周雪梅,李應(yīng)國,聶 奎,聶福平*,王 昱,肖進(jìn)文
(1.西南大學(xué)動物科技學(xué)院,重慶 400715;2.重慶出入境檢驗(yàn)檢疫局,重慶 400020;3.重慶進(jìn)出口食品安全工程中心,重慶 400020)
牛結(jié)節(jié)性皮膚?。↙umpy skin disease,LSD)又稱牛疙瘩皮膚病或牛結(jié)節(jié)疹,是由牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒(Lumpy skin disease virus,LSDV)引起的一種牛的急性、亞急性傳染?。?]。被世界動物衛(wèi)生組織(OIE)列為必須通報(bào)的動物疫病。該病的感染率為5%~85%,病死率為10%;其主要臨床特征為病牛皮膚表面出現(xiàn)大量疙瘩樣結(jié)節(jié),體溫升高至40℃以上,消瘦,產(chǎn)奶量驟減約50%。同時(shí),還可致原發(fā)性和繼發(fā)性肺炎;感染的患畜四肢因患滑膜炎和腱鞘炎而引起跛行;患病母畜流產(chǎn),流產(chǎn)胎兒被結(jié)節(jié)性小瘤包裹,并發(fā)子宮內(nèi)膜炎;公牛暫時(shí)或永久不育[2];皮張鞣制后具有凹陷或孔洞而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,對養(yǎng)牛業(yè)危害較大。
牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒(LSD)與山羊痘病毒(Goatpox virus,GPV)、綿羊痘病毒(Sheeppox virus,SPV)同屬于痘病毒科(Poxviridae)、羊痘病毒屬(Capripoxvirus,CaPV)。電鏡觀察,病毒粒子呈磚塊狀或短管狀,由1個(gè)核、2個(gè)側(cè)體和2層脂質(zhì)外膜組成,大小約為290nm×270nm,屬于較小的痘病毒病毒粒子,是惟一在細(xì)胞漿內(nèi)復(fù)制的有囊膜的雙股DNA病毒[3]。迄今為止,該病毒只有1個(gè)血清型,代表株為Neethling株。而Le Goff根據(jù)不同地區(qū)分離毒株的GPCR基因的同源性差異,將其分為兩類,即同源性高的南非Neethling vaccine株,Neethling vaccine株以及肯尼亞綿羊痘和山羊痘病毒(KSGPV),同源性較低的 NI-2490株以及新近NCBI收錄的毒株。
LSDV廣泛存在于皮膚、真皮損傷部位、結(jié)痂、唾液、鼻汁、牛乳、精液、肌肉、脾臟、淋巴結(jié)等處。病毒粒子可于pH6.6~8.6環(huán)境中長期存活。在4℃甘油鹽水和組織培養(yǎng)液內(nèi)存活4月~6月。干燥病變中的病毒存活1個(gè)月以上,在干燥圈舍內(nèi)可存活幾個(gè)月。病毒耐凍融,置-20℃以下保存,可保持活力達(dá)幾年之久;在-80℃可保存10年。對熱敏感,55℃2h或65℃30min可滅活。對直射陽光、酸、堿和大多數(shù)常用消毒藥(酒精、升汞、碘酒、來蘇爾、福爾馬林、石炭酸等)均較敏感,對氯仿和乙醚也敏感[4]。
經(jīng)BLAST比對,LSDV與SPV、GPV的基因組同源性高[3]。Stram Y 等[5]研究證明,LSDV 與SPV的關(guān)系更為密切。Tulmane R等用限制性內(nèi)切酶的方法分析3種病毒,有相似的電泳圖譜,認(rèn)為這是病毒在不同地區(qū)適應(yīng)不同宿主的結(jié)果。殷震等[6]認(rèn)為LSDV的形成與羊痘病毒屬的特性“屬內(nèi)各成員發(fā)生遺傳性重組,各屬內(nèi)或各屬間的成員則可發(fā)生非遺傳性復(fù)活”有關(guān)。在自然感染狀態(tài)下,羊痘病毒屬的病毒具有明顯的宿主傾向性,對同源宿主的致病力要強(qiáng)于異源動物,LSDV一般不感染山羊和綿羊。GPV、SPV和LSDV還存在著共同的抗原和廣泛的交叉中和反應(yīng)性抗原,用異源動物體分離的病毒制備的疫苗對同源動物具有免疫保護(hù)力。
