鹿科动物慢性消耗性疾病研究进展

吴 伟，赵德明，周向梅，乔 健，杨利峰

（中国农业大学动物医学院，国家动物海绵状脑病实验室，北京 100193）

鹿科动物慢性消耗性疾病研究进展

吴 伟，赵德明，周向梅，乔 健，杨利峰

（中国农业大学动物医学院，国家动物海绵状脑病实验室，北京 100193）

鹿科动物慢性消耗性疾病是鹿科动物发生的一种致死性神经退行性疾病，属于传染性海绵状脑病的一种。本文从病原学、地理分布、宿主范围、传播方式、环境的重要作用以及人类安全、诊断、防控等方面，对最新研究进展进行了综述，以期对该病的防控提供参考。

鹿科动物慢性消耗性疾病；病原学；地理分布；宿主范围；诊断；防控

鹿科动物慢性消耗性疾病（Chronic wasting disease，CWD）是一种可以感染北美黑尾鹿、白尾鹿、落基山麋鹿以及驼鹿的朊病毒病，与牛海绵状脑病（Bovine spongiform encephalopathy，BSE）、羊痒病（Scrapie）、水貂传染性脑病（Transmissible mink encephalopathy，TME）、猫科动物海绵状脑病（Feline spongiform encephalopathy，FSE）、人克雅氏病（Creutzfeldt-Jakob，CJD）等，同属于传染性海绵状脑病[1]。近年来，CWD逐渐成为传染性海绵状脑病（TSEs）研究的热点。本文从病原学、地理分布、宿主范围、传播方式及环境的重要作用，以及CWD与人类安全、诊断、防控等方面的最新进展进行综述。

1 病原学

CWD是一种在自由放养动物中发生的TSEs，可引起鹿科动物（包括麋鹿、驼鹿）发生致死性的神经退行性病变。目前，公认的病原是一种无核酸的蛋白侵染颗粒，称为朊病毒（PrPCWD）。它是宿主体内正常型朊蛋白（PrPC）构象发生改变后错误折叠而形成的一种异常的具有部分蛋白酶抗性的蛋白[2]。PrPC和PrPCWD一级结构完全相同，均由Prnp基因编码，但高级结构不同：PrPC以α-螺旋为主，而β-折叠含量极少；PrPCWD以β-折叠为主，α-螺旋为辅。当感染动物后，会CWD诱导PrPC转化为PrPCWD，PrPCWD在体内大量蓄积，最终导致疾病的发生。

鹿科动物的Prnp共编码264个氨基酸，并且具有多态性，这种多态性通常与CWD的易感性有关。北美黒耳鹿Prnp的多态性位点225（S/F）能影响其对CWD的易感性。225SS的鹿对CWD的易感性比225SF鹿高30倍[3]；比较威斯康星州感染与未感染CWD的白尾鹿等位基因的出现频率时发现，G96S和Q95H多态性位点会降低其对CWD的易感性[4]。麋鹿Prnp在132（M/L）也存在多态性。氨基酸位点为132MM和132ML的麋鹿对CWD的易感性非常高，而氨基酸位点为132LL的麋鹿对CWD的易感性较低[5]。

2 地理分布

1967年CWD首次在美国科罗拉多州和怀俄明州被发现。截至2012年，根据美国动植物卫生检验局（APHIS）的报道，美国17个州（科罗拉多州、怀俄明州、犹他州、堪萨斯州、内布拉斯州、新墨西哥州、德克萨斯州、北达科他州、南达科他州、威斯康星州、伊利诺斯州、马里兰州、密苏里州、纽约、明尼苏达州、弗吉尼亚州、西弗吉尼亚州）和加拿大2个省（亚伯塔省和萨斯克彻温省）在自由放养的鹿科动物中已经发现CWD。美国13个州（科罗拉多州、内布拉斯加州、蒙大拿州、南达科他州、克萨斯州、俄克拉荷马州、明尼苏达州、爱荷华州、威斯康星州、密苏里州、密歇根州、宾夕法尼亚州、纽约）和加拿大2个省（亚伯塔省和萨斯克彻温省）在圈养鹿科动物中检测到了CWD。此外，2002年韩国发现1例CWD。这是除美国和加拿大外首次在其他国家发现的CWD病例。调查发现这头麋鹿是从加拿大进口的[6]。2016年，挪威在南部自由放养的驯鹿中检测到1例CWD。这是欧洲报道的第1例CWD病例，也是第1例驯鹿自然感染CWD的病例。目前，研究人员并不清楚挪威CWD的来源、流行以及发病率，对其相关调查正在进行中[7]。在较密集自由放养的鹿群中，CWD的患病率高达30%，在圈养的鹿群中，CWD的患病率甚至可以达到100%[8]。

