虎人工繁育种群病毒性传染病的流行病学与防制现状
2020-12-24连晓欢孙艺学丛彦龙
连晓欢 孙艺学 丛彦龙*
(1.吉林大学动物医学学院,长春,130062;2.吉林省畜牧兽医学研究院,长春,130062)
虎(Pantheratigris)作为一种珍贵的大型猫科(Felidae)动物,是亚洲特有的动物之一,也是中国国家Ⅰ级保护动物。作为我国的濒危物种,虎具有重要的科研、观赏和社会价值。20世纪五六十年代,由于人们的疯狂捕杀,使得虎的数量急剧下降。虎只有一个种,目前生活在我国境内的有东北虎(Pantheratigrisaltaica)、印支虎(Pantheratigriscorbetti)、孟加拉虎(Pantheratigristigris)、华南虎(Pantheratigrisamoyensis)等4个亚种。全国圈养虎的数量约2 000只左右,但是每个亚种的野生数量极少。据2006年统计,我国东北虎只有30—35只,印支虎30—40只,孟加拉虎30—35只[1]。而2010年统计时,我国野生虎仅有50—60只[2]。截止到2016年的统计数据显示,在中国和俄罗斯的边境地区尚有20只左右的野生东北虎,在西双版纳有印支虎分布,但是数量十分稀少,而孟加拉虎已经踪迹难觅,华南虎更是野外绝迹[3]。
近年来,我国对虎的生存保护措施已经逐步完善,但是由于病原的自然感染或食源性感染,能够引发圈养虎发病甚至死亡的病毒性传染病越来越多。猫泛白细胞减少症、犬瘟热、流感、猫传染性鼻气管炎、猫杯状病毒感染、犬副流感等病毒性传染病对虎的生存和种群的延续造成了严重威胁。为了认识和了解这些传染病对虎的危害,本文归纳总结了这些虎传染病的流行情况及其防治现状,以期为虎的传染病防护工作提供疫病的本底信息和参考依据。
1 虎重要病毒性传染病
1.1 猫泛白细胞减少症
猫泛白细胞减少症(feline panleukopenia,FP)是由猫泛白细胞减少症病毒(feline panleukopenia virus,FPV)引起的一种高度接触性传染病。FPV又称猫细小病毒、猫传染性肠炎病毒或猫瘟热病毒。研究发现,FPV在自然条件下能够感染多种野生猫科动物,如虎、狮(Pantheraleo)、豹(Pantherapardus)、浣熊(Procyonlotor)以及水貂(Neovisonvison)等[4]。临床上该病以高热、呕吐、腹泻、脱水、白细胞严重减少及出血性肠炎为主要特征[5]。研究表明,FPV能够导致所有猫科动物产生致死性肠炎,特别对幼年的虎、狮等传染性最强,在未免疫的虎群中具有高发病率和致死率[6-8],极大地威胁圈养及野生虎等大型猫科动物的健康[9]。
1986年,夏咸柱等[10]首次在沪杭动物园的华南幼虎体内分离到FPV。2000年,邱薇等[11]用猫肾细胞F81从桂林某野生动物养殖场的感染幼虎粪便样品中分离获得了1株FPV。2008年,Yang等[6]对我国不同地区野生动物园的总计207只虎进行了FPV血清学调查,发现FPV抗体阳性率高达53.1%。2012年,Goodrich等[12]的血清流行病学调查显示,俄罗斯野生东北虎的FPV抗体阳性率为68%。2012年,靳小霞等[13]检测了来自我国各地151只虎的血清FPV抗体情况,结果显示阳性率为47.7%。2017年,王海军等[14]对哈尔滨、长春及沈阳3个虎园的75只东北虎的血清进行了检测,发现FPV抗体阳性率均为100%。以上研究表明,猫泛白细胞减少症自1986年以来一直普遍存在于我国虎群中。
目前,已经有市售FP的弱毒疫苗和灭活疫苗,但是未见有这些疫苗应用于虎的报道。国内对虎源FPV的疫苗研究主要集中在灭活苗和新型疫苗的研制。2006年,杨松涛课题组通过Western-blotting实验证明了在毕赤酵母中表达的FPV VP2部分蛋白片段,能够与抗FPV血清发生特异性反应,说明利用原核表达的VP2蛋白用于虎FPV感染的特异性诊断及FPV亚单位疫苗的研制具有广阔的前景[15]。2009年,于亚丽等[16]以FPV-HLJ为种毒研制出FPV灭活疫苗,给幼虎三免后抗体效价多数能达到1∶1 024,表现出较为理想的免疫效果。
1.2 犬瘟热
犬瘟热(canine distemper,CD)是由犬瘟热病毒(canine distemper virus,CDV)引起的犬科(Canidae)、鼬科(Mustelidae)和浣熊亚科(Procyoninae)动物的一种急性、烈性、致死率极高的传染病[17-19]。该病的特征是双相热型,各黏膜的卡他性炎症,后期可发生非化脓性脑膜脑脊髓炎,出现神经症状。目前,CD已呈世界性分布,以其高致病性与传染性对全球犬只、毛皮动物和野生动物构成了巨大威胁[20-21]。
