猪流行性腹泻流行病学研究进展

牛江婷 ， 伊淑帅 ， 胡桂学 ， 郭衍冰, 2 ， 张 双 ， 郭梦茹 ， 董国英

(1.吉林农业大学动物科学技术学院 ， 吉林 长春 130118 ； 2.吉林省畜牧兽医科学研究院 ， 吉林 长春 130062 ；3.北京师范大学 全球变化与地球系统科学研究院 ， 北京 海淀 100875)

猪流行性腹泻(PED)是由猪流行性腹泻病毒(PEDV)感染引起的一种以急性腹泻、呕吐、严重脱水为主要临床症状的急性、高度传染性、高致死性病毒性肠道传染病。PEDV可感染各年龄段的猪，以哺乳仔猪最易感，经口鼻感染后病毒直接进入小肠，在肠绒毛上皮细胞增殖进而对细胞器造成损伤，导致的细胞功能障碍引起肠黏膜细胞坏死、肠绒毛脱落，从而引起腹泻，脱水，小肠臌气、扩张、积液等临床症状，严重者可导致仔猪死亡[1]。自PEDV首次报道至今的近40年内，已经给亚洲、欧洲等国家和地区的养猪业造成了严重的经济损失，是制约养猪业发展的重要病毒性传染病之一。

2010年，PEDV变异毒株首次在我国出现，并迅速在免疫猪群内流行，造成了大规模的PED暴发，至今仍未得到有效的控制[2]。2013年，美国首次暴发大规模的PEDV变异毒株流行并迅速传播到美国各大洲，蔓延至加拿大、墨西哥等北美国家，造成约10%猪群的死亡，累计死亡仔猪超过700万头[3-4]。2014年初，韩国、台湾、日本等亚洲国家与地区相继暴发严重的PED疫情，经毒株分离与基因序列分析证明与中国、美国流行的变异毒株同源性极高，同属PEDV变异毒株[5]。截止2016年12月，PEDV变异毒株已经席卷亚洲、欧洲、美洲的大部分国家与地区，对世界养猪业造成了严重的经济损失。因此，了解PED的病原学、流行病学、流行现状以及分子流行病学特点，对该病的诊断与防治至关重要。本文综合近年来的相关研究对PED流行病学进行了简要论述，并分析了2010年以来中国与其他国家PEDV变异毒株的分子流行病学特点，以期为PED有效防控策略的制定提供理论依据。

1 病原学特征

PEDV属于尼多病毒目、冠状病毒科、冠状病毒属成员，与猪传染性胃肠炎病毒、人类新发冠状病毒NL63同属于α-冠状病毒。PED病毒粒子多呈球形，直径约120～160 nm，有囊膜，囊膜表面有长约15～23 nm的花瓣样纤突，呈放射状分布[6]。PEDV为单股正链RNA病毒，基因组全长约28 kb，基因组结构为5′UTR - ORF1a/1b - S - ORF3-E-M-N-3′poly(A)[1]。ORF1a/1b编码的复制酶多糖蛋白在病毒感染早期与病毒复制过程中发挥作用；ORF3与PEDV细胞适应性与病毒毒力有关，可用于区分强弱毒株；S、M、E、N基因分别编码结构蛋白纤突糖蛋白、小包膜糖蛋白、膜糖蛋白与核衣壳蛋白，参与PEDV与宿主细胞的融合、病毒复制以及机体的免疫应答，决定病毒性状[1, 7]。其中，S与M蛋白是决定病毒侵袭与增殖的主要糖蛋白，也包含诱导机体产生中和抗体的主要抗原表位。此外，S与M基因也被广泛应用于PEDV的分子流行病学调查。

PEDV对有机溶剂的抵抗力较弱，乙醚、氯仿、甲醛等均可以使PEDV失去感染性；pH值<4的酸性消毒液与pH值>9的碱性消毒液处理也可使病毒灭活；但PEDV对温度的抵抗力相对较强，4 ℃～50 ℃环境中保存6 h，仍具有感染性[5]。

