Immunol and Immunopathol,1997,(58):301~308
[32] 于康震,陈化兰,唐秀英.97香港禽流感[J].中国畜禽传染病,1998,20(1):1~5
[33] 郭霄峰,廖明,辛朝安. H9N2亚型禽流感病毒的致病特性研究[J].华南农业大学学报,2001,22(7):70~72
[34] 马春全,卢玉葵,邓桦,等.鸭H5Nl型高致病性禽流感的病理组织学观察[J].中国兽医科技,2004,34(11):11~13
[35] MURAMOTO Y,OZAKI H,TAKADA A,et a1.Highly Pathogenic H5N1 influenza virus causes coagulopathy in chickens[J].Microbial Immunol,2006,50(1):73~81