狂犬病病毒分子流行病学研究进展

冯 烨，许炜迪，李文婧，涂长春

狂犬病是一种所有温血动物易感的烈性人兽共患病，一旦发病，病死率为100%。亚洲和非洲是狂犬病流行最严重的地区，我国作为狂犬病高发国家，每年发病和死亡人数居世界第2位，仅次于印度[1]。多年来，狂犬病一直是我国严重的公共卫生问题之一。近年狂犬病发病和死亡人数虽有所下降，但每年新发狂犬病的地区不断增多[2]。本文对狂犬病病毒（rabies virus,RABV）基因分型和RABV分子流行病学研究进展进行综述。

1 RABV的结构及基因分型

RABV基因组为单股负链不分节段RNA，全长约12 kb，基因组从3′端到5′端依次排列5个结构基因：N-P-M-G-L，依次编码5个结构蛋白：核蛋白、磷蛋白、基质蛋白、糖蛋白和病毒依赖的RNA聚合酶蛋白。病毒基因组RNA和N、P、L蛋白构成核糖核蛋白复合物（ribonucleoprotein,RNP），RNP被病毒囊膜蛋白M、G和脂质膜包裹[3]。

2012年国际病毒分类委员会第10次会议将RABV界定为单分子负链RNA病毒目（Mononegavirales）弹状病毒科（Rhabdoviridae）狂犬病病毒属（又称丽莎病毒属）成员，该属包括12个已定种和2个暂定种[4]（表1）。2013年Arechiga等[5]在西班牙的蝙蝠体内分离到1株新的病毒，命名为LLEBV，为一种新的暂定种。除RABV外，其他种的病毒统称为狂犬病相关病毒（rabies-related virus,RRV）。Badrane等[6]根据病毒的基因组特点，将狂犬病病毒属成员分为3个分类群：Ⅰ群包括RABV、DUVV、EBLV 1-2、ABLV、ARAV、IRKV、BBLV 和 KHUV，Ⅱ群包括LBV、MOKV和SHIBV，Ⅲ群包括WCBV、IKOV和LLEBV。Hanlon等[7]研究发现，现有狂犬病疫苗对狂犬病病毒属RABV、DUVV、EBLV1-2、ABLV、ARAV、IRKV和KHUV均能产生交叉保护作用。

2 RABV分子流行病学研究

RABV广泛分布于世界各地，是引起绝大多数哺乳动物患狂犬病的病原，具有重要的流行病学意义。与RABV相比，目前分离获得的RRV毒株数量有限，相关分子流行病学研究相对较少。我国除了2011年曾在蝙蝠体内分离到1株IRKV毒株外[8]，从犬、猫等家养动物和鼬獾、狐狸等野生动物体内分离的流行毒株均为RABV。

2.1 陆生哺乳动物RABV分子流行病学研究 据统计，全球99%以上的人狂犬病病例均由病犬咬伤、舔舐所致[9]。犬等陆生哺乳动物的RABV毒株可分为6个群，分别是世界群、非洲2群、非洲3群、北极相关群、亚洲群和印度次大陆群[10]。从地理分布来说，世界群是分布最为广泛的病毒群，不仅包括从欧洲、中东、伊朗、哈萨克斯坦和图瓦共和国的犬、狐狸和狼等动物体内分离的毒株，还包括墨西哥、哥伦比亚和巴西等美洲毒株，以及北非、中非和南非的毒株（这些非洲毒株曾被归类为非洲1群）。犬在狂犬病流行和传播过程中起重要作用，但是在自然条件下，犬的活动范围有限，犬狂犬病只在有限的地理范围内发生。因此有学者认为15世纪后航海业的迅速发展使犬狂犬病传播到各大洲，产生了世界群RABV[11]。非洲2群RABV主要在非洲地区的犬群中流行，包括毛里塔尼亚、几内亚、科特迪瓦、布基纳法索、喀麦隆、贝宁、尼日利亚和乍得等地的毒株。与非洲2群不同，非洲3群主要来源于南部非洲的黄猫鼬等肉食动物。北极相关群开始被认为仅局限于北极、北美及俄罗斯寒带地区的狐狸群中，目前该群被证明在尼泊尔、印度北部、韩国等东亚国家及伊朗、巴基斯坦等地广泛传播和流行，该群病毒的主要宿主是北半球的犬、浣熊、北极狐、红狐、臭鼬和狼等。亚洲群主要在中国、缅甸、泰国、老挝、柬埔寨、越南、印度尼西亚和菲律宾等东南亚国家流行。印度次大陆群只在印度南部和斯里兰卡等地分布流行。系统进化分析同时表明，RABV的传播与人类活动有密切关系，毒株的演化与几次已知的人类迁徙活动吻合，如RABV从哈萨克斯坦、俄罗斯迁移到加拿大和格陵兰，从中国、韩国迁移到菲律宾和印度尼西亚等[12]。

