白斑综合征病毒(White Spot Syndrome Virus)

物种名:白斑综合征病毒

拉丁学名:White Spot Syndrome Virus

分类学地位: 病毒界Viruses;双链DNA病毒门Duplodnaviria;

纳尔达病毒纲Naldaviricetes;白斑病毒目Naldavirales;

线头病毒科Nimaviridae;白斑病毒属Whispovirus

白斑综合征病毒(White Spot Syndrome Virus)是一种具有极高致死率(可达100%),是已知感染甲壳类动物的最大双链DNA病毒之一,属线头病毒科,白斑病毒属,并以缺失的方式进行演化。该病毒于1992年在中国台湾首次暴发后,随后在世界各地均有发现[1]。白斑综合征病毒主要引起甲壳类白斑综合征(white spot disease),患病个体常表现为甲壳表面尤其头胸甲内侧出现白色钙化斑点、摄食下降、活动减弱、体色发红、附肢松弛及短时间内大量死亡等症状。其宿主范围广,主要感染对虾、龙虾、蟹类及其他海水和淡水甲壳动物,其中以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)和斑节对虾(Penaeus monodon)等经济养殖虾类危害最为严重。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

白斑综合征病毒(WSSV)为严格的细胞内寄生病毒,缺乏独立的代谢与能量生成系统,不能在普通人工培养基(如营养琼脂、血琼脂或选择性培养基)上生长,也不能形成菌落[2, 3]。其复制和增殖必须依赖宿主活细胞完成。目前尚无成熟稳定的体外连续细胞系可用于WSSV的大规模培养,实验研究通常依赖活体感染模型(如对虾)或原代细胞进行病毒扩增。

在感染宿主后,WSSV主要侵染外胚层和中胚层来源的组织,包括表皮、鳃、造血组织、淋巴器官及胃上皮等[2, 4, 5]。病毒进入宿主细胞后,在细胞核内进行复制与装配,最终导致细胞结构破坏和裂解。感染后组织常表现出细胞核显著肿大、染色质边集及嗜碱性包涵体形成等典型病理变化。

1.1.2形态学特征

白斑综合征病毒(WSSV)是有囊膜的杆状病毒,大小约为200-300 nm×70-100 nm,病毒粒子呈长杆状或弹状,一端稍圆,另一端钝平[2, 3]。病毒粒子外被囊膜,内部为螺旋对称的核衣壳,包含双链环状DNA基因组。在电镜下,可见病毒粒子单独存在或聚集成团,主要分布于宿主细胞的细胞核内,尤其在造血组织、鳃、肝胰腺等易感组织的细胞中较为常见。

图1 白斑综合征病毒在扫描电镜下照片

1.2分布、传播与致病性

白斑病毒(WSSV)宿主非常广泛,通过搜集资料发现WSSV主要感染39种甲壳类动物及13种非甲壳类动物(例如软体动物、原腔动物、环节动物及线虫等)。到目前为止无论是来自培养设施还是实验感染的,白斑病毒的宿主已经可达到137个物种,主要以节肢动物门中的虾、蟹为主[6]。例如日本对虾、脊尾白虾、天津厚蟹、南美白对虾、墨吉对虾、桃红对虾、东方白虾、斑节对虾、印度对虾、乳斑虎头蟹、长毛对虾、印度对虾、蓝对虾、中国对虾、巨缘青蟹、日本大眼蟹等。据研究发现野生虾类感染WSSV后,可能会导致其生物量减少。因此WSSV对天然海域甲壳类动物也具有较强的致病性[7, 8]

白斑病毒最早于1992年在中国台湾地区暴发,随后迅速传播至中国大陆、日本、韩国、泰国、印度、东南亚各国以及美洲、中东和澳大利亚等地区,目前已在全球主要对虾养殖区域广泛流行[2, 9, 10]。该病毒可引起甲壳类动物的白斑综合征(White Spot Disease, WSD),是当前水产养殖中危害最严重的病毒性疾病之一[2, 9]。其传播方式主要包括水平传播和垂直传播两种,其中水平传播是养殖环境中最主要的传播方式,可通过摄食感染组织(如病虾尸体、残饵、捕食和同类相食)、受污染水体、带毒底泥、养殖器具及生物媒介等途径传播[2, 9, 11];垂直传播则主要指亲虾带毒后经卵巢、卵子或育苗环节将病毒传递给后代,在苗种场和育苗系统中具有重要流行病学意义[2, 9]。此外,一些野生甲壳类动物、浮游生物及其他水生无脊椎动物可作为病毒储存宿主或机械传播媒介,在自然水域与养殖系统之间形成持续传播链[7, 11, 12]

