《Pathogens》:The Lineage IV Peste des Petits Ruminants Virus Identified in Georgia in 2024 Is Genetically Distinct from the Virus Associated with the 2016 Outbreak
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小反刍兽疫(Peste des petits ruminants,PPR)是一种在亚洲、非洲和中东地区的家养绵羊、山羊及野生小反刍动物中高度传染的疾病。2024年2月,位于格鲁吉亚东南部克韦莫-卡尔特利(Kvemo Kartli)地区的一个拥有1700只绵羊的
小反刍兽疫(Peste des petits ruminants,PPR)是一种在亚洲、非洲和中东地区的家养绵羊、山羊及野生小反刍动物中高度传染的疾病。2024年2月,位于格鲁吉亚东南部克韦莫-卡尔特利(Kvemo Kartli)地区的一个拥有1700只绵羊的羊群中疑似暴发PPR疫情,其中95只动物观察到PPR特征性症状。研究人员对三只被安乐死绵羊的混合脏器样本进行了实时逆转录聚合酶链式反应(Real-time RT-PCR)以及基于凝胶的常规逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)分析。阳性扩增产物(n=3)经测序后,系统发育分析显示其属于第四谱系(Lineage IV)PPRV,且与中国、蒙古国和巴基斯坦报道的病毒相似。有趣的是,2024年格鲁吉亚的PPRV与2016年格鲁吉亚鉴定的PPRV在遗传上截然不同,这表明该病毒存在新的入侵事件。所获得的数据将对该地区PPR防控与监测工作具有重要参考价值,该地区小反刍动物生产具有高度重要性,是农户收入的主要来源。
论文解读
一、研究背景与意义
小反刍兽疫(Peste des petits ruminants,PPR)是由小反刍兽疫病毒(PPRV)引起的一种高度接触性传染病,主要感染家养绵羊、山羊及野生小反刍动物,广泛分布于亚洲、非洲和中东地区。PPRV属于副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒属(Morbillivirus)的羊麻疹病毒种(Morbillivirus caprinae),虽然血清学上为单一型,但基于核蛋白(N)基因或融合蛋白(F)基因片段,已鉴定出四个不同的遗传谱系(I–IV)。其中,谱系I和II多见于多个非洲国家,谱系III分布于中东和东非,而谱系IV则在亚洲多国、中东以及近年来的欧洲地区被频繁报道,并逐渐成为非洲大陆的优势谱系。
基于PPR带来的巨大社会和经济影响,联合国粮食及农业组织(FAO)与世界动物卫生组织(WOAH,原OIE)于2016年启动了全球根除计划(PPR GEP),目标是到2030年彻底根除该病。格鲁吉亚拥有约100万只小反刍动物(其中90%为绵羊),2016年初曾在首都第比利斯附近的一个绵羊养殖场发生过一次有限的PPR疫情,经分子检测确认为谱系IV PPRV,且与北非和东非的病毒更为接近,而非邻国土耳其的毒株。鉴于格鲁吉亚与北非和东非国家之间并无明显的小反刍动物贸易或进口联系,这一发现出乎意料。
尽管格鲁吉亚当时正准备宣布无PPR状态,2024年2月却又报告了一起疑似疫情。因此,本研究旨在描述此次疫情并对其致病病毒进行分子特征鉴定,以明确病毒来源、遗传关系及其流行病学意义。
二、研究内容与主要结论
2024年2月,格鲁吉亚东南部克韦莫-卡尔特利地区加达巴尼市加马尔维巴村的一个拥有1700只图舒里绵羊的养殖场暴发PPR疫情,共观察到95例具有PPR特征性症状的病例,包括脓性眼鼻分泌物和口腔黏膜糜烂性病变。其中77只死亡,18只被人道销毁,尸体均被处置。兽医部门通过农场消毒、隔离检疫、移动限制、销毁尸体及副产物等措施控制了疫情进一步扩散,并在限制区内外开展监测,对疑似感染动物进行选择性销毁。
研究人员对三只被安乐死绵羊的脾脏、肝脏和肾脏混合脏器样本进行实验室分析,提取总RNA后分别采用一步法实时RT-PCR和基于凝胶的常规RT-PCR进行检测,阳性扩增产物经测序后开展系统发育分析。三个样本均被检测为PPRV阳性,扩增的N基因片段(338 bp)与中国(97.33%)、巴基斯坦(97.33%)和蒙古国(96.15%)的谱系IV PPRV具有96.15%至97.33%的核苷酸一致性,与谱系I、II和III的PPRV一致性仅为82.54%至88.76%。系统发育树显示,2024年格鲁吉亚病毒形成独立分支,与已知病毒的最高核苷酸相似性仅为97.33%,且与2016年格鲁吉亚鉴定的谱系IV病毒存在6.8%的核苷酸差异(338个核苷酸中有23个不同,导致16个氨基酸改变),表明两者并无直接关联,2024年病毒可视为一次新的入侵事件。
