牛病毒性腹泻病毒研究进展

邵红，倪宏波

（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，大庆 163319）

牛病毒性腹泻病毒研究进展

邵红，倪宏波

（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，大庆 163319）

牛病毒性腹泻病毒（Bovine viral diarrhoea virus，BVDV）是一个影响养牛业经济发展的重要病原，它能够引发牛病毒性腹泻病（Bovine viral diarrhoea，BVD）。BVD是急性和繁殖障碍型传染病，使牛发生病毒性腹泻、发热、黏膜溃疡和白细胞数量减少等症状。文章重点对病毒的分型、E2蛋白结构功能、临床感染类型和防控措施等进行了综述，为该病的深入研究提供参考。

牛病毒性腹泻病毒；分型；E2蛋白；临床类型；防控

牛病毒性腹泻病毒（Bovine viral diarrhoea virus，BVDV）是一个影响养牛业经济发展的重要病原，诱发的疾病是牛病毒性腹泻病（Bovine viral diarrhoea，BVD），BVD是急性和繁殖障碍型传染病，使牛发生病毒性腹泻，发热，黏膜溃疡和白细胞数量减少等症状[1]。急性感染的BVDV一般是亚临床症状或温和型临床症状，他们诱导淋巴细胞减少症和一系列的免疫反应，还会继发细菌和病毒混合感染[2]。

自从1946年首次报道之后，BVDV 1型和2型广泛被报道，进一步分为在体外细胞培养的CP和NCP型[3]。不同的基因型和生物型对牛的先天性免疫机制的影响是不同的，NCP型BVDV对引起牛的持续感染是重要的，持续感染的动物可以引发各种疾病并且在食道黏膜表面淋巴组织有病灶损伤，被称为黏膜病。主要通过口腔，皮肤，消化道和呼吸道传播，病牛的分泌物和排泄物是主要的传染源。

1 BVDV病原学特性

单股正链有囊膜的RNA病毒，病毒粒子之间是由囊膜包裹的球状颗粒，直径40~60 nm[4]。病毒粒子由中心衣壳和包裹衣壳的脂质双层组成，衣壳作为一个电子密集的内核存在，直径约30 nm。病毒编码蛋白Erns、E1和E2与囊膜的脂质双层有关。在pH5.7~9.3时，保持稳定。胰酶浓度在0.5 mg·mL-1时，在37℃作用60 min也可以使病毒失活。病毒在50℃作用60 min可以使病毒失活，低温比较稳定，置于-80℃可以保存数年。病毒颗粒的囊膜具有多样性，不利于蔗糖梯度纯化病毒，在蔗糖中的悬浮密度为 1.10~1.15 mg·cm-3。

2 BVDV的分型

黄病毒科瘟病毒属由4个种属组成：BVDV-1，BVDV-2，羊边界病毒（BDV）和猪瘟病毒（CSFV）。根据5’NCR和Npro结构序列已经被广泛的用于鉴定新物种的基因型和亚型的结构[5]，除此之外，也可以被用来区别BVDV-1的17个基因亚型（1a-1q）和BVDV-2的2个亚型（2a-2b），这是被承认的在瘟病毒属遗传变异体基因重要的结构序列。根据5’UTR序列将 BVDV分为 2个基因型：BVDV-1型和BVDV-2型，分为2个生物型：细胞病变型（CP型）和非细胞病变型（NCP型）[6]。然而，一个非典型的瘟病毒属病毒，命名为“HoBi-like”，最初是在胎牛血清中检测出来的。

BVDV的2个基因型：BVDV-1是疫苗研发和临床病例诊断上主要的基因型，中国主要流行BVDV-1基因型；而在北美洲、西班牙主要流行BVDV-2型[7]，会诱发成年牛急性感染，而犊牛多伴发出血症状，也有报道在欧洲和亚洲也检测到BVDV-2型[8]，在新西兰和德国发现高死亡率的BVDV-2型[9]。由于RNA病毒的遗传变异性和控制措施不完善，使不同基因型之间发生交叉中和感染，导致BVDV出现新的基因型。

BVDV的2个生物型：CP型和NCP型。研究表明，病毒毒力不是由细胞病变程度决定，反而NCP型毒力很强，会造成持续感染和胎儿流产，持续感染的犊牛会成为主要传染源并且终身带毒。

