犬瘟热研究进展

刘 雯,夏志平,靳 朝*

(1.吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春 130062;2.解放军军事医学科学院军事兽医研究所,吉林长春 130062)

犬瘟热研究进展

刘 雯1,夏志平2*,靳 朝1*

(1.吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春 130062;2.解放军军事医学科学院军事兽医研究所,吉林长春 130062)

犬瘟热是由犬瘟热病毒引起的一种高发传染病,宿主范围包括大部分食肉目动物。犬瘟热病毒可以感染不同器官和组织的上皮细胞、间质细胞、神经内分泌细胞及造血干细胞,引发全身型或神经型的临床过程,并在中枢神经系统和淋巴组织中形成持续感染,免疫抑制和脱髓鞘性脑脊髓炎是代表性的病症,而淋巴细胞介导的细胞毒性作用的缺乏则与病毒在中枢神经系统的持续感染有关。犬瘟热发病机制与病理学的研究对于犬瘟热的免疫预防和临床诊治有重要的意义。

犬瘟热;发病机制;组织病理学

犬瘟热(Canine distemper,CD)是世界范围内广泛发生的一种病毒性传染病,其病原为犬瘟热病毒(Canine distemper virus,CDV),隶属于副黏病毒科麻疹病毒属,其自然宿主包括大部分的食肉目动物[1]。常规免疫接种在正常情况下是一种高度有效的预防保护措施,但据报道,犬瘟热在法国、德国、美国、日本和芬兰等常规免疫执行很好的国家地区仍然会发生流行[2-3],表明预防接种过的犬也可能发病[4],而其发病机制亦可能存在新的变化。

早在19世纪初,Jenner等就已经详细描述了犬瘟热的临床病理解剖学特点,同时他也对感染犬中出现神经性并发症高发率的原因进行了探讨。感染犬瘟热的犬通常会表现出呼吸道、消化道、皮肤以及其他器官和组织的多种临床症状,其中免疫抑制和脱髓鞘性脑脊髓炎(demyelinating leukoencephalitis,DL)是具有代表性的病症。由于DL与人脱髓鞘性疾病(如多发性硬化,multiple sclerosis,MS)在神经病理学上的相似性,使得犬瘟热发病犬作为一类自然发生的动物模型,有助于研究与免疫介导机制相关的髓磷脂丢失的发病机制[5]。此外,犬瘟热造成的淋巴系统衰竭和免疫功能的持久性损伤都与麻疹病毒(Measles virus,MV)感染十分相似,而MV是感染人类的一种与CDV密切相关的麻疹病毒属病毒。

1 病毒结构

CDV是有囊膜的负链单股RNA病毒[6],其同属病毒还包括麻疹病毒、貂麻疹病毒、小反刍兽瘟疫病毒、牛瘟病毒、海豹瘟热病毒[7]。CDV包含6个结构蛋白:核衣壳蛋白(N)、磷蛋白(P)、大蛋白(L)、基质膜蛋白(M)、血凝素蛋白(H)、融合蛋白(F)。环绕病毒的脂质外膜包括F和H两类表面糖蛋白,它们的作用是调节病毒在宿主细胞的进出。此外,螺旋核衣壳核心包含N、P和L 3种蛋白,它引导胞内复制并定植在被膜内[6]。M蛋白在病毒成熟期连接表面糖蛋白和核衣壳蛋白。

2 感染宿主与分离毒株

犬瘟热病毒传统上的宿主范围包括大部分的食肉目动物,如犬科(犬、澳洲野犬、狐),浣熊科(浣熊、蜜熊、小熊猫),鼬科(雪貂、水貂、獾),鬣狗科,小雄猫科,灵猫科和猫科。但在过去的几十年中,这个范围不断的在扩大:在坦桑尼亚塞伦盖蒂(Serengeti)国家公园(1994)和北美动物园(1991-1992)的大型猫科动物曾相继被报道患类似犬瘟热的疾病[7-8]。此外,亚利桑那州的环颈野猪[9](Tayassu tajacu)和日本非人灵长类动物猕猴[10]也曾有患犬瘟热的报道。海豹除感染海豹瘟热病毒外,也可被CDV适应感染[11]。在一些CDV暴发事件中,如贝加尔湖和里海的海豹及塞伦盖蒂国家公园大型猫科动物的大量死亡,陆生肉食动物(犬、狼)被疑为带毒的传染源。

