动物病毒学,研究动物病毒感染,感染后表征等的一门学科。
亚病毒
亚病毒(Subvirus)又称
亚病毒因子(Subviralagents),是卫星因子、
类病毒和
朊病毒的总称,以与真病毒(Euvirus),也就是所谓的常规病毒相区别。但是必须指出,虽然卫星因子、类病毒和朊病毒都是迄今发现的最小生命单位,但是它们在理化学特性、结构、复制方式和致病性等方面却又各不相同。本书第四章已对各类亚病毒的特性略有阐述,本章将进一步深入介绍,特别是对严重危害人和动物健康的朊病毒。
[BT2]一、卫星因子
卫星因子(Satellites)是由核酸分子组成的一种亚病毒,必须依赖
宿主细胞内共感染的辅助病毒才能复制。卫星因子的核酸不同于辅助病毒和宿主细胞的基因组,但也发现少数卫星因子核酸末端的短序列与辅助病毒相同。有的卫星因子编码外壳蛋白,核酸被包裹于其中,则称卫星病毒。
迄今发现的卫星因子包括:卫星双链DNA(dsDNAsatellites),卫星
双链RNA(dsRNAsatelltes),卫星单链RNA(ssRNAsatellite),卫星单链DNA病毒(ssDNAsatelliteviruses)和卫星单链RNA病毒(ssRNAsatelliteviruses)。这些卫星因子大多以植物病毒为辅助病毒,本节仅介绍卫星因子的一般特性以及涉及动物病毒的一些卫星因子。
[BT4]1.卫星因子的一般特性
卫星因子以其对辅助病毒的依赖性为特征,多数卫星因子是基因复制性依赖,但也有一些卫星因子是壳体化的依赖。但是少数卫星病毒可于某些特定条件下在无辅助病毒存在时,呈现轻度增殖。卫星因子不构成统一的分类学类群。某些卫星因子归属于相应的病毒科或属,例如卫星双链DNAP4被列入肌病毒科(Myoviridae),单链DNA腺联病毒归入
细小病毒科依赖病毒属(Dependovirus),而单链RNAδ病毒则归列于δ病毒属(Deltavirus)但还有许多卫星因子尚无归属。
[BT4]2.腺联病毒
腺联病毒(Adenoassociatedvirus,AAV)是一种单链DNA卫星病毒,包括腺联病毒1~5型以及禽、牛、犬、马和绵羊的腺联病毒。形态结构与
细小病毒相同,病毒粒子的直径为18~20nm,正20面体,衣壳由32个壳粒构成,病毒DNA包裹于其编码的蛋白质结构中,一半为正股DNA,一半为负股DNA。在DNA提取过程中,易于退火而形成互补的双链DNA。腺病毒和疱疹病毒是辅助病毒。辅助病毒使腺联病毒在容许条件下于
宿主细胞内复制。在非容许条件下,腺联病毒基因组整合于宿主细胞基因组内,建立
隐性感染,但其对宿主动物的病原性尚不清楚。
[BT4]3.蜜蜂慢性麻痹病毒相关的卫星因子
蜜蜂慢性麻痹病毒相关的卫星因子(Chronicbeeparalysisvirusassociatedsatellites)是一种单链RNA卫星因子。颗粒直径为17nm,常见于感染慢性麻痹病毒(CPV)的蜜蜂体内,在血清学上与CPV无关。RNA的大小约1Kb,包裹于其编码的
蛋白质结构中,RNA与CV不同,但某些寡核苷酸可能与CPV相同。这种单链RNA卫星因子干扰CPV的复制。
[BT4]4.δ病毒
δ病毒(δvirus)又称δ肝炎病毒。1977年在乙型肝炎患者的肝细胞中发现一种核抗原,后来证明是一种与δ肝炎有关的缺损病毒,复制时必须依赖乙型肝炎病毒(HBV)或东方土拨鼠肝炎病毒等辅助病毒,但δ病毒的增殖常占优势。国外估计,约20~30%的HBV携带者的病情加重由δ病毒所致,δ病毒感染HBV的慢性携带者或与HBV合并感染。病毒粒子呈圆形,直径34nm,包膜来自辅助病毒,例如乙型肝炎病毒的表面抗原。没有表面突起。核心直径18nm,由