本病以前僅局限于非洲地區(qū),在非洲中南部流行比較嚴(yán)重,后傳到非洲北部地區(qū)。該病于1929年在贊比亞首次發(fā)生,1943年傳到波扎那,后傳入南非,引起800萬牛只發(fā)病,造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。1957年在肯尼亞發(fā)生,1977年毛利塔尼亞、加納、利比里亞均有該病的報(bào)道。1981年-1986年,坦桑尼亞、肯尼亞、津巴布韋、索馬里、喀麥隆均發(fā)生該病,死亡率在20%左右。1989年在以色列單獨(dú)暴發(fā)流行,同年以色列建立了除非洲外第一個(gè)LSD實(shí)驗(yàn)室。近5年來,LSD流行速度加快,并有復(fù)發(fā)的情形出現(xiàn)。2006年4月19日,埃及農(nóng)業(yè)部宣布埃及暴發(fā)LSD,從2006年1月7日到4月9日294 576頭牛感染該病,其中死亡771頭。2006年9月4日,以色列農(nóng)業(yè)部首席獸醫(yī)官宣布以色列發(fā)生LSD疫情,6月20日~9月3日4 000頭牛發(fā)病。2007年12月17日,以色列農(nóng)業(yè)部再次向OIE報(bào)告發(fā)生LSD疫情,2007年6月7日~2007年12月17日4 337頭牛發(fā)病。2009年3月3日,毛里求斯農(nóng)業(yè)部向OIE報(bào)告暴發(fā)2起LSD疫情,74頭牛發(fā)病,死亡2頭,于2008年5月12日疫情得到控制。2009年10月12日,馬里農(nóng)業(yè)部向OIE報(bào)告發(fā)生9起LSD疫情,2008年8月10日~2009年10月12日,8 722頭發(fā)病,死亡12頭,宰殺10頭。2009年10月10日宣布疫情得到有效的控制。2010年2月2日,莫桑比克農(nóng)業(yè)部向OIE報(bào)告莫桑比克發(fā)生4起LSD疫情,并呈地方流行,從2007年1月6日至報(bào)告日期,共有3 092頭牛發(fā)病,死亡5頭。2010年,該病在貝寧、波扎那、布基納法索、馬達(dá)加斯加、納米比亞、尼日尼亞、阿曼、蘇丹、斯威士蘭、多哥、贊比亞、津巴布韋等地區(qū)和國家均有發(fā)生[7]。在我國,1978年謝家麒等在河南扶溝、通許首次發(fā)現(xiàn)LSD[8],2002年黑龍江省海倫市發(fā)生2起LSD疫情,引起5頭牛發(fā)病,死亡2頭[9]。但該病并未在我國引起流行,也有學(xué)者認(rèn)為我國尚無LSD[10]。但從目前該病的流行趨勢看,已有向非洲以外的世界各地蔓延的可能性,加強(qiáng)對該病的監(jiān)測已非常必要。
牛是該病病原的自然宿主,無性別、品種差異。通常情況下普通牛比較易感,亞洲水牛、奶牛也易感。該病感染率在5%~85%,病死率為10%。綿羊、山羊及一些野生動物,如長角羚羊、長頸鹿、黑斑羚可被人工感染[11],但僅有45%~50%的感染動物表現(xiàn)出臨床癥狀。同一條件下的牛群,隱性感染與急性死亡的臨床表現(xiàn)差異較大,可能與傳播媒介的狀況有關(guān)。
LSDV主要通過節(jié)肢動物傳播,庫蚊屬、伊蚊屬和廄螫蠅在傳播過程中起著非常重要的作用,有觀點(diǎn)認(rèn)為病毒通過牛-昆蟲-牛循環(huán)鏈不斷增殖而引起暴發(fā)。同時(shí),直接接觸、實(shí)驗(yàn)接種都可能感染該病毒。目前,在沒有傳播媒介的作用下,懷疑可經(jīng)過唾液傳播[12]。
