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Canine CV的基因组序列及其致病性分析

时间:2018-06-02 来源:经济动物学报 作者:张南乡子,张佳鑫,邹亚 本文字数:5344字
  摘要:犬圆环病毒 (Canine circovirus, Canine CV) 是2012年首次在美国报道的一种新型哺乳动物圆环病毒。之后, 意大利、德国和中国陆续报道检测到该病毒。目前已证实Canine CV可引起犬发生坏死性血管炎和淋巴结肉芽肿, 临床表现为出血性腹泻和呕吐等, 但该病毒的致病机理尚不清楚。文中主要对Canine CV的检测和致病性研究进展进行综述, 为Canine CV的流行病学调查和致病机理研究等提供参考。
  
  关键词:犬圆环病毒; 出血性腹泻; 脉管炎; 致病性;
  
  引文格式:张南乡子, 张佳鑫, 邹亚文, 等。犬圆环病毒检测和致病性的研究进展[J].经济动物学报, 2018, 22 (1) :53-56.
  
  圆环病毒 (Circovirus, CV) 是一类无囊膜、二十面体对称的单链环状DNA病毒, 包括圆环病毒属 (Circovirus) 和环状病毒属 (Circoviridae) [1-2].根据国际病毒分类通用数据库 (Universal Virus Database oftheInternationalCommitteeon Taxonomy of Virus) 的最新版本, Circovirus由11种病毒组成, 包括猪圆环病毒 (Porcine circovirus, PCV) 、金丝雀圆环病毒 (Canary circovirus, Ca CV) 、鹦鹉喙羽病病毒 (Beak and feather disease virus, BFDV) 及其他家禽和野鸟圆环病毒[3].2012年以前PCV是唯一感染哺乳动物的圆环病毒[4], 该病毒主要有2种血清型PCV1和PCV2, PCV2可引起断奶仔猪多系统衰竭综合征 (Postweaning multisystemic wasting syndrome, PMWS) 以及猪皮炎与肾病综合征 (Porcine dermatitis and nephropathy syndrome, PDNS) , 而PCV1对猪没有致病性[5].2015年后, PCV2被确定为猪圆环病毒系统性疾病 (PCV2-systemic disease, PCV2-SD) 的主要病原体, 该病毒主要侵害宿主淋巴组织和细胞, 损伤宿主免疫系统, 造成免疫抑制, 并发或继发感染其他病原体[6-8].最近, 美国Kansas州立大学的Palinski等和加州大学San Francisco分校Phan等几乎在同一时间报道在母猪和仔猪体内发现了一个新的PCV3基因型[5,9], 而华中农业大学X.Ku和华南农业大学H.Shen随后报道了在国内检测到PCV3[10-11].
  
  除了猪作为CV的哺乳动物自然宿主外, 犬圆环病毒 (Canine circovirus, Canine CV) 的检测和致病性研究报道近期也相继出现。2012年, Kapoor等[1]首次报道一种新型犬圆环病毒, 将其命名为Ca CV-1 (Canine circovirus genotype 1) , 并测定其全基因组序列。2013年, Li等[4]在脉管炎和淋巴炎的患犬肝脏中也检测到了该病毒, 为了避免与已有的金丝雀圆环病毒 (Canary circovirus) 和犬杯状病毒 (Canine calicivirus) 混淆, 研究者建议将该病毒命名为Dog Circovirus (Dog CV) .随后, Dog CV陆续在美国和意大利被发现。为使圆环病毒科所有病毒名称统一, 2017年国际病毒分类委员会 (International Committee on Taxonomy of Viruses) 规定该病毒缩写为Canine CV[12].
  
  1 Canine CV的基因组序列及其检测
  
  Canine CV是一类无囊膜、单链环状DNA病毒, 是圆环病毒科 (Circoviridae) 圆环病毒属 (Circovirus) 成员。Canine CV基因组大小约2 063 nt, 较PCV2多276~277个核苷酸。与PCV3相比, 多63个核苷酸。Canine CV具有与PCV相似的基因组结构, 包含2个主要的开放阅读框 (ORFs) , ORF1编码复制酶Rep蛋白 (303 aa) , ORF2编码衣壳Cap蛋白 (207 aa) , 有2个非编码区 (135 nt和203 nt) [1].
  
