豬圓環病毒致病機理研究進展

王 彬，顏其貴,2!

（1. 四川農業大學動物生物技術中心，四川 雅安 625014；2．動物疫病與人類健康四川省重點實驗室，四川農業大學，四川 雅安 625014）

豬圓環病毒2 型（PCV2）是斷奶仔豬多系統衰竭綜合征 (PMWS)的病原，它的感染可以造成免疫抑制，引起其他相關疾病的繼發和并發感染，如增生性壞死性肺炎(PNP)、豬皮炎腎病綜合征(PDNS)、以及豬呼吸道綜合征(PRDC)、先天性震顫、腸炎、繁殖障礙等。

1 靶細胞

PCV2 的易感動物主要是豬，PCV2 人工感染家兔和小鼠后不致病，也不會導致組織損傷，在人、牛、羊和馬的血清中均沒有檢測到 PCV2 抗體[1]。PCV2 的組織嗜性非常廣泛，在感染豬的淋巴結、脾臟、腎臟、肺、心臟、肝、腦、胸腺、膀胱和胰腺等各組織器官中均有病毒分布，其中以腹股溝淋巴結和脾臟中的病毒含量最高。

PCV2 感染的靶細胞主要是單核/巨噬細胞系（包括肺泡巨噬細胞、枯否氏細胞和樹突狀細胞），PCV2 的抗原和核酸在這些細胞的細胞漿中含量很高；另外一些細胞，如腎上皮細胞、呼吸道上皮細胞、血管內皮細胞、淋巴細胞等細胞的胞漿和細胞核中偶爾也可以檢測到 PCV2 抗原和核酸。

PCV2 在體內存在一定的組織嗜向性，RomeoE 等在母豬懷孕后的第57、75、92 天，分別向胚胎內接種PCV2。后在胎兒的心、肝、脾、肺、腎及淋巴結中均能夠檢測到PCV2。但是在仔豬中，病毒抗原和核酸主要存在于淋巴組織中的單核巨噬細胞。以上說明感染細胞發生了轉變，一定程度上說明病毒在感染豬體內有明顯的組織嗜向性。心肌細胞是胎兒期病毒復制的最佳場所，此時的病毒含量最高，復制持續時間最長[2]。胎兒時期各器官中的巨噬細胞也能夠感染PCV2，隨著妊娠期的延長，受感染的細胞量緩慢減少，直到胎兒出生后，僅能夠在巨噬細胞內檢測到病毒，表明細胞支持病毒復制的能力在逐漸降低。下降的原因主要是病毒自身的復制機能的局限性，因為病毒只有有限的遺傳物質，不能編碼合成復制所需的各種酶，而主要是依靠宿主細胞的DNA 聚合酶進行自身復制，這種DNA 聚合酶只在細胞進行有絲分裂時才有活性，所以宿主細胞的類型直接影響到病毒的復制增殖。

2 細胞凋亡機制

隨著研究的不斷深入，很多學者發現 PCV2 感染后豬體內的免疫細胞發生變化，推測是由PCV2 干擾免疫防御，從而能在體內進行增值而引起。近年來已有研究證實 PCV2 的 ORF3 與 PCV2誘導的細胞凋亡有關，Liu 等[3]用酵母雙雜交系統尋找與 PCV2 ORF3 蛋白互作蛋白，篩選結果表明與 E3 泛素連接酶 pPirh2 發生互作，ORF3 蛋白與 pPirh2 在 PK-15 細胞內的免疫共沉淀和共定位試驗進一步證實了二者的相互作用。研究證實在酵母細胞內 ORF3 蛋白與pPirh2 的 p53 結合區域發生了作用。p53 是腫瘤抑制基因，控制 DNA 的損傷修復、細胞周期停滯和細胞凋亡。正常情況下，因為Mdm2、Pirh2 或COP1 的調節作用，p53 維持較低的水平。Liu 等在實驗中發現，在PCV2 感染細胞內pPirh2 的表達減少，在PCV2 感染細胞或 ORF3 轉染細胞內p53 的表達明顯增加。結果表明，PCV2 ORF3 蛋白與 pPirh2 作用，抑制了 pPirh2 的穩定作用，導致 p53 過表達，從而引起細胞凋亡。Karuppannan 等[4]對ORF3 蛋白研究表明，ORF3 蛋白和p53 競爭與pPirh2 結合，導致pPirh2 在細胞內生理定位改變，明顯減弱pPirh2的穩定性。由于pPirh2 的水平降低而導致p53 的水平升高，從而引起細胞凋亡。而 ORF3 蛋白中的20～65 位氨基酸在競爭結合中起到重要作用。

