,, , ,,,華春
藍(lán)舌病(Bluetongue,BT)是一種由呼腸孤病毒科環(huán)狀病毒屬的藍(lán)舌病病毒((Bluetongue Virus, BTV)引起的,通過(guò)昆蟲(chóng)庫(kù)蠓(Culicoides)傳播的非接觸性反芻動(dòng)物傳染病[1-2],動(dòng)物感染BTV的平均死亡率為30%,綿羊高達(dá)80%[3]。OIE將其列為須通報(bào)疾病,我國(guó)歸為一類(lèi)動(dòng)物疫病。BT流行廣泛,目前尚無(wú)有效的治療方法[4],當(dāng)BTV的不同血清型毒株在同一區(qū)域同時(shí)流行時(shí),容易發(fā)生基因重組,全球共有27種不同的BTV血清型,在中國(guó)已有BTV-1、-2、-3、-4、-5、-7、-12、-15、-16、-21、-24等11種血清型被分離報(bào)道[5],不同血清型之間缺乏有效的交叉免疫保護(hù)給BTV的防控帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[6-7]。
云南省師宗縣地處滇中地區(qū),有亞熱帶與溫帶共存的氣候特征,冬春季受大陸季風(fēng)的影響,晴天偏多,光照充足,氣候溫和干燥,夏秋季受海洋季風(fēng)的影響,陰雨偏多,光照差,氣候溫涼潮濕??偟那闆r是終年溫和,雨熱同期,干濕分明,非常適宜蚊蟲(chóng)生長(zhǎng)[8-10]。云南BTV的傳播與媒介昆蟲(chóng)、地理環(huán)境、氣候變化都緊密相關(guān)[11],1979年張念祖等在云南省師宗縣首次分離到藍(lán)舌病病毒,從而確定本病在我國(guó)的存在[12]。1995年由12頭BTV抗體陰性黃牛組成的監(jiān)控群在師宗縣建立,隨后監(jiān)控動(dòng)物轉(zhuǎn)陽(yáng),成功分離到藍(lán)舌病病毒。2012年肖雷等[13]在師宗縣分離獲得67株藍(lán)舌病病毒,可見(jiàn)云南省師宗縣是藍(lán)舌病高發(fā)地區(qū)。為了解近年來(lái)云南師宗縣藍(lán)舌病病毒活動(dòng)情況,參照澳大利亞病毒監(jiān)測(cè)模式[14],自2014年起,連續(xù)3年在云南省師宗縣五龍鄉(xiāng)建立監(jiān)控群,每年設(shè)立監(jiān)控動(dòng)物15只,從5-10月,每周采血一次,11月、12月,每月采血1次,每份血清樣品經(jīng)BTV C-ELISA檢測(cè),連續(xù)的血清學(xué)檢測(cè)數(shù)據(jù)可得出師宗縣近3年來(lái)藍(lán)舌病病毒的感染情況以及病毒活動(dòng)的時(shí)間規(guī)律,每份血液樣品盲傳分離病毒,根據(jù)3年分離獲得的藍(lán)舌病毒株數(shù)量及病毒的血清型,可推測(cè)出當(dāng)?shù)亓餍械乃{(lán)舌病主要血清型,對(duì)藍(lán)舌病的預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、流行病的研究起到重要作用。
1.1 監(jiān)控群建立
1.1.1監(jiān)控動(dòng)物的選擇 因藍(lán)舌病病毒可引起綿羊發(fā)病和死亡,而牛和山羊多為隱性感染,所以2014-2016年每年4月篩選年齡小于1歲且藍(lán)舌病抗體檢測(cè)為陰性的10頭健康黃牛和5只健康山羊?yàn)楸O(jiān)控動(dòng)物設(shè)立監(jiān)控動(dòng)物群,3年累計(jì)設(shè)立監(jiān)控群3個(gè),監(jiān)控動(dòng)物45頭。
1.1.2監(jiān)控動(dòng)物的管理 篩選出來(lái)的監(jiān)控動(dòng)物用耳標(biāo)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)標(biāo)識(shí),與其它牛羊混群放牧,禁止使用殺蟲(chóng)藥。
1.1.3采血 每年的5月到10月,每周采血1次,11月、12月,每月采血1次,每頭監(jiān)控動(dòng)物每次采集常規(guī)全血、肝素抗凝血各1管(10 mL),常規(guī)全血分離獲得血清,-20 ℃保存,用于血清學(xué)檢測(cè),肝素抗凝血,4 ℃保存,用于病毒分離。
1.2 血清學(xué)監(jiān)測(cè)
