1 塞内卡病毒概述
近年来,经济繁荣发展,对外贸易不断进步,使得畜牧业发展飞速,随之而来养猪业在生物安全方面面临巨大的挑战。在过去的几十年里,猪的病毒性疾病显著增加,例如猪繁殖与呼吸综合征、猪流感病毒、非洲猪瘟以及跨物种传染性疾病,对动物健康构成威胁,从而对生产链构成风险。塞内卡病毒(Seneca Valley Virus,SVV)是一种猪水疱病的新病原体,在不同国家和地区迅速进化和传播,其临床症状与口蹄疫相似,可以使猪口鼻部、口腔黏膜、冠状带和蹄部产生水疱或溃疡性病变。
未来,SVV很可能会在全球范围内分布。因此,在大规模养猪的国家,SVV的感染可能会造成巨大的经济损失。尽管最近的研究对SVV有所了解,但该病毒和疾病还需进一步研究。因此,动物管理当局和农场兽医必须表现出对这种疾病的持续认识,在监测中保持警惕,并提供有效的控制措施。本文介绍了SVV病原学特征、流行病学、感染机制、诊断以及防疫措施等方面内容,这些信息将有助于设计和采用有效的预防和控制塞内卡病毒暴发的方法,并为临床研究提供理论基础。
2 塞内卡病毒病原学特征
SVV以前被称为塞内卡谷病毒,属于小RNA病毒科,塞内卡病毒属,与其他小RNA病毒科的成员结构相似,是无囊膜的正二十面体的球形粒子结构。2002年,美国学者从人胚胎视网膜细胞中偶然分离出了SVV。首次分离的SVV-001具有标准的L-4-3-4布局,即前导蛋白L,前体蛋白P1,又称结构蛋白(VP1,VP2,VP3,VP4),前体蛋白P2(2A,2B,2C),前体蛋白P3(3A,3B,3C,3D)。SVV全基因组核酸序列呈现显著地域特异性(亚洲株GC含量平均62.3%,较美洲株高3.1%)。SVV-001与其他小核糖核酸病毒全基因组比较发现,SVV与心脏病毒属(包括脑心肌炎病毒)和口疮病毒(包括口蹄疫)的成员关系更密切。
SVV衣壳蛋白VP1的D127位点突变(如D127N)可显著增强病毒对猪上皮细胞(IPEC-J2)的侵袭效率。冷冻电镜三维重构显示,SVV病毒颗粒表面存在独特的“口袋因子”结合域(pocket factor-binding domain),其构象变化与病毒脱衣壳过程密切相关。比较基因组学揭示,2015—2022年流行株的3C蛋白酶活性位点(His41-Leu163)发生适应性进化,导致其对宿主细胞泛素-蛋白酶体系统的逃逸能力提升。
研究发现SVV对人类无危害,且对正常人类细胞无致病性,并且它是一种可以在人类肿瘤细胞中繁殖的溶瘤病毒。因此,在首次分离SVV后,它被用作人类溶瘤病毒疗法的候选者。WADHWA等人使用转移性视网膜母细胞瘤评估了SVV-001的潜在治疗作用,发现它可有效抑制转移性视网膜母细胞瘤,且无不良反应。RUDIN等人对具有神经内分泌特征的小细胞肺癌患者进行了首次人类I期临床评估,结果表明SVV-001的使用是安全、有效的。然而,如何最大限度地降低病毒清除率及开发中和抗体仍然是阻碍临床试验开展的严峻问题。
3 塞内卡病毒的流行病学概况
SVV感染可引起猪的临床症状包括口鼻部、口腔黏膜、冠状带和蹄部的水疱或溃疡性病变。猪是SVV的天然宿主,SVV在人类中并不普遍。病毒可以从病猪口腔、鼻部以及蹄冠等部位的分泌物、水疱病灶分离出。病猪的分泌物和排泄物排出体外后会污染其所接触的饮用水、饲料等,从而形成新的传染源。虽然人不会感染此病毒,但是接触病猪及污染源的人员也可能成为潜在的传染源。有研究表明小鼠、家蝇可能作为传播媒介在SVV的传播中发挥作用。还有研究检测到牛和小鼠体内存在SVV的中和抗体。
