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这篇综述聚焦犬圆环病毒(CanineCV),详细阐述了其遗传特征、分类、流行病学等方面。CanineCV 影响犬类及野生犬科动物健康,常与其他病毒共感染。文中还探讨了诊断方法、预防策略及研究空白,为深入了解该病毒提供重要参考。
犬圆环病毒:犬类和野生犬科动物中的一种新兴病毒
在生命科学的广袤领域中,病毒的研究始终占据着重要地位。近年来,一种名为犬圆环病毒(Canine Circovirus,CanineCV)的病毒逐渐进入人们的视野,它正悄然威胁着犬类和野生犬科动物的健康。
一、犬圆环病毒的发现与背景
病毒的进化是一个复杂的过程,与病原体 - 宿主 - 环境之间的相互作用以及众多已知和未知因素相关。随着先进诊断技术的不断优化,新的病毒不断被发现。圆环病毒科(Circoviridae)属于一类具有环形单链 DNA 和复制酶相关蛋白(rep)的病毒,是病毒大家庭中的重要成员。CanineCV 便是其中之一,它于 2012 年在美国首次被报道。然而,研究发现,早在 1996 年北极狐群体中就存在该病毒的踪迹,这表明其在自然界中存在的时间可能比我们想象的更久。
尽管 CanineCV 的检测范围在不断扩大,但我们对它的了解仍存在诸多空白,尤其是其致病机制和进化历程,还需要进一步深入研究。同时,CanineCV 经常与其他犬类病毒共同感染宿主,这使得诊断和治疗变得更加复杂。
二、病毒遗传特征和分类
CanineCV 属于圆环病毒属,是哺乳动物中最小的自我复制单链 DNA 病毒,其直径约为 20 纳米,呈共价二十面体结构且无包膜。它拥有约 2kb 的环形基因组,包含两个反向排列的开放阅读框(ORFs),分别编码 Rep 和 Cap 蛋白,长度分别为 303 和 270 个氨基酸。Rep 基因相对保守,而 cap ORF 则表现出更高的异质性。在两个 ORFs 之间,有一段由 9 个核苷酸(TAGTATTAC)组成的保守序列,这是病毒的复制起点,具有茎环稳定结构,启动滚环复制过程。
此外,最近还发现了一个额外的 ORF3,但其功能尚待进一步研究。病毒在细胞周期的 S 期,通过招募细胞的 DdDp 酶,形成环形双链复制形式(RF)的过渡性 DNA,以此为模板进行基因组复制,最终通过滚环复制(RCR)产生更多的病毒单链 DNA,实现病毒颗粒的增殖。
圆环病毒具有很强的遗传可塑性和灵活性,能够跨越物种屏障感染新的宿主。CanineCV 也不例外,其基因组会发生自然选择、单点突变和重组事件,其中纯化选择是影响其基因组进化的主要压力。研究已发现该病毒基因组存在多种潜在的重组事件,涉及不同基因型之间以及基因型内部的重组,这些重组事件的亲本来源广泛,凸显了对其基因组重组进行密切监测的重要性。
三、流行病学
- 在野生食肉动物中的分布:截至 2023 年 11 月,CanineCV 已在全球多个国家被检测到,包括南北美洲、欧洲和亚洲的 15 个以上国家。在巴西,健康犬血液样本中该病毒的检出率为 1.34%,且在一只患有呕吐和间歇性出血性胃肠炎的犬粪便中进行了全基因组特征分析。在阿根廷,CanineCV 在致命性胃肠炎患病犬的多个器官中被发现,并且在 16.6% 的犬细小病毒 2 型(CPV - 2)阳性犬中也检测到了该病毒。在欧洲,意大利首次报道了幼犬因感染 CanineCV 而引发致命性肠炎的疫情。此后,多个研究在意大利和德国的犬类样本中检测到该病毒,且发现其常与其他病毒共同感染。在亚洲,中国、泰国、越南和中国台湾等地都有相关研究报道。中国部分地区腹泻犬中 CanineCV 的阳性率较高,泰国在有呼吸道症状的犬中发现了可能的重组病毒,越南的检出率最高,且存在两种不同基因型(CanineCV - 1 和 - 3)。在西亚和中东地区,伊朗和土耳其也有相关报道,伊朗还发现了一种新的基因型(CanineCV - 6)。
- 在其他动物中的发现:除了犬类,CanineCV 还在牛、家猫等动物中被发现,这表明其宿主范围可能更广。在狐狸中,该病毒及其相关病毒多次被报道,不同地区狐狸的感染率有所差异。研究发现,狐狸体内的 CanineCV 与犬体内的病毒在进化上存在一定关联,暗示了病毒在不同物种间传播的可能性。
