简述猪圆环病毒2型致病性从无到有的演变历程

安利民，安　辉，赵　协，任夏贞，崔建凯，李彩霞，陈建华

（1.漯河市动物疫病预防控制中心，河南 漯河　462000；2.漯河市畜牧局；3.社旗县动物疫病预防控制中心）

简述猪圆环病毒2型致病性从无到有的演变历程

安利民1，安辉2，赵协1，任夏贞1，崔建凯1，李彩霞1，陈建华3

（1.漯河市动物疫病预防控制中心，河南 漯河462000；2.漯河市畜牧局；3.社旗县动物疫病预防控制中心）

猪圆环病毒2型（Porcine circovirus type 2，PCV2）是目前研究发现的一种能够感染哺乳动物的最小的DNA病毒。该病毒无囊膜，直径在12～23 nm之间，属于圆环病毒科圆环病毒属，与多种疾病相关，也是引起圆环病毒相关疾病（porcine circovirus diseases，PCVDS）的主要病原体。最近几年发现猪圆环病毒2型除了感染圈养猪外还会感染野生猪，但感染的野猪很少表现出明显的临床发病症状。现在PCV2已经成为全球多种猪流行病的主要发病因子，给养猪业造成了巨大的经济损失也严重威胁了今后养殖业的健康发展。

在过去的十几年里，人们对PCV2以及其引发的疾病的关注都发生了巨大改观。在20世纪90年代初，在当时还不知道是什么引发的猪断奶仔猪多系统衰竭综合征（PMWS），人们只知道与类似圆环病毒的一种致病因子有关。随后的分子生物学研究发现这种类似圆环病毒的致病因子并不是圆环病毒1型（PCV1）但其可以在PK-15细胞中传代培养。由于当时PCV2的生物学特性，病毒的感染特性都不清楚；而PMWS的发病机理在猪的模型上也缺乏一致的“科赫”法则导致PMWS的致病因子是PCV2的说法造成了很大的争议。事实上，特别是在PCV2的疫苗出现之前，很多猪病科学工作者和疫苗开发人员都认为PMWS与PCV2无关而与另外一种被称为“X因子”的东西相关。

现在，没有人怀疑PCV2是一种重要的猪病病原体，也无人质疑通过疫苗接种来预防疾病的发生是一件多么重要的事情了。笔者现总结一下PCV2在过去十几年里从被发现到无临床表现的隐性感染再到全球流行病的暴发的变化过程。

1　PCV2从被发现到被重视的过程

1962年，德国学者最先通过PCR检测到猪体内存在PCV2感染。此后，陆续在世界各地不同的国家检测该病毒的存在，1982年首次确定圆环病毒是一种非常小的单链环状DNA病毒。1985年最早确认出现PCV2相关的疾病。1996年首次描述一种新型流行病为猪断奶仔猪多系统衰竭综合征并发现该病与一种类似圆环病毒的致病因子有关。1997年非常严重的PMWS疫情在整个欧洲暴发。1998年第一次分离得到PCV2毒株并进行特性分析，随即核酸提取并测序得到了PCV2的整个基因组序列。1997年到1999年之间PMWS在亚洲暴发，科研人员也第一次通过PCV2与猪细小病毒的对猪的混合感染成功实现了PMWS的人为实验性的重现，从此确认了PCV2才是PMWS形成的主要原因。2001年，我国由郎洪武等人首次报道从猪群中分离得到了PCV2。2004年，在法国和德国首例PCV2全病毒灭活疫苗获得欧盟认证，2005年PMWS疫情在北美暴发。2006年北美研发获得国家许可生产的PCV2疫苗，2007年全世界普及应用PCV2疫苗。综合所有的流行病学数据发现PCV2在全世界的猪群里传播至少已经有50年之久。虽然知道了PCV2是导致PMWS的主要病因，但是什么导致PCV2病毒从隐性感染到造成流行病的暴发仍然是个未解的问题。

2　对病毒的解读

PCV2的基因组是一个环状、共价闭合、单链DNA，全长为1767-1768bp，其复制机制为：先通过滚环复制形成双链DNA，在通过双链DNA的多个读码框进行转录翻译编码蛋白，其中研究比较深入也较为重要的是ORF1、ORF2和ORF3三个读码框，分别编码与病毒复制相关的Rep和Rep′蛋白、结构蛋白Cap蛋白以及毒力相关蛋白。

