牛病毒性腹泻-黏膜病(Bovine viral diarrhea mucosal disease,BVD-MD)是由牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)感染引起的一种接触性传染病
[1]。1946年,由美国Olafson等
[2]首次报道了牛病毒性腹泻病(BVD),后续相继发现具有黏膜症状的牛黏膜病(MD)。1957年,Pritchard等
[3]从患病肉牛中分离到病毒毒株,将其命名为BVDV;直至1971年,这类传染病统一命名为BVD-MD。目前,该病在世界范围内流行,已经发展成为危害养牛业的重要传染病之一。同时,对养羊业
[4]、养猪业
[5-6]也造成了巨大危害,BVD-MD的防控关乎着养殖业的健康发展。本文从BVD的病原、流行现状、临床症状、诊断方法、引起的危害、国内外防控经验等方面进行综述,以期为科研工作者和一线从业人员更好地开展相关工作提供参考。
1 BVD病原
1.1 BVDV的形态结构及特征
BVDV为单股正链RNA病毒,病毒颗粒为球形/半球形,外有囊膜包裹,内有核衣壳蛋白,病毒粒子直径40~60 nm,非螺旋二十面体对称,是黄病毒科瘟病毒属成员
[7];抗原具有交叉现象;病毒对酸性(pH<3环境中极易被破坏)环境和热(56 ℃可加速病毒死亡)较敏感
[8]。研究中常用马达氏牛肾细胞(MDBK)进行增殖培养
[9]。
1.2 BVDV基因组及特性
BVDV具有1个血清型,根据细胞培养特性可将其分为2种生物型,即非致细胞病变型(NCP)和致细胞病变型(CP)。可根据5′-端非编码区(5′-untranslated region,5′UTR)和非结构蛋白N
pro保守序列进行基因分型,目前公认的基因型有2种,即BVDV-1、BVDV-2,BVDV-1有22个亚型,BVDV-2有4个亚型,但BVDV-2的毒力更强,致死率更高
[10]。2019年又发现了1种新的瘟病毒,名为HoBi样病毒(BVDV-3)。
BVDV基因组长度为12.3~12.5 kb,编码的序列主要包括5′UTR、1个开放阅读框(open reading frame,ORF)和3′-端非编码区(3′-untranslated region,3′UTR)三部分
[11]。
研究表明5′UTR区域具有高度保守性,不具有帽子结构,该区域被用来进行病毒的基因分型和鉴定。ORF编码的前导体多聚蛋白,经翻译和加工后可形成4个结构蛋白和8个非结构蛋白,依次为5′UTR-N
Pro(P20)-Core(P14)-E0/E
rns(gp48)-E1(gp25)-E2(gp53)-P7-NS2(P54)-NS3(P80)-NS4A(P10)-NS4B(P30)-NS5A(P58)-NS5B(P75)-3′UTR,排列模式见
图1[12]。其中Core(P14)、E0(gp48)、E1(gp25)、E2(gp53)为结构蛋白,其余均为非结构蛋白;3'UTR也具有较高的保守性,包含对病毒复制有重要作用的原件。
2 BVDV在世界范围内广泛流传
BVD一般发生在冬春季节,传染源主要是患病动物/带毒动物的排泄物、分泌物、脏器,流产的胎儿、胎衣、胎牛冻精
[13-14],持续性感染(persistently infected,PI)牛等。可通过水平/垂直方式进行传播,传播途径为消化道、呼吸道的直接接触或间接接触。易感动物主要为各生长阶段的牛,其中犊牛最易感,其次是绵羊、山羊、猪和鹿等其他野生动物。BVDV在全球广泛流行的主要原因是流行的基因型较多和存在隐性感染。
2.1 国外流行情况
