1971年,在英格兰地区的架子猪和育肥猪群中暴发了以前未发生过的急性腹泻(Oldham,1972)。该病的临床表现除了乳猪不发病外,其它都与猪传染性胃肠炎病毒感染(TGEV)相似。排除该病由TGEV和其它已知致肠病病原体所引起。该病蔓延至其他欧洲国家,被称为“流行性病毒腹泻(EVD)”。
1976年,在各年龄段的猪群(包括乳猪)中暴发了类似TGE的急性腹泻 (Wood,1977),但同样排除了是TGEV和其它已知的致肠病病原体所引起的。此病被称为“2型EVD”,以区别于1971年暴发的l型腹泻,两者的区别是2型暴发时可侵害哺乳仔猪。
1978年,发现一种类冠状病毒与2型腹泻暴发有关(Chasey和Cartwright,1978;Pensaert和DeBouck,1978)并以一种命名为CV777的分离物进行实验接种,发现对乳猪和育肥猪(DeBouck和Pensaert,1980)均有致病性。由于发现1型和2型腹泻的暴发均是由此冠状病毒引起的,故统称为“猪流行性腹泻(PED)”(Pensaert等, 1982)并沿用至今。目前关于1型和2型腹泻暴发的临床差异仍然未知。
病原学
根据遗传和抗原特征,PED病毒(PEDV)与TGEV,猫冠状病毒,犬胃肠炎病毒和人冠状病毒 229E同属冠状病毒科冠状病毒属的1组(Gónzales 等, 2003; Utiger 等, 1995a)。免疫印迹和免疫沉淀试验显示PEDV与猫冠状病毒具有相同的抗原决定簇,这些决定簇位于N蛋白上(Yaling 等, 1988)。CV777整个基因组已完成测序,包含28,033个核苷酸。。基于复制酶的氨基酸序列,认为PEDV与人冠状病毒 229E和TGEV关系最近(Kocherhans 等, 2001)。N蛋白基因序列测定证实PEDV在人冠状病毒229E和TGEV之间(Bridgen 等, 1993)。
PEDV结构蛋白与其它冠状病毒形态相似。该病毒有分子量为180,000-200,000道尔顿的糖基化纤突蛋白、27,000~32,000道尔顿的糖基化膜蛋白和57,000~58,000道尔顿的未糖基化RNA结合核衣壳蛋白 (Duarte 和 Laude, 1994; Egberink 等, 1988; Knuchel 等, 1992; Utiger 等, 1995a, 1995b)。
PEDA粒子显示了冠状病毒科的特征(Chasey 和 Cartwright., 1978; Pensaert 和 DeBouck, 1978)。PEDV在肠上皮细胞的形态特征与其它冠状病毒相同。病毒通过胞浆内膜以出芽方式进行装配(Ducatelle 等,1981b; Sueyoshi 等, 1995)。在粪样中检测到的该粒子具有多形性,并趋于球形。平均直径(包括纤突在内)约为130nm,范围在95-190nm。许多粒子有一个电子不透明的中央区域。棒状纤突长18~23nm,从核心向四周呈放射状分布。
物理化学特性显示该病毒对乙醚和氯仿敏感,在蔗糖中的浮密度为1.18g/ml。适应细胞培养的PEDV经60oC或以上处理30min,失去感染力,但在50oC条件下相对稳定。病毒在4oC pH5.0~9.0以及37oC pH 6.5~7.5条件下稳定(Callebaut 和 DeBouck., 1981; Lee 和 Yeo., 2003a)。该病毒没有凝血活性(Callebaut 和 Debouck1981)。