  2012年, Kapoor等[1]首次在犬血清中检测到Canine CV (6/205) , 并扩增获得病毒strain NY214全基因组序列。随后在意大利、德国和中国等国家陆续报道检测出Canine CV (表1) .目前, 该病毒的检测方法主要包括Quantitative real-time PCR (q PCR) 、电子显微镜、免疫组织化学技术 (Immunohistochemistry, IHC) 及原位杂交技术 (In situ hybridization, ISH) 等[4,13-14].
  
  表1 已报道的Canine CV全基因组序列信息Table 1.The complete genome sequences of Canine CV reported
  
  2013年, Li等[4]通过PCR对168只腹泻犬和204只健康犬的粪便, 以及409份患血小板中性粒细胞减少症、不明原因发热和曾被蜱虫叮咬过的犬血清样本进行了Canine CV检测, 其阳性检测率分别为11.3% (19/168) 、6.9% (14/204) 和3.3% (19/409) .Canine CV阳性的腹泻样本中, 有68% (13/19) 与其他病原体共感染。通过ISH和透射电子显微技术, 在4只患有血管损伤及组织细胞炎症的犬淋巴结和脾脏内检测到了Canine CV.2014年Decaro等[3]报道在意大利一暴发过急性肠炎的犬繁殖舍的死亡幼犬体内检测到了Canine CV (Bari/411-13) , 对其基因组进行序列分析表明, 该毒株与美国报道的毒株有高度遗传相似性, 且经调查证明, 在2009年Canine CV就已经出现。Han-Siang等[13]建立了特异性的SYBR Green-based real-time-PCR检测方法, 调查统计了台湾地区Canine CV的流行率。对2012-2014年收集的207份腹泻粪便和160份健康犬粪便进行了检测, Canine CV的阳性率分别为28% (58/207) 和11.9% (19/160) .Thaiwong等[14]利用q PCR技术在出血性腹泻和急性死亡的患犬体内检测到了高滴度的犬细小病毒 (Canine parvovirus, CPV-2) (Ct<15) 和Canine CV (Ct<13) .Herbst等[15]利用电子显微镜观察和PCR技术回顾性分析了2000年以来收集的417份犬粪便样本。电镜下, 在两份粪便样本 (V2177/00;V3374/00) 中观察到了大小形态与CV一致的病毒颗粒。通过PCR扩增, 样本V2177/00检测到了PCV2a, 这是首次在犬体内检测到PCV2的报道。
  
  在我国Canine CV检测的报道中, 2016年孙文超等[16]采用重叠PCR对中国广西20份家犬血清进行了检测, 并成功获得了一株Canine CV全基因组序列, 命名为JZ98/2014 (Gen Bank登录号:KT946839) .该序列大小为2 063 nt, 与其他已报道的毒株基因组大小一致, 但与欧美毒株处于不同进化分支。
  
  2 Canine CV的致病性
  
  研究表明, Canine CV不仅存在于犬的肠道内, 还存在于肝脏、脾脏、淋巴等组织内。且该病毒与犬坏死性脉管炎和出血性淋巴结炎相关。Canine CV与PCV2感染在临床症状和病理变化上十分相似, 主要侵害淋巴细胞, 在淋巴细胞和巨噬细胞胞浆内可形成包涵体[4].Han-Siang等[13]调查台湾地区Canine CV流行率的同时, 探索了Canine CV与犬腹泻之间的相关性, 经卡方检验分析结果显示Canine CV与犬腹泻有明显的相关性 (P=0.000 28) .
  