3 E2蛋白结构功能

BVDV瘟病毒属单股正链RNA病毒，CP型是1.25 KDa，NCP 型是 1.23 KDa。基因组从 5’到 3’端分为3个部分：1个开放阅读框（ORF），两侧是5’非编码区（5’NCR）和 3’非编码区（3’NCR）组成。ORF编码一个长约4 000个氨基酸残基的前体多聚蛋白，在宿主细胞信号肽酶和病毒自身裂解酶的作用下加工成为多个成熟的蛋白，包括BVDV核衣壳的核心蛋白、3种囊膜蛋白和几种非结构蛋白等11~12种蛋白，从 N 端到 C 末端 Npro，C，Erns，E1，E2，p7，NS2/3，NS4A，NS4B，NS5A 和 NS5B，BVDV 中有 4个结构蛋白分别是C、Erns、E1和E2，其余的基因为非结构性病毒蛋白[10]，四种结构蛋白中，E2具有55KDa大小，并且被分类为1型跨膜蛋白。E2蛋白为病毒表面囊膜糖蛋白是以C端的疏水膜锚定在BVDV囊膜上，具有认证BVDV抗原性的疏水结合和跨膜结构域。研究表明，包膜蛋白涉及的生物学活动主要是与宿主细胞相互作用，如受体结合、内化、翻译后修饰和糖基化；糖基化已被证明在生物发生，稳定性，抗原性和感染性方面发挥重要作用[11]。众所周知，许多包膜病毒的糖基化对于病毒感染是重要的，糖基化的改变影响病毒的致病性和抗原性[12]。

E2糖蛋白也是瘟病毒主要保护性抗原，它能诱导机体产生中和抗体，所以目前研制的新型疫苗多以E2蛋白为研究对象，但保守性比其他蛋白低的E2基因，病毒抗原性会易发生变异，基因变异导致BVDV病毒也发生变异，从而更适合环境的变化，这种变异的病毒是造成疫苗保护障碍以及持续性感染的重要原因之一。

4 BVDV感染的临床类型

4.1 持续感染（PI）

持续感染BVDV的牛是免疫耐受原因引起的，并且临床检测BVDV血清是阴性的。目前没有成功证明持续感染是由感染CP型的BVDV造成的，然而，NCP型BVDV才是造成持续性感染主要的生物型。在早期妊娠阶段感染NCP型的BVDV，通过抑制胎儿的先天免疫系统，在早期妊娠期间使胎儿产生免疫耐受，破坏防御系统，变为持续感染的牛。持续感染的牛，病毒抗原广泛分布在皮肤和唾液腺，淋巴组织上较少。持续性感染的动物充当BVDV的宿主和感染源[13]。

4.2 黏膜病

持续感染的动物可以继发各种疾病并且在食道黏膜表面淋巴组织有病灶损伤，因此被称为黏膜病（Mucosal disease，MD）。黏膜病病毒抗原主要在唾液腺上广泛分布，在淋巴结和胃肠道很少看到损伤[14]。引发黏膜病是由于持续性感染的动物再次感染异源或同源的CP型BVDV使BVDV的症状加重导致的，但认为是从CP型的BVDV突变到NCP型的BVDV才引起的。从而持续性感染的动物体内存在异源或同源CP型BVDV抗体，这样在做血清学检测时BVDV血清就会是阳性反应[15]。

4.3 急性感染和繁殖障碍

急性感染BVDV后，体温升高到42℃，腹泻，口腔和黏膜膜溃疡，白细胞减少[14]。发病率高，但是致死率低。急性感染的牛都会有临床症状，BVDV血清反应是阴性的。并且发生先天性持续感染犊牛，主要表现为呈隐性型或温和型经过。高毒力BVDV株可以产生和黏膜病相似的症状，严重的大面积的口腔、食管溃疡、出血性肠炎，食欲不振，昏睡和产奶量减少等一系列严重的症状[16]。导致急性BVDV的原因可能是宿主白细胞的功能受到了抑制，病毒粒子扩散，这样才导致急性的BVDV。在各别感染BVDV的牛中已经发现有流产的症状，已经被证实胎儿流产是由于急性感染BVDV引起的，并且是否流产受感染孕牛的年龄而定[17]。激素不稳定也是流产的主要因素，在感染BVDV期间由于前列腺素很高，使细胞溶解从而导致流产[18]。

急性感染的动物，在感染后5~9天才能分离病毒抗原。主要感染淋巴组织，并且伴有血小板减少症状，其他组织临床症状不明显。在感染前3天淋巴结损伤不严重，但到第9天时损伤增加的很快，在13天时淋巴组织的淋巴球也在增多，这些症状反应与其他报道相一致[19]，在感染13天后在淋巴血管和心脏上会看到纤维素性坏死。急性感染BVDV在繁殖能力上也有直接的影响，病毒感染后，巨噬细胞发挥吞噬功能诱发卵巢炎，并且这种急性感染的小母牛卵巢上会有卵泡的生长，这会对发情周期有很大影响。而且在怀孕中期的母牛会发生早产，产出的新生胎儿有视网膜萎缩症状，已经有报道感染BVDV母牛产出犊牛患有先天性白内障，已经报道急性感染BVDV的犊牛会影响长骨的生长以及在8个月大犊牛急性感染BVDV会出现心肌坏死[20]。

