猪细环病毒的传播及公共卫生意义

文│李宾 （山东省博兴县吕艺镇畜牧兽医站）

细环病毒是属于Anelloviridae科的小型单链DNA病毒，1997年首次发现可能是导致日本的一位患者输血后肝炎的病因，该病毒被命名为TT病毒，指的是患者的首字母缩写。人类细环病毒及其他变体，如Torque Teno Mini和Torque Teno Midi病毒，被发现可以高比率感染人类。细环病毒还感染各种哺乳动物，包括猪、牛、羊、骆驼、家禽、猫、狗、啮齿动物和灵长类动物（黑猩猩、猕猴），细环病毒是哺乳动物正常病毒群的一部分。在接受免疫抑制药物治疗的器官移植后人类患者中，细环病毒构成了超过65%的病毒群，而在未接受治疗的个体中，这一比例仅为10%。这种免疫失衡、共感染和细环病毒血症之间的关联表明细环病毒是机会性病原体，许多猪和人的细环病毒感染的流行病学研究也都证实了这一点。细环病毒DNA在水源、猪肉制品、疫苗、血液制品、异种移植、医院环境和人类血清中均被检测到。一头猪同时被几种猪细环病毒感染并不罕见，用感染猪的骨髓对未感染和不提供初乳的仔猪进行实验性感染，能够导致病变和传染性病毒血症，可以在实验感染猪的多个器官和系统中独立产生病变。

一、细环病毒和猪细环病毒的分子特征、分类和复制

对于细环病毒的研究初期，因为细环病毒与圆环病毒（Circoviridae）科成员特别是鸡贫血病毒（chicken anemia virus）结构和分子特征相似，细环病毒被认为是第一个人类圆环病毒。然而，进一步的研究表明细环病毒和圆环病毒之间没有显著的序列一致性。2005年，国际病毒分类委员会提出将Torque Teno Mini和人细环病毒归入新的Anellovirus属，并赋予其首字母缩略词Torque teno的含义，由拉丁语Torque（项链）和tenuis（狭窄）组成。2009年，国际病毒分类委员会建立了新的Anelloviridae科，将其分为11个属。

细环病毒呈二十面体对称的球形颗粒，直径30～50纳米，基因组大小为2.1～3.9kb，取决于宿主物种。一般来说，动物细环病毒的基因组比人类细环病毒的基因组小，感染人类和黑猩猩的细环病毒基因组大小在3.7～3.9kb之间，猪细环病毒的基因组大小（约2.8kb）介于人类细环病毒和迄今为止在猫中分离出的最小的细环病毒（＜ 2.1kb）之间。细环病毒基因组由一个包含至少3个ORF的编码区和一个约1.2kb（猪细环病毒为0.8kb）的非编码区组成。ORF1编码约700～770个氨基酸，被认为是病毒衣壳蛋白。ORF1的遗传变异性大，其中至少有三个高变区，其特征是多次插入和缺失。ORF2编码约200个氨基酸，在一些基因型中，它分为更小的ORF2a和ORF2b，后者含有一个类似于蛋白质酪氨酸磷酸酶的鸡贫血病毒样保守氨基酸基序，可能参与了自然感染期间病毒转录和蛋白质的加工。ORF3编码一个含有285个氨基酸的蛋白，被认为是一种功能未知的非结构蛋白。

猪的自然感染最早在1999年被报道，第一个完整的猪细环病毒基因组在2002年被发表。感染猪的包括Iotatorquevvirus属和Kappatorquevirus属，Iotatorquevvirus属包括Torque teno sus virus 1a（TTSuV 1a）和Torque teno sus virus 1b（TTSuV 1b），二者也可被归类为TTSuV 1。Kappatorquevirus属包括Torque teno sus virus K2a（TTSuV K2a）和Torque teno sus virus K2b（TTSuV K2b），二者也可被归类为TTSuV 2。TTSuV 1和TTSuV 2具有非常低的约50%的核苷酸同源性，TTSuV 1的种内变异（＞30%）高于TTSuV 2的种内变异（＜15%）。猪细环病毒具有显著的遗传多样性，与RNA病毒和其他单链DNA病毒相媲美。当使用全基因组序列进行分析时，分类的复杂性大大增加，TTSuV 1c、TTSuV 1d、TTSuV K2c、 TTSuV K2d、TTSuV K2e、TTSuV K2f 和TTSuV K2g等被鉴定和提出。

在自然宿主组织中的分布以及在多种生物样本中的检测表明，细环病毒能够在不同的细胞类型中复制，识别分布在不同组织中的受体。由于DNA聚合酶编码序列从未被证实，因此人们相信细环病毒像大多数小型DNA病毒一样，使用DNA聚合酶和宿主细胞的复制机制复制其DNA。细环病毒基因组的复制过程已在多种组织中被检测到，包括肺、外周血单个核细胞、骨髓、脾、肝、胰腺、肾、甲状腺和淋巴结。然而，目前仍缺乏可靠的体外培养体系，限制了对细环病毒与其宿主相互作用的分子机制的研究。