三、主要关键技术方法
本研究采用了以下关键技术方法:一是实时RT-PCR检测,按照Kwiatek等人的方法进行一步法实时逆转录聚合酶链式反应;二是基于凝胶的常规RT-PCR扩增,使用NP3和NP4引物扩增PPRV N基因片段;三是PCR产物纯化后采用Bigdye Terminator v1.1 Ready Reaction mix进行循环测序反应,经Bigdye X Terminator纯化后上样至ABI3500遗传分析仪进行测序;四是使用Geneious Prime软件进行序列组装,利用BlastN进行比对分析并筛选参考序列;五是使用MEGA11软件以最大似然法(ML)和Kimura-2-参数核苷酸替代模型构建系统发育树,进行1000次自举重复检验。样本来源于2024年2月格鲁吉亚克韦莫-卡尔特利地区疫情暴发羊群中三只被安乐死的绵羊。
四、研究结果
4.1 病毒检测与序列分析结果
三个来自受影响羊群的样本经实时RT-PCR和常规RT-PCR检测均为PPRV阳性。扩增的N基因片段(338 bp)序列分析显示,与来自中国(97.33%)、巴基斯坦(97.33%)和蒙古国(96.15%)的谱系IV PPRV具有96.15%至97.33%的核苷酸一致性,与谱系I、II和III PPRV的一致性仅为82.54%至88.76%,确认该病毒属于谱系IV。
4.2 系统发育分析结果
系统发育树显示,2024年格鲁吉亚病毒形成独立聚类分支,与已知病毒的最高核苷酸相似性仅为97.33%。虽然N基因片段测序是PPR研究界广泛接受的用于流行病学和跨境传播推断的方法,但研究人员仍建议对格鲁吉亚病毒进行全基因组测序,如同2016年病毒所做的那样,这可能为病毒起源提供更清晰的指示。
4.3 与2016年病毒的比较结果
系统发育树同时显示,当前格鲁吉亚谱系IV PPRV与2016年格鲁吉亚鉴定的谱系IV病毒在遗传上距离较远。尽管两者均属于谱系IV,但N基因片段比较显示存在6.8%的核苷酸差异(338个核苷酸中有23个不同,导致16个氨基酸改变),表明两者不相关,2024年PPRV可视为一次新的病毒入侵。
4.4 病毒来源分析结果
2024年格鲁吉亚疫情病毒的起源尚不清楚。最相近的病毒来自中国、巴基斯坦和蒙古国的疫情,而这些国家与格鲁吉亚之间并无涉及活体动物流动的明显贸易联系。2016年疫情也呈现类似模式,当时致病病毒与埃及、埃塞俄比亚和苏丹等北非和东非流行的毒株最为接近,这些国家同样与格鲁吉亚没有明显的小反刍动物贸易或进口联系。缺乏明显的流行病学联系使得通过常规牲畜贸易途径解释病毒传入格鲁吉亚变得困难。
有观点认为,在萨姆茨赫-贾瓦赫蒂地区度过夏季放牧期并与土耳其接壤的绵羊可能曾与感染的小反刍动物共同放牧。迄今为止,土耳其是格鲁吉亚唯一报告过PPR疫情的邻国,亚美尼亚、阿塞拜疆和俄罗斯均无疫情报告,尽管最近有文献报道亚美尼亚在2019年和2020年检测到血清阳性。根据现有文献,谱系IV PPRV自至少1996年起就在土耳其流行,但无论是2016年还是2024年的格鲁吉亚PPRV均与土耳其已鉴定的病毒无关。然而需要指出的是,公共数据库中土耳其PPRV的最新遗传信息仅来自2018年(GenBank MN657232),尽管2023年11月土耳其西南部曾向WOAH报告PPR疫情。因此,为更全面了解该地区PPRV的流行情况并解释2024年格鲁吉亚PPRV的起源,应鼓励土耳其当局提供包含更多近期分离株序列数据的该国PPR疫情最新情况。
五、讨论与结论
与2016年格鲁吉亚疫情类似,2024年2月的疫情似乎也属于有限暴发,格鲁吉亚兽医当局开展的持续被动监测未再报告国内其他PPR病例。此外,FAO资助的疫苗接种计划已通过提供100万剂疫苗得以实施。
2023年至2025年间,格鲁吉亚出口了1,045,289只活绵羊,估计价值约1亿美元,主要目的地为阿塞拜疆、沙特阿拉伯、伊拉克、科威特和伊朗伊斯兰共和国。鉴于PPR可能造成的重大经济影响,该国的PPR防控具有国家层面的重要意义。本报告的发现应促使相关当局加强国内PPR监测和监控,并提供更新的流行病学数据,使该国能够宣布无疫状态。