  Li等对4只Canine CV阳性的死亡犬进行了尸检, 分析其组织病理特征和病毒在组织中的分布。4只犬均有坏死性血管炎和多灶性出血, 其中3只犬有淋巴结炎和肉芽肿[4].总体特征与猪感染PCV2的临床症状相似, 尤其与PCV2引起的猪皮炎与肾病综合征高度相似。在Canine CV阳性犬的淋巴组织中的巨噬细胞和单核细胞细胞质中始终可检测到病毒DNA, 这与PCV2在猪淋巴细胞中的分布情况高度一致。因此, 该研究认为Canine CV可能是犬不明原因的脉管炎的致病因素, Canine CV致病性可能与PCV2相似, 该病毒可能侵害犬免疫系统, 对犬产生免疫抑制。该研究同时证明, Canine CV在被发现前, 在犬种群中至少已存在了5年之久。
  
  2013年意大利某腊肠犬舍暴发急性肠炎, 1只5-6月龄、已完成免疫的幼犬死亡。在该犬体内检测到了Canine CV, 且并未检测到其他病原体。尸检结果显示该犬患有肝炎、出血性肠炎和肠系膜淋巴结充血等[3].
  
  Thaiwong等[14]对蝴蝶犬繁殖场在2013年3月和2014年2月暴发的2次严重出血性腹泻进行了相关调查。通过PCR检测, 发现患犬体内存在犬细小病毒和Canine CV的双重感染。通过IHC和ISH技术分析病毒在患犬体内的分布, 发现小肠隐窝存在大量CPV-2, 这是犬细小病毒病的特征, 也是导致呕吐和出血性腹泻的主要原因。但在淋巴细胞内仅检测到了少量CPV-2, 而在淋巴坏死灶和肉芽肿病灶内检测到大量Canine CV.因此, 研究者提出假说, CPV-2感染导致肠隐窝上皮细胞和淋巴细胞坏死, 之后, 上皮细胞再生和淋巴细胞增殖, 为Canine CV大量复制提供了条件, 最终加重了病情。此外, 研究发现, Canine CV的病毒脱落模式与PCV2一致, 可能在自然感染病毒很长一段时间以后, 仍可以高浓度存在于血清、粪便及鼻腔内。
  
  Anderson等[12]通过Real time Taq Man PCR技术对55例患AHDS犬、66例健康犬 (已接受常规免疫) 和54例感染CPV犬的粪便进行了Canine CV检测。其阳性率分别为3.64% (2/55) 、4.55% (3/66) 和12.96% (7/54) .AHDS组与健康组的阳性率没有显着差异, 且在美国的另外一项研究中, 健康犬中Canine CV阳性率为6.9%, 因此推断Canine CV可能没有致病性, 不是犬急性出血性腹泻的主要病原体。在CPV阳性组中, Canine CV共感染的犬死亡率明显高于Canine CV阴性的犬 (死亡率分别为42.86%和8.51%) , Canine CV致病性可能在肠道受损后 (CPV造成肠黏膜损伤) 出现了变化, Canine CV与其他病原体共感染时会加重疾病。
  
  最新报道证明, Canine CV在肠道疾病中对其他肠道病毒起协同作用。Dowgier等对2013-2016年的病例进行了对照研究, 以调查犬单独感染Canine CV或与CPV、犬冠状病毒 (Canine coronavirus, CCo V) 及犬瘟热病毒 (Canine distemper virus, CDV) 共同感染与犬肠炎之间的关系。该研究中病例组为219只急性胃肠炎患犬, 对照组为67只无肠道疾病的犬。该试验统计分析得出, Canine CV单独感染与急性胃肠炎之间没有明显的关联 (P=0.531) .且Canine CV与其他病毒共感染的感染率高达77.33%, 有81.69%的Canine CV阳性病例有共感染的情况, 与对照组相比, 共感染与胃肠疾病显着相关 (P<0.000 01) [17].
  
  目前, 已陆续在美国、意大利、德国和中国等国家检测到Canine CV, 且已获得病毒的全基因组序列。但仅确定Canine CV可导致犬出现脉管炎、坏死性淋巴结炎等。Canine CV的致病机制, 可能与PCV2极为相似[12,17].Canine CV在病毒共感染中与其他病毒起协同作用, Canine CV可能会损伤宿主免疫系统, 造成免疫抑制, 从而与其他病原体共感染并导致临床疾病加重。或者在其他病原体损伤宿主肠道上皮细胞和淋巴细胞后, Canine CV致病性发生变化, 从而加重病情[12].
  
  参考文献
  
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    张南乡子,张佳鑫,邹亚文,杨凌宸,屠迪,王乃东.犬圆环病毒检测和致病性的研究进展[J].经济动物学报,2018,22(01):53-56.
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