国外对BVD研究始于美国,随后在其他国家/地区相继报道。流行病学调查显示,美国、澳大利亚、加拿大、法国等国和南美地区BVDV抗体阳性率分别为51%、88%、83%、85%、76%
[15];巴西、法国、新西兰、克罗地亚、印度等国BVDV抗体阳性率分别为15.1%~56.0%、76%、89%、79.6%和12.5%
[16]。可见BVDV在国外牛群的感染和流行已非常普遍,且基因型存在差异
[17]。美国、阿根廷主要流行BVDV-1a、1b和2a;英国、日本、奥地利以BVDV-1(a、b、d)流行为主。
猪群感染BVDV情况也有报道。如澳大利亚、德国等地猪群BVDV感染调查显示阳性率3%~40%;荷兰、挪威、丹麦、北美等地猪群抗体阳性率分别为15%~20%、2.2%、6.4%、2%~43%。与牛群感染相比,猪群感染后症状较轻,但会引起免疫抑制和仔猪持续性感染,BVDV在世界部分国家流行情况见
表1。
2.2 国内流行情况
国内BVD最早见于李佑民等
[18]的研究,随后各地报道接踵而至。刘崇向等
[19]从有腹泻症状羔羊中首次检出BVDV,证实了新疆BVDV的存在;何延华
[20]、王晨豫
[21]的研究结果表明BVDV感染在新疆较为普遍。除新疆地区外,李栋梁等
[22]、谭春萍等
[23]、曲萍等
[24]、郭启勇等
[25]相继对北京、广西、西北、宁夏等部分地区进行流行病学调查,结果显示北京地区存在12个BVD高风险牛场、广西部分地区BVDV感染率为3.41%、西北部分地区调查区域内牛群BVDV抗体阳性率达84.38%。其中,宁夏地区BVDV抗体阳性率超过85%、抗原阳性率达2.71%。与国外相类似,我国猪群同样存在BVDV感染和流行
[6],感染率为0~80.48%,表现为散发和地方性流行,以BVDV-1感染为主。
3 临床症状及病理变化
3.1 持续感染
当母牛在怀孕40~120 d感染NCP型BVDV时,会通过垂直传播将病毒传递给胎儿,产出PI牛
[26]。PI牛会持续排毒,直接或间接引起其他怀孕母牛反复感染BVDV,产出新的PI牛,长此以往对养牛业影响很大。
3.2 急性感染
BVDV的重复感染常会引发急性感染,主要感染后备牛和犊牛,感染以后症状为精神不振、食欲不佳、腹泻、黏膜糜烂、体质量下降;怀孕母牛则表现为流产、产死胎或木乃伊胎,患病牛感染后常在7 d内死亡
[27-28]。
3.3 黏膜病
当易感动物感染NCP型BVDV后再感染CP型BVDV时,通常会发展成黏膜病,致死率较高,病程短(通常出现症状后1~2周死亡),尸检的主要病理变化为黏膜糜烂和溃疡
[15]。
4 诊断技术
动物感染BVDV后通过测量体温,观察口腔及口腔黏膜、消化道淋巴结等部位是否存在典型病变进行初诊。因为BVDV常与其他病原体混合感染,临床症状比较复杂,依靠临床症状诊断BVD很困难,确诊还需结合实验室检测。
4.1 病毒分离鉴定
病毒分离培养及鉴定是世界动物卫生组织(World organization for animal health,WOAH)规定的最准确的BVDV检测技术,主要是将病料(血样或粪便)接种MDBK细胞进行病毒分离培养并观察细胞是否产生病变
[15]。但该技术也有缺陷,一方面需要专业的细胞培养人员,试验时间较长,生物安全要求高,不能广泛使用;另一方面,BVDV有NCP型和CP型2种生物型,通过该技术只能诊断出CP型BVDV,诊断结果不全面,易造成漏检。
4.2 血清学方法
1)酶联免疫吸附试验(ELISA)。该方法是目前应用比较普遍的1种检测方法,所需检测样品为动物血清(较易获得);原理为抗原抗体反应,操作简单,不需要活细胞和病毒,安全性较好,准确率高,可直接用于临床诊断。
