猪圆环病毒3 型的流行病学及致病机制研究进展

胡建成

（上海市崇明区港沿镇农业综合技术推广服务中心，上海 202158）

20 世纪70 年代，德国研究人员首次通过电子显微镜发现了猪肾细胞PK-15 中存在的小的球形病毒颗粒，随后研究发现该颗粒是直径仅17 nm 的小二十面体病毒，由一个闭合的环状单链DNA 和一个主要的衣壳组成，随后发现针对该病毒的抗体仅在猪群中存在，在其他动物中未发现，因此命名为猪圆环病毒（Porcine circovirus, PCV）[1]。目前，圆环病毒已有4 种公认的类型：PCV 1～4。2016 年，PCV3 在美国首次被发现，感染猪群中的母猪死亡率增加，出现肾病综合征症状，受孕率和产仔率严重下降，通过免疫组织化学和定量聚合酶链式反应检测排除了PCV2、猪繁殖和呼吸综合征病毒、甲型流行病毒和猪细小病毒等的感染，而通过宏基因组和Sanger 测序发现了一种由2 000 个核苷酸环状基因组组成的新型的PCV，该病毒与其他PCV 同源性较低，如与PCV2 的氨基酸同源性仅为36%，因此被命名为PCV3[2]。自PCV3 被发现后，世界各国的家猪群体中相关病例报道逐渐增多，并且发现PCV3 感染与母猪繁殖障碍、肾病综合征、全身性炎性疾病、呼吸系统疾病、腹泻和神经症状等有关，此外，在某些外观正常的猪体内同样检测到PCV3。本文重点对猪圆环病毒3 型的流行病学及致病机制的研究进展进行综述，为后期防控PCV3 提供理论依据。

1 流行病学

1.1 易感动物

据报道，PCV3 可感染所有年龄的猪，包括仔猪、母猪和育肥猪等。虽然家猪是PCV3 的天然宿主，但在牛、犬、羚羊、蜱和蚊中也发现了该病毒。虽然PCV3于2016 年在美国首次被发现，但在1950 年甚至更早的猪血清样品中检测到了该病毒，并发现PCV3 与蝙蝠圆环病毒有着密切的关系[3]。野猪也可感染PCV3，并且在有些国家野猪群体中PCV3 的感染率高于家猪[4]。此外，有研究报道，12 个月以下的公猪患病率要低于年龄更大的猪[5]。对野猪和蜱虫作为媒介传播PCV3 进行试验，发现感染PCV3 的野猪群所在地区的蜱虫体内PCV3 的检出率更高，这进一步表明野猪和吸血昆虫可作为PCV3 的重要传染源。

1.2 传播途径

PCV3 具有广泛的组织嗜性，在几乎所有的猪组织和体液中均可检测到该病毒，如心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、脑、淋巴结、扁桃体、血清、粪便和唾液。在心脏、肺脏和淋巴结中病毒载量要高于其他样品，体液中，口腔唾液PCV3 载量明显要高于血清或肠道黏液[6]。大多数感染的宿主均表现出轻微症状或无症状，其在猪群中存在或接触猪群后可成为病毒传播的重要传染源。此外，在分娩母猪的初乳中也检测到了PCV3，初乳中存在的PCV3 可能与母猪血清中的PCV3 有关，因为在高病毒血症的母猪初乳中PCV3 阳性率可达100%[7]。最近的研究报道发现，后备母猪的胎盘以及感染母猪分娩的胎儿血清中同样存在PCV3，表明PCV3可能通过胎盘和初乳进行垂直传播[8]。此外，研究人员还在公猪精液样品中发现了PCV3，这表明PCV3 还可通过交配行为进行传播[9]。

2 致病机制

2.1 病毒血症

PCV3 感染猪，在感染后3 d 即可检测到病毒血症，而在感染后21 d 病毒血症比例达到最高。病毒的毒株、感染途径、接种猪的年龄及其他可影响疾病发展的因素可影响病毒血症的出现时间。有研究表明，PCV3 引起的病毒血症会在病毒完全清除前存在较长的时间，但期间会出现持续感染，病猪可能会出现间歇性病毒血症[10]。有研究对猪场中感染PCV3 的母猪血液内病毒载量进行统计，发现病毒载量最高出现在第2 次分娩，最低出现在第4 次分娩，因此，随着胎次的增多，母猪的病毒血症有所缓解，这可能是由于在多个生产周期中，母猪逐渐建立起的特异性免疫力造成的[11]。此外，在公猪中也可观察到年龄较低的公猪病毒载量较高，其中小于12个月的公猪病毒载量明显要高于老年公猪[12]。