1.2.1實(shí)驗(yàn)材料 BTV C-ELISA檢測(cè)試劑盒由云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院熱帶亞熱帶動(dòng)物病毒病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供,并僅限實(shí)驗(yàn)室使用[15]。
1.2.2檢測(cè)方法 按檢測(cè)樣品數(shù)量取出2 ℃~4 ℃保存的ELISA板,置室溫15 min,并編號(hào);根據(jù)編號(hào)每孔加入50 μL 10%稀釋的待檢血清和陰性、陽(yáng)性、弱陽(yáng)性對(duì)照血清各2孔,空白對(duì)照加4空;同時(shí)按每孔50 μL加入競(jìng)爭(zhēng)抗體,此時(shí)每孔共100 μL液體,空白對(duì)照用稀釋液補(bǔ)充至100 μL,震蕩混勻后置37 ℃溫箱里溫育60 min;取出溫育好的板,用PBST洗液洗板2次,在吸水紙上輕輕拍干;每孔加入50 μL酶標(biāo)二抗工作液震蕩混勻后置37 ℃溫箱里溫育30 min;用PBST洗液洗板5次,吸水紙上輕輕拍干;每孔加50 μL底物反應(yīng)液,37 ℃避光溫育10 min,每孔再加終止液50 μL終止反應(yīng),37 ℃避光顯色15 min ,讀取OD450nm值。
1.2.3結(jié)果判定 檢測(cè)合格條件:兩個(gè)陽(yáng)性對(duì)照孔OD450≤0.2,兩孔間OD450差距小于0.05,兩個(gè)陰性對(duì)照空孔OD450≥1.0且<1.6,兩孔間OD450差距小于0.2。
按照抑制率(PI)=(陰性對(duì)照OD450平均值-樣品血清OD450)/陰性對(duì)照OD450平均值×100%,抑制率≥50%時(shí)判為抗體陽(yáng)性,否則為陰性。
1.3 病毒分離
1.3.1樣品準(zhǔn)備 在1.5 mL微量離心管中加入1 mL PBS、200 μL肝素抗凝血紅血球,顛倒混勻5次;1 000 r/min離心10 min,輕輕吸棄上清;加入800 μL滅菌雙蒸水,渦旋混勻,確保紅細(xì)胞充分裂解,準(zhǔn)備好的樣品作為接種液備用。
1.3.2接種細(xì)胞 將長(zhǎng)成單層的BHK-21細(xì)胞瓶,根據(jù)血液樣品編號(hào)對(duì)細(xì)胞瓶進(jìn)行編號(hào),每個(gè)樣品標(biāo)記2瓶;棄去細(xì)胞瓶中的培養(yǎng)液,取500 μL接種液接種到相對(duì)應(yīng)的細(xì)胞瓶?jī)?nèi),每個(gè)樣品接種2瓶,置37 ℃培養(yǎng)箱感作1 h后加入10mLMEM維持液,再置37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,每天觀察細(xì)胞病變情況,與對(duì)照細(xì)胞相比,病變程度以+、++、+++表示,有25%細(xì)胞出現(xiàn)CPE時(shí)記做+,50%細(xì)胞出現(xiàn)CPE時(shí)記做++,75%細(xì)胞出現(xiàn)CPE時(shí)記做+++;連續(xù)在BHK-21細(xì)胞上傳3代,出現(xiàn)CPE的細(xì)胞瓶4 ℃保存,擴(kuò)大培養(yǎng),存于-80 ℃冰箱,待鑒定;3代都無(wú)CPE的細(xì)胞瓶視為病毒分離陰性,可棄之。
1.4 陽(yáng)性分離物鑒定
1.4.1提取陽(yáng)性分離物的RNA 取接毒后CPE達(dá)到70%的單層培養(yǎng)BHK-21細(xì)胞,按TRizol試劑盒方法抽提總RNA。
1.4.2引物的設(shè)計(jì)與合成 根據(jù)基因庫(kù)提供的BTV各基因序列,通過(guò)分析軟件,對(duì)BTV較為保守的RNA7(VP7基因)片段設(shè)計(jì)引物[9]:
BTV-S7-A:5′-GTTACAATGCGCCCGACATC-3′
BTV-S7-B:5′-TGTAATGCGGCCTGTCCAT-3′
擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度為555 bp。引物由大連天寶生物工程公司合成,用RNase-free ddH2O稀釋成20 pmol/μL備用。
1.4.3病毒雙鏈RNA變性 在PCR反應(yīng)管中加入所提取的核酸樣品10 μL,甲酰胺5 μL,95 ℃ 5 min,速取出置冰上。
