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Science子刊 | 病死率达30%!上海兽医所在19个省份检出日本脑炎病毒,羊成为新宿主

日本脑炎(Japanese Encephalitis, JE)是由日本脑炎病毒(JEV)引起的致命传染病,在亚洲及澳洲地区每年导致数万人感染,病死率高达20%-30%。传统观点认为猪和涉禽类动物是JEV的主要扩增宿主,病毒通过蚊媒在动物与人类之间传播。

《Science Advances》期刊最新发表的研究论文:Sheep serve as amplifying hosts of Japanese encephalitis virus, increasing the risk of human infection揭示了绵羊同样具备成为JEV扩增宿主的能力,这一发现在无养猪产业的农村地区尤其值得警惕,可能预示着病毒传播新途径的形成。

溯源突破:羊脑分离JEV

2022年8月,上海某羊场中200只一月龄湖羊突发异常,11只幼羊出现绕圈、共济失调等神经症状,发病率达5.5%。中国农业科学院上海兽医研究所团队迅速介入调查,对病羊脑组织样本开展组织病理学检测,发现具有典型日本脑炎病毒(JEV)感染特征的淋巴组织细胞性血管周围套病变。

通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)全面筛查多种病原体,仅JEV检测结果呈阳性。为进一步验证,研究人员将病羊脑组织匀浆接种至幼仓鼠肾细胞(BHK-21),经五次盲传后,从编号2201的病羊样本中成功分离出JEV毒株,命名为SH2201。

后续通过免疫荧光和Western blotting实验,在毒株中清晰检测到JEV的E蛋白和NS1蛋白,这一成果标志着SH2201成为全球首株从羊体内分离出的JEV毒株,填补了病毒宿主研究领域的重要空白。

毒株特征:高毒力本地同源株

研究团队对全球首株羊源日本脑炎病毒(JEV)毒株SH2201进行全基因组测序(GenBank: PQ488563),确认其属于JEV的GI基因型,与中国本土猪源毒株SD12的核苷酸序列同源性高达99.8%。

聚焦决定病毒毒力的关键E蛋白,序列比对显示,SH2201的E基因与SD12、HEN0701等强毒株同源性达99.3-99.5%,且在E47、E107等11个关键毒力氨基酸位点完全匹配。

为验证SH2201的致病性,研究人员采用小鼠模型开展神经侵入性与神经毒力测试。结果显示:脑内注射最低剂量(10⁰ PFU)即导致25%小鼠死亡,最高剂量(10⁵ PFU)死亡率达100%,神经毒力LD₅₀(半数致死剂量)为10⁰.⁶⁵ PFU;腹腔注射LD₅₀为10¹.³⁵ PFU,数值与已知强毒株相当,表明SH2201具备高毒力特征。

感染模型:羊病毒载量匹敌猪

为验证羊是否为日本脑炎病毒(JEV)的放大宿主,研究团队选取20只50日龄且JEV抗体阴性的湖羊,均分为静脉注射组与皮下注射组(每组5只),分别接种10⁶ PFU的羊源JEV毒株SH2201,并开展为期21天的系统观察。

实验结果显示,多数湖羊呈现发热、食欲下降等轻微症状,1只出现神经症状后实施安乐死。更关键的是,两组实验羊均出现显著病毒血症,且高水平病毒血症持续4 - 6天。

安乐死个体的脑部与扁桃体病毒载量分别达到2.0×10⁵ RNA copies/ml和3.2×10⁵ TCID₅₀/ml,脑组织病理切片呈现与人类、猪感染相似的脑炎病变特征。

该研究首次从病毒血症、排毒能力及病理表现多维度证实,羊不仅对JEV高度易感,更具备支持病毒传播的生物学条件,极有可能成为JEV传播链中的关键新宿主。

蚊媒实验:羊血高效染蚊

实验研究表明,羊源性JEV病毒血症可有效感染媒介蚊虫。研究人员采用皮下感染羊的血样对三种常见媒介蚊种:白纹伊蚊、淡色库蚊和五斑库蚊进行人工感染。14天后检测显示,蚊虫感染率分别为40.6%(13/32)、48.6%(17/35)和57.1%(20/35)。

值得注意的是,实验所用血样RNA载量与自然感染羊群(2.3×10²-2.0×10⁵ copies/mL)相当,证实羊在自然条件下可作为JEV的有效扩增宿主,通过蚊媒传播病毒。

流行调查:多地羊群自然感染

为评估羊群在自然条件下的JEV感染状况,研究团队于2023年7-8月在全国31个省份的规模化羊场开展了横断面调查,共采集3349份血清样本。

通过RT-qPCR检测发现,19个省份的样本呈现JEV核酸阳性,阳性率介于0.7%-4.6%之间。对48份阳性样本进行E基因序列分析,成功获得16条完整序列,系统进化分析显示主要流行毒株为GI基因型(占93.8%),仅新疆地区检出GIII基因型(占6.2%)。

值得注意的是,这些毒株与当地猪群和蚊媒分离株的核苷酸同源性高达99.6%-99.9%,提示存在跨物种传播链。

这些流行病学数据充分证明,JEV在我国羊群中已形成广泛的地方性流行,且病毒在不同宿主间存在频繁的传播交换。

防控警示:羊-蚊-人新循环

在传统非养猪地区(如新疆喀什),研究证实羊可作为JEV的主要扩增宿主维持病毒传播循环。该地区蚊媒及羊群中均检出JEV,提示羊-蚊传播链可能独立于传统的猪-蚊循环和涉禽传播链而存在,形成三重传播网络,显著增加人类暴露风险。   

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  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OLk2WJIiVSXZx2cAZp1UqxmQ0
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