目前尚无迹象表明存在不同的PEDV血清型。韩国分离株的多肽带与标准株CV777的分子量相近(Kweon 等,1993)。遗传比较显示韩国株(Chinju99)和比利时株(CV777)的N开放阅读框的同源性为96.5%,N蛋白氨基酸相似性为96.8%(Lee 和 Yeo., 2003b)。韩国株的整个S基因在核苷酸水平上的同源性为94.5%,在氨基酸水平上的同源性为92.8%(Yeo 等, 2003)。同样地,韩国分离株与两株日本分离株的N基因核苷酸序列几乎相同(Kubota 等, 1999)。
最早,病毒的繁殖是经口腔接种仔猪完成(DeBouck 和 Pensaert.,1980)。在实验室条件下,PEDV难以人工培养增殖。试验了许多种的细胞,但没有成功。后来发现Vero细胞(非洲绿猴肾细胞)有利于PEDV的持续增殖。病毒生长依赖于细胞培养液中的胰蛋白酶。细胞病变(CPE)包括空泡化和形成合胞体(最多可达到100个核)。在接毒后15h病毒滴度达到高峰,为105.5,PFU/ml(Hofmann 和 Wyler., 1988, 1989; Lee 和 Yeo., 2003a)。在日本,PEDV成功的在猪膀胱和肾细胞上繁殖(Shibata 等, 2000)。作为疫苗株的日本分离株(P-5V)是在猪细胞系KSEK6和IB-RS2上培养的(Kadoi 等, 2002).
流行病学
从1982年到1990年,在比利时、英国、德国、法国、荷兰、瑞士、保加利亚和中国台湾地区的猪群中检测到PEDV的抗体 (DeBouck 等, 1982; Hofmann 和 Wyler., 1987; Möstl., 1990)。在印度东北部,528份2-6个月的猪血清中的21.2%为PEDV抗体阳性(Barman 等, 2003)。在欧洲大多数养猪国家以及中国(Qinghua 等, 1992)、韩国(Kweon 等, 1993)和日本(Takahashi 等, 1983)都分离到该病毒。至今在北美或南美地区还未见PEDV的报导。
在欧洲,PED的暴发日渐减少,很少见关于血清学监测或诊断研究报导。
在比利时,一份研究表明1991年9月进场的10组不同来源的架子猪未出现血清阳性,相反1992年2月进场的另外7组架子猪却于进场4周后发生腹泻,并且血清转为PEDV阳性(VanReeth 和 Pensaert., 1994)。同样在比利时,同样在比利时,对于架子猪农场的血清学研究显示在1990年50%为阳性,而在1997年没有阳性,表明病毒流行在近几年显著减少(Pensaert 和 Van Reeth., 1998)。
在西班牙,15个猪场中7个猪场发生的急性水泻由PED引起,其中一个猪场的少部分母猪持续腹泻(Carvajal ., 1995a)。在1992~1993年西班牙进行了血清学监测,发现5052头母猪中有1513头存在PEDV特异性抗体,803个母猪场存在55.0%的阳性猪。(Carvajal, 1995c)。
在荷兰,对暴发于母猪和育肥猪的急性PED进行了临床和病毒学研究(Pijpers 等, 1993),育肥猪和怀孕母猪腹泻最为严重,哺乳仔猪和断奶仔猪却很轻微或根本不出现腹泻。在首次发病后至少1.5年内在6~10周龄猪只中和新引进的后备母猪中疾病呈地方性流行持续流行。
在英国,1998年超过两个月的时间内3个连续批次的8-15周龄的育肥猪群暴发临床PED(Pritchard 等, 1999)。在匈牙利,1995年检测了19个农场断奶仔猪的92份腹泻样品,其中5.5%呈PEDV阳性,并且认为PED是造成断奶后腹泻的重要原因(Nagy 等, 1996)。在捷克共和国,来自21日龄以下腹泻猪的219份粪样品中27份为PEDV阳性,经常伴随着其它肠内病毒(Rodák 等, 2004)。
