海洋哺乳动物的病毒病.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流海洋哺乳动物的病毒病.精品文档.海洋哺乳动物的病毒病(Viral Diseases in Marine Mammals)Suzanne Kennedy-stoskopf病毒分离的概况(Virus Isolation-An Overview) 病毒(Viruses)在排除其他容易分离到的病原体的基础上常常被认为是致病因子。一旦细菌(bacteria)、真菌(fungi)和寄生虫(parasites)在鉴别诊断中被排除,则适合病毒分离的材料常常不再具有活性,如具有活性则不再具有传染性。如对照血清显示对某病毒的抗体滴度升高,则表明动物有该病毒的感染
2、。但这只是间接性的证据,因此不能做出最后定论。诊断一个病毒感染至少应用电子显微镜显示病毒粒子,最好的办法是分离病毒进行适当的鉴定,病毒是否真正造成疾病比较容易解释,并且能通过实验接种重新复制临床症状和病理变化予以验证。然而,该方法是不实际的,并且有时因有其他病因(在实验条件下不能复制)能影响病毒的致病性而不能得出结论。某些临床症状明显的说明病毒是致病因子。大量动物由于急性死亡就是一个例子,比如发生于新英格兰海岸流行于点班海豹(harbor seal)中,由流感病毒A引起的疫病和在北欧由疱疹病毒(herpesvirus)引起动物大量急性死亡就是很好的例证。另外一个例子是在鲸类动物中,与痘病毒(p
3、oxvirus)有关的皮肤病变在临床上得到了复制。用于病毒分离的病料有皮肤病变组织、肺、肝、肾、脾、异常的淋巴结和脑组织,采集病料时应尽可能无菌操作,各个样品应置于塑料袋里于-70保存,但大家一致认为该方法在临床上不实用,除非事先采取预防措施。在病料运送到超低温冷冻器之前,可用含有冰块的容器保存6-12小时,样品应可能小,以便对样品进行速冻。有时,从活组织中分离出的病毒比较好,这就需要与实验室进行密切合作。并由实验室提供运输组织样品的运输媒介,用抗菌素和抗真菌药物强化处理的组织培养基和缓冲盐溶液被用于在冰中的环境中保存样品可达到24小时。在大多数实验室受限制的因素是缺乏海洋哺乳动物细胞,以便用
4、组织均桨进行接种,这些实验室寄希望于海洋哺乳动物分离的病毒能在来自其他动物种类的细胞上生长,或者能在那些组织样品细胞上进行病毒的生长和复制,该方法已被成功地用于萼病毒(calcivirus)和流感病毒A(influenza A virus),但在腺病毒和疱疹病毒(adeno and herpes virus)还没取得成功。假如病毒没有被分离出来,被保存的样品可作电子显微镜观察,以检查病毒粒子(viral particles),尽管用福尔马林固定的(Formalin fixed)组织能显示出病毒的超微结构,但最好用戊二醛(glutaraldhyde)进行固定一观察其形态学结构。还有一个限制因素就
5、是冰,因为大多数固定后的组织用于电子显微镜的观察需要冷冻,假如样品在现场采集时不能进行理想的固定,则可将组织样品在转到3%戊二醛溶液里之前储藏于塑料袋或将其包起来放于铝盒里储藏于冰里面保存4-6小时。样品应小于1mm2以便用戊二醛进行适当的固定,假如样品不能冷冻保存或不能迅速转移到戊二醛溶液中,则可用福尔马林(Formalin)进行固定。痘病毒(Poxvirus) 宿主范围(Host range) 痘病毒已在数种鳍脚类动物皮肤病变组织中进行过形态学的分离鉴定,这些鳍脚类动物包括加州海狮(Zalophus californianus),南美海狮(Otaria byronia),点斑海狮(Phoc
6、a vitulina),灰海豹(Halichoerus grypus)和海狗(Callorhinus ursinus),痘病毒也和大西洋瓶鼻海豚(Tursiops truncatus)和搁浅的白腰斑纹海豚(Lagenorynchus acutus)的皮肤病变相关联,该病毒对人工饲养的和自由生活的鳍脚类动物以及鲸类动物都感染。临床症状(Clinical signs)在鳍脚类动物中,该病毒引起的皮肤病变的分布基本相似,其中包括头、颈和鳍肢,在点斑海豹和灰海豹,开始在皮肤出现直径0.5-1cm突出皮肤的结节,接近一周后,这些结节增加到1.5-3cm(见图1),在第二周,这些病变破亏,在点斑海豹则可有