对全球的PCV2进行抽样性基因组序列比对分析发现，PCV2亚型所有序列的同源性高达93%。根据基因组大小的不同主要可分为PCV2a和PCV2b两种基因型，第三种基因型PCV2c只有1980年在丹麦出现过。随后的研究发现，仅在中国地区分离得到了第四种基因型的PCV2并被命名为PCV2d。现在欧洲及南美洲的野生猪群里也存在PCV2，专家推测那可能会是PCV2的第五种基因型。

研究表明，在这众多不同的PCV2基因型中，只有PCV2a和PCV2b两种基因型的毒株毒力能够在猪的实验模型上导致PMWS形成。但更多的实验数据证明PCV2b的毒力要强于PCV2a，PCV2b才是导致PMWS形成的主要毒株。

遗传进化分析，100年前PCV1和PCV2很可能来自同一进化起源，后来由于进化压力的不同分别遵循了不同的进化轨迹。PCV1每年每个核酸位点的突变速度为1.15*10-5，而PCV2每年每个核酸位点突变的速度为1.2*10-3。从进化树的远近关系来看最早出现的PCV2亚型为PCV2c，随后才出现的PCV2a、PCV2b和PCV2d，PCV2a也是早于PCV2b先出现的亚型。

目前，PCV2a、PCV2b是世界上传播较为广泛的亚型。根据GenBank数据库里序列分析发现在2003年以前造成PCVD的只要亚型是PCV2a，而最近几年PCV2b慢慢替代了PCV2a成为了当今最为流行的基因型。相对于PCV2b来说PCV2a的核酸序列更容易变异，从进化角度来说就是PCV2a基因型要更早出现。

伴随着PMWS疫情的严重暴发，多个国家包括加拿大、丹麦、西班牙、瑞典、瑞士和美国均发现报道了PCV2a亚型发生了基因漂移变成了PCV2b亚型。尽管这些流行病学数据并不能说明PMWS流行病的暴发是由于PCV2b造成的，但在时间和空间上的巧合至少可以确定PCV2的基因漂移是PCVD变得更为严重的部分原因。

3　病毒赖以生存的宿主

PCV2的天然宿主是猪，从病毒与宿主细胞接触到进入细胞内部进行核酸复制、蛋白合成再到新的病毒粒子的组装是一个非常复杂的过程。体外试验证明PCV2对树突状细胞和巨噬细胞有嗜性，病毒抗原和核酸能在细胞中长期聚集且不影响病毒的复制，但病毒的复制周期较长而且载量一直不高，这可能也是病毒感染到发病需要大约18到25 d的潜伏期的原因，也就是从PCV2感染到PMWS形成的过程，也许PCV2的隐性感染（PCV2-subclinical infection，PCV2-SI）与PMWS的最主要的区别之一就是病毒载量的不同。

按照免疫学理论来讲，病毒对宿主的感染应在宿主的获得性免疫发挥作用之时结束，这种情况下宿主清除了急性感染而允许病毒在体内少量的存在而激活宿主的免疫系统产生相应的免疫应答和中和抗体，结果就是形成PCV2-SI而不是PMWS。那么PMWS之所以能形成原因应该就是因为缺乏相应的免疫应答和中和抗体的产生或者是PCV2造成了机体免疫系统的损伤。体外试验研究也证明了PCV2能够与树突状细胞、巨噬细胞以及外周血单核细胞相互作用，一方面使淋巴细胞增殖受到抑制，另一方面促进细胞的凋亡来影响机体的免疫系统，最终通过多种途径导致淋巴细胞不能被有效地激活，数量减少并使免疫系统处于妥协状态，从而其他病原体可以趁机入侵造成混合感染。

宿主本身品系的不同、性别的不同对PCV2的易感性也存在差异。试验研究表明在PCV2的感染后长白猪相比于杜长、大白、皮特兰猪表现出更为严重的淋巴组织损伤和明显的PMWS临床症状。而汉普夏公猪相对于约克郡、长白公猪更能抵抗PCV2的感染。早先的研究表明PMWS对母猪的致死率要高于公猪，而最新研究表明PMWS造成的死亡率在母猪和公猪之间并无太大差异。但目前为止，不同机体对PMWS的易感性和耐受性差异的具体机制还不清楚，有待进一步的研究发现。

