第三节 多种动物共患病病毒
一、口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV)
FMDV所致的口蹄疫是OIE规定的通报疫病。引起牛、羊、猪等偶蹄动物共患的急性、热性、接触性传染病。口蹄疫在亚洲、非洲和中东以及南美均有流行,在非流行区也有散发病例。
(一)主要特性
FMDV属于小RNA病毒科口蹄疫病毒属,单分子正股RNA,无囊膜,二十面体对称,近似球形,直径为20~nm,衣壳上有32个壳粒,在胞浆内复制,呈晶格状排列。
病毒衣壳由4种结构蛋白VP1~VP4装配而成。VP1大部分暴露于核衣壳表面,参与构成病毒粒子的主要中和抗原位点,VP1基因变异频率快,一旦发生突变就可改变病毒的抗原性。口蹄疫病毒有7个血清型,分别命名为O、A、C、SAT1、SAT2、SAT3及亚洲1型,每个型又进一步划分亚型。FMDV不同型之间几乎没有交叉免疫性,感染了某型口蹄疫的动物仍可感染另一型口蹄疫病毒而发病。
FMDV可在牛舌上皮细胞、牛甲状腺细胞以及猪和羊胎肾细胞、豚鼠胎儿细胞、仓鼠肾细胞等细胞内增殖,引起细胞病变。
FMDV在4℃比较稳定,37℃ h失活。70℃ s可使乳及乳制品中的FMDV灭活。常用消毒剂,如苯酚、乙醇,乙醚、氯仿等有机溶剂以及吐温-80等去垢剂对病毒的灭活作用不理想。病毒于酸性环境下迅速失活。2%氢氧化钠或4%碳酸钠可作为有效消毒剂。
(二)致病性
口蹄疫发病后一般不致死动物,但会使病兽的口、蹄部出现大量水疱,高烧不退,使实际畜产量锐减。因此,每次暴发后只能屠宰和集体焚毁染病牲畜以绝后患。口蹄疫传播迅速,常在牛群和猪群大范围流行。除马以外,羊及多种偶蹄动物都易感,另外,有个别口蹄疫病毒的变种可传染给人。不同动物的症状稍有不同,怀孕母牛可能流产,而后导致繁殖力降低。猪则以跛蹄为主要症状。山羊和绵羊的症状通常比牛温和。反刍类动物感染的主要途径是通过吸入感染,但也可通过采食或接触感染动物而感染。
(三)微生物学诊断
口蹄疫临床诊断可通过临床症状、病理变化、并结合流行病学来判断。进一步确诊需通过指定实验室进行诊断。OIE推荐使用商品化及标准化的ELISA试剂盒用于诊断。如果水疱液或组织含有足够量的抗原,数小时之内就可获得结果。可采用RT-PCR检测样本中的病毒。如果样品中病毒的滴度较低,可用BHK-21细胞培养分离病毒。分离的病毒通过ELISA或者中和试验加以鉴定。
1.动物接种:乳鼠、豚鼠、仓鼠、乳兔、鸡胚可用于口蹄疫病毒的分离。豚鼠是长期以来成功地用于实验感染的实验动物。接种于预先划破跖部的皮肤,或作皮内注射,第二天即可在感染部位见到小水泡,其水泡在d内被吸收而消失,不遗留糜烂面,但在豚鼠口腔内发生继发性水泡,豚鼠消瘦,并有部分死亡。
2.血清学试验:应用O、A、C等各型标准阳性血清与病毒抗原进行补体结合试验,对口蹄疫病毒进行分型鉴定,是目前普遍应用的方法。病毒中和试验是最经典和最具权威性的口蹄疫检测方法,国际检疫条款规定用此法判定进出境动物是否感染或携带FMDV。ELISA比补体结合试验灵敏度高50~100倍,能检测出FMDV的范围是5~ng/mL。通过检测非结构蛋白的抗体可区分野毒感染与疫苗免疫接种。免疫灭活疫苗的动物非结构蛋白的抗体阴性,感染动物则为阳性。
3.分子生物学诊断技术:目前已经建立起检测FMDV的各种分子生物学方法,其中包括RT-PCR、核酸探针、核酸序列分析、电聚焦寡核苷酸指纹图谱法、基因芯片技术等。RT-PCR技术不仅可用于检测组织中存在的病毒,还可以用于序列分析,并可以鉴定出病毒的血清型,其特异性和灵敏度均比血清学方法高。核酸序列分析方法在口蹄疫的诊断中主要用于疫源追踪、遗传学系统树分析以及型、亚型和毒株的分析。
