口蹄疫病毒(Foot-and-Mouth Disease Virus, FMDV)
物种名:口蹄疫病毒
拉丁学名:Foot-and-Mouth Disease Virus,FMDV
分类学地位:正核糖核酸病毒界Orthornavirae;小超病毒门Pisuviricota;
小南套病毒纲Pisoniviricetes;小核糖核酸病毒目Picornavirales;
小核糖核酸病毒科Picornaviridae;口蹄疫病毒属Aphthovirus
口蹄疫病毒是一种小RNA病毒,属于口蹄疫病毒属。它是引起偶蹄类动物口蹄疫的病原体,该病是一种高度传染性的动物疾病,对畜牧业和人类健康构成了严重威胁。主要引起动物出现发热、口腔黏膜及蹄部形成水疱和溃疡、流涎、跛行等典型临床症状,严重时可导致幼畜死亡。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
口蹄疫病毒可在猪、牛、羊等偶蹄类动物的细胞中增殖,如牛肾细胞、猪甲状腺细胞等[1]。病毒在细胞质中增殖,最终导致细胞溶解死亡[2]。
1.1.2形态学特征
口蹄疫病毒呈球形,直径约为20-30纳米,无包膜。病毒的衣壳是无包膜的二十面体形状,由外壳外侧的VP1、VP2和VP3组成,内侧涂有VP4。VP1蛋白形成一个长环,其中包含Arg-Gly-Asp肽序列,该肽序列在受体结合中发挥作用[3]。

图1 口蹄疫病毒冷冻电镜图[4]

图2 口蹄疫病毒TEM图[5]
1.1.3生化特征
口蹄疫病毒对酸、碱、热等理化因素敏感,对紫外线、干燥等环境因素也较敏感[1, 2]。
1.1.4分子生物学特征
口蹄疫病毒基因组由约8200个核苷酸组成,比许多其他小核糖核酸病毒大[6]。该病毒有七种不同的毒株:A、O、C、亚洲1、SAT 1、SAT 2和SAT 3。对其中一种血清型的免疫并不能保证对其他任何一种血清型的免疫力[6]。像大多数小核糖核酸病毒一样,它是一条单链的正义RNA。基因组的P1编码衣壳蛋白VP1-4,而P2/3AB和3CD具有调节性。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
口蹄疫病毒主要通过直接接触传播,如动物之间的接触、污染的环境和物品等。病毒可在感染动物的唾液、乳汁、尿液和粪便中排出,污染水源和土壤[1]。此外,空气也是口蹄疫病毒传播的重要途径之一[7]。
1.2.2致病性
口蹄疫病毒具有高度传染性,感染口蹄疫病毒的动物会出现发热、口腔溃疡、蹄部病变等症状。口蹄疫的发病率和死亡率很高,特别是幼龄动物容易死亡[7]。此外,口蹄疫病毒还可引起人类感染,但症状较轻,一般表现为发热和口腔溃疡[8]。另外,感染可以引起对该特定血清型的免疫力,但对任何其他血清型都不能引起免疫力[2]。
1.3检测方法
(1)传统检测方法:口蹄疫病毒传统检测主要包括病原学和血清学两类,病原学以“病毒分离”为金标准,采集水泡皮、水泡液、O-P液等样本,接种BHK-21、IB-RS-2细胞或3日龄乳鼠,观察细胞病变或乳鼠发病死亡情况,盲传3代仍阴性则判为阴性,阳性物再经定型ELISA等方法鉴定血清型;血清学常用病毒中和试验、液相阻断ELISA、固相竞争ELISA及非结构蛋白3ABC-ELISA,其中病毒中和试验为经典参考方法,液相阻断ELISA适用于大规模抗体筛查,3ABC-ELISA可区分感染抗体与疫苗抗体,传统方法技术成熟但检测周期较长、灵敏度相对有限[9]。
(2)分子生物学方法:RT-qPCR是目前检测口蹄疫病毒最常用的方法,可用于临床样本及环境样本(气溶胶、水样、土壤表面拭子等)中病毒RNA的检测与定量。其基本步骤包括:样本采集与病毒富集(如空气滤膜捕获或液体样本浓缩)、RNA提取、反转录以及实时荧光PCR扩增。该方法通常针对FMDV基因组中高度保守的3D聚合酶基因或5′UTR区域设计引物和探针见表1。RT-qPCR具有较高的灵敏度和特异性,其检测限通常可达到10¹–10² copies/反应体系,在优化条件下甚至可检测到更低水平的病毒RNA[10, 11]。该方法通过建立标准曲线实现病毒载量的绝对定量,线性相关系数(R²)通常大于0.99,具有良好的重复性和准确性[12]。此外,由于引物靶向保守区域,该方法对不同血清型FMDV均具有较好的检测能力,特异性较高[11]。
表1 口蹄疫病毒RT-qPCR引物序列[8]
| 引物名称 | 序列 |
| F | 5′-ACTGGGTTTTACAAACCTGTGA-3′ |
| R | 5′-GCGAGTCCTGCCACGGA-3′ |
| TaqMan探针 | 5′-FAM-TCCTTTGCACGCCGTGGGAC-TAMRA-3′ |
1.4典型案例
