猪血凝性脑脊髓炎的研究进展

文│吕艳峰 （山东省郯城县畜牧发展促进中心）

1957年秋，加拿大安大略省报道了一种以高发病率、呕吐、厌食症、便秘和严重进行性消瘦为特征的种猪疾病。仔猪在6～7日龄前临床表现正常，之后开始出现临床症状，包括不哺乳、颤抖、蜷缩和尖叫，随后出现神经学症状，包括呕吐、共济失调、感觉亢奋和不协调。出现临床症状2～3天后死亡，该临床综合征的病原因其血凝特性被命名为“血凝性脑脊髓炎病毒”。该病毒从7～8日龄仔猪的原代猪肾细胞中分离出来，显示出病毒性脊髓灰质炎和脑脊髓炎的组织病理，包括神经元变性和胶质瘤等。

猪血凝性脑脊髓炎病毒是猪神经系统和消化系统疾病的病原体，是最早发现和分离的猪冠状病毒之一，也是惟一已知的影响猪的嗜神经病毒。因为猪血凝性脑脊髓炎病毒在全世界养猪业中报告的临床流行率很低，所以该病毒在猪冠状病毒中的研究较少。猪血凝性脑脊髓炎病毒可感染任何年龄的猪，但临床症状是年龄依赖性的。临床表现包括呕吐、消瘦和神经症状，与年龄有关，通常仅在4周龄以下的仔猪中报告。猪血凝性脑脊髓炎病毒的亚临床症状几乎在世界范围内都有报道，并与猪群中的高血清流行率有关。猪血凝性脑脊髓炎病毒血清阳性母猪可以通过乳原免疫传递给后代，并提供对该病的保护。猪血凝性脑脊髓炎病毒仍对健康状况良好的后备母猪群构成潜在威胁，如暴发呕吐、消耗综合征和脑脊髓炎，死亡率高达100%。

一、病原学

大多数冠状病毒含有4 种结构蛋白：棒状刺突糖蛋白（S，180 ～200kDa）、膜蛋白（E，8～10kDa）、跨膜糖蛋白（M，20～30kDa）和核衣壳蛋白（N，50～60kDa）。结构蛋白在数量、类型和大小上的差异导致了Nidovirales病毒粒子在结构上的显著差异，如猪血凝性脑脊髓炎病毒这样的血凝冠状病毒具有包膜相关的糖蛋白，即（hemagglutinin-esterase，HE）蛋白（约140kDa），它由两个亚基（每个约65kDa）通过二硫键连接在一起。S蛋白是一类融合蛋白，在结构或功能上分为两个亚基：S1和S2，它具有与宿主细胞受体结合的活性，S2负责膜融合。S蛋白在猪血凝性脑脊髓炎病毒神经元感染过程中发挥作用。大多数冠状病毒有一层12～25纳米长的S蛋白，猪血凝性脑脊髓炎病毒和其他一些Beta冠状病毒有第二层更短的表面尖刺，即HE蛋白。E蛋白是病毒粒子中含量较低的蛋白，在病毒粒子从感染细胞的组装和释放中起作用。M蛋白是最丰富的结构包膜蛋白，有助于病毒粒子的形状，包含3个跨膜结构域。N蛋白与病毒RNA相互作用形成螺旋状核糖核蛋白复合物，与M蛋白结合，在病毒粒子内形成一个内部二十面体核心，帮助病毒基因组整合到复制酶-转录酶复合体，随后形成病毒颗粒。猪血凝性脑脊髓炎病毒相关的血凝素酯酶也可在丙型流感病毒、环状病毒和冠状病毒中发现，但HE蛋白仅存在于Beta冠状病毒的一个亚群中，可以通过与S蛋白的相互作用促进病毒进入细胞和病毒传播。

二、全球分布和流行病学

血清学调查表明，猪血凝性脑脊髓炎病毒在全世界大多数猪群中高度流行并亚临床传播。病毒在畜群中循环，猪可以从母猪垂直感染到新生儿。但自1958年在加拿大发现病毒以来，只有少数关于呕吐、消耗综合征和脑脊髓炎的报道。

目前世界范围内猪血凝性脑脊髓炎病毒的患病率大多未知。一项血清患病率研究确定了美国母猪群中总血清阳性率为53.34%，该研究于2016年共收集了2756只来自无新生仔猪出现呕吐和消耗综合征病史或神经症状的繁殖母猪的血清样本，样本来自19个州的104个农场。