与欧洲的当前形势不同,亚洲报导暴发严重的高死亡率腹泻。这些暴发是急性的,是如此的严重以至于在临床上很难与典型的急性TGEV暴发区别。
在日本,1993年9月到1994年6月的暴发造成14,000头猪死亡,哺乳仔猪的死亡率为30-100%。在流行期间,成年猪只表现为短暂的食欲不振和母猪奶量的减少(Sueyoshi 等, 1995)。1996年冬,日本的108个哺乳仔猪和育肥猪场出现PED流行病。腹泻造成56,256头仔猪中死亡39,509头。
在韩国,PED导致所有日龄猪腹泻。1992年1月到1993年12月,兽医研究所诊断的71个病毒性肠炎病例中,56.3%确诊为PED。10日龄以内的仔猪在90%的暴发中受到牵连 (Hwang 等, 1994)。1997年8月和1999年7月期间,5个省的1,258个肠炎病例中50.4%诊断为PED(Chae 等, 2000)。韩国1994屠宰场血清学调查,7个省的469份猪血清的血清阳性率为17.6-79%(平均45%),说明病毒在一些区域呈地方性流行(Kweon 等, 1994)。
有迹象表明亚洲的PED情况在局部免疫母猪群中表现一种地方病。
粪-口是PEDV主要的但并不是惟一的传播途径。易感猪场常于销售或购进猪只后4~5天内暴发急性PED,病毒的进入可能是通过感染的病猪或污染物(运输车、靴子等)。PEDV的传播方式TGEV差别不大,但是在一个农场急性暴发后更容易持续存在。种猪场该病暴发后,可能自然消失,也可能呈地方性流行。分娩和断奶仔猪数量大的猪场,PEDV通过感染断奶时丧失初乳免疫的仔猪而存活,因而呈现地方流行性,PEDV可能是导致这种种猪场持续发生断奶性腹泻的一个原因。
临床症状
PED最主要的明显症状是水样腹泻。易感种猪群暴发本病时其发病率和病死率差异很大,在有的种猪场,所有日龄的猪只均可感染发病,发病率高达100%。该病与TGE极为相似,只是传播速度较慢和哺乳仔猪病死率稍低而已。1周龄以内仔猪常常持续腹泻3~4天后因脱水而死,病死率平均为50%,但有时高达100%。日龄较大的仔猪约1周后可康复。暴发过急性腹泻的猪场,在断奶后2~3周可能出现持续性腹泻,新引进的猪只也可能相继发病。近几年来,欧洲地区很少有新生仔猪急性暴发PED并出现高病死率,但在日本和韩国均有报导(Chae 等, 2000; Sueyoshi 等, 1995)。
多渠道来源的混养的架子猪或育肥期间猪只暴发的急性PED,所有的猪只在1周内均表现腹泻,食欲稍减退,精神沉郁,粪便水样。在育肥后期,PEDV感染引起的疾病比TGEV引起的更为严重,但通常大多数在7~10天后康复,病死率仅1%~3%,这种急性死亡常见于育肥猪腹泻早期或发生腹泻之前,剖检病死猪只常可见背部肌肉坏死。对应激敏感的猪只发生该病时死亡率更高。
与TGEV相比,PEDV在封闭的种猪场内以及同一育肥猪群内或不同育肥猪群间的传播较慢。病毒通常需要4~6周才能感染不同猪舍的猪群,甚至有的猪舍的猪群仍未感染。
发病机理
PED发病机理研究是在经剖腹产、未吮初奶的仔猪中进行的,仔猪于3日龄时经口接种CV777分离株(DeBouck 等, 1981a),接毒后22~36h仔猪发病。。免疫荧光技术和透射电镜观察证明,病毒在整段小肠和结肠的绒毛上皮细胞浆中复制。最早于接毒后12-18h可见受感染的上皮细胞,于24-36h时达到高峰。病毒在小肠内复制导致细胞变性,绒毛变短,腺窝深度比由正常的7:1缩小为3:1。结肠上皮细胞中未见细胞变性。