2流行病学

2.1 流行特征 PEDV感染全球分布广泛，但并未形成大规模的流行，主要以散发或地方流行为主。流行病学调查显示，PED的发生存在明显的季节性，多发于寒冷的冬季与冬春交接月份，其他季节也可发病，但不会造成大规模的流行[5]。PEDV只感染猪，各年龄段的猪均可感染发病，其中以哺乳仔猪最为严重。欧美地区PEDV引起的腹泻主要集中于架子猪、育肥猪与青年仔猪，发病率可达到20%，我国在内的亚洲国家PEDV主要感染哺乳仔猪、断奶仔猪与育肥猪，发病率达到100%，病死率约50%，部分地区与猪场病死率可达到90%以上[1,5-6]。

2.2 传染源与传播途径 PEDV感染的发病猪、阴性带毒猪以及临床康复猪均可成为传染源散播病毒。PEDV带毒猪主要通过粪便排毒，也可通过口腔分泌物排出病毒。粪口传播是PEDV的主要传播途径，粪便污染的饲料、饮水、器具以及饲养员的衣物、鞋、用具等都可以散播病毒，通过消化道感染后引起猪群发病。带毒猪与健康猪的直接接触也可以传播病毒。此外，哺乳母猪乳汁PEDV病原学调查结果显示带毒猪乳汁中也携带有PEDV，并可以通过哺乳垂直传播。PEDV是否可以通过呼吸道进行传播一直存在争议，但PEDV带毒猪可以通过口腔分泌物排毒，健康猪也可以通过口腔感染空气环境中的PEDV“气溶胶”而发病[8]。

2.3 发病机理 PEDV感染的首要条件是病毒粒子表面的纤突糖蛋白与细胞表面的特异性受体结合。猪氨基肽N(porcine aminopeptidase N，pAPN)是PEDV的跨膜受体，在仔猪小肠黏膜中表达量丰富，可达到肠细胞膜蛋白总量的8%以上，主要分布于仔猪空肠、回肠的刷状缘[9]。PEDV经口鼻感染后，直接进入小肠，病毒表面的S蛋白受体结合域与pAPN特异性结合，进入肠上皮细胞内，进而在胞浆内质网、高尔基体等细胞器内膜上复制、组装，最后在E蛋白与M蛋白的相互作用下促进成熟的病毒粒子以出芽方式释放到细胞外[10]。PEDV在增殖过程中造成细胞器的损伤，继而出现细胞功能障碍，导致肠绒毛萎缩、吸收面积减少、小肠碱性磷酸酶含量显著减少，从而引起营养物质吸收障碍，导致仔猪腹泻、脱水、死亡。此外，PEDV在疫苗免疫压力与病毒进化过程中形成了某些特定的机制来逃逸机体的抗病毒天然免疫，通过躲避、伪装、攻击等方式拮抗干扰素的产生，抑制宿主的抗病毒免疫应答[11]。

3 猪流行性腹泻流行概况

世界范围内PEDV造成的流行主要可以分为5个阶段，分别为英国、比利时小范围流行(1977-1988年)，欧洲与亚洲东部流行(1990-2000年)，泰国PED暴发(2007-2008年)，中国PEDV变异毒株流行(2010-2013年)与世界PEDV变异毒株流行(2013-2016年)。

PED于20世纪70年代初期在英国、比利时出现并造成小范围流行，1978年首次从腹泻仔猪体内分离到该病病原，并命名为PEDV[12]。此后，朝鲜、韩国、日本、中国等国家与地区相继分离到PEDV毒株，但并未形成大范围的流行[1]。

1990-2000年，日本、韩国与中国等亚洲东部国家暴发PED，对当地养猪业造成了严重的经济损失。1993年日本暴发的PED导致14 000只猪死亡，哺乳仔猪死亡率达到100%；韩国腹泻仔猪病原学调查结果显示，约56.3%的腹泻猪群是由PEDV感染引起的，并造成10日龄仔猪的大量死亡；2001年，我国暴发PED，造成多个省份约50.4%的哺乳仔猪感染发病[5-6]。同时期，荷兰、匈牙利、英格兰等欧洲国家虽没有出现PED的大规模流行，但病原学调查结果显示，猪群中PEDV阳性率高达50%以上，分析发现病毒以一种特有的形式在猪群中持续传播并不断发生变异[5]。

2007年，泰国暴发PED，新生仔猪的死亡率高达100%，流行毒株基因的遗传进化分析证明，泰国流行毒株与2006年中国多地区流行毒株同源性达到96.5%～99.7%，提示一种新型PEDV在亚洲地区出现，并威胁着养猪业发展[13]。

