重大發(fā)現(xiàn)！新型病毒已致2萬多頭豬死亡？

發(fā)布日期：2020-01-26 15:19:26 來源：互聯(lián)網(wǎng)

2002年，冠狀病毒（SARS-CoV）引起的非典型肺炎病例在中國南方出現(xiàn)，導致8000多人感染、774人死亡。

2016年-2017年間，在距離SARS病例出現(xiàn)地點約100公里的清遠市養(yǎng)豬場，爆發(fā)了一系列致命豬病疫情。病豬出現(xiàn)了嚴重的急性腹瀉、急性嘔吐，導致新生仔豬體重迅速降低，受感染的仔豬在發(fā)病后2-6天死亡，受感染的母豬只有輕微的腹瀉，大多數(shù)母豬在兩天內(nèi)恢復。其中，五天或更小的仔豬的死亡率高達90％，八天以上的仔豬死亡率降至5％。
 

2018年4月5日，《自然》在線發(fā)表了我國學者的最新相關(guān)研究，研究人員發(fā)現(xiàn)了導致這種豬急性腹瀉綜合癥（SADS）疫情的源頭——一種新型的HKU2相關(guān)冠狀病毒，它的基因組與一種蝙蝠攜帶的冠狀病毒的基因組相似。這種蝙蝠冠狀病毒是研究者于2016年在某個養(yǎng)豬場附近的蝙蝠洞穴里分離出來的。

（據(jù)悉，武漢病毒研究所周鵬青年研究員、軍事科學院范航助理研究員、華南農(nóng)業(yè)大學藍天副教授為文章并列第一作者，武漢病毒研究所石正麗研究員、軍事科學院童貽剛教授、華南農(nóng)業(yè)大學馬靜云教授、新加坡DUKE-NUS王林發(fā)院士和美國生態(tài)聯(lián)盟Peter Daszak為共同通訊作者。）

2016年，豬病疫情爆發(fā)后，工作人員在死亡仔豬的腸內(nèi)發(fā)現(xiàn)了豬流行性腹瀉病毒（PEDV，一種冠狀病毒）。2017年1月12日以后，疫情仍在加劇，然而卻無法在死亡仔豬中檢測到PEDV，同時也未檢測到其他病毒，表明引起疫情的是一種新型致病病毒，研究者將其稱作SADS-CoV。隨后，在該農(nóng)場20-150公里范圍內(nèi)的另外三個養(yǎng)豬場內(nèi)也出現(xiàn)了類似疫情。截至2017年5月2日之前，這種疾病在這四個農(nóng)場共造成24693頭仔豬的死亡。之后疫情得到隔離控制。

4個養(yǎng)豬場爆發(fā)疫情

2016年10月28日起，廣東清遠的一處養(yǎng)豬場開始爆發(fā)致命的豬疫情。隨后，在距離該養(yǎng)豬場20-150千米范圍內(nèi)的另外3個農(nóng)場中也相繼爆發(fā)了該疫情。

截至2017年5月2日，差不多半年時間內(nèi)，該疫情共計導致了4個養(yǎng)豬場中24693頭仔豬的死亡。在A農(nóng)場里，2月份出生的仔豬有64%（4659/7268）最終病死。

而最先爆發(fā)疫情的養(yǎng)豬場此前已經(jīng)因豬流行性腹瀉病毒（PEDV，一種冠狀病毒）爆發(fā)過疫情。論文中提到，最初在死豬的腸里發(fā)現(xiàn)PEDV病毒，然而2017年1月12日之后，小死豬的腸里再也檢測不到PEDV。

盡管死豬在急速增加，“但檢測了所有已知的病毒，顯示全部都是陰性的。”周鵬提到。這些信息都在提示，這次疫情爆發(fā)是一種新的疾病。這一新的疫情最終被命名為豬急性腹瀉綜合征（SADS）。

該疫情的臨床癥狀和其他已知的腸道冠狀病毒引起的疫情相似，包括急性腹瀉、急性嘔吐。剛出生的仔豬在這場疫情面前尤其脆弱，出生5天以內(nèi)的仔豬會因體重快速下降而在發(fā)病2-4天后即死亡。

相比之下，隨著仔豬逐漸長大，存活幾率會大增。5天或更小仔豬發(fā)病后的死亡率高達90%，在8天或更大的仔豬身上，這一死亡率就可下降到5%。同樣感染病毒的母豬生存幾率則更大一些，只會表現(xiàn)出輕微腹瀉，大多在2天后即恢復。