3 宿主范围

CWD的自然宿主是北美黑尾鹿、白尾鹿、落基山麋鹿和驼鹿。在自然条件下，还未发现鹿以外的动物感染CWD的案例。欧洲马鹿和驯鹿经口接种可以感染CWD[9-10]；韩国梅花鹿已被证实存在CWD感染。Hamir等[11]将患病的麋鹿或白尾鹿的组织匀浆，脑内接种扁角鹿，发现可以使其感染；但将扁角鹿暴露在患病的北美黑尾鹿及CWD污染的环境中，发现扁角鹿不会感染CWD[12]。这说明扁角鹿对CWD的易感性较低。在欧洲对獐鹿、马鹿、扁角鹿、麂和驯鹿进行监测时，未发现任何CWD病例[13]。

对食肉动物和食腐动物进行研究，用感染CWD黑尾鹿的组织对雪貂进行脑内接种，发现雪貂在1年后开始表现出临床症状；对北美水貂接种，也同样成功感染CWD；但脑内接种浣熊，发现浣熊被不会感染[14]。Mathiason等[15]发现，CWD可以感染猫，并且病原可以适应猫体内，推测食腐动物或食肉动物（猫科动物）可能成为CWD传播的中间宿主。

对啮齿类动物进行研究，脑内接种试验小鼠500 d后，发现很少有小鼠被感染，但连续传代后小鼠会表现出临床症状[16]。脑内接种黄金仓鼠并不会使其感染，但病原在雪貂中连续传代后再接种入黄金仓鼠后会使其感染。这表明CWD在一些物种中连续传代后，会扩大其宿主范围[17]。

4 传播方式及环境的重要作用

CWD的自然传播途径和机制目前尚未明确。但可以肯定的是水平传播是CWD病原传播的主要传播方式。经口传播被认为是最主要的自然传播方式[18]。近期报道表明，经鼻传播也是一种有效的传播方式；烟雾化的朊病毒会促进CWD的传播[19]。对能表达鹿科动物PrPc转基因的小鼠接种病原时，发现口腔的损伤会促进CWD的传播[20]。此外，母婴传播也可能发生[21]。

感染CWD动物的唾液、尿液、粪便、血液以及鹿茸均可以携带病原[22]。此外，感染动物的脑、脊髓、眼睛、周围神经组织、淋巴组织、骨骼肌、心肌、膀胱、鼻上皮、肠道末端等均可检测出朊病毒。因此，CWD病原可以通过从发病或死亡动物体内的排出或释放，进入环境造成污染，从而间接传播该病。

环境能够传播CWD已经被证实。将幼龄鹿暴露在曾经感染过CWD的牧场后，可以使幼龄鹿感染本病[23]。幼龄鹿接触感染鹿用过的水、水桶、寝具等也会被感染[24]。土壤可以作为传染性朊病毒的天然贮存体。朊病毒可以结合在土壤微粒上，多年后仍具有传染性[25]。在朊病毒污染的土壤中种植大麦草，3周后可在植物茎中检测出少量朊病毒。这说明朊病毒可从土壤传播到植物。将植物的根和叶浸泡在含朊病毒的脑稀释液中，16 h后在植物的根和叶中均可检测到朊病毒；用这些食物饲喂金黄地鼠，会使其表现出典型的朊病毒病症状[26]。

5 CWD与人类安全

CWD对于北美洲的鹿和麋鹿来说是一种高致死性的朊病毒病。但CWD是否会感染人类，目前仍存在很大争议。Mawhinney等[27]发现在美国CWD高发病率的地区，因CJD患病死亡人数的比率并没有因CWD的流行而发生改变。Malin等[28]将感染CWD的北美黑尾鹿脑匀浆和脊髓匀浆，注射入对人CJD和BSE敏感的转基因小鼠脑内，发现转基因小鼠均未发病。Wilson等[29]用BSE、CWD以及羊痒病病原；对能够表达人朊病毒的转基因小鼠进行感染性试验时发现，反刍动物TSEs与人之间存在一定的种间屏障。Race等[30]用松鼠猴和猕猴作为实验动物进行感染试验，发现无论是脑内接种，还是口服，均不会使其表现明显的症状。Kurt等[31]利用不同的转基因小鼠模型，从氨基酸水平上证明了CWD与人之间存在着种间屏障。因此，无论是近似人类易感性的非人灵长类模型，还是流行病学检测、转基因小鼠验证，以及分子水平验证，均表明人类易感CWD的危险性是很低的。但是，由于环境中有大量CWD污染物，仍存在发生跨种传播和出现新型病毒的可能性，因此应持续进行检测，尽可能减少与CWD污染物接触。