WSSV感染后潜伏期较短,传播速度快,致死率高,尤其对对虾养殖品种危害最为严重,可在3-10 d内引起群体性暴发并造成高达100%的死亡率[7, 9, 11]。患病个体主要表现为摄食量突然下降、活动减弱、游泳迟缓、反应迟钝、体色发红或发暗、甲壳松软、附肢无力等症状;部分个体在头胸甲、腹部背甲及附肢内侧可见直径约0.5-2.0 mm的典型白色斑点,这是疾病的重要外观特征之一[2, 5, 9]。病理学上,WSSV主要感染外胚层和中胚层来源组织,可导致鳃、表皮、造血组织、淋巴器官及胃上皮等组织广泛坏死和功能障碍,最终引起宿主迅速死亡[5, 7]

图3 白斑综合征病毒致虾大量死亡

1.3检测方法

目前白斑综合征病毒(WSSV)的实验室检测方法主要包括实时荧光定量PCR(qPCR)、常规PCR/套式PCR、原位杂交、组织病理学观察以及免疫学方法等。其中,qPCR和套式PCR是应用最广、灵敏度较高的分子检测方法;前者更适用于监测、定量分析和低载量样品筛查,后者则在常规确证检测中应用较多[2, 14, 15]。WOAH已将实时PCR列为健康群体监测和证明无疫状态的推荐检测方法,而套式PCR仍是经典的常规诊断方法之一[2, 13]

分子检测方法:

(1)其中,实时荧光定量PCR(qPCR)是目前WSSV检测中最常用的方法之一。该方法以提取的样品DNA为模板,利用特异性引物和荧光探针,在扩增过程中实时监测荧光信号变化,并根据Ct值对病毒核酸进行定性或定量分析。其基本步骤通常包括:样品采集、组织匀浆、DNA提取、qPCR反应体系配置、荧光扩增、结果判读及必要时产物测序确认。用于检测的样品多取自游泳足、鳃、表皮或体壁相关组织,经匀浆后使用硅胶柱或磁珠法提取DNA,再进入荧光定量扩增流程。

根据EURL推荐方法,该检测基于Durand和Lightner建立的TaqMan探针法,扩增靶区长度为69 bp,引物和探针分别为:

WSS1011F:5′-TGG-TCC-CGT-CCT-CAT-CTC-AG-3′;

WSS1079R:5′-GCT-GCC-TTG-CCG-GAA-ATT-A-3′;

Probe:5′-FAM-AGC-CAT-GAA-GAA-TGC-CGT-CTA-TCA-CAC-A-BHQ1-3′。

常用扩增程序为:95℃预变性10 min;随后45个循环,每循环95℃ 15 s、60℃ 1 min,并于每个循环末读取荧光信号[13]

qPCR方法具有灵敏度高、特异性强、速度快、污染风险较低且可进行病毒载量分析等优点[2, 13, 14, 15]。研究表明,WOAH/EURL所采用的WSSV TaqMan qPCR方法分析灵敏度可达2-20个基因组拷贝/反应,并且在对9种异源虾类病原和4种虾类宿主进行检测时,分析特异性可达100%[16]。因此,该方法尤其适用于早期隐性感染检测、健康群体监测、苗种筛查及流行病学调查[2, 13, 16]。不过,qPCR对实验条件和核酸质量要求较高,样品中存在抑制物时可能影响扩增效率,因此检测过程中通常需要设置阳性对照、阴性对照及宿主内参/提取质量对照,并在必要时对阳性产物进行测序确认[13]

(2)除qPCR外,套式PCR(nested PCR)也是WSSV检测的经典方法,尤其适用于病毒载量较低样品的检出[2, 13]

该方法通常采用两轮扩增:第一轮使用引物146F1/146R1扩增出1447 bp片段,第二轮再以第一轮产物为模板,使用引物146F2/146R2扩增出941 bp片段。其引物序列分别为:

146F1:5′-ACT-ACT-AAC-TTC-AGC-CTA-TCT-AG-3′;

146R1:5′-TAA-TGC-GGG-TGT-AAT-GTT-CTT-ACG-A-3′;

146F2:5′-GTA-ACT-GCC-CCT-TCC-ATC-TCC-A-3′;

146R2:5′-TAC-GGC-AGC-TGC-TGC-ACC-TTG-T-3′。

该方法操作相对成熟,适合实验室常规病原检测,但由于需要开盖进行第二轮扩增,气溶胶污染和假阳性风险相对较高,且无法像qPCR那样直接进行精确定量,因此目前更多用于常规确证检测或与qPCR联合应用。

1.4典型案例

2023年天津口岸进口冷冻虾检测事件:2023年1-2月,天津新港海关连续检出3票进口冷冻南美白虾含白斑综合征病毒。近年来,天津口岸在进口冷冻虾类产品中多次检出该病毒[17]