大多数母猪对猪血凝性脑脊髓炎病毒免疫，并可赋予其后代被动免疫。因此，临床疾病的暴发比较罕见，仅限于感染猪血凝性脑脊髓炎病毒的初胎母猪或低胎次母猪。迄今为止只暴发过3次重大疫情，2001年加拿大魁北克省新生仔猪和早期断奶仔猪出现呕吐和瘫痪，2002年加拿大安大略省650头母猪暴发了呕吐和消耗综合征，2006年阿根廷报告了一场伴有运动障碍和高死亡率的疫情，影响超过6000头母猪的猪群，发病率为55%。

三、发病机制和组织学病变

猪血凝性脑脊髓炎病毒在猪体内复制的主要部位是呼吸道，这可能导致轻度或亚临床疾病。鼻黏膜、扁桃体、肺部的上皮细胞以及小肠中一些未识别的细胞都可能被感染。猪血凝性脑脊髓炎病毒可以从复制的主要部位通过外周神经系统传播到中枢神经系统。鼻黏膜和扁桃体中的病毒复制使病毒传播到三叉神经节和脑干三叉神经感觉核。病毒通过迷走神经传播也使病毒感染迷走神经感觉神经节和脑干迷走神经感觉核。病毒还可以从肠道肌间丛向脊髓的局部感觉神经节进行外周传播。电子显微镜还发现了神经细胞内的病毒颗粒，从外周穿过细胞质到达轴突，但在周围的神经胶质细胞或炎症细胞中找不到病毒颗粒。在外周病毒传播后，病毒感染明确的延髓核，进展到脑干、脊髓，偶尔还会感染大脑和小脑。呕吐是由迷走神经感觉神经节中的病毒复制引起的，或由迷走神经神经节感染的神经元引起的呕吐中心的脉冲引起的。

猪是惟一易受猪血凝性脑脊髓炎病毒自然感染的物种，但实验室啮齿动物，如小鼠和大鼠已被用作发病机制研究的替代动物模型。病毒复制发生在神经元的细胞质中，病毒粒子在粗糙内质网和高尔基体中组装，然后通过跨突触传播。体外研究表明，猪血凝性脑脊髓炎病毒通过蛋白介导的内吞作用以动态蛋白、胆固醇和pH依赖的方式进入神经细胞，这需要GTP酶Rab5和Rab7，它们是囊泡运输途径的主要调节因子。感染的猪肾细胞的细胞病变效应和诱导细胞死亡的机制可归因于胱天蛋白酶依赖性途径，但胱天蛋白酶激活的具体机制仍然未知。在其复制过程中，猪血凝性脑脊髓炎病毒通过酶切诱导细胞蛋白酶、半胱氨酸依赖性蛋白酶或半胱天冬酶激活的酶活性，允许扩散到邻近细胞并限制宿主反应。

四、诊断

可以通过直接和间接检测方法的结合来诊断猪血凝性脑脊髓炎病毒。实时逆转录聚合酶链式反应（RTPCR）和套式PCR能检测脑干、三叉神经节和脊髓等不同组织中的病毒RNA。猪血凝性脑脊髓炎病毒可以从扁桃体和呼吸道（鼻拭子和咽拭子、鼻黏膜和肺）持续分离，但不规则地从脑桥和髓质、后脑和胃壁分离。在出现临床症状后2～3天或试验接种后8天以上病毒分离可能会很困难。

目前检测猪血凝性脑脊髓炎病毒抗体的间接方法包括血凝（HA）和血凝抑制（HI）试验、病毒中和（VN）试验、酶联免疫吸附试验（ELISA）和快速免疫层析条试验等。与其他冠状病毒不同，猪血凝性脑脊髓炎病毒很容易凝集各种红细胞，具体来说，附着在红细胞上含有N-乙酰-9-乙酰神经氨酸的受体上。这一特征用于猪血凝性脑脊髓炎病毒相关疾病和Aujeszky’s病的鉴别诊断。HI试验，在试验接种后第6天或第9天可以分别在血清中检测到血凝抑制抗体和血凝中和抗体。在商业猪场，猪会接触到具有共同基因和抗原特征的不同冠状病毒。S蛋白的N末端部分（S1）是惟一允许基于完全不存在可检测的交叉反应性的抗体对猪冠状病毒进行鉴别诊断的抗原区。而N蛋白和M蛋白在猪冠状病毒中高度保守，所以不能应用于猪冠状病毒相关疾病的血清诊断。