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痘病毒病:值得高度重视的一类人兽共患病!


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2022/6/27 8:42:23 关注:711 评论: 我要投稿

  导读:新冠疫情还未结束,猴痘又来了!最近越来越多的国家报告发现确诊猴痘病例及死亡病例,截至6月3日的数据显示,除非洲部分地区外,全球已报告700多例猴痘病例。人们开始担忧这个早在上世纪70年代就在非洲被发现的病毒是否会演变成全球大流行。早在2011年11月《中国病毒病杂志》第6期上,就发表了中国农业科学院兰州兽医研究所景志忠研究员团队关于痘病毒病的研究论文,现将此文摘登出来,希望引起国人对痘病毒病的关注与重视!
  痘病毒病:值得高度重视的一类人兽共患病
  景志忠,贾怀杰,周涛
  中国农业科学院兰州兽医研究所,家畜疫病病原生物学国家重点实验室,农业部兽医公共卫生重点实验室痘病毒(poxvirus)是已知的病毒粒子中基因组最大、最复杂的以及宿主范围最广和成员最多的病毒家族,其大部分成员又都能引起动物源性人兽共患病。目前猴痘、羊口疮、禽痘、鼠痘及羊痘在国内外普遍流行、危害严重。本文通过对动物源性人兽共患痘病毒病的介绍,来促进我国加强对痘病毒病的基础理论研究以及防控技术战略储备,以保障人类、动物健康和国家安全。
  01
  痘病毒及其疫病的危害性
  痘病毒是已知的最大、最复杂的线型dsDNA的病毒家族,与人类和动物有关的痘病毒可分为正痘病毒属(orthopoxvirus,OPXV)、山羊痘病毒属、禽痘病毒属、副痘病毒属、猪痘病毒属、兔痘病毒属、软疣痘病毒属和亚塔痘病毒属八个属,其中能感染人类引起致病的有正痘病毒属的天花病毒(variola virus,VARV)、猴痘病毒(monkeypox,MPXV)、痘苗病毒(vaccinia virus,VACV)和牛痘病毒(cowpox virus,CPXV)等;副痘病毒属的羊口疮病毒(orf virus),山羊痘病毒属的绵羊痘和山羊痘病毒都有感染人的报道,见表1。其中天花病毒在19~20世纪至少造成了5亿人的死亡,后因在全球的牛痘疫苗接种运动,使人类在1980年宣布成功消灭了天花,但猴痘在欧洲、非洲和美洲的出现,又给人类敲响了警钟。其次,羊痘、羊口疮(羊传染性脓疱口炎)和禽痘等又是严重危害畜禽的重大传染病,其中羊痘被世界动物卫生组织(OIE)列为法定通报的疫病,我国将其列为I类动物疫病。此外,由于恐怖主义的存在,多种痘病毒可作为生物武器威胁人类健康和国家安全。
  02
  痘病毒的生物学特性
  正痘病毒属是哺乳动物亚科中成员最多、宿主范围最广和危害最严重一个属,其成员包括对人类特异致病引起天花的天花病毒,主要对牛和人类感染的牛痘病毒,认为来源于CPXV 并作为天花疫苗的制苗毒的痘苗病毒以及宿主范围广泛的对人感染如天花症状的猴痘病毒等。此外还有对动物有严重危害的一些痘病毒,如对鼠类特异地引起鼠痘(mousepox)的鼠痘病毒(ectromelia virus,ECTV)、骆驼痘病毒、马痘病毒、沙鼠痘病毒、浣熊痘病毒和海豹痘病毒等。在正痘病毒属的所有成员中,CPXV拥有最大的基因组(224~228kbp),能够感染的物种范围最广,其中多种啮齿动物是其自然宿主,并可通过感染家畜而传播到人,见表1。