到目前为止,CDV只有一个公认的血清型。但是,一些具有不同毒力和细胞嗜性的CDV基因型已经被发现[12]。某些毒株与脑灰白质炎相关(如Snyder Hill-CDV株),另外一些毒株可引起DL(如R252and A75-17-CDV株)。虽然序列分析显示分离的CDV野毒株属于犬瘟热毒株的若干不同簇,但总体来说具有较高的遗传稳定性,甚至最近暴发流行的毒株也是如此。例如,不同基因型的CDV已从日本最近暴发犬瘟热的病犬中分离鉴定到。

3 发病机制

犬瘟热在持续时间、严重程度和临床表现上的主要变化已在试验感染的犬上表现出来,其表现与动物群体自然感染此病一样。犬瘟热的潜伏期从1周～4周不等,这主要取决于感染的毒株、感染动物的年龄和宿主的免疫状态。疾病的表现程度可能是无临床症状,也可能是有50%病死率的严重疾病[13]。

3.1 病毒感染途径与进程

病毒主要是通过口鼻分泌物排出,而任何排出物和分泌物均可能携带病毒。犬瘟热易感犬最初是通过吸入空气而被传播的病毒或感染性气溶胶微滴感染的,随后病毒在呼吸道淋巴组织内复制。组织巨噬细胞和位于呼吸器官上皮的单核细胞以及扁桃体细胞是病毒首先侵入并繁殖的细胞类型。在首次病毒血症期间,病毒局限性的复制后,病原体随着淋巴液和血液扩散至远端的造血器官。

犬最初表现精神沉郁、脱水、食欲减退和体重减轻等临床症状。随后大部分器官受侵害,患病动物出现更显著的临床表现,并有双相热症状出现。感染后3 d～6 d,出现暂时的发热和淋巴细胞减少。与此同时,病毒血症导致全身性的淋巴器官感染,包括脾脏、胸腺、淋巴结、骨髓、黏膜相关淋巴组织(mucosa-associated lymphatic tissues,MALT)、胃肠道黏膜固有层巨噬细胞和肝脏枯否氏细胞[14]。病毒血症随着游离病毒颗粒、传染性白细胞和血小板的播散而发生。伴随频繁发热,第二次病毒血症在数天之后发生,最终导致全身各处实质器官和组织细胞的感染。因此,在呼吸器官、消化道、泌尿系统、内分泌系统、淋巴组织、中枢神经系统(central nervous system,CNS)和脉管系统的细胞,包括角蛋白细胞、成纤维细胞、凝血细胞、不同淋巴样细胞及支气管上皮细胞、内皮细胞、上皮细胞和神经外胚层细胞内均可发现CDV[15]。

3.2 病毒对中枢神经系统的侵染

CDV的神经侵染性主要通过血源性途径发生。CDV在大脑的路径示踪研究显示,室管膜和室管膜下白质的感染说明在中枢神经系统(CNS)的扩散是沿着脑脊髓流质途径进行。另外,试验显示病毒可以沿嗅神经传播,但是否在自然感染的犬中也出现类似情况还有待确认[16]。病毒抗体在5 d～6 d时首先在CNS毛细血管和小静脉内皮被检测到,在第8天时出现在血管周围的淋巴细胞、星形细胞轴突和外膜细胞。此外,脉络丛上皮细胞感染CDV并释放子代病毒进入脑脊液,随后沿着室管膜感染和扩散到室管膜下白质。

病毒在CNS内传播的详细研究表明,脑脊髓疾病比DL出现早。因此,可以提出任何CDV感染都可能经过连续的CNS传播进入而引起脑灰质和白质疾病的观点,终末点主要由病毒株决定[17]。早期感染时,小脑软膜下的损伤和软脑膜及下邻的灰质内CDV抗原阳性细胞的存在都可以支持这个观点。

病毒核心蛋白在细胞突的存在显示病毒沿这种途径扩散来逃避免疫监视的一种可能[18]。此外,抗原的调节可能导致病毒蛋白的限制性表达和病毒的持续性感染。病毒持续感染似乎是DL慢性期免疫介导机制诱导作用的一个重要因素。在这方面的有利因素包括非细胞溶解性感染和少量脱落的子代病毒,因此限制病毒暴露给宿主免疫细胞。

