蓝舌病在全球的分布概况
2021-04-27李茂林张七斤徐青元
李茂林,张七斤,徐青元
(1. 中国农业科学院哈尔滨兽医研究所 兽医生物技术国家重点实验室,哈尔滨 150069;2. 内蒙古农业大学 兽医学院,呼和浩特 010018)
蓝舌病(bluetongue,BT)是由蓝舌病病毒(bluetongue virus,BTV)引起的多种反刍动物易感的非接触性虫媒疫病,该病可以感染多种家养和野生反刍动物,其中绵羊最为易感。因病毒血清型、感染动物种类以及疫病是否首次流行等因素的不同,动物感染BTV后表现出的临床症状有很大差异,可表现为无临床症状、亚临床症状乃至死亡。根据OIE报道,该病对于绵羊的病死率通常为2%~30%,有时可达70%,对于最为易感的绵羊,病死率甚至可达100%[1]。BT最早报道于1876年,发病动物为非洲的绵羊[2],我国1979年于云南省师宗县首次证明该病存在[3]。目前,该病在除南极洲外的其他大陆热带和亚热带绝大部分国家和地区存在,BT的分布范围原本介于北纬40°至南纬35°之间,但是2006年以后,其流行范围已扩展到北纬50°。该病对畜牧业的危害包括疫病给生产造成的直接损失和对该疫病的防控费用及影响国际贸易造成的间接损失,平均每年在全世界范围内造成的经济损失可达30亿美元。BT被世界动物卫生组织(Office International des Epizooties,OIE)列入OIE疫病名录(OIE-Listed disease),为需通报动物疫病,我国则将其列为一类动物疫病。自1979年在我国云南省师宗地区首次正式报道BT以来,我国已在多个省份和地区开展了BT的血清学调查以及病毒分离工作。
1 BTV病原特性及传播特点
BTV隶属于呼肠孤病毒科环状病毒属,其核酸由10个分节段的双股RNA构成,共编码12种蛋白[4]。其中,VP2和VP5是BTV血清学分型的主要抗原,而VP7是血清学检测中主要的群特异性抗原[4-5]。不同血清型病毒在自然感染状态下可以发生基因节段互换。几乎所有的反刍动物都可以感染BTV,其中,绵羊最为易感且最容易表现出临床症状,其他动物通常表现为亚临床症状或隐性感染。但是在2006年欧洲暴发了毒力更强的BTV-8相关疫情,牛在感染该病毒后也表现出明显的临床症状。在BTV的传播过程中,隐性感染动物特别是牛和其他野生反刍动物常作为病毒储存宿主,在该病的传播过程中扮演着重要的角色。易感动物间的直接接触不会传播本病,通过吸血昆虫传播是BTV的主要传播方式。库蠓属蠓类是BTV最主要的传播媒介,但在1 300~1 400种库蠓中,只有约30种可以传播BTV。除库蠓外,在蚊子体内也分离到了BTV,这表明蚊子在BTV的传播过程中可能也起着重要作用。传播媒介一旦感染BTV,将会终生带毒[6]。BT流行情况与传播媒介昆虫的分布、习性和生活史密切相关,并且气候与环境因素也会影响该病传播,该病通常呈季节性流行。虽然有报道称公牛和公羊精液样品中检测出BTV并可以传播给雌性动物,甚至BTV可以通过胎盘传播给胎儿,但这些传播方式并非BTV的主要传播方式,在该病流行过程中的意义不大。
2 BT全球流行概况
BT最早发现于非洲,并且很可能在更早的时期BTV就已经在非洲的野生动物中存在并流行。对于BT临床症状最早的详细记录始于1902年,所记录的患病动物为由欧洲引入南非开普敦殖民地的美利奴绵羊[7]。1905年,首次证实引起BT的病原是一种病毒[8]。1944年,首次证实BT的传播媒介为库蠓[9]。Howell等[10]在20世纪60年代首次通过病毒中和试验对BT进行了血清学分型。20世纪40年代以前,BT仅存在于南非地区。1943年,亚洲国家塞浦路斯发生BT疫情,这是BT首次在非洲之外的地区发生[11]。1952年,美国加利福尼亚州出现BT疫情,标志着BT成功入侵北美洲[12]。1956—1957年期间,在伊利比亚半岛出现BT疫情并造成大约18万只绵羊死亡标志着BT成功入侵欧洲[13]。1976年,澳大利亚鉴定出BTV-20标志着BT成功入侵澳洲[14],接下来在除南极洲以外的各大洲陆续分离鉴定出BTV,至此BT开始在全世界范围内流行。鉴于1956—1957年BT给伊利比亚半岛畜牧业造成的巨大经济损失,20世纪60年代,OIE就已将BT列为A类动物疫病。迄今为止,全球已经陆续鉴定出29个血清型的BTV[15-17]。
