我国猪群H1N1,亚型流感病毒流行情况与生物学特性
时间：2023-03-04 12:55:04 来源：千叶帆 本文已影响人
赵玉仲，桑浩田，肖一红，刘思当，韩乐斌，侯衍猛
（山东农业大学动物科技学院，山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室，山东泰安 271018）
猪流感（SI）最初于1918 年在美国被报道，被认为是猪的一种呼吸道疾病，此后作为一种常见病在世界猪群中广泛流行。直到1930 年才从猪中首次分离出该病病原经典猪H1N1 亚型（classical swine H1N1，CS H1N1）流感病毒[1]。1979 年，欧亚类禽H1N1（Eurasian avian-like H1N1，EA H1N1）亚型猪流感病毒（swine influenza virus，SIV）在欧洲从家禽传染给猪[2]。2009 年，在墨西哥和美国，从人类身上分离出全球大流行的H1N1（2009 pandemic H1N1，pdm/09 H1N1）亚型流感病毒[3-4]。经过序列比对分析发现，pdm/09 H1N1流感病毒来源于猪，由EA H1N1 和三源重排（triple-reassortant，TR）SIV 重配形成[5]。pdm/09 H1N1 流感病毒在人间出现以来，经常传播回猪群内[6-8]。此后，在猪群中时常检测到其与H1N1、H1N2 和H3N2 亚型流感病毒之间的基因重组[9-12]。值得注意的是，pdm/09 H1N1 流感病毒与其他SIV产生的重组病毒能够再次感染人类，这强调了对SI 监测的重要性[13-15]。
1991 年，我国在大陆地区首次分离出H1N1亚型SIV[16]。据NCBI 流感研究数据统计，目前我国猪群中出现的SIV 包含8 个HA 亚型（H1、H3—H7 和H9—H10）和 7 个NA 亚型（N1—N3 和 N5—N8），包 括H1N1、H3N2、H1N2、H9N2、H5N1 和H7N9 亚型等，其中H1N1、H1N2 和H3N2 亚型传播最为广泛。H1N1 亚型SIV 分为4 个谱系：CS H1N1、EA H1N1、人源H1N1 和pdm/09 H1N1，其中一些已引起人类感染[13，17-18]，对公众健康造成了威胁。本文对H1N1亚型SIV 进行了系统回顾，包括其流行情况和生物学特征，并提出了防控建议，以期为控制H1N1亚型SIV 流行，减少经济损失和保障公共卫生安全提供参考。
1.1 猪间流行
1918—1919 年，在我国猪身上观察到在“西班牙流感”大流行期间进化的CS H1N1 流感病毒，并发现其导致我国沿海城市猪群出现高死亡率[19]。直到1991 年，Zhu 等[16]在我国大陆地区首次分离出CS H1N1 流感病毒。根据我国不同地区的流行病学分析结果，自1996 年开始，我国CS H1N1 流感病毒感染情况很普遍[20]。尹航等[21]2011—2012 年对我国不同地区猪群进行CS H1N1 流感病毒血清学调查，发现血清学阳性率为29.62%。2011 年，Song 等[22]分离到1 株重配H1N1 亚型SIV，发现其包含CS H1N1（HA）和人源H1N1（NA、PB2、PB1、PA、NP、M 和NS）。目前，CS H1N1 流感病毒的NS基因在三源重排H1N1 亚型SIV 中以稳定的形式传播，然而关于带有CS H1N1 其他组合形式SIV 的报道相对较少。1993 年，从我国南方猪中分离出类禽H1N1亚型SIV[23]。此种病毒的8 个基因片段全部来源于禽流感病毒，虽然其与欧洲类禽H1N1 亚型SIV 同处于EA H1N1 进化分支，但属于亚洲类禽H1N1分支，表明这些病毒是独立传播给亚洲猪的。2007年，欧洲类禽H1N1 亚型SIV 在我国福建、山东和北京的猪群中被发现[24]。自2001 年以来，EA H1N1 流感病毒已成为我国的主要流行病毒[25]。此外，通过血清学阳性率也证实，EA H1N1 流感病毒在猪群中占据主流[26-28]。在我国，也有关于人源H1N1 亚型SIV 的报道[29-30]，但数量较少。此外，通过血清学也证明，我国猪群中存在人源H1N1 亚型SIV[30]。2009—2011 年，pdm/09 H1N1 流感病毒在我国广东、广西、江苏、湖北以及香港地区传播[24-27]。自pdm/09 H1N1 流感病毒感染猪群后，经常从猪中分离出具有pdm/09 H1N1 流感病毒起源基因的新型重配病毒[10-12，31]。目前，在猪群中很少分离到含有pdm/09 H1N1 流感病毒表面基因的重配病毒，然而血清学检测表明其在猪群中也广泛传播[26-28]。目前，G4 重配EA H1N1 流感病毒在猪群中成为传播最广泛的病毒，其具有 pdm/09 H1N1 和TR 流感病毒衍生的内部基因，具有高度适应感染人类的 所有基本特征，对人类健康构成严重威胁[32]。
