犬细小病毒的遗传变异及流行情况分析

由海波，韩志强，史 赫，宋兴超，赵家平，王全凯，李滋睿，徐 超

（1.中国农业科学院特产研究所，长春130112；2.长春百克生物科技有限公司，长春130012；3.吉林农业大学，长春130118）

犬细小病毒（Canine parvovirus，CPV）于20世纪70年代末被发现，并在2年内传播到全球犬群，随后十几年间演化出多种新的抗原变体。犬细小病毒包含2个主要的开放读码框（open reading frame，ORF），其中一个编码非结构蛋白NS1和NS2；另一个编码结构蛋白VP1和VP2，构成衣壳的主要蛋白是VP2，VP2上几个关键碱基和氨基酸的变化能够改变抗原特征和宿主范围。由于CPV变异的宿主范围复杂多样，不仅在家养猫和犬身上发现其身影，还在多种野生动物和毛皮动物中广泛传播，对其变异及流行所带来的危害亟需引起人们的关注。

1 犬细小病毒的遗传变异

1.1 起源CPV自1978年以来在亚洲、美洲和欧洲广泛传播[1]。早在1900年左右，猫细小病毒（Feline parvovirus，FPV）被发现，随后在出现腹泻症状的水貂和狐狸体内分别发现了水貂肠炎病毒（Mink enter virus，MEV）和狐狸肠炎病毒（Fox enter virus，FEV），经过数十年环境变化与病毒进化（VP2蛋白特异性变化），1978年前后演化出可以感染犬的CPV-2。随后相继演化出CPV-2a、CPV-2b、CPV-2c，New CPV-2a、New CPV-2b等新基因型，其中CPV-2a、CPV-2b和CPV-2c既可感染犬又可感染猫。CPV分离株与猫细小病毒（Feline parvovirus，FPV）、水貂细小病毒（Mink parvovirus，MPV）、浣熊细小病毒（Raccon parvovirus，RPV）、貉细小病毒（Raccon dogs parvovirus，RDPV）和蓝狐细小病毒（Blue fox parvovirus，BFPV）的系统发育关系表明，上述所有的细小病毒均源于一个共同祖先，并且与水貂、狐狸、浣熊等不同野生动物的细小病毒基本相似[1-2]（图1）。

1.2 抗原变异CPV自20世纪70年代在世界范围内广泛传播后，很快产生几种不同抗原变体。一种是于1979年出现的CPV-2a（VP2中含有5个氨基酸替换），出现后很快取代CPV-2成为新的优势谱系，并且恢复了感染猫的能力，成为许多食肉动物中最常见的病毒[3]；另一种是于1984年出现的CPV-2b，在VP2基因中有一个新的氨基酸替换（Asn426Asp），而后VP2基因又出现新的氨基酸替换（Ser297Ala）产生了New CPV-2a和New CPV-2b变异株[4]；在2000年，另一种新的变体CPV-2c又以另一个新的氨基酸取代（Asp426Glu）为特征出现[5]。有研究者认为最早的CPV-2c毒株是在1996年分离出来的，并证明该变体在意大利首次检测前4年已在德国流通[6]。三个变体之间的抗原基因差异主要源于426残基的变化（图1）。CPV-2a和CPV-2b的DNA序列分析表明，CPV-2b与CPV-2a在VP2蛋白中仅有两种氨基酸不同，CPV-2b的两个特定的编码变化导致VP2残基426和555存在差异，VP2 残基555（Ile-Val）的替换代表了CPV-2序列的逆转或保留，只有残基426的差异决定了表位的改变并代表了CPV-2b特有的替换[7]。由于CPV-2b和CPV-2c抗原株仅在一个位置与CPV-2a不同，因此现在有研究认为它们仅是CPV-2a的变体而非不同的亚型[7]。

病毒如何在新宿主物种中感染和传播是研究疾病发生的核心。除家猫和犬外，许多宿主物种都携带并感染与之密切相关的细小病毒。据调查，美国的浣熊多数携带细小病毒，并且可能存在至少20年的联系[2]。大多数RPV序列都处于与CPV-2和CPV-2a毒株的中间位置。因此，RPV可能在CPV-2和之后出现的的CPV-2变体（CPV-2a、CPV-2b、CPV-2c）之间的转换中起到了中介作用，使之不仅能感染犬并且恢复感染猫的能力。恢复猫宿主范围和获得感染其他宿主能力可能是该病毒的一个选择性优势。其他野生动物也可能在CPV-2的进化和传播中起到作用，例如狼（Canis lupus Linnaeus）、狐狸（Vulpes）和土狼（Proteles cristatus）等[8]。