7、化脓现象,同样在第二周,病变迅速扩散,在点斑海豹中,该病毒在开始形成的结节周围形成卫星样分布的皮肤病变,尽管在点斑海豹中这些结节可持续15-18周,但一般在四周后这些皮肤病变在这两种海豹中开始消退,在疾病康复后可能会留下脱毛区和瘢痕组织。在海狗和许多南美海狮中,皮肤结节是溃疡性的,而在加州海狮则结节既可以是溃疡性的,又可以是非溃疡性的。在两只南美海狮中,这些皮肤结节曾出现过不定期地分布在全身体表的现象。在鲸类动物中,与痘病毒感染相联系的皮肤表现有环形或针孔样病变,有时会出现深彩色点状图案,后者常指“花纹”病变(见第一章),这些环形或针孔样病变常单独出现0.5-3cm圆形或椭圆形斑点,这些斑点常
8、常融合,尽管这些病变可以见到相反的颜色,并常呈深灰色图案,但在病变的边缘呈深灰色。Geraci等人曾提出,这些病变斑点(blemish)逐渐发展成为“花纹”状病变(见图2),Smith等人曾报道突出的仓白色水肿病变的发展与原先已存在的“花纹”样病变相联系,在这两类病变中都可显示出病毒。在鲸类动物,病变可发生在身体的任何部位,但大多数病变常见于体背部的体表皮肤,尤其是在头部、胸鳍(pectoral flipper),背鳍(dorsal fin)和尾鳍(tail fluke),病变可持续数月或数年,而对动物没有明显的致病作用。治疗(Therapy)海洋哺乳动物的痘病毒似乎不能造成全身性的感染,尽管
9、有因皮肤痘病毒引起动物死亡的情况,但其他因素是致死的原因,在皮肤病变有化脓时,则在治疗时必须控制继发细菌感染,否则皮肤病变会在一定时间内被吸收。病理学(Pathology 见第十八章)从点斑海豹、灰海豹和加州海狮所采取的活组织标本进行福尔马林固定后,其组织学特征基本相似,皮肤角质层表现出不同程度的过度角化(hyperkeratosis)和角化不全(parakeratosis),在一些区域能观察到溃疡,嗜中性细胞浸润和细胞、细胞桨的空泡化和细胞核的变性是棘细胞层最突出的现象,在这些表皮细胞中可见到胞桨内大的嗜酸性包函体(2-15m),在真皮可见到多种炎性细胞浸润。在海狗和南美海狮,皮肤结节由致密
10、的多粒上皮细胞(polygonal epithelial cells)小叶组成,这些细胞向下朝着真皮方向增生,这些细胞含有丰富的微细颗粒状的嗜酸性细胞桨和一个圆形泡状细胞核,核中含有一个明显的核仁,在这些细胞内可见到单个存在呈圆形直径为8-26um的嗜酸性胞桨内包函体(inclusion body)。在鲸类动物中,间质细胞层的细胞含有较小、球状或不规则形状、浅嗜酸性的胞桨内包涵体,含有包涵体的细胞位于转移带并形成环形病变的边缘,病变中心带间质层的细胞表现出明显的胞桨空泡样变性和典型的角质蛋白纤维的网状图案,与病变组织相连的未感染组织的纵轴由正常方向发展为与皮肤表面的方向垂直。在鲸类动物中,其皮
11、肤的最外层(又称外层或角化不全层),在大多数动物中都没有角化(keratinized),而由10-15层各种具有细长细胞核和线粒体的扁平细胞组成,这些细胞具有极高的有丝分裂率并不断的脱落,留下光滑的皮肤表面。在痘病毒感染时,最外层细胞的数量增加到3倍,从而将细胞向下挤压,因而基本没有突出的皮肤与病变相联系,当病变逐渐发展成深色点状图案时,这些图案常与“花纹”病变相联系,此时会在皮肤表层出现破裂,产生凹陷并延伸到皮肤的间质层。诊断(Diagnosis):从鳍脚类或鲸类动物中分离痘病毒,目前还没有在科技文献中报道。痘病毒的假定性诊断是依据嗜酸性胞桨内包涵体的存在,并用皮肤活组织制作的电子显微镜超薄
12、切片,鉴定出典型的痘病毒粒子而确定的。活组织标本应切成1mm2的块状,并用3%的戊二醛(glutaraldehyde)进行适当的固定。但值得注意的是在采取活组织样品时,应包括病变组织和正常组织,这一点在鲸类动物中显得尤为重要,因为在鲸类动物中,病毒粒子只在病变周围组织中存在,有选择的采取活组织并且是在鳍脚类动物比较成功的方法是用手术刀获取活组织,并将其悬浮在0.1ml灭菌的蒸馏水中,该病料应允许在包被的栅栏上干燥,进行阴性着染,然后在电子显微镜下观察,病毒粒子可以检查出来,但组织的形态被破坏。在超微结构观察中,含有病毒粒子的细胞表现出细胞核和胞桨成分的丢失。在细胞桨中,存在胞桨细胞器的破坏和边