自BT首次在非洲以外的地区发现以来,已在全球范围内出现数次暴发,且在多个地区持续存在,表1列出了1943年以来全球BT暴发和病毒分离情况。由于全球经济水平差异、技术的不平衡性以及信息的滞后性,无法确定各个国家和地区目前有多少个血清型BT在流行。根据现有文献统计,在1998—2006年,欧洲至少出现了BTV-1、BTV-2、BTV-4、BTV-9、BTV-16 5个血清型的病毒[18-20],2006年8月,出现了毒力增强的BTV-8,该病毒首次导致牛出现明显临床症状,并且使BT的传播范围突破北纬40°[21]。2008年,在德国、新西兰和比利时出现BTV-6和BTV-11两个血清型的病毒,而在2008和2014年,分别在瑞士和法国首次鉴定出BTV-25和BTV-27两个血清型的病毒[22-23]。在北美洲,1998年以前鉴定出的血清型分别为BTV-2、BTV-10、BTV-11、BTV-13和BTV-17,据统计每年造成的经济损失超过1亿美元,1998年以后,在美国东南部陆续分离鉴定出BTV-1、BTV-3、BTV-5、BTV-6、BTV-9、BTV-12、BTV-14、BTV-19、BTV-22和BTV-24共计10个血清型的BTV[24-25]。在澳大利亚至少鉴定出BTV-1、BTV-2、BTV-3、BTV-7、BTV-9、BTV-15、BTV-16、BTV-20、BTV-21和BTV-23共计10个血清型的病毒,其中,BTV-1和BTV-21曾经是该地区主要流行的血清型[25]。2011年之前,在亚洲已经鉴定出BTV-1~BTV-24共计24个血清型的病毒,2011年,科威特首次分离鉴定出BTV-26,2016年,以色列在绵羊痘和牛结节性皮肤病疫苗内首次分离鉴定出BTV-28,2020年,我国鉴定出BTV-29,目前,亚洲至少存在27个血清型的BTV,其中印度通过中和试验和病毒分离鉴定的方法证实,该国存在BTV-1至BTV-21和BTV-23共计22个血清型病毒[16, 26-28]。由于缺乏准确的流行病学调查数据,人们仅能粗略地对BT的全球流行概况进行阐述。但从BT在全球的流行来看,该病防控形势仍然十分严峻,特别是新的血清型、亚型以及强毒株的出现,更应引起我国高度重视。
3 我国BT血清学调查情况
1979年,在云南省师宗地区首次证明了BT在我国存在,自此开始在多个省份和地区开展了该病的检测和监测工作。在检测方法上,1994年以前,我国主要采用琼脂免疫扩散试验(AGID)进行血清学调查,1994年以后,开始使用更为敏感和准确的ELISA方法进行检测。将我国近40年来有关BT血清学检测的报道进行总结归纳,结果表明:在我国23个省份中,河北省[29]、山西省[30]、吉林省[31]、辽宁省[29]、陕西省[32]、甘肃省[33]、青海省[34]、山东省[30]、浙江省[35]、台湾省[36]、湖北省[37]、江苏省[30]、安徽省[30]、广东省[38]、四川省[39]、贵州省[40]和云南省[5]均有BTV抗体阳性动物检出;4个直辖市中,北京[41]和天津[29]有BTV抗体阳性动物检出;5个自治区中,内蒙古自治区[5]、新疆维吾尔自治区[42]、广西壮族自治区[5]和西藏自治区[43]有BTV抗体阳性动物检出;香港和澳门2个特别行政区没有BTV抗体阳性动物检出的报道。与其他BTV抗体阳性动物检出省份不同,河北、天津和辽宁3个省(直辖市)虽有BTV抗体阳性动物检出的报道,但该报道所记录的信息十分笼统,每个省份进行检测的具体地点、检测动物种类、样品数量及阳性率均未提及[29]。河南省虽然没有BTV抗体阳性动物检出的报道,但是据推测应有BT流行[30]。山东省没有BTV抗体阳性动物检出的报道,但是该省分离到1株 血清16型BTV,因此,可以确定该省存在BT抗体阳性动物[30]。目前,没有BTV抗体阳性动物报道的地区中,重庆市、宁夏回族自治区、河南省、湖南省、江西省和福建省均处于北纬20°~40°,并且被检出BT抗体阳性动物的省份所包围,这些因素足以使人怀疑这些地区是否真的没有BT存在。
