猪圆环病毒2型的流行病学研究进展

梁小妹，龚紫凤，吕其壮,2*，农可懿，卓严玲，覃 婷，覃新云

(1.玉林师范学院 生物与制药学院，广西 玉林 537000；2.广西农产资源化学与生物技术重点实验室，广西 玉林 537000)

猪圆环病毒(porcine circovirus，PCV)属于圆环病毒科圆环病毒属，该属包括禽类的鹦鹉喙羽病毒(BFDV)、鸽圆环病毒(PiCV)、金丝雀圆环病毒(CaCV)和鹅圆环病毒(GoCV)等[1]。圆环病毒的典型特征是病毒粒子为球状、无囊膜，DNA为单股环状、基因组较小(1759～2319 nt)，直径为16～18 nm。目前PCV已有4个血清型，分别是PCV1、PCV2、PCV3和PCV4，其中PCV1虽能感染猪，但不具致病性，PCV3被证明与猪皮炎肾病综合征(PDNS)、繁殖障碍和心脏及多组织器官炎症有关[2]，PCV4最近才被发现且其致病性有待进一步证实[3]。目前，PCV2感染可引起猪圆环病毒相关性系统疾病(PCV2-systemic disease，PCV2-SD)[4]，除了PCV2-SD，PCV2还与其他相关病理条件导致的包括PCV2亚临床感染(PCV2-SI)、PCV2-生殖性疾病(PCV2-RD)和PDNS等疾病[5]被一起归类为猪圆环病毒病(porcine circovirus diseases，PCVDs)。

PCV2作为PCVDs的主要致病病原体，其感染率极高，可广泛传播于各类猪群，目前已于世界范围内广泛流行，给全球养猪产业造成了巨大的经济损失。Xiao等[6]2016年采用PCR检测方法调查美国的PCV2流行情况，其阳性率达23%，并且分析2014年至2016年获得的455个开放阅读框架2(ORF2)序列发现只有1.9%的样本属于PCV2e基因型；Kwon等[7]2017年针对韩国农场猪群进行PCV2的检测和鉴定，结果发现PCV2阳性率为53.8%，且PCV2a、PCV2b、PCV2d 3个基因型之间混合感染情况严重；Jiang等[8]2017年对采自中国16个省份的疑似患PCV2-SD的死猪组织样本进行PCV2 DNA鉴定，结果显示PCV2阳性率为64.7%。以上研究表明近年来国内外PCV2感染率居高不下，且PCV2毒株也在不断发生变异，给世界养猪业的健康发展带来严重威胁。

鉴于当前PCV2致病的机理尚不完全清楚，本文对有关PCV2分子流行病学的研究资料进行综合分析，以期为有关PCV2流行病学和防控策略的研究提供参考。

1 PCV2的易感动物

研究表明，PCV2不仅存在于家猪和野猪中，在牛、蚊虫、家蝇、绵羊、啮齿动物，甚至在人类中也能被检测或分离出该病毒的存在[9-10]。啮齿动物中，兔子实验性感染PCV2不会导致血清转化或病变,小鼠体内可复制PCV2且PCV2能在小鼠间传播。有研究发现在注射轮状病毒活疫苗的儿童的粪便样品中检测到PCV2 DNA[11]，对此，需进一步阐明PCV2是否可以感染人及感染后是否致病。

PCV2对动物的不同靶器官和靶细胞进行攻击，导致不同的结果。有研究已证实PCV2可在支气管和腹股沟淋巴结、扁桃体、肺、肝、肾、脾和胸腺组织中复制[12]，而对于40～70 d的猪胎儿，病毒主要感染心脏，其次是肝脏、淋巴器官和肺，病毒攻击心脏可导致胎儿木乃伊化。易感细胞当中，胚胎细胞普遍易感染PCV2，且处在40～70 d阶段的胎儿易被病毒感染心肌细胞、肝细胞和单核细胞[13]。出生后，病毒易在淋巴细胞、树突状细胞(DC)、猪肺泡巨噬细胞(PAM)、猪肾细胞(PK-15)等中繁殖。PCV2可在淋巴细胞中复制，由有丝分裂原刺激的外周血淋巴细胞(PBL)已被用作体外模型，以研究免疫激活下PCV2的复制。另外，研究表明PCV2可在DC中进行复制，DC作为一种抗原提呈细胞，可很好的共刺激未成熟的T淋巴细胞，但PCV2可引起DC诱导先天反应的功能受损，提示受PCV2感染的猪会更易感染其他病原体[14]。当病原体入侵机体后，PAM在免疫方面起着重要作用，更是PCV2感染的主要靶细胞。PCV2感染猪后，对肺脏产生严重损伤，上调IL-10免疫调节性细胞因子，IL-10可使机体产生严重的免疫抑制，同时PAM也是猪细小病毒(PPV)的靶细胞，当两种病毒同时感染PAM，IFN-γ表达量下调，从而使其他病原体更容易侵害机体[15]。另有试验证明PCV2还可感染PK-15、猪血管内皮细胞和猪气管上皮细胞，而PCV2在PK-15中繁殖时，宿主细胞不发生细胞病变[16]。

