【明磊技术讲堂】口蹄疫病毒在不同条件下传播因素

口蹄疫具有高度传染性，在易感家畜和野生动物中并不表现出明显的临床症状，这给口蹄疫防控带来新的挑战。口蹄疫病毒有七种血清型，主要分布在非洲和亚洲，同时全球分布也能反映出当前贫困地区和牲畜养殖密度。毒株变异后出现新毒株，引起连续的疫情，有时甚至会扩散到无口蹄疫地区。用灭活疫苗进行大规模的免疫，需要考虑抗体水平维持时间较短，同时还受不同血清型和同一血清下不同的毒株影响。在急性感染过程中，破裂的水泡、身体排泄物和脱落分泌物含有大量病毒。易感反刍动物可通过直接接触其他急性感染动物吸入低剂量的病毒而感染。猪经呼吸道感染口蹄疫具有一定的抵抗力，其他感染途径（如消化道或擦伤）则需要更大剂量病毒。根据条件，口蹄疫病毒可以在环境中存活数天至数月，并可以在各种动物产品中存活。与口蹄疫病毒清除相关的感染有快速的免疫应答，但一些反刍动物宿主存在持续感染，在特定鼻咽上皮部位及相关淋巴组织存在一定数量的病毒，成为口蹄疫病毒携带者。

感染动物之间在没有明显的流行病学联系的情况下，口蹄疫病毒侵入无口蹄疫国家经常视为低概率事件。有个典型的例子说明口蹄疫是最具有感染性的动物疫病。1981年在英国南部怀特岛发生口蹄疫疫情的猪场，口蹄疫病毒随着气溶胶传播到北法国海岸。这与一般流行病或口蹄疫地方性流行的国家和地区之间的疾病循环形成对比，在这种情况下，由于易感动物之间直接接触或用于交易的动物产品的情况广泛存在，口蹄疫传播途径是不可预测的。

在可控实验条件下进行研究，极大地促进了我们对口蹄疫发病机制和传播动力学的认识，包括病毒复制位点和基因编码的稳定区域、病毒复制和繁殖时间、各种途径的最小感染剂量、免疫应答的性质和影响以及宿主物种之间的差异。这些研究主要集中在牛的感染实验。所以，口蹄疫在其他易感动物（猪、小反刍动物和亚洲水牛）如何传播的研究不足。此外，对危险病原体进行可控的研究，要受到动物伦理、生物安全、生产性能的限制及试验成本考虑。

大多数传播实验涉及用FMDV接种动物并允许它们与未感染的动物混合。在可控的环境中一定时间内将未感染的动物与受感染的动物混合，从而可以更详细地研究口蹄疫病毒的传染性。从口咽液检测到口蹄疫病毒是比临床症状更可靠的指标。重要的是，在感染性研究中发现猪不同于牛的一对一传播，平均在临床症状出现后的0.5天内才具有传染性。提示猪的临床潜伏传播更可能来自猪而不是牛。一些实例反映出的事实与传统的见解是有差异的，建立的口蹄疫风险的控制政策要基于感染的不同宿主物种，研究设计，口蹄疫血清型和感染方法的数据。间接传播途径是众所周知的难以量化，但是在疾病爆发时有效地实施动物禁令是预防口蹄疫传播的主要手段。有关研究估计口蹄疫病毒通过环境传播的繁殖率为2时能够维持口蹄疫流行的水平。然而，这一估计大大低于直接传播的繁殖率，通常为20—30左右。

鉴于实验室研究的局限性，田间研究是必要的，但在FMD发生的地区缺乏真实的数据，从而导致快速疾病控制与信息收集的要求之间的冲突发生。缺乏详细的数据也阻碍了口蹄疫病毒传播与控制的预测模型。可以用于模型研究的大规模口蹄疫爆发的详细疾病和宿主数据主要局限于2001的英国口蹄疫的流行。事实上，从研究流行病中获得了许多见解，比如在农场之间和农场内传播疾病中，牛的贡献相对较大，而不是绵羊。但是，很难知道这些发现能在多大程度上推广到其他地方，由于在动物种类、畜牧系统、牲畜和人类网络、气候和预先的免疫水平等方面存在很大差异。尽管面临的挑战，新的数据源是必要的，宿主和疾病数据应从流行的地方收集，以提高控制和更好地了解口蹄疫传播动态。

反刍动物中病毒持续感染的机制和极低的传播风险尚不完全清楚，这些严重阻碍以风险为基础控制疾病、动物和产品安全交易的国际规则的发展。实验与现场研究带毒动物的流行病学作用仍然是研究的重点。哈耶尔等人监测印度牛的带毒状态持续时间，发现牛持续带毒时间平均为13个月。利用宿主组织转录组分析研究了带毒状态组织器官细胞抗原决定簇，同时用激光捕获显微切割技术对实验感染的牛进行处理，发现抗病毒宿主因子与有关的持久性口蹄疫带毒产生抑制。对非洲水牛带毒研究中发现，病毒和病毒基因组在头颈部淋巴组织中高达185天和400天。不同病毒株的持续性感染和体外细胞杀伤能力之间存在相关性，表明持续性感染可能与病毒的复制和细胞杀伤能力有关。

口蹄疫在更大范围传播（国家或地区）是一个复杂的过程，影响因素非常多。例如，口蹄疫病毒的长距离空中传播依赖于特定的病毒传播和生存条件，现在可以通过考虑风向和强度、温度、相对湿度和地理地形的模型来预测。全球化相关的因素增加了口蹄疫的长距离传播的风险被广泛认可。最近的研究表明，来自南亚的口蹄疫病毒血清型O和A的广泛传播，最近印度的报告则与OIE控制口蹄疫付出的努力相反，这是该地区最大的国家和世界最大的养牛生产地区。

口蹄疫病毒复制和进化迅速，允许在不同方面进行研究。在细胞和组织之间（即在个体和动物体内），在动物之间、农场之间和国家之间。Rambault等人采用新兴学科（系统动力学），它将病原体进化与感染和传播的动力学联系起来，FMD研究人员的主要目的是利用遗传数据来解决疫情之间传播事件的顺序和时间。由于监测和流行病学调查往往错过感染的农场，无法解决传播途径。由于病毒传播的多种可能途径，很难确定哪些是导致新发疫情的原因，分析个体或群体感染的重叠时段有助于决定最有可能的传播方向。对英国2001和2007数据进行复杂的方法重新分析，这些方法试图克服诸如农场未观察到的爆发、感染和蹄壳脱落时间的不正确归因、未取样宿主中未观察到的变化以及缺乏农场网络和相联系的数据等困难。虽然这些方法提供了关于传染者和被感染者的信息，包括对传输路径归因的不确定性进行量化。然而，这些方法在了解口蹄疫的地方性流行病学，特别是在野生动物的作用、牲畜和野生动物接触的管理方面发挥着极其重要的作用，但这需要在监测和样品采集方面采取重大改进。

口蹄疫病毒不同谱系感染机制使口蹄疫病毒更容易在不同规模上的传播。FMD爆发的确切起源和感染易感宿主之间的特定联系的不确定性，可以通过将FMD病毒序列数据与描述疫情的空间和时间特征的流行病学数据相结合来减少不同农场和不同国家的口蹄疫疫情的发生。FMD病毒传播模式的重建有助于明确和控制FMD传播的风险，为疾病控制措施提供新的关注点。