13、缘化,细胞核不规则,染色体着边和存在团集。即使包涵体在不同种海洋哺乳动物中有所变化,但病毒粒子常常与胞桨内包涵体相联系,鳍脚类和鲸类动物成熟的病毒粒子具有典型的痘病毒的形态学特征,一个典型的病毒粒子在超薄切片或阴性染色标本检查时,直径约200250-300nm,砖状,含有哑铃状的核心,具有一个外膜,两个侧体使核心成凹形,并具有一个核衣壳。在阴性染色标本中,可以观察到两种类型的病毒粒子:电子透明粒子M(桑葚粒子)粒子和电子密度粒子-C(病毒衣壳)粒子,从加州海狮和点斑海豹所观察到的M粒子大小为313194-200nm,C粒子稍大一些,其大小为352196nm,从鲸类动物超薄切片中观察到的病毒粒子
14、其大小为220105nm8和200300nm7。尽管能根据病毒的形态学做出诊断,但假如在不同种鳍脚类动物之间的病毒分离作比较或在鳍脚类动物之间的病毒作比较,则必须进行病毒的分离。从海洋哺乳动物分离痘病毒还没取得成功,有人曾试图从有临床症状的点斑海豹采取病料接种到绒膜尿束膜(chorioallantoic membrane)上,但犬如接种到Vero细胞和犬胚胎皮肤细胞一样没有取得成功。多数种类的病毒可以用绒膜尿束膜进行分离,然而痘病毒(parapoxvirus)在形态上和海豹病毒相似,同时也不能用绒膜尿束膜进行分离。分离海洋哺乳动物痘病毒合乎逻辑的地方应该是包含有正常组织和非正常组织的活组织样品
15、的移植物上,鳍脚类动物的皮肤成纤维细胞比较容易在体外繁殖,假如病毒在组织培养物上的复制速度没有在分裂细胞上复制速度快的话,则该方法用于病毒在加州海狮、点斑海豹、灰海豹的上皮上的繁殖,假如海洋哺乳动物成纤维细胞不容易得到,为了避免这个问题的发生,可同时移植正常的皮肤用于组织培养的需要,由于这些鳍脚类动物的病毒能造成人四肢的分离病变,因此可选择性的使用已被用于增殖类似海豹痘病毒的脑骨髓和动物痘病毒的原代人羊膜细胞进行病毒的增殖。这两种方法之中的任一种是否适合南美海狮和海狗(North Fur Seal)描述过的皮肤结节(epithelial nodules)的病毒分离存在争论,这是由于病毒在体外复
16、制的靶细胞(target cell)似乎是上皮细胞(epithelial)而不是成纤维细胞(fibroblastic)。不幸的是,正常海豚皮肤的移植生长不是很容易,因此用海豚的痘病毒病变组织在培养基上能生长很好这还存在着一定的疑问。因此分离海豚痘病毒一个可行的方法是将切碎或研磨的组织接种到原代海豚肾细胞或原代人羊膜细胞或包皮细胞上,在运用此种方法时,可以将组织冷冻到-70。鉴别诊断(Differentials)与皮肤链丝菌病的鉴别:鳍脚类动物皮肤链丝菌病(Cutaneous streptothricosis)造成的皮肤节结与痘病毒(poxvirus)造成的皮肤结节相类似。其病原体为Dermat
17、ophilus congolensis,假如没有与其他细菌一起大量生长,则该病原体可用血琼脂培养基进行分离,或代之以病变组织的组织学切片检查,发现无数纵分裂或横分裂的菌丝便作出诊断。与萼状病毒病的鉴别:萼状病毒(Caliciviruses)在鳍脚类动物中可引起囊泡病变,该病变可与破溃型的痘病毒病变相混淆。然而由萼状病毒引起的囊泡病变常常只涉及为鳍肢,而在动物的头部和颈部常常不造成病变。流行病学(Epizootiology)和发病机理(Pathogenesis)痘病毒科(Poxviridae Family)有2个亚科(Subfamily):脊椎动物痘病毒亚科(Chrodopoxvirinae)和
18、昆虫痘病毒亚科(Entomoponvirinae),脊椎动物痘病毒亚科(Chrodopoxvirinae subtamily)由六个属组成,除副痘病毒属(parapoxvirus)以外,这些属在形态学上很难区别,副痘病毒属(parapoxvirus)的病毒粒子在阴极染色标本有交叉螺旋性的表面图案,依据该鉴别特征在加州海狮、点斑海豹和灰海豹种的痘病毒应归为副痘病毒属(parapoxvirus),该属的其他成员包括牛的流行性胃炎的病原体-假牛痘(pseudocowpox)和羊痘(orf),反刍兽和鳍脚类动物的副痘病毒在流行病学上(epizootiology)存在着某些相似性。鳍脚类和反刍兽(rum