1.2 跨物种传播流行
1991 年，我国发现首例人感染CS H1N1 流感病毒病例[30]；
截至目前，我国报告的人感染 EA H1N1 亚型SIV 病例至少6 例，其中2 例治疗无效死亡[13，17-18，33-35]；
在养猪场从业者的血清样本中，也检测到了EA H1N1 亚型SIV 的特异性抗体，阳性率为10.4%～11.7%[21]；
在对人群血清样本进行pdm/09 H1N1 流感病毒抗体检测中发现较高的血清学阳性率[21]。2013—2015 年，从广西的犬类中分离出13 株三源重排 H1N1 亚型SIV[36]；
2017 年，从山东省的水貂肺中分离出1 株三源重排H1N1 亚型SIV[37]。如前所述，除了pdm/09 H1N1 流感病毒，我国报告的人类感染SIV 的报道较少，然而从血清学数据可以看出其对人类的感染率较高。此外，SIV 还可以造成犬和水貂的感染。虽然流感病毒存在许多跨物种传播障碍，但猪作为流感病毒的“混合容器”，会不断导致新的流感病毒产生[38]，从而引起以上跨物种传播事件的发生。这些事件均强调了对猪进行SI 流行病学监测的重要性。
H1N1 亚型SIV 在自然感染状态下一般不会引起猪明显的临床症状，偶尔会出现发热、咳嗽、打喷嚏、流鼻涕和食欲不振等轻微症状[12，31]。目前，关于H1N1 亚型SIV 在自然感染状态下引发临床症状的信息较少。已有对实验条件下感染猪产生的临床症状进行的研究。Sun 等[25]用G1 和G4两种不同的重配EA H1N1 亚型SIV 在实验条件下感染猪，发现猪感染G1 重配 EA H1N1 亚型SIV后未出现明显的临床症状，仅在第1 天和第2 天出现体温短暂升高（＜39.5 ℃），而猪感染G4 重配EA H1N1 亚型SIV 后会连续4 d 出现体温升高（＞39.5℃），并伴有嗜睡以及食欲不振、颤抖、打喷嚏和流鼻涕等症状；
此外，在感染G1 重配EA H1N1 亚型SIV 的猪肺脏中没有发现明显的肉眼可见病变，但感染G4 重配EA H1N1 亚型SIV的猪肺脏心叶、膈叶、中间叶出现多灶性实变。鄢明华等[39]用H1N1 亚型SIV 感染猪发现：猪感染后3～5 d 内出现体温升高（39.7～40 ℃），部分猪还出现轻微采食量减少，随后部分猪出现咳嗽和轻微气喘症状，5～6 d 后即自行好转；
肺部病变区域为深紫色，呈斑块状或点状，腹股沟淋巴结轻度水肿。白昀等[40]用H1N1 亚型SIV 感染猪发现：第1 天和第4 天猪出现发烧（直肠温度≥40 ℃），表现轻微采食量减少，继而部分猪出现咳嗽和轻微气喘症状，第5 天时开始好转，体温恢复正常；
肺部病变区域为深紫色牛肉样实变斑块或出血点，气管中黏性液体较多，腹股沟淋巴结轻度水肿。以上实例说明，在实验条件下用H1N1 亚型SIV 感染猪，均能够造成猪产生一系列的临床症状和病理变化，但是对猪均不具有致死性。然而，在实际养殖环境中，可能同时存在多种病原体，比如猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪圆环病毒2 型、猪瘟病毒、猪肺炎支原体、胸膜肺炎放线菌等[19]。这些病原体之间的相互作用会导致更加复杂的感染，对猪群健康是一个巨大挑战。
