李曉琳,吳紹強,王 勤,劉曉飛,景宏麗,仇松寅,林祥梅
(中國檢驗檢疫科學研究院動物檢疫研究所,北京 100176)
20世紀30年代,赤羽病(Akabane disease)在澳大利亞的羊群中首次暴發(fā),但病原一直未被分離出來,直到1949年,日本學者首次從金色庫蚊和三帶喙庫蚊中分離到病原,由于疫病暴發(fā)地點為日本群馬縣赤羽村,遂將其命名為赤羽病病毒(Akabane disease virus,AKAV)。赤羽病主要造成反芻動物繁殖障礙和先天性畸形,1972年—1975年在日本,2010年在韓國等均有赤羽病大規(guī)模暴發(fā),給養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。赤羽病是世界動物衛(wèi)生組織(OIE)規(guī)定的必須上報的疫病之一,我國將其列為二類進境動物疫病,同時也是我國牛、羊進境時必檢的動物疫病之一。
赤羽病病毒(AKAV)又稱阿卡斑病毒,屬于布尼病毒科(Bunyaviridae)布尼病毒屬(Orthobunyavirus)辛波血清群(Simbu serogroup)。AKAV與艾羅病毒(Aino virus,AINOV)、沙門達病毒(Shamonda virus,SHAV)和施馬倫貝格病毒(Schmallenberg virus,SBV )等病毒親緣關系很近[1]。
AKAV的基因組為單股負鏈RNA,由L、M、S 3個RNA片段構成。測序和系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn),在3個RNA片段中,編碼誘導產(chǎn)生中和抗體和血凝抑制抗體糖蛋白的M片段在分離株中是最可變的,編碼核衣殼蛋白和非結構蛋白的S片段高度保守。有研究表明,病毒通過非結構蛋白與載體或宿主的免疫系統(tǒng)作用,從而造成疫病的發(fā)生。目前發(fā)現(xiàn)的AKAV只有1個血清型,但基于S片段序列,AKAV分離株被分為4個基因群(Ⅰ-Ⅳ),其中Ⅰ型基因群又可劃分為Ⅰa和Ⅰb。
赤羽病廣泛分布于熱帶和溫帶地區(qū),特別是在東南亞和亞洲東部,非洲、南美洲等國家和地區(qū)也有發(fā)生,主要包括澳大利亞、日本、臺灣、韓國、越南、肯尼亞、蘇丹、以色列、馬來西亞、新加坡、哈薩克斯坦、印度尼西亞以及土耳其[2-9]等。在日本、韓國和中國,流行的主要為Ⅰ型和Ⅱ型基因群[2]。
到目前為止,除黑龍江未檢測到赤羽病的陽性病例外,我國其他省份均有赤羽病病例的報道[10-13]。Wang J等[12]對2006年—2015年間采集的中國24個省市自治區(qū)的血清樣品進行了血清中和試驗,結果在23個省市自治區(qū)均檢測到AKAV抗體,其中在牛群中的陽性率為21.3%,綿羊/山羊群中為12.0%,表明赤羽病病毒在我國已普遍存在。
孕期的牛、綿羊、山羊對AKAV最易感,犢牛和成年牛也可感染。有研究表明,流產(chǎn)動物的抗體陽性檢出率明顯高于未懷孕的動物[10]。馬、駱駝、羚羊、豬、樹獺、野兔、猴、猿和竹鼠也可感染[14-16]。 到目前為止,尚未發(fā)現(xiàn)感染的牦牛,可能與牦牛多生活在高寒地區(qū),無傳播媒介有關[12]。
AKAV主要通過吸血昆蟲叮咬進行傳播,吸血昆蟲主要是蚊和庫蠓。研究表明[17],農(nóng)場類型(牧場或林地)是影響本病傳播的關鍵,同時農(nóng)場3 km內(nèi)疫病感染情況是重要因素。此外,AKAV可通過胎盤垂直傳播,當娠母畜感染病毒后,通過血液循環(huán),經(jīng)胎盤將病毒感染給胎兒,從而導致流產(chǎn)、難產(chǎn)及畸形胎兒[18]。
主要表現(xiàn)為牛、綿羊和山羊的流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎、胎兒畸形、木乃伊胎、新生胎兒先天性關節(jié)彎曲-積水性無腦綜合征(Congenital arthrogryposis hydraencephaly syndrome,簡稱AH綜合征)等。本病在非懷孕的牛、羊多為隱性感染,一般不表現(xiàn)臨床癥狀,近年有研究發(fā)現(xiàn),成年牛也表現(xiàn)出臨床癥狀,如腦脊髓炎等[17]。研究表明,Ⅱ型基因群的毒株僅引起懷孕反芻動物的繁殖障礙,但Ⅰ型基因群的毒株還可導致犢牛和成年牛腦脊髓炎,如Iriki株[17]。
本病的發(fā)病機制尚未完全闡明。在細胞培養(yǎng)物中,AKAV通過替代途徑進入哺乳動物細胞系[19],硫酸肝素蛋白多糖是其進入細胞的重要附著因子[20]。另外,有研究發(fā)現(xiàn),AKAV可誘導哺乳動物細胞發(fā)生凋亡,主要通過激活JNK和p38 MAPK信號通路[21]。
患畜的病變類型與病毒感染時妊娠的階段有關,妊娠74 d~104 d感染AKAV時,胎兒的腦部通常出現(xiàn)病變,如出現(xiàn)大量腦脊液;妊娠103 d~179 d感染時,胎兒出現(xiàn)典型的關節(jié)彎曲癥狀[22]。
