口蹄疫病毒在不同條件下傳播因素
口蹄疫(FMD)具有高度傳染性,大量的口蹄疫病毒釋放到環境中感染宿主而導致口蹄疫的傳播并不總是可進行預測的。在流行環境中病毒傳播的特點是頻繁的直接和間接的與動物接觸,而口蹄疫病毒在口蹄疫無疫國家進行傳播可以被視為低概率事件。小規模的實驗研究所產生的數據不能完全揭示當前口蹄疫傳播的因素和特點。本文從口蹄疫在不同易感動物之間傳播的新特點,同時將病毒基因組學和流行病學的數據的進行分析來全面的了解口蹄疫傳播的影響因素。
1口蹄疫的特征 口蹄疫具有高度傳染性,在易感家畜和野生動物中并不表現出明顯的臨床癥狀,這給口蹄疫防控帶來新的挑戰。口蹄疫病毒有七種血清型,主要分布在非洲和亞洲,同時全球分布也能反映出當前貧困地區和牲畜養殖密度。毒株變異后出現新毒株,引起連續的疫情,有時甚至會擴散到無口蹄疫地區。用滅活疫苗進行大規模的免疫,需要考慮抗體水平維持時間較短,同時還受不同血清型和同一血清下不同的毒株影響。在急性感染過程中,破裂的水泡、身體排泄物和脫落分泌物含有大量病毒。易感反芻動物可通過直接接觸其他急性感染動物吸入低劑量的病毒而感染。豬經呼吸道感染口蹄疫具有一定的抵抗力,其他感染途徑(如消化道或擦傷)則需要更大劑量病毒。根據條件,口蹄疫病毒可以在環境中存活數天至數月,并可以在各種動物產品中存活。與口蹄疫病毒清除相關的感染有快速的免疫應答,但一些反芻動物宿主存在持續感染,在特定鼻咽上皮部位及相關淋巴組織存在一定數量的病毒,成為口蹄疫病毒攜帶者。 感染動物之間在沒有明顯的流行病學聯系的情況下,口蹄疫病毒侵入無口蹄疫國家經常視為低概率事件。有個典型的例子說明口蹄疫是最具有感染性的動物疫病。1981年在英國南部懷特島發生口蹄疫疫情的豬場,口蹄疫病毒隨著氣溶膠傳播到北法國海岸。這與一般流行病或口蹄疫地方性流行的國家和地區之間的疾病循環形成對比,在這種情況下,由于易感動物之間直接接觸或用于交易的動物產品的情況廣泛存在,口蹄疫傳播途徑是不可預測的。 2口蹄疫傳播實驗研究 在可控實驗條件下進行研究,極大地促進了我們對口蹄疫發病機制和傳播動力學的認識,包括病毒復制位點和基因編碼的穩定區域、病毒復制和繁殖時間、各種途徑的最小感染劑量、免疫應答的性質和影響以及宿主物種之間的差異。這些研究主要集中在牛的感染實驗。所以,口蹄疫在其他易感動物(豬、小反芻動物和亞洲水牛)如何傳播的研究不足。此外,對危險病原體進行可控的研究,要受到動物倫理、生物安全、生產性能的限制及試驗成本考慮。 大多數傳播實驗涉及用FMDV接種動物并允許它們與未感染的動物混合。在可控的環境中一定時間內將未感染的動物與受感染的動物混合,從而可以更詳細地研究口蹄疫病毒的傳染性。從口咽液檢測到口蹄疫病毒是比臨床癥狀更可靠的指標。重要的是,在感染性研究中發現豬不同于牛的一對一傳播,平均在臨床癥狀出現后的0.5天內才具有傳染性。提示豬的臨床潛伏傳播更可能來自豬而不是牛。一些實例反映出的事實與傳統的見解是有差異的,建立的口蹄疫風險的控制政策要基于感染的不同宿主物種,研究設計,口蹄疫血清型和感染方法的數據。間接傳播途徑是眾所周知的難以量化,但是在疾病爆發時有效地實施動物禁令是預防口蹄疫傳播的主要手段。有關研究估計口蹄疫病毒通過環境傳播的繁殖率為2時能夠維持口蹄疫流行的水平。然而,這一估計大大低于直接傳播的繁殖率,通常為20—30左右。 3口蹄疫田間傳播研究 鑒于實驗室研究的局限性,田間研究是必要的,但在FMD發生的地區缺乏真實的數據,從而導致快速疾病控制與信息收集的要求之間的沖突發生。