  大多数痘病毒粒子呈砖形,由一管状物组成外层结构,外层结构之内是哑铃形的芯髓,以及两个功能不明的侧体(lateral body)。芯髓内含病毒DNA 及核蛋白。病毒囊膜含有宿主细胞的类脂成分或病毒特殊蛋白。与其他dsDNA病毒比较,痘病毒能编码自身的DNA复制和转录相关的成分,并在细胞浆中复制,形成所谓的病毒工厂。一旦病毒进入细胞后,裸露的病毒粒子的DNA开始复制,病毒基因以一种协调的方式表达,接着组装成子代病毒粒子,并从细胞中释放出来。痘病毒的组装是一个复杂的病毒形态形成过程,它包括4 种感染性病毒粒子形式(图1):(1)细胞内的成熟病毒(intracellular maturevirus,IMV或MV),只有当细胞裂解时才被释放出来;(2)细胞内囊膜化病毒(intracellular envelopedvirus,IEV 或WV),是病毒的一种中间形式,是IMV颗粒通过转运高尔基体外侧网络(TGN)膜以出芽方式产生;(3)细胞相关的囊膜化病毒(cellassociated enveloped virus,CEV),主要负责病毒在细胞间的传播;(4)细胞外病毒(extracellular virus,EEV或EV),是病毒在宿主内个体间散播的关键形式。
  痘病毒细胞浆内完成复制过程,基因组在130~375kbp之间,大约编码200种蛋白,其中150种左右蛋白为痘病毒共有。比较基因组学研究表明:在痘病毒基因组的中间部分其基因组成、排列方式及核苷酸序列都高度保守,并在病毒复制和组装等基本生物学过程中发挥着重要作用;而位于基因组两端的基因簇,无论是反向重复序列或是其他靠近末端区域的基因,在序列长度和限制酶酶切图谱上都不尽相同,它们决定着痘病毒特殊的生物学属性,诸如宿主范围、毒力因子和调节宿主免疫应答能力等,目前已测序完成不同种属痘病毒的110多个分离毒株的全基因组序列,包括Brighton Red (BR)、GRI-90 (GRI)、Germany-91 (Ger91)3株牛痘病毒在内的多种痘病毒毒株的全基因组序列(http://www.poxvirus.org)。以宿主细胞免疫应答序列相似性为基础,目前,搜索发现了许多痘病毒蛋白涉及调节宿主免疫应答。基因组序列分析发现,病毒复制必需的基因高度保守,且集中在基因组的中部,而宿主特异性和免疫调节基因一般在基因组的末端。成簇的病毒复制非必需基因的再重排,可获得新的调节宿主免疫应答的基因,这导致了这些末端序列的碱基组成、结构和功能的高度不同。通过比较分析CPXV 和其他OPXV的基因组发现,这些病毒有一个共同的祖先。由于CPXV 具有较大的基因组,其不但含有其他OPXV 中存在的许多ORFs,还有一些自己惟一的ORFs,而且也有编码许多与感染宿主范围和免疫逃避相关的蛋白。此外,在OPXV 其他成员以及其他属痘病毒中也发现许多与感染宿主范围和免疫逃避相关的蛋白同系物,已证明这些蛋白与病毒感染的宿主特异性、逃避宿主的免疫及其致病力有关,见图1。

  痘病毒为了成功地感染宿主,其不得不限制宿主免疫系统的识别和损害,大量产生可以通过宿主群体传播的感染性病毒粒子。痘病毒为逃避宿主的免疫监视,采用了包括阻断宿主免疫重要成分、诱导诱饵受体/配体的表达以及干扰病毒抗原的加工和递呈等许多不同的策略,以逃避宿主的免疫,直接或间接地增加了病毒感染宿主的范围及其致病力,这种机制在其他病毒上是很少见的,有其独特性。
  调查研究发现,除猫和狗外,其他动物都发现有相应的痘病毒病,且存在宿主的特异性和广泛性共存的现象。研究证实,正痘病毒通过编码拮抗分子阻断宿主的干扰素反应、TNF反应以及其他调节宿主免疫等策略,来影响机体的天然和适应性免疫应答,以实现对宿主的入侵和致病。虽然这些基因分子的功能和/或作用机制不尽相同,但其都构成了痘病毒宿主嗜性的分子基础,具体表现在对不同物种的感染特异性和致病力差异性。
  03
  痘病毒病发生的新动向及亟待解决的问题
  目前猴痘、羊痘、羊口疮、禽痘、鼠痘在国内外普遍流行、危害严重,同时近年来也出现了流行病学和临床症状不同寻常的自然流行病毒株,原来认为具有严格宿主特异性的病原已发现有宿主谱广泛化的现象,并且证实多种啮齿类动物是其储存宿主。原来认为痘病毒在所有病毒中是病原核酸最保守的,现发现已有整合其他病毒核酸的重组病毒株,如高致病性禽痘病毒。另外,由于痘病毒种类多、宿主范围和致病力差别很大,若将这些痘病毒作为其他病原疫苗的载体应用于动物或人类的疫病防控,一旦其病原间的调节宿主免疫应答的基因发生同源重组,将导致病毒对宿主嗜性和毒力的改变,跨种间感染传播的可能性就大大增强。此外,由于痘苗病毒的来源问题仍未定论,同时美国也报道了多起因实验室暴露或操作不当造成感染人的事件,但国内外仍将痘苗病毒作为疫苗载体在广泛地进行基因操作和应用,现急需对其重新进行病原生物学系统研究,以评估潜在的威胁和风险。目前美国等国家针对生物恐怖主义(个人、组织或国家)的袭击以及天花、猴痘或其他痘病毒病的再度卷土重来,不但紧急研发了新一代的安全疫苗,如2007年FDA已注册了ACAM2000天花疫苗以代替Dryvax,同时正在紧锣密鼓研发更安全的包括多表位多肽疫苗在内的新型疫苗;此外,国外针对正痘病毒属的牛痘病毒、痘苗病毒、猴痘病毒等单一属、种痘病毒,在其基因组学、蛋白质组学以及病原生物学方面做了大量的开创性研究,特别对病毒编码的与宿主嗜性、毒力和跨种间感染的分子进行了深入的研究,为人类痘病毒病的有效防控提供了理论依据和战略技术储备。
  自天花宣布消灭后,我国已停止天花免疫接种30多年,其后出生的人群都缺乏相应的免疫力,属于易感群体。即使已接种过牛痘疫苗的人群,其免疫力也大大降低。另外,由于天花的根除,我国放松和忽视了对包括天花在内的痘病毒的基础和应用研究,一旦天花或其他感染人的痘病毒病暴发或生物恐怖主义威胁,其后果不堪设想。因此,我国应高度重视动物特别是人兽共患痘病毒病的基础研究和应用技术储备,以防患于未然。
  参考文献(略)

文章来源:执业兽医     文章作者:景志忠,贾怀杰,周涛     文章编辑:一米优讯     
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