4 我国BTV分离鉴定情况
BTV分离的主要方法是将感染动物抗凝血或红细胞裂解物静脉接种鸡胚,再将特定时间死亡鸡胚匀浆后接种易感细胞从而获得病毒分离株,通常在血清学调查阳性区域放置哨兵动物更容易分离到病毒。自1979年在云南省曲靖地区师宗县五龙乡分离到第1株BTV至今的40年来,我国已分离到多株BTV。将我国首次报道的不同血清型BTV分离株进行归纳整理,并对分离时间、分离地点、分离动物和病毒编号进行统计,汇总结果如表2所示。我国目前已经陆续分离到16个血清型的BTV,分别为BTV-1、2、3、4、5、7、9、11、12、14、15、16、17、21、24和29。
这16个血清型BTV分别在我国10个省份(地区)分离到(图1),其中,云南分离到的血清型最多,共分离到11个血清型,分别为BTV-1、2、3、4、5、9、12、15、16、21和24。广东次之,分离到BTV-2、4、5、7、12和16共计6个血清型。新疆分离到3个血清型。江苏、四川和台湾各分离到2个血清型。甘肃、广西、内蒙和山东各分离到1个血清型。此外在新疆分离到一株不与BTV-1至BTV-24阳性血清发生中和反应的未定型病毒,在安徽、湖北、四川、甘肃、新疆等地分离到若干株病毒,但是没有鉴定所分离病毒的血清型,这些没有确定血清型的病毒未列入图1。
从地理分布范围来看,BTV-16分布最广,在云南、广东、四川和山东四省均分离鉴定出该血清型病毒;BTV-1分布于云南、新疆和四川;BTV-2分布于云南、广东和台湾;BTV-4和BTV-5分布于云南和广东;BTV-12分布于与云南、广东和台湾;BTV-3、BTV-9和BTV-24只在云南分离到;BTV-7只在广东分离到;BTV-14和BTV-29只在新疆分离到。从分离时间来看(图2),1979—1990年,我国首次分离到BTV-1和BTV-17共计2个血清型病毒;1991—2000年,首次分离到BTV-2、3、4、12、15和16共计6个血清型病毒;2001—2010年,没有分离到新的血清型的BTV;2011年至今,首次分离到BTV-5、7、9、14、21、24和29共计7个血清型病毒;BTV-11因无法确定分离年限,没有计入时间轴。病毒中和(VN)试验是BTV血清型鉴定的金标准,但是随着近年来基因测序技术的进步,通过序列分析对BTV进行分型的方法也逐渐被大家接受,并成为分离株溯源的重要手段,特别是在病毒发生重组的情况下,对病毒进行全基因组测序显得尤为重要。目前,我国已经完成BTV血清1型、7型、15型、16型和21型病毒全基因测序工作,这些病毒全基因组测序工作的完成对我国BTV的研究具有重要意义。特别是血清21型病毒5149E株的全基因组测序结果表明该毒株的Segment 6基因节段可能来源于日本分离的BTV-16 KSB-6/C/08株,这意味着我国已有基因重组病毒存在,并且很有可能还存在其他重组病毒。
5 小 结
BTV主要由吸血昆虫传播,在2006年以前,BT主要分布于南纬40°和北纬35°之间,但在亚洲、美国西北部以及欧洲北部,BT流行区域可达北纬50°地区[13, 55-56]。在不同的地区,不同血清型甚至不同亚型的病毒,可能其传播媒介存在差异,由于对BTV传播媒介的研究相对较少,尚无法准确掌握每个地区BTV的传播媒介。人们推测BT流行范围的扩大与全球气候变化相关,但其流行范围的变化实际上是与传播媒介的分布相吻合的,气候变暖等因素可能首先对媒介昆虫分布范围产生影响,进而导致了BT的流行范围变化[18, 57-58]。BT在全球的流行过程中表现的特征:1)新血清型不断出现;2)不同基因节段重组病毒陆续出现;3)不断有新的传播媒介出现,进而导致BT流行范围发生变化;4)某一地区可能同时存在多个血清型流行;5)某一血清型病毒可能在多个地区流行,并且病毒在基因水平出现地域特征。这些流行特点为BTV的基因变异提供了更为便利的条件,使强毒株出现的概率大大提高,从而导致畜牧业始终处于BTV的威胁之下。由于数据的缺乏,准确阐述BT在全球的流行情况是非常困难的,但通过对现有数据的整理,仍可发现BT的在全球流行的复杂性。近年来,随着我国“一带一路”等国家重大战略的实施,我国与其他国家的贸易更为频繁,在此背景下,我们更应对BT等外来动物疫病提高警惕,以免对我国养殖业造成经济损失。