Zhao 等[12]发现CS H1N1 流感病毒对小鼠有致死性，可在小鼠肺脏中有效复制，并产生严重的肺部病理变化。Song 等[22]发现，重组的CS H1N1流感病毒可引发小鼠死亡，可在小鼠的肺、脑、脾和肾脏中有效复制，并引起一系列明显的肺炎和脑膜脑炎症状。He 等[31]发现，完整EA H1N1、pdm/09 H1N1 及三源重排H1N1 亚型SIV 均能在小鼠肺脏中有效复制，然而三源重排H1N1 亚型SIV中仅2 个H1N1 亚型 SIV 具有引起疾病和致死的迹象。孟飞等[41]发现，三源重排 H1N1 亚型 SIV对小鼠有致死性，可在小鼠的肺和鼻甲中有效复制。唐续等[42]发现，人源H1N1 亚型SIV 可在感染小鼠的肺脏中有效复制，并产生轻微的肺部病理学变化。鄢明华等[39]发现，H1N1 亚型SIV 分离株对鸡和小鼠无致病性，但对猪具有致病性，能引起部分感染猪发病，并产生明显的肺部病理变化。白昀等[40]发现，pdm/09 H1N1 亚型SIV 可引起小鼠死亡，还能够引发猪体明显的流感症状及肺部病变。Yang[43]等发现，EA H1N1 亚型SIV 既可以在小鼠的肺脏、鼻甲和肾脏中复制，也可在雪貂的肺脏、鼻甲、扁桃体、大脑和气管中复制，并能在感染雪貂肺中观察到肉眼可见的病变。此外，H1N1 亚型SIV 可以通过呼吸道飞沫传播。Sun 等[32]发现，pdm/09 H1N1 和EA H1N1 亚型SIV 能在雪貂肺脏和鼻甲中复制，并可以通过直接接触和呼吸道飞沫传播，其中EA H1N1 亚型SIV 感染的雪貂肺脏具有更严重病变。不同H1N1 亚型SIV 在小鼠、鸡、猪和雪貂等动物模型中的致病性及传播能力不同，其中一些H1N1 亚型SIV 会显示出致命性，因此对其进行生物学特征研究，将有助于评估这些病毒对人类的潜在风险。
生物安全措施和疫苗接种是防控SI 的主要途径。在引进种猪时，应对引进的猪进行隔离饲养，并对其进行病原检测，待检测安全后，方可混群饲养；
采取封闭饲养方式，避免鸟类及其排泄物和分泌物接触猪群；
由于人类流感病毒可以感染猪，因此进入猪场的人员应洗澡、更衣、紫外线消毒等，猪场工作人员应接种季节性流感疫苗；
此外，应鼓励使用个人防护设备，包括口罩、护目镜和手套等。
近些年我国已研发出一些获得许可的SIV 疫苗，包括H1N1 亚型流感病毒灭活疫苗（TJ 株）和二价灭活疫苗（H1N1 HN 株+H3N2 HLJ 株）等。通过使用流感病毒灭活疫苗，可有效保护猪免受同源或基因相似病毒的感染[44]。然而，当病毒和疫苗抗原不匹配时，仅会起到部分保护[45-47]。此外，还观察到接种疫苗猪在感染异源病毒后，不但得不到有效保护，还会增强肺炎症状[47-48]。与接种疫苗相反，自然条件下感染流感病毒能够提供对同源或异源病毒的完全保护[47，49]。由此看来，活病毒感染会激活免疫系统的细胞免疫和体液免疫，从而提供更大范围的交叉保护[47]。这促使科研工作者寻找具有更大交叉保护潜力的改良活疫苗和其他疫苗。基于 NS1 缺失的减毒活流感病毒疫苗已在美国获得许可[50]，复制缺陷型甲型流感病毒RNA 载体流感疫苗已被广泛应用于美国养猪场[51]。此外，针对SIV 的重组蛋白疫苗和DNA 疫苗等不同种类疫苗的研究有很多，但尚未进入市场。目前，国内各地区的SIV 呈现不同的进化趋势[12，21，26-27，52-54]，这就使得SIV 疫苗的生产需要根据当地SIV 具体的流行情况进行调整，选择当地流行毒株进行疫苗生产，从而更加有效保护猪群免受SIV 侵扰。
H1N1 亚型流感不仅对猪群造成重要影响，而且对公共卫生健康也构成了潜在威胁。目前，在我国H1N1、H1N2 和H3N2 亚型SIV 的传播较为广泛，其中H1N1 亚型SIV 是最优势毒株。H1N1 亚型SIV 存在4 个分支，不同分支可进行重组，使得SIV 变得更加复杂。EA H1N1 亚型SIV 经过变异和重组而不断进化，其中一株G4 重配EA H1N1病毒具有高度适应感染人类的基本特征，对人类健康构成严重威胁[32]。迄今为止，在我国已有多例人类感染H1N1 亚型SIV 病例。H1N1 亚型SIV 还可以在犬和水貂中传播，其中一些SIV 经动物模型试验，已显示出致死性，对其进行生物学特征研究，将有助于评估这些病毒对人类的潜在风险。此外，进行疫苗接种和生物安全防护，可有效保护猪群免受SIV 感染。基于以上情况，我国应该加强H1N1 亚型SIV 流行监测，掌握病毒进化动态，及时采取必要的防控措施，避免出现可能导致人类大流行的新型流感病毒。
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