核糖核蛋白复合物组成,基因组为单分子的环状负股单链RNA,大小约为1700nt。基因组复制时发生RNA指导下的RNA合成,形成互补的中间体,称为反基因组(antigenome),在感染肝组织中只能发现δ肝炎病毒的一种mRNA,由它指导合成单一的病毒蛋白,即δ肝炎抗原(HDAg),后者分子量为22~27×103kDa。这种抗原蛋白有大小两型:大型蛋白用于病毒粒子合成;小型蛋白系基因组复制所必需。
〖BT2〗二、类病毒
[BT4]1.类病毒的特性
类病毒(Viroid)是使植物发病的感染因子。系单链共价闭合的环状RNA分子,没有蛋白质,分子量约120kDa,约只最小的病毒,如
小RNA病毒的感染性RNA的1/10,但却具有极高的感染性,以马铃薯纺缍形块茎病类病毒(PSTVd)为例,10个分子就足以使马铃薯感染。许多原来认为由病毒引起的植物病害,后来证明病原是类病毒。类病毒因此受到人们的高度重视,开展了广泛深入的研究,先后已经发现几十种类病毒,且对其中20多种进行了比较完全的鉴定,证明类病毒的全长均在246~375nt之间。随着新发现的类病毒的数目的不断增加,Puchta等根据不同种的类病毒的核苷酸之间序列的不同进行分类,但是后来发现不同种的类病毒的不同区域呈现明显不同的同源性,例如澳洲葡萄类病毒(AGVd)的某些区域与柑桔裂皮类病毒(CEVd)的相应区域的同源性达100%,但在其他区域,两者的同源性却只有50%,甚至不到50%。因此,Koltunow等又提出了一个新的分类方法,他们根据类病毒是否含有中央保守区域或核酶保守序列而将其分为马铃薯纺缍状块茎病类病毒(PSTVd)组和鄂梨白斑类病毒(ASBVd)组。PSTVd组含有中央保守区,不含核酶保守序列,不能自我切割加工;而ASBVd组没有中央保守区,却有核酶保守序列,能够自我切割加工。根据中央保守区的序列差别,PSTVd组还可进一步分为PSTVd亚组和苹果锈果类病毒(ASSVd)亚组。由于类病毒之间可能发生重组,某些类病毒,特别是某些新发现的类病毒,可能是原有的两种类病毒的重组体,这就增加了类病毒分类的困难性。
〖BT4〗2.类病毒的结构
以PSTVd为例,由于广泛的分子内碱基配对,PSTVd在自然条件下,按能量最低原则形成一种棍棒状结构,但存在一些单链区。这种非分支的二级结构似乎为大多数类病毒所共有。但某些类病毒,如ASBVd,好象常有一个小小的侧枝。此外,类病毒在一定条件下,如高浓度NaCl的溶液和高温等,结构发生转换,例如形成新的发夹状结构等等。
〖BT4〗3.类病毒的复制
类病毒的基因组特小,其RNA又无mRNA活性,因此不可能编码任何蛋白质。类病毒的复制必须全部依赖宿主细胞的酶系统,复制过程只是RNA→RNA的直接转录,没有DNA复制中间体的存在。按目前掌握的知识,RNA聚合酶在类病毒的复制中起着重要作用,是否还有其他酶,包括由类病毒诱导产生的新酶参加类病毒的复制,有待于进一步阐明。
在类病毒感染的细胞中,可以发现多个类病毒分子长度的(+)链和(-)链复制中间体,说明类病毒不能呈
滚环式复制模式。类病毒复制的最终产物是单体环状(+)RNA分子,也就是说,这些复制中间体由核酶切割成单位分子长度的线状分子,后者再连接成环状。有时发现的小线状分子,可能是尚未环化的分子,也可能是环化成熟的分子又被核酶切割所致。
〖BT4〗4.类病毒的致病机理
自然界中类病毒株系的毒力不同,以PSTVd为例,弱毒株只使马铃薯减产10%左右,而强毒株系却可引起70~80%的减产。但是强弱毒株的核苷酸数相同,都是359。所以类病毒的毒力差异可能是由于核苷酸的交换、插入或缺失。类病毒的致病性似乎还与其致病区的稳定性有关:稳定性愈差,愈容易打开链间氢键,从而有利于单链RNA区域与宿主成分的相互作用,呈现致病力。
总之,类病毒致病区的构型和序列及其与宿主因子的相互作用,决定着类病毒的致病力。
〖BT4〗5.类病毒的起源