1.4.4cDNA的制備 在PCR反應(yīng)管中加入變性好的模板RNA 8 μL,下游引物1 μL,dNTP Mixture 1 μL,65 ℃保溫10 min,冰浴2 min,置于冰上;加入10 μL提前配好混勻的反應(yīng)5×PrimeScript Buffer 4 μL,RNase Inhibitor(40 U/μL)0.5 μL,PrimeScript Reverse Transcriptase(200 U/μL)1 μL,RNase free dH2O 4.5 μL,此時(shí)PCR反應(yīng)管里共有液體20 μL,混勻后,42 ℃ 60 min,70 ℃保溫15 min后冰上冷卻,得到的cDNA溶液,-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.4.5病毒的RT-PCR鑒定 以cDNA為模板,在50 μL PCR體系中完成反應(yīng),反應(yīng)參數(shù)為95 ℃ 52 min,94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,40個(gè)偱環(huán);72 ℃ 5 min,4℃ 保持。取PCR擴(kuò)增產(chǎn)物5 μL與1 μL 6×DNA上樣Buffer混勻,點(diǎn)樣于12 g/L瓊脂糖凝膠上樣孔中,80 V電泳30 min,置于凝膠成像系統(tǒng)中紫外光照射,觀察記錄結(jié)果。
1.4.6病毒血清型的鑒定 Karber方法計(jì)算TCID50,應(yīng)用南非參考毒株標(biāo)準(zhǔn)血清按《澳大利亞動(dòng)物疫病診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行中和試驗(yàn)[16]。
自2014年建立監(jiān)控群以來(lái),共計(jì)采血80次,收集監(jiān)控動(dòng)物血清1 200份,所有血清均在采血后1周之內(nèi)進(jìn)行BTV C-ELISA檢測(cè),監(jiān)控動(dòng)物抗體轉(zhuǎn)陽(yáng)后,抗體陽(yáng)性持續(xù)5周以上,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)可靠。統(tǒng)計(jì)監(jiān)控動(dòng)物血清藍(lán)舌病抗體檢測(cè)結(jié)果,3年均有動(dòng)物感染,2014年感染率60%,2015年感染率為33.33%,2016年感染率為13.33%;黃牛感染率略高于山羊感染率(表1)。
表1 2014-2016年監(jiān)控動(dòng)物藍(lán)舌病感染情況統(tǒng)計(jì)
Tab.1 Natural infection rate of bluetongue disease in sentinel animals from 2014 to 2016
時(shí)間采血次數(shù)動(dòng)物種類(lèi)動(dòng)物數(shù)量感染動(dòng)物數(shù)量感染率2014年28次黃牛10770%山羊5240%2015年25次黃牛10220%山羊5360%2016年27次黃牛10220%山羊500%
統(tǒng)計(jì)3年的監(jiān)控動(dòng)物藍(lán)舌病抗體檢測(cè)結(jié)果,監(jiān)控動(dòng)物感染BTV的時(shí)間均在6-10月之間,其中以7月和10月感染動(dòng)物最多,且7月連續(xù)3年都有動(dòng)物感染(圖1)。
圖1 2014-2016年監(jiān)控動(dòng)物感染BTV的數(shù)量和感染時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖Fig.1 Number of sentinel animals infected with BTV and the time of infection during 2014-2016
16個(gè)感染BTV的監(jiān)控動(dòng)物中有7個(gè)分離到病毒,共9株,BTV對(duì)BHK-21細(xì)胞上的病變產(chǎn)生明顯的細(xì)胞病變,細(xì)胞病變產(chǎn)生比較迅速,接種BHK-21細(xì)胞24 h就可以觀察到明顯細(xì)胞病變,48 h CPE可達(dá)到70%以上,細(xì)胞病變特點(diǎn)為變圓、腫脹、脫落(圖2)。
A:正常BHK-21細(xì)胞;B:感染BTV 48 h后的BHK-21細(xì)胞圖2 BTV對(duì)BHK-21細(xì)胞的致病變作用Fig.2 CPE of BHK-21 cells infected with BTV
