为了能够更好地了解本病和防控非洲猪瘟,本文综述了非洲猪瘟的流行特点、临床表现、病理变化及诊断技术,以期为大家对非洲猪瘟的认识有更加深入的了解。
非洲猪瘟(ASF)的流行特点
1.1 流行现状
第一例 ASF 病例于 1921 年在肯尼亚被发现,后来研究证明是ASFV基因I型,随后在大多数撒哈拉以南非洲国家的家养猪群之间传播,并在1957年传播到西非。ASFV于1957年首次传出非洲,入侵至西欧和拉美国家。根据传入欧洲葡萄牙的里斯本地区的首例疫情据推测是里斯本机场附近的猪只食用了从非洲安哥拉飞往葡萄牙里斯本机场航班的感染带ASFV食物垃圾而引起。随后,来自伊比利亚半岛的病毒传播到其他欧洲国家:意大利(1967年)、法国(1964年)、撒丁岛、马耳他(1978年)、比利时(1985年)和荷兰(1986年)以及南美洲的巴西(1978年)和加勒比地区的古巴(1971年)、多米尼加共和国(1978年)和海地(1978年)。
2007年,ASFV基因II型从非洲东海岸传播到高加索地区的格鲁吉亚,据推测此次传播是因为黑海波蒂港口附近的猪吃了感染ASFV猪肉而引入的。随后来自格鲁吉亚的病毒迅速传播到邻国,包括亚美尼亚(2007年)、俄罗斯(2007年)、阿塞拜疆(2008年)、乌克兰(2012年)、白俄罗斯(2013年)、立陶宛(2014年)、波兰(2014年)、拉脱维亚(2014年)、摩尔多瓦(2016年),并在2018年再次在匈牙利发生疫情。2018年,ASFV基因II型从俄罗斯或欧洲传播到中国,并迅速蔓延到许多省份,也是ASFV首次进入亚洲。2019年1月,蒙古国爆发了第一次ASF疫情,2019年2月越南也爆发了第一次ASF疫情。
在我国,2018年8月3日农业农村部公布了我国首例发生于辽宁省沈阳市一养殖户发生非洲猪瘟疫情,随后非洲猪瘟疫情在各省迅速蔓延开来,截至2019年4月25日,中国非洲猪瘟疫情除了香港、澳门和台湾以外,31省市自治区均已沦陷,累计发生疫情126起。尽管国内非洲猪瘟疫情还在发生和流行,但总体处于可控制范围,目前仍处于多点散发的态势,好在没有出现大面积的爆发流行。在非洲猪瘟爆发至今的近100年里,已有60多个国家受非洲猪瘟流行之害,其中根除和消灭非洲猪瘟的国家只有13个,而古巴、比利时和法国三个国家在宣布根除非洲猪瘟之后又重新发生了疫情,研究表明根除非洲猪瘟的时间长达5~36年,且需要付出巨大的人力、物力和财力,所以我国想在短期内根除非洲猪瘟是很难实现的,所面临的非洲猪瘟防控形势也是非常严峻的。
1.2 传染源及传播途径
ASF主要通过与感染动物或污染物接触、食用污染的猪肉或猪肉制品、以及软蜱的叮咬来感染并扩散。具有流行速度快、传播范围广和外界生存能力强的特点。猪是非洲猪瘟病毒唯一的天然宿主。发病猪和带毒猪是ASF的主要传染源,主要靠发病猪和带毒猪进行传播,携带病原的组织、血液及各种分泌物、排泄物中均含有高滴度病毒。被病毒污染过的物质都能成为传染源,健康猪直接接触到病猪(直接传播)或其污染物(间接传播)而被感染。
ASFV可通过直接接触感染,通过口鼻途径感染或通过皮肤擦伤在感染的猪之间传播,病毒首先在病毒感染附近的淋巴结的单核细胞和巨噬细胞中复制,随后通过体内的血液或淋巴系统扩散,在血液中具有非常高浓度的病毒,这为动物的直接或间接感染提供了大量病毒来源。欧洲野猪对病毒敏感,但3种非洲野猪(疣猪、大林猪、非洲野猪)感染后没有明显的临床症状,呈隐性带毒感染,成为病毒的储存器。