由于类病毒与真核基因中的内含子在序列和结构上具有较高的同源性,因此有人认为类病毒是由内含子进化而来的,也就是说,是在真核基因表达时,mRNA前体中的内含子被切除下来,这种切除或“逃脱”下来的内含子可能环化,抵抗机体RNase的降解,并进化而成为可以自我复制的感染因子,即我们目前认识的类病毒。另一个似乎更有说服力的解释,是认为类病毒与卫星RNA等小分子共同起源于更为原始的小RNA分子,随着漫长时期的进化,逐渐演变成当前具有侵染性的类病毒。
〖BT2〗三、朊病毒
朊病毒是亚病毒中又一类重要感染因子,侵害动物与人类。因其主要由蛋白质构成,迄今尚无含有核酸的确切证据,故暂定名为朊病毒(Virino)或蛋白侵染子(Prion)。由于对各种朊病毒的本质的了解不够,采用“因子”命名,例如痒疫因子和
牛海绵状脑病因子等,似乎较为恰当。
〖BT4〗1.病原性概述
在植物上,新的类病毒正在被不断发现,但在动物中,却从未发现过类病毒及其引起的疾病。然而人和动物存在着一类被称为亚急性海绵样脑病的中枢神经系统疾病,包括人的库路病(Kuru)、克雅氏病(CreutzfeldtJakobdisease)、阿耳茨海默病(Alzheimerdisease)、格史氏综合症(GerstmannStrausslersyndrome)、羊的痒疫(Scrapie)、水貂传染性脑病(Transmissibleminkencephalopathy)、黑尾鹿和糜鹿的慢性消耗病(Chronicwastingdiseaseofmuledeerandelk)以及牛海绵状脑病(Bovinespongiformencephalpopathy)。这些疾病具有一些共同的特性:(1)潜伏期长,一般为几个月、几年甚至十几年以上;(2)机体感染后不发热,不出现炎症症状,也不发生特异性免疫应答反应;(3)临床上出现进行性
共济失调、震颤、痴呆和行为障碍等神经
症状;(4)病程缓慢进行,但均终于死亡;(5)病理剖检变化以脑灰质的海绵样变为特征。
(1)库路病:又称震颤病,是1966年确定的第一种人类亚急性海绵样脑病。发生于巴布新几内亚EasternHighland省局限范围内的一个称为Fore的部落中。患者首先出现
共济失调和震颤等小脑症状,随后瘫痪死亡。病理学变化主要表现为严重的神经原变性和丧失、胶质增生和灰质海绵样变。这种病是由于该部落人有吃死人脑和死人肉的习俗而
传播的。随着这一习俗的废除,库路病已经得到有效控制。
(2)克雅氏病:即CJ病,又称传染性早老痴呆,最早发现于1920年,但到60年代后期才被确定为是由非典型病毒引起的
中枢神经系统传染病。欧美克雅氏病的发病率约百万分之一,似有一定的家族性。我国1986年才有首例尸检报告,某些医院的神经科病房中也已有了可疑患者。患者肌阵挛,共济失调,嗜眠,出现进行性痴呆。病灶变化与库路病相似。应用人源或动物源的生物制剂可能是克雅氏病传播的一个重要途径。20多年前,美国应用人源垂体激素治疗垂体功能缺陷患者,由于原料(尸体脑垂体)中可能混有克雅氏病患者的脑垂体,从而使接受治疗的患者遭受了感染。从1982年以来,在注射过这种制剂的患者中成批地出现了克雅氏病。本病似乎还与吃食污染有痒疫因子的羊肉,特别是羊脑有一定关系。来自以色列的一个统计,发现喜食羊脑的利比亚犹太人和南非犹太人,其克雅氏病的发病率比不吃羊脑的欧洲犹太人高30倍。但是另一些移居以色列的地中海人和北非人也同样喜食绵羊的上述组织,克雅氏病的发病率并不增高。克雅氏病的发病年龄平均为65岁,很少发生于青年人,但最近英国发现的10个病例,平均年龄只275岁,甚至有几个十几岁的少年。有人推测可能出现了一种新型的
克雅氏病。
(3)阿耳茨海默病和格史氏病:是人类另外的两种亚急性海绵样脑病。前者具有与老年性痴呆相似的病理学变化,可能是克雅氏病另一临床病理型。格史氏病是由左侧角回病灶所致的左右失认、计算不能和右侧偏盲症。
