猪圆环病毒3的流行及应对措施研究

王彩霞 ， 冯春燕 ， 刘丹丹 ， 张永宁 ， 杜方原 ， 林祥梅 ， 吴绍强

(中国检验检疫科学研究院动物检疫研究所 ， 北京大兴100176)

猪圆环病毒3的流行及应对措施研究

王彩霞 ， 冯春燕 ， 刘丹丹 ， 张永宁 ， 杜方原 ， 林祥梅 ， 吴绍强

(中国检验检疫科学研究院动物检疫研究所 ， 北京大兴100176)

2015年6月，由于猪繁殖障碍、皮炎和肾病综合征(PDNS)的暴发，北卡罗莱纳州的一个商业猪场的母猪死亡率增加了10.2%，受孕率降低了0.6%。美国堪萨斯州立大学、爱荷华州立大学和史密斯菲尔德的研究人员对该猪场的病料组织样品进行了检测，排除了猪圆环病毒2型(PCV-2)、高致病性蓝耳病毒(PRRSV)、甲型流感病毒(IAV)、猪细小病毒(PPV)的感染，分离到1株新病毒，并将该病毒确认为新型猪圆环病毒3型(PCV-3)[1]。Palinski等的进一步研究指出，目前PCV-3在美国已有较为广泛的分布。随后，我国华中农业大学在我国安徽、重庆、福建、河北、河南、湖南、江苏、江西、辽宁、沈阳、浙江等11个省市或地区也检测到了PCV-3[2]，可见PCV-3已经开始在世界范围内蔓延开来，逐渐引起世界各国的高度重视和密切关注，本文将对该病的发生、发展、病原学、流行情况、诊断方法及防控、应对措施等研究进行综述。

1 发生史

猪圆环病毒是目前发现的可以自主复制的最小的哺乳动物病毒。已经确定有两种类型的PCV，即圆环病毒1型(PCV-1)和圆环病毒2型(PCV-2)。PCV-1于1974年首次在PK细胞培养物中作为一种污染物鉴定，其对猪只没有致病性。PCV-2于1998年首次报道，其在临床条件下能引起猪只的猪圆环病毒相关疾病。自2010年一些研究者就报道，在猪样品中检测到了新的圆环病毒，直到2016年，美国的Palinski等通过宏基因组测序首次将其确认为新型猪圆环病毒3型[1]。

2 病原学

2.1 分类地位 猪圆环病毒3型属于圆环病毒科圆环病毒属。圆环病毒科包含3个病毒属，分别为圆环病毒属(Cirocovirus)，环形病毒属(Gyrovirus)和指环病毒属(Anellovirus)。进化树分析表明PCV-3与犬圆环病毒密切相关，然而这种关系缺乏有力的证据支持。进化树分析还表明PCV-3和犬圆环病毒与PCV-1、PCV-2和蝙蝠圆环病毒2型的进化枝具有共同的祖先[1]。

2.2 基因组结构 猪圆环病毒(Porcinecircoviruses，PCV)是单股环状的DNA病毒，基因组长度约为1.7 kb长，是最小的动物DNA病毒之一。首先被确诊为新型圆环病毒3型的毒株名称为2164(Genbank NO.KX458235)和29160((Gen-Bank NO.KT869077))，该病毒基因组长为2.0 kb，其基因组结构如下图1所示，共有3个开放阅读框(ORF)，分别编码与圆环病毒同源的REP蛋白，CAP蛋白和一个特有的ORF3蛋白， BLASTP分析显示rep和cap在相反的方向上，且在rep基因链上位于rep和capORFs之间的235-nt 的5′端的基因间隔区是一个预测的带有与PCV-1(TAGTATTAC)相同的9-nt茎-环九聚体茎环结构[3]。

图1 新型猪圆环病毒的基因组结构(摘自Palinski et al，2017)

最大的ORF编码的是与圆环病毒同源的REP蛋白，含有297个氨基酸，BLASTP显示与圆环病毒PorkNW2/USA/2009的部分复制酶蛋白的同源性为69.4%，与中国蝙蝠圆环病毒的同源性为54%。保守的圆环病毒复制酶和解旋酶区域通过BLASTP分析确定分别位于REP ORF的9～93个氨基酸和162～251个氨基酸处。进一步分析显示,repORF蛋白序列显示保守的滚环复制(RCR)基序和一个P-环基序，与鹅圆环病毒(GoCV)和鸽子圆环病毒(PiCV)类似[4-5]。PCV-3的3个保守的滚环复制(RCR)基序中，FTLNN基序含有单个突变，L突变为I，成为FTINN。这种突变在其他圆环病毒如GoCV中可以看到[4]。另外两个RCR基序(HLQG和YCKK)也存在于PCV-3病毒中。而且3个基序包括WWDGY(196-200个氨基酸)、DDFYGWVP(209-2016个氨基酸)和DRYP(225-228个氨基酸)在圆环病毒复制酶蛋白中是保守的，具有未知功能。有趣的是，该ORF没有确定的起始密码子。在这个ORF中5′端的起始密码子可能为GTC(编码缬氨酸)，而阅读框中最近的ATG在下游约400 bp处。这种替代ATG起始密码子的现象在圆环病毒PorkNW2/USA/2009中也出现过，还有在一些禽类圆环病毒，包括GoCV、PiCV和喙羽病病毒(BFDV)中也出现过[6-8]。