1.3 CPV-2c遗传演化趋势1995年至2005年，CPV-2变种频率在意大利发生了快速变化，CPV-2c几乎完全替代了CPV-2b[6]。CPV-2c不仅存在于意大利，并且在德国、葡萄牙、西班牙、法国、希腊、澳大利亚、保加利亚、瑞典、美国、巴西、阿根廷、厄瓜多尔、墨西哥等多个国家广泛存在[9-18]。流行病学调查发现，无论犬免疫状况如何，CPV-2c在不同地理区域都普遍存在，并且通常与成年犬的严重疾病相关[16]。厄瓜多尔的一项CPV-2的三种变体感染情况调查发现，CPV-2a的患病率为57.1%（20/35），CPV-2b为8.5%（3/35），CPV-2c为34.3%（12/35）[19]。

图1 CPV-2在犬中的进化过程及其VP2蛋白中几个关键氨基酸残基在遗传变异过程中的变化Fig.1 Some evolution of CPV-2 in dogs and changes in several key amino acid residues in the VP2 protein during genetic variation

在中国，于2010年通过测序首次证实了CPV-2c的存在，但直到2014年才在中国分离和鉴定出CPV-2c并且鉴定其具有新的突变，这表明CPV仍在中国继续发展，疫苗接种策略可能需要重新评估[20]。2015年，中国台湾首次报告了CPV-2c，疑似感染细小病毒的99只犬中有88个样本获得CPV-2分离株，鉴定出CPV-2a（19.3%）、CPV-2b（26.1%）和CPV-2c（54.6%）[20]。2015年（1-12月）和2016年（1-4月）的CPV-2c检出率分别为53.1%（26/49）和68.8%（22/32）。综上数据显示，CPV-2a、CPV-2b和CPV-2c在台湾地区共同传播，CPV-2c是目前的主要变体（图2）。尽管CPV-2c感染导致的临床症状与CPV-2a和CPV-2b几乎相同，包括厌食、呕吐、急性胃肠炎和出血性腹泻，但CPV-2c感染预示着更严重的疾病[21]。有研究证实，目前的CPV-2疫苗对CPV-2c防控具有一定有效性[22-23]，但也有证据表明，具有完整疫苗接种计划的犬只仍携带CPV-2c[20]。因此，目前的疫苗对新型CPV-2c变异体的疗效还有待评估，特别是在新型CPV-2c变异体与CPV-2c原型相比所观察到的氨基酸替换方面仍需更多深入的研究。越来越多研究提示我们，CPV-2c可能以一种更强的趋势发展，全世界需要对这种新型CPV-2c变异体进行持续和深入的监测。

2 犬细小病毒的国内最新进展

2.1 CPV-2毒株自然感染猫Li等[25]在我国河南省对在猫粪便中检测到的CPV毒株进行分析，发现河南省猫群中FPV、New CPV-2a和CPV-2呈共循环，VP2基因的297与562位氨基酸发生突变，疑似为CPV-2疫苗株与野毒株的重组毒株。这是首次证明CPV-2在自然条件下也存在于猫体内。提示有必要继续监测中国境内猫的细小病毒感染。

图2 2015-2016年台湾地区CPV-2变种Fig.2 CPV-2 varieties in Taiwan from January 2015 to April 2016

2.2 东北地区猫源犬细小病毒的调查Niu等[26]在调查东北地区猫源细小病毒的流行情况中发现2份猫源CPV阳性样品。遗传进化分析表明，其分属于CPV-2a与CPV-2b，与国内犬CPV分离株具有一致的变异位点，进化树处于同一分支。VP2基因323与324位氨基酸主要影响细小病毒与转铁蛋白受体（TfR）的结合，并影响宿主范围。两株猫源犬细小病毒324位氨基酸（Tyr→Ile）的改变，可能是造成犬细小病毒感染猫的主要原因。

2.3 新型CPV-2存在于我国貉群中目前，貉细小病毒性肠炎于世界各地广泛存在[27]。齐宇等[28]分离到1株貉细小病毒（RDPV-SD1607），分析发现RDPV-SD1607处于CPV-2分支，且处于CPV-2和CPV-2a分支之间，说明RDPV-SD1607株与CPV-2具有共同的遗传起源，推测其可能正处于CPV-2亚型向CPV-2a亚型进化的中间状态，或是CPV适应貉而形成的新毒株。目前RDPV已经在中国的貉中传播了至少8年，并处于持续进化中，替代宿主和中间宿主通常为广泛分离的宿主物种之间的病毒转移提供桥梁[2]。所以有必要在世界各地进行进一步的积极和仔细的流行病学调查，以了解RDPV在我国各地区和世界范围内CPV的演变动态。

