人感染伪狂犬病病毒(猪疱疹病毒1型)研究进展
2019-02-16翁珊珊张文宏
翁珊珊,张文宏
伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV),又称猪疱疹病毒1型,以猪为自然宿主,可感染多种家畜及野生动物,引起以发热、脑脊髓炎为特征的急性传染病,因与狂犬病有相似表现,故命名为伪狂犬病。感染该病毒后,仔猪的病死率较高,还可引起母猪流产、死胎、木乃伊胎等繁殖障碍,以及公猪不育,从而导致猪场繁殖率、育成率及生长速度、料肉比等多方面指标下降,造成巨大的经济损失,是影响猪场生产的主要疫病之一[1]。研究者于1813年首次对该病进行了详细的描述[2],引起了畜牧业界的重视,随之对该病及PRV都进行了较为全面的研究。若干年来,间或有以临床表现及流行病学史为依据的人感染PRV的病例报道,但都缺乏确实证据。2018年,Ai等[3]首次报道了以眼内炎为主要临床表现,通过血清学及基因水平检测鉴定的人感染PRV病例,证实了PRV跨物种感染人类的可能性。现将该方面研究进展进行综述。
1 PRV的特征及人感染PRV的理论依据
PRV是一种具有二十面体对称结构的双链DNA包膜病毒,属于疱疹病毒科甲型疱疹病毒亚科水痘病毒属。该亚科病毒的特征包括较广的宿主范围,相对短的病毒复制周期,以及在感觉神经元中建立潜伏感染的能力。该病毒具有泛嗜性,可以在多种细胞系中繁殖,如肾脏来源的猪PK15细胞系、猴Vero细胞系、牛MDBK细胞系及鸡胚成纤维细胞等[4]。也曾有文献提及PRV可在若干个不同来源的人原代、传代细胞系以及人肺成纤维细胞中复制[5-6],然而具体内容佚失。
PRV直径约120~200 nm,呈球形。基因组大约有143 000个碱基对,由独特的长核苷酸序列及短核苷酸序列线性排列而成。其核衣壳的直径大约为100~110 nm,由162个壳粒组成。病毒包膜为脂质双层膜,含有至少15种蛋白,其中11种为糖基化蛋白(gB、gC、gD、gE、gG、gH、gI、gK、gL、gM和gN),与可感染人类的单纯疱疹病毒(herpes simplex virus,HSV)-1的类似蛋白相对应。研究显示,编码PRV gB与HSV-1 gB的DNA片段具有高度同源性,2种蛋白的结构与功能也十分相似,提示人感染HSV-1后对PRV可能具有交叉保护作用[7]。在11种糖蛋白中,gB、gD、gH和gL对于病毒的复制是必需的。其他糖蛋白如gE、gI、被膜蛋白US9和非结构蛋白胸腺嘧啶脱氧核苷激酶是非必需的,但它们的存在与毒力相关。这一特点可用于疫苗的设计,以区别减毒疫苗与野毒株。目前认为PRV只有一种血清型,但不同分离毒株的毒力具有一定差异[8]。
糖蛋白gC、gB与gD均参与PRV进入宿主细胞的过程:gC、gB与细胞表面的硫酸乙酰肝素蛋白多糖结合,介导病毒附着于细胞;随后,gD可与几种不同细胞受体结合。其中,细胞粘附因子nectin-1参与多种α疱疹病毒入侵宿主细胞的过程,被认为是最有效的gD受体[9]。研究显示,gD对人来源与猪来源的nectin-1具有相似的亲和力[10]。此外,nectin-1受体中的部分氨基酸残基(K61、T63、Q64、K75、Q76、N77、I80、N82、M85、S88、L90、A91、E125、A127、T128、F129、P130、N133和E135)在分子间接触中起到的作用超过90%,而这些残基在许多不同物种间都是保守的,包括小鼠(除了A91P突变)、牛、绵羊、山羊、猫、狗和蝙蝠等[11]。这为PRV的跨物种传播提供了理论依据。
2 流行病学特征