在种公猪感染后从精液中可以分离到病毒,因此,OIE陆生动物卫生法典规定需对精液进行ASFV检测。病毒也存在于其他排泄物和分泌物中,包括尿液和唾液,另外有研究显示ASFV还可以在短距离内通过气溶胶传播。软蜱等吸血昆虫都是 ASFV 的传染源,病毒可长期在软蜱体内存活,猪被软蜱叮咬后传播非洲猪瘟。ASFV 的传播主要有丛林传播循环、蜱~猪循环、家猪循环和野猪~栖息地循环4种方式。研究发现在有疣猪和软蜱的区域,野猪的ASFV感染率非常高,但是ASFV在疣猪之间的水平传播和垂直传播能力较弱,主要依靠软蜱来实现病毒的循环。疣猪广泛分布于撒哈拉以南非洲地区,疣猪被认为是ASFV 的原始宿主,因为疣猪易与家猪和钝缘软蜱接触的生态学特征,使它成为最重要的ASFV 宿主。ASF目前没有疫苗预防,因此完全依靠防止病毒和宿主之间的接触。
ASFV在蜱类种群之间可以通过交配、卵源等多种途径传播,即使在没有宿主的情况下,感染的蜱依然可以长期携带病毒并保持感染性长达数年之久。软蜱广泛分布于南非,而且软蜱寿命长,一般为6~7年,甚至可达15~25年,软蜱在活跃期均能长期耐饿,从5~7年不等,有的甚至可以长达15年,这就给ASFV的传播带来了有利的条件,这也是ASFV长期存在于非洲的原因之一。
1.3 易感动物
1921年,Montgomery将ASFV感染白鼠、天竺鼠、兔、猫、犬、山羊、绵羊、牛、马、鸽等动物,都未能成功感染。但 Velho 在1956年通过研究发现,通过兔子传26代后攻毒猪照样能致死猪,这表明此病毒只对猪易感,对其他动物不造成感染。家猪对ASFV高度易感,根据感染毒株的毒力不同,病程呈现为特急性、急性、亚临床感染或慢性感染。研究显示在非洲、葡萄牙和西班牙,ASF 的亚临床感染比较常见,这是由于当地低毒力ASFV 的流行和减毒活疫苗的使用所导致。
软蜱是ASFV重要的贮存宿主之一,在ASFV传播中发挥重要作用,它在吸血的时候,能够将体内的ASFV传染给猪。ASFV感染野猪通常无症状或者低滴度病毒血症。自然感染的家猪潜伏期通常为5~9 d,试验感染潜伏期通常为2~5d,但因感染病毒毒力和剂量的不同而有所差异。ASFV毒株的毒力不同导致的死亡率也不同,高毒力毒株死亡率可高达90~100%;中毒力毒株在成年动物能引起20~40% 的死亡率,在幼年动物中引起70~80% 的死亡率;低毒力毒株能够造成10~30% 的死亡率。
非洲猪瘟(ASF)的临床表现
ASF的临床症状与其它猪的疫病十分相似,特别是猪瘟、猪丹毒和猪高致病性蓝耳病等。临床症状都以发病急、高稽留热和全身泛发性出血为特征。典型的非洲猪瘟临床症状表现为最初耳部尖端发红,随后全身皮肤发红、出血。根据不同的感染途径和毒力的强度,临床上将ASF分为四种类型:特急性型、急性型、亚急性型和慢性型。
特急性型ASF临床表现为突然死亡,往往不表现出明显的临床症状,有时可见食欲消失、惊厥,在几小时内迅速死亡,有些猪死前出现扎堆,呼吸急促,腹部及末梢等部位出现充血、出血,高热等症状。
急性型ASF表现为精神沉郁、食欲减退、稽留热(40~42℃)、震颤、扎堆、呼吸急促、皮肤发红,可视粘膜潮红、发绀,腹部、四肢和耳部皮肤广泛性出血、有出血点,常见呕吐、便秘,怀孕母猪发生流产。常见到共济失调、步态僵直,鼻孔内伴有血液性气泡,偶尔见到鼻和眼睑等部位有脓性分泌物,长病程病猪耐过存活有神经症状。高死亡率,病死率高达100%。