論文中提到，疫情已經(jīng)減弱。研究人員用將生病母豬和仔豬從豬群中隔離出來等措施來控制疫情。

SADS冠狀病毒導致疫情

基于SADS是一種未知病毒引起的新疫情這點假設，研究團隊開始正式解謎。

研究團隊從患病仔豬小腸中收集樣本，用高通量測序技術(shù)來進行宏基因組學分析。最終發(fā)現(xiàn)，SADS冠狀病毒和蝙蝠冠狀病毒HKU2序列匹配。

通過重新組裝，研究團隊獲得了27173bp的SADS冠狀病毒基因，和HKU2冠狀病毒有95%的序列一致性。HKU2首先發(fā)現(xiàn)于香港和廣東的中華菊頭蝠中。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，在4個養(yǎng)豬場的急性病仔豬和母豬身上均檢測到了SADS冠狀病毒，在恢復或健康的豬身上則沒有，在附近沒有SADS跡象的養(yǎng)豬場里也沒有檢測到。

回顧性PCR分析顯示，在PEDV爆發(fā)的時候，A農(nóng)場里還同時存在SADS冠狀病毒，該農(nóng)場里于2016年12月提取的第一個樣本表現(xiàn)出SADS冠狀病毒強陽性。但從2017年1月中旬開始，SADS冠狀病毒成為了病豬里檢測到的主要病毒。

研究團隊認為，在PEDV感染完全檢測不到后出現(xiàn)了仔豬的大規(guī)模死亡這一事實，暗示是SADS冠狀病毒引起了豬的致命感染，是那些大規(guī)模疫情爆發(fā)的真正原因，PEDV則不是直接因素。

在SADS爆發(fā)高峰期、以及爆發(fā)后期，4個養(yǎng)豬場里都沒有檢測到PEDV和其他已知的豬腹瀉病毒的存在，這些都支持了上述結(jié)論。

來源于菊頭蝠

值得注意的是，盡管如前所述，SADS冠狀病毒和 HKU2冠狀病毒全基因組的一致性達到95%，但刺突蛋白基因序列的一致性僅86%。

刺突蛋白是什么？周鵬對澎湃新聞解釋，“冠狀病毒都是用刺突蛋白來入侵細胞，就像‘鑰匙’和‘鎖’一樣，它依賴于刺突蛋白和細胞表面的受體結(jié)合，然后才能進入細胞，成功感染，但如果這個刺突蛋白變異很大的話，它就不能利用受體了。”

周鵬強調(diào)，“基于這樣的原因， 86%一致性這樣的數(shù)據(jù)，我們認為SADS冠狀病毒和 HKU2冠狀病毒關(guān)系還不是最直接的。我們之前有做SARS經(jīng)驗，最終發(fā)現(xiàn)跟SARS的刺突蛋白一致性達到97%、98%這個樣子，才能夠直接利用人的受體，感染成功。”

基于這個理論，研究團隊繼續(xù)找其他來源于蝙蝠的冠狀病毒。

研究團隊隨后篩選了團隊在2013年至2016年從廣東省的7個不同地點采集的591個蝙蝠肛門拭子。肛門拭子即用棉簽在蝙蝠的肛門處掏一下，而取樣時間則一般在每年的春季和秋季。

團隊篩選后發(fā)現(xiàn)，58（9.8%）個蝙蝠肛門拭子樣本顯示出陽性，且都來源于中華菊頭蝠。菊頭蝠因有結(jié)構(gòu)復雜的馬蹄形鼻葉而得名，也是SARS等許多動物源病毒的重要宿主。

高通量測序則得出，這種來源于中華菊頭蝠中的冠狀病毒（暫時稱“SADSr冠狀病毒”）和SADS冠狀病毒在大小（27.2kb）上近似，總體序列一致性在96%-98%之間。

更重要的是，兩者刺突蛋白（樣本分別為162149和141388）的序列一致性超過了98%。

周鵬提到，“我們目前的結(jié)論是，后來在蝙蝠中發(fā)現(xiàn)SADSr冠狀病毒可能是病豬中發(fā)現(xiàn)的這個新病毒SADS冠狀病毒的祖先，但同樣直接來源于蝙蝠中的HKU2冠狀病毒和SADSr冠狀病毒可能來源于一個祖先。”

石正麗還提到，團隊在豬場周圍確實發(fā)現(xiàn)，有蝙蝠在豬場周圍飛翔。“這些豬場感覺是比較新建的，它的位置是在城外，旁邊就是一個小山丘，我們認為這個小山丘附近是有蝙蝠棲息地的。所以很明顯這個傳播途徑就是通過糞便污染豬場的環(huán)境，最后污染到豬。”