2016-2020年澳大利亚疫情:2016年11月22日,澳大利亚首次在昆士兰州东南部的一个黑虎虾养殖场发现白斑综合征病毒,到2017年2月,该病毒传播到该地区的所有养殖场,导致所有养殖虾死亡[18, 19]。2017年3月,在洛根河和莫顿湾西北部的野生商业捕捞虾和螃蟹中也检测到该病毒。2020年3月,在莫顿湾西北部再次检测到该病毒,4月,在洛根河附近的养殖场也记录到白斑病。2022年8月,在新南威尔士州北部的一个生物安全对虾养殖场孵化场检测到该病毒。2023年初,在克拉伦斯河的黑虎虾养殖场也检测到该病毒。

1.5防治对策

(1)水源管理:养殖期间不使用未经全面消毒处理的水源,防止带入致病性强的病毒或诱发因素。​

(3)改善池塘水环境:外泼调水制剂、改善池塘制剂,同时打开增氧机,保证水环境稳定和充足溶氧量;病毒病暴发季节,外泼调水改底药物,保证养殖水体稳定并防止滋生大量有害细菌。​

(4)防止外来生物传播:避免水鸟、野闸蟹等出现在池塘周围,以防其粪便中的强病毒落入池塘。​

(5)用药注意事项:发病前若需用药消毒或杀虫,应先对养殖水体解毒,减少药物对白对虾的刺激。​

参考文献

[1] 金慧玲. 白斑综合征病毒分子流行病学研究. 烟台大学, 2025.

[2] World Organisation for Animal Health (WOAH). Infection with White spot syndrome virus. In: Manual of Diagnostic Tests for Aquatic Animals. World Organisation for Animal Health, 2023.

[3] Sánchez-Paz A. White spot syndrome virus: an overview on an emergent concern. Veterinary Research, 2010, 41: 43.

[4] Wongteerasupaya C, Vickers JE, Sriurairatana S et al. A non-occluded, systemic baculovirus that occurs in cells of ectodermal and mesodermal origin and causes high mortality in the black tiger prawn Penaeus monodon. Diseases of Aquatic Organisms, 1995, 21: 69-77.

[5] Lightner DV. A handbook of pathology and diagnostic procedures for diseases of penaeid shrimp. Baton Rouge: World Aquaculture Society, 1996.

[6] Chang YS, Liu WJ, Lee CC et al. A 3D model of themembrane protein complex formed by the White spot syndrome virus structural proteins. Public Library of Science ONE, 2010, 5: 1-12.

[7] Pradeep B, Shekar M, Karunasagar I et al. Biology, host range, pathogenesis and diagnosis of White spot syndrome virus. Indian Journal of Virology, 2012, 23: 112-120.

[8] Stentiford GD, Neil DM, Peeler EJ et al. Disease will limit future food supply from the global crustacean fishery and aquaculture sectors. Journal of Invertebrate Pathology, 2012, 110: 141-157.

[9] Kim MJ, Kim JO, Jang GI et al. Evaluation of the horizontal transmission of White spot syndrome virus for whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) based on the disease severity grade and viral shedding rate. Animals, 2023, 13: 1676.

[10] Flegel TW. Historic emergence, impact and current status of shrimp pathogens in Asia. Journal of Invertebrate Pathology, 2012, 110: 166-173.

[11] Cox N, De Swaef E, Corteel M et al. The way of water: unraveling White spot syndrome virus (WSSV) transmission dynamics in Litopenaeus vannamei shrimp. Viruses, 2023, 15: 1824.

[12] de la Peña LD et al. Sandfish (Holothuria scabra) as potential reservoir of White spot syndrome virus (WSSV) when co-cultured with black tiger prawn (Penaeus monodon). Bulletin of the European Association of Fish Pathologists, 2024.

[13] European Union Reference Laboratory for Fish and Crustacean Diseases (EURL). Diagnostic methods and procedures for the surveillance and detection of infection with White spot syndrome virus (WSSV). 2021.

[14] Islam SI et al. A review on molecular detection techniques of White spot syndrome virus from shrimp farming systems. Veterinary Medicine and Science, 2023.

[15] Durand SV, Lightner DV. Quantitative real time PCR for the measurement of White spot syndrome virus in shrimp. Journal of Fish Diseases, 2002, 25: 381-389.

[16] Moody NJG et al. Performance characteristics of two real-time TaqMan polymerase chain reaction assays for the detection of WSSV in clinically diseased and apparently healthy prawns. Diseases of Aquatic Organisms, 2022, 150: 169-180.

[17] 天津渤海报关. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NTQxMjczOQ==&mid=2649073607&idx=7&sn=7037d7ddfece3b066cdfcdaa82c622cd&chksm=88aeb0abbfd939bd67704a0696284fad7c99245102a8986ed91f6a6f6a88c997ad6396238659&scene=27

[18] Australian Government. White spot disease / White spot syndrome virus. https://outbreak.gov.au.

[19] Australian Government. White spot syndrome virus. https://outbreak.gov.au.

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