牛結(jié)節(jié)性皮膚病患牛的急性病變根據(jù)臨床癥狀可初步診斷,但亞急性和非典型病例以及一些與LSD的臨床癥狀相似的疾病,如牛皰疹性乳頭炎、嗜皮菌病、癬、昆蟲或蜱的叮咬、貝諾蟲病、金錢癬、牛皮蠅叮咬、過敏、牛丘疹性口炎、蕁麻疹和皮膚結(jié)核等,因此很難進(jìn)行鑒別診斷。而只能用實(shí)驗(yàn)室診斷方法進(jìn)行確診。
病料采集自病畜活體或死后的皮膚結(jié)節(jié)、肺臟、淋巴結(jié)等,用于病毒分離、培養(yǎng)和檢測常用牛、山羊及綿羊的原代及傳代細(xì)胞培養(yǎng)LSDV,并認(rèn)為從綿羊體內(nèi)分離得到的病原在羔羊睪丸的原代及繼代細(xì)胞培養(yǎng)最為敏感。用透射電子顯微鏡檢查是初步檢查LSDV最直接快速的方法。將病料研磨制成懸濁液,滴1滴懸濁液在臘板上,1min后,加1滴pH 7.8的Tris/EDTA buffer 20s,然后滴加pH 7.2的10g/L的磷鎢酸10s。用濾紙吸干或自然干燥后鏡檢。該病毒粒子呈磚塊狀或短管狀,大小約為290 nm×270nm。
LSDV無血凝素,不能凝集紅細(xì)胞,因此,不能應(yīng)用直接血凝試驗(yàn)[6]。由于LSDV抗體與其他痘病毒引起的牛丘疹性口炎、偽LSD等的抗原之間存在交叉反應(yīng),瓊脂凝膠免疫擴(kuò)散試驗(yàn)和免疫熒光抗體試驗(yàn)特異性較低。世界動物衛(wèi)生組織(OIE)推薦的血清學(xué)診斷方法包括間接熒光抗體試驗(yàn)(IFAT)、病毒中和試驗(yàn)(VNT)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)和蛋白印跡(Western blot)[13]。LSDV 的p32抗原具有很好的敏感性和特異性,但由于蛋白印跡耗費(fèi)較大和操作困難使其在應(yīng)用上有一定的局限性。病毒中和試驗(yàn)常用且特異性最高,但由于LSDV感染主要引起細(xì)胞免疫,產(chǎn)生中和抗體水平低,其檢測靈敏度也較低,對于再次感染或中和抗體水平低的動物,該方法較難確診[14]。Gari G等[15]應(yīng)用間接熒光抗體技術(shù)檢測埃色俄比亞南部地區(qū)(263例)和北部地區(qū)的(200例)病料,其靈敏度和特異性與病毒中和試驗(yàn)的靈敏度和特異性相符合。該方法可用于流行病學(xué)調(diào)查的初步篩選。
以上方法僅適用于該病流行地區(qū)的檢測,但沒有流行的地區(qū)由于沒有接種LSDV活毒苗的,上述檢測方法難以進(jìn)行。Carn V M等[16]構(gòu)建了綿羊痘KS-1株P(guān)32重組抗原,并與LSDV抗體反應(yīng)進(jìn)行間接ELISA檢測,建立了用于檢測從山羊、綿羊、牛的活組織樣品中分離的羊痘病毒的抗原捕捉ELISA方法,該法適合檢測組織培養(yǎng)物中的病毒。Heine H G等[17]應(yīng)用痘苗病毒H3L基因的同源基因p32,構(gòu)建LSDV Neethling株的原核表達(dá)載體,并以該重組蛋白作為抗原建立了具有較高特異性的間接ELISA方法。全長P32表達(dá)量較低,截短的P32表達(dá)量有所提高,但對抗原性有影響。國內(nèi)外不少研究人員正研究CaPV其他特異性強(qiáng),表達(dá)量高的功能基因。
