賈廣敏,秦娜,班曼曼,梁旭,馬文濤
(1.河南省動物檢疫總站,河南鄭州 450008;2.焦作市畜產品質量安全監(jiān)測中心,河南焦作 454000)
蓋塔病毒(Getah virus,GETV)屬于披膜病毒科(Togaviridae)甲病毒屬(Alphavirus)成員,主要經蚊蟲傳播,可感染人和動物,廣泛分布于東亞和東南亞地區(qū)[1]。1955年,GETV 首次分離自馬來西亞采集的白雪庫蚊,隨后在南太平洋地區(qū)島國廣泛傳播。研究[2]發(fā)現,GETV 可在蚊子體內增殖并經蚊子叮咬傳播給脊椎動物,感染GETV的脊椎動物又成為未感染蚊子的宿主,形成“蚊子-脊椎動物-蚊子”的自然循環(huán)模式。GETV 感染的動物種類較多。血清學調查[1]表明,亞洲、歐洲、大洋洲等國家的人、豬、馬、牛、山羊、犬、兔、袋鼠、雞和野鳥血清中均可檢出GETV 特異性抗體。家畜感染GETV 后,出現發(fā)燒、皮疹、四肢水腫等癥狀,豬和馬尤為嚴重。自21 世紀初以來,GETV 的地理分布逐漸擴大,新的傳播媒介不斷出現,感染的動物種類不斷增多,引發(fā)感染的頻率不斷加快,但其造成的經濟損失被嚴重低估[2]。因此,本文對GETV 的分布、分子遺傳進化規(guī)律、傳播途徑和引發(fā)疫病的暴發(fā)特點以及診斷與防控技術研究進展進行了綜述,以期為GETV 感染的研究和防控提供參考。
1955年GETV 首次從馬來西亞采集的白雪庫蚊中被分離到。1956年從日本的三帶喙庫蚊中分離到鷺山病毒(Sagiyama virus,SAGV),之后被鑒定為GETV。1961年,從位于南太平洋的澳大利亞分離到GETV N544 毒株。1964年,從我國海南省收集的庫蚊中分離到GETV M1 毒株。
20 世紀60年代前,GETV 主要在太平洋島嶼中流行,隨后蔓延到歐亞大陸的最南部。1966年,從歐亞大陸最南端的一種蚊媒中分離出GETV。21世紀以來,隨著基因測序技術的發(fā)展,全球不同地區(qū)檢測到GETV 感染病例越來越多。截至2022年3 月,已有13 個國家分離出GETV,分別是越南、泰國、柬埔寨、馬來西亞、菲律賓、印度、斯里蘭卡、澳大利亞、日本、韓國、蒙古國、中國和俄羅斯,其中我國已在22 個省份分離到該病毒[2]。GETV的地理分布范圍由北緯1°(馬來西亞)擴展至北緯60°(俄羅斯),由東經38°擴展至東經140°。1955—2022年的近70年里,GETV 逐漸從熱帶地區(qū)傳播到溫帶地區(qū),甚至出現在寒冷的北極苔原地區(qū)[2]。
2000年以前,僅從4 種庫蚊(雙翅目庫蚊科)中分離到GETV。到2022年,對169 株GETV 研究發(fā)現,有113 株分離自吸血昆蟲(包括5 個蚊屬17 個種),其中59 株分離自庫蚊(36 株分離自三帶喙庫蚊)、13 株分離自阿米格爾蚊、10 株分離自按蚊、5 株分離自伊蚊、2 株分離自曼索尼亞蚊,其余22 株從未分類的蚊子中分離出來,另外還有2 株分離自庫蠓[2]??梢?,能夠攜帶和傳播GETV的吸血昆蟲種類大幅增加[2]。
雖然早在20 世紀50年代就已經從馬來西亞和日本等地收集的蚊子中分離到GETV,但直到1978年日本才首次發(fā)現GETV 感染哺乳動物的病例。此后,GETV 在日本、印度和我國大陸地區(qū)引發(fā)了馬、豬和牛等家畜的多次疫病暴發(fā)[3]。此外,也有報道GETV 可導致家養(yǎng)藍狐發(fā)病[4]。
2.1.1 馬 馬是GETV 重要的感染和傳播宿主。在日本曾經暴發(fā)多起馬急性感染病例,并造成較大損失。2014—2015年,Bannai 團隊報道日本一家賽馬訓練中心連續(xù)兩年出現GETV 感染疫情,易感動物主要是48 月齡賽馬[5-6]。我國也多次出現馬感染GETV 病例。2018年我國廣東省某馬術訓練中心一匹17 歲賽馬突然出現發(fā)燒等癥狀,連續(xù)10 d體溫超過38.9 ℃,利用反轉錄PCR(RT-PCR)檢測證實病馬血液樣品GETV 陽性[7]。2022年,Cao等[8]利用自己建立的實時熒光定量PCR 方法從山東省597 份馬血清中檢出6 份GETV 陽性。