二、 传播和公共卫生意义

猪细环病毒在猪群中的高患病率表明存在有效的传播机制，虽然粪口途径被认为是主要的传播方式，但其他途径也可能有助于病毒的传播。猪细环病毒在仔猪出生第一周的粪便和鼻分泌物中被发现，感染的流行率随着年龄的增长而增加，病毒更多地通过鼻腔分泌物而不是通过粪便排出。精液中也发现猪细环病毒存在性传播感染的可能性，但尚未证明猪细环病毒会影响精液的数量或质量。在初乳和死产仔猪中也发现了猪细环病毒DNA，这表明垂直传播和经胎盘、宫内传播是可能的。因此，猪细环病毒感染发生在生命早期，并导致进行性、持续性感染，病毒血症水平随着动物年龄的增加而增加。猪的大多数组织和器官包括脑、肺、肾、骨髓、心脏、脾、肠系膜和纵隔淋巴结都可检测出猪细环病毒，其中淋巴组织和T淋巴细胞分别被大多数研究者认为是猪细环病毒的靶位点和靶细胞。根据有限的体内研究，病毒最初的复制可能发生在黏膜相关淋巴组织和局部淋巴结，然后才发生全身传播。对猪群中猪细环病毒流行率估计差异很大，但在健康猪和病猪中通常都非常高，在老年猪（屠宰日龄）中检出率可达100%。世界各地的猪血清中都发现了猪细环病毒，TTSuV 1流行率在16.8%～100%之间，TTSuV 2流行率在31%～90%之间，但TTSuV K2b感染相关的数据仍然有限。

细环病毒在水源、废物处理厂和医院环境等环境中普遍存在，表明细环病毒在环境中是稳定的，且易于传播。人类细环病毒DNA在血液供应和其他输血产品中检出率和检测到的水平非常高。研究表明，TTSuV 1可以独立地在仔猪中诱导病变，并在实验猪模型中加剧与猪圆环病毒2型和猪繁殖与呼吸疾病综合征病毒的混合感染。由于人类通过食用猪肉接触猪细环病毒的可能性很高，对猪细环病毒是否可以在人类中检测到的调查显示，80%的人类血清测试猪细环病毒DNA呈阳性，40%的测试人类血清有针对TTSuV 1 ORF2的抗体，这表明在人类中发生了猪细环病毒的血清转换。而且，猪肉制品和胰蛋白酶等生物制品如肝素均报道含有猪细环病毒DNA。由于猪器官在大小、生理和基因编辑技术上的相似性，猪器官是异种移植的首选，但潜在的人畜共患猪细环病毒的公共卫生意义是需要严谨探究的。

三、检测

针对保守非编码区序列的检测能够检测出大多数细环病毒，而针对基因组中可变区域的检测有助于区分属。一些基于定量PCR的分析和原位杂交已经在血清、组织、粪便样本和牛奶等多种基质上进行了可靠的检测。使用基于核酸检测和抗原检测（如免疫组化）的组合可以提高诊断结果的可靠性。基于ORF1的酶联免疫吸附测定可用于TTSuV 1a、TTSuV 1b和TTSuV 2，TTSuV1a也可用ORF2为基础的酶联免疫吸附测定。在仔猪、育肥猪和母猪中检测到对TTSuV 1和TTSuV 2的抗体反应，反应的强度和检出率随着动物的年龄而增加。但遗传多样性、多基因型和其他病毒的共感染、宿主因素（如物种、年龄、免疫反应和可能的抗体交叉反应）导致了不同的检测结果，并且难以阐明细环病毒感染在体内的真实作用。下一代测序技术具有序列检测和深度覆盖的优势，可以有效地解决与细环病毒序列特异性检测可变性的缺点。但目前下一代测序技术关于猪病毒组的研究还很有限，大多数已发表的研究集中在表征的粪便病毒。这些研究中，在健康猪和患病猪的粪便中都检测到猪细环病毒，健康猪的最高检出率可达5%，腹泻仔猪的最高检出率达10%。在健康和猪圆环病毒2型感染猪的扁桃体和淋巴结中检测到TTSuV 1和TTSuV 2的比例很高。猪细环病毒感染与猪圆环病毒2型、猪圆环病毒3型和猪繁殖和呼吸系统综合征病毒引起的相关疾病以及戊型肝炎病毒引起的肝炎之间存在显著相关。分析的结果仅证实了先前基于核酸检测的研究，并证明猪细环病毒是猪病毒群的一个组成部分。