非洲猪瘟病毒感染的流行病学及其疫苗的研究进展

魏 其，屈勇刚*，杨慧敏，任 敏，谷思颖，吴圆圆，于会举

(石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832000）

近年来随着我国与世界贸易活动的增加，引入外来动物疫病的风险增大，防控形势十分严峻。ASF是一种外来动物疫病，于2018年8月在中国首次出现。ASF是由ASFV引起的一种急性、出血性、烈性传染病，患病猪出现体温升高、呼吸困难、黏膜广泛出血等临床症状，具有发病病程短、病死率高等特征，已对我国养猪业构成了严重危害。世界动物卫生组织(OIE)已将该病列为法定通报的动物疫病，也是我国重点防范的疫病类型之一[1]。我国作为一个养猪大国，目前还尚未研制出有效的疫苗去解决ASF对我国养猪业的影响。

为了强有效地做好疫病的防范工作，更快地研制出有效疫苗，增强国民及其相关工作人员对疫病的防范意识，文章将从非洲猪瘟的病原学、流行病学以及疫苗的研究进展进行综述，为更有效地防控非洲猪瘟病毒提供理论依据。

1 病原学

1.1 ASFV的形态结构

ASFV是非洲猪瘟病毒科、非洲猪瘟病毒属的唯一成员，与虹彩病毒科和痘病毒科的某些特征具有相似性。ASFV是一种单分子线状双链DNA病毒，由囊膜包裹，二十面体对称，直径仅有175～215 nm，在该病毒粒子的衣壳中心有一个孔，使其结构呈特殊的六棱镜状[2]。ASFV基因组全 长 170～ 190 kb， 具 有 151个开放阅读框ORFs，共编码大约150～200种蛋白，该病毒成熟的粒子中含有50种以上的主要蛋白，在感染过程中起着重要作用[3]。其中，P72占病毒粒子总蛋白量的1/3，蛋白序列保守，具有良好的抗原性，感染后可产生高滴度的抗P72抗体，通常用于非洲猪瘟的血清学诊断。根据P72基因C端的核酸序列，可将非洲猪瘟分为24种基因型[4]。非洲猪瘟病毒的基因组容易发生变异，遗传过程多种多样，难以诱导产生中和抗体，因此对血清型尚未分类。

通过使用限制性内切酶进行酶切图谱分析，发现来源于美洲和欧洲的ASFV是同一种基因型，而分离到的非洲毒株却具有多种基因型，这表明来自不同区域的毒株之间存在较大的基因型差异。第一个被确定基因组全序列的毒株，是一株无毒力的西班牙BA71V分离株，常作为实验室研究的对象。目前，已测定11株ASFV全基因序列。

1.2 ASFV的理化特性

非洲猪瘟病毒具有囊膜结构，对蛋白酶具有抗性，对脂类溶剂和氧化剂敏感，如乙醚、氯仿、酒精、甲醛等消毒剂，对该病毒的消毒处理是有效的，可以通过胰酶、强酸强碱、高温条件灭活。然而，该病毒在pH 4～10的环境下非常稳定，可在冷冻的血清和组织中存活数年，在粪便和尸体中存活数周至一年，在一些被污染的肉制食品中可长期存活并造成感染，比如半熟肉、泔水、腌制或烟熏的火腿和香肠[5]。

非洲猪瘟病毒主要感染宿主的单核巨噬细胞系统，通过巨胞饮以及网格蛋白介导的胞吞作用完成入侵[6]。该病毒可在鸡胚卵黄囊和骨髓细胞中增殖，原代、传代细胞可用于病毒的体外分离培养。

2 流行病学

2.1 ASFV临床症状及病理变化

自然感染非洲猪瘟病毒的潜伏期一般在4～19 d。患病猪具有临床症状，例如体温升高、呼吸困难和黏膜广泛性出血等。根据病毒的毒力、感染剂量和感染途径的不同，临床症状存在一定差异，表现为最急性、急性、亚急性、慢性或隐性感染。最急性型通常不表现出典型的临床症状，并在2～3 d内突然死亡。急性和亚急性的特征在于广泛性出血和淋巴组织坏死。一些慢性或亚临床病例具有非常轻微或几乎没有病变。感染非洲猪瘟并发病的猪内脏器官出现广泛性出血，心脏出血严重，整个心包被血液充盈，在心内膜及浆膜也可见出血点[7]。一般一头猪并不会表现出所有的病理变化，但从几头猪几乎就可以看到所有的临床症状，在临床排查时要谨慎，不要将其与猪的其他繁殖障碍性疾病混淆。