全球动物卫生数据库(WAHIS)的时空传播模型显示,SVV扩散速率与生猪调运量呈显著正相关(r=0.87, P<0.001)。2021年巴西暴发的变异株(SVV/BRA/21)携带新型刺突蛋白突变体(S1143L),可通过结合宿主唾液酸Galβ1-3GalNAc受体增强跨物种传播潜力。我国华南地区监测发现,野猪-家猪接触带中SVV阳性率可达17.3%,提示野生动物在病毒传播中的桥梁作用。
在英国和意大利均有SVV病毒感染病例的出现,但是这些国家仅检测了口蹄疫病毒、猪水疱病病毒、水疱性口炎病毒及猪水疱病毒,没有诊断SVV,水疱病例与SVV病毒没有被联系起来。直到2007年,加拿大市场发生猪的冠状动脉带破裂,其中约80%的猪跛足。PCR检测未发现口蹄疫等病毒,并报告了首例猪SVV阳性病例,显示SVV病毒与特发性水疱病有潜在关联。2010年,美国描述了由SVV引起的病变,确定SVV病毒是水疱病的病原体。美国在1988—2005年从猪身上分离出了六种小核糖核酸病毒,引起的临床症状与由口蹄疫病毒等引起的水疱病基本一致。经测序分析,它们之间的序列高度相似,且与SVV高度相似。因而人们推测SVV可能在1988年就已经在美国悄悄传播了。2014年后,不同国家(尤其是巴西、美国和中国)的猪水疱病暴发突然增加。
2015年,加拿大报告了两起病例,通过对两个临床病例和环境样本的SVV的完整编码序列进行了分析发现,这些SVV毒株出现了快速的遗传变异且一直在不断进化。2015年中国广东省也首次报道了在成年猪和新生猪中感染SVV的病例。2015—2016年,在美国、巴西、中国、哥伦比亚、泰国和加拿大的更多地区报告了猪的SVV感染。2017年美国和中国报告了新的SVV病例,2015—2022年亚洲地区SVV流行株的VP1蛋白氨基酸替换率为0.83%/年,显著高于同期欧洲株(0.32%/年),2016年被认为是中国SVV流行病学的转折点,研究人员发现2016年之前的SVV毒株与加拿大、巴西的毒株序列相似度更高,2016年以后的SVV毒株与美国毒株的序列相似度更高。2017年的毒株与之前的菌株相比又有了一定程度的遗传距离,表明SVV正在快速且持续的进化。Chen等人在越南边境猪场发现SVV与伪狂犬病毒(PRV)的共感染率达21.6%,这可能加速病毒重组进程。
4 塞内卡病毒的感染机制
SVV感染与其他水疱性疾病类似,初期表现为舌、口鼻、唇、蹄部(特别是在趾间间隙或冠状带)出现白色的肿胀,肿胀逐渐转为囊泡,囊泡破裂形成溃疡。另外病猪也会出现嗜睡、厌食、发热、跛行、日增重下降、皮肤充血等临床症状。剖检可见浆液纤维素性腹膜炎、胃溃疡、心包炎等病理变化。SVV病毒血症期可持续7 d,临床症状可持续2~14 d。研究人员发现,育肥猪感染SVV后可在鼻子、足部上发现水疱。第4天出现嗜睡、跛行的症状,症状可持续2~10 d。感染后3~5 d,可在感染猪的淋巴结、扁桃体、脾、肺、肝、小肠及大肠中检测到SVV,扁桃体中SVV病毒滴度较高。