2010年，中国广东、广西、四川等南部省份先后暴发PED，在免疫猪群中造成了大规模流行，经毒株分离与基因分析，证明新流行毒株为不同于以往经典毒株的PEDV变异毒株[2]。2010-2013年，PEDV变异毒株逐渐向北散播，在我国29个省造成大范围流行，发病率达到57.8%～92.7%，对我国猪养殖业造成了严重的经济损失。

2013年，美国23个州相继发生PEDV变异毒株的流行，并蔓延至加拿大、墨西哥等北美国家；2014年，PEDV变异毒株在世界范围内大规模流行，导致德国、意大利、法国等欧洲国家与日本、朝鲜、韩国等亚洲国家哺乳仔猪与育肥猪的大面积死亡，对全球养猪业造成严重的威胁[1, 5, 14-15]。

4 国内外PEDV分子流行病学特征

S、M、ORF3基因以及PEDV全基因序列的系统进化分析常用于衡量不同地区与不同阶段PEDV变异毒株的亲缘关系。2001年以前，世界范围内流行的PEDV毒株主要以经典毒株CV777及其亲缘关系较近的毒株为主。2001-2010年，PEDV毒株的不断变异形成各地区特有的流行毒株，如我国流行的JS-2004-2、LJB/03、JS2008毒株，泰国07NP01、08NP04、08RB04毒株，韩国BI1482、KNU-0802、MF3809毒株等[5-6, 16]。虽然各地区的流行毒株存在稳定的遗传变异并形成特有的基因型，但经典毒株的相关疫苗仍可发挥充分的保护作用。S、M与ORF3基因遗传进化分析表明，2001-2010年，我国PEDV流行毒株与韩国毒株、泰国流行毒株具有较近的亲缘关系，并与JS-2004-2毒株形成了一个单独的分支，进一步证明亚洲地区出现了新型PEDV流行毒株[5, 17]。2010年，PEDV变异毒株的再次大规模暴发致使疫苗株CV777免疫失败，基因比对发现PEDV变异毒株相比经典毒株，S基因出现了15个碱基的插入与6个碱基的缺失，并伴有大量点突变。其中S基因突变率最高，为6.1%，其次为E基因(4.0%)，N基因突变率达到3.6%[18]。根据S基因高变区S1区的基因序列差异，将PEDV毒株划分为两个基因组：GⅠ与GⅡ。GⅠ基因组包括PEDV疫苗株CV777、DR13，2001-2010年亚洲流行毒株；GⅡ基因组主要是2010年以后世界范围内流行的PEDV变异毒株以及2001-2010年流行的部分毒株(JS-2004-2株等)。GⅡ基因组又分为两个分支，我国2010-2013年流行的变异毒株HB-2012-1、GHGD-01毒株形成了GⅡa分支；2013-2016年我国流行的毒株CH/GD-22/2014、CH-SHC-12-2014、CH-JPYC-02-2015，美国Colordo毒株以及欧洲、韩国、日本流行的变异毒株形成了GⅡb分支[18-19]。进一步的基因分析发现，2010年出现的变异毒株与JS-2004-2、07NP01、08NP04、KNU-0802等亚洲流行毒株同源关系较近，存在相同的基因变异，进一步说明PEDV变异毒株的出现并非偶然，而是经过长期的不断变异进化而来的。此外，GⅡb分支的毒株与GⅡa、GⅠ均具有较高的同源性，可能为两个基因组毒株发生基因重组的结果，提示PEDV变异毒株仍在发生基因变异与基因重组，可能形成新的毒株再次引起PED的暴发流行。

5 结语

PEDV作为猪的一种急性、高度传染性、高致死性病毒性传染病病原，对世界养猪业造成了严重的威胁。目前，2010年出现的PEDV变异毒株已得到了阶段性的控制，但PEDV高频的基因变异与基因重组仍会进化出新的变异毒株造成再次流行或暴发。因此，进行全面而广泛的PEDV流行病学与病原学研究，对PEDV新型毒株的预警与PED综合防控策略的制定至关重要。此外，与其他冠状病毒相比，PEDV的研究相对比较落后，PEDV新型疫苗、反向遗传操作、黏膜免疫机理、病毒变异机制以及抗PEDV药物靶标等方面都有待进一步深入的研究。

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