表1 狂犬病病毒属成员分类Table 1 Classification ofmembers of lyssavirus genus

有研究表明，非洲2群、非洲3群、北极相关群、亚洲群、世界群和印度次大陆群6个群的陆生哺乳动物的RABV均起源于印度次大陆南部的家养犬，狐狸、浣熊、南部非洲犬科动物和美洲臭鼬科动物的RABV均由犬RABV衍生而来，近1500年来RABV呈现出更加多样化的态势[10]。毒株之间的宿主适应性差异引发了毒株间的竞争作用，适应性差的毒株被淘汰。这种淘汰过程导致了RABV遗传多样性的产生。有研究推测，这种完全随机化淘汰过程是RABV产生地理源性系统进化形式的原因[13]。

RABV的6个群反映了海洋、山脉、沙漠等天然屏障和历史上殖民统治对狂犬病流行传播的影响。山脉和河流被认为是阻止疫病传播的天然屏障，如喜马拉雅山脉在空间上分割了亚洲群毒株，撒哈拉沙漠将非洲毒株分为不同的群。同样，由于缺乏山脉和河流等天然屏障的阻隔，北极相关群病毒可在相对广泛的地域流行和传播[14]。目前越来越多的研究表明，动物的自身活动只能导致RABV在相对小的范围内扩散，而人类频繁的大规模长距离迁徙才是引发动物狂犬病在更广泛的地理范围内流行的根本原因。如人类从美国佛罗里达州前往弗吉尼亚州狩猎，引起浣熊狂犬病的快速扩散；人类的迁徙和殖民活动导致了世界群RABV在全世界范围内的广泛分布；人携带感染RABV的家养犬跨国旅行是导致无狂犬病国家出现狂犬病疫情的主要原因等[15]。

在我国，陆生动物狂犬病均由RABV引起。Tao等[16]对1949—2010年分离自我国23个省、市的320株RABV的全长G基因序列进行了系统进化分析，将我国RABV分为6个进化群，分别为中国Ⅰ～Ⅵ群。其中中国Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ群属于亚洲群，中国Ⅲ群属于世界群，中国Ⅳ属于北极相关群。研究中80%的毒株属于中国Ⅰ群即亚洲群，该群包括我国19个省、市的犬等家养动物源毒株和人源毒株；中国Ⅱ群分离自我国西南地区的7个省、市，主要由我国狂犬病第2次大流行（20世纪60—90年代中期）时分离的毒株组成，占总毒株数的15%；中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ群主要由近20年流行的毒株组成，仅占总毒株数的5%。Meng等[17]对最近78年来自亚洲13个国家的200株毒株全长N基因进行分子流行病学研究，将亚洲各国流行的RABV分为5个群，包括亚洲1群、亚洲2群、亚洲3群、北极相关群和世界群。亚洲1群包括中国15个省和3个直辖市的毒株及1株来自印度尼西亚的毒株；亚洲2群由中国、缅甸、泰国、老挝、柬埔寨和菲律宾等东南亚国家的毒株组成；亚洲3群包括斯里兰卡和印度的毒株（又被称为印度次大陆群）；北极相关群主要在尼泊尔、阿富汗、韩国、印度和中国的内蒙古自治区（内蒙古）等地流行。2007年Shao等[18]在内蒙古貉群中检测到北极相关群RABV，这是该群病毒在我国流行的首例报道。世界群毒株分布广泛，2013—2014年笔者所在的科研团队在我国新疆维吾尔自治区和内蒙古等地的牛、羊、骆驼和野生狐狸体内分离出多株世界群草原型RABV，草原型毒株一直在俄罗斯、蒙古和哈萨克斯坦等国的草原和森林草原交错带的狐狸和狼等野生动物中广泛传播，这是首次在我国境内发现草原型RABV的传播流行[19]。通过对各群最近共同祖先的研究发现，亚洲1、2、3群起源于1615—1847年的中国，各群的分化时间分别为1789—1920年、1756—1906年和1863—1967年[20]。这一进化动力学的研究结果与近代我国和东南亚地区的人类迁徙活动相吻合。在明末清初，我国时局动荡，南方有大量居民涌入东南亚国家，这使RABV感染的犬群随着人类活动发生长距离迁徙，进而使RABV从我国传入东南亚国家。Guo等[21]通过对我国和周边国家RABV流行株的研究也证实，中国和俄罗斯对RABV在亚洲的传播起到关键作用，而且毒株出现了多条跨境传播的路线：如俄罗斯的毒株通过蒙古传入中国、韩国和日本，进而传至印度、尼泊尔等，以及中国的毒株传入东南亚各国等。而且亚群毒株在地理来源上出现了很多交叉，如SEA1亚群不仅包括了2007—2009年分离自越南北部地区的毒株，而且包括1969年分离自中国的毒株。进一步研究发现，越南北部谅山省和中国贵州省接壤，狂犬病可能是随着上述地区人或动物的活动迁徙发生流行。Meng等[17]认为中国广西壮族自治区和越南通过南部海岸线接壤，增加了该地区狂犬病跨境传播的机会。