2.1.2 豬 1985年,日本首次報道豬感染GETV引起的疫病,新生仔豬出現精神沉郁、肌肉震顫和腹瀉等癥狀甚至死亡。日本學者Kumanomido等[9]開展人工感染豬試驗發(fā)現:GETV 能夠引起豬發(fā)熱(39.4~40.7 ℃)和厭食等癥狀;仔豬表現中度精神沉郁和腹瀉癥狀;病毒血癥持續(xù)期為1~2 d,病毒滴度最高部位在淋巴結。2017年,Yang等[10]報道湖南省某養(yǎng)殖場豬群暴發(fā)GETV 感染疫病,導致200 頭幼豬出生后5~10 d 死亡,150 頭懷孕豬產死胎,并從死胎或病豬的不同器官組織中檢測到GETV,認為該病毒可通過胎盤傳播給胎兒,具有垂直傳播能力。2018年,王傲杰等[11]對我國河南、河北、山西和安徽4 省開展流行病學調查,對231個GETV 疑似感染豬場的801 份樣品(包括肺臟、脾臟、淋巴結、腸段、母乳、豬精液等)進行檢測,結果發(fā)現華北地區(qū)豬場陽性率為13.9%(32/231),樣品陽性率為4.6%(37/801),表明該地區(qū)豬群GETV 感染較為普遍。
2.1.3 其他動物 2017年,我國山東省一養(yǎng)殖場飼養(yǎng)的25 只5 月齡藍狐出現發(fā)燒、厭食和精神沉郁等癥狀,其中6 只出現神經癥狀并在第3 天死亡[4]。2018年,吉林省一養(yǎng)牛場飼養(yǎng)的48 頭牛中有10 頭出現發(fā)燒、食欲不振和精神沉郁等癥狀[12]。2020年,四川省出現小熊貓發(fā)病死亡[13]。以上病例經臨床診斷與實驗室檢測均確診為GETV 感染。
日本、韓國、泰國和中國等已開展了全面的GETV 血清流行病學調查,其中日本對馬、豬和野豬的調查最為詳細[14-16]。日本學者對采自2012年、2017—2020年的馬血清進行ELISA 抗體檢測發(fā)現,GETV 抗體陽性率分別為37.9%(11/29)、75.0%(24/32)、69.4%(25/36)、69.2%(27/39)和65.8%(25/38),證實GETV 感染在日本馬群中較為普遍[14]。另有研究[15]顯示,2007—2016年日本本地野豬的抗體平均陽性率為16.0%(168/1 048),因此野豬可能是GETV 的天然宿主之一。Rattanatumhi等[16]對2017—2018年采自泰國11 個省的1 188 份豬血清進行GETV 抗體檢測,發(fā)現23.1%的樣品呈陽性,其中哺乳仔豬和母豬抗體陽性率明顯高于育肥豬。
我國研究人員2021年對廣州市及其周邊地區(qū)馬群進行GETV 血清流行病學調查,結果發(fā)現184份馬血清樣品中,GETV 中和抗體平均陽性率為26.1%(48/184),不同年齡段馬匹中均有GETV感染,部分地區(qū)感染較嚴重[17]。研究人員對云南省5 種動物進行了GETV 中和抗體檢測,結果發(fā)現雞、鴨、奶牛血清中和抗體陽性率分別為2.2%(1/46)、5.6%(1/18)和13.3%(2/15),豬、肉牛血清中和抗體陽性率分別為45.9%(39/85)和71.9%(23/32);進一步研究發(fā)現,雞、鴨和奶牛血清中只能檢測到低滴度(1:10~1:20)的GETV 中和抗體[18];相比之下,大多數豬和肉牛檢測到中和抗體血清稀釋度為1:640~1:1 280,分別占豬、肉牛陽性樣本總數的20.5%(8/39)和60.9%(14/23),有些樣本的中和抗體效價甚至高于1:2 560[2,18]。ELISA 檢測發(fā)現,我國新疆地區(qū)山羊、綿羊血清中GETV 抗體陽性率分別為11.7%(55/471)和10.0%(41/408)[19]。
上述結果表明,GETV 可感染多種動物,而馬、豬(包括野豬)和肉??赡苁荊ETV 的易感宿主[2]。