4.4 免疫抑制

免疫抑制是感染BVDV后重要的表现[21]。如果感染CP和NCP型BVDV后单核细胞和树突状细胞的反应是最敏感的，单核细胞会被CP型的BVDV感染最后溶解死亡，然而感染NCP型的BVDV会降低CD4+T细胞的抗原反应。巨噬细胞在感染NCP型BVDV时会在CC-和CXC-趋化因子的表达上有下调。在急性感染期间，抗原提呈细胞没有抗原反应，这样有助于免疫抑制发生。在体内感染NCP型的BVDV后淋巴细胞MHCⅡ类分子在淋巴集结和淋巴结上的数量下降；感染CP型BVDV后神经末梢血液中的单核细胞会致使蛋白质的不能成功表达，而发生粘附、细胞凋亡、抗原吸取等。并且持续感染的牛的单核细胞是不能产生BVDV MHCⅠ类分子和Ⅱ类分子限制反应的[22]。

5 BVDV感染的防控和净化

防控BVDV感染畜群的方法除了接种疫苗外，就是除去PI动物。弱毒疫苗和死疫苗已经应用超过50年了，但BVDV诱导疾病的发病率很高，这可能是由于疫苗研制过程中复制单链BVDV基因时缺乏部分校正功能和疫苗抗原可变性的结果，因此需要提高疫苗质量来抵抗BVDV或是需要接种同源性的病毒来防治疾病[23]。BVDV有4个结构蛋白，E2蛋白是主要的中和抗体的蛋白，新设计的疫苗通过合并E2基因进入无病毒的载体，利用E2制作疫苗从而得到好的免疫效果[24]。由于抗原的变化，在野生型的BVDV上有蛋白缺失，但研究显示不同基因型之间存在交叉反应。由于疾病的广泛性，除了需要研发新型的疫苗外，还要做一些其他的预防措施，因为疫苗在宿主体内有差异性。尽管疫苗在宿主体内是没有负面影响的，但BVDV PI和MD的混合感染动物接种了CP型的BVDV缺失活疫苗，动物会有一些副作用[25]。BVDV基因缺失的活疫苗可以造成淋巴结消失，也可以使嗜中性粒细胞和淋巴细胞的功能降低。有报道疫苗也可以被毒力强的BVDV病毒污染，而且怀孕的牛接种BVDV疫苗后会产出PI犊牛[26]。

PI牛的在牛群中的流行率是1%~2%，因此很大一部分的动物需要来检测和鉴定是否是持续感染的动物。早期主要的检测方法是免疫过氧化酶技术，还有通过临床症状和眼观剖检的病理变化来鉴定BVD，后期使用免疫组织化学技术，这个技术是把福尔马林包埋的皮肤活体组织进行经过固定，脱水，透明，包埋等处理后检查鉴定BVDV的PI牛。后来由于RNA病毒分离需要在实验室操作以及昂贵的检测费用，从而研发出现在的免疫过氧化酶微型板、间接ELISA方法和聚合酶链式反应（PCR）来做病毒分离，只需待检动物的血清和病变组织即可验证，对于PI动物进行筛选这些是很有效的方法[27-28]。

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Advance of Bovine Viral Diarrhoea Virus

Shao Hong，Ni Hongbo
（College of Animal Science and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

Bovine viral diarrhoea virus（BVDV）was an important pathogen causing bovine viral diarrhoea（BVD），which affected the economic development of cattle industry.BVD was an acute and reproductive disorder infectious disease that causing symptoms such as viral diarrhea，fever，mucosal，ulceration，and decreasing white blood cells.Summary about BVDV was described systematically，includingvirus typing，E2 protein structure and function，the types of clinical infection，prevention and control measures，which could provide reference for the further research of the disease.

BVDV；virus typing；E2 protein；types of clinical infection；prevention and control measures

S855.3

A

1002-2090（2017）06-0020-04

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.06.006

2016-05-20

黑龙江省农垦总局“十二五”重点科技攻关项目（HNK125B-11-10A和HNK125B-11-02）。

邵红（1981-），女，高级实验师，现主要从事微生物学方面的研究工作。

倪宏波，男，教授，博士研究生导师，E-mail：nihongbo@sina.com。