(4)痒疫:是绵羊和山羊
中枢神经系统的一种慢性进行性疾病,又称痒病或搔痒症。早在18世纪中叶就发生于英格兰,随后传播至欧洲许多国家。二十世纪30~40年代报道于北美,蔓延至世界许多地区。我国于1983年从英国进口的羊群中发现
疑似病例,组织学检查符合痒疫特征。潜伏期长达1~5年,于发病早期,病羊易惊,头高举,行走时高高举步;头、颈或肋腹部发生震颤;用手抓搔时常可使其发生咬唇反射。多数病例出现搔痒症状,病羊体温正常,且照常采食,但日渐消瘦;运动失调,后肢更为明显,病羊不能跳跃,常反复跌倒,最后完全不能站立和动。病期为几周至几个月,几乎100%死亡。尸体肉眼病变不明显,病理组织学上的突出变化是中枢神经系统的海绵样
变性,大量神经元发生空泡化,特别是在纹状体、间脑、脑干和小脑皮层最为明显。神经元胞浆内含有许多空泡,形成所谓的“
泡沫细胞”。痒疫具有比较明显的家族史倾向,
某些品种的绵羊如英国Suffolk品种,比另一些品种的绵羊易感。病羊全身组织中均有病原体,经脑内、皮下、腹腔和肌肉内接种途径,也易使小鼠、大鼠、仓鼠以及水貂和猴等实验动物感染,一般经4~8个月的潜伏期后发病,出现类似于自然病例的
中枢神经系统症状,病情逐渐增进,并终于死亡。病绵羊与易感山羊接触,可将痒疫传给山羊,出现痒疫症状,人工感染的小鼠与健鼠接触,也可使后者感染发病。感染母羊对胎儿的垂直传播途径早已被肯定。
(5)水貂传染性脑病:是成年貂的一种类似痒疫的疾病。病理学特征也是慢性进行性脑海绵样变性。潜伏期8~18个月以上。病貂在临床上首先表现为高度易惊,继而奋力啃咬,运动失调,最后嗜眠和昏迷而死。病貂脑组织内含毒量极高,脑内、肌肉接种或经口喂服都可使敏感貂感染发病,也可实验感染绵羊、山羊、仓鼠和猴等动物。有人认
为,水貂不是本病的自然宿主,而是因吃食痒疫病羊的肉或脏器等而遭致感染的,但是流行病学调查证明,本病更可能因水貂之间的互咬而传播。
(6)鹿慢性消耗病:1978年,美国Colorado的黑尾鹿群中发现一种
慢性消耗性疾病。其临床症状和神经系统的病理变化,与羊的痒疫极为相似。人工接种健康黑尾鹿亦已成功。后来(1982)又在附近的麝鹿中发现这样的疾病。
(7)
牛海绵状脑病:1985年南英格兰的牛群中发现一种海绵样脑病,俗称疯牛病,至1995年5月,英国饲养的约15万头牛感染或可能感染了本病。初步认为是牛吃食了病牛或污染痒疫的肉骨粉而发生的。本病现已发现于欧洲多数国家,加拿大、阿曼和苏丹等也从英国进口的牛中发现了本病。潜伏期25~8年。病牛易惊,对声音和触摸反应过敏,行动异常,运动失调,起站后后肢叉开,步样蹒跚。晚期不能站立,并因衰竭而死亡。病程1~3个月。病变以中枢神经系统灰质部形成海绵状空泡为特征,发病牛的年龄为3~11岁,但多见于3~5岁的成年牛。迄今尚无牛或羊→牛间传播的确切证据。应用病牛脑接种小鼠,可以使其感染发病。
1994年2月以来,英国发现12例克雅氏患者(包括最近发生的2例),并已死亡8人。据英国海绵状脑病咨询委员会的调查、分析,认为这些病例同1989年禁止食用特定牛内脏之前同疯牛病接触有关。
1988年7月英国禁止用反刍动物源蛋白饲料喂牛,1995年计划屠杀和烧毁400万头牛。许多国家,包括我国,亦已开始禁止从英国进口牛肉和牛肉产品。
根据现有的一些证据,在人和动物的这些疾病之间存在着密切的联系。有人甚至武断地认为,克雅氏病和水貂传染性脑病等可能都来源于痒疫,将克雅氏病患者或痒疫病羊的脑组织接种山羊,都可使其发生在临床和神经病理学上与自然痒疫相似的实验感染。将痒疫因子感染水貂,则引起与水貂传染性脑病无异的疾病。如上述,牛海绵状脑病主要是因吃食污染痒疫骨粉所致。
〖BT4〗2.特性与本质
