西山生物

病原体简介

犬肠道冠状病毒

COVID-19的暴发流行,再次引起了人们对冠状病毒的关注。冠状病毒是一类具有囊膜的RNA病毒,可感染多种动物和人的肠道和呼吸系统。冠状病毒属于巢状病毒目的冠状病毒科(Coronaviridae)。冠状病毒科中的正冠状病毒亚科由α冠状病毒(Alphacoronavirus)、β冠状病毒(Betacoronavirus)、γ冠状病毒(Gammacoronavirus)和δ冠状病毒(Deltacoronavirus)这四个属组成。其中感染犬的冠状病毒有α冠状病毒属的肠道冠状病毒和β冠状病毒属的呼吸道冠状病毒(Canine respiratory coroavirus,CRCoV)。

由犬冠状病毒引起的病毒性腹泻是一种感染率高,死亡率低的接触性传染病,常与细小病毒,轮状病毒等其他病原体混合感染,加重临床症状,甚至导致死亡,因此该病毒一直备受兽医和犬繁育基地的关注。接下来将从病原学、流行病学和临床症状等方面向大家介绍犬冠状病毒这病原体。

病原学

 

冠状病毒颗粒大多呈圆形,少数呈多样形,直径80nm~120nm,遗传物质为线状单股正链RNA分子。在所有的RNA 病毒中,冠状病毒拥有最大的基因组,大小为27.6kb~31kb。基因组的5′端三分之二包含复制酶基因,其由两个重叠的开放阅读框ORF1a和1b组成。位于ORF1b下游的是多达11个ORF,编码4种常见的结构蛋白和一组可变的辅助蛋白。

犬肠道冠状病(Canine coronavirus, CCoV)属于冠状病毒科,冠状病毒属、α-冠状病毒-1种(Alphacoronavirus-1)成员,是单股、正链、有囊膜的RNA病毒。CCoV有四种主要结构蛋白:E(包膜蛋白)、M(膜蛋白)、N(核衣壳蛋白)和S(刺突蛋白)。E蛋白在病毒包膜组装中起重要作用。S糖蛋白介导病毒与特异性细胞受体的附着以及包膜和质膜之间的融合,也是病毒中和抗体的主要诱导物。M蛋白(III型糖蛋白)是二十面体结构组分,含有一个线性正链RNA分子,核衣壳蛋白(N)与RNA复合,形成病毒包膜内的螺旋衣壳。

根据在冠状病毒中观察到的突变和遗传进化,将CCoV菌株分为两组,CCoV I型(CCoV-1)和II型(CCoV-2)。CCoV-2又分为两个亚型:CCoV-2a和CCoV-2b,前者是经典的CCoV,后者是由CCoV-2a与TGEV重组而来的。CCoV-2a已根据毒力进化成两种不同的致病亚型(肠/经典和泛嗜性)[1]。在意大利一家宠物店的幼犬中分离出来一种高毒力CCoV-2a毒株,称为泛嗜性CCoV,由于突变而转化成泛嗜性病毒。

流行病学

 

CCoV感染犬、狐狸和浣熊等动物,易感动物是各种品种和年龄的犬类,但幼犬最易感染,且幼犬的发病率和死亡率均高于成年犬。主要通过粪便-口腔途径传播,食入污染的饲料和饮水等,然后经消化道感染。病犬和带毒犬是主要传染源,虽然CCoV的患病率随季节而变化,但该病毒全年都会出现,春季发病率高,传播较快,一旦发病可以波及整个犬舍。研究调查显示中国大陆犬类冠状病毒的总流行率为33%,与年龄有关,但与性别、季节和免疫状况无关,CCoV-2a是目前在中国流行的主要基因型[2]。

临床症状及病理变化

 

CCoV感染后主要引起犬轻度或中度肠炎,表现为状神不振,食欲减退,鼻镜干燥,呕吐,腹泻,粪便呈粥样或水样,红色或暗褐色,或黄绿色,混有黏液或少量血液。成年犬感染CCoV后通常可自愈,但幼犬感染后症状较为严重,特别与其他病原体混合感染时,可能导致死亡。

由于CCoV在肠绒毛尖端成熟肠细胞和侧肠细胞中复制,导致细胞变性,坏死,特征是肠细胞萎缩、细胞刷缘丢失以及坏死细胞脱落到肠腔内,从而导致临床消化不良、吸收不良和腹泻。CCoV感染的重症病例中,病理变化为肠管膨胀,管壁变薄,充满水样、白色或黄绿色粪便。有的肠系膜淋巴结出现水肿及肿大,并伴有肺多灶性实变以及肝、脾、肾等器官出血变性。