PEDV在仔猪小肠中的致病特点与TGEV极为相似。由于PEDV在小肠中复制和感染过程较慢,故其潜伏期较长。
哺乳仔猪肠道外细胞中未检测到PEDV的复制。Shibata 等 (2000) 报导,2日龄到12周龄接种PED野毒的SPF猪具有日龄依赖的抗性,只有2-7日龄的猪只出现死亡。
关于PEDV在较大猪的致病机理尚不十分清楚,但不论在自然感染还是实验感染的普通育肥猪小肠和结肠绒毛上皮细胞中,均可发现荧光(DeBouck 和 Pensaert., 1980)。关于结肠感染对临床症状的严重程度有多大影响,目前仍知之甚少;对临床上常见的育成猪和成年猪发生猝死并伴有背部肌肉急性坏死,也未能从致病机理的角度上做出解释。
韩国和日本对PEDV致病性的描述与欧洲的相同,除了亚洲株没有结肠病毒复制的证据(Hwang 等, 1994; Kim 和 Chae., 2003; Sueyoshi 等, 1995),以及没有报导过育肥猪的突然死亡。
病理变化
在自然感染和实验感染的仔猪均有肉眼可见病变(Ducatelle 等, 1982a;Hwang 等, 1994;Pospischil 等, 1981;Sueyoshi 等, 1995)。
损伤区域局限在小肠,内充满大量黄色液体并膨胀。通过镜检,病毒接种后24h小肠绒毛上的肠细胞开始空泡化并脱落 (这恰与腹泻发生的时间相吻合),然后绒毛迅速变短,酶活性显著降低,这些发现在扫描电镜观察研究中得到证实(Ducatelle 等, 1981a)。这些病理变化与TGEV描述的极为相似。在结肠,未能观察到组织病理学变化。
超微结构变化主要发生于小肠细胞胞浆中,可见细胞器减少,出现电子半透明区,接着微绒毛和末端网状结构消失,部分胞浆突入肠腔,肠细胞变平、紧密连接消失,脱落进入肠腔内,可见肠细胞内的病毒是通过内质网膜以出芽方式形成的(Ducatelle 等, 1982b;Horvath和Moscari., 1981;Pospischil 等, 1981)。在结肠,含病毒的肠细胞出现一些细胞病变,但未见细胞脱落。
诊 断
关于PED,仅凭临床症状难以做出诊断,涉及所有日龄猪(包括哺乳仔猪)的急性PED在临诊上不能与PGE相区分。在欧洲,种猪场的断奶猪和较大猪会暴发水样腹泻,且传播迅速,但哺乳仔猪不出现临床症状。
实验室内通过直接显示PEDV或其抗原或抗体的检测可以做出病原学诊断。直接IF和免疫组化技术已用于哺乳仔猪小肠切片的检测,是目前最为敏感、快速、可靠的方法,但仅适用于急性腹泻期内,尤其是发病后2天内捕杀的患病仔猪小肠切片的检查。由于自然感染死亡的仔猪绒毛严重萎缩,因而对其检测的结果不可靠(Bernasconi 等, 1995; DeBouck 等, 1981a; Guscetti 等, 1988; Sueyoshi 等, 1995;)。
对腹泻仔猪粪样进行直接电镜观察可见PEDV粒子,但若病毒的纤突丧失或不清晰,直接电镜检查较为困难。在人工感染的仔猪中,于腹泻发生后1天收集的粪样中PEDV的阳性检出率最高,为73%。此外,由于PEDV和TGEV的形态相同,已建立了免疫电镜法用于区分这两种病毒。
从粪中用细胞培养分离野毒株需要在细胞病理出现在Vero细胞或其它细胞系之前更替继代接种,但可用IF做早期诊断。 (Hofmann 和 Wyler., 1988; Shibata 等, 2000)。