由于痒疫因子易于人工感染小鼠和仓鼠,并能顺利传代,因此关于朊病毒特性和本质的研究,大多来自痒疫因子。痒疫因子对理化学因素具有异常的抵抗力,其对紫外线照射的抵抗力比常规病毒(即真病毒)高40~200倍,比马铃薯纺缍形块茎病类病毒高10倍,其对离子照射的抵抗力,亦明显高于常规病毒。对化学灭活剂的抵抗力也高,37%
甲醛溶液处理4小时,不能使其完全灭活。对非离子型去污剂,例如NP40和
去氧胆酸钠等具有极大抵抗力。核酸酶不起灭活作用。羟胶和二价阳性锌离子也不起化学修饰作用。但是1M氢氧化钠、05%
次氯酸钠以及1%
十烷基硫酸钠加2
巯基乙醇却可使其灭活或大致灭活。蛋白酶K是蛋白质中很少有能抵抗的蛋白酶,但是应用温和性去污剂由感染脑乳剂中抽提纯化的痒疫因子却对其具有极高的抵抗力。以凝胶电泳、蔗糖梯度密度法或强力去污剂提取的痒疫因子,可在长时期的蛋白酶K作用下灭活。人们认为,这是由于痒疫因子蛋白易于集聚或不溶于去污剂中的缘故。
由于迄今没有证明痒疫因子中存在核酸,DNA酶和RNA酶等不呈现核酸酶灭活作用,痒疫因子又对许多理化学因素呈现很高的抵抗力,因此人们推测痒疫因子可能只是一种蛋白质,或者核酸极小,且被很好地包藏于蛋白内部,从而得以抵抗上述物理学照射和化学剂的灭活作用。
Prusiner等采取痒疫因子感染的仓鼠脑组织,应用TritonX100/
去氧胆酸盐抽提、聚乙二醇沉淀、核酸酶和蛋白酶消化、胆酸盐/十二烷基肌氨酸钠抽提、硫酸胺沉淀、TritonX100/
十二烷基硫酸钠抽提、在连续蔗糖梯度中沉淀、蛋白酶K处理、十二烷基硫酸钠抽提以及高效液相柱层析等一系列提纯手段,分离获得一种特殊的糖蛋白,分
子量为27000~30000kDa,称为PrP,即蛋白酶抗性蛋白(proteinaseresistantprotein)。
PrP在一定条件下形成杆状结构或纤维状结构。后者就是可在电镜下看到的所谓痒疫相关纤维(SAF,scrapieassociatedfibrils)。SAF发现于自然感染和人工感染痒疫的绵羊脑组织内,而且也见于克雅氏病、格史氏病和库路病患者以及牛海绵状脑病的脑组织内。SAF宽4~6nm,长50~500nm。因其具有特异性,故可作为痒疫类疾病的病理学诊断指标。但也有人认为SAF只是一种感染产物,而不是感染因子本身。那末SAF与PrP的关系如何?学者们认为,PrP是SAF的主要组成部分,因为应用蛋白印迹技术(westernblot)可以发现SAF中含有PrP,抗PrP抗体能够修饰不同毒株来源的SAF。SAF似乎是与细胞膜相关的PrP所组成,在用去污剂抽提时,PrP以SAF的形式出现。根据蛋白印迹分析结果,最近发现未感染
动物细胞膜成分中存在着与PrP具有相同
抗原决定簇的正常成分。但是这种正常细胞成分因对蛋白酶K敏感而可与PrP相区别。因此,制备SAF标本或提纯PrP,应该应用蛋白酶K消化手段,以期除去对蛋白酶K敏感的许多组织蛋白。基因,具有2个外显子和1个很大的内含子,在正常和不正常(痒疫相关)的PrP基因或mRNA之间似乎没有差别。因此,痒疫相关PrP是由大多数细胞均有的一个正常内源性基因编码的。正常脑组织和痒疫脑组织中这种蛋白的差异表现在PrP本身的理化学性质上。在正常脑组织中的去污剂抽提物中,PrP不能聚集成大分子的纤维样结构,且对蛋白酶K高度敏感。相反,痒疫感染脑中的PrP聚集成电镜下可见的大分子纤维样结构,且在温和性去污剂溶液中对蛋白酶K具有抵抗力。但将SAF溶于
十二烷基硫酸钠等强去污剂中,则将分解成为33~35kDa的多肽,且可被蛋白酶K所完全消化。