位于rep相反方向有一个推测的cap ORF，编码了一个214个氨基酸的蛋白，BLASTP分析与圆环病毒PorkNW2/USA/2009的部分衣壳基因序列的同源性为87%，与PCV-2和鸭圆环病毒(DuCV)的同源性为36%～37%。同其他圆环病毒蛋白相似，N端含有许多精氨酸残基，并且是高碱性的。保守的圆环病毒衣壳区域在26～173个氨基酸。此外，PCV-3的cap蛋白没有预测的N-连接糖基化位点，但在第146和150个氨基酸处(分别为S和T)具有两个预测的O-连接糖基化位点。这与PCV-2形成对比，PCV-2经试验验证具有两个N-连接糖基化位点[9]。

病毒编码的第3个ORF与预测的rep ORF在同一条链上，编码一个231个氨基酸的蛋白，BLASTP分析与圆环病毒PorkNW2/USA/2009确定的ORF的同源性为94%，与鼠疱疹病毒M169，一个未知功能的蛋白的同源性为39%[10]。同rep蛋白相似，ORF3的起始密码子不是ATG，编码位置不清楚，5′端的密码子是TCG(编码丝氨酸)。也有研究推测，ORF3第55个氨基酸处的蛋氨酸可能是一个起始位点，会产生一个177个氨基酸的蛋白[1]。

对中国确诊毒株的基因序列进行系统进化树分析，结果显示，来自中国的PCV-3分离株与美国分离株的基因组和衣壳核苷酸相似度分别为99.0%～99.1%和98.4%～98.9%。中国PCV-3分离株之间的基因组和衣壳核苷酸的相似度分别为99.0%～100%，98.4%～100%。这表明衣壳的变异程度要高于全基因组[2]，中国分离株与美国分离株具有很高的同源性(见图2)。

2.3 培养特性 PCV-3的分离培养可以采用猪睾丸细胞(ST)和猪肾细胞(PK-15)[1]进行分离。

3 流行病学

3.1 感染部位 感染了病毒的带毒猪或病猪，死胎猪的脑、肺、淋巴结、扁桃体、精液、血液中均可检测出PCV-3病毒[2]。

3.2 传播途径 死胎和精液中可检测到PCV-3，表明PCV-3存在着垂直传播的风险[2]。该病还可经口腔、呼吸道等途径感染猪。

3.3 易感动物 目前的研究发现，PCV-3的易感宿主主要是猪。各种品种、年龄、不同性别的猪均可感染[11]。

3.4 发病率与死亡率

2015年6月，北卡罗莱纳州的一个商业猪场与以往的数据相比，母猪死亡率增加了10.2%，受孕率降低了0.6%。每窝增加了1.19个死亡木乃伊胎，超过历史平均流产率[1]。华中农业大学动物疾病诊断中心对收集自湖北省种猪场的14份繁殖障碍猪样品进行了检测，其中有12份确认为PCV-3阳性[12]。

4 临床症状及病理变化

4.1 临床症状 新型圆环病毒3型能引起猪的皮炎、肾病综合征、繁殖障碍(图3)及心脏和多系统的炎症反应。患病母猪表现厌食，呈现多灶性丘疹、斑点和表面皮炎，猪群的死亡率增加，受孕率降低，母猪的流产率增加，生下不同胎龄的死亡木乃伊胎[1]。患病仔猪主要表现为呼吸、泌尿、肠道、淋巴、心血管、神经、繁殖系统以及皮肤的功能紊乱，对全世界的生猪养殖造成了重大的经济损失[12]。

4.2 病理变化 组织学上，皮肤损伤的特征是急性坏死性皮炎和与淋巴浆细胞性血管套相关的表皮炎。肾脏皮质小管扩张、衰减和管状黏膜上皮的再生，和大型集群的淋巴细胞和巨噬细胞大量地渗透到大脑皮层间质和肾小球[1]。

图2 (a)：不同物种圆环病毒完整基因组的系统进化树;(b)：不同的中国PCV-3分离株同美国PCV-3分离株PCV-3-USA-MO2015的部分衣壳基因的系统进化树(摘自Ku X et al, 2017)

图3 新型猪圆环病毒引起猪的皮肤疾病和繁殖障碍(摘自Palinski et al，2016)

5 流行情况

自2016年9月PCV-3被首次确诊以来，PCV-3在美国的分布范围已经较广[1]，在中国安徽、重庆、福建、河北、河南、湖南、江苏、江西、辽宁、沈阳、浙江11个省市或地区也有感染报道[2]。2016年12月在中国广东省的断奶仔猪中也检测到了PCV-3[13]。由于该疫病属于新发疫病，其他国家和地区目前还未有报道。