亚急性ASF症状同急性型大致相同,亚急性非洲猪瘟表现为病猪精神沉郁、食欲减退,有时可能会出现鼻出血、便秘、呕吐,出血性腹泻,在四肢、耳、胸部、腹部和会阴部位出现不规则的出血斑,有的病猪还会出现关节疼痛、肿胀和行走困难,这些症状在感染中等致病毒株的猪中较为明显。
慢性型ASF较少见,表现为病猪出现波状热、呼吸困难,腹泻、呕吐、粪便有粘液、血液,大部分患病猪出现消瘦、发育迟缓,关节肿胀、皮肤溃疡。怀孕母猪感染引起流产,大部分猪感染后能康复,但终生带毒,但由于免疫力低下容易继发其他疾病感染,最终死亡。
非洲猪瘟(ASF)的病理变化
ASF的病理变化主要表现为脾脏肿大、淋巴结肿大和扁桃体出血等特征。ASF病变发生的主要部位包括脾脏、淋巴、肾脏和心脏,具体表现为皮下出血,淋巴结广泛出血和坏死,严重时呈黑色,肺水肿,脾脏肿大、质脆变脆,肾脏、肠系膜和浆膜出血。
特急性ASF病理变化以内脏器官的广泛出血为特征,部分病例出现体液蓄积,急性死亡,脾脏肿大呈紫黑色,肾脏肿大且表面有大量出血点。
急性ASF病理变化表现为脾脏肿大、紫黑色,淋巴结切面出血、水肿、湿润、严重出血,肺脏与肾脏肿大、表面出血大量出血点,心内膜、心外膜呈点状和斑状出血,胃肠道黏膜出现弥漫性出血,胆囊和膀胱出血。
亚急性ASF病理变化表现为胆囊壁严重水肿,肾脏周围水肿,肝脏和胆囊充血,脾脏充血、肿大、梗死、变脆呈黑色、有出血点,肝、胃淋巴结出血,肾门淋巴结出血,肾脏皮质、髓质、肾盂严重出血。
慢性型ASF病理变化较轻微,以呼吸道病变为主要特征,常见消瘦、皮肤坏死;主要损害脾、淋巴结、肾和内脏,脾颜色变深、脆性增大及出血梗死;剖检可见淋巴网状内皮增生,严重心包积水、胸水、腹水、纤维蛋白性心包炎、胸膜炎、胸膜粘连、干酪样坏死和钙化灶;淋巴结出血,切面呈大理石状。
非洲猪瘟(ASF)诊断技术
4.1 临床病理诊断
ASF与猪的其他出血性疾病在临床症状上非常相似,如经典猪瘟、高致病性蓝耳病、猪皮炎肾炎综合征和猪丹毒。在临床诊断方面为区分ASF与其他相似疫病,只能通过流行病学、特征性病变和临床表现等方面做出初步疑似非洲猪瘟感染,但其确诊仍然依赖于实验室诊断。
ASF与典型猪瘟(CSF)的主要区别相对于与CSF相似的常见症状,ASF存在非化脓性脑膜炎引起的神经症状,其中脾脏的病变也是区别ASF与CSF的重要特征,ASF患病猪脾脏肿大、发黑,而CSF的脾脏不肿大且常见有出血点和边缘梗死。
ASF与高致病性蓝耳病的主要区别,虽同样表现为肾水肿和淋巴结充血肿大,但是高致病性蓝耳病的严重呼吸窘迫症状是由间质性肺炎引起的,且高致病性蓝耳病没有巨大充血的脾脏,且ASF还伴有其他脏器的特征性出血。
ASF与猪丹毒等细菌性败血症的主要区别在于猪丹毒等是细菌性疾病,常常只侵害特定年龄段的猪只,发病率与死亡率低,抗生素治疗有效,只要通过实验室细菌分离培养鉴定便可区分,急性猪丹毒出现典型的钻石型皮肤,且急性猪丹毒主要感染外周淋巴结,而ASF感染胃、肠和淋巴结等内脏器官。
4.2 实验室诊断