根据以上研究结果,特别是一些新的发现,学者们对痒疫因子的本质提出了诸多解释,归纳起来主要有“唯蛋白论”和“核蛋白论”两种说法。前者认为,痒疫因子没有核酸,只是正常宿主PrPc蛋白的修饰形式;后者认为,既然痒疫因子存在许多不同的毒株,呈现不同的表型,那就证明必然有核酸作为其组成成分。1991年Weissman提出了统一这两种假设的所谓联合学说。按照这一学说,痒疫因子感染组织的粗提物中的感染因子,即“完全朊病毒”(holoprion),由两个成分组成,其中一个成分是PrPs,即使没有核酸,PrPsc也能致发疾病;另一个成分是核酸,可能存在许多变型,并因修饰PrPsc的生化特性而决定后者的株特异性,这种核酸可能正常地连结于PrPsc上,但也存在于未感染的宿主细胞中。没有核酸的PrPsc侵入细胞后,可能激活某个细胞核酸,使其呈现朊病毒核酸的作用。朊病毒核酸借助正常细胞酶(聚合酶)而复制,这一过程由PrPsc所激发,甚至可能依赖PrPsc的存在。因此,PrPsc是致病成分,但其原始结构由宿主基因所编码,而朊病毒核酸则是传播性遗传成分。
无论是完全朊病毒或PrPsc,在侵入敏感细胞后,均可发生增殖过程,其大致过程。
〖BT4〗3.发病机理
淋巴
网状内皮系统可能在痒疫的发病机理中起着重要作用。以感染羊脑组织接种小鼠,最早可在脾脏、外周淋巴结、胸腺、肠管和唾液腺中检测到痒疫因子,脑和脊髓是最后感染的器官。但是最近报道,在经一定阶段的潜伏期后,感染因子集中存在于中枢神经系统。经皮下、腹腔或静脉等外周途径感染后,脾脏是痒疫因子复制的最初部位,至少在啮齿类是这样。切除脾脏可以延长潜伏期,但不能阻止痒疫的发生,说明其他脏器,如内脏淋巴结等也可作为痒疫因子增殖的原发部位。在脾脏中增殖后,痒疫因子沿内脏自主神经轴索内途径到达中枢神经系统,最初限于胸部脊髓,随后向头侧和尾侧方向扩展。也不排除血源性散布的可能性,因在痒疫和克雅氏病实验感染的小鼠和仓鼠体内,均在血液和血清中发现感染因子。实验感染山羊体内感染因子的分布与小鼠相似,但时间较长。
综合以上实验研究结果,经口途径发生的自然感染,始发部位可能是咽淋巴组织,随后再向淋巴网状组织扩散,或者最初感染发生在远端小肠和近端结肠,随后再向脾脏和内脏淋巴组织扩散。
痒疫等朊病毒感染导致神经原纤维束、淀粉样原纤维、痒疫相关原纤维(SAF)和淀粉样斑等的形成。这些病理产物在化学和免疫学上与神经元中的一种10nm神经丝相关。由于朊病毒干扰这种神经丝的产生,导致神经丝在核周体内堆积以及神经元溶解,或者启动不正常神经丝的产生,导致淀粉样原纤维和淀粉样斑的形成。
早期研究发现小鼠基因能够影响痒疫的潜伏期。后来证明一个特殊基因sinc对潜伏期具有明显影响。最近发现编码PrP的基因紧密联锁于影响潜伏期的一个prni基因。prni基因可能就是上述sinc基因。迄今尚未完全阐明prni或sinc基因本身是否就是PrP的结构基因,或者只是位于这一结构基因近傍的一个基因。主要组织相容性复合物(MHC)的H2位点也可影响痒疫的潜伏期,但并不与sinc或prni基因联锁。
〖BT4〗4.诊断
由于痒疫等朊病毒感染不诱发动物机体产生免疫反应,故在临床发病以前,很难检出感染动物。但是潜伏感染和临床前期的感染动物却是扩散疫病的重要传染源。因此,为了减少动物之间的传播,必须建立有效的诊断方法,以期尽早发现和淘汰感染动物。
由于没有
血清学诊断方法,现在进行诊断的主要根据是临床症状(持久的疾病经过、临床发病动物几近100%的死亡率以及各该疾病的特殊症状,如痒疫的搔痒等)、病理组织学变化(脑的海绵状变性和神经元空泡化等)以及生物学试验。患病动物丘脑、中脑和脑干内含有高浓度的感染因子,将这些组织的乳剂脑内接种小鼠,可在13~20个月内使其发病,并可再以小鼠材料进行传代,潜伏期缩短至5~7个月,甚至4~5个月。
1988年,Satoshi等以相当于痒疫朊病毒蛋白N端一个区域的人工
合成多肽,制备抗血清,采用蛋白
免疫印迹技术,不仅成功地检出了痒疫感染小鼠脑组织中的少量痒疫相关纤维(SAF)蛋白,而且也可在脾脏和淋巴结标本中检出这种蛋白。小鼠在腹腔接种痒疫因子4周后,脾脏标本就可呈现阳性反应,从而为临床前期的感染动物的检出提供了一个可能手段。这一方法的缺点是被检标本的制备技术比较复杂,感染组织经乳化、冻融和超声处理后,还需经过DNA酶、去污剂和蛋白酶K以及超速离心沉淀等操作,才能取样作电泳和蛋白免疫印迹测定。