6 诊断

6.1 鉴别诊断 猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)临床上表现为断奶仔猪多系统衰竭综合征(PMWS)，猪呼吸道综合征，繁殖障碍和猪皮炎肾病综合征，上述症状并非PCV-3的特异性症状，因此，对患猪进行鉴别诊断时，需要首先排除PCV-2、高致病性蓝耳病毒(PRRSV)、甲型流感病毒(IAV)和猪细小病毒(PPV)的感染或其他可引起上述症状的因素，然后通过进一步的实验室检验来进行确诊[1]。

6.2 病毒的分离与鉴定 病毒的分离与鉴定是确诊疫病最准确的检测方法，由于成年患病动物常缺乏临床症状而导致病毒血症期难以掌握，从而影响病毒分离。因此，通常从流产胎儿或死胎的组织样品中分离病毒[14]。Palinski等[1]利用ST和PK-15细胞从胎儿组织匀浆中分离到了PCV-3。PCV-3可以在不同的猪组织中检测到，例如脑、肺、淋巴结、扁桃体、精液和血清中均可检测到[2]。

6.3 分子生物学检测方法 目前，Palinski等[1]在实验室研究中已经针对PCV-3建立了PCR、定量荧光PCR方法、免疫组化检测等方法，并针对cap蛋白制备单克隆抗体建立了PCV-3的免疫荧光检测方法。Phan等[15]利用靶向PCV-3的探针进行原位杂交调查了心脏和肺中的PCV-3，结果显示，在呈现弥漫性肌浆/胞浆性反应的多灶性心肌细胞、发炎小动脉中膜的平滑肌细胞和心肌中的炎症细胞(大概是巨噬细胞)中较少检测到PCV-3 mRNA，在肺切片中未检测到PCV-3 mRNA。中国的Ku等[2]设计PCR引物对中国11个省市或地区的35个农场的222份样品进行了PCV-3检测，结果发现11个省市或地区的样品均可检测到PCV-3。但值得一提的是，目前这些技术还未形成商品化的试剂盒，都仅停留在实验室阶段。

6.4 血清学检测方法 Palinski等利用纯化的重组衣壳蛋白包被ELISA板子，建立了PCV-3的ELISA检测方法[1]。

7 防控

圆环病毒病是国际公认的危害养猪业的重大经济影响性疾病，是养猪业的3大疾病(猪瘟、蓝耳病、猪圆环病毒病)之一。对PCV-3的防控，首先要强化生物安全，提高相关人员的消毒意识，严格执行消毒规范。重视防蚊灭蝇，清洁环境，保持卫生。定期灭鼠。其次应加强饲养管理，改善猪场环境，控制营养结构，做好引种考察工作，及时隔离淘汰病猪，严密处理死猪及相关饲喂设施[11,16-17]。此外，PCV-2与PCV-3的衣壳蛋白之间只有30%的同源性，利用PCV-2疫苗产生交叉保护的可能性较小[1]，因此，必须尽快研制优质高效的PCV-3疫苗，通过疫苗免疫来防控该病。同时还应定期对猪群进行投药保健，增强猪群自身的抵抗力。

8 我国需采取的应对措施

8.1 加快检测技术储备研究 PCV-3是一种新型病毒，将可能对我国养猪业构成巨大威胁，为了及时监控疫情，防止疫情的扩散与传播，必须加强检测技术研究，同时进一步研究探索其生物和致病特征并监测其单一和共感染状态，以达到精准快速的确诊疫情。

8.2 做好疫病风险评估 我国的母猪及流产胎儿中已经检测到PCV-3病原，遗传进化树分析，与美国PCV-3分离株的序列同源性较高。目前不但要防止外来新的疫情传入，还要防止国内疫情的传播，为避免疫情传入，对进口国猪肉及其产品，以及种猪的进口，相关部门应根据该病的最新研究进展做好风险评估工作，并基于准确的风险评估结果做出最终的贸易措施。为避免疫情在国内扩散，应在国内开展广泛的流行病学调查，及时做好疫情监控工作，做到防患于未然。

8.3 加强检验检疫监管 加强对来自疫区的货物、携带物、邮寄物、运输工具的查验和防疫消毒工作，加强出入境检验检疫监管力度，严防不合格产品的传入与传出[14]。

8.4 加强疫病监测 及时跟踪国内外疫情动态，加强对国内所有易感动物和媒介昆虫的监测。若发现可疑病例应立即上报，并封锁疫区，及时开展流行病学和血清学调查，并严格控制疫区易感动物的流动[14]。

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2017-05-26

十三五国家重点研发计划课题(2016YFD0501105、2016YFD0501106)

王彩霞(1982-)，女，助理研究员，硕士，从事动物检疫工作，E-mail：friday128@sina.com

冯春燕(1982-)，女，副研究员，博士，从事动物检疫工作，E-mail：fengcy@caiq.gov.cn

林祥梅，E-mail：linxm@caiq.gov.cn；吴绍强，E-mail：sqwu@sina.com

S852.65+1

B

0529-6005(2017)07-0101-04

注：冯春燕与王彩霞对本文具有同等贡献