《Transboundary and Emerging Diseases》:Concomitant Infection With Porcine circovirus 2 and Porcine Epidemic Diarrhea Virus Does Not Increase Enteritis Severity in Experimentally Infected Weaned Piglets
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为解决猪场中猪圆环病毒2型(PCV2)与猪流行性腹泻病毒(PEDV)常见共感染是否存在协同致病作用的问题,研究人员在具有PCV2母源抗体的16日龄仔猪中开展了共感染实验。结果显示,PCV2和PEDV共感染并未在病毒脱落、抗体反应、临床病理损伤等方面产生叠加效应,表明在此实验条件下,共感染未加重任一病毒的致病性。本研究为理解断奶仔猪中这两种重要病毒间的相互作用提供了重要数据。
在全球养猪业中,猪圆环病毒2型(Porcine circovirus 2, PCV2)和猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)是两种令人头疼的病原体。前者几乎遍布所有猪场,可引发一系列疾病,统称为猪圆环病毒相关疾病(PCVDs),而后者作为一种冠状病毒,能导致各年龄段猪只发生急性腹泻,对新生仔猪更是具有致命威胁。在现实猪场中,仔猪同时感染这两种病毒的情况屡见不鲜。然而,这两种病毒“同台竞技”时,是会“狼狈为奸”加重病情,还是“各自为政”互不影响,抑或是“互相拆台”?这成为一个悬而未决的科学与生产问题。有研究发现,在新生仔猪中,经胎盘感染PCV2会加剧随后PEDV感染引起的肠道损伤;但体外细胞实验又提示,PCV2和PEDV的感染顺序不同,会产生抑制或增强病毒复制的相反效果。这些矛盾的结果让两者在断奶仔猪中的相互作用更加扑朔迷离。为了厘清这一关键问题,并为现场疾病防控提供更精准的理论依据,研究人员在《Transboundary and Emerging Diseases》期刊上发表了一项针对性研究。
本研究采用实验性感染模型,旨在探究PCV2与PEDV在断奶仔猪中共感染的相互作用。研究人员从PCV2血清阳性、PEDV血清阴性的母猪获取了40头14日龄杂交仔猪,这些仔猪体内带有PCV2母源抗体,模拟了田间常见情况。仔猪在16日龄时被随机分为四组:阴性对照组(NEG-CONTROL)、PCV2单独感染组(PCV2-CONTROL)、PCV2与PEDV共感染组(PCV2+PEDV)以及PEDV单独感染组(PEDV-CONTROL)。研究持续21天,期间定期采集血液和粪便样本,并在感染后第3天和第21天分别对部分猪只进行剖检,以系统评估临床指标、病毒学、血清学及病理学变化。
为开展上述研究,作者运用了多个关键技术方法。在动物模型与实验设计上,研究使用了40头带有PCV2母源抗体的16日龄断奶仔猪,随机分为四组进行对照实验。在病毒检测与定量方面,采用了定量PCR(qPCR)检测血清中的PCV2 DNA载量,以及定量反转录PCR(qRT-PCR)检测粪便中的PEDV RNA载量。血清学分析则通过酶联免疫吸附测定(ELISA)来检测针对PCV2和PEDV的特异性IgG抗体水平。在病理学评估中,对采集的多种组织(如淋巴结、脾脏、肠道等)进行组织学检查,并利用免疫组织化学(IHC)技术原位检测PCV2和PEDV抗原在组织中的分布与数量。
3.1. 临床体征
在整个研究期间,阴性对照组和PCV2单独感染组的猪只未观察到任何临床症状。在PEDV单独感染组和PCV2+PEDV共感染组中,除了持续约7天的轻度至中度腹泻外,未观察到与PEDV或PCV2感染相关的其他临床症状。从接种到研究结束,四组猪的平均日增重没有差异。这表明,在本次实验条件下,PCV2与PEDV共感染并未导致比PEDV单独感染更严重的临床表现或生长抑制。
3.2. 抗PCV2抗体检测