近年来,有关虎感染CDV自然发病的报道逐渐增多。1992年,美国旧金山Angeles国家保护公园暴发了一起虎和其他猫科动物感染CDV的案例,死亡率达22.97%[22]。1996年,上海动物园暴发了一起14只虎相继感染CDV的案例,由此可以看出CDV在虎群中已经具有较强的传播能力[23]。2003年,俄罗斯出现首例东北虎因感染CDV而死亡的病例[24]。同年,北京市某动物园的1只虎因感染了CDV而死亡[25]。2010年,俄罗斯锡霍特山脉自然保护区发现5只东北虎死于CDV感染[26]。2013年,Seimon等[27]通过RT-PCR对俄罗斯2001、2004、和2010年因CDV感染致死的5只东北虎的脑和淋巴组织样品中分别扩增出CDV的H和P基因。2017年,王海军等[14]对哈尔滨、长春及沈阳3个虎园75只东北虎的血清进行了检测,结果显示CDV的抗体阳性率达16.00%。自2010年以来,全球有近20只东北虎和孟加拉虎死于CD,因此,CD已经成为野生和圈养虎种群最新危害性疾病[28]。
目前,针对CD的防制已经有市售弱毒苗、灭活苗,以及单苗和联苗可供选择,针对虎的CD疫苗也有研究报道。例如,张贺等[21]将虎源CDV的F和H基因克隆至pcDNA3.1(+)表达载体上,经证实该重组疫苗可以诱导产生抗CDV的中和抗体,但免疫小鼠后血清抗体效价较低,因此,虎CD疫苗仍需研制。
1.3 流感
流感是由流感病毒(influenza virus,IV)引起的一种急性呼吸道人兽共患传染病。由于其传播速度快、传播能力强,因此成为国际上第一个实现全球监测的传染病[29]。目前,流感病毒分为A、B、C、D共4个血清型,其中A型流感病毒(influenza A virus,IAV)可自然感染鸟类(Aves)、猪(Sus)、马(Equuscaballus)、东方蝙蝠(Vespertiliosinensis)、水貂、大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)、猫科动物、海洋哺乳动物以及人类(Homosapiens)[30-31],并且常在动物群体和人群中呈地方性流行甚至大流行,其中禽流感的危害最大[32-33]。
我国关于虎感染IAV的报道始于2003年,由夏咸柱等[34]首次从发病孟加拉虎的病料中分离到1株流感样的病毒粒子,经生物学特性及基因检测鉴定为A型H5N1亚型流感病毒。此后,国内外均有关于虎感染IAV的报道[35]。2004年,泰国的Suphanburi动物园虎群暴发了H5N1高致病性禽流感,418只虎中有146只被感染,并且表现出明显的高热、抽搐与肺炎等症状[36-37]。2010年,高玉伟等[38]对我国1998年以来,哈尔滨、桂林等多地304只圈养虎进行了H5亚型IAV抗体检测和分析。结果显示,2002—2003年采样于上海、唐山、哈尔滨的34只虎中,有31只虎曾经有过典型的流感症状,其中24只虎H5血凝抑制抗体呈阳性,2只无临床症状虎也为抗体阳性。2015年,崔艳芳等[39]从广西壮族自治区南宁市动物园病死白虎的组织样品中分离到一株H5N1禽流感病毒。2017年,王海军等[14]发现东北三省75只东北虎H5和H9亚型禽流感抗体阳性率分别为9.33%和61.33%,但抗体呈阳性的东北虎均为健康个体,表明H5和H9亚型禽流感在东北虎群中呈隐性感染状态,这对虎群的健康构成了严重威胁,已经成为影响虎群生存状态的又一重要传染病。目前,禽流感和人流感疫苗的研制工艺和防制效果均得到了公认,但是这些疫苗是否可以应用于虎则有待探究。
1.4 猫传染性鼻气管炎
猫传染性鼻气管炎(feline infectious rhinotracheitis,FIRs)又称猫病毒性鼻气管炎,是由I型猫疱疹病毒(feline herpesvirus type 1,FHV-1)感染引起的猫科动物的一种急性、高度接触性传染病,发病率可高达100%,死亡率达50%[40-41]。该病潜伏期短,感染动物临床上以角膜结膜炎、上呼吸道感染和流产为特征[40]。患病动物可终生带毒和排毒,且在一定的刺激下可以反复感染,更可垂直传播,极具危害性[42]。