2.2 蝙蝠RABV分子流行病学研究 在亚洲和非洲等欠发达国家和地区，家养犬是RABV的主要传播来源，但极少有蝙蝠狂犬病报道，这可能与上述地区蝙蝠狂犬病监测体系不完善有关。在亚洲绝大多数国家和地区，未知原因死亡的蝙蝠不会引起重视，只有极少数伤人的蝙蝠才会被送到相关部门检测[22]。北美洲和欧洲则具有完备的野生动物监测体系。研究发现，在北美洲浣熊和臭鼬是RABV的主要宿主；在欧洲红狐和貉是RABV的主要传播来源[23-24]。除了陆生哺乳动物外，蝙蝠也是上述地区RABV的重要传播来源。

蝙蝠RABV和犬等陆生动物的RABV相比，表现出明显的种群特征而非地域特征，这可能与蝙蝠具有长距离飞行的能力有关。Davis等[25]将蝙蝠RABV分为4个群：Ⅰ群RABV的宿主主要为群居的非迁徙性蝙蝠，如鼠耳蝙蝠属和棕蝠属；Ⅱ群RABV的自然宿主主要为独居的迁徙性蝙蝠，如蓬毛蝠属和银毛蝠；Ⅲ群RABV来源于单一的宿主棕蝠属；Ⅳ群RABV的宿主主要为拉丁美洲和美国南部的食虫和吸血蝙蝠。Ⅰ群和Ⅱ群RABV地理分布很广，覆盖了加拿大和美国的大部分地区；Ⅲ群和Ⅳ群的分布范围偏向南部，包括拉丁美洲和美国西南部。总体来说，这4个群的RABV并未表现出明显的系统进化关系。其中鼠耳蝙蝠属与其他蝙蝠属相比，体内携带更为多样的RABV，这可能与该属蝙蝠比其他蝙蝠更喜欢群居，或因其对RABV更易感有关。值得一提的是，鼠耳蝙蝠属不止携带RABV，在其体内还发现了ARAV、EBLV 1和EBLV 2等多种狂犬病病毒属成员[26-28]。虽然蝙蝠RABV的地域分布特征并没有犬等陆生动物RABV明显，但是仍表现出一定的地域特征，如海拔较高的山峰（安第斯山脉）将智利与拉丁美洲RABV株的流行范围分隔开。

总体来说，蝙蝠和陆生动物的RABV处于不同的系统进化分支，二者的进化速度相似，目前的研究数据并不足以区分二者究竟谁更古老。在陆生动物中，狂犬病是相对急性发作的疾病，疫情大多由患病动物咬伤引起，疫源地相对局限。相反，蝙蝠感染RABV后可存活很长时间，疫区范围相对较广。但是陆生动物和蝙蝠的RABV在流行病学上的差异对各自携带RABV的进化速度并无影响[28]。

3 小 结

我国狂犬病最近一次大流行始于1997—2001年的南部和东部省份，2007年达到顶峰（死亡人数约3300例），这主要是由犬的免疫覆盖率低和社会经济等因素引起的[29]。当犬群的免疫覆盖率连续多年达到70%以上时，狂犬病能够得到稳定控制，疫情会稳步下降。沈朝建等[30]对全国21个城市和395个县进行犬免疫情况调查发现城市犬整体免疫率约59.3%,农村犬约48.7%，免疫覆盖率均远低于70%。另外，引起狂犬病流行的社会经济因素包括：①大多数地区尤其是农村地区未控制犬只数量；②运输业的发展增加了人们携犬出行的频率；③许多农村或贫穷的家庭无法享受到医保，就医不及时等。2009年国务院发出通知，要求强调狂犬病的防控工作，并提出了2015—2020年狂犬病具体防控计划。国家卫生和计划生育委员会、农业部、国家食品药品监督管理局和公安部四部委强调，在狂犬病防控方面不仅要明确各自的职责，而且要建立多部门合作机制。目前，国家卫生和计划生育委员会和农业部着力制定了一系列狂犬病防控标准，并通过技术培训的方式加强各省级实验室的狂犬病诊断能力。

值得注意的是，虽然近年来我国制定了一系列防控狂犬病的法律法规，狂犬病发病和死亡人数明显下降，但是发病地区呈逐年增多趋势。因此开展大规模的动物RABV分子流行病学研究，不仅有助于了解区域内RABV流行特征和病毒种群进化过程，监测狂犬病疫情变化，同时也为制定动物狂犬病防控策略奠定基础。

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