由于目前尚无有效的疫苗用于ASF的防控,快速准确的ASFV诊断技术对ASF 的防控和根除措施的实施至关重要。目前,用于检测ASFV的方法主要有酶联免疫吸附实验(ELISA)、病毒核酸检测、免疫印迹(IB)、红细胞吸附试验(HD)、直接免疫荧光实验(DIF)和间接免疫荧光(IFA)等。OIE推荐检测ASFV的方法有实时荧光定量PCR(qPCR)、ELISA、IB。
4.2.1 PCR诊断
PCR技术的广泛传播及其适用性广使其成为世界各地实验室的常规方法,近年来研究人员建立了多种PCR方法检测ASFV。目前实时荧光定量qPCR(Quantitative real-time PCR,qPCR) 使用最为广泛,对ASFV诊断具有很高的灵敏性和特异性,血液、血清和组织样本都可用于qPCR检测。目前qPCR被认为是ASFV基因检测的金标准,能检测出所有基因型的ASFV,此法在OIE所有的区域性参考实验室广泛应用。
King等针对ASFV VP72基因建立了TaqMan荧光定量PCR方法用于鉴别诊断ASF、典型猪瘟(CSF)和猪皮炎肾病综合症(PDNS),能检测到10~100拷贝数的ASFV基因组DNA。McKillen等根据ASFV 9GL基因保守区域设计MGB(minor groove binder)引物探针,建立了实时荧光定量PCR 检测方法,最低可以检测到20拷贝的ASFV基因组DNA。Tignon等针对VP72基因保守区域设计TaqMan引物探针,建立了能同时检测内参基因猪β-肌动蛋白(β-Actin)和ASFV的多重实时荧光PCR方法,能检测5~57拷贝的ASFV 基因组DNA,此方法的灵敏度高于OIE推荐的常规PCR和实时荧光定量PCR方法。
Ronish等基于ASFV VP72 基因建立了线性指数聚合酶链式反应(linear-after-the-exponential PCR,LATE-PCR)检测方法,LATE-PCR是不对称PCR的一种形式,该方法可以大量扩增单股目的DNA片段,PCR扩增后使用终点分析获得荧光读数,通过熔解曲线分析验证目的片段的扩增,该方法具有极高的敏感性,能检测到最低达1拷贝数的ASFV基因组DNA,为实验室诊断和田间诊断ASF提供了一种新的检测手段。Fernández-Pinero等使用通用探针库(Universal Probe Library,UPL)探针与特异设计的特异性引物组合,以扩增VP72编码基因组区域内的ASFV DNA片段,另外,还开发了内部对照PCR,使用内参β-Actin基因内的UPL探针进行对照,此检测方法最低检测为18拷贝数的基因组DNA,是一种灵敏的PCR检测方法。
王建华等建立了一种快速、敏感和特异的鉴别检测非洲猪瘟病毒(ASFV)和高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)的二重荧光RT-PCR检测方法,该方法能检测最低61个拷贝数的ASFV基因组DNA和22个拷贝数的HP-PRRSV基因组DNA。Haines等建立了鉴别ASFV、CSFV和外源内控RNA的三重实时荧光PCR,该方法能检测最低5个拷贝数的CSFV基因组DNA和22个拷贝数的ASFV基因组DNA的检测限。Grau等建立了一种能同时鉴别ASFV、CSFV和FMDV的多重实时荧光PCR方法,ASFV在接种后第三天就能被检测到,早于出现临床症状2~3天。
4.2.2 酶联免疫吸附实验(ELISA)