虎感染FIRs的临床症状基本相似,初期表现为精神沉郁、打喷嚏、咳嗽、结膜炎、体温升高等临床症状[43-44]。2010年11月,陈大庆等[43]报道了苏州动物园3只华南虎精神沉郁、食欲减退、流泪、流鼻涕等症状,经实验室检测结合临床症状诊断为FIRs。2013年,肖建雄等[45]报道了广东某动物园2只成年东北虎出现疑似感染FHV-1的症状,经抗生素治疗无效,5 d后死亡,同时毗邻的华南虎也出现疑似FIRs的症状,通过PCR等方法证明患病虎感染了FHV-1。2014年,Sun等[46]从1只华南虎的病料中分离到一株FHV-1。上述研究表明,FIRs不但具有感染虎的能力,而且能够引起虎群的广泛性感染,甚至能够垂直传播,因此对虎的繁育以及保护带来极大威胁[45]。目前美国已有FHV-1弱毒苗可供应用,但该疫苗对虎的免疫防制尚未见报道。
1.5 猫杯状病毒感染
猫杯状病毒感染(feline calicivirus infection)是由猫杯状病毒(feline calicivirus,FCV)感染引起的猫科动物的一种急性、高度接触性传染病[47]。患病动物可表现出精神沉郁、结膜炎、慢性口炎、呼吸道感染等多种临床症状,与FIRs症状十分相似[48]。病猫和带毒猫是该病的主要传染源,病毒可随宿主分泌物和排泄物排出体外,被感动物主要通过呼吸道结膜感染病毒[49]。
FCV目前已呈世界性分布,除了可以感染猫,还可以感染大型猫科动物,例如虎。1992年,Kadoi等[50]从舌和鼻患有溃疡的东北虎的病料中分离到FCV。1997年,王祥生等[51]从南方某虎熊乐园60多只孟加拉虎、东北虎和华南虎体内首次分离到FCV。2000年,范泉水等[52]用猫肾传代细胞从广西地区的东北虎中分离到一株杯状病毒样病毒粒子,经序列比对鉴定为FCV。2003年,高玉伟等[53]从上海某动物园患有口腔溃疡的虎的唾液中分离到该病毒。2019年,任灿斌等[47]报道了长沙生态动物园虎馆中的3只白化孟加拉虎相继感染了FCV。
目前国外已有FCV弱毒疫苗以及与FPV、FHV等组成的联苗可供使用。目前应用于虎的多为FCV单价苗。Harrison等[54]研究发现,给9只虎免疫二价灭活苗后,其血清与VS-FCV毒株FCV-DD1的中和滴度更高,暗示二价疫苗可能具有更有效的保护力。
1.6 犬副流感
犬副流感(canine parainfluenza,CPI)是由犬副流感病毒(canine parainfluenza virus,CPIV)引起的一种犬的高度接触性传染病[55]。患病动物主要表现为体温升高以及打喷嚏、咳嗽、流黏液性鼻涕等急性呼吸道炎症,严重时可出现神经机能障碍,脑水肿甚至死亡。
CPIV的宿主范围广,从犬(Canis)、牛(Bos)、猪、鼠(Rattus)、兔(Lepus)、猫(Felis)到虎等野生动物[56]。1967年,Binn等[57]首次利用Vero细胞从患病犬的呼吸道中分离到该病毒。2003年,孙贺廷等[58]利用血凝抑制试验证明在38份未免疫的虎血清中,有25份呈CPIV抗体阳性。2017年,翟俊琼等[56]从广州动物园疑似感染的东北虎、华南虎的血清样品中分离获得两株病毒,经鉴定为CPIV。2019年,陈安妮等[59]于广东省某动物园疑似感染CPIV死亡的孟加拉虎的病料中检测到CPIV。虽然目前市场上有CPIV灭活疫苗及其多联苗,但其对虎的防治效果尚待考证。
1.7 其他病毒病
除了上述6种比较重要的病毒性传染病之外,还有很多病毒也能够感染虎。2012年,李元果等[60]报道了某动物园数只美洲虎(Pantheraonca)出现厌食、委顿、偶见咳嗽、后肢运动迟缓等症状,通过特异性引物检测,确诊为伪狂犬病毒感染。2012年,Goodrich等[12]报道了一例虎同时感染猫冠状病毒和猫免疫缺陷病毒的病例。2013年,Liu等[61]从1只突然发病死亡的华南虎的病料中分离到一株脑心肌炎病毒。2007年,吴长德等[62]采用PCR扩增了25只东北虎的朊病毒基因,结果发现大多数虎的朊病毒基因是高度保守的,但其中有2个核苷酸位点发生了变异。基因序列比对结果显示,东北虎与绵羊(Ovisaries)的朊病毒基因具有很高的相似性,说明东北虎对羊痒病也可能具有易感性。
2 存在问题
野生动物保护关系到人类的生存与发展。华南虎和东北虎被“中国濒危动物红皮书”列为濒危动物。针对虎的保护,亟须强化科技支撑,提高野生虎的种群数量。近年来,我国对虎,尤其是圈养虎的保护工作取得了重要进展,但仍面临严峻挑战,其中疫病本底不清、防控手段落后是亟待解决的主要问题之一。我国乃至世界对圈养虎病毒性传染病的认识较晚,研究较少,仍然停留在临床诊断、血清流行病学调查、病原分离等层面,缺乏系统的病毒溯源和遗传演化分析,感染途径亦不清楚。有些传染病虽然已有商品化疫苗,但是它们主要适用于猫和犬,对虎的免疫防制效果还缺少科学评价,其中疫苗种毒与感染虎的病原在抗原性存在多大差异,这是是否有必要研制针对虎的特异性疫苗而有待回答的重要科学问题。