缺乏詳細的數據也阻礙了口蹄疫病毒傳播與控制的預測模型。可以用于模型研究的大規模口蹄疫爆發的詳細疾病和宿主數據主要局限于2001的英國口蹄疫的流行。事實上,從研究流行病中獲得了許多見解,比如在農場之間和農場內傳播疾病中,牛的貢獻相對較大,而不是綿羊。但是,很難知道這些發現能在多大程度上推廣到其他地方,由于在動物種類、畜牧系統、牲畜和人類網絡、氣候和預先的免疫水平等方面存在很大差異。盡管面臨的挑戰,新的數據源是必要的,宿主和疾病數據應從流行的地方收集,以提高控制和更好地了解口蹄疫傳播動態。 4帶毒動物在口蹄疫傳輸中的作用 反芻動物中病毒持續感染的機制和極低的傳播風險尚不完全清楚,這些嚴重阻礙以風險為基礎控制疾病、動物和產品安全交易的國際規則的發展。實驗與現場研究帶毒動物的流行病學作用仍然是研究的重點。哈耶爾等人監測印度牛的帶毒狀態持續時間,發現牛持續帶毒時間平均為13個月。利用宿主組織轉錄組分析研究了帶毒狀態組織器官細胞抗原決定簇,同時用激光捕獲顯微切割技術對實驗感染的牛進行處理,發現抗病毒宿主因子與有關的持久性口蹄疫帶毒產生抑制。對非洲水牛帶毒研究中發現,病毒和病毒基因組在頭頸部淋巴組織中高達185天和400天。不同病毒株的持續性感染和體外細胞殺傷能力之間存在相關性,表明持續性感染可能與病毒的復制和細胞殺傷能力有關。 5區域間傳輸 口蹄疫在更大范圍傳播(國家或地區)是一個復雜的過程,影響因素非常多。例如,口蹄疫病毒的長距離空中傳播依賴于特定的病毒傳播和生存條件,現在可以通過考慮風向和強度、溫度、相對濕度和地理地形的模型來預測。全球化相關的因素增加了口蹄疫的長距離傳播的風險被廣泛認可。最近的研究表明,來自南亞的口蹄疫病毒血清型O和A的廣泛傳播,最近印度的報告則與OIE控制口蹄疫付出的努力相反,這是該地區最大的國家和世界最大的養牛生產地區。 6用系統動力學解釋口蹄疫的傳播 口蹄疫病毒復制和進化迅速,允許在不同方面進行研究。在細胞和組織之間(即在個體和動物體內),在動物之間、農場之間和國家之間。Rambault等人采用新興學科(系統動力學),它將病原體進化與感染和傳播的動力學聯系起來,FMD研究人員的主要目的是利用遺傳數據來解決疫情之間傳播事件的順序和時間。由于監測和流行病學調查往往錯過感染的農場,無法解決傳播途徑。由于病毒傳播的多種可能途徑,很難確定哪些是導致新發疫情的原因,分析個體或群體感染的重疊時段有助于決定最有可能的傳播方向。對英國2001和2007數據進行復雜的方法重新分析,這些方法試圖克服諸如農場未觀察到的爆發、感染和蹄殼脫落時間的不正確歸因、未取樣宿主中未觀察到的變化以及缺乏農場網絡和相聯系的數據等困難。雖然這些方法提供了關于傳染者和被感染者的信息,包括對傳輸路徑歸因的不確定性進行量化。然而,這些方法在了解口蹄疫的地方性流行病學,特別是在野生動物的作用、牲畜和野生動物接觸的管理方面發揮著極其重要的作用,但這需要在監測和樣品采集方面采取重大改進。 口蹄疫病毒不同譜系感染機制使口蹄疫病毒更容易在不同規模上的傳播。FMD爆發的確切起源和感染易感宿主之間的特定聯系的不確定性,可以通過將FMD病毒序列數據與描述疫情的空間和時間特征的流行病學數據相結合來減少不同農場和不同國家的口蹄疫疫情的發生。FMD病毒傳播模式的重建有助于明確和控制FMD傳播的風險,為疾病控制措施提供新的關注點。 中農威特銷售公司 祁光宇 
編審 王同淑
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