2014年在3頭感染黃牛紅細(xì)胞內(nèi)分離獲得4株BTV共3個(gè)血清型,分別為BTV-2、4、12型,感染山羊紅細(xì)胞內(nèi)未能獲得分離毒株;2015年在1頭感染黃牛紅細(xì)胞內(nèi)分離獲得1株BTV,鑒定為BTV-9型,在3只感染山羊紅細(xì)胞內(nèi)分離獲得4株BTV,均為BTV-16型;2016年未能獲得分離毒株(表2)。
表2 2014年-2016年BTV分離鑒定情況統(tǒng)計(jì)
Tab.2 Isolation and identification of the BTV details during 2014-2016
時(shí)間分離毒株數(shù)量病毒編號(hào)血液樣品編號(hào)血清型鑒定動(dòng)物耳號(hào)采血時(shí)間2014年4株V07310933BTV-4黃牛5號(hào)2014.9.2V11310939BTV-2/12黃牛21號(hào)2014.9.2SZ111428BTV-4黃牛2號(hào)2014.9.232015年5株SZ214903BTV-9黃牛20號(hào)2015.6.30V15014933BTV-16山羊2號(hào)2015.7.7V14915259BTV-162015.7.21SZ316860BTV-16山羊3號(hào)2015.10.13SZ416979BTV-16山羊4號(hào)2015.10.202016年0株/////
2012年在師宗縣分離的藍(lán)舌病病毒包含7個(gè)血清型,分別為BTV-1、BTV-3、BTV-5、BTV-9、BTV-12、BTV-16、BTV-24型,2014年新增了2個(gè)血清型BTV-2、BTV-4型。(圖3)
圖3 近年來(lái)師宗縣分離藍(lán)舌病毒株的血清型統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Serotype of the BTV was isolated in Shizong County
2008-2009年云南省境內(nèi)地區(qū)牛、羊藍(lán)舌病的感染率為23.0%,其中師宗縣370份羊血清中,BTV抗體陽(yáng)性率為0%[17]。本次監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)由于監(jiān)控動(dòng)物是在自然界放牧飼養(yǎng)管理,干擾試驗(yàn)結(jié)果因素較多,且監(jiān)控動(dòng)物數(shù)量有限,因此在檢測(cè)結(jié)果中出現(xiàn)了2016年山羊感染率為0%的情況,但2016年的黃牛感染率為20%,證明2016年仍有藍(lán)舌病病毒活動(dòng),且3年平均牛、羊感染率為35.56%,遠(yuǎn)高于2008-2009年的調(diào)查結(jié)果,說(shuō)明藍(lán)舌病病毒在師宗縣長(zhǎng)期存在并有活躍的趨勢(shì)。
藍(lán)舌病是由庫(kù)蠓傳播的一種蟲(chóng)媒病毒病,因此藍(lán)舌病的活動(dòng)規(guī)律主要取決于庫(kù)蠓的活動(dòng)情況,1991年李華春等在調(diào)查藍(lán)舌病傳播媒介庫(kù)蠓時(shí),曾報(bào)道云南省師宗縣多在7-10月發(fā)生藍(lán)舌病[18],與本次監(jiān)測(cè)結(jié)果一致。庫(kù)蠓在6月上旬開(kāi)始活動(dòng),7-9月是活動(dòng)高峰期,這樣的季節(jié)性消長(zhǎng)規(guī)律使藍(lán)舌病的流行也具有明顯的周期性和季節(jié)性,也提示了藍(lán)舌病的防控關(guān)鍵時(shí)期是每年的6-10月,且殺蟲(chóng)滅蚊尤其重要。
2014-2016年,有16個(gè)監(jiān)控動(dòng)物感染BTV,從其中7個(gè)感染動(dòng)物的紅細(xì)胞內(nèi)分離到9株BTV,包含5個(gè)血清型,病毒分離效率較高,證明本研究的病毒分離方法成熟。2014年21號(hào)黃牛紅細(xì)胞內(nèi)同時(shí)分到2株病毒,且為不同的血清型,該黃??赡鼙煌瑫r(shí)攜帶兩個(gè)血清型的媒介昆蟲(chóng)叮咬,也可能是兩個(gè)攜帶不同血清型的媒介昆蟲(chóng)在1周之內(nèi)都叮咬了該黃牛[19]。2015年2號(hào)山羊紅細(xì)胞內(nèi)分離到BTV-16型毒株,時(shí)隔兩周又分離到同一毒株,證明BTV在動(dòng)物紅細(xì)胞中至少存活14 d。
