综述:整合流行病学、免疫学和宿主遗传学控制山羊小反刍兽疫

《Viruses》:Integrating Epidemiology, Immunology, and Host Genetics for Controlling Peste des Petits Ruminants in Goats

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月14日 来源:Viruses 3.5

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  小反刍兽疫(Peste des petits ruminants,PPR)是一种高度传染性的跨界病毒性疾病,感染绵羊和山羊,在非洲、中东和亚洲造成重大经济损失和生计破坏。山羊往往比绵羊受到更严重影响,尤其是在地方性流行的小农户系统中,高周转率、营养应激和有限的

  
小反刍兽疫(Peste des petits ruminants,PPR)是一种高度传染性的跨界病毒性疾病,感染绵羊和山羊,在非洲、中东和亚洲造成重大经济损失和生计破坏。山羊往往比绵羊受到更严重影响,尤其是在地方性流行的小农户系统中,高周转率、营养应激和有限的兽医基础设施持续维持病毒传播。尽管存在有效的减毒活疫苗和正在进行的FAO–WOAH全球根除计划,PPR仍然广泛分布,表明仅靠疫苗接种而不了解宿主、病毒和环境因素对疾病持续存在的决定作用是不够的。本综述综合了山羊PPR预防和控制三个相互关联支柱的当前知识:流行病学、免疫学和宿主遗传学。研究人员总结了PPR传播的流行病学驱动因素以及这些因素如何影响地方性流行环境中的疾病负担。研究人员回顾了PPR病毒(PPRV)感染和疫苗免疫的免疫生物学,重点关注先天抗病毒感知、适应性免疫保护、病毒诱导的免疫抑制以及疫苗性能的现场决定因素。最后,研究人员审查了宿主对PPR遗传韧性的新兴证据,重点强调免疫基因组学和转录组学发现,以及诸如孟加拉黑山羊等本地品种作为基因组资源的相关性。当前证据表明,对PPR的遗传韧性很可能是多基因的,且尚未得到充分表征,尽管基因组和转录组工具提供了识别降低易感性、减轻疾病或改善疫苗反应标记的机会。可持续控制山羊PPR将需要结合大规模疫苗接种、监测、改善饲养管理以及以宿主为中心的免疫基因组学研究的综合策略,以增强畜群韧性并加速全球根除的进展。
1. 引言
小反刍兽疫(PPR)是一种由小反刍兽疫病毒(PPRV)引起的、主要感染绵羊和山羊的严重跨界病毒性疾病,临床表现为发热、眼鼻分泌物、口炎、腹泻和支气管肺炎,在免疫幼稚群体中发病率和死亡率高。山羊较绵羊更易感,对非洲、中东和亚洲的小农户生计造成重大影响。尽管已有有效减毒活疫苗和FAO–WOAH全球根除计划,PPR仍在70多个国家流行,年经济损失估计为15至21亿美元。仅靠疫苗无法实现根除,需理解宿主、病毒和环境因素的相互作用。本文以孟加拉黑山羊为区域案例,整合流行病学、免疫学和宿主遗传学三个视角,提出可持续控制框架。

2. 检索策略与证据综合
本文为叙述性综述,而非系统综述。检索主要在PubMed数据库进行,辅以向后参考文献追踪和WOAH/FAO官方灰色文献。检索覆盖九个概念模块,并设定明确的纳入与排除标准。初步检索获得4822条记录,经标题摘要筛选和全文评估后,最终引用81篇文献。证据综合采用显式分级:山羊直接研究权重最高,其次为混合绵羊/山羊研究、其他麻疹病毒属系统(如麻疹病毒、牛瘟病毒)或一般家畜免疫学证据。作者指出单一数据库检索可能遗漏部分区域文献。

3. 山羊PPR的流行病学
3.1 疾病频率与全球发生
PPR在撒哈拉以南非洲、北非、中东和亚洲大部分地区地方性流行,影响超过17亿只绵羊和山羊。血清学调查显示,孟加拉国山羊合并流行率约31%,表明病毒持续循环。不同研究间的患病率差异受研究设计、诊断方法和疫苗史影响。

3.2 山羊种群中的分布
年龄是重要宿主决定因素,4至12月龄山羊风险最高,与母源抗体消退和混群暴露相关。性别影响不一致,可能反映管理差异而非内在生物学差异。品种间临床结局差异已有观察,但机制不明。空间上,PPRV分为四个谱系,谱系IV目前全球占主导;2024年希腊、罗马尼亚和保加利亚首次报告疫情。时间上,疫情呈季节性聚集,与动物流动、市场聚集和营养应激相关。

3.3 发生和传播的决定因素
病原方面,PPRV为副黏病毒科麻疹病毒属病毒,单血清型但分四个谱系,谱系IV分布最广。风险因素包括幼龄、未接种疫苗、新动物未隔离、市场或公地混群、生物安全差、营养和生理应激。保护因素包括有效疫苗接种、群体免疫、隔离和良好管理。

3.4 山羊中的传播动态
PPRV主要通过急性期呼吸道分泌物和排泄物密切接触传播,潜伏期通常4至6天。基本再生数(R0)估计随环境变化。实际所需疫苗接种覆盖率通常高于理论群体免疫阈值,约70%或更高用于阻断高危人群传播。