自GETV 被發(fā)現以來,國內外很多實驗室開展了人GETV 血清學調查。1961—1966年從馬來西亞沙撈越地區(qū)不同年齡段居民收集的449 份血清中,發(fā)現135 份樣本的GETV 中和抗體呈陽性[2]。對1979—1982年我國海南省不明原因發(fā)熱患者和健康人群開展的GETV 血清流行病學調查顯示[2]:1980年6 月、1982年5 月海南省不明原因發(fā)熱患者血清中,GETV 抗體陽性率為26.4%(24/91);1979年和1982年健康人群血清樣本中,GETV 抗體陽性率為3.4%(2/58)。1979年對澳大利亞新南威爾士州健康人群血清樣本開展蟲媒病毒抗體篩查發(fā)現,部分人群GETV 血凝抑制(HI)抗體呈陽性[2]。1985—1988年在蘇聯(lián)亞洲區(qū)域收集到的737 份健康人群血清樣本中,GETV HI 抗體陽性率為7%[2]。因此,在澳大利亞、馬來西亞、中國和蘇聯(lián)等不同緯度國家,健康人群和患者中均發(fā)現了GETV 抗體陽性[1]。然而,截至2022年,還沒有人感染GETV 后引發(fā)疾病的相關報告,也沒有從發(fā)燒患者中通過RT-PCR 檢測到GETV 陽性的相關報道。鑒于已經出現多起GETV 引起的馬、豬、牛疫病暴發(fā),因此應加強動物護理與治療的工作人員的健康監(jiān)測,詳細檢查相關人員的GETV 感染情況,尤其關注癥狀輕微、無需治療的感染者[2]。
1955—2014年Li等[2]對分離的GETVE2基因進行遺傳進化分析發(fā)現,GETV 共同進化祖先出現在距今約145年前,之后逐漸演化為4 個明顯不同的進化種群(GI—GIV)。其中:GI 型僅1955年從馬來西亞分離到1 株(MM2021);GII 型包括1956年從日本分離到的3 株(SAGV);GIV型包括從泰國(SW)、馬來西亞(B254)、俄羅斯(LEIV/16275/Mag)以及我國云南省(YN12031)分離到的4 個毒株。值得注意的是,其余80 株從吸血昆蟲和動物中分離出來的GETV 都屬于GIII型[2]。
相比之下,GIII 型不僅數量眾多,占所有分離株的90.9%(80/88),而且具有以下明顯特征:(1)具有較大的分離時間跨度。第一株毒株M1 分離自1964年,而最新的一株HeN202009-2 分離自2020年[2]。(2)已從熱帶地區(qū)擴散到歐亞大陸北端的蒙古國、俄羅斯等國家或地區(qū)[2]。(3)攜帶該類型毒株的蚊子種類繁多。已經從5 個種屬17 種蚊蟲和庫蠓中分離到GIII 型病毒,相比之下,攜帶和傳播GIII 型的吸血昆蟲種類更多,與GIII 型的地理分布廣泛一致[2]。(4)遺傳進化分析顯示,GIII 型可進一步劃分為3 個進化分支,大多數毒株屬于分支3[2]。(5)引起多種動物發(fā)病,如1978年日本馬匹、2015年日本豬群以及2017年中國豬群和藍狐[4]發(fā)生疫病,從中分離到的GETV 都為此型。GIII 型不僅能引起馬和豬發(fā)病,最近發(fā)現也能導致牛[12]、藍狐[4]和小熊貓[13]感染發(fā)病??傊?,與GI、GII 和GIV 型相比,GIII 型傳播媒介種類、感染宿主都更多。此外,廣闊的歐亞大陸為GIII型的進一步擴散提供了理想條件[2]。
對GETV 傳播途徑的研究表明,馬來西亞、日本和我國云南省是該病毒的3 個主要傳播地點。GETV 可能于1917年從馬來西亞傳播到日本,20世紀60年代從日本傳播到我國海南省,20 世紀70年代從日本傳播到我國云南省,又從云南省傳播到我國河北、上海、甘肅和四川等省市[20]。GETV的分子遺傳進化分析顯示,GI、GII 和GIV 型在局部地區(qū)已成為一個穩(wěn)定的病毒種群[2]。自2000年以來,GIII 型的地理分布迅速擴大,并繼續(xù)在亞洲向北傳播。因具有相似的自然宿主,GETV 在亞洲大陸的傳播和蔓延路徑與日本乙型腦炎病毒基本相同[2]。
GETV 的臨床檢測技術主要包括電鏡觀察、血清學檢測、病毒分離與鑒定以及分子生物學檢測等??紤]到臨床應用的便捷性、時效性和成本,目前生產上主要采用血清學和分子生物學檢測技術。