(四)防控
按照《国际动物卫生法典》要求,口蹄疫的控制一般分为非免疫无口蹄疫国家(地区)、免疫无口蹄疫国家(地区)、口蹄疫感染国家(地区)。在免疫无口蹄疫国家(地区)和口蹄疫感染国家(地区)可以通过接种疫苗进行预防,所用疫苗应符合OIE的标准。接种疫苗前先测定发生口蹄疫的病毒型,然后再进行接种。
口蹄疫的预防接种可用灭活苗或者弱毒苗。弱毒苗可提供较好的免疫力,免疫持续时间较长。目前应用的口蹄疫弱毒疫苗株包括兔化、鼠化、鸡胚化以及组织培养细胞驯化毒等,但这些毒株在致弱程度和免疫性上都还不够理想,而且弱毒苗使用后可能出现毒力返强。因此,许多欧洲国家以及北美、澳大利亚、新西兰等没有口蹄疫疫情的国家均已明文规定禁止使用弱毒活疫苗。我国也禁止使用弱毒活疫苗。目前使用的FMD疫苗主要为灭活疫苗。
二、 狂犬病病毒(Rabies virus, RV)
狂犬病病毒感染所有温血动物,引致人与动物狂犬病,感染的动物和人一旦发病,病死率几乎为100%,是迄今为止人类病死率最高的急性传染病,也是人类尚未能有效控制的疫病之一。
(一)主要特性
狂犬病病毒属弹状病毒科狂犬病病毒属。病毒颗粒一端呈平坦或略凹状,另一端呈半球形的子弹状(图16-3)。直径为75~nm,长度为170~nm。有囊膜,表面有长为6~nm的棘状突起。基因组为单股、不分节段的负链RNA。
图16-3 狂犬病病毒的形态
RV具有两种主要抗原:一种是病毒外膜上的糖蛋白抗原,能与乙酰胆碱受体结合使病毒具有神经毒性,并使体内产生中和抗体及血凝抑制抗体,中和抗体具有保护作用;另一种为内层的核蛋白抗原,可使体内产生补体结合抗体和沉淀素,无保护作用。该病毒只有一个血清型。
RV可在鸡胚绒毛尿囊膜、原代鸡胚成纤维细胞以及BHK-21和Vero细胞等传代细胞上增殖,产生胞浆内包涵体。BHK-21细胞毒对RV极为敏感,产生细胞病变,已成功用于血凝素抗原及疫苗的制备。
56℃ min即可灭活病毒。0.1%升汞、1%来苏水等均可迅速使其灭活。
(二)致病性
狂犬病病毒随患病动物唾液从伤口进入机体后,在伤口附近的细胞内增殖,进而由肌肉神经结合部入侵神经细胞,再随胞质流动,以8~mm/d的速度沿神经细胞上行到达中枢神经后即出现症状。病毒从伤口至脊髓的时间即为潜伏期,通常达1~3个月,也有7%左右的病例潜伏期长达1年。病毒从脊髓抵达脑的时间为前驱期,之后是急性神经症状期、昏迷期和恢复期。事实上,狂犬病患者几乎没有恢复期,因为一旦发病,病死率至少达97%以上,甚至高达100%。
(三)微生物学诊断
1.包涵体检查:取动物脑组织做组织切片,用Seller染色,内基氏小体为鲜红色,位于胞浆,形状为圆形、卵圆形或梭型,大小为0.24~um,间质为粉红色,血细胞为橘红色。
2.动物实验:如被检动物脑组织切片未检到内基氏小体,可进行动物感染试验。将被检材料接种乳鼠脑内,每只接种0.mL,接种后观察d,前d死亡者淘汰,d后发病,出现毛松、后肢失去平衡、麻痹虚脱等症状而死,取脑部做组织切片检查包涵体。为了准确,可设标准抗血清做中和试验和试验对照组。
3.荧光抗体检查:取患病动物脑组织,用荧光抗体染色,观察胞浆内是否有荧光着染颗粒。
(四)防控
因发病动物几乎全部死亡,所以不存在病后的免疫和治疗问题,主要应提前进行免疫预防。狂犬病的疫苗接种分为两类:一类是对猫、犬等动物进行预防接种;第二类是对被动物咬伤后的人或动物进行疫苗紧急接种。另外,被动物咬伤的人或动物还需同时接种抗血清。WHO推荐的细胞培养疫苗主要有人二倍体细胞疫苗、鸡胚细胞纯化疫苗、Vero细胞疫苗等。