2.2 流行现状

第一例ASF 病例于1921年在肯尼亚被发现，并且在撒哈拉以南的非洲国家流行。1957年入侵至西欧和拉美国家，在葡萄牙的里斯本地区首次发生，随后多个国家陆续发生，1971年南美洲的古巴首次报道，2007 年传入东欧和俄罗斯，对我国造成了极大威胁[8]。2018年8月，我国第一起非洲猪瘟疫情在辽宁省沈阳市沈北新区发生，随后在多个省市陆续发生流行，截至目前全国已有23个省市发生非洲猪瘟疫情，由此可见非洲猪瘟具有流行速度快、传播范围广、外界生存能力强的特点。

2.3 传染源及传播途径

猪是非洲猪瘟病毒的唯一天然宿主，主要靠发病猪和带毒猪进行传播，携带病原的组织、血液及各种分泌物、排泄物中均含有高滴度病毒，被病毒污染过的物质都能成为传染源。欧洲野猪对病毒敏感，但有3种非洲野猪（疣猪、大林猪、非洲野猪）感染后没有明显的临床症状，隐性带毒造成感染，是病毒的储存器[9]。

非洲猪瘟可以通过多种方式传播，如直接接触携带病原的猪（直接传播）；通过病毒污染物传播（间接传播）。软蜱等吸血昆虫都是 ASFV 的传染源[10]，软蜱叮咬后，病毒可长期在软蜱体内存活，通过叮咬进行传播。

2.4 易感动物及其保护

1921年，Montgomery设法感染白鼠、天竺鼠、兔、猫、犬、山羊、绵羊、牛、马、鸽等动物，都未成功。但Velho在1956年报告，通过兔子传26代后攻毒猪照样致死猪，这表明此病毒只对猪易感，对其他动物不造成感染。

目前非洲猪瘟已传入我国，对我国的养猪业造成了巨大的威胁，国家应加强生物安全的养殖建设措施，提供技术服务，严格检查检疫工作，发现病猪及疑似病猪必须及时上报，做到 早期发现、快速报告、快速诊断、严格处置”。目前我国非洲猪瘟疫病尚处于非常时期，严禁与疫情国家进行贸易，加强监测管理制度，密切关注周边地区及养猪场的疫情，将防控级别提高到最高水平。考虑到我国对非洲猪瘟预防和控制的复杂性、艰巨性和长期性，短期内是非常难以消灭非洲猪瘟，要在打好攻坚战的同时，做好打持久战的准备[11]。

3 非洲猪瘟疫苗的研究进展

3.1 灭活疫苗的研究

灭活疫苗在首次发现非洲猪瘟病毒后就开始研制，但效果不佳。灭活疫苗因自身固有的缺陷，难以刺激先天免疫系统诱导产生高水平的细胞免疫，虽部分能刺激猪产生抗体，但很难检测到中和抗体的存在。随着对ASF研究的深入，Blome等[12]研究结果表明，使用新型佐剂PolygenTM或Emulsigen®-D等仍然无法抵御ASFV的攻击。

3.2 亚单位疫苗

ASF亚单位疫苗使用杆状病毒为表达载体，在原核或真核细胞中将具有中和表位的非洲猪瘟病毒的保护性抗原进行表达，然后将得到的蛋白质或多肽与抗原呈递细胞结合以诱导产生更高的抗ASFV 中和抗体。ASFV编码的结构蛋白种类很多，经研究发现具有保护作用的有3种重要抗原蛋白P72、P54、P30[13]。产生P72和P54的抗体可以防止病毒吸附，P30的抗体可阻止病毒内吞作用。在P30、P72和P54中表达的重组蛋白只能延缓临床症状并降低病毒血症水平，仅能提供50%的保护而不能达到有效保护[14]。ASFV具有复杂的结构蛋白和免疫逃避机制，紧靠上述3者抗原刺激产生的中和抗体很难获得良好的免疫保护效果[15]。