19、inant)动物的痘病毒病变经常在新生儿中见到。副痘病毒属的病毒很容易在这些敏感的动物群中传播,对于刚进入人工饲养的刚断奶的鳍脚类动物极易爆发该病毒病,其潜伏期(incubation period)为3-5周。在灰海豹,只有饲养到水泥池的动物才发生副痘病毒属病变。这表明,皮肤表面的破裂是造成感染的始发原因,这种现象对于假牛痘病毒确实存在。由于在反刍兽中引起的病变可再度复发,因此,在鳍脚类动物中其症状消失的可能性也明显的存在。引起南美海狮(South America sea lion)和海狗(Northern fur seal)的痘病毒(poxvirus)可能是其他属,而不是副痘病毒属的病毒(p
20、arapoxvirus)。遗憾的是从这些动物分离的样品没有制成阴性染色标本,分离病毒的组织必须具备相应的特征。然而,由于这些痘病毒病变开始时,以上皮细胞增生为特征,这种现象犹如人的传染性软疣,该病是由于一种未确定分类地位的痘病毒引起人的一种常见的疾病。海豚的痘病毒仍未确定分类地位,C粒子已在永久存在的“花纹”病变中显示出来,而C和M两种粒子可在并发的、新生的、突出皮肤的病变中同时存在。C和M粒子沉淀抗体的出现表明突出皮肤的病变在消退,同时在长期存在“花纹”病变的病例中也会出现沉淀抗体,由于血清中含有沉淀C和M粒子的沉淀抗体,因而不能沉淀原病变中的C粒子。作者推测这两种感染的动物要么是感染了两种
21、不同的痘病毒,要么是由于宿主与病毒之间互相影响导致了某种改变。不管怎样,可检测出的病毒特异性抗体的形成,都与急性和慢性皮肤病变相一致。在采取活组织标本区域的局部病变同样也会痊愈。Geraci等人推测,在海豚中与痘病毒相联系的病变的出现和消退与动物的健康状态和环境条件有关,差的水质,水温的急剧下降和胃溃疡的发生,同时与痘病毒病变的出现一致。公共卫生意义(Public Health Significance)当人与感染的动物接触时,鳍角类动物的副痘病毒(parapoxvirus)能造成人手散在性的病毒病变,反刍兽的副痘病毒(parapoxvirus)也同样如此。因此,可以得出一个假设,那就是只要有
22、病变存在,动物就排出病毒。曾有一个文献报道,在处理过灰海豹的三个人当中,有2个人唯一在接触动物19天后发生皮肤病变(见第9章),病变最初出现到结痂脱落,最快需要35天,其中1个人病变完全愈合时,其愈合期超过3-4个月;然而另外一个人反复出现病变后又消失,其病变完全愈合几乎花了一年的时间,尽管没有生命威胁,但鳍脚类动物的副痘病毒几乎对人是一个潜在的危害。因此,与感染动物相接触的人必须戴上手套。大多数痘病毒对于干燥和低温等环境因素以及大多数普通消毒剂有较强的抵抗力。腺病毒(Adenovirus) 宿主范围(Host Range)在大西洋(Antarctic)由日本捕鲸船捕获的鰛鲸(SeiWhale
23、)曾出离腺病毒(Adenovirus),该病毒对宿主的致病机理目前尚不清楚。但该病毒是首次从海洋哺乳动物中分离到的DNA病毒,其分离具有重要的历史意义。然而,其分离由于病毒在Vero细胞上生长效价很低,而没有特征,有人用Vero细胞从北极露脊鲸(bowhead whale)分离出了腺病毒(Adenovirus),腺病毒粒子的特征有人在发生肝炎(Hepatitis)的加州海狮(Zalophus californianus)的肝脏中作过观察。临床症状(clinical signs)曾经有两个文献报道了加州海狮与腺病毒有关的肝炎,总共有六头动物感染了病毒性肝炎,所有动物都在春季于加州海崖搁浅,这些动
24、物除1头动物以外,年龄都在1岁以下,动物在营救后的1-28天相继死亡,其临床症状只有在28天死亡的动物作了适当描述。 开始时,动物表现虚弱、消瘦、羞明、干渴,在入院后13天,一支后鳍产生不全麻痹,动物腹部呈夹板状,并有间隙性血性腹泻,尽管有辅助治疗,但胃肠症状渐渐恶化,血液学显示淋巴细胞相对减少,单核细胞相对增多,这些临床症状和血象(hemograms)与在狗中观察到的犬传染性肝炎(lnfectious canine hepatitis ICH)的临床症状和血象相一致,而犬传染性肝炎是由犬1型腺病毒引起的(canine adenovirus type 1 cav-)。 治疗(Therapy)
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