2)血清中和试验(SN)。主要检测病畜血清中的特异性抗体或抗原,也能检测抗体效价,可定性/定量判定动物的BVDV感染情况。该方法是WOAH推荐的用于BVD流行病学调查最有效、最可靠的方法
[29],但容易漏检PI牛,因此该方法在BVD检疫中使用受限。
3)琼脂扩散试验(AGID)。该方法选择采集临床症状明显的发病动物黏膜作为病料,与BVDV阳性血清进行琼脂扩散试验来判定待检牛的感染情况。一般用于BVD初筛,优点是操作简单,缺点是敏感性不高。
4)免疫荧光技术(IFT)。需要借助荧光显微镜,对相应的抗原或抗体进行定位追踪的方法。该方法需要进行细胞培养和转染,对检测样品的纯度要求高,检测成本较高,对仪器设备要求也较高,在一线进行BVDV临床诊断时不适用,常用于实验室研究。
4.3 分子生物学技术
1)逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)。RT-PCR是目前实验室检测中应用较为普遍的一项技术,包括逆转录过程和cDNA的PCR反应过程。该方法通过BVDV特异性引物可快速检测待检病料是否存在BVDV感染,还可以准确判定病毒基因型,具有快速、精准、敏感的特性。
2)核酸分子杂交技术。核酸杂交技术安全、方便、快速,能够在同一张检测膜上进行多份样品的检测,检测的敏感性和特异性都较好。
5 BVD的危害
据报道
[30],BVDV可感染40多种动物,在我国主要以牛群和猪群为主,能够引发患病动物多系统疾病,给养殖业带来巨大的经济损失。WOAH目前将其列为B类传染病
[31],国外多采用淘汰感染牛只和接种疫苗的方式进行防控和净化。我国将其定为三类疫病,因感染模式复杂,目前还没有较理想的净化措施。
牛群感染BVDV不仅会出现腹泻、产奶量减少、繁殖性能降低等症状,同时造成动物免疫力低下,引发其他病原体的继发感染。研究显示,CP型BVDV引发的黏膜病致死率达100%,NCP型BVDV引发的免疫抑制和持续性感染同样不容忽视
[32],严重阻碍养牛业的发展。据统计,世界各国每年因BVDV感染造成的经济损失平均为46.5美元/头牛
[33]。
除了对牛群的影响,由于牛群感染BVDV导致牛源性生物制品BVDV污染也很严重,增加了猪用疫苗的潜在危害
[34-36]。若猪群感染BVDV,所产生的抗体会干扰猪瘟疫苗的免疫效果,给猪群带来危害,间接阻碍养猪业的发展。因此,必须重视其带来的危害,BVD净化工作迫在眉睫。
6 BVDV防控措施
6.1 疫苗免疫
目前疫苗免疫是控制BVD最经济有效的方式,20世纪60年代初Coggins等开发了第1个BVD的改良活疫苗(modified live vaccine,MLV)
[37]。随后关于BVD疫苗研发开展了诸多研究,主要有以下几种:
1)灭活疫苗。应用福尔马林、乙酰乙烯亚胺(AEI)、二乙烯亚胺(BEI)等对选择的疫苗株进行灭活作为抗原的一类疫苗。如阮文强等
[38]研究的BVDV-1a SC株与双相油乳佐剂ISA201制备的BVDV水包油包水灭活疫苗;郝雪斌等
[39]研究的BVDV、牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)二联灭活疫苗(BVDV/NMG株+IBRV/LY株)。
2)弱毒活疫苗。将BVDV自然强毒株通过物理、化学方法处理和生物的连续继代等手段,然后加入保护剂或佐剂而研制成的疫苗。如冯卓等
[40]研究的BVDV2/JZ05-1和BVDV1/JZ05-3二价弱毒疫苗。因BVDV弱毒苗制备过程中可能混有NCP型BVDV,考虑到安全问题,病牛和怀孕母牛不予免疫弱毒疫苗。
