新冠疫情下,再来看猪的冠状病毒

胡巧云,湖南省动物疫病预防控制中心,写于2020年2月8日

一、认识冠状病毒

冠状病毒,英文名Corona,它的名字来源于它的外表,在1968年,发现这类病毒包膜上有形状类似日冕的刺突,被命名为冠状病毒,在1975年,国际病毒委员会正式命名了冠状病毒科。

冠状病毒的宿主是非常广泛的,几乎所有我们认识的脊椎动物,科学家都分离到了冠状病毒,日常我们常见的如人、猪、鼠、禽、猫、狗、牛、狼等都有。

自然界中广泛存在,但最早发现冠状病毒是在1937年,从鸡体内分离出一种冠状病毒。

在1965年,从普通感冒病人的鼻洗液中分离出一种冠状病毒。


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图1:认识冠状病毒


二、冠状病毒结构

冠状病毒跟其他的病毒一样,有核蛋白和RNA。

最外层是刺突,主要结构蛋白是s蛋白,是受体的结合位点,也是主要抗原,不同的冠状病毒刺突不同,所以不同的冠状病毒它的抗原性也不一样,病毒在突变的时候,s 蛋白的突变可能性会比较大。

有包膜,包膜上面会有膜糖蛋白,膜糖蛋白会关乎到一些营养物质的运输,新生病毒的出芽和释放会通过膜糖蛋白。

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图2:冠状病毒结构

冠状病毒跟其他的病毒一样,有核蛋白和RNA。

最外层是刺突,主要结构蛋白是s蛋白,是受体的结合位点,也是主要抗原,不同的冠状病毒刺突不同,所以不同的冠状病毒它的抗原性也不一样,病毒在突变的时候,s 蛋白的突变可能性会比较大。

有包膜,包膜上面会有膜糖蛋白,膜糖蛋白会关乎到一些营养物质的运输,新生病毒的出芽和释放会通过膜糖蛋白。


三、冠状病毒分类

冠状病毒可以分为4个冠状病毒属,α冠状病毒和β冠状病毒属基本上都是感染的哺乳动物,如人、家畜和宠物等。常见的如猪流行性腹泻和传染性胃肠炎都属于α冠状病毒,而近些年人比较剧烈的冠状病毒,比方说SARS,还有中东呼吸综合征,以及今年的新型冠状病毒,都属于β冠状病毒属。γ冠状病毒属感染的主要是禽类,比方说鸡的传染性支气管炎。

在2011年又新增了一个 δ 冠状病毒属。最先是2009年在亚洲发现,猫和白鼬獾里面发现了一种新的冠状病毒,不属于α、β、γ冠状病毒属,是一个新的冠状病毒属,而在2014年美国在猪身上发现了一个新的冠状病毒。

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图3:冠状病毒分类

四、冠状病毒的病原学

冠状病毒是一种正链 RNA 病毒,它的核酸可以直接编码蛋白质,在转录和复制的过程中,就有可能会形成一个 RNA 的双链,但相对于DNA病毒来说,这种双链是极不稳定的,这容易造就病毒变异。

冠状病毒基因组很小,25kb~31kb,但在RNA病毒中,它的病毒链核酸链是最长的,变异速度赶不上流感病毒。


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图4:冠状病毒病原学

五、猪的冠状病毒

·猪有多少种冠状病毒?

大家可能听的比较多的,猪传染性胃肠炎,仔猪流行性腹泻,还有就是猪呼吸道冠状病毒,1984年检测到的,由猪传染性胃肠炎突变而来的,这三个病毒均是α冠状病毒属。

还有一个猪血凝性脑脊髓炎病毒,遇到的不是太多,它是β冠状病毒属。

猪的δ冠状病毒,其实是在12年香港就检测到的,14年是正式分离出来。

2017年在广东省,发现一个仔猪急性腹泻综合征,通过测序认为是一个新的病毒,取名为仔猪急性腹泻综合征。


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图5:猪的冠状病毒

· 猪冠状病毒基因组结构

所有的冠状病毒它主要的结构蛋白都是都是这几个-刺突(S),包膜(E),膜(M),核衣壳(N)

其他的蛋白,它会在这些结构蛋白之间,通过基因组结构上看,就是编码区域可能会有一些差异。

这里我找的一个文献对比的是猪传染性胃肠炎、仔猪流行性腹泻和猪的δ冠状病毒,猪传染性胃肠炎有三个,然后猪δ冠状病毒有两个,然后仔猪流行性腹泻中间只有一个编码区。

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图6:基因组结构

· 猪冠状病毒感染机制

猪传染性胃肠炎、仔猪流行性腹泻和猪δ冠状病毒感染的靶细胞都是一个肠上皮细胞,临床症状主要表现为猪只腹泻,而猪呼吸道冠状病毒(PRCoV)感染的靶细胞是肺泡上皮细胞,临床症状主要表现在呼吸道问题。我们通过病毒的靶细胞,它能够感染的细胞是什么?可以简单判断它引起的是哪个系统的疾病。肠道感染介导的受体是硫酸肝素和氨肽酶N,氨肽酶水平高的猪只感染程度更严重。


· 猪冠状病毒免疫

我们免疫一般就分为两个部分,不论是什么病原感染到机体之后,首先引起反应的都是机体的固有免疫。腹泻病毒也是一样,所以首先会引起肠道的抗病毒反应,释放干扰素,核因子或者是其他的一些细胞因子。

但是在获得性免疫里面,就是一些特异性的免疫里面,因为腹泻病毒它感染的是肠道的黏膜细胞,粘膜组织会分泌抗体IgA,时间长了之后,血清里面也会有IgG和IgM。然后同时也会有T细胞毒性。

而新生仔猪主要的保护机制依赖乳汁免疫,通过初乳和乳汁,被动获得 IgA ,IgG 和 IgM,在最初的24-48小时,就能吸收母猪血清中的IgG,3-4天的仔猪能获得sIgA,母猪肠道中能分泌IgA的细胞可以在迁移到乳腺中,通过乳汁再进入到仔猪体内,让仔猪也去获得这种IgA。

母猪它传递的不仅仅是营养和抗体,还有免疫细胞,看过其他的一些资料,乳汁传递的还有微生物,它的肠道微生物能够通过乳汁传递给下一代。

让新生仔猪尽量喝初乳,是对新生仔猪最好的保护方式。

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图7:仔猪喝母乳

·猪冠状病毒疫苗策略

我们目前主要用的还是灭活苗和一个弱毒苗,灭活苗比较容易准备,但是它需要一些佐剂来产生免疫保护;其次是细胞传代致弱的弱毒苗,相对来说比较便宜,比较容易,可以口服,但是活疫苗有反毒的可能,且有剂量依赖性,比方说有些剂量低了,它不一定能够产生免疫保护。

其他的重组苗,亚单位苗,DNA苗,这些用于研究比较多。

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图8:猪冠状病毒疫苗策略

未完待续,下期将详细讲述猪的具体的冠状病毒,我们重点看仔猪流行性腹泻病毒PEDV,其他的病毒,因为有些是新发的,有些是临床也不太严重了,所以可能大家的关注不是特别多,就不重点介绍了。


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