病原學
豬腸病毒和豬腸道病毒的血清學分類是基於病毒中和(VN)試驗(Dunne 等,1971;Knowles 等,1979)。在二十世紀六、七十年代,人們做了大量的嘗試以期獲得一種統一的分類方法。這些研究成果最終歸結成為由Dunne等人(1971)所共同提議的八種血清型的分類方式,此種分類方式的血清型最終擴展到目前的13種(Auerbach 等,1994;Knowles 等,1979)(表18.1)。適用於對豬腸道病毒進行快速篩選和分型的補體結合試驗也已有報導(Knowles 和 Buckley,1980)。後來的研究(Knowles,1983)指出,還可能存在其他未發現的血清型。Honda等(1990)藉助補體結合試驗對來自日本的典型株和11株來自世界各地的不同PTV和PEV血清型進行了比較研究,結果顯示存在另外四種候選血清型。有限的血清學交叉反應很明顯的存在於已發現的血清型之中,Hazlett和Derbyshire(1978)的研究顯示胃腸抗體比血清抗體具有更廣泛的特異性。
當前,人們已經確定了PEV所有血清型標準毒株的基因組序列,而且也得到了大量的其他分離株的部分基因組序列(Doherty等,1999;Kaku等,1999, 2001;Krumbholz等,2002; Peng,Lin, Kitching和Knowles 1998, GenBank登錄號AJ001391;Peng,McCauley,Kitching和Knowles 1997,GenBank登錄號Y14459; Zell等 2001)。對所得結果比較分析可以看出,PEV-1~7型和11~13型的基因組與PEV-8~10型以及人和牛腸道病毒不同。它們都具有前導肽和一個2A/2B裂解機制,這與口蹄疫病毒屬、心病毒屬和艾波病毒相似。因此,這10種血清型被重新命名為PTV-1~10型,並單獨作為一個物種進行重分類,稱為豬腸病毒,屬於一個新的腸病毒屬。此外,根據已知的血清學和基因序列數據,豬腸病毒的另一個血清型PTV-11也被劃歸為腸病毒屬(Zell等,2001)。
形態學
與所有小核糖核酸病毒相似,PTV和PEV病毒粒子都為球形,無囊膜,直徑約25~30nm左右。病毒的單鏈核糖核酸被四種多肽鏈的60個拷貝構成的二十面體衣殼所包圍,一個小的基本病毒編碼蛋白(VPg)與基因組的5’端相連。目前為止,還沒有該病毒的三維結構數據可以套用。
流行病學
毒力較強的PTV-1毒株與經典的捷申病相關,疾病僅在發生過該病的地區出現,而且目前為止,還沒有在北美洲分離到該毒株。毒力較弱的PTV-1株和其它血清型的典型株分布較廣,PEV-8株也是如此(Odend’hal,1983)。然而,PEV-9和PEV-10隻有在義大利、英國和日本的存在得到確認(Caracappa等,1985;Honda等,1990;Knowles等,1979;Zoletto,1965)。
目前已知,豬腸病毒和豬腸道病毒的自然宿主只有豬。試驗發現,妊娠的幾內亞豬感染了PEV-8株導致了胎盤損害(Lieu,1976)。
PEV和PTV感染的傳播主要是通過糞便-口腔途徑,也可經由其它污染物進行間接傳播,因為病毒有相對較強的抵抗力。
