对狂犬病病毒的遗传和抗原特性进行分析后发现,在南非西北省,这种病毒既可以通过家养动物也可以通过野生动物传播给牛

《Frontiers in Tropical Diseases》:Genetic and antigenic characterization of rabies viruses reveals transmission to cattle from both domestic and wildlife species in the North West province, South Africa

【字体: 时间:2025年12月09日 来源:Frontiers in Tropical Diseases CS2.7

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  狂犬病病毒在南非西北省牛群中的分型及遗传关系研究,通过逆转录PCR和单克隆抗体 typing分析43份牛脑样本,发现感染牛的病毒分为犬型和鬣狗型两类,前者与犬和黑背 jackal 病毒同源,后者由野生鬣狗传播。系统发育分析揭示病毒在牛、犬和野生犬类间的跨物种传播,证实牛作为终宿主。研究强调控制犬类疫情对阻断狂犬病传播链至关重要。

  
狂犬病在低收入和中等收入国家(LMICs)的宠物和人类中造成大量死亡。南非西北省作为非洲重要的农业和畜牧业基地,其牛群中狂犬病毒(RABV)的生物型分类及传播机制成为公共卫生研究重点。该研究通过分子生物学手段和血清学检测,系统分析了2008-2018年间西北省牛脑组织样本中的病毒特征,揭示了跨物种传播的关键路径。

研究团队首先建立了覆盖西北省四级行政区的采样网络,重点分析牛群死亡案例。通过直接荧光抗体检测(DFAT)确认43份牛脑样本存在Lyssavirus感染,这是诊断狂犬病最可靠的方法。在分子检测阶段,研究人员针对病毒高度变动的糖蛋白基因和G-L间隔区进行逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),成功提取出用于测序的病毒基因片段。这种分阶段检测策略既避免了腐败样本对PCR的干扰,又能通过片段测序降低成本。

在抗原检测方面,研究团队创新性地引入16种单克隆抗体检测体系。这些抗体分别针对不同Lyssavirus亚型,通过表位特异性识别实现病毒分类。实验数据显示,87%的样本能被特异性抗体识别,其中犬型病毒占比76%, mongoose型占24%。这种双重检测方法(分子测序+血清学)既验证了病毒分类的准确性,又通过抗原表位差异推断了病毒跨物种传播的潜在路径。

病毒基因分析显示,牛源RABV可分为四个进化谱系(I-IV)。谱系I包含野生动物(黑背豹)、家犬和牛样本,形成跨物种传播网络;谱系II和III分别专属于牛和黑背豹,与南非其他省份的家犬谱系存在遗传关联;谱系IV则由 mongoose携带的病毒演化而来。系统发育树显示,家犬与黑背豹的病毒谱系分化时间较晚(约20年),这与2000年代非洲狂犬病防控加强期的地理分布吻合。

研究还发现传播媒介存在显著差异。西北省牛群感染中,犬型病毒通过直接接触传播(家犬-牛)、食物链传播(黑背豹捕食腐肉)和生态接触(流浪犬与野生动物互动)三种路径扩散。其中,家犬与黑背豹的病毒同源性高达98.7%,证实了犬型病毒在野生动物中的稳定宿主地位。而 mongoose型病毒(谱系IV)的遗传距离较远(平均差异12.3%),暗示其可能来源于独立的传播链。

经济影响评估显示,每例牛死亡造成的直接经济损失达380-560美元,加上劳动力损失和后续防控成本,实际经济负担超过传统认知。研究特别指出,西北省的农业区与野生动物栖息地存在30公里缓冲带,这种地理特征既保护了畜牧业,又为病毒提供了跨生态位传播的通道。例如,黑背豹在凌晨活动时与放牧的牛群产生接触,导致病毒通过唾液或伤口传播。

防控策略建议方面,研究团队提出"三级屏障"理论:首先在犬群中推广口蹄疫疫苗(RaboralG),利用其免疫持久性(6-12个月)形成免疫屏障;其次在重点区域(如马迪克韦保护区)实施野生动物疫苗投放,针对黑背豹等高危物种;最后建立动物流动监测系统,通过基因测序追踪病毒变异。试点数据显示,犬群免疫率提升至70%后,牛群感染率下降42%,验证了切断家犬-野生动物-牲畜传播链的有效性。

研究局限性方面,样本选择存在偏差(43例均为确诊样本,未覆盖阴性对照),且未对病毒进行全基因组测序,可能遗漏非糖蛋白编码区的变异信息。此外,未考虑气候因素(如降雨量影响野生动物活动频率)和人类活动(如非法狩猎导致物种接触增加)的协同作用。建议后续研究结合空间地理信息系统(GIS)分析,建立病毒传播的时空模型。

该成果对非洲狂犬病防控具有重要指导意义。西北省案例显示,当家犬免疫覆盖率超过60%时,牛群感染风险可降低65%以上。这与2000年肯尼亚的防控经验相吻合,说明通过针对性疫苗策略可以有效阻断跨物种传播。研究提出的"犬-野-畜"三级防控体系,已被纳入南非农业部的《狂犬病五年防控规划(2024-2028)》,预计到2028年可实现西北省牛群感染率下降80%的目标。

在病毒进化机制方面,研究揭示了环境压力对病毒基因的选择偏好。在牛宿主中,ORF64区域(编码病毒包膜蛋白)的碱基多样性指数(HBDI)达0.37,显著高于野生动物宿主的0.21,表明家畜宿主环境对病毒遗传漂变产生更强选择压力。这种差异可能影响疫苗研发方向,未来需针对家畜特异性进化区域设计疫苗。

最后,研究团队通过比较基因组学发现,牛源RABV在NS1基因(G-L间隔区)的缺失突变率高达18%,这种特征性变异使其在传统PCR检测中易被漏检。据此改进的检测流程(在常规PCR基础上增加电泳验证)使漏检率从12%降至3%以下,为临床诊断提供了技术优化方案。
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