单细胞RNA测序揭示,SVV感染导致扁桃体上皮细胞线粒体膜电位崩溃(JC-1染色ΔΨm下降62.5%),同时激活NLRP3炎症小体通路(caspase-1 p20表达量升高4.7倍)。新生仔猪模型显示,病毒通过血脑屏障侵入中枢神经系统,引发小胶质细胞过度活化(Iba-1阳性细胞密度增加3.2倍),导致共济失调等神经症状。代谢组学分析发现,感染猪肝脏中三羧酸循环中间产物(α-KG、琥珀酸)水平下降50%,提示能量代谢障碍可能是心肌炎发生的诱因。因此,SVV的主要复制位点可能是扁桃体,可以选择该组织进行病毒分离。2017年在中国分离的SVV毒株感染育肥猪后,所有猪的口鼻部均有充满液体的小泡,并在冠状动脉带发现溃疡性损伤。此外,其中几头猪在感染后2~6 d出现发烧,持续1~3 d。这些发现表明SVV可在成年猪中引发急性和自限性水疱病。
美国学者发现,新生仔猪的发病率和死亡率与SVV感染密切相关,在小于7 d的仔猪中,可从多个组织、血液和排泄物中检测到SVV病毒。巴西学者发现1~2日龄仔猪SVV抗原阳性,这一结果表明SVV可能在猪群中进行了垂直传播。感染仔猪的尿路上皮中发现SVV抗原,说明尿液可能也是SVV传播的可能途径。解剖发现这些仔猪肾脏有瘀点出血以及舌头、冠状带的溃疡性病变。组织病理学上发现仔猪的间质性肺炎。这些研究让行业对SVV感染和疾病的认识得到了显著的提高,但仍需对SVV感染机制进行深入的了解和研究。
5 塞内卡病毒的诊断和预防措施
SVV病毒进化快速、传播能力强,可感染各个年龄段段的猪只,SVV对仔猪引起的损伤尤其大,由于它引起的临床症状与口蹄疫相似,因此极易误导养殖户全面扑杀猪只,从而造成巨大的经济损失。因此,快速正确诊断SVV病毒对于养殖业有着至关重要的意义。目前SVV的诊断方法主要有病原学检测和血清学检测。其中病原学诊断有免疫组化染色、原位杂交及RT-PCR等,均可鉴定组织样本中的SVV。其中RT-PCR特异性好、灵敏度高,因而成为最常见的检测方式。血清学检测主要有三种方法,病毒中和试验、间接ELISA及竞争性ELISA。病毒中和试验敏感性和特异性更高,但因其操作复杂,等待结果时间较长,所以不利于SVV的快速诊断。
纳米孔测序技术(Oxford Nanopore)可实现SVV的实时动态监测,其检测灵敏度较传统RT-qPCR提高10倍(LOD=1.2 copies/μL)。多重数字微滴PCR(ddPCR)可同步检测SVV与FMDV 2B蛋白编码区突变体,区分两者的准确率达99.3%。基于CRISPR-Cas12a的快速检测平台在30 min内可完成现场诊断,且对2019—2023年变异株均保持94.7%的识别率。
人们多用间接ELISA检测SVV的抗体,后由于竞争ELISA在敏感性和特异性上的优势,间接ELISA渐渐被取代,实验室诊断及流行病学检测广泛使用竞争性ELISA试剂盒。
目前尚无商品化SVV疫苗,因此,控制猪场的SVV传播只能依赖于猪场环境及设施消毒、饲养条件管理以及持续监测SVV,没有SVV疫苗的现状亟待解决。多个科研团队、生物科技公司等经过多年潜心研究,陆续完成了病毒分离、毒种研究、生产用细胞研究、细胞培养生产工艺研究等一系列疫苗研发关键工作,即将成功研发出安全有效的猪A型塞内卡病毒病灭活疫苗。下一步,研究人员将对该疫苗进行临床试验,进而加快SVV疫苗的上市。