3)亚单位疫苗。利用病原体的某种表面成分制成疫苗注入动物机体内从而诱发机体产生抗体的一种疫苗。E2蛋白具有较强的免疫原性,BVDV亚单位苗的研究主要集中在E2,如史慧君等
[41]研究的E2基因不同高可变区缺失型核酸疫苗。亚单位疫苗虽然可以诱导免疫动物产生高水平的中和抗体,但它的缺点是不能同时诱导体液免疫和细胞免疫。
4)基因工程活载体疫苗。将编码病原体特异性抗原的基因导入另一种微生物中,以此为载体表达目的基因而制备的疫苗,目前可用于基因工程疫苗的活载体有卡介苗和疱疹病毒。基因工程疫苗因具有很好的免疫原性,被国内外许多研究者所重视。
虽然疫苗种类繁多,但考虑到安全性、有效性和毒株变异性,可应用到实际中的并不多。如大部分弱毒疫苗虽能诱导机体产生免疫反应,但病毒能够穿过胎盘引起免疫耐受和持续性感染,导致使用受限。相比而言,灭活疫苗具有较好的安全性,但抗体产生时间较晚,需进行多次注射才能达到免疫效果。新型疫苗目前还存在不稳定因素
[42]。因此,我国预防BVD以接种灭活疫苗为主,如BVDV灭活疫苗(1型,NM01株)和BVDV、IBRV二联灭活疫苗(NMG株+LY株)接种后均具有较好的免疫效果;国外常用的是BVDV、IBRV和BPIV3(牛副流感病毒3型)灭活三联苗。
6.2 筛查淘汰PI牛
综合国内外经验,及时清除PI牛,能有效控制BVD的扩散和蔓延。欧美国家通过淘汰PI牛的方式逐步达到对BVD的净化,并且已经取得了一定成效,如丹麦、瑞士、挪威等在国家层面实现了BVD的防控
[31,36];德国、新西兰、美国等实现了BVD在局部地区的净化
[31,43]。概括起来主要分为三步:第一步为初检,即对牛群进行抗原普查
[44],犊牛采集耳组织,用快速检测卡检测抗原;其他生长阶段的牛通过采集颈静脉/尾静脉血样,再应用商品化的ELISA抗原检测试剂盒进行抗原检测,检测结果为阳性的牛进行分群饲养,阴性牛进行BVDV疫苗免疫。第二步为复检,间隔21 d对初检阳性的牛再次采血检测抗原,复检仍为阳性的,初步判定为PI牛,立即淘汰,复检为阴性的牛可回归正常饲养群,进行BVDV疫苗免疫。第三步,若复检为阳性的牛是犊牛,还需对母牛进行追溯并检测抗原。若母牛为阴性,则说明PI犊牛是由于母畜在怀孕中期感染了BVDV,经垂直传播形成PI牛;若母牛抗原为阳性,则分群饲养,间隔21 d继续采血检测抗原,仍为阳性说明母牛为PI牛,则尽快淘汰母牛;若母牛检测为抗原阴性,则回归正常饲养群。
6.3 持续性监测
持续监测动物群体情况,如牛群日常体温、健康状态以及免疫后的定期抗体监测工作(包括复检为阴性的牛群),做好档案记录。
7 建议
因各国的国情不同,国外的一些防控经验无法直接应用到国内,但可作为参考。根据我国实际情况,结合国内研究学者在BVD领域的防控思路/措施特提出以下建议:
一是做好BVD基础知识普及,提高养殖场(户)的思想认识,让其充分认识到BVD对牛群的危害,积极配合政府相关部门采取检疫淘汰措施,主动防控疾病。
二是做好养殖场生物安全工作。加强环境监控,做好消毒、清粪、通风等基础工作,保持良好的卫生环境,确保牛场无相关传染源存在。
三是做好引进牛的入场检疫。引入前牛必须进行血清学检测,特别是从外地调运的种牛,杜绝引入带毒和患病动物。
四是做好种畜场牛冻精等生物制品的入场检疫。如精液、犊牛血清或胚胎都要进行BVDV抗原检测。
五是做好BVD的疫苗免疫工作。BVD疫苗选择应根据牛的用途、孕期、泌乳期等不同阶段而采取不同的免疫策略。
六是做好BVDV抗原、抗体监测工作
[45]。要持续筛查场内存在的PI牛,做好PI牛的淘汰净化工作。
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