野生反刍动物心水病研究进展

王彩霞，冯春燕，刘丹丹，张永宁，杜方原，刘晓飞，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 100176)

心水病(Heartwater)是由反刍动物埃立克体(Ehrlichiaruminantium)引起的一种以蜱为媒介反刍动物传染病。该病以高热、浆膜腔积水(如心包积水)、消化道炎症和神经症状为主要特征，是世界动物卫生组织(OIE)规定的必须报告的传染病之一[1]，《中华人民共和国进境动物检疫疫病名录》将心水病列为二类动物疫病。目前，我国尚无心水病报道。

1 历史及地理分布

本病最早于1838年在南非的绵羊中发现，1858年认为是一种特殊的家畜疾病，1898年证实为传染性疾病，1900年明确该病是由立克次体经希伯来钝眼蜱传播。1925年，Cowdry首先发现病原体。1980年Perray等在西半球加勒比海的瓜德罗普第一次报道了心水病。1985年首次将病原在体外培养成功。目前，心水病发生在几乎所有非洲近撒哈拉沙漠国家，那里有各种钝眼蜱属蜱类，如马达加斯加、瑞安、留尼汪(岛)、毛里求斯、桑给巴尔、利摩罗岛和圣多美群岛。该病在加勒比地区也有报道，如瓜德罗普岛、玛利亚格兰特和安提瓜岛，引起了美国及西半球其他国家的关注。目前，本病发生于撒哈拉沙漠以南的大多数非洲国家和古巴、美国、法国等国家[2]。世界各地，包括我国黄河流域及其以南的广大地区，适于钝眼蜱的生存和携带病原，均受到心水病暴发的潜在威胁[3]。

2 病原学

2.1 分类地位

心水病的病原是反刍动物埃里克体，该病原体属于立克次体目(Rickettsiales)无浆体科 (Anaplasmataceae)，是一种小的专性细胞内革兰染色阴性菌[2]。

2.2 病原体的理化特性

埃立克体为专性细胞内寄生物，离开宿主细胞只能存活几小时。遇热不稳定，在室温下12 h～38 h会失活。因此，鉴于病原体的脆弱性，为保存其感染力，检测样本必须在干冰和液氮中保存。在二甲硫醚(dimethyl sulfoxide，DMSO)溶液中冷冻保存也可保持病原体感染力的稳定性，在蔗糖磷酸钾谷氨酸培养基(sucrose phosphate potassium glutamic acid medium，SPG)中的冷藏效果则更好。解冻了的病原体如放置在冰上，其感染力的半衰期只有20 min～30 min[4]。

2.3 培养特性

埃立克体可在很多原代反刍动物内皮细胞或传代内皮细胞中生长，但目前还没有确定的用于分离该细菌的标准细胞系，而且细胞培养往往比较耗时[5]。

3 流行病学

3.1 传染源

受感染的蜱或携带病原体的动物是心水病的主要传染源，但目前还不清楚野生反刍动物在多长时间内可以作为自然界中蜱的感染源，也可能是数月。此外，母畜的初乳中可能含有受感染细胞(网状内皮细胞和巨噬细胞)[4]，因此母畜的初乳也可能是该病的又一传染来源。

3.2 传播媒介

心水病通过其生物媒介钝眼蜱属(Amblyomma)，又称花蜱属的蜱进行传播，蜱是反刍动物埃立克体病原稳定的储存体，病原体在蜱体可维持其感染性至少15个月。但是感染不经蜱卵传播[4]。

目前能够传播该病的蜱有13种,即彩饰钝眼蜱(A.variegatum)、希伯来钝眼蜱 (A.hebraeum)、A.gemma、A.lepidum、A.astrion、A.pomposum、A.sparsum、A.cohaerans、A.marmoreum、A.tholloni、斑点钝眼蜱(A.maculatum，或墨西哥湾蜱)、卡延钝眼蜱(A.cajennense)和A.dissimil。其中A.variegatum是最重要的一种，它的分布也最广；A.astrion主要寄生于水牛；A.sparsum主要寄生于爬行动物和水牛；A.cohaerans寄生于非洲水牛；A.marmoreum的成虫寄生于陆龟，幼期寄生于山羊；A.tholloni的成虫寄生于大象；A.maculatum寄生于有蹄类动物(牛、绵羊、山羊、马、猪、野牛、驴、骡、白尾鹿、水鹿及轴鹿)、各种肉食动物、啮齿类动物、兔类、有袋类动物、鸟类及爬行类动物；A.cajennense的宿主和A.maculatum相似，但是其分布没有那么广泛，而且是一个低效媒介；A.dissimile寄生于爬行类动物和两栖动物[2,6-7]。

3.3 传播途径

由于该病原体十分脆弱，引起该病传播的主要方式是引入受感染的蜱或携带病原体的动物。该病还可以通过携带病原体的母兽的初乳垂直传播。静脉注射含有反刍动物埃立克体的血液或者蜱的匀浆或细胞培养物，同样也会感染该病[8]。