目前對GETV 抗原或抗體檢測的血清學方法主要包括酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)、免疫熒光技術、血清中和試驗和HI 試驗等。ELISA 是一個比較成熟、靈敏的檢測抗原或抗體的方法,但是關于GETV 的ELISA 方法報道并不多。李向茸等[21]基于GETV E2 蛋白建立了間接ELISA 方法,并用該方法對我國甘肅省部分地區(qū)豬血清進行檢測,結果發(fā)現陽性率為25.7%。夏銀河等[22]建立了基于GETV Cap 蛋白的間接ELISA 檢測方法,并與間接免疫熒光法具有高達97.5%的符合率。Sun等[23]建立了基于E2 蛋白的間接ELISA 方法,并發(fā)現我國東部地區(qū)豬群GETV 抗體陽性率為37.59%。鑒于GETV具有凝集人(O型)紅細胞以及成年馬、兔、雞、鵝、豬等動物紅細胞的特點,金愛華等[24]利用HI 試驗檢測豬的GETV 血清,結果發(fā)現陽性率高達54.37%。
隨著分子生物學技術的發(fā)展,RT-PCR 結合測序技術能夠對病原進行快速確診。王新港等[25]2018年基于NCBI 中的GETV 基因組序列設計了GETV RT-PCR 檢測方法,并用該方法對134份臨床樣品進行檢測,檢出15 份陽性樣品,陽性率為11.2%。近年來基于重組酶擴增技術,建立了GETV 恒溫擴增檢測方法。2021年,Nie等[26]發(fā)現該方法不僅具有理想的敏感性、特異性和準確性,而且整個試驗過程只需30 min,大大縮短了檢測時間。
GETV 感染可引起多種動物發(fā)病。動物感染試驗表明,該病毒不僅通過蚊子叮咬感染動物傳播,還可以通過氣溶膠在馬群中傳播,甚至引起懷孕母豬流產和產死胎。為降低動物感染GETV 的風險,日本研究人員采用馬源MI-110 毒株研制出一種全病毒滅活疫苗[27]。1979年以來,日本純種賽馬已經接種GETV 疫苗。該疫苗一般用于48 月齡以內的馬,首次接種后約1 個月再接種第2 劑,此后每年夏季蚊蟲高峰期來臨前補接一劑。研究[27]發(fā)現:接種疫苗的馬群中沒有暴發(fā)GETV 感染疫??;此外,該疫苗也可用于GETV 流行期間的動物緊急接種。然而,2014年Miho 訓練中心(曾于1978年暴發(fā)過GETV 感染)2 000 匹賽馬中75 匹出現GETV 感染引起的臨床癥狀,其中33 匹發(fā)熱馬核酸或抗體陽性,也有的兩者均呈陽性。被感染的馬一般為48 月齡且僅接種過一次GETV 疫苗。分析發(fā)現,全程接種疫苗的馬也有發(fā)病,表明當前使用的疫苗對馬有一定的保護作用,但對新毒株的感染不能提供完全保護[28]。
目前,國內也有多家單位正在研究針對豬的GETV 疫苗。由豬GETV 分離株GETV-JS18制備的油乳劑滅活疫苗對試驗豬的保護率達到100%,疫苗免疫后產生的平均中和抗體達到(9.8±0.8)log2,并至少維持7 個月的高抗體水平[29]。2021年,揚州大學獸醫(yī)學院陳振海教授團隊成功建立了GETV 的感染性克隆操作技術,為GETV 遺傳操作和新型疫苗研究提供了有力工具[30]。2022年,南方醫(yī)科大學與河南農業(yè)大學兩個團隊利用單顆粒冷凍電鏡技術解析了具有感染活性的GETV 結構,分辨率達到2.8?,為GETV 基因工程疫苗研究奠定了基礎[31]。
隨著全球氣候變化、動物遷徙以及國際交流頻繁,GETV 從低緯度地區(qū)迅速傳播到高緯度地區(qū),并在亞洲許多國家動物群體中流行并引發(fā)疫病。未來,GETV 還可能繼續(xù)從歐亞大陸傳播至歐洲等更廣泛地區(qū)。因此,加強對GETV 的臨床檢測和日常監(jiān)測,及時發(fā)現傳染源顯得非常必要。GETV 不僅感染豬、馬等家畜,而且對人類健康也存在未知風險。最近十幾年,我國生豬養(yǎng)殖正在向規(guī)?;?、集約化方向發(fā)展,GETV 對各日齡家豬均有致病性,未來可能是威脅我國養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展的一種重要病原。此外,GETV 感染和隱性帶毒動物較多,其傳播媒介蚊蟲在我國分布廣泛,病毒通過“動物-蚊蟲-人”這一傳播鏈條感染人的風險也在加劇,因此獸醫(yī)相關部門和公共衛(wèi)生機構應高度重視,加強GETV 感染的早期檢測和疫病預警,做好對養(yǎng)馬場、養(yǎng)豬場工作人員的健康監(jiān)測,從源頭上避免GETV 跨物種感染人類而引發(fā)公共衛(wèi)生事件。國內高校、科研單位應攜手攻關,做好GETV 疫苗研究工作,為GETV 感染防控奠定基礎。