PTV的幾個血清型和PEV-8的地方性流行感染通常發生在普通豬群,也可見於斷奶仔豬群。Singh和Bohl(1972)通過對單個豬群26個月的長期研究,證明了病毒六個血清型呈波浪式感染。當仔豬斷奶後不久,母源抗體消退後和不同窩的仔豬混養時,病毒感染常常發生,並且感染至少能持續幾周。成年動物很少排泄病毒,但機體具有很高的血清抗體水平。不論任何日齡的豬,它們對沒有接觸過的任何一種病毒血清型都很敏感。
豬腸道病毒和豬腸病毒有很強的環境抵抗能力,捷申病毒可以在十五攝氏度下存活168天之久(Ottis,1976)。這些病毒也可以在液體糞尿中存在很長的時間,但如果糞尿充分暴露在空氣中,病毒將很快失活(Lund和Nissen,1983)。同樣,糞尿如果經過電離輻射(Simon等,1983)或者無氧發酵(Derbyshire等,1986),病毒也將失活。
發病機理
自然感染病例通常都是通過食入病毒引起,現有的研究已經確認病毒最初的複製是在扁桃體和腸道(Long,1985)。研究發現,大腸和迴腸要比消化道前部的小腸受感染頻率高,而且組織含有較高的病毒滴度。目前為止,還不能確定腸道內何種細胞支持病毒的複製,但通過對脊髓灰質炎病毒的試驗分析認為(Kanamitsu等,1967),可能是腸固有層區域網路狀內皮組織的作用,但上皮細胞破壞不是這些感染的特徵。在強毒株PTV-1感染後,常出現病毒血症,但弱毒株感染很少出現病毒血症,可以導致中樞神經系統感染(CNS)(Holman等,1966)。病毒血症的散播可能引起懷孕豬子宮感染,通過對小母豬進行口鼻接種PEV-8和PTV,結果發現可以引起胚胎和胎兒的感染(Huang等,1980)。
病毒鼻內接種試驗可能引起肺臟感染(Meyer等,1966),但是目前還不清楚病毒氣霧自然吸入的重要性。現已證明,當小豬經過非腸道途徑感染豬腸病毒後,病毒可以很快的感染腸道。病毒腸外感染是暫時性的,但可以在大腸記憶體留數周。
臨床表現
儘管豬腸道病毒和豬腸病毒常見亞臨床感染,但針對特定的血清型也有各種臨床症狀,在表18.2和下面的內容中將有介紹。
腦脊髓灰質炎
最嚴重的腦脊髓灰質炎是由強毒株PTV-1引起的,即引起捷申病的毒株,捷申病是一種高致病率和高死亡率的疾病,它感染所有日齡的豬,已造成了巨大的經濟損失。捷申病在發病初期表現為發熱,厭食,精神不振,然後動物迅速出現共濟失調。在嚴重病例中,可能出現眼球震顫、抽搐,角弓反張和昏迷。動物接著會出現麻痹,呈類似犬坐的姿勢或者保持側躺姿勢。如果發病動物受到聲音或者觸摸等刺激,可能出現四肢運動不協調或者角弓反張。病畜通常在臨床症狀出現後3~4天內出現死亡。如果動物急性發病後食慾恢復,一些病豬可以在精心照料下得以恢復,但這些病例常出現肌肉萎縮或者後遺性癱瘓。
與腦脊髓灰質炎血清學相關的弱毒株PTV-1(泰法病,良性地方性動物局部麻痹)和其它毒株可以引起一種低發病率和低死亡率的溫和性疾病。本病主要影響小豬,而且很少發展到完全癱瘓。
最近,由腸病毒感染引起的腦脊髓炎在美國(Pogranichniy等,2003)和日本(Yamada等,2004)的豬群中都已有相關報導。到現在為止,在豬腸道病毒感染中還沒有發現神經性疾病存在。
生殖障礙
術語SEMDI最初是用來命名一組分離於死胎(S),木乃伊死胎(M),胚胎死亡(ED)和不育(I)症的病毒(Dunne等,1965),隨後證明它們是豬腸道病毒或豬腸病毒。隨後,由同一研究組的工作人員和他人(De Meurichy等,1976)的研究顯示這些綜合症狀可以通過試驗複製。