不過，周鵬同時提到，“盡管我們認為SADS冠狀病毒是一種完全新型的病毒，但現(xiàn)在有一個困難是我們還沒有鑒定出這種新型蛋白它的受體是什么，所以還不好這樣說。”

SADS和SARS存在相似性

引人注意的是，研究團隊在論文中將此番新發(fā)現(xiàn)的SADS疫情和當年的SARS聯(lián)系在了一起。

SARS于2002年在中國廣東地區(qū)首次出現(xiàn)，由一種此前未知的SARS樣冠狀病毒引起，導致了逾8000人感染和774人死亡。

周鵬表示，“共性第一點就是，它和SARS的起源地僅相距100多公里，第一例SARS來自于廣東佛山，這個豬病就來源于廣東清遠地區(qū)，兩地也就100多公里的距離。第二個就是宿主，SARS樣冠狀病毒它的宿主是菊頭蝠，這次豬病的源頭也是菊頭蝠。”

至于第三個相似之處，周鵬提到，“當然它們還都屬于冠狀病毒，而且在實際操作中，我們發(fā)現(xiàn)在同一只菊頭蝠中同時攜帶了SARS樣冠狀病毒和這次豬病的病毒。而冠狀病毒重組很厲害，就像搭積木一樣，我的模塊放在你那里，你的模塊放在我這里，說不定將來重組成什么。”

不過，不同于SARS的是，研究團隊新發(fā)現(xiàn)的SADS冠狀病毒目前并未發(fā)現(xiàn)會致人死亡。

論文中提到，為調(diào)查可能存在的人畜傳播，研究團隊用抗體檢測方法分析了35名近距離接觸病豬的養(yǎng)豬場工作人員的血清樣本，結(jié)果沒有人呈SADS冠狀病毒陽性。

不過，正如周鵬提到的冠狀病毒“善于重組”，這就暗示SARS樣冠狀病毒和這次豬病的病毒或有發(fā)生重組的幾率。“就冠狀病毒的重組歷史來說，完全有這種可能。并且如果是在同一只蝙蝠中或是在同一個山洞里的蝙蝠同時攜帶兩種病毒，也會增加重組的可能性。”周鵬表示。

新發(fā)傳染病的戰(zhàn)線往前移

對長期從事病毒溯源的石正麗來說，避免下一次新疫情的大規(guī)模爆發(fā)是她的終極目標。

石正麗表示，“通過這項工作想提示一下，無論是養(yǎng)殖業(yè)還是公共衛(wèi)生，我們都要提前去預防由這些野生動物傳到人類社會的這些病原。

其實這些病原在自然界是長期存在的，只要我們對這些病原進行早期的隔離、預防，或是早期診斷技術(shù)，是完全可以避免這樣的傳染病大規(guī)模爆發(fā)的。”

不僅石正麗，論文另一通訊作者Peter Daszak也同樣致力與此。其所在的美國生態(tài)健康聯(lián)盟官網(wǎng)顯示，他們有一個項目命名為“PREDICT”，也就是創(chuàng)建龐大的病毒數(shù)據(jù)庫，預測下一次疾病的爆發(fā)可能是因為哪些病毒。

周鵬透露，這次研究中用到的蝙蝠樣本除研究團隊此前研究SARS獲得的一部分外，也包括“PREDICT”項目。“這個項目的支持下，就對廣泛的蝙蝠樣本進行了采集。

這一次我們最后鑒定出來SADS冠狀病毒來源于蝙蝠，實際上也是‘PREDICT’項目的一次成功。就是我們的確可以提前預知蝙蝠中有哪些病毒，將來有可能會逃逸到其他物種。”

石正麗還提到，“尤其在SARS爆發(fā)以后，我們國家、包括全球，大家都有一個共識，希望把新發(fā)傳染病的戰(zhàn)線往前移。”

蝙蝠：新興病毒的天然“蓄水池”

值得一提的是，近年來諸如SARS等大規(guī)模致死疫情都和蝙蝠發(fā)生著千絲萬縷的聯(lián)系，而蝙蝠也已經(jīng)被公認為新興病毒最重要的天然“蓄水池”。

周鵬對澎湃新聞表示，“對于普通人而言，注意到蝙蝠是因為其攜帶的都是烈性病毒，例如21世紀爆發(fā)的這些SARS、埃博拉、中東呼吸綜合征，這些都跟它聯(lián)系到一塊兒了。

但就專業(yè)解讀來說，去年P(guān)eter Daszak他們做了一個很仔細的研究，比較了各個異源動物攜帶的病毒量的多少，最后通過統(tǒng)計學分析出來，蝙蝠確實是攜帶病毒最多的物種。”