目前已建立了许多ELISA方法用于检测粪中的PEDV抗原和血样中的特异性抗体,这些方法既敏感、又可靠,特别是检测大量样本。在检测抗原的ELISA方法中,有应用猪产生的多克隆抗体和单克隆抗体(Callebaut 等, 1982; Carvajal 等, 1995a; VanNieuwstadt 和 Zetstra., 1991)。在检测抗体的ELISA方法中,所用的抗原为半纯化的病毒抗原—猪或细胞培养(Callebaut 等, 1982; Carvajal 等, 1995b; Kweon 等, 1994),或自然感染的Vero细胞中抽提的病毒S蛋白和N蛋白(Knuchel 等, 1992),这种抗体试验也适于母猪奶中免疫球蛋白的检测(de Arriba 等, 1995)。
在实验感染猪粪拭子中于感染后3~11天内均可检出PEDV抗原,其中接种后4~5天为排毒高峰(Carvajal 等, 1995a)。收集粪样时,应选择腹泻期,并应从多头病猪收集。ELISA抗原检测方法高度敏感,如果收集的粪样合适、充分,可以检出种猪场中流行断奶腹泻的病毒。
其它粪中PEDV检测诊断方法包括反转录聚合酶链式扩增反应(RT-PCR)(Ishikawa 等, 1997; Kubota 等, 1999)、原位杂交(Kim 和 Chae., 2000)。。建立的RT-PCR用于病猪小肠和粪便样品TGEV和PEDV的差异检测(Kim 等, 2001)。
使用ELISA、阻断ELISA、间接IF、阻断IF和Vero细胞培养的血清中和试验可以检测自然或者人工感染猪血清中的特异性抗体(Callebaut 等, 1982; Hofmann 和 Wyler., 1989, 1990; Prager 和 Witte., 1981; Shibata 等, 2000; Witte 和 Prager., 1987)。对PEDV阳性猪小肠冷冻切片或细胞培养物进行间接IF和阻断IF试验可指示PEDV抗体。在接种7天后,用阻断ELISA可检测到抗体(Carvajal 等, 1995b)。所有检测抗体的方法,都应检查双份血清样本。康复期血清样品的采集不早于腹泻开始后2周。
防 治
感染PED的哺乳仔猪应让其自由饮水,以减少脱水的发生,对于育肥猪建议停止喂料。由于PEDV传播相对较慢,可采取一些预防措施暂时防止病毒进入分娩舍而侵害新生仔猪,这种方法有利于推迟仔猪的感染而减少死亡损失。当前,妊娠母猪暴露在病毒污染的粪便或者肠内容物下,可激发母猪乳汁中迅速产生免疫力,因而可缩短本病的流行时间。
若连续数窝的断奶仔猪中均存在病毒,则可将仔猪断奶后立即移至别处至少饲养4周。同时暂停从外引进新猪。
新生猪口服鸡蛋黄或者含有PEDV免疫球蛋白的牛初乳具有预防作用,可预防疾病或者降低死亡率(Kweon 等, 2000; Shibata 等, 2001)
在欧洲,没有足够的经济意义去研发该病一种疫苗。然而,该病在亚洲暴发如此严重,所以正在研制弱毒疫苗。
Bernasconi 等 (1995)报导适应细胞的CV777病毒株,其基因序列明显改变。此外,这种适应细胞培养的病毒对剖腹产新生仔猪毒力很低,并且组织病理变化显著减少。韩国 KPEDV-9毒株在Vero细胞上传93代后对新生仔猪的致病率降低,对妊娠母猪安全,因而建议用该细胞适应毒株作为疫苗(Kweon 等, 1999),尽管其实际效率还需要测定。在日本,从1997年开始使用一种经济的、减毒的、适应细胞培养的PEDV(P-5V)活疫苗对母猪进行预防。该疫苗被认为是有效的,但不是在所有母猪中都可产生可靠的乳汁免疫力(Usami 等, 1998)。