3 犬细小病毒的流行情况

3.1 我国各地区CPV流行基因型王洋等[29]从北京分离到1株CPV强毒株，确定为New CPV-2a。张双等[30]从吉林省分离到6株病毒，其中5株属于New CPV-2a，1株属于New CPV-2b。陈强等[31]对从贵阳市分离到10株CPV病毒，其中7株属于CPV-2a，3株属于CPV-2c。徐闰等[32]对南宁地区12个CPV毒株分析发现，有3株属于CPV-2a、3株属于CPV-2b、6株属于CPV-2c，提示CPV-2c在国内呈上升趋势。Zhuang等[33]发现四川地区New CPV-2a、New CPV-2b和CPV-2c共同传播。吴双等[34]在江苏省泰州3只病犬中分离到1株CPV病毒，经分析确定属于CPV-2a。

3.2 国外部分地区流行基因型Mira等[35]首次证实New CPV-2a存在于意大利。Fagbohun等[36]报道了尼日利亚地区CPV-2a为主要变体，其次是CPV-2b和CPV-2c。Cargnelutti等[37]发现巴西南部犬体内CPV的存在具有较高的多样性，其中CPV-2c占优势，其次分别为New CPV-2a、CPV-2b、New CPV-2b。此外，还发现1株与原始CPV-2相似的分离株，预示着CPV-2的重新出现和疫苗株的进化。Faz等[38]采用PCR调查发现墨西哥地区犬中最常见的变体是CPV-2。Clark等[39]报告澳大利亚犬中出现了CPV-2b感染。2016-2018年，Charoenkul等[40]在泰国犬和猫中发现了CPV-2c。Son等[41]在韩国浣熊体内检测到CPV-2与以前报告的韩国家养犬的CPV-2a和CV-2b毒株不同。

3.3 野生动物中的流行情况Filipov等[14]在保加利亚发现1只狼（Canis lupus）和1只红狐（Vulpes Vulpes）均感染CPV-2a。在德国的虎（Panthera tigris altaica）粪便样本中也发现了CPV-2a序列[42]。Steinel等[43]在纳米比亚和美国的6只猎豹（Acinonyx jubatus）及纳米比亚的1只蝙蝠耳狐（Otocyon megalotis）中均检测到CPV-2b。葡萄牙采集的1种石貂（Martes foina）分离物中存在CPV-2b[44]。在一组亚洲小爪水獭（Aonyx cinerea）中诊断出CPV-2c[45]感染。通过对VP2基因系统发育分析将中国的小熊猫细小病毒（RPPV）分类为CPV-2a，并发现氨基酸序列中呈现出一种不寻常的变异，证明CPV持续进化[46]；CPV持续进化的另一个证据是，大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）VP2基因的突变，该突变被归类为CPV-2a型[47]。

综上，目前我国流行的犬细小毒株有New CPV-2a、New CPV-2b、CPV-2c，其中以New CPV-2a为主，CPV-2b和CPV-2c主要在南方流行，在北方较少。而世界范围内的CPV基因型的变异复杂化且无明显的规律性，说明连续分子调查是十分必要的，可获得更多关于新CPV突变体有效传播的信息。CPV三个变体在野生动物中均验证存在，但CPV-2c比少，CPV-2a和CPV-2b更为常见。虽然细小病毒在环境中相对稳定，但间接传播在种群中，特别是在以动物间接触率低为特征的野生食肉种群中，对病毒的传播和维持起着重要作用。家畜和野生食肉动物之间的跨物种传播也因此变得更容易发生。

4 展望

由于多种跨物种传播事件的发生，非驯养动物受犬细小病毒变异感染的多样性显著。与家犬相比，对其他宿主的CPV流行病学和进化有更好的了解显得尤为重要。近年来，在猫源细小病毒调查中发现，CPV有逐渐代替FPV成为感染猫的主要细小病毒的发展趋势。多重感染的不断出现预示着将来可能出现FPV与CPV不同基因亚型混合感染的频繁发生以及CPV感染猫后发生基因变异，形成更多新的基因亚型与流行毒株。如：CPV-2c、CPV-2c(a)、CPV-2c(b)型。病毒传播模式对于理解新变种或毒株的引入途径也显得至关重要，这可能使流行病学情况复杂化，影响疾病模式，尤其可能显示新毒株的不同毒性和临床相关性，并损害疫苗的效力，所以需要了解变异。本文提供的信息有助于了解CPV的遗传变异、CPV-2c遗传演化趋势、CPV的最新进展及多个变体在国内外的流行情况，并为CPV的防控提供了可靠的信息借鉴。