組織學檢查可見胎兒中樞神經(jīng)出現(xiàn)特征性的非化膿性腦脊髓炎[7],包括淋巴細胞、巨噬細胞浸潤的血管套袖現(xiàn)象,神經(jīng)膠質細胞聚集的嗜神經(jīng)元現(xiàn)象等。存活的胎兒多見脊髓腹角神經(jīng)細胞顯著變性、消失;肌纖維變性、變細、變短、體積縮小或斷裂。
根據(jù)臨床癥狀和病理變化可對本病做出初步判斷。但能引起動物流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎以及先天性畸形胎兒的病毒甚多,如施馬倫貝格病毒、裂谷熱病毒、藍舌病病毒、牛病毒性腹瀉病毒、邊界病病毒等,發(fā)現(xiàn)可疑病例時應做好鑒別診斷,但最終確診需要依靠實驗室診斷。
5.2.1 病原分離 對病毒進行分離和鑒定,是確診本病的最好方法。通常選取絨毛尿囊液、流產(chǎn)胎兒的腦和胎盤組織,接種到1日齡~2日齡的乳鼠,培養(yǎng)細胞(如Vero、Hmlu-1、BHK-21、ESK、Hela、PK-15、MDBK等)或者7日齡~9日齡雞胚卵黃囊,當乳鼠出現(xiàn)神經(jīng)癥狀、培養(yǎng)細胞出現(xiàn)細胞病變或雞胚發(fā)生AH綜合征后分離病毒,之后可用特異免疫血清進行中和試驗(serum neutralization test,SN)和補體結合試驗(complement fixation test,CF)等技術進行鑒定。
5.2.2 血清學檢測 通常情況下,采集母畜及未吃初乳的感染后代的血清樣品進行血清學試驗。診斷本病可使用中和試驗、血凝抑制試驗、補體結合試驗、瓊脂凝膠擴散試驗(agar gel diffusion precipitation,AGDP)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)。中和試驗和血凝抑制試驗特異性高,瓊脂凝膠擴散試驗易出現(xiàn)假陽性。針對病毒分離鑒定、中和試驗、阻斷酶聯(lián)免疫吸附試驗和瓊脂凝膠擴散試驗,已制定檢驗檢疫行業(yè)標準,在檢驗檢疫系統(tǒng)中應用。目前,中和試驗和酶聯(lián)免疫吸附試驗是我國檢疫進口動物赤羽病的法定方法。
國內(nèi)外的許多學者均建立了AKAV的ELISA檢測方法,包被抗原包括純化的細胞毒、N基因表達的核蛋白等,同時市場上已存在眾多商品化的檢測試劑盒。在使用ELISA方法對AKAV檢測時,易與其他辛波血清群的病毒發(fā)生交叉反應,如SBV,加之商品化試劑盒種類繁多,質量參差不齊,亟需對商品化的試劑盒進行評價,確定其是否適用于進口動物疫病的檢測。
5.2.3 分子生物學檢測 因辛波血清群引起的臨床癥狀較為相似,學者研發(fā)了能夠同時檢測辛波血清群的PCR檢測方法,如同時檢測SBV、AKAV和Aino病毒的一步法反轉錄定量PCR方法[23]和同時檢測AKAV、Aino和Peaton病毒的多重PCR方法[24],用于診斷和篩選AKAV和其他辛波血清群的病毒。張吉紅等[25]建立了RT-LAMP檢測方法,采用SYBR Green Ⅰ染色,肉眼即可判定檢測結果,成本低,操作簡單,適用于基層檢驗部門及小型實驗室使用。
目前對本病尚無有效的治療方法,作為入境口岸檢疫外來動物疫病的典型代表,赤羽病在澳大利亞進境種牛中多次被檢出[26-27],建議采取如下防控措施加以應對。
加強對進口活動物及產(chǎn)品的檢驗檢疫力度,降低病毒被攜帶進入的風險。同時加強對入境貨物、攜帶物、郵寄物的查驗,加強運輸工具的防疫消毒工作,防止媒介昆蟲的傳入,將本病阻擋于國門之外。
研究表明[28],我國存在著豐富的可傳播AKAV的媒介,對畜舍內(nèi)進行定期消毒,殺滅蚊子、庫朦等吸血昆蟲,消除傳播媒介,阻斷疫病傳播。
隨時關注國外疫情,及時暫停與疫病暴發(fā)區(qū)的貿(mào)易往來。在我國,若發(fā)現(xiàn)陽性動物立即撲殺,同時對同群動物進行檢測,嚴格控制疫區(qū)內(nèi)動物的流動。
目前主要依靠滅活疫苗對赤羽病進行預防,但其預防效果有限,與AKAV存在抗原變異毒株有關。Takenaka-Uema A等[29]成功重構了減毒活疫苗TS-C2株以及AKAV的突變體,為赤羽病疫苗的研制提供了良好的思路。澳大利亞的學者發(fā)現(xiàn),綠僵菌對短跗庫蠓的成蟲和幼蟲均有顯著的毒殺作用[30],可用于赤羽病的防控。
赤羽病在我國已大范圍存在,因天然屏障和宿主的自身免疫保護力,并非所有的感染動物均能表現(xiàn)出臨床癥狀,同時隨著氣候的變化和各國貿(mào)易之間的增加,辛波血清群病毒之間的基因組片段重排時常發(fā)生,從而導致出現(xiàn)新的變異體,對其防控帶來了新的困難[31]。因此,應加強對病毒變異、致病機理、診斷方法等方面的研究,為赤羽病的診斷和防控提供參考。