GPV、SPV和LSDV之間存在共同的抗原和廣泛的交叉中和反應(yīng)性抗原,因此,血清學(xué)檢驗(yàn)方法不能鑒別GPV、SPV和LSDV。核酸診斷技術(shù)相對于血清學(xué)診斷特異性較高。通過限制性片段長度多態(tài)性分析(PCR-RFLP)可以鑒別 SPV、GPV 和 LSDV。Ireland D等[18]根據(jù)吸附蛋白和融合蛋白等山羊痘病毒屬的特異性蛋白基因,建立了用于活體或組織培養(yǎng)的山羊痘病毒屬病毒的PCR檢測方法,利用限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ和DraⅠ的識別位點(diǎn)來證實(shí)PCR產(chǎn)物的特異性。Heine D N等[19]基于痘苗病毒H3L基因的同源基因P32,建立了區(qū)分正痘病毒和副痘病毒的PCR方法。利用限制性內(nèi)切酶EcoⅤ對LSDV與SPV的特性,從而鑒別LSDV與SPV。Stram Y等[20]比較了LSDV與綿羊痘病毒和山羊痘病毒的全長基因組,根據(jù)其末端不同源區(qū),設(shè)計(jì)引物,建立了鑒別LSDV、SPV和GPV的PCRRFLP方法。同時(shí),將其與GenBank中收錄的SPV、GPV及LSDV其他毒株的末端序列(774位~1237位)進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹分析,可區(qū)分山羊痘病毒、綿羊痘病毒和LSDV,但不能區(qū)分不同地區(qū)的毒株。Le Goff C[21]又根據(jù)G蛋白偶聯(lián)基因進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹分析,鑒定了不同地區(qū)的LSDV毒株。
Zheng M等[22]采取了雙重PCR方法對山羊痘病毒、綿羊痘病毒與其他痘病毒進(jìn)行了研究,可不用內(nèi)切酶進(jìn)行酶切鑒定其屬的特異性,其靈敏度和特異性均較高。Markoulatos P等[23]建立了多重PCR技術(shù)檢測皮膚組織中的SPPV,采用3對引物,同時(shí)擴(kuò)增,比一對引物的PCR方法具有更高的敏感性和特異性。這提示我們可針對同屬的其他幾個(gè)病毒如LSDV的多個(gè)特征性基因設(shè)計(jì)多條引物,進(jìn)行擴(kuò)增,從而建立LSDV的多重PCR技術(shù)。
Babiuk S等[24]用實(shí)時(shí)定量PCR法對人工感染的LSDV牛皮膚等組織中的病毒進(jìn)行了定量研究,同時(shí)與病毒分離法、顯微鏡觀察進(jìn)行了比較。Lamien C E等[25]根據(jù)羊痘G蛋白偶聯(lián)因子受體特有的分子信號,制備二元雜交探針,成功建立了羊痘病毒實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測方法,通過熔解曲線的不同區(qū)分SPV、GPV及LSDV。
目前,我國對牛結(jié)節(jié)性皮膚病的診斷技術(shù)研究較少,僅在1978年采用病毒分離、電鏡觀察、動物接種等方法對我國首例LSDV進(jìn)行報(bào)道。只是對與LSDV同屬的羊痘病毒屬的GPV、SPV進(jìn)行了研究,已經(jīng)成功構(gòu)建山羊痘病毒、綿羊痘病毒P32基因的真核和原核表達(dá)系統(tǒng),已建立了檢測山羊痘病毒抗體的間接ELISA方法。近年來又開辟了功能性基因的研究。從而我們可以參照山羊痘、綿羊痘病毒的研究方法進(jìn)行牛結(jié)節(jié)性皮膚病檢測技術(shù)的研究。
目前,我國境內(nèi)未發(fā)生過牛結(jié)節(jié)性皮膚病,尚無檢測該病的成熟技術(shù)。隨著我國加入WTO后,與國際間的貿(mào)易往來日益頻繁,大量的種牛、種羊引進(jìn),且該病已有在從非洲大陸傳入其他地區(qū)的趨勢,我國存在大量的易感動物,因此,該病傳入我國的可能性較大,應(yīng)加快對該病診斷技術(shù)和疫苗的研究,加強(qiáng)口岸的監(jiān)管,以有效防止該病的傳入。
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