从我国首次确定BT在我国存在至今已经过去40年时间。在这40年中,不断有新的省份检测出BT抗体阳性动物,各地区分离鉴定到的BTV血清型也越来越多。从血清学角度来看,BT在我国全境绝大部分地区存在和流行,目前,大量血清学调查相关的报道仅停留在检测群特异性抗体阳性水平,很多地区尚无法确定具体流行哪种血清型的BTV。没有BT抗体阳性动物报道的地区中,宁夏、河南、重庆、湖南、江西和福建被BTV血清学阳性省份所包围,并且气候上具备BT流行的条件,对以上地区进行血清学检测,以确定是否有BT流行十分必要。黑龙江地处我国北部边陲,气候寒冷,其气候条件可能影响了BT的传播媒介,从而不具备BT流行的条件。上海、香港和澳门未见BT阳性动物报道,这可能与这三个城市畜牧业发展情况有关。海南省地独特的地理位置应该是没有阳性动物报道的主要原因。从病原学角度来看,我国只在12个省级行政区域内分离到BTV,只有10个省级行政区对分离的BTV进行了血清型鉴定,尚有12个省级行政区域只有BTV抗体阳性动物报道而没有分离鉴定BTV。因此,虽然我国已经分离到16个血清型的BTV,但不排除其他血清型BTV存在的可能性。BT是一种虫媒疫病,并且该病血清型众多,各个血清型间不能完全交叉保护,因此,防控难度较大,通过对易感动物进行免疫的方法来预防该病需要使用特定血清型的疫苗。在此前提下,对BT流行情况的准确掌握就显得尤为重要。确切掌握BT的流行情况,不但需要大量人财物的投入,同时,需要相关部门的重视以及各个部门的通力合作。目前,我国BT流行病学调查缺乏系统性,各个地区相关报道的数据数量和质量参差不齐,某些地区监测数据甚至出现必要参数缺失的现象。此外,我国对BTV传播媒介所掌握的信息严重缺失,目前,我国有多少种蚊虫可以携带并传播BTV?各地BTV的主要传播媒介是什么?这些问题都需要大量研究来给出答案。
目前,我国流行的BTV是否具有致病性是人们关注的一个焦点。从BT在我国发生的历史来看,我国早期的BT病例是有临床症状的,特别是1979年师宗首次分离到BTV的案例中,该病不但有明显的临床症状,还造成了大量动物死亡[3]。但近年来基本没有BT自然感染病例出现临床症状的报道。因此,有学者认为BTV已经不再对我国畜牧业构成威胁,自然状态下流行的各个血清型BTV使易感动物处于天然的“免疫保护”状态,自然状态下流行的病毒可以看作是天然的“弱毒疫苗”。但实际情况很可能并非如此,第一,该病毒血清型众多,其基因极易发生突变和重组,即便是弱毒疫苗也发生过和野生型病毒重组的情况,任由病毒流行很可能发生不可预知的结果。如2006年在欧洲流行的BTV-8强毒株就与其他BTV-8毒株有很大差异,该毒株不但可以使感染羊表现出明显的临床症状,而且对牛也有致病性,在此之前,牛被认为是隐性感染动物[56];第二,即便是弱毒疫苗也存在一定的致病风险,现阶段已有弱毒疫苗引起免疫动物出现临床症状或导致生产性能下降的报道[59]。我国至少有16个血清型的BTV在各地流行,很难保证这些病毒确实都是对动物生产性能不产生任何影响的“天然疫苗”。我国养羊业目前还以散养为主,饲养管理较为粗放,很可能出现一些一过性临床症状或亚临床症状被忽略的情况;第三,我国作为BT的老疫区,即便是该病真的不会给我国动物饲养业造成直接经济损失,但是作为OIE规定的需通报疫病,该病也必然会对我国的进出口贸易造成不良影响;最后,近年来小反刍兽疫、非洲猪瘟和牛结节性皮肤病等疫病的突然出现给我国造成非常严重的影响和损失。人们理应以此为鉴,认真做好BT的储备研究,不但要准确及时地掌握该病在我国的流行情况,而且要对邻国疫情适时了解,以防止外来BTV传入我国。基于以上原因,即便近年来没有该病在我国造成严重经济损失的报道,人们仍然要重视该病,至少要进行必要的技术储备,不但要准确掌握该病在我国的流行情况,而且要在突发事件出现时能够有效应对。