3.3 临床表现

本病可引起剧烈的全身性症状以及慢性神经性表现,依据卡他性炎和神经症状等临床特征,可与其他疾病进行鉴别诊断。许多罕见的特征性表现,比如老年犬的脑炎和硬肉趾病也可作为诊断依据。在急性期,患病动物的分泌物和排泄物中均带有病毒,并伴随着显著的临床症状,初期表现为皮疹、浆液性鼻液及眼分泌物、结膜炎和食欲减退,随后会出现消化道和呼吸器官症状,通常并发二次细菌感染和神经系统紊乱。神经症状呈现多样性且呈进行性发展,包括肌阵挛、眼球震颤、共济失调、姿势反应缺陷和四肢麻痹或瘫痪[19]。

在某些情况下,改善的免疫应答尤其是病毒特异性中和抗体的增多可以促进动物的痊愈。虽然病毒可以从一些器官和外周血中消除,但CDV仍可持续存在于眼球血管膜、中枢神经系统、淋巴器官和足垫等组织[20]。随后,由于病毒在中枢神经系统的持续感染,神经型犬瘟热感染的犬将表现出明显的中枢神经系统紊乱。伴有神经症状的犬大部分会死亡,康复的犬会留下终身后遗症,比如永久性的肌阵挛。

4 病毒感染与保护性免疫

完整的体液免疫和细胞免疫是消灭犬瘟热病毒的关键。曾有人通过自然感染和试验感染的动物群体来研究犬瘟热的体液免疫反应。抗犬瘟热的IgM在感染的前2周出现[21]。体液免疫反应的强度与疾病的进程有关。动物缺乏有效的体液免疫反应时发病较严重,通常会导致死亡。当病毒特异性抗体在感染后10 d～14 d达到可检测的滴度时,可促进病毒的消除。参照这个理论,病毒的清除率主要是依赖特异性的免疫球蛋白识别结合病毒包膜蛋白。抗病毒H蛋白的特异性抗体可以阻止中枢神经系统损伤的继续发展[22]。然而,抗病毒M 蛋白抗体的暂时缺乏和针对病毒包膜蛋白的补体结合反应的延迟或减少导致了持续的神经损害。中和抗体可阻止细胞内外病毒的扩散,但抗体暴露的延长导致了病毒表面抗原在细胞膜上的内化作用,随后从感染细胞膜上消失。因此,虽然病毒扩散减少,但由于抗体的量不能影响病毒抗原的表达和减弱抗原的识别,抗体介导的细胞毒性反应较弱,仍可导致病毒在体内持续感染[23]。发病后,患病动物可获得终生体液免疫,然而细胞免疫应答仅存在于恢复期。但是,缺乏体液免疫时,细胞免疫应答则发挥了重要作用。另外,已免疫的犬虽发病但表现出不依赖抗体滴度的T细胞介导的特异性免疫应答。对细胞毒性 T淋巴细胞、自然杀伤细胞和巨噬细胞功能研究显示,持续抗病毒的淋巴细胞介导的细胞毒性作用决定了患病犬的临床转归。因此,强有力的细胞免疫可消灭病毒,同时,淋巴细胞介导的细胞毒性作用的缺乏和延迟与病毒在中枢神经系统的持久感染有关。

5 病理组织学变化

随着疾病的发展,CDV可扩散到全身组织器官,并形成胞质和核内包涵体。病犬的呼吸系统表现为浆液性乃至黏液脓性鼻炎、间质性肺炎、坏死性毛细支气管炎,常常因继发细菌感染而并发化脓性支气管肺炎。肠道型感染常导致卡他性肠炎并伴随肠道淋巴结衰竭。在自然感染的犬中,后肢、腹下和耳廓内侧会发生化脓性皮炎,也称为犬瘟热皮疹。发病犬出现脚垫角质化不全或过度,有时形成小囊泡和脓疱。硬肉趾病代表了犬瘟热一种罕见的皮肤现象,是一种特征性的足垫和鼻面的角质化过度[24]。虽然这种罕见现象的发病机制仍不清楚,但犬瘟热病毒似乎可以引起角化细胞分化的紊乱,因此推测表皮感染也是病毒感染的途径之一。在恒牙发育期间,犬瘟热病毒也可以感染牙蕾和成釉质细胞引起釉质发育不全。