表格 1 主要伴侣动物感染冠状病毒的临床和病理特征[3]

病毒

主要靶器官

原宿主细胞

疾病/症状

传输

α冠状病毒属

猫肠道冠状病毒

消化道

肠细胞

无症状至轻度胃肠炎和腹泻

直接联系;粪口、母体脱落

猫传染性腹膜炎病毒

网膜、血清/胸膜表面、肝脏、肾脏、淋巴结、眼睛、脑

单核细胞、巨噬细胞

腹膜炎,胸部和腹部积液,中枢神经系统和眼部体征。

罕见或无水平传播

雪貂肠道冠状病毒

消化道

肠细胞

流行性卡他性肠炎

粪-口

雪貂全身性冠状病毒

脾脏、肠系膜淋巴结、肠、肾、肝、肺、脑

未知

体重减轻、厌食、腹泻、腹部肉芽肿/肿块、中枢神经系统体征

未知

犬肠道冠状病毒

消化道

肠细胞

轻度胃肠炎和腹泻;严重肠炎和全身体征

粪-口

羊驼呼吸道冠状病毒

呼吸道

呼吸道上皮(假定)

轻度至重度呼吸系统疾病

气溶胶(假定)

β冠状病毒属

犬呼吸道冠状病毒

呼吸道

呼吸道上皮

轻度上呼吸道疾病

气溶胶

马冠状病毒

消化道

肠细胞

发烧,厌食,嗜睡;较少见,腹泻、绞痛、神经系统体征

粪-口

羊驼肠道冠状病毒

消化道

肠细胞(假定)

肠炎、严重腹泻

粪-口(假定)

检测方法

 

病毒的分离、培养是国际公认的病原学诊断的“金标准”。但是操作复杂,需要特定的试验条件,因此临床上采用的CCoV免疫胶体金检测试纸条诊断病犬。在血清学检测中,有的以感染CCoV的CRFK细胞裂解物为抗原,有的会选择通过表达N或M蛋白或S蛋白的多表位抗原为包被抗原建立ELISA检测方法进行血清学诊断。随着分子生物学的发展,PCR技术成为检测CCoV的常用技术,包括普通PCR、荧光定量PCR、数字PCR等,可以快速进行病原的鉴定,也可以进行病毒的基因型鉴定。有研究表明,S和M基因适合鉴定泛嗜性CCoV毒株[1],由于S基因水平的PCR灵敏度似乎较低,仅使用S基因进行诊断可能导致假阴性,因此研究者建议通过S和M基因鉴定泛嗜性CCoV毒株。也有研究者针对CCoV I和CCoV II的M基因保守区设计引物对,建立了一种检测和鉴别犬CCoV I和CCoV I的纳米PCR方法[4]。随着科学技术的快速发展,针对CCoV的检测方法越来越多,选择也越来越多。

犬肠道冠状病毒是一种致病性病毒,尽管不被认为是一种高致死率的犬肠道病原体,但在全球范围内感染犬,引起肠道问题。存在与其他冠状病毒发生重组事件的可能,从而导致新病毒的出现的潜在危险,同时也会影响犬商业繁育基地的健康发展。

犬作为非啮齿试验动物,是临床前研究行业中独特的动物模型,研究实验需要最高质量的试验动物,因此为了避免感染,干扰实验结果,需要对试验动物进行健康监测。欧洲实验动物科学联合会(FELASA)对猫、犬和猪的繁殖和实验单位的健康监测的建议中,要求对犬肠道冠状病毒进行健康检测。因此对犬肠道冠状病毒的监测和检测无论是对宠物犬还是试验犬都是十分有必要的。

参考文献

 

[1] Timurkan MO, Aydin H, Dincer E, Coskun N. Molecular characterization of canine coronaviruses: an enteric and pantropic approach. Archives of Virology, 2021, 166(1): 35-42.

[2] Dong B, Zhang X, Bai J, Zhang G, Li C, Lin W. Epidemiological investigation of canine coronavirus infection in Chinese domestic dogs: A systematic review and data synthesis. Preventive Veterinary Medicine, 2022, 209: 105792.

[3] Haake C, Cook S, Pusterla N, Murphy B. Coronavirus Infections in Companion Animals: Virology, Epidemiology, Clinical and Pathologic Features. Viruses, 2020, 12(9).

[4] Qin T, Wang J, Cui SJ. Development of a nanoparticle-assisted PCR assay to distinguish canine coronaviruses I and II. J Vet Diagn Invest, 2021, 33(1): 104-107.