3.4 易感野生动物

心水病的易感宿主范围非常广泛。除了家养反刍动物牛、绵羊、山羊等之外，还包括野生反刍动物。目前已知的野生动物种类有南非白面大羚羊(Damaliscuspygargus)、牛羚(ConnochaetesgnouandC.taurinus)、非洲野牛(Synceruscaffer)、非洲旋角大羚羊(Taurotragusoryx)、长颈鹿(Giraffacamelopardalis)、大弯角羚(Tragelaphusstrepsiceros)、南非大羚羊(Hippotragusniger)、驴羚(Kobuslechekafuensis)、石羚(Raphiceruscampestris)、跳羚(Antidorcasmarsupialis)、泽羚(Tragelaphusspekii)、东帝汶鹿(Cervustimorensis)、白斑鹿(Axisaxis)、白尾鹿(Odocoileusvirginianus)、黑野羚羊等，其他疑似对心水病易感的动物有蓝牛羚、小鹿、喜马拉雅塔尔羊、大角野绵羊、欧洲盘羊、印度羚、白犀及黑犀。此外，珍珠鸡和豹龟对本病不易感，也不将病原体传给在它们身上吸血的媒介蜱，有可能会作为心水病的病原携带者[9]，成为反刍动物埃里克体的非反刍动物病原携带者。黑线小鼠和多乳头小鼠对反刍动物埃立克体敏感，但它们均不是蜱的宿主，无法造成疫病流行。试验还表明，近亲交配的实验鼠对反刍动物埃立克体较为敏感，因此它们有望成为心水病致病机制研究的模型[10-11]。

3.5 对野生动物的致病性

心水病可以导致非洲野牛、南非跳羚死亡，还会给养殖的野生动物鲁莎鹿、白尾鹿、羚、白斑鹿和东帝汶鹿等主要野生反刍动物种类带来显著的经济损失。曾经有报道称非洲象死于心水病，但由于这头象同时也感染了炭疽而无法证明心水病是非洲象的致死原因[9]。

4 临床症状

由于宿主易感性、病原株毒力以及注射剂量的差异，心水病有最急性型、急性型、亚急性型和轻度型4种不同类型的临床表现。其中最急性型表现为短暂的发热、严重的呼吸窘迫、感觉敏感、流泪后突然死亡，有可能还会出现严重的腹泻，偶见临死前抽搐。这一类型的心水病较为少见[1,12]；急性型心水病在反刍动物中最为常见。患急性型心水病的动物一般在1周内死亡。该病始于发热，发病后1 d～2 d内可超过41℃。高热持续4周～5周，并伴有小幅度的波动，死亡前体温骤然下降。发热后出现食欲不振、精神萎靡、腹泻和肺水肿引起的呼吸困难，有时会逐步出现神经症状，动物焦躁不安、绕圈行走，出现吸吮动作，僵硬地站立同时有体表肌肉震颤等；亚急性型心水病，一般情况下比较少见，表现为发热时间延长并伴随咳嗽和轻度运动失调。动物一般在1周～2周内康复或死亡。这种类型的病例并不一定表现中枢神经系统(central nervous system，CNS)症状；轻度型也称为亚临床感染，仅表现为短暂的发热。

根据蜱侵染程度、之前接触感染蜱的情况以及杀螨剂保护水平，不同动物种类的患病率差异较大。康复的动物通常可以获得针对同源病株的完全免疫力，但它们仍然是病原携带者[1,7]。

5 诊断方法

心水病的诊断方法主要有临床诊断、病原体的分离与鉴定、分子生物学检测方法及血清学检测方法，但是心水病的确诊应该通过在涂片上观察到病原体，或者通过PSC20套式PCR扩增检测并结合从内皮细胞培养物分离到反刍动物埃立克体[13]。

5.1 临床诊断

对于野生动物，临床症状很难观察，因此很少应用临床诊断[9]。

5.2 鉴别诊断

最急性型心水病可能会与炭疽混淆，急性型心水病的症状与狂犬病、破伤风、细菌性脑膜炎或脑炎、梨形虫病、边虫病、脑锥虫病或焦虫病等相似，诊断时应注意区别诊断。同时还应注意与士的宁、铅、离子载体和其他心肌毒素、有机磷酸酯、砷、氯化烃类或某些有毒植物的中毒相区别。此外，某些蠕虫严重侵染(例如血矛线虫病)导致心包积水时也会出现与心水病相似的症状[14]。

5.3 病原体的分离与鉴定

心水病可通过从血液中分离埃立克体进行诊断。但是，由于细胞培养比较耗时，且考虑到动物福利问题，一般不提倡采用[1]。

一般通过观察大脑或血管内膜的反刍动物埃立克体集落进行心水病的诊断。将脑组织进行涂片风干后，用甲醇固定，然后进行姬姆萨染色。显微镜下观察可见埃立克体呈红紫色至蓝色团块，以球状或多形体存在于毛细血管内皮细胞的细胞质中，且常常聚集在细胞核附近，呈一个环形或者马蹄形。但是在某些使用过抗生素类药物的动物体内是很难发现埃立克体集落的，只有在患有最急性型心水病的动物体内才能发现少数集落。而且大脑涂片中的集落数量因埃立克体株的不同而差异很大，甚至一些非常致命的病原株只有很少的菌落[15]。