周鵬還從自身研究方向出發(fā)作出第三點解釋。“從免疫學角度來說，蝙蝠的免疫系統(tǒng)還是很獨特的，它是唯一一個會持續(xù)飛行的哺乳動物，飛行這種能力就造成它很多基因和人或者其他哺乳動物的基因不一樣，這些不一樣的基因很多就是和抗病毒、免疫系統(tǒng)相關(guān)的。”

周鵬等人此前即證實，蝙蝠體內(nèi)總是保持了一定量的干擾素表達。干擾素是一個很關(guān)鍵的抗病毒蛋白，如果它在身體中總是保持“低量”，就相當于動物本身具有“全天候保護”的防御機制。

“我們現(xiàn)在初步的結(jié)論是它的免疫通路會保持一定量的防御狀態(tài)，但不會免疫過激。像人感染SARS等病毒最后會死于過度的炎癥反應，但是蝙蝠的炎癥反應和先天免疫不會過激，所以它也不會受到損傷。”周鵬等人此前提到，研究蝙蝠攜帶病毒而不患病這一獨特之處，有望讓人類從中學習如何對抗病毒。

采訪實錄

以下是石正麗、童貽剛、馬靜云、王林發(fā)四位作者訪談內(nèi)容。

問：目前很多疫病初期癥狀很相似，我們?nèi)绾文軠蚀_判定該疫情有潛在高危性呢？

答：目前來看，新發(fā)傳染病的檢測需往前移，建立很好的預防檢測機制，并且這個工作需要全球范圍科學家一起合作去了解自然界動物攜帶的病毒，評估傳染到人類的可能性，早期建立預警和預防。這次能這么快也得益與前十年的積累，目前也有很多病毒學的研究計劃，旨于盡早建立模型，進行長期的跟蹤監(jiān)測。

問：本次發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒的傳播途徑是什么呢？

答：由于病毒在腸道里面增殖，所以主要是糞便污染傳播。疾病暴發(fā)后在豬場周圍的確觀察到有蝙蝠飛翔，這些豬場是建在山丘傍邊，推測附近有蝙蝠聚集地。

問：為什么該病毒在空腸部分更集中繁殖呢？

答：因為這個部位的病毒受體表達量是最多的。

問：我們知道這一次疫情的發(fā)現(xiàn)和控制速度非常之快，那么請問從歷史上講一下這一次的速度相對快了多少？

答：我們可以和SARS做比。這一次發(fā)現(xiàn)很大的意義在于其病發(fā)動力學和SARS很接近，也是從蝙蝠來的。SARS從2003年10月發(fā)現(xiàn)病例到找到病原經(jīng)歷了5、6個月。直到多方合作發(fā)現(xiàn)病毒來源于蝙蝠已經(jīng)到了2005年，跨度達到18-24個月。這一次從看到病例后，2月內(nèi)我們就搞清楚了所有問題，2003年到2017年，這是將近10倍的增幅。這得益于四個方面1）團隊合作和團隊之間的了解，才能很好的技術(shù)互補；2）備戰(zhàn)意識，戰(zhàn)勝傳染病就像戰(zhàn)爭反恐，在還未擴大時及時防控；3）人才的培養(yǎng)，年青一代地貢獻也非常重要；4）先進技術(shù)的利用，建立新的研究方法，及時控制疫情。

問：SARS的源頭是蝙蝠，這次的源頭也是蝙蝠，有什么內(nèi)在原因嗎？如果食用了帶該病毒的豬有什么后果？

答：這與蝙蝠是唯一一種飛行的哺乳動物有關(guān)，為了適應飛行，他的很多免疫防御系統(tǒng)為了適應飛行變異的和普通陸地上的哺乳動物不一樣了，他的免疫系統(tǒng)可以與很多病毒共生。這是一個很大的命題，還有很多研究正在進行中。目前這個病毒還不能感染人，理論上對人無害。其次高溫烹調(diào)可以破壞病毒，所以人食用了不會有什么風險。目前血清學證據(jù)也還沒發(fā)現(xiàn)人能感染該病毒，但是細胞學上看還是能感染一些人的細胞，所以還是有一定風險感染到人的。

問：病毒的變異非常快，對于疫苗和藥物的研發(fā)等速度的不匹配有什么解決方式嗎？

答：這個有兩方面，1）從病毒方向看，我們需要找到廣譜的抗病毒機制，2）我們需要研究機體對病毒的反應，其實很少有病毒殺了我們，都是自己殺自己，要研究機體的免疫反應，研究的藥物可以針對機體進行，達到感染不發(fā)病的目的。就像蝙蝠的免疫一樣，攜帶而沒有發(fā)病。