3 免疫抑制

PMWS 病豬表現為嚴重的淋巴組織損傷，包括淋巴細胞缺失和淋巴組織的巨噬細胞浸潤等典型特征。Segales 等[5]利用流式細胞儀對感染豬外周血液中白細胞變化進行分析，發現單核細胞增加，B 淋巴細胞和CD4 T 淋巴細胞減少，而Darwich 等對PCV2 感染豬研究結果也顯示CD4+、CD8+和CD4+CD8+細胞亞群顯著下調。司興奎等[6]對PCV2 感染對豬外周血單核細胞亞群含量變化進行了研究，結果PCV2 感染后期B 細胞含量明顯降低，而Tc 細胞含量在病毒感染初期下調，隨后迅速恢復；NK 細胞、記憶/激活Th 細胞、幼稚型Th 細胞含量顯著下調，說明病毒感染對機體的體液免疫、細胞免疫及回憶應答反應均造成了影響。這些研究表明，PCV2 引起了淋巴細胞凋亡，抗原遞呈細胞遞呈抗原能力的減弱，B 淋巴細胞和CD4 T細胞的機能下降，從而使機體免疫防御受到抑制。

細胞因子在免疫應答過程中扮演著重要角色，IL-2、IL-12 和IFN-γ 被認為是T 細胞向Th1 方向分化的關鍵細胞因子，參與細胞免疫；而IL-4，IL-10 等是促進T 淋巴細胞向Th2 方向分化的細胞因子，促進B 細胞增殖分化和抗體的產生。Darwich 等[7]對細胞因子研究表明感染PCV2 的豬扁桃體中IFN-γ 和 胸 腺 中 的IL-10 的mRNA量表現為明顯上調表達，腹股溝淋巴結 中IL-4、IL-10、IL-12 和IFN-γ，扁桃體中IL-4，以及脾臟中IL-4、IL-12 mRNA 量均有所下降。Kekarainen等[8]研究也證實，PCV2 能誘使培養的外周血液單核細胞分泌IL-10 而其他細胞因子下調，相關研究還證實，血漿中IL-10 的升高不但與PMWS 的發生是相關的，而且與血清中病毒量增高相關[9]。Vincent 等[10]研究表明，PCV2 使外周血液單核細胞與有絲分裂原的反應減弱或喪失，并能阻斷干擾素產生細胞分泌干擾素?？梢?，PCV2 可以通過影響細胞因子的產生來抑制機體的免疫防御。

總之，這些研究表明，PCV2 可能是依賴于自身組成元件或其他未知的輔助因子的免疫調節活性來誘導淋巴細胞凋亡和抑制細胞因子的產生，從而引起機體免疫抑制。

4 促發因素

PCV2 缺乏自身的酶系統因此完全依賴其感染細胞的酶。目前，在病毒感染細胞內僅發現有4 種病毒蛋白，使得PCV2 不能積極地改變宿主的免疫反應，而必須依靠其他病原或因子共同作用。

資料表示，PCV2 與PPV、PRRSV、豬肺炎支原體與細菌尤其是革蘭氏陰性菌等共同感染，增強了病毒復制，加重了PCV2 感染的臨床癥狀。免疫刺激物和疫苗也增強了病毒復制，產生嚴重的病癥，由此推斷免疫系統受到了激活，促進了PCV2 的增殖，或者其他未知因素可能增強了2 種共同感染病毒的增殖。很多實驗證實，單一接種病毒不會出現臨床疾病，即使在淋巴組織中存在大量的病原。然而，有趣的是，在免疫刺激條件下用PCV2 感染性克隆DNA 轉染SPF 豬，PMWS 也能發生[12]，進一步說明免疫系統激活對PMWS 的發生是十分重要的。

Krakowka 等[13]研究表明病毒在組織的存在量與疾病的嚴重程度是直接相關的。甚至有研究發現，盡管一定量的病毒在組織（淋巴組織、肝臟等）內，但完全沒有癥狀出現，而一旦病毒量達到或超過1011PCV2 基因/g，就會有明顯的臨床癥狀出現。

Louise 等[14]進 行 引 發PMWS 的協同因子試驗發現，PMWS 豬提取的PCV2 DNA 與未發病豬提取的PCV2 DNA 編碼cap 蛋白的基因出現19 個氨基酸的差異，編碼rep 蛋白的基因存在2 個氨基酸的差異，結果推測PCV2 毒株的變異可能是PCV2 引發PMWS 的重要因素之一。

此外，飼養管理條件對PCV2 的感染也是至關重要的，不良的飼養管理條件也是引發 PMWS 的因素之一。

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