危害畜禽养殖业的主要冠状病毒

程晋龙，赵 烨，张国中

(中国农业大学动物医学院 农业农村部动物流行病学重点实验室，北京 海淀 100193)

冠状病毒(Coronavirus,CoVs)家族成员众多，是多种哺乳动物和家禽疾病的病原，在系统分类上属于套氏病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、冠状病毒属(Coronavirus)。CoVs(冠状病毒)为有囊膜病毒，直径60～120 nm，因病毒粒子表面有皇冠状的棒状突起被命名为冠状病毒。CoVs基因组为一条不分节段的正链RNA，长度约为27～30 kb，包括5′帽子结构和3′端poly(A)尾结构，其中复制酶基因占据了基因组2/3的长度，约20 kb，主要功能是编码病毒的各种非结构蛋白，另外1/3基因组编码病毒的结构蛋白和其他辅助蛋白。冠状病毒粒子包含4种结构蛋白，分别为纤突蛋白(Spike,S)、囊膜蛋白(Membrane,M)、小包膜蛋白(Envelope,E)和核衣壳蛋白(Nucleocapsid,N)[1]。三聚体形式的S蛋白介导了病毒对宿主细胞的吸附，在感染过程中，S蛋白被裂解为S1和S2两个亚基，S1亚基为受体结合域，S2亚基介导病毒与细胞的进一步融合[2]。M蛋白是病毒粒子中最丰富的蛋白，构成病毒粒子的基本形态。E蛋白是病毒粒子中含量最少的蛋白，是一种跨膜蛋白，该蛋白有助于病毒的组装和释放，同时具有离子通道活性。N蛋白以串珠状构象与病毒基因组结合，主要起保护基因组的作用[3]。

CoVs的感染和其他病毒一样，包括：吸附、穿入、合成、组装与释放等几个环节。首先是S蛋白中的S1亚基与宿主细胞表面的受体发生结合。不同的CoVs利用的受体不同，目前已经鉴定出的冠状病毒受体有氨基肽酶N(Aminopeptidase N,APN)、血管紧张素2(Angiotensin converting enzyme 2,ACE2)、二肽酰肽酶4(Dipeptidyl peptidase 4,DPP4)和乙酰神经氨酸等[4-7]。然后S2亚基介导病毒与细胞发生融合。CoVs的转录方式为“不连续转录”，即通过识别转录调控序列转录出一系列相同5′端的亚基因组，这种转录机制也是冠状病毒容易发生变异的原因之一。以转录出的亚基因组为模板在细胞的粗面内质网中进行病毒蛋白的翻译与合成。合成的病毒结构蛋白与病毒基因组在内质网中组装成完整的病毒粒子。最后病毒粒子通过高尔基体被送至细胞膜表面发生膜融合，释放到细胞外。

目前，国际病毒学分类委员会将CoVs进一步分为α、β、γ和δ四个型。其中β型冠状病毒对人的威胁较大，比如严重急性呼吸综合征病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV)以及2019年底暴发的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。而在畜禽养殖业中，α型与γ型造成的危害较大，其中常见的猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)与猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus,TGEV)均属于α型冠状病毒，而在2017年新发现一种猪急性腹泻综合征病毒(Swine acute diarrhea syndrome CoV,SADS-CoV)也属于α型冠状病毒；对养禽业危害较大的传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)则属于γ型冠状病毒。本文以国内外对畜禽养殖中主要冠状病毒的研究为基础，对养殖业中主要的冠状病毒进行简要概述。

1 传染性支气管炎病毒(IBV)

传染性支气管炎(Infectious bronchitis,IB)是由传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)引起的一种急性、高度接触性呼吸道传染性疾病，被世界动物卫生组织(OIE)归类为法定上报的动物疫病，在我国属于二类动物疫病[8]。1936年，Beach和Schalm确定IB的病原为病毒，并命名为IBV，IBV是人类发现的首个冠状病毒[9]，后被归入γ型冠状病毒，IBV可以感染不同日龄的鸡。目前主要流行的是于1997年在我国发现的QX型(QX-like)IBV[10]。对我国从1994—2014年分离毒株序列的进化分析显示，我国IBV疫苗相关基因型的分离率从50.4%下降到4.4%，QX型毒株的分离率上升至近70%，说明QX型IBV已替代了之前的Mass型毒株，成为我国目前的流行型毒株[11]。目前，亚洲、欧洲及非洲等许多地区都报道了QX型IBV的流行[12]。

在致病性上，QX型与经典的Mass型IBV存在较大的差异。QX型IBV感染不仅会引起明显的呼吸道症状，发病鸡还会出现精神沉郁、排白色稀粪，死亡率明显高于Mass型。病死鸡剖检可见肾脏苍白、肿大，输尿管中大量尿酸盐沉积[13]。蛋鸡在感染后，会造成卵巢及输卵管的永久性损伤[14]，在到达产蛋期时出现“假母鸡”现象，对生产养殖造成巨大的经济损失。而Mass型IBV单独感染时，通常只引起呼吸道症状，包括咳嗽、气管啰音，会导致产蛋鸡生产性能下降。有研究者通过反向遗传操作系统，将QX型强毒株S蛋白中的S2′位点突变为弗林蛋白酶裂解位点后，突变毒株对鸡的致病性增强并出现神经嗜性。通过缺失辅助基因，证明了辅助蛋白5a对病毒的致病性有明显影响[15-16]。