所有猪只在实验开始时(0 dpi)均因母源抗体而具有高水平的抗PCV2抗体。在整个试验期间,PCV2抗体水平保持高位,在PCV2-CONTROL和PCV2+PEDV组中未观察到接种PCV2后的记忆性抗体反应。PCV2+PEDV组的抗体水平在0 dpi时高于21 dpi,表明母源抗体水平下降,而其他组间的抗体水平无显著差异。PEDV和PCV2共感染并未改变与单一感染相比的血清学特征。
3.3. 抗PEDV抗体检测
在PEDV感染的猪只中,抗PEDV的IgG抗体最早在接种后第7天(dpi 7)被检测到。到dpi 14时,所有接种PEDV的猪均发生血清转阳。PEDV-CONTROL组和PCV2+PEDV组之间的抗体水平无差异。
3.4. 血清中PCV2 DNA检测
在整个研究期间,阴性对照组和PEDV单独感染组的猪血清中未检测到PCV2 DNA。PCV2 DNA仅在dpi 14和dpi 21时,在28.5%的PCV2-CONTROL组猪和28.5%的PCV2+PEDV组猪中被检测到。两个PCV2感染组之间的血清PCV2基因组拷贝对数均值无差异。
3.5. 粪便拭子中PEDV RNA检测
在dpi 3、5和7时,所有PEDV感染组猪的粪便拭子中均检测到PEDV RNA。到dpi 14时,PEDV组和PCV2+PEDV组中排出PEDV RNA的猪只减少。至dpi 21时,没有猪只排出PEDV RNA。两个PEDV感染组之间的粪便PEDV基因组拷贝对数均值无差异。
3.6. 宏观病变、显微镜检和免疫组化
在dpi 4时,宏观病变仅限于PEDV感染猪的小肠节段性肠壁变薄,内含未消化的饲料和灰绿色液体内容物。到dpi 21时,除个别猪出现淋巴结病变外,未观察到显著的宏观病变。显微镜检和免疫组化染色结果总结于表1。在感染后第3天,PEDV感染组和PCV2+PEDV组的所有猪均出现了小肠显微病变(绒毛萎缩和淋巴细胞炎症)和丰富的PEDV抗原染色,而阴性对照组和PCV2单独感染组则没有。到第21天,所有组均未观察到小肠病变或PEDV抗原染色。淋巴病变和PCV2抗原染色仅在dpi 21时,在少数PCV2单独感染和PCV2+PEDV共感染的猪中被观察到,且程度轻微。代表性免疫组化染色切片如图3所示,其中图3A展示了PCV2+PEDV组猪在感染后3天小肠绒毛中大量的PEDV抗原(棕色染色)及绒毛萎缩,图3D展示了同一组猪在21天后淋巴结中低至中等量的PCV2抗原染色。
本研究的主要结论明确:在具有高水平PCV2母源抗力的16日龄断奶仔猪中,PCV2与PEDV同时感染,并未加剧PEDV引起的肠炎严重程度。具体表现为,与单一PEDV感染相比,共感染既没有加重临床腹泻症状,也没有增加病毒在粪便中的排出量(病毒脱落),未改变血清抗体反应谱,在宏观肠道病变和微观肠道损伤(如绒毛萎缩)方面也未显示出叠加效应。同时,研究也未见PEDV感染对PCV2复制或PCV2相关疾病(PCVD)的表现有明显促进作用。这一结果不支持研究初始关于“PCV2感染会增强PEDV在猪体内致病性”的假设。
在讨论部分,作者将本研究的“阴性”结果与之前发现“PCV2经胎盘感染会加剧新生仔猪PEDV致病性”的研究进行了对比分析,指出了可能造成差异的几个关键因素:首先是感染顺序,本研究是同时感染,而先前研究是PCV2先感染;其次是猪只年龄,本研究使用16日龄断奶仔猪,先前研究使用3日龄新生仔猪,后者对PEDV更易感;再者,本研究中PCV2感染本身较温和(仅少数猪出现低病毒血症和轻微淋巴病变),这可能与实验猪存在PCV2母源抗体以及所使用的PCV2接种剂量相对较低有关。作者指出,在PCV2与其他病原体(如猪繁殖与呼吸综合征病毒PRRSV)的共感染模型中,感染顺序已被证明对疾病表达至关重要。因此,PCV2与PEDV相互作用的结局可能高度依赖于感染时序、宿主年龄、免疫状态及病毒株系与剂量等多种因素。本研究条件下未观察到协同致病效应,提示在拥有PCV2母源抗力的断奶仔猪群体中,这两种病毒的共感染可能不会额外增加肠道疾病的严重性。这为理解田间复杂感染情境提供了重要参考,并指出未来研究需要关注无母源抗体动物模型以及不同感染顺序下的病毒-宿主互作,以更全面地评估其流行病学意义。