三、朊病毒(Prion)
朊病毒是一类具有感染性和自我复制能力的小分子蛋白质,能引起羊痒病、牛海绵状脑病(疯牛病)、传染性水貂脑病、鹿的慢性消耗性病、猫海绵状脑病、人的库鲁病和克雅氏病等多种疾病。
(一)主要特性
朊病毒为没有核酸、具有传染性的蛋白质颗粒,由细胞正常蛋白变构后产生。这种正常蛋白名为PrPc,大多数哺乳动物的基因组均编码该蛋白,并在许多组织尤其在神经元及淋巴内皮细胞中表达。其同源异构体为PrPsc(图16-4),在同一宿主二者的氨基酸序列相同,但变构后蛋白结构由以α螺旋为主变为以β折叠为主,由对蛋白酶K敏感变为抵抗蛋白酶K的作用。PrPsc仅存在于感染动物的组织中,与致病性和传染有关。在电镜下看不到病毒颗粒,但可检出痒病相关纤维,呈杆状或纤维状,这种结构出现在感染羊痒病的绵羊脑组织、克雅氏病及牛海绵状脑病的脑组织中,因其具有特异性,可作为这类疾病的病理学诊断指标。
图16-4 朊病毒蛋白示意图(左:正常细胞糖蛋白;右:朊病毒)
朊病毒对多种因素的灭活作用表现出极高的抗性。对物理因素,如紫外线照射、电离辐射、超声波以及80℃~100℃高温均有相当的耐受能力。对甲醛、羟胺、核酸酶类、蛋白酶K等表现出强抗性。对尿素、苯酚、氯仿等不具抗性。
(二)致病性
在细胞培养中,PrPc 转化为PrPsc 发生在神经细胞中,而后PrPsc 富集于细胞内的溶酶体中。在脑组织中溶酶体破裂从而破坏脑细胞。细胞死亡后在脑组织中留下空洞,朊病毒被释放并且侵犯其他细胞。朊病毒可感染多个器官,已知的主要为脑髓,但在潜伏期内除中枢神经系统外,各种组织器官均有感染,且可经多途径感染,除消化道外,神经系统、血液均可感染,预防难度大,人畜一旦发病,6个月至1年死亡,死亡率达100%。
羊痒病在欧洲已流行了近300年,感染动物表现为消瘦、步态不稳、脱毛、麻痹等,因病羊由于瘙痒而常在围栏上摩擦身体而得名。牛海绵状脑病于1986年首次在英国报道。该病潜伏期4~5年,发病初期表现为体质变差,体重减轻,产奶量下降等非特异性症状。随后神经系统症状逐步明显,出现运动失调、震颤等,由于病牛常表现出感觉过敏、恐惧甚至狂乱,因此俗称“疯牛病”。这种病传染给人,称为新型克雅氏病(又称传染性痴呆病),可在潜伏几十年后发病,出现精神与感觉方面症状,随后运动失调,晚期肌肉痉挛伴痴呆,多在5~12个月死亡。
(三)微生物学诊断
取病理组织作切片,然后用抗PrP抗体作组化染色,PrPsc 在蛋白酶K作用下产生PrP 27~30,而PrPc会被消化完全。用抗PrP 27~30抗血清进行免疫反应即可检测出组织中的朊病毒。
用脑组织提取液或脑脊液与抗体作免疫转印。单克隆抗体15B3能区别PrPc 和PrPsc ,并与PrPsc 反应而不与PrPc 反应,可以用于检测朊病毒蛋白。
(四)防控
用污染朊病毒的肉骨粉作饲料喂牛是导致“疯牛病”的病因。自2000年起,欧盟国家已全面禁止使用动物肉粉或骨粉为牛和羊加工饲料。全部淘汰患病的动物群,加以焚毁。不能焚烧的物品及检验后的病料,建议用高压蒸汽136℃处理h,或用5.25%次氯酸钠浸泡。
在没有发生“疯牛病”的国家,预防新型克雅氏病,从根本上说就是要杜绝“疯牛病”的发生和传入。对已发现“疯牛病”的国家,则要加强对该病的监测,及时发现并捕杀患病动物,对其产品进行安全处理,且保证产品加工工艺能有效杀灭致病因子;避免食用任何牛羊之脑、脊髓、脾脏、眼球、淋巴结及大小肠。
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