除了生物安全措施以外，疫苗接种是当前IB防控的主要措施之一，根据当地IBV流行情况制定合理的免疫程序对其防控至关重要。目前使用的疫苗类型主要包括弱毒活疫苗、灭活疫苗。制定合理的免疫程序，不仅需要确定疫苗的类型，更要注意疫苗毒株的选择。因为IBV不同血清型毒株之间的交叉保护较差[17]，单独免疫传统的Mass型IBV疫苗并不能达到较好的保护效果。只有免疫与当前主要流行毒株相同血清型的疫苗，才能对IB起到较好的防控作用。同时，为了达到最佳的免疫效果，防止IB的发生，还应该加强饲养管理和环境控制，注意鸡舍的温度、湿度、通风与光照等条件，合理饲喂饲料。养殖过程中严格执行防疫措施。

2 猪流行性腹泻病毒(PEDV)

猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的一种急性、高度传染性肠道疾病，所有年龄段的猪均易感，症状严重程度不同，7日龄以内仔猪感染后死亡率最高可达100%[18]。该病毒在2010—2011年造成了我国大量新生仔猪的死亡，研究显示此次流行的PEDV之所以致病性更强，是由于发生了新的变异[19]。目前，PEDV呈世界性分布，已经广泛传播到欧洲、亚洲、美洲和大洋洲等许多地区，其中在亚洲的流行呈现出复杂化的趋势[20]，对世界的生猪产业构成了严重威胁。

关于PEDV的致病性与致病机制，PEDV感染猪只以水样腹泻、呕吐、脱水为主要临床症状，剖检可见急性肠炎的症状。研究发现，将PEDV流行毒株在Vero细胞上连续传代可以降低毒株致病性。对传代后的病毒进行测序以及反向遗传操作，证明了S基因是影响PEDV致病性的关键基因，但需要与其他非结构基因协同发挥作用[21]。

目前，针对PEDV还没有有效的疫苗和特效药，发病后要注意防止其他微生物的继发感染，同时进行抗病毒治疗。养殖场对该病的防治主要为环境控制，对场区进行定期消毒。当有疫情发生时，应将病猪隔离，在场区内撒生石灰，阻断传染途径，再对病猪进行治疗。在日常养殖中，应积极观察猪群状态，做到早发现，早治疗。

3 猪δ冠状病毒(PDCoV)

猪δ冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)是引起猪腹泻的一种新发病原，属于δ冠状病毒。该病原于2012年首次在我国香港被检测出[22]。2014年，该病在美国多个州暴发。在之后的短时间内，加拿大、日本、墨西哥、韩国等国家均检测到了PDCoV[23-25]。我国大陆在2015年首次发现PDCoV[26]。PDCoV可以感染不同日龄的猪，其中哺乳仔猪的临床症状最为严重，与其他猪肠道疾病病原共同感染的现象较为普遍。同时有研究发现，PDCoV可以感染牛，在牛的粪便中可以持续检测到病毒核酸，血清抗体也呈阳性，但无明显临床症状[27]。体外试验显示，PDCoV可以感染人源、禽源细胞，表现出比较广泛的细胞适应性[28]。同时，由于PDCoV的S基因与夜莺冠状病毒BuCoV HKU11的同源性较高，而基因组整体同源性与麻雀冠状病毒SpCoV HKU17较高，所以有研究者推测PDCoV可能来源于鸟类冠状病毒的重组[29]，所以对PDCoV的跨物种传播也是以后研究需要关注的。

PDCoV引起的临床症状与其他猪肠道冠状病毒相似，对哺乳仔猪危害较大，引起严重的腹泻、呕吐与死亡，但致死率比PEDV和TGEV低。病理剖检可见肠壁变薄、透明，肠绒毛萎缩；组织学可见小肠上皮细胞坏死、脱落[30-31]。对于断奶仔猪，发病猪主要表现为腹泻、体重减轻，之后症状逐渐缓解。

目前尚无针对PDCoV的有效疫苗，所以防控以环境控制为主，确认选购种猪的健康情况，定期对猪群进行检疫，对发病猪应立即隔离。定期对圈舍进行消毒，维持圈舍的洁净。对病死猪及时进行无害化处理。

4 其他冠状病毒

猪急性腹泻综合征病毒(Swine acute diarrhea syndrome coronavirus,SADS-CoV)，属于α冠状病毒。该病毒于2017年首次从我国分离得到，引起的临床症状与其他猪肠道冠状病毒的临床症状相似，主要为呕吐、腹泻，新生仔猪体重下降，脱水死亡。研究发现该病毒可能来源于一种蝙蝠冠状病毒HKU2(Rhinolophus bat coronavirus,HKU2)[32-33]。

牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)，属于β冠状病毒，会引起新生犊牛腹泻和成年牛的冬季血痢，腹泻严重的病牛如果不及时补液，易发生酸中毒导致死亡[50]。该病毒经粪口传播和呼吸道传播，可从粪便与鼻拭子中分离到病毒[51]。1972年，美国研究人员从犊牛粪便中发现了BCoV[34]。1995年，我国首次分离到该病毒[35]，之后该病毒在我国多地流行，有些地区的BCoV阳性率高达86.4%。

5 展望

随着分子生物学的快速发展，人们对于冠状病毒的认识已经越来越深入。而2019年年底暴发的新型冠状病毒疫情又一次让冠状病毒进入了人们的视野，这是自2003年SARS疫情以来第3次冠状病毒疫情。新冠疫情的溯源工作目前还没有完成，但是前2次疫情已经证明为野生动物携带的病毒发生了跨物种传播，这种现象说明了动物冠状病毒潜在的公共卫生学意义。某些动物冠状病毒可以作为模式病毒进行基础研究，所以明确动物冠状病毒的分类地位、感染情况和致病机制，不仅利于养殖业对疫情的防控，也利于人类对冠状病毒的进一步认识以及对相关疾病的防治。