1991年,Ikegami应用兔抗绵羊PrP
多克隆抗体,通过蛋白
免疫印迹技术,在已呈现痒疫症状的6头自然感染绵羊的中枢神经系统、脾脏和淋巴结标本中,分别在5头、4头和3头检出了PrP。对47头临床健康绵羊也作了PrP的检出试验,结果在39头被检绵羊中,从3头的脾脏和淋巴结中检出了PrP。
根据上述结果,应用抗PrP抗体进行蛋白印迹试验,有可能成为检出临床前期感染动物的一种方法。但是必须指出,被检标本必须应用蛋白酶K处理,以免出现因健康
动物细胞膜成分中正常存在的PrP类似物,导致假阳性反应。Prusiner等应用以SDS-PAGE提纯的仓鼠PrP27-30制备兔抗血清,据云在蛋白印迹和免疫斑点检测中表现良好的特异性。
〖BT4〗5.控制
迄今尚无预防朊病毒感染的疫苗。一般采取屠杀发病动物以及与发病动物有接触史的动物,控制本病的进一步行,销毁尸体。制订育种计划时,不仅要淘汰产生患病后代的公羊和母羊,而且淘汰其所有后代。加强海关检疫,严禁从疫情发生地区引进种畜。
培育对痒疫等朊病毒感染具有抵抗力的动物品种,可能是防制此类疫病的有效途径。
相关人物
著名动物病毒学和分子生物学专家——殷震院士
殷震院士生于1926年6月28日,江苏省吴县人,1949年6月毕业于江苏南通学院。曾任中国人民解放军华东军区兽医学校教员,
解放军兽医大学――农牧大学――军需大学助教、讲师、副教授、教授,校专家组组长、解放军基因工程实验室主任。曾兼任
国务院学位委员会学科评议组成员,国家攀登计划项目专家委员会顾问,解放军医学科学技术委员会常委等职。
作为我国著名动物病毒学和分子生物学专家,殷震院士开拓并奠基了我国动物病毒学研究,是我国重点学科传染病与预防兽医学学科杰出的带头人。他率先在国内同类院校中开展了基因工程和细胞工程等高技术研究,在国际上首次于实验室内实现了不同属病毒基因的细胞内重组,并在国际上首创转基因家兔的自体植入技术。他主持建立的具有国内领先水平的基因工程实验室,在
转基因动物研究领域形成了独有的特色和优势,他领导的预防兽医学学科始终保持国内领先,并在国际上占有优势地位。他把科技报国作为自己毕生的追求,曾多次立功受奖,两次被评为全军优秀党员。1999年荣获军队“专业技术重大贡献奖”
殷震同志是江苏省吴县人,1949年参加工作,1956年入伍,1965年加入中国共产党,历任华东军区兽医学校教员,解放军兽医大学———农牧大学———军需大学助教、讲师、副教授、教授、校专家组组长、解放军基因工程实验室主任等职,主编了我国第一部《动物病毒学》专著(第一版、第二版),先后取得科研成果20多项,其中7项获国家和省部级科技进步一、二等奖,7项获军队科技进步一、二等奖。他曾承担国家“863”计划、国家攻关、国家攀登计划项目等重大课题10余项,在国内率先开展了基因工程、细胞工程等高技术研究,在国际上首次在实验室内实现不同属病毒基因的细胞内重组,国际首创转基因家兔的自体植入技术。他主持建立了具有国内领先水平的基因工程实验室;他先后培养了大批博士、硕士研究生,其中多名已成为军内外著名的专家教授和重大科研课题主持人。他先后被原国家科委授予“
全国优秀科技工作者”称号,被总后勤部评为“一代名师”,并荣获军队“专业技术重大贡献奖”。
著名动物病毒学专家夏咸柱院士
夏咸柱院士是我国著名的动物病毒学专家,长期从事家畜传染病学教学与科研工作。现任
军事医学科学院军事兽医研究所研究员,博士生导师,院专家组成员。先后获国家科技进步二等奖2项、三等奖1项,军队(省部级)科技进步二等奖7项、三等奖多项;出版专著3部,发表论文100余篇。培养博士、硕士研究生30余名。先后被评为“国家有突出贡献的中青年专家”、“全军优秀教师”、总后勤部“
