新冠疫情下,再來看豬的冠狀病毒

胡巧雲,湖南省動物疫病預防控制中心,寫於2020年2月8日

一、認識冠狀病毒

冠狀病毒,英文名Corona,它的名字來源於它的外表,在1968年,發現這類病毒包膜上有形狀類似日冕的刺突,被命名為冠狀病毒,在1975年,國際病毒委員會正式命名了冠狀病毒科。

冠狀病毒的宿主是非常廣泛的,幾乎所有我們認識的脊椎動物,科學家都分離到了冠狀病毒,日常我們常見的如人、豬、鼠、禽、貓、狗、牛、狼等都有。

自然界中廣泛存在,但最早發現冠狀病毒是在1937年,從雞體內分離出一種冠狀病毒。

在1965年,從普通感冒病人的鼻洗液中分離出一種冠狀病毒。


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圖1:認識冠狀病毒


二、冠狀病毒結構

冠狀病毒跟其他的病毒一樣,有核蛋白和RNA。

最外層是刺突,主要結構蛋白是s蛋白,是受體的結合位點,也是主要抗原,不同的冠狀病毒刺突不同,所以不同的冠狀病毒它的抗原性也不一樣,病毒在突變的時候,s 蛋白的突變可能性會比較大。

有包膜,包膜上面會有膜糖蛋白,膜糖蛋白會關乎到一些營養物質的運輸,新生病毒的出芽和釋放會通過膜糖蛋白。

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圖2:冠狀病毒結構

冠狀病毒跟其他的病毒一樣,有核蛋白和RNA。

最外層是刺突,主要結構蛋白是s蛋白,是受體的結合位點,也是主要抗原,不同的冠狀病毒刺突不同,所以不同的冠狀病毒它的抗原性也不一樣,病毒在突變的時候,s 蛋白的突變可能性會比較大。

有包膜,包膜上面會有膜糖蛋白,膜糖蛋白會關乎到一些營養物質的運輸,新生病毒的出芽和釋放會通過膜糖蛋白。


三、冠狀病毒分類

冠狀病毒可以分為4個冠狀病毒屬,α冠狀病毒和β冠狀病毒屬基本上都是感染的哺乳動物,如人、家畜和寵物等。常見的如豬流行性腹瀉和傳染性胃腸炎都屬於α冠狀病毒,而近些年人比較劇烈的冠狀病毒,比方說SARS,還有中東呼吸綜合徵,以及今年的新型冠狀病毒,都屬於β冠狀病毒屬。γ冠狀病毒屬感染的主要是禽類,比方說雞的傳染性支氣管炎。

在2011年又新增了一個 δ 冠狀病毒屬。最先是2009年在亞洲發現,貓和白鼬獾裡面發現了一種新的冠狀病毒,不屬於α、β、γ冠狀病毒屬,是一個新的冠狀病毒屬,而在2014年美國在豬身上發現了一個新的冠狀病毒。

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圖3:冠狀病毒分類

四、冠狀病毒的病原學

冠狀病毒是一種正鏈 RNA 病毒,它的核酸可以直接編碼蛋白質,在轉錄和複製的過程中,就有可能會形成一個 RNA 的雙鏈,但相對於DNA病毒來說,這種雙鏈是極不穩定的,這容易造就病毒變異。

冠狀病毒基因組很小,25kb~31kb,但在RNA病毒中,它的病毒鏈核酸鏈是最長的,變異速度趕不上流感病毒。


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圖4:冠狀病毒病原學

五、豬的冠狀病毒

·豬有多少種冠狀病毒?

大家可能聽的比較多的,豬傳染性胃腸炎,仔豬流行性腹瀉,還有就是豬呼吸道冠狀病毒,1984年檢測到的,由豬傳染性胃腸炎突變而來的,這三個病毒均是α冠狀病毒屬。

還有一個豬血凝性腦脊髓炎病毒,遇到的不是太多,它是β冠狀病毒屬。

豬的δ冠狀病毒,其實是在12年香港就檢測到的,14年是正式分離出來。

2017年在廣東省,發現一個仔豬急性腹瀉綜合徵,通過測序認為是一個新的病毒,取名為仔豬急性腹瀉綜合徵。


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圖5:豬的冠狀病毒

· 豬冠狀病毒基因組結構

所有的冠狀病毒它主要的結構蛋白都是都是這幾個-刺突(S),包膜(E),膜(M),核衣殼(N)

其他的蛋白,它會在這些結構蛋白之間,通過基因組結構上看,就是編碼區域可能會有一些差異。

這裡我找的一個文獻對比的是豬傳染性胃腸炎、仔豬流行性腹瀉和豬的δ冠狀病毒,豬傳染性胃腸炎有三個,然後豬δ冠狀病毒有兩個,然後仔豬流行性腹瀉中間只有一個編碼區。

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圖6:基因組結構

· 豬冠狀病毒感染機制

豬傳染性胃腸炎、仔豬流行性腹瀉和豬δ冠狀病毒感染的靶細胞都是一個腸上皮細胞,臨床症狀主要表現為豬隻腹瀉,而豬呼吸道冠狀病毒(PRCoV)感染的靶細胞是肺泡上皮細胞,臨床症狀主要表現在呼吸道問題。我們通過病毒的靶細胞,它能夠感染的細胞是什麼?可以簡單判斷它引起的是哪個系統的疾病。腸道感染介導的受體是硫酸肝素和氨肽酶N,氨肽酶水平高的豬隻感染程度更嚴重。


· 豬冠狀病毒免疫

我們免疫一般就分為兩個部分,不論是什麼病原感染到機體之後,首先引起反應的都是機體的固有免疫。腹瀉病毒也是一樣,所以首先會引起腸道的抗病毒反應,釋放干擾素,核因子或者是其他的一些細胞因子。

但是在獲得性免疫裡面,就是一些特異性的免疫裡面,因為腹瀉病毒它感染的是腸道的黏膜細胞,粘膜組織會分泌抗體IgA,時間長了之後,血清裡面也會有IgG和IgM。然後同時也會有T細胞毒性。

而新生仔豬主要的保護機制依賴乳汁免疫,通過初乳和乳汁,被動獲得 IgA ,IgG 和 IgM,在最初的24-48小時,就能吸收母豬血清中的IgG,3-4天的仔豬能獲得sIgA,母豬腸道中能分泌IgA的細胞可以在遷移到乳腺中,通過乳汁再進入到仔豬體內,讓仔豬也去獲得這種IgA。

母豬它傳遞的不僅僅是營養和抗體,還有免疫細胞,看過其他的一些資料,乳汁傳遞的還有微生物,它的腸道微生物能夠通過乳汁傳遞給下一代。

讓新生仔豬儘量喝初乳,是對新生仔豬最好的保護方式。

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圖7:仔豬喝母乳

·豬冠狀病毒疫苗策略

我們目前主要用的還是滅活苗和一個弱毒苗,滅活苗比較容易準備,但是它需要一些佐劑來產生免疫保護;其次是細胞傳代致弱的弱毒苗,相對來說比較便宜,比較容易,可以口服,但是活疫苗有反毒的可能,且有劑量依賴性,比方說有些劑量低了,它不一定能夠產生免疫保護。

其他的重組苗,亞單位苗,DNA苗,這些用於研究比較多。

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圖8:豬冠狀病毒疫苗策略

未完待續,下期將詳細講述豬的具體的冠狀病毒,我們重點看仔豬流行性腹瀉病毒PEDV,其他的病毒,因為有些是新發的,有些是臨床也不太嚴重了,所以可能大家的關注不是特別多,就不重點介紹了。


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