2012年,在師宗縣分離到的BTV毒株已包含7個(gè)血清型,2014年增加至9個(gè),其中BTV-5、-9、-24為我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)[20],可能還有未被發(fā)現(xiàn)的血清型,說(shuō)明師宗縣存在多種血清型的BTV流行,且以BTV-3、BTV-5、BTV-16為優(yōu)勢(shì)血清型。多種血清型同時(shí)存在,型與型之間無(wú)交叉保護(hù),這給藍(lán)舌病的防治帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn),不僅需要繼續(xù)對(duì)BTV感染情況及活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,還急需開(kāi)展藍(lán)舌病血清型滅活疫苗、新型疫苗研究,開(kāi)發(fā)多價(jià)藍(lán)舌病通用疫苗,建立疫苗生產(chǎn)技術(shù)儲(chǔ)備[21]。
[1] Najarnezhad V, Rajae M. Seroepidemiology of bluetongue disease in small ruminants of northeast of Iran[J]. Asian Pacific J Tropic Biomed, 2013, 06: 492-495. DOI: 10.1016/S2221-1691(13)60102-1
[2] Shoorijeh SJ, Ramin AG, Maclachlan NJ, et al. High seroprevalence of bluetongue virus infection in sheep flocks in West Azerbaijan, Iran[J]. Comparat Immunol Microbiol Infect Dis, 2010,33(3):243-247. DOI: 10.1016/j.cimid.2008.10.008
[3] 苗海生, 李樂(lè), 朱建波, 等. 藍(lán)舌病病毒阻斷ELISA抗體檢測(cè)方法的建立[J]. 中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2014, 36(2): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn. 1008-0589.2014.02.07
[4] 林漢亮, 冉多良, 王文.藍(lán)舌病研究進(jìn)展[J]. 新疆畜牧業(yè), 2008, (1): 4-7. DOI:10.16795/j.cnki.xjxmy.2008.01.002
[5] Qin S, Yang H, Zhang Y, et al. Full genome sequence of the first bluetongue virus serotype 21 (BTV-21) isolated from China: evidence for genetic reassortment between BTV-21 and bluetongue virus serotype 16 (BTV-16)[J]. Arch Virol, 2018: 1-4. DOI: 10.1007/s00705-018-3718-9
[6] 張勝男, 常建華, 韓明浩, 等. 藍(lán)舌病的研究進(jìn)展[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī),2015(19):57-60. DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2015.1753
[7] 劉景利, 孫建宏, 管雪婷, 等. 藍(lán)舌病的研究進(jìn)展[J]. 畜牧獸醫(yī)科技信息, 2005(9): 19-21. DOI:10.3969/j.issn.1671-6027.2005.09.007
[8] Cook G. Effect of global warming on the distribution of parasitic and other infectious diseases: a review[J]. J R Soc Med, 1992, 85(11): 688-691.