优秀共产党员”和“一代名师”,三次荣立三等功,2002年荣获“全军专业技术重大贡献奖”。2003年当选中国工程院院士。
献身国防,携笔从戎报国家
夏咸柱院士1939年出生于江苏省建湖县。1965年8月,
南京农业大学毕业后,他选择了献身国防科学事业。他被分配到我军唯一的兽医人才和军马疫病防治教学研究机构——军马卫生研究所。他先后参加了郭佩蓉教授主持的马传贫特异诊断和殷震院士主持的马传贫病毒异种细胞分离研究。
与人畜共患病防治研究新领域
进入80年代,军犬被正式列入战斗编制。由于我国犬病学研究起步较晚,种犬多数需要从国外引进,犬病的诊断与防治制剂也严重不足,以致于在引进种犬的同时,也“引进”了犬瘟热、
传染性肝炎、
细小病毒性肠炎等疫病,导致军犬疫病泛滥,阻碍了我军军犬的培训和使用。夏咸柱院士大胆地担起了军犬疫病的防治研究重任。
他运用分离所获得的多种病毒进行疫苗研制工作并于2002年研制出“犬五联弱毒疫苗”,它是我国唯一获国家批准的犬用弱毒联合疫苗,获得了农业部颁发的新兽药证书和国家科技进步二等奖。不久,他又成功研制出“犬六联弱毒疫苗”。面对成功,他没有止步,而是把眼光瞄准了更高的目标——
狂犬病毒基因重组活疫苗。他大胆采用可以在犬、狐、狼等多种动物体内复制的犬Ⅱ型腺病毒弱毒为载体,进行狂犬病毒基因重组活疫苗的研究,现已取得突破性进展。
夏咸柱院士开展人畜共患病防治研究,在国内外享有盛誉。2003年在全国爆发的SARS疫情期间,他作为国家农业部SARS病源调查专家组成员,对SARS病源调查提供了很多有宝贵价值的建议和技术支持。特别是在野生动物可能携带导致SARS发生的致病病毒的研究方面,他提出了被动免疫制剂,紧急预防制剂与试验动物模型研究等建议案。多数被有关部门采纳,有的已取得了较大进展。
拓宽视野,填补濒危
野生动物疫病防治空白
近几年,夏咸柱院士在
濒危野生动物的疫病防治研究上,获得了一系列重要进展。在国内外首次对虎和熊猫进行了犬瘟热、副流感、流感、细小病毒、冠状病毒、
传染性肝炎病毒和猫瘟热病毒的血清学调查和病原研究。在国内外首次发现了熊猫冠状病毒和虎的流感病毒。通过对所分离熊猫冠状病毒S基因的序列测定和分析,确定了其进化地位。在熊猫
犬瘟热病毒的研究中,测定了熊猫犬瘟热病毒的全部H基因和部分F基因序列,这些基因已被列入世界Genbank基因库,从而从分子水平确定了犬瘟热病毒对熊猫的致死性感染,有关论文被美国《化学文摘》摘录。
夏咸柱院士注重科研成果的转化。先后与四川卧龙大熊猫保护研究中心、黑龙江横道河中国大型猫科动物繁殖基地、毛皮动物养殖场等单位建立了合作关系,有力推动了国家
野生动物保护与经济动物养殖业的发展。仅“犬用联合弱毒疫苗”1项成果使用,便获得直接经济效益1400余万元,为国家和人民挽回经济损失5.8亿元。
艰苦创业,呕心沥血育人才
年逾六旬的夏咸柱院士没有忘记学科建设及后续人才梯队的培养。为了搭建一座集科研教学一体的学术平台,主持创建了全军军犬疫病防治中心。已成为我军预防兽医学研究领域的实验基地。多年来,他共培养博士硕士研究生30余名,为兽医事业的发展做出了突出贡献。
书籍
动物病毒学
全书由病毒学总论、病毒学技术和病毒学各论三篇组成共180万字,病毒学总论篇介绍动物病毒学简史、病毒的特性、病毒的分类与命名、病毒的增殖、理化学因子对病毒的作用,病毒遗传和变异、病毒感染,抗病毒免疫、病毒感染治疗以及病毒病控制和消灭。病毒学技术篇介绍病毒的培养、电子显微镜技术、病毒和病毒成份提纯、病毒病常规实验室诊断技术以及病毒病的分子生物学诊断技术。病毒学各论篇幅介绍RNA病毒、DNA病毒和亚病毒等共24个科180多种病毒历史、形态、理化学和生物学特性、生态学、抗原性、培养、免疫和诊断等。