猪是PRV的天然宿主。病毒的污染物是主要感染源,空气传播和接触传播为主要传播方式,隐匿感染猪及康复猪可长期携带病毒。在某些环境中,野猪是PRV的主要替代宿主,但其可能不会终生携带病毒[12]。除此以外的易感物种均为异常宿主。牛、羊、猫、狗、浣熊、水貂、欧洲棕熊、黑熊、臭鼬、大鼠及小鼠均可感染PRV而发病[2]。尽管实验显示PRV可在家蝇的肠道中存活一定时间(半衰期3 h)[13],但目前尚无证据证明昆虫及鸟类参与了该病毒的传播。此外,研究者曾在浣熊和幼龄黑熊中检测到天然存在的PRV抗体[14],提示在其他物种中PRV感染可能并不总是致命的。
对于PRV是否可以感染人类,之前一般认为人对该病毒具有天然抵抗力[15]。但2018年以来,相继有研究者在基因水平上证实了人感染PRV病例的存在,但尚无由其他动物传播至人或人间传播的证据。
目前,在美国及欧洲等部分发达国家,伪狂犬病已在家猪中得到清除[16-18],而在我国,情况仍不容乐观。上世纪80年代,猪伪狂犬病曾在全国流行,推广使用 Bartha-K61株疫苗(一种天然基因缺失疫苗)后,疫情一度得到控制。但由于疫苗接种并非强制实施且缺乏监管,该病在全国仍有散发或流行。流行病学研究显示,2011年以来,中国PRV野生毒株阳性率呈逐年上升趋势[19]。叶晶等[20]对2010 2014年中国境内5省份1250份种猪血清进行了PRV gE抗体检测,发现其阳性率从2012年的11.3% 上升到2014年的 62.3%。自2011年猪伪狂犬病疫情再度暴发以来,国内科研人员相继从我国暴发疫情的猪场中分离到多株PRV,且证实新分离毒株存在变异,致病性较之前的PRV有所增强[21-22]。
3 疑似人感染病例报道
最早关于疑似人感染PRV的报告可回溯至1914年。Von Ratz等[23]报道了2名有PRV感染实验猫接触史的实验室技术人员在分别受到抓伤与针刺伤后,出现了不同于其他疱疹病毒感染的症状 伤口红肿且瘙痒。对症采用外用药物治疗后,该症状消失,但缺乏其他实验室证据支持该疑似诊断。1940年,Shukru-Aksel等[24]报道了类似的病例,2名实验室人员先后在处理确诊PRV感染的狗尸体时受伤,随后2者出现了皮疹、瘙痒、口炎等症状。虽然缺乏确诊证据,但将其中1名患者的血清接种于家兔后,家兔出现伪狂犬病表现,高度提示该患者发生PRV感染且出现病毒血症。1963年,Hussel等[25]报道了在一个养猪场出现伪狂犬病疫情后,4名具有接触史的工作人员出现了咽痛、下肢乏力的症状,然而同样缺乏进一步的实验室诊断依据。Mravak等[26]随后报道了3例具有血清学证据的PRV感染病例,分别发生在1983年及1986年。在这3例病例中,患者免疫功能正常,均具有疑似患病动物接触史,临床表现为乏力、发热、出汗、吞咽困难、烦躁不安、口腔及咽喉出现异常、不适等,其中1例患者进食时唾液分泌增多,而另2例出现无痛性淋巴结肿大及嗅觉、味觉异常等症状。病毒分离未取得成功,但患者PRV抗体滴度均出现显著升高。此外,也有农场工人在接触感染PRV的奶牛后出现持续数日手掌搔痒的报道[27]。
尽管不断有疑似PRV感染的病例报道出现,但对于人感染PRV的可能性却始终存在争议,一方面是因为所报道的病例缺乏确诊依据,另一方面,曾有研究对455名疑似PRV感染或职业暴露风险高的志愿者进行血清学调查,显示PRV特异性中和抗体阴性。此外,该研究的研究者进行了自身接种 皮内及皮下接种浓度为半数组织培养感染量的103.4倍及106.1倍的PRV后,均未出现相关临床症状[28]。
4 确诊人感染PRV病例报道
2018年,Ai等[3]报道了首例在基因水平上确诊的人感染PRV病例。该患者为免疫功能正常的中年女性,发病前有猪场污水接触史,急性起病后短期内出现发热、头痛症状,并有视力进行性下降表现。对患者病眼玻璃体液行二代测序及特异性PCR检测,并结合患者血清学检测PRV抗体阳性结果,确证眼内炎系PRV感染所致。进一步进行病毒进化树分析,发现测序所得病毒株与我国近年来流行的高毒力变异株高度同源[29-30],提示了PRV变异所致人兽共患稳定病毒株形成的可能。