4. 山羊PPR的免疫学
4.1 对PPRV感染和疫苗的先天免疫反应
病毒经信号淋巴细胞激活分子(SLAM/CD150)进入免疫细胞,通过nectin-4感染上皮。宿主模式识别受体(PRRs)如内体Toll样受体和胞质RNA感受器(RIG-I、MDA5)识别病毒RNA,诱导I型干扰素(IFN-I)和炎症因子。PPRV V蛋白通过作用于RIG-I/MDA5和JAK-STAT通路拮抗干扰素信号。

4.2 对PPRV的适应性免疫和疫苗诱导保护
中和抗体主要针对血凝素(H)和融合蛋白(F)糖蛋白,细胞免疫参与病毒清除和记忆形成。减毒活疫苗株(Nigeria 75/1和Sungri/96)可诱导大多数动物血清转化,保护持续数年。现场效果受母源抗体干扰、营养状况、并发疾病和冷链完整性影响。

4.3 PPRV诱导的免疫抑制与免疫能力
PPRV高度嗜淋巴,感染SLAM/CD150阳性细胞导致淋巴耗竭、白细胞减少和继发感染风险增加。免疫抑制机制包括直接感染白细胞、干扰素应答抑制、淋巴细胞增殖障碍等。减毒活疫苗不重现这种深度免疫抑制表型,因此现场安全性较好。

4.4 疫苗作为增强群体免疫的工具
疫苗接种是提高群体免疫的核心。常规减毒活疫苗广泛使用;热稳定制剂已在孟加拉国等地区开发应用。重组、病毒载体和DIVA候选疫苗仍处于实验或临床前阶段,尚未获许可用于常规现场免疫。

4.5 营养、肠黏膜免疫和免疫生物制剂支持
营养状况显著影响免疫能力和疫苗应答。蛋白质、能量、维生素和微量元素缺乏可削弱免疫功能。益生菌和免疫生物制剂在其它病原系统中显示调节黏膜免疫的潜力,但尚无直接证据表明其影响山羊PPRV感染或疫苗应答。

5. 用于PPR控制的宿主遗传学
5.1 孟加拉黑山羊基因组资源及其与PPR研究的相关性
已发布孟加拉黑山羊基因组组装约3.04 Gb,注释26,458个基因模型,并鉴定大量单核苷酸多态性(SNPs)和插入缺失(indels)。这些资源是进行全基因组关联研究(GWAS)和选择信号分析的基础,但尚未直接证明该品种具有遗传抗性。

5.2 与宿主–病毒相互作用相关的PPRV基因组特征
PPRV基因组全长15,948个核苷酸,基因顺序为3′-N-P/C/V-M-F-H-L-5′,编码核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、融合蛋白(F)、血凝素蛋白(H)和大聚合酶蛋白(L)及辅助蛋白C和V。H和F介导受体结合和膜融合,V蛋白参与干扰素拮抗。

5.3 宿主–PPRV相互作用的分子遗传学
候选基因包括模式识别受体如TLR7等,但尚无重复性关联研究。转录组研究显示,PPRV感染改变干扰素信号、凋亡和炎症相关基因表达,如TRIM56和IRF家族成员。比较基因组学发现免疫相关基因拷贝数变异,如TRIM5、CFH等。这些证据支持多基因韧性模型,但尚未建立因果联系。

5.4 遗传控制PPR的前景
利用育种提高抗病力仍处于早期阶段。当前优先工作是进行标记发现和表型定义,包括实验室确诊感染状态、存活率、临床严重度、病毒载量和疫苗应答性状。基因编辑(如CRISPR-Cas9)因缺乏已验证的因果基因而尚不成熟,近期路径应是用免疫基因组学支持标记辅助选择和本地品种保护。

6. 讨论与建议
6.1 整合流行病学、免疫能力和宿主遗传学
流行病学决定暴露风险,免疫能力决定抗病毒效率和疫苗保护强度,宿主遗传变异进一步修饰这些免疫反应。现场经验表明,高危人群中约70%或更高的疫苗接种后免疫水平可能有助于阻断传播,但实际阈值受局部流行病学和群体更新影响。宿主遗传学证据指向多基因韧性表型,而非单一主效基因。

6.2 研究优先事项
未来需要开展纵向现场研究,将实验室确诊的PPR结局与品种、系谱、疫苗接种和管理变量关联;整合基因组分型、转录组学、血清学和临床表型的免疫基因组学研究;在本地品种中评估疫苗的中和抗体动力学、细胞介导免疫和保护持续时间;探索免疫生物制剂的辅助潜力;并利用基因组学支持标记发现和遗传资源保护。

7. 结论
可持续控制PPR需要从将疫苗接种视为独立干预转变为理解PPR为病毒、宿主和环境因素相互作用的生物流行病学复杂疾病。流行病学、免疫学和宿主遗传学共同构成疾病持续或消除的框架。未来研究应整合现场流行病学、系统免疫学、多组学和数量遗传学,以改善对宿主–病毒相互作用的理解,并支持基于证据的PPR预防和控制策略,最终促进全球根除目标的实现。
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