2 PCV2的传播途径

大量研究证明，PCV2在猪的传播途径包括水平传播和垂直传播。

2.1 水平传播

尽管口鼻途径是最有效的感染途径，但PCV2既可通过鼻、扁桃体、支气管和眼部的分泌物传播，也可存在于粪便、唾液、尿液、乳液和精液中。此外，经口服未煮熟的含PCV2的动物组织可感染仔猪。将感染猪和健康猪混合，健康猪在4～5周后也出现PCV2-SD的临床症状，这一结果可证明PCV2-SD的水平传播[17]。与单独分开的动物相比，直接接触的猪之间更易传播PCV2，且在邻近围栏的地方也间接发生感染。在全身感染的情况下，PCV2可脱落在许多身体分泌物中，考虑到PCV2脱落的各种途径，PCV2的环境负载可成为群体健康的重要指标。PCV2与猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)共同感染增加了PCV2的脱落量和脱落的持续时间，这将导致更高的环境病毒负载。在养猪区生产设施空气中的尘埃颗粒检测PCV2浓度最高可达每立方米空气107个PCV2基因组[18]，表明空气传播也极大增加了PCV2的感染率。另一项研究发现在5个养猪场的家蝇中含有PCV2 DNA，家蝇体内PCV2 DNA与粪便样品中的PCV2DNA相匹配，随后对猪进行定期PCV2疫苗接种后，环境PCV2负载明显下降，并且第二年猪场内没有蝇类被检测为PCV2阳性，这表明可将蝇类体内的PCV2 DNA含量作为测量环境PCV2负载的参考[19]。

2.2 垂直传播

妊娠母猪产仔前3周经鼻感染PCV2后出现胎盘感染，接着在流产和活产仔猪可检测到PCV2，且流产胎儿和死胎的心肌炎也与PCV2感染相关。日龄在13 d或少于13 d的猪自然感染PCV2，其病毒脱落的持续时间至少为分娩后的209 d，而实验性感染PCV2的猪，其持续时间是69 d[20-21]。感染母猪初乳中可发现传染性PCV2，其初乳也能感染仔猪。PCV2在自然和试验感染的公猪精液中均可检测到，相关试验表明试验感染的公猪至少在90 dpi后可发生PCV2的脱落，当年幼的母猪与含有大量感染性的PCV2精液受精可导致生殖失败[22-23]，而PCV2含量低的精液未能感染母猪，说明受精传播PCV2需达到一定含量。在一项临床繁殖研究中，40%新生仔猪检测到PCV2，然而在同一研究中，另外46%的新生仔猪血清阴性，无病毒血症，这表明感染的怀孕母猪经宫内传播可感染胎儿[23]。

3 PCV2的流行特点

3.1 流行历史和基因分型

PCV首次于1974年在猪肾传代的细胞系中被发现，并在1982年才被命名为PCV。1991年在加拿大爆发PCV2-SD后，学者开始研究该病的致病因子，并在20世纪90年代中期发现严重淋巴样病变与一种类似PCV的因子有关，随后的分子病毒学研究表明这种因子与目前已知的PCV(PCV1型)不同，为区分这两种不同的病毒因子，分别命名为PCV1、PCV2。但最早的猪PCV2感染可追溯到1962年的德国[24]，并于1998年首次分离和鉴定出PCV2毒株[25]。到90年代后期，欧洲和东南亚也随后爆发PCV2-SD，美洲则从2004-2005年开始，中国是在2000年郎洪武等[26]首次报道PCV2-SD，如今PCV2已广泛流行全世界。