6 诊断

常规的CWD诊断方法包括：临床症状识别（体重减轻和行为异常）、组织病理学诊断（大脑出现海绵状空泡样变化、大脑星形胶质细胞大量增生、大脑出现淀粉样病变）、免疫组织化学诊断、免疫印迹诊断、ELISA诊断等。但这些诊断方法不能满足早期检测和微量检测的需要。近年发展起来的蛋白质错误折叠循环扩增（Protein misfolding cyclic amplification，PMCA）技术和震动诱导转化（Quaking-induced conversion，QuIC），可以检测到动物各组织及血液和脑脊液中微量的PrPSc，具有更高的灵敏度，对疾病早期诊断具有重大意义。PMCA是一种在体外进行的人为加速朊病毒错误折叠过程的技术，将含有PrPSc的脑匀浆和含有大量PrPC的正常脑匀浆，按照一定的比例混匀，然后进行恒温孵育，诱导PrPC转变成PrPSc并生成聚集体，再通过超声破碎技术，将PrPSc聚集体破碎成更多的感染单元，将其作为新的“种子”，继续诱导产生新的PrPSc。经过上述“孵育-超声破碎”的多次循环，生成大量的PrPSc，从而提高组织中的PrPSc量，使其达到可检测的水平。通过这种高效的方法，可以检测到朊蛋白感染模型中动物各组织及血液和尿液中微量的PrPSc[32-33]。QuIC的原理是将仓鼠朊病毒疾病模型的脑匀浆作为“种子”，以大肠杆菌人工表达的仓鼠细胞型朊蛋白作为底物，在含有多孔的振匀器上快速振匀操作。相对于PMCA所应用的超声波裂解，QuIC的优势是振动/搅拌可以更容易并均匀地裂解样品，而超声波具有样品传递振动能量不同的问题，可一次性检测多个样品[34-35]。

7 防控

CWD的主要流行地区美国和加拿大，已经采取一系列防控措施来控制该病的蔓延。如，加强疾病的监测，对污染区域进行消毒，严格控制放养鹿群进入CWD高污染区域，颁布捕猎者在捕获麋鹿以及发现临床症状的麋鹿时需要采取措施的相关条例，并制订了严格的扑灭措施，要求一旦发现CWD感染的动物，必须及时隔离、扑杀、焚烧，并对周围环境进行消毒。美国一些CWD高发的州还采取了大面积扑杀以及监测的措施，但成果并不显著，仅有明尼苏达州和纽约取得了成功。未能成功清除CWD的主要原因是CWD病原已经长期存在于鹿群和环境中。健康鹿一旦接触污染的环境很容易被感染[36-37]。通过人类的行动来控制CWD的传播是一种更有效的手段。控制鹿群的活动范围、减少鹿的聚集以及对疑似CWD的动物尸体的妥善处理，均可在一定程度上控制CWD的流行。降低CWD复发的最佳方式是完全扑杀，严格限制散养鹿群进入，以及对所有暴露病原进行灭菌消毒。然而，即使是最全面的净化方式，也难以保证CWD不会再次暴发。考虑到当前CWD的流行程度、缺乏有效的治疗方法以及环境在CWD传播中起到巨大的作用等因素，对CWD的持续监测和防控非常重要。我国虽然尚未发现该病，但鉴于CWD对公共卫生的潜在危害，应该严禁从发生CWD的国家或地区进口鹿及其产品，防止CWD传入我国；同时监测我国CWD状况，做好检测及防控技术储备，以便应对可能的突发情况。

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（责任编辑：杜宪）

Research Progress of Chronic Wasting Disease in Cervids

Wu Wei，Zhao Deming，Zhou Xiangmei，Qiao Jian，Yang Lifeng
（College of Veterinary Medicine，Agricultural University，National Animal Transmissible Spongiform Encephalopathy Laboratory，Beijing 100193）

Chronic wasting disease（CWD）is a fatal neurodegenerative disease occurring in deer，which belongs to infectious spongiform encephalopathy. Some important aspects were analyzed in this paper，including the etiology，geographical distribution，host range，transmission mode，environment and human safety，diagnosis，prevention and control aspects of the latest research progress，in order to provide reference for the prevention and control of the disease.

Chronic wasting disease；etiology；geographical distribution；host range；diagnosis；prevention and control

S852.23

A

1005-944X（2017）11-0065-05

10.3969/j.issn.1005-944X.2017.11.018

国家科技支撑计划（2015BAI07B02）；国家重点研发计划（2017YFC1200500）

杨利峰