5.4 分子生物学检测方法

心水病的分子生物学检测方法主要有DNA探针法、聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)和套式PCR、反向线性点杂交技术(reverse lineblothy bridization, RLB)、定量PCR、环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification，LAMP)[16]等。

DNA探针技术的敏感性较差。PCR技术能有效检测具有发病症状的动物血液以及受感染的蜱体的埃立克体，能够在开始发热到恢复正常的数天后从血液中以及其他靶器官如脑、肺、肾和胸液中检出病原基因。但PCR对携带病原体的动物血液或骨髓的检出率较低，且对于携带病原体动物的检测结果的一致性较差[17]。除了诊断之外，PCR技术还被广泛用于埃立克体基因组和分子流行病学的研究[18]。

反向线性点杂交(reverse lineblothy bridization,RLB)技术可同时检测鉴定反刍动物无浆体和埃立克体的感染种类，该方法是将特异性探针共价连接于杂交膜，然后用获得的PCR产物与之杂交。但该方法的灵敏度需要进一步的验证[19]。

定量PCR只能检测处于高热反应时期的感染动物，与普通PCR一样不能检测携带病原体而无症状的动物[20]。

5.5 血清学检测方法

目前可用的血清学试验主要有间接荧光抗体试验、酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISAs)和蛋白质印迹试验。由于有临床症状的感染动物在发热反应期间呈血清阴性，在感染痊愈后才呈血清阳性，而且采用全埃立克体作抗原时，在所有血清学试验中，均与其他种埃立克体(Ehrichiaspp.)发生交叉反应，因此血清学试验在诊断方面的应用非常有限[21]。

6 致病机制和疫苗研究

6.1 致病机制研究

尽管目前关于心水病的研究较为广泛，但是关于致病机制的研究仍然很少。一般都认为心水病的损害主要在于较小血管的输送量增加，然而输送量是如何增加的却不是很清楚。

有学者总结了所有心水病感染病例的临床病理变化，大部分变化均伴随着发热反应，且在感染过程中有渐进性贫血。有人认为这种贫血是由骨髓抑制引起的，血细胞容量下降、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞减少是最明显的特征，在心水病感染病例上可以观察到一致的血象。然而，这些发现对致病机制的研究来说似乎并不重要[22]。

6.2 疫苗研究

有报道指出可以通过免疫保护反刍动物免受心水病的威胁，但是，在反刍动物埃立克体不同分离株之间缺乏交叉保护，这也许是心水病一直以来都没有商品化疫苗的原因[23-24]。

7 进口野生动物携带心水病的风险分析

我国目前尚无心水病报道，但是近年来，由于药用、观赏及消费等一些需求显著增加，我国每年从境外进口大量偶蹄动物，这些偶蹄动物包括荷兰进口的小羊驼属的羊驼、原驼和美洲驼羊，智利进口的羊驼，南非进口的河马和长颈鹿，澳大利亚进口的羊驼以及新西兰进口的马鹿等。而这些偶蹄动物恰恰是心水病的易感动物，因此，心水病对我国的国门生物安全存在着潜在传入风险。为保证进口野生动物的安全，保障相关贸易的顺利开展，必须对进口国家可能传带心水病的野生动物开展风险评估，并提出应对措施。

8 口岸检疫应采取的防控措施

8.1 加强进境检验检疫监管

心水病通常是通过包括隐性感染的病原携带者在内的感染动物或者蜱传播至新的地区。蜱可由非法进口动物或者候鸟带入一个国家，因此，在心水病非疫区国家，必须对从疫区输入的反刍动物进行进口前的检验，所有可能携带钝眼蜱属的动物，包括一些非反刍的动物种类，必须在入境前进行蜱的检验。

8.2 做好疫病检测监测技术储备

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流行特征并监测其感染状态，以达到精准快速的疫情预警。并且严格规范检验检疫操作程序，避免医源性的动物间的血液转移。

8.3 清洁环境，切断传播途径

清洁环境，定期杀蜱，或妥善处理感染动物，避免蜱吸食感染动物血液，从而造成疫情的传播[25]。

8.4 疫苗防控

目前没有可用的商品化疫苗。对心水病唯一的商品化免疫方法仍然是“感染治疗”法，即使用感染的血液然后对有反应的动物进行四环素处理。这种方法在一些地区一直沿用至今，但它可能很快会被减毒或灭活疫苗所代替。

目前的“疫苗接种”首先是接种活的埃立克体病原，当出现发热症状时用抗生素处理。此接种方法可用于幼畜。但是这种疫苗接种方式并不能保护动物免受所有埃立克体野株的感染，而且由于过敏性反应，再次接种也是有风险的[2]。

9 展望

综上所述，心水病对野生动物的危害还是比较大的，目前虽然心水病的相关研究，从检测确诊到疫苗防控均已较为全面，但是我国对于心水病的研究较少，这也许与我国无心水病有关，而我们每年也会从国外进口不少野生动物，为了御疫于国门之外，不但要在进口动物之前做好风险分析，还应该加强该病检测技术体系的建设。

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