目前根据新的研究表明，国内外PCV2分为PCV2a、PCV2b、PCV2c、PCV2d、PCV2e、PCV2f、PCV2g、PCV2h 8个基因型[27]。PCV2基因型从PCV2a向PCV2b发生漂变，PCV2b可能在2002年至2004年期间占PCV2a的主导地位[28]，PCV2a含有5个簇，分别是2A、2B、2C、2D、2E，PCV2b含有3个簇，分别为1A、1B、1C。PCV2c很少被报道，首次在丹麦被发现，随后又在少数国家发现，如巴西[29]、中国[30]等。随后2009年在中国首次报道PCV2d和PCV2e 2种基因型[31]；为进一步阐明PCV2在中国的起源和流行，2017年基于ORF2核苷酸序列的系统发育对1996年至1999年采集的23个毒株进行分析，发现其中3个毒株与其他已知基因型相比，具较低的序列同源性，并命名为PCV2f[32]；次年PCV2g和PCV2h被定义为2个新的基因型[27]。目前虽然PCV2具有8个基因型，但在适当的情况下仅PCV2a、PCV2b和PCV2d可实验性地复制PCV2-SD[33]。

3.2 发病率和死亡率

随着PCV2和PCV2-SD在北美和欧洲的不断爆发，国内对PCV2感染和PCVDs给予更多的关注。郎洪武等[26]采用ELISA检测采自北京、河北、山东等地22个猪群的559份血清样本，共检出 PCV2抗体阳性率为42.9%，其中断奶仔猪占16.5%，后备母猪占43.3%，经产母猪占85.6%，育肥猪占51.0%，这项调查虽不能全面反映当时中国养猪场PCV2感染的情况，但为中国PCV2感染的存在提供了初步证据，之后王忠田等[34]、李玉峰等[35]也进行了相似调查。曹正等[36]对江苏省2006年1月至2007年6月的15个猪场进行了PCV2感染情况的调查，其中12个猪场的发病率为20%～60%，死亡率为5%～35%，这也与猪场的管理环境有关，但一旦感染猪群出现继发细菌感染或与其他病原体共感染，发病率和死亡率将会增加。有关PCV2感染的血清学和病原学调查以及与PCV2-SD的临床关联的一些研究表明，PCV2的感染广泛分布于全国各地，且不同地区、不同养猪场、不同年龄猪的PCV2抗体阳性率在10%～90%之间，在复杂的病例中，死亡率可能从1%到30%不等；经产母猪、后备母猪和育肥猪的PCV2抗体阳性率远高于生长猪和哺乳猪，这种感染现状严重打击了国内养猪户的养殖积极性。

3.3 临床症状和病理特征

3.3.1 临床症状 PCVDs主要影响5至18周龄的猪[37]，这可能是与仔猪受母体抗体保护有关。临床症状包括体重减轻，淋巴结肿大，黄疸；淋巴组织中出现严重的淋巴耗竭和组织细胞替换；呼吸窘迫可见于感染猪，肺部产生间质性肺炎和单核细胞浸润性细支气管炎；患有腹泻的感染猪，肠粘膜增厚，肠系膜淋巴结肿大，伴有肉芽肿性肠炎；PCVDs也可导致生殖功能衰竭，出现胎儿流产或死胎，并显示出坏死性心肌炎[38]。PCV2也被认为是猪皮炎和肾炎综合征(PDNS)的潜在病因，以红色至紫色合并皮损、肾小球及间质性肾炎及血管炎为特征[38]。尽管如此，有关PCV2参与的程度和机制有待进一步研究。

3.3.2 病理特征 淋巴组织中的淋巴细胞耗竭和组织细胞替换是PCV2感染和PCVDs的标志性病变。在淋巴组织中PCV2的感染和复制可破坏淋巴滤泡的结构，导致淋巴细胞耗竭，随后被组织细胞所取代。因此，破坏淋巴滤泡和减少与PCV2感染相关的白细胞可导致猪免疫抑制。在感染的猪中，淋巴细胞发生耗竭与卵泡间DC、B细胞、NK细胞、γδT细胞、CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞的减少及单核细胞和粒细胞的增多有关，且淋巴细胞耗竭的严重程度与受感染组织中检测到的PCV2抗原量呈正相关[39]，因此，揭示淋巴耗竭的确切机制将有助于今后控制PCV2的感染。

3.4 地域、季节、年龄和品种

3.4.1 地域 自PCV2被发现是PCV2-SD的主要病原体以来，PCV2-SD如今已经在五大洲被确诊，值得注意的是，已经证明在澳大利亚存在PCV2感染，但当时该国却没有PCV2-SD[40]。PCV2感染不存在明显的地域差异，而不同基因型的PCV2有一定的地域分布，如PCV2c只出现在少数几个国家[29-30]，PCV2d首次于中国被报道并迅速席卷全国，现在也开始向世界蔓延。