2.2 病毒的脱落与传播

目前，已知PCV3 有几种不同的病毒脱落途径，但其传播途径仍未阐明。Kwon 等[13]在出现亚临床症状的感染猪的口腔中发现了PCV3，表明其可通过口腔传播。此外，在唾液腺中通过PCR 检测到了PCV3 的核酸，然而免疫组化和原位杂交等组织学检测方法未验证病毒可在唾液腺中存在。有报道指出，PCV3 可通过母猪胎盘进行垂直传播，并且患病母猪分娩的胎盘、木乃伊胎和弱胎也可检测到PCV3。PCV3 也可通过初乳脱落，但是尚不清楚PCV3 是否能在乳腺中感染和复制，因此，猪圆环病毒3 型的脱落机制仍需进一步研究。此外，已有研究通过q-PCR 在公猪的精液和睾丸组织中检测到PCV3，表明PCV3 潜在性传播能力，然而精液中的PCV3 与母猪生殖障碍的相关作用机制仍尚不清楚。PCV3 在污染物中可存在的时间较长，在收集猪场的运输车辆及环境样品中发现了PCV3，表明车辆等接触PCV3 污染的物品可帮助PCV3 进行传播。综上所述，PCV3 可在大多数猪分泌的液体中进行传播，然而仍需进一步研究和了解病毒在猪场环境及亚临床动物群体内水平和垂直传播的机制。

2.3 PCV3 在组织和细胞内的复制

目前，PCV3 进入细胞的具体机制及与临床疾病相关的受体仍不清晰，但已知PCV3 可在不同的细胞内进行复制。在自然感染的母猪流产胎儿和木乃伊胎中，通过原位杂交技术证明了PCV3 可在心肌细胞、心脏和肾脏动脉的平滑肌细胞和滋养层中进行复制[14]。在患有多系统炎症的断奶仔猪和成年猪中，PCV3 也常见于心肌、心脏和肾脏动脉的平滑肌细胞。此外，在皮下脂肪细胞、大脑白质和灰质小动脉平滑肌及室管膜细胞、肠系膜和胸膜的间皮细胞、肺动脉的肺细胞和平滑肌细胞、肾小管上皮、肝细胞和淋巴结生发中心的淋巴细胞中也检测到了PCV3[14]。

在体外，PCV3 的分离鉴定也有一定的进展，近年来，已尝试使用多种细胞分离PCV3，如猪肾上皮细胞PK-15、猪睾丸细胞ST，但目前分离的结果仍存在争议性。有研究人员使用21 日龄的原代猪肾细胞成功分离出PCV3，此外也有报道使用PK-15 成功分离到了病毒，但是上述结果都缺乏特性的细胞病变和原位杂交结果。使用6 周龄试验猪进行攻毒试验可观察到PCV3 在心肌细胞和心动外膜中复制。此外，对4 周龄和8 周龄的无特定病原体的猪进行PCV3 攻毒，发现病毒可诱发间质性心肌炎和皮质间质性肾炎等。此外，试验人员成功使用昆明小鼠作为动物模型进行了攻毒试验，在攻毒组的小鼠心肌和肺泡中发现了PCV3 的复制[15]。上述结果表明，PCV3 具有较广泛的细胞嗜性，这有助于病毒的侵入和复制，但体外PCV3 的分离仍需进一步研究。

2.4 PCV3 的入侵机制

虽然对PCV3 入侵的受体和机制相关信息尚不明确，但可以肯定PCV3 的入侵机制与PCV2 不同。糖胺聚糖，包括硫酸乙酰肝素和CS-B，已被确定为是PCV2 感染所必需的附着受体，但PCV3 Cap 中不存在PVC2 Cap的硫酸乙酰肝素结合基序。此外，核仁定位信号（NoLS）与核仁磷蛋白nucleophosmin-1 （NPM1）的相互作用促进了核定位。PCV3 感染后，PK-15 细胞中的NPMI 从细胞核转移到细胞质，导致与Cap 蛋白共定位。NPMI 的上调增强了PCV3 的复制[16]。总体上PCV3的复制机制已逐步被揭开，但是由于PCV3 缺乏可稳定传代和复制的细胞系，因此相关的研究仍需进一步验证。

3 结语

目前，对于PCV3 的流行病学及致病机制已获得了初步的成果，但是由于PCV3 缺乏稳定的体外传代细胞系，因此相关机制的研究仍受到限制。在未来，需要进一步研发出适合PCV3 复制的细胞系和复制方法，以确认病毒的传播途径、在各组织内的复制机制及病毒入侵机制，为PCV3 的致病机制研究和防控措施提供理论基础。