- 基因型分类:目前,CanineCV 被分为 6 个基因型。CanineCV - 1 主要分布在美国、欧洲和亚洲,感染犬、狼和獾等动物;CanineCV - 2、3 和 4 主要在东亚和东南亚地区流行;CanineCV - 5 与野生犬科动物相关,主要在欧洲和北美洲发现;CanineCV - 6 则是在伊朗被报道的新型基因型。不同基因型之间的序列同一性在 86% - 100% 之间。通过系统发育和比较分析,推测蝙蝠圆环病毒可能是 CanineCV 的祖先,该病毒可能从野生动物传播到犬类,类似于犬细小病毒 2 型(CPV - 2)的传播模式。但到目前为止,CanineCV 尚未在体外或体内成功培养。
四、嗜性和病理生理学
尽管科学家们试图在实验动物模型中研究宿主与 CanineCV 之间的相互作用,但目前尚未取得成功。不过,通过对病毒进行基因改造,已成功在猫肾(F81)细胞中拯救出该病毒。
CanineCV 通常与胃肠炎相关,可单独感染或与其他肠道病毒(如 CPV)共同感染。此外,在肝脏、脾脏、大脑、淋巴结、血清和扁桃体等器官中也检测到了该病毒。多项研究表明,CanineCV 可与其他病毒(如 CPV 和犬瘟热病毒 CDV)共同感染宿主。更重要的是,近期研究发现 CanineCV 能够通过阻断 1 型干扰素启动子来抑制免疫反应,与细小病毒的协同作用会加重感染动物的临床症状。
CPV 感染会导致隐窝上皮细胞和淋巴细胞坏死,随后上皮细胞和淋巴母细胞的增殖为 CanineCV 的复制提供了靶细胞。同时,共同感染可能会影响感染犬的免疫反应和病毒清除。研究还发现,CanineCV 在先前感染过细小病毒的犬的淋巴组织中更容易增殖。此外,感染 CanineCV 的犬血管受影响的位置和程度存在差异,多数感染犬的肠道和肾脏出现异常,淋巴组织中出现淋巴细胞浸润,但与猪圆环病毒 2 型(PCV - 2)感染不同,常规组织学检查未发现病毒包涵体和多核巨细胞。原位杂交(ISH)研究显示,CanineCV 分布在感染犬淋巴组织中巨噬细胞和单核细胞的细胞质中,这表明该病毒可能与免疫抑制和淋巴组织耗竭有关。感染犬可能会出现便血、出血性腹泻、呕吐加重等症状,严重时还可能引发腹水、胸腔积液、低血容量性休克、双腔出血和弥散性血管内凝血等。因此,在犬出现不寻常的血管炎时,应考虑对圆环病毒进行检测。
五、诊断、预防和控制
- 诊断方法:目前,CanineCV 的诊断主要依赖于分子检测技术,如聚合酶链式反应(PCR)或实时荧光定量 PCR(qPCR)。常用的检测样本包括粪便样本(尤其是犬出现腹泻症状时)和血液样本(当犬出现发热等症状时)。感染动物常出现血小板减少和中性粒细胞减少的情况。有研究开发了一种基于水解探针的实时荧光定量 PCR 检测方法,其检测限为 8.42×101 拷贝 /μL,比传统 PCR 的检测限(8.42×10?拷贝 /μL)高约 1000 倍,且具有高特异性、高灵敏度和高重复性,与其他病原体无交叉反应,对早期感染检测和流行病学调查具有重要价值。由于犬类多种病毒感染(如 CPV、CDV、犬冠状病毒 CCV 等)的临床症状相似,混合感染情况较为常见,给诊断带来了挑战。多重 PCR 方法可用于同时检测 CanineCV 及其他犬肠道病毒,如犬腺病毒 2 型(CAV - 2)、犬冠状病毒(CCoV)和 CPV,具有高效、灵敏、特异且成本低的优点。此外,还开发了一种使用重组衣壳酶联免疫吸附试验检测 CanineCV 抗体的方法。
- 预防和控制措施:在母源免疫力下降期间保护犬只免受感染是最有效的预防措施。然而,由于该病毒的自然宿主尚未明确,且其对环境因素具有一定的抵抗力,目前缺乏针对性的药物和疫苗,这使得病毒的传播难以得到有效控制,给预防和控制工作带来了很大困难。
六、结论
CanineCV 作为一种新兴的病毒,对全球犬类和野生犬科动物的健康构成了重大威胁。通过对现有文献的综合回顾,我们对其遗传特征、分类、流行病学、临床症状、诊断方法和预防策略有了更深入的了解。但该病毒的遗传变异性以及与其他病原体的共感染特性,给诊断和治疗带来了诸多挑战。尽管已知它与胃肠炎、呼吸道症状和神经系统疾病有关,但其确切的致病机制和进化起源仍有待进一步研究。此外,该病毒潜在的人畜共患病传播风险也不容忽视。因此,深入研究 CanineCV 的流行病学、发病机制和传播动力学,对于制定有效的预防和控制措施,减少其对犬类健康和公共卫生的影响至关重要。未来,我们需要更多的研究来填补这些知识空白,保障犬类和人类的健康。