然而,細小病毒感染也可能導致胚胎死亡和胎兒木乃伊化,這些病毒與妊娠初期和中期的繁殖障礙的關係更加密切。其它的相關研究(Cropper等,1976)證實了豬腸病毒和豬細小病毒在這些病症中的作用,而且試驗(Bielanski和Raeside,1977)和田間數據(Kirkbride和McAdaragh,1978)確認了豬腸病毒感染和豬流產之間的聯繫。對母豬和後備母豬來說,這些繁殖障礙並不常伴隨臨床症狀出現。腦心肌炎病毒(小核糖核酸病毒科,心病毒屬)感染也可能導致雌性動物繁殖障礙。
豬腸病毒也可以從雄性動物的生殖道內分離道(Philips等,1972),用受到污染的精液進行人工授精時並不影響小母豬的生育能力(De Meurichy和Pensaert,1977)。
腹瀉
儘管人們已經從具有腹瀉症狀豬的糞便中分離到病毒,但豬腸道病毒和豬腸病毒作為腸道病原的地位還不確定,在正常豬體內,特別是斷奶後的豬中也可以分離到該類病毒,考慮到引起腹瀉的病毒性和細菌性因素很多,所以兩種病毒的存在也可能是巧合。但是,用不含有其它病原的豬腸病毒感染試驗豬引起了豬的腹瀉,這種腹瀉比較溫和而且稍縱即逝,試驗可以清楚的表明,豬腸病毒作為豬腸道病原的重要性遠不如輪狀病毒和冠狀病毒。當小豬受到豬腸病毒和輪狀病毒的混合感染時,其嚴重程度要小於單獨的輪狀病毒感染(Janke,1988)。有關PEV-8和腹瀉的聯繫也有所證實,這主要是通過對表現有腹瀉症狀的豬進行的病毒分離所得率而研究的(Honda等,1990)。相反,從豬糞便中對PEV-9/PEV-10的分離所得率卻顯示兩種病毒與胃腸道疾病無關(Knowles,1988)。
肺炎、心包炎和心肌炎
腸道病毒和腸病毒對呼吸系統的致病作用現在也不明確,這可能是因為單純病毒很少引起呼吸性疾病的臨床症狀,但Pospisil等(1971)稱小豬暴露在含豬腸病毒空氣懸浮顆粒中可以使豬的呼吸增加,出現咳嗽,打噴嚏,食慾降低和精神沉鬱。儘管一些研究顯示病毒在某種程度上趨向於感染肺臟,但產生的肺炎變化往往是亞臨床表現。有試驗表明,豬腸病毒有兩種血清型可以引起心包炎,而且在一個試驗中出現了心肌的病變(Long等,1969)。這些發現可以使人們懷疑是腸病毒感染引起小豬的突然死亡,儘管腦心肌炎病毒是更可能的病原。
與表皮損傷的可能聯繫
在英國進行豬水皰病暴發的調查時發現,人們從上皮組織和糞尿中分離到很多偶發性病原。大多數分離到的病原被確定為腸病毒或者腸道病毒(Knowles,1983)。豬腸病毒和PEV-8均分布於糞便樣品(分別為41%和44%)和上皮樣品(分別為21%)。然而,PEV-9/PEV-10在糞中很少見(15%),但在上皮中卻很常見(58%)(Knowles,1988)。在另一個病毒收集檢測過程中,同樣揭示了PTV和PEV-8大約相同的分布情況(分別為57%和43%),但是PEV-9和PEV-10沒有被確認(Knowles,1988)。根據推測,大多數從上皮樣品分離出的PTV和PEV-8是偶然的污染物,然而糞中PEV-9和PEV-10的低水平分離率不能解釋從非典型的皮膚損傷中所得的病毒高分離率,所有這些聯繫還需要進一步的解釋。
病理變化