3.3 病毒活载体疫苗和减毒活疫苗

目前，关于病毒活载体疫苗主要表现在诱导免疫应答上。有相关研究以狂犬病病毒、痘病毒或腺病毒等作为载体表达ASFV保护性抗原基因，以期获得更好的细胞免疫和细胞毒性T淋巴细胞（Cytotoxic lymphocyte CTL）反应[16]。为获得理想的诱导免疫应答反应，使用 鸡尾酒 式混合免疫，但这些研究未进行攻毒保护试验，需进一步验证保护效果，确保该疫苗研制方法的可行性。

减毒活疫苗(Live attenuated vaccines，LAV)可根据毒株的来源将其分为三类：传代致弱毒株、天然致弱毒株和重组致弱毒株。ASF在西班牙和葡萄牙流行期间，使用传代致弱毒株免疫动物后出现了肺炎、流产和死亡等副作用[17]。随后Krug[18]等在Vero细胞中进行传代培养分离株ASFV-G，传至第110代时病毒毒力完全丧失，但接种到家猪体内并未获得有效保护。用天然致弱毒株免疫动物后，可以诱导机体对ASFVⅠ型的不同分离毒株产生交叉免疫保护，但同时有不可估量的副作用，存在诸多安全隐患问题。

重组致弱毒株可以通过敲除病毒某种特殊基因（病毒毒力基因、免疫逃避相关基因等），降低病毒毒力而增强机体的免疫应答，研制出既安全又有效的基因工程减毒活疫苗。研究表明，一些毒株缺失部分基因后，接种宿主后缺失毒株毒力降低，可诱导产生针对同源毒株或异源毒株的特异性免疫保护。宿主免疫系统受到编码多种蛋白的ASFV干扰，目前已有的病毒免疫逃避相关基因有A238L、A179L、A224L、DP71L、MGF360/505、I329L、K205R、D96R、DP148R、A276R、D96R和EP153R，因 此，这些基因的缺失有助于增强宿主免疫反应。为了鉴定合适的缺失靶基因及其组合，需要更深入地研究来研制产生保护性免疫应答且没有相应副作用的ASFV减毒疫苗。

3.4 核酸疫苗

又称DNA疫苗，研制技术并不是很成熟。Argilaguet[19]等将ASFV 的 P72、P30和 P54基因克隆到真核表达载体上，制备ASF的DNA疫苗，但DNA疫苗免疫猪后并不能提供针对感染的保护。在真核表达载体中融合表达ASFV P30和P54基因与猪白细胞抗原II的特异性抗体单链可变区基因，可以让一些动物获得免疫保护。最新研究发现，ASFV基因组DNA质粒表达文库提供60%的保护力，并且需要用ASFV 抗原构建的多种DNA疫苗以获得更高的免疫保护作用。则在这一方面应寻找更多，提高核酸疫苗的保护水平。

3.5 疫苗研发面临的挑战

当前面临最大的挑战是怎样解决ASF疫苗。亚单位、DNA 疫苗虽可以诱导 ASFV 产生特异性抗体及相应的细胞免疫反应，但最大的问题是不能提供完全保护。部分基因缺失疫苗虽可以提供安全保护，也无法排除免疫动物后靠残余的毒力引起动物出现亚临床症状和病毒血症。

ASF疫苗在研发过程中，需进一步研究病毒蛋白的结构和功能，熟悉其复制和转录的调控，了解病毒与宿主之间相互作用的机制，为研究ASF疫苗提供依据和方向。有关免疫逃避相关蛋白的研究甚少，深入研究相关机制将有助于 ASF 疫苗研发。

4 讨论

ASF是一种重要动物疫病，具有复杂的病原结构和流行病学。目前，关于非洲猪瘟疫情对我国养猪业造成严重威胁的问题，已按照《非洲猪瘟现场排查手册》做好全面的消毒和防控工作，尚未得到有效解决，研发安全有效的ASF疫苗迫在眉睫。因此，就ASF问题从病原学、流行病学及疫苗的研究进行讨论，以期为非洲猪瘟的防控措施提供依据，为研制有效疫苗提供参考。