长骨干骺端的持久性松质也称为干骺端骨硬化或筛格生长缓慢,可发生在全身性感染的幼犬中。CDV的联合损害和人类佩吉特骨病之间的相似性已经被指出,并且被假定为一个相同病原[25],然而这些发现还没能被进一步证明。

老龄犬或免疫活性较高的犬主要发生伴发脑干后段和脊髓明显受损的白质性脑脊髓炎。这种损伤通常与共济失调的临床症状有关。有人认为,这种损伤的特点是广泛性的血管周围淋巴细胞及浆细胞浸润,局部脱髓和神经元变性。它们比急性脑炎更广泛和严重。在多数慢性病例,病损可发展成硬化性全脑炎。此脑炎以细胞浸润和致密的星状胶质细胞网取代神经组织为特点。与之不同,疫苗导致的犬瘟热的典型性病变是脑干后段脑桥腹部神经核的坏死性脑白质炎。在星状胶质细胞的胞浆及胞核内也能检出包涵体。

DL代表了犬瘟热大多数共有的CNS表现。由于犬瘟热这种相似性表现,可以作为一个有用的模型来研究人类脱髓鞘性疾病(包括MS)的发病机制。小脑出现DL损伤的几率比脑白质和脊髓要大[26]。病变主要出现在小脑脑膜内靠近脑室的纤维束、小脑脚和视神经束。

DL可分为急性型、亚急性非炎性型、亚急性炎性型、慢性型和硬化损伤型。急性损害包括白质空泡化、轻度神经角质增生(伴随有少量星形胶质细胞、巨噬细胞和小胶质细胞浸润)。试验感染犬的主要变化(如空泡化)是由于室管膜下和软膜下白质的内髓鞘水肿所引起,最早可在感染24 d后观察到。单核细胞浸润在发病初期较罕见,并发的炎症变化伴有递增的血管周围单核细胞浸润。

6 问题与展望

犬瘟热是犬科动物多发的高度接触性传染病,可发生大规模的流行。近年来犬瘟热的宿主范围不断扩大,并涉及非人灵长类动物。CDV与麻疹病毒的密切关系以及骨骼损伤与人类佩吉特骨病的相似性,也引起研究者的广泛关注。综上所述,以下几个方面有望成为今后相关研究的热点:①CDV的淋巴细胞趋向性和其引起的高度免疫抑制,国内外学者已做了大量研究,但其致病机理及免疫机制至今尚未明确,有待进一步研究;②病毒侵入中枢神经系统所引起的特异性损伤也是研究的热点,迄今为止犬瘟热引起脱髓鞘脑炎的发生机理还不清楚,有待明确;③进一步研究犬瘟热免疫抑制、致病机理及其引起的特殊病理现象,对临床上有效的预防和治疗犬瘟热有重要意义,而实验感染CDV动物已经成为研究麻疹病毒致免疫抑制机制研究的动物模型,同时也将为后续新型麻疹疫苗和犬瘟热疫苗的研制奠定基础,因此需要重视CDV动物模型的研究。

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Progress on Canine Distemper

LIU Wen1,XIA Zhi-ping2,JIN Zhao1

(1.College of Animal Science and Veterinary Medicine,J ilinUniversity,Changchun,J ilin,130062,China;2.Military Veterinary Institute,Academy of Military Medicine,Changchun,J ilin,130062,China)

Canine distemper is a highly infectious disease of dogs,caused by canine distemper virus(CDV),which is a kind of negative strand RNA with capsule,and its natural host range comprises predominantly carnivores.T he CDV can infect different kinds of cells and cause clinical courses all over the body or on the nervous systems,the virus can emerge persistent infection in central nervous system and lymphoid tissues.Immunosuppression and demyelinating leukoencephalomyelitis(DL)are typical symptoms.The deficiency of cytotoxicity mediated by lymphocyte is related to the persistent infection of virus in the central nervous system.The research on pathogenesis and pathology of the canine distemper has important significances on its immunoprophylaxis and clinical diagnosis.

Canine distemper;pathogenesis;histopathology

S852.659.5;S858.292

A

1007-5038(2010)08-0083-05

2010-03-15

刘 雯(1985-),女,山东淄博人,硕士研究生,主要从事小动物病毒性疫病及免疫病理学研究。*通讯作者