腸道病毒和腸病毒感染一般不引起特徵的病變,它們並不引起腸道絨毛萎縮,這主要是冠狀病毒或輪狀病毒的特徵性病變。除了慢性病例中的肌肉萎縮,在腦脊髓灰質炎中未發現眼觀病變。後者的組織病變廣泛分布於中樞神經系統,尤其是在脊索的腹側脊柱,小腦皮質和腦幹。這些損傷在捷申病中比在溫和型的腦脊髓炎(如泰法病)會更加明顯和廣泛。神經元(特別是小腦部位)出現漸進性的尼氏小體溶解(Koestner等1966),局部區域出現神經膠質細胞結節和血管淋巴細胞套。
在SMEDI綜合症中出現死胎和新生仔豬很明顯缺乏特徵性的病變,儘管中度的膠質細胞增生和血管套在腦幹部位偶爾可以看到。胎盤的變化僅限於非特徵性病變。
許多調查研究發現,病毒感染可以造成肺部病變。Smith等(1973)報導稱,動物受到PTV-2感染後肺前葉腹側出現灰紅色實變區域。在肺泡和支氣管內出現滲出物,在血管周圍和支氣管周圍炎性細胞輕微的套狀浸潤,細支氣管上皮細胞異常增生。
PTV-3株在動物試驗中常引起漿液性心包炎,感染較嚴重的小豬甚至出現局灶性心肌壞死(Long等,1969)。
預防和控制
像大多數病毒感染一樣,豬腸道病毒的防制方法也是預防的意義大於治療。尚未有有效防治豬腸道小核糖核酸病毒的化學療法。患有輕度腦脊髓灰質炎病毒的動物在它們短暫麻痹期間,如果受到精心照料,有可能康復。
在疫苗接種免疫上,只有在對捷申病防控上進行過實踐。最初的捷申病疫苗,包括豬組織源性滅活病毒,現已被致弱的或滅活了的細胞培養病毒疫苗所替代。Mayr和Correns(1959)通過細胞培養途經致弱捷申病病毒,發現活病毒和福馬林滅活的病毒在仔豬身上引起相似的保護水平。有關捷申病病毒徹底清除的成功程式包括集體免疫和屠殺(Schaupp,1968)。限制從疾病流行地區進口豬只和豬肉製品,可以有效的控制PTV-1株的傳播,這些毒株如果傳到北美,他們會根據檢疫和屠殺政策進行防控。
還沒有疫苗接種的方法用來防制溫和型的豬腦脊髓灰質炎和PTV和PEV的其它臨床感染類型。只有SEMDI綜合徵有足夠的經濟重要性以尋求田間的特異性防制,但眾多的血清型可能使有效疫苗的研製變得複雜。
當前,防制豬腸病毒和豬腸道病毒有關的繁殖障礙,最有效的方法是確保後備母豬至少繁殖前1個月讓其感染當前流行的豬腸道病毒和豬腸病毒,這可以利用後備母豬自出生到配種期間與不同來源的斷奶小豬在同一舍混養而自然實現。如果飼養的豬在較早日齡時已經分開,它們應與最近斷奶豬糞便相接觸。這可以通過在後備母豬的飼料中添加新鮮糞便或者給後備母豬飼餵含有糞便的膠囊,這些糞便應該是幾個豬圈的豬糞混合物,而且混合的越多越好。
封閉式管理的操作方法可降低動物受外部病毒感染的風險,但也不可能徹底的消除病毒傳入的危險,因為抵抗力比較強的腸道小核糖核酸病毒可以藉助多種污染物傳播。如果新引進的動物是用作繁殖目的,在配種前很有必要接觸場內已存在或者可能引入的病毒(通過如上所述的糞便污染物)。
在一段時間內,通過無特定病原(SPF)豬進行繁衍豬群以排除豬腸道病毒和豬腸病毒似乎很難或者不可能維持很長時間,有學者已經從商品SPF豬群中分離到這些病毒(Derbyshire等,1966),而且有報導稱,在嚴格隔離的條件下飼養SPF小母豬,也存在偶然感染泰法病病毒的情況(Parker等,1981)。考慮到胎兒可以經胎盤感染,因此無菌豬也已有可能被感染 。