国内口蹄疫疫情近年来呈现整体平稳、局部散发的趋势。2020年至2023共发生9起口蹄疫疫情,涉及5个省市,发病动物为猪、牛、牦牛。国内口蹄疫流行毒株较复杂,主要流行O型和A型口蹄疫病毒,O型口蹄疫有Ind-2001e、Mya-98和CATHAY等毒株,A型为Sea-97毒株,2021年在边境地区监测到A型的A/Sea-97境外分支病毒[5]。
1.5防治对策
(1)疫苗接种:接种疫苗是预防口蹄疫的主要措施之一。疫苗包括灭活疫苗和减毒活疫苗,接种疫苗可以增强动物的免疫力,降低感染风险[6]。
(2)个体防护:加强动物饲养管理,提高动物抵抗力。同时,注意个人卫生,避免直接接触感染动物的分泌物和排泄物。
(3)控制疫情传播:一旦发现口蹄疫病例,应立即采取隔离措施,并对接触过感染动物的动物和人进行监测。同时,对受污染的环境和物品进行彻底消毒。
参考文献
[1] Alexandersen S, Zhang Z, Donaldson AI et al. The pathogenesis and diagnosis of foot-and-mouth disease. Journal of Comparative Pathology, 2003, 129: 1-36.
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[4]陆家海,栾玉明. 影响人类健康的常见人兽共患病. 广州: 中山大学出版社, 2009. 05.
[5] Breese SS Jr, Trautman R. Electron microscopic observation of crystalline arrays of foot-and-mouth disease virus. Journal of Bacteriology, 1966, 92: 1835-1837.
[6] Mahy BW. Introduction and history of foot-and-mouth disease virus. Current Topics in Microbiology and Immunology, 2005, 288: 1-8.
[7] Donaldson AI, Alexandersen S. Predicting the spread of foot and mouth disease by airborne virus. Scientific and Technical Review, 2002, 21: 569-575.
[8] Prempeh H, Smith R, Müller B. Foot and mouth disease: the human consequences. Scientific and Technical Review, 2001, 322: 565-66.
[9] 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会. 口蹄疫诊断 (GB/T 18935-2018). 2018.
[10] Callahan JD, Brown F, Osorio FA et al. Use of a portable real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction assay for rapid detection of foot-and-mouth disease virus. Journal of the American Veterinary Medical Association, 2002, 220: 1636-1642.
[11] Reid SM, Ferris NP, Hutchings GH et al. Primary diagnosis of foot-and-mouth disease by reverse transcription polymerase chain reaction. Journal of the American Veterinary Medical Association, 2000, 89: 167-176.
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[12] Diaz-San SF, Medina GN et al. Foot-and-mouth disease vaccines. Veterinary Microbiology, 2017, 206: 102-112.
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