同年,赵伟丽等[31]对不明原因脑炎患者进行回顾性筛查,通过脑脊液二代测序结合流行病学史及临床表现,临床诊断4例人感染PRV脑炎散发病例。该4例患者均为从事生猪与生猪肉生产、加工与销售的人员,临床表现为急性起病,病前数日有发热、头痛和 感冒样症状 的前驱期,此后迅速进展为以癫痫发作、意识障碍为表现的重症脑炎,预后不佳。其中1例患者伴有视网膜炎。
上述确诊病例报道,提示变异株引起人感染PRV的可能性,然而经典株本身是否具备跨物种传播人类的能力尚须要进一步研究。
5 临床表现
PRV对于人类的致病性正处于被研究认识的过程,对感染PRV的临床表现尚不能作全面详尽的描述。结合已报道病例,初步将临床表现归纳如下。
5.1 前驱期表现 一般持续数日,以发热为主要表现,可伴有头痛或者感冒样症状。
5.2 神经系统表现 主要表现为急性脑病或者脑炎综合征:①癫痫发作,以全身强直阵挛发作为主,严重者呈癫痫持续状态;②精神行为异常;③意识障碍,可进行性加重,昏迷;④其他神经体征,部分患者可有病理征、脑膜刺激征,一般无瘫痪体征。
5.3 视网膜炎或者眼内炎 急性双眼视力下降,直至失明,瞳孔不规则,光反射下降,眼底检查可见视网膜炎、视网膜脱离、玻璃体浑浊等。视网膜炎可为人感染PRV的主要表现,也可与脑炎合并发生。当与重症脑炎合并存在时,可能被脑炎的症状掩盖。
5.4 其他临床表现 除了典型的脑炎和视网膜炎病例,也存在临床表现相对较轻或者受累不全面的病例,可表现为发热、乏力、皮疹、瘙痒、咽痛等,往往可自愈。
6 诊断与治疗
我国伪狂犬病的国家诊断标准规定病毒分离鉴定、PCR、家兔接种实验适用于家猪PRV的检测;中和试验、ELISA适用于非免疫动物PRV抗体的检测及免疫后抗体的检测;乳胶凝集试验适用于实验室和现场对PRV抗体的早期检测[32]。
结合曾报道的疑似及确诊病例,具有密切流行病学接触史,以眼内炎、脑炎为表现的急性起病患者,须高度关注PRV感染的可能性。同样,也不能忽视临床症状轻微但具有密切接触史的患者。而进一步确诊,参考家猪诊断标准,须依赖核酸检测及血清学检测。核酸检测可采用PRV特异性引物进行PCR,也可通过二代测序方法直接对样本进行检测。血清学检测方法亦可参照对家猪的诊断方法。
治疗方面,对猪群,PRV感染目前没有特效治疗药物,疫苗免疫接种是预防和控制猪伪狂犬病的最有效措施,可从根本上预防病毒的感染和传播。对于感染PRV患者,症状轻微者无须治疗即可自愈。
PRV与HSV-1、HSV-2及水痘带状疱疹病毒(varicella-zoster virus,VZV)同属于甲型疱疹病毒亚科,与VZV同属水痘病毒属,与后者同源性更高。对于猪感染PRV,目前尚无有效的治愈方法,以免疫防控为主[33-34];对于人感染PRV,由于确诊病例报道少,目前尚缺乏临床共识和经验。对与该病毒亲缘性较近的VZV感染所致急性视网膜坏死综合征及其所致脑炎,临床推荐阿昔洛韦抗病毒治疗[35]。据此,我们建议对于人感染PRV,可在对症治疗的同时采用强化抗病毒治疗方案并密切随访病情进展。
7 小 结
经病原学二代测序及特异性PCR结合血清学检测方法确证了人感染PRV病例的存在,证明PRV具有跨物种传播感染人类的能力。虽然目前这类病例还很少见,但其潜在的危害性却不容忽视。更应引起我们重视的是,除了家猪饲养及研究等相关行业因密切接触具有暴露风险外,异种器官移植也可使PRV跨种间感染成为可能。究竟此类感染的发生是偶然还是普遍存在?是否存在其他疱疹病毒感染后的交叉保护作用?是否变异株较经典株对人体致病力更强?这些问题都有待于对PRV不同毒株的性状、基因突变情况、致病机制进行进一步深入地研究。与此同时,进一步防控策略的制定也势在必行。