《Zoonoses and Public Health》:Evidence of West Nile Virus Infections in Wild Boars (Sus scrofa) in the Netherlands, 2018–2021
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引言:正黄病毒(Orthoflaviviruses)正在欧洲出现,对动物和公共卫生具有潜在重大影响。乌苏图病毒(USUV)和西尼罗病毒(WNV)分别于2016年和2020年在荷兰首次检出。野猪(Sus scrofa)被认为是检测正黄病毒传播的有趣群体。研究人员
引言:正黄病毒(Orthoflaviviruses)正在欧洲出现,对动物和公共卫生具有潜在重大影响。乌苏图病毒(USUV)和西尼罗病毒(WNV)分别于2016年和2020年在荷兰首次检出。野猪(Sus scrofa)被认为是检测正黄病毒传播的有趣群体。研究人员旨在提供荷兰野猪中USUV和WNV感染的流行病学见解,并进一步探讨在考虑交叉反应模式情况下对血清学结果的解释。
方法:对2018年至2021年采集的共1504份野猪血清采用筛查ELISA进行检测。阳性样本通过病毒中和试验(VNT)进行确认。研究人员使用三级贝叶斯分层模型解释个体观察到的血清学结果。
结果:研究人员发现了整个研究期间野猪中存在WNV感染的证据,既往感染概率从2020年的7.82%到2019年的13.02%不等。研究结果显示,在四年研究期间,USUV既往感染呈下降趋势,从2018年的24.00%降至2021年的5.37%。此外,研究人员估计了针对两种病毒的直接和交叉反应滴度反应,包括发生交叉反应的概率。
结论:本研究表明,野猪中的WNV感染发生在2020年检测到首批人类病例之前。对野猪中的正黄病毒进行监测可为监测WNV和USUV等蚊媒病毒提供便捷方法。
欧洲地区正黄病毒(Orthoflavivirus,黄病毒科(Flaviviridae)中的一属病毒)的流行呈上升趋势,对动物和公共卫生构成潜在威胁。乌苏图病毒(Usutu virus, USUV)和西尼罗病毒(West Nile virus, WNV)分别于2016年和2020年在荷兰首次发现。这些病毒主要由库蚊(Culex spp.)传播,在鸟类与蚊虫之间维持地方性动物传播循环。人类感染通常无症状或症状轻微,但WNV可导致少数感染者出现严重疾病甚至死亡。由于终末宿主(如野猪)的病毒血症持续时间短暂,直接病毒检测常常失败,因此血清学检测成为追忆既往感染的主要手段。然而,WNV与USUV同属日本脑炎血清复合群,抗原交叉反应严重干扰血清学结果解释。此外,个体抗体应答差异、抗体随时间消退、共感染与再感染等因素进一步增加了判读难度。传统的四倍滴度差异判定标准可能无法区分单病毒感染与交叉反应,导致感染概率估计偏差。为解决这些问题,研究人员将统计建模方法引入血清学数据分析,以期在考虑交叉反应和检测误差的前提下,更准确地估计病原体传播动态。
该研究由荷兰瓦赫宁根生物兽医研究等机构的研究人员实施,基于2018–2021年荷兰全国野猪监测计划收集的血清样本,系统评估了USUV和WNV在野猪种群中的感染情况。研究结果表明,WNV在2020年荷兰首次报告人类病例之前已在野猪中流行,这一发现对理解病毒的早期传播链具有重要意义。同时,研究证实野猪作为哨兵动物在蚊媒病毒监测中的潜在价值。相关成果发表于《Zoonoses and Public Health》。
研究使用的样本来源于荷兰野猪监测计划,由猎人在狩猎后通过心脏穿刺采集血清,并送至瓦赫宁根生物兽医研究所实验室。2018–2021年每年随机选取约380份血清,共计1504份。所有样本先经商品化物种非依赖性ELISA筛查,阳性或可疑样本随后采用病毒中和试验(Virus Neutralization Test, VNT)分别检测WNV和USUV中和抗体。为使模型能够区分真实感染与检测误差,研究人员还纳入了两组阴性对照人群:荷兰家猪(n=14)和挪威野猪(n=50)。在统计分析中,研究人员构建了一个三级贝叶斯分层模型(3-level Bayesian hierarchical model),该模型联合估计个体感染状态、抗体反应(直接反应与交叉反应)以及观察误差。模型参数通过马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo, MCMC)方法在Rstan中实现估计,并进行了敏感性分析与模型充分性评估。
3.1 血清学结果:在1504份血清中,30.65%(461/1504)呈ELISA阳性或可疑,且阳性比例从2018年的44.89%逐年下降至2021年的20.62%。由于样本量不足或无法判读,55份ELISA阳性样本被排除,最终405份ELISA阳性样本进入模型。基于经典四倍滴度差异判读,USUV阳性呈逐年下降趋势,而结论模棱两可(equivocal)的个体比例在不同年份为5.08%至21.24%不等。这一结果表明,单独使用传统判读方法难以区分单病毒感染与交叉反应。
3.2 模型结果:与不考虑交叉反应的模型相比,纳入交叉反应的基线模型拟合更优(基于LOOIC比较)。模型估计显示,WNV既往感染概率在研究期内为7.82%(2020年)至13.02%(2019年),USUV则从2018年的24.00%降至2021年的5.37%,与经典判读趋势相似但数值更高。WNV感染后预期滴度为39.97,USUV感染后为42.41;交叉反应方面,WNV感染使USUV滴度平均增加27.21,USUV感染使WNV滴度平均增加31.87。WNV感染后发生USUV交叉反应的概率为52.99%,而USUV感染后发生WNV交叉反应的概率为63.17%。观察误差方面,WNV的假阳性概率为9.07%,假阴性概率为10.35%,USUV则分别为2.00%和3.00%;其他观察误差(ε)约在23%–26%。模型模拟还预测,在单病毒感染中,相当大比例的个体因交叉反应而被判读为模棱两可;在共感染动物中,68%会被经典方法判为模棱两可。这些结果揭示了经典方法的局限性,并量化了交叉反应和检测误差对流行率估计的影响。
讨论部分指出,野猪中WNV中和抗体的高比例超出预期,与波兰等欧洲国家未见ELISA阳性的结果形成对比,也明显高于荷兰马和犬的血清阳性率。研究提供了WNV在2018年或之前即已存在的证据,可能与2018年欧洲大规模WNV暴发及当年温暖夏季有利于病毒传播有关。虽然野猪活动范围有限,但不能排除个别动物在德国、比利时或卢森堡等邻国感染的可能。USUV感染概率的下降趋势与2016年大暴发后鸟类中病毒循环减弱相符。研究人员认为,野猪因暴露于蚊虫频率高、活动范围有限且未接种疫苗,是合适的哨兵动物,可补充现有监测体系。研究也存在局限性:缺乏配对阳性/阴性对照血清、无法进行RNA检测导致感染时间不确定,以及模型不能完全消除交叉反应的影响。未来应结合其他终末宿主(如野鸟、马、鸡)的监测,进一步明确局部传播动态。
研究结论:本研究表明,野猪中的WNV感染发生在2020年检测到首批人类病例之前。对野猪中的正黄病毒进行监测可为监测WNV和USUV等蚊媒病毒提供便捷方法。