3.4.2 季节 不同季节PCV2的感染情况具有较大差异。有研究发现PCV2的感染发生在一年四季，春、秋、冬的阳性率为19.7%～22.2%，而夏季达到44.0%阳性率，可能夏季温度较高和蚊虫、苍蝇较多，有利于疾病传播，或是热休克蛋白70(HSP70)等对PCV2复制的调节造成夏季感染率高[41]。

3.4.3 年龄 PCV2主要感染5～12周龄的断奶仔猪，其中6～8周龄的仔猪最易感。病例对照研究表明，受PCV2-SD感染的农场中3个月大的猪具有较高水平的PCV2抗体，与无PCV2-SD农场相比，感染PCV2-SD的1～10周龄和16～20周龄的动物的鼻腔和血清中PCV2 DNA水平较高，这些发现表明PCV2感染发生得越早，猪越易于患PCV2-SD，而随后研究却发现PCV2-SD的发展与PCV2感染的时间无相关性[40]。王科文等[42]对10个猪场中处于4、10、16、20周龄的猪进行PCV2的抗体阳性率检测，结果表明10周龄和20周龄之间的猪相比其他阶段的猪更易感染。郭振华等[43]检测猪的70份血清样品，发现18周龄和21周龄的猪更易感染PCV2。

3.4.4 品种 PCV2-SD的易感性因公猪的不同而有所变化。与大型白杜洛克杂交猪相比，纯种或杂交种皮特兰PCV2-SD感染引起的死亡率较低，而另一研究并没有发现与品种相关的死亡率差异，且相比于杜洛克、大白猪和皮特兰猪，长白猪对PCV2相关疾病的易感性更高。有研究表明猪基因组中可能含有与PCV2-SD易感性增加有关的基因[40]，但针对死亡率差异是否与品种或编码易感性的基因相关尚未清楚。

3.5 共感染

PCV2是PCVDs的主要致病因子，PCV2不仅与PCV1、PCV3，还与猪的其他致病病原体(如病毒、细菌、支原体和寄生虫，详见表1)共感染[44]。PRRSV是PCVDs病例中最常见的共感染病毒，被认为与PCV2协同作用诱导PCVDs，PCV2与PRRSV共感染会增加猪的免疫细胞损耗，其他可与PCV2共感染的病毒有猪细小病毒、猪流行性腹泻病毒、奥叶兹基氏病病毒、戊型肝炎病毒、猪细环病毒、猪睾丸病毒、猪流感病毒、猪内源性逆转录病毒等[38,45]。细菌中的胞内劳氏杆菌(Lawsoniaintracellularis)和沙门氏菌(Salmonellaspp.)与PCV2混合感染，均可加重其临床症状[45]。在PCV2共感染的支原体当中，最常见的为猪肺炎支原体，当公猪在接种间隔两周内受到猪肺炎支原体和PCV2的感染时，在合并感染的公猪中可观察到严重的临床症状，病情恶化后，其精液中的携带高水平的PCV2 DNA对后代感染PCV2构成潜在风险。众所周知，任何损害免疫系统的疾病都会导致寄生虫感染，如今卡氏肺囊虫(Pneumocystiscarinii)、隐孢子虫(Cryptosporidiumparvum)、长后圆线虫 (Metastrongyluselongates)均已被发现可与PCV2共感染[43]。

表1 PCVDs相关的共感染因子Table 1 Co-infecting agents associated with PCVDs

4 小 结

PCV2作为PCVDs的主要病原体，其所造成的危害已严重阻碍世界养猪业的进一步发展。然而，直到现在有关PCV2致病机理的认识还不够深入。

本文着重对近年来有关PCV2流行病学的研究成果进行了归纳总结和分析，以期加深我们对PCV2致病机理的理解，为规模猪场和农村散养户的养殖过程提供一些参考，例如对猪场应进行定期免疫接种，加强猪场的管理，定期对猪场进行疫病调查，将不同年龄和性别的猪分开圈养，尽量使用受精中心提供的精液，避免垂直感染；保持猪场环境干净、通风，防止水平传播疫病等。以疫苗为例，当前所有商用的PCV2疫苗均可有效减少临床疾病和改善被PCV2感染农场的生产参数，显著减少动物所携带的病毒量、病毒血症和系统病毒载量，从而导致病毒的环境载量下降[46]。现在市面上销售的疫苗大部分是基于PCV2a和PCV2b基因型而制成的，但具体可根据当地PCV2的流行情况的不同来选择使用不同类型的疫苗，如Circovaccine适用于经产母猪和初产母猪[5,47]；在PCV2b、PRRSV和PPV(猪细小病毒)的三重合并感染模型中，减毒嵌合型PCV1-2b病毒可起到保护猪的作用等[48]。