[9] Martens P, Moser SC. Health impacts of climate change[J]. Science, 2001, 292: 1065-1066
[10] Patz JA, Campbell-Lendrum D, Holloway T, et al. Impact of regional climate change on human health[J]. Nature, 2005, 438: 310-317. DOI: 10.1038/nature04188
[11] 肖雷, 孟錦昕, 李楠, 等. 藍(lán)舌病病毒BTV-1型的分離鑒定[J]. 上海畜牧獸醫(yī)通訊,2014(4):5-7. DOI:10.3969/j.issn.1000-7725.2014.04.002
[12] 張念祖, 張開(kāi)禮, 李志華, 等. 綿羊藍(lán)舌病的調(diào)查研究報(bào)告[J]. 云南畜牧獸醫(yī),1989(4):3-13.
[13] 肖雷, 孟錦昕, 李楠, 等.云南省師宗縣藍(lán)舌病病毒的分離及鑒定[J]. 中國(guó)動(dòng)物傳染病學(xué)報(bào),2014,22(4):1-6.
[14] Mertens PP, Burroughs JN, Walton A, et al. Enhanced infectivity of modified bluetongue virus particles for two insect cell lines and for twoCulicoidesvector species[J]. Virology, 1996, 217: 582-593. DOI: 10.1006/viro.1996.0153
[15] 苗海生, 李樂(lè), 廖德芳, 等. 藍(lán)舌病多克隆抗體C-ELISA檢測(cè)方法的建立和比較研究[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)), 2014, 29(1): 58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1004-390X(n).2014.01.012
[16] Gard GP, Kirkland PD. Bluetongue virology and serology[J]. Aus Standard Diagnost Techniq Anim Dis, 1993.
[17] 肖雷, 朱建波, 楊仕標(biāo), 等. 云南省邊境地區(qū)2008-2009年度藍(lán)舌病血清學(xué)調(diào)查[J]. 上海畜牧獸醫(yī)通訊, 2010, (6): 22-23. DOI:10.3969/j.issn.1000-7725.2010.06.010
[18] 李華春, 張開(kāi)禮, 李志華. 藍(lán)舌病傳播媒介云南庫(kù)蠓的調(diào)查[J]. 云南畜牧獸醫(yī), 1991(3): 86-87.
[19] Rogers DJ, Randolph SE. Studying the global distribution of infectious diseases using GIS and RS[J]. Nat Rev Microbiol, 2003, 1(3): 231-237. DOI: 10.1038/nrmicro776
[20] Yang H, Xiao L, Wang J, et al. Phylogenetic characterization genome segment 2 of bluetongue virus strains belonging to serotypes 5, 7 and 24 isolated for the first time in China during 2012 to 2014[J]. Transbound Emerg Dis, 2017, 64(4): 1317-1321. DOI: 10.1111/tbed.12479
[21] 苗海生, 李樂(lè), 朱建波, 等. 冷藏藍(lán)舌病樣品的Real-time PCR檢測(cè)和病毒顆粒穩(wěn)定性研究[J]. 中國(guó)畜牧獸醫(yī), 2013, 40(6): 41-44. DOI:10.3969/j.issn.1671-7236.2013.06.008