ELISA方法为目前世界贸易组织(WTO)规定的ASF抗体标准检测方法,也是OIE推荐的方法之一。猪感染ASFV后7~10天可出现抗体,抗体可以持续很长时间,由于目前没有ASF疫苗可用,因此抗体检测可作为感染ASF的诊断依据,尤其是针对于亚急性和慢性ASF,适合大规模抗体筛查。ASFV 编码多种蛋白,具有诊断意义的蛋白主要有p72、p54、p30(p32) 和p62蛋白。ELISA 操作简单,可以快速敏感的检测ASF,是监测ASF传播流行首选方法之一。研究人员利用原核/真核表达的蛋白作为检测抗原建立了许多的ELISA方法。
Wardley等建立的第一个直接ELISA检测ASFV的方法能检测的抗原浓度是50~500 HAD50/mL,后来Vidal等基于VP73单克隆抗体建立的夹心法ELISA具有更高的灵敏性,能够检测到浓度为0.5μg/mL的VP73抗原和2.3×102 pfu/mL 的全病毒颗粒。Gallardo等利用四种重组蛋白pK205R、pB602L、p104R和p54建立的ELISA检测方法,用OIE推荐的ELISA方法检测欧洲地区的猪血清作为参考来评估该方法,结果显示该方法具有较高的敏感性和特异性。曹琛福用原核表达p54蛋白建立的竞争ELISA方法可检测到1:640倍稀释样品,而用原核表达的p54蛋白建立的间接ELISA方法接可检测到1:1280稀释样品,而靳雯雯用原核表达的VP73蛋白建立的间接ELISA方法检测灵敏度可以达到1:2560,与西班牙INGENASA公司生产的商品化非洲猪瘟病毒抗体检测试剂盒灵敏度相当。
吴竞等利用原核表达的p30重组蛋白建立的间接ELISA方法,检测ASFV阳性血清稀释度可达到1:1600,而Giménez-Lirola等利用原核表达的p30重组蛋白建立的一种间接ELISA,能够检测血清或口腔液样本中的ASFV抗体。彭彬利用原核表达pK205R蛋白建立的间接ELISA方法可检测到1:5120稀释样品,为ASF的抗体血清学检测提供了更多选择。
4.2.3 免疫印迹实验(IB)
免疫印迹实验是利用已知抗原鉴定未知抗体的一种快速、准确检测和识别蛋白质的方法。IB是OIE推荐的检测技术之一,当前该技术已在欧盟国家获得全面验证,敏感性和特异性高达98%,可以在无临床症状的情况下,提高了带毒动物的检出率;当对ELISA检测阳性样本存在怀疑时,以及由于血清、组织液等处置保存不当而导致ELISA检测结果出现多达20%的假阴性结果时,IB可以作为验证方法。该方法同时可用作间接免疫荧光抗体实验的替代实验,已经确定用该方法验证与感染9 d以后产生的特异性抗体反应。
总之, ASF是猪的一种重要疫病,具有传染性强、死亡率高以及缺少有效的疫苗防控等特征,该病已经传入中国并在中国蔓延流行,由于各省市之间生猪运输频繁,加之各地区皆存在野猪以及软蜱等自然宿主的存在,加大了中国各省市ASF爆发流行的风险。目前,关于ASF疫情对我国养猪业造成严重威胁的问题,虽已按照《非洲猪瘟现场排查手册》做好全面的消毒和防控工作,防止ASF进一步的传播和蔓延,减少ASF所造成的经济损失,开展对ASFV的病原学和致病机理相关研究,开发更多快速准确的诊断技术以及研发安全有效的疫苗等显得尤为重要。我国应考虑到ASF预防和控制的复杂性、艰巨性和长期性,想在短期内消灭ASF是非常困难的,要在打好攻坚战的同时,做好打持久战的准备。