4 导致PMWS形成的多种因素

PMWS是一种多种因子综合疾病，而PCV2是最为主要的病原体。下面总结一下促发PMWS的多种因素。

首先，来自宿主体内的病毒。除了上面提到的PCV2b是PMWS形成的重要原因之外，该病流行学调查发现在PCV2感染早期除了病毒感染的因素外，饲养环境和个体差异也决定了机体发病与否。比如哺乳期仔猪随着体内的初乳抗体不断减少，来自母源的抗体保护的持续时间也有限，胚胎期或生后感染PCV2的仔猪，通常会在断奶后发病。怀孕母猪感染PCV2后可通过胎盘垂直传染为仔猪。因此，母猪是仔猪感染的重要因素之一。

其次，饲养管理。农场的饲养管理不善、饲养环境差、疫苗免疫方案错误、生物安全存在威胁、日常保健和卫生较差等多种因素均可导致发病。尽管不知道这些因素导致发病的具体途径和机理，但其确实或直接或间接地促发疾病的形成。

最后，混合感染。PCV2感染宿主后会导致免疫抑制，而细小病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、伪狂犬病毒、支原体等多种病毒或病菌会乘虚而入造成混合感染。混合感染对免疫系统的刺激反而会促进免疫细胞内PCV2的复制并通过改变细胞因子的产生例如：降低IFN-γ、IL-10的表达水平来干扰免疫系统对PCV2的清除从而导致了PCV2在体内大量复制增殖和聚集。综合这些多种因素最终就导致了PMWS的形成，加重了病毒对猪群的危害程度。

5　讨论

1997年以来，PCV2成了最为重要的猪病病原体之一，同年在美国国家卫生研究院国家科学图书馆出现了第一篇通过评审的关于PMWS论文。从那时起到目前的17年内世界各地共发表了1 020多项关于PCV2的研究论文和科学发现，这个数量仅次于猪蓝耳病毒的1 698项。尽管有这么多的研究成果，但关于PCV2是如何持续长期地造成猪流行病的仍然未得到答案。

现在基本也是最重要的的问题就是为什么猪场里只有个别猪会表现出PMWS的症状，而大部分感染PCV2的猪并不出现任何不良反应？但根据以上文章内容的总结发现PMWS的形成也许恰恰是因为“一定”的个体在“一定”的时间感染了“一定”的病毒，也就是说那种免疫系统较为脆弱的易感型宿主在体内抗PCV2的抗体减少或没有时感染时又当下流行的PCV2亚型，这就造就了PMWS的形成。

第二个问题就是为什么PMWS会在全世界不同的国家几乎同时出现？该病是在1996年的加拿大被第一次发现，几年内世界各地多个国家也随之出现PMWS。但是要注意区分的是同时出现的是散发病而不是流行大暴发，PMWS在部分地区的流行暴发性并不是在同一时期，例如在欧洲和亚洲东南部是20世纪90年代，而美洲则在20世纪才出现了PMWS的流行。世界各地的流行病暴发主要是因为国际畜牧产品和生猪贸易的交流造成的，欧洲和北美是世界上PCV2传播的主要地区而且北美的PCV2b基因型的分离株也是从欧洲传播过去的。因此，伴随着全世界农畜产品和生猪交易的范围越来越广，交易次数越来越多，畜产品可能携带的传染性病菌或病毒也传播越来越快。PCV2的多种传播途径以及其生命周期长的特点导致了全球的PCVD形成了牵一发而动全身的局面。

总之，PCV2的流行病学特性和具体的致病机制以及PCVD的形成原因都是非常复杂的过程，虽然目前的研究成果已经帮助我们了解了很多相关的知识，目前的PCV2疫苗也一定程度上遏制了PCVD对猪养殖业的危害，但完全弄明白以上那些问题以及研制出更为有效的疫苗还需要越来越多的科研工作者付出更多的努力。

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1004-5090（2015）03-0025-03

2014-11-29）