西昌市某奶牛场犊牛腹泻的病原学检测
2022-03-02周可磊唐国强陈世云彭艳伶
李 昊,周可磊,唐国强,陈世云,彭艳伶
(1.西昌学院动物科学学院,四川 西昌 615013;2.四川省凉山州动物疫病预防控制中心,四川 西昌 615050;3.四川省西昌市农业农村局,四川 西昌 615000)
犊牛腹泻一年四季均可发生,尤其以冬季和早春多发,且3 周龄以内的犊牛更容易发生[1]。导致犊牛腹泻的主要病因分病毒性、细菌性、寄生虫性和营养性,病毒感染是引起腹泻的重要原因且易引起系统损伤和免疫抑制,导致犊牛生产性能下降甚至死亡[2]。近年来,我国各个地区对犊牛腹泻的流行病学调查都有很多报道[3-5],然而,针对四川省凉山州西昌市犊牛腹泻的病原调查未见报道。本次采集西昌市某奶牛场22 头有临床腹泻症状的犊牛腹泻粪便样本,对常见的重要病原进行检测,以摸清犊牛腹泻的病原种类和流行规律,为西昌市犊牛腹泻防控提供参考依据。
1 发病情况
该奶牛场于2020年先后进行了口蹄疫、牛出败、牛病毒性腹泻/黏膜病病毒(BVDV)-牛传染性鼻气管炎(IBR)二联灭活苗的免疫,饲喂经巴氏消杀的抗生奶、代乳粉、诱食料。现有犊牛135头(未断奶犊牛83头),2021年1月犊牛发生腹泻(腹泻主要发生于30 日龄前,个别2 日龄也出现腹泻),现场调查腹泻犊牛22 头,发病率达16.30%。主诉该场发病率最高达40%,死亡率为10%。腹泻发生后,采用恩诺沙星注射液(肌注0.025 mL/kg)、磺胺间甲氧嘧啶注射液(肌注0.2~0.3 mL/kg)、土霉素片(内服15 mg/kg)进行治疗,但效果不佳。
2 材料和方法
2.1 样本采集 2021 年1 月对该奶牛场22 头腹泻犊牛逐一采集粪便样本,随后冷藏运输并储存在-80 ℃。
BCoV、BRV、BVDV、BNoV、NeV、BPV、BToV及大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌等阳性毒(菌)株均由西南民族大学动物医学实验室提供。
2.2 主要试剂及仪器 Trizol 试剂RNAiso Plus(Code No.9109)、反转录试剂盒PrimeScriptTMRT Reagent Kit(Code No.RR037A)、TaKaRa Ex Taq 酶、TB Green Premix Ex Taq Ⅱ、Premix Ex TaqTM(Probe qPCR)、6×DNA Loading Buffer、DL2000 DNA Marker、pMDTM19-T 克隆载体、感受态细胞E.coli DH5α Competent Cells等购于宝生物工程(大连)有限公司;胶回收试剂盒Gel Extraction Kit D2500 和质粒提取试剂盒Plasmid Mini Kit I 购于Omega Bio-Tek 公司;氯仿、蛋白酶K、异戊醇、SDS(10%浓度)、STE等DNA提取常规试剂由西南民族大学动物医学实验室保存。仪器:紫外分光光度计Cary 50 Probe(Vatian 公司,美国);凝胶成像系统Doc2000(Bio-Rad 公司,美国);高速冷冻离心机TGL-16(蜀科公司,中国)。
2.3 核酸提取 取适量的粪便与灭菌PBS 缓冲液(pH 7.2)按1∶5的比例制成混悬液,置于-80 ℃超低温中反复冻融3次,于4 ℃台式高速冷冻医用离心机中以8 500 r/min离心10 min,取其上清液再用0.22 μm 微孔径过滤器过滤,过滤好的混悬液取300 μL 严格按照TrizolTMReagent 试剂盒说明书的方法提取样本总RNA,全程在4 ℃下操作(旨在保证所提取的核酸不被降解),提取的总RNA严格按照PrimeScriptTMRT Master Mix 试剂盒说明书的方法反转录成cDNA,置于-20 ℃冰箱中备用。另取过滤好的混悬液300 μL 加入STE 500 μL、SDS 和PKA 各20 μL 后水浴1~3 h 进行DNA 提取,提取后的细菌DNA 保存于4 ℃冰箱中备用。
2.4 细菌和病毒的PCR 和RT-PCR 检测 运用PCR和RT-PCR方法进行检测,所用引物均由上海生工生物科技有限公司合成,详细序列见表1。
表1 引物序列信息
3 结果
由表2、表3 可见,大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌均未检出;22 份粪便样本均检测到了BVDV(100%);BNoV 阳性样本有16 份(72.73%);NeV阳性样本有12 份(54.54%);BRV 阳性样本有8份(36.36%);BPV 阳性样本有4 份(18.18);BCoV阳性样本有1 份(4.54%);BToV 阳性样本有1份(4.54%)。BVDV 感染率达100%,说明该牛场BVDV 感染呈广泛流行,BNoV 和NeV 感染率次之。
表2 犊牛粪便样本检测结果
表3 犊牛粪便样本阳性率检测情况
检测结果表明,22 份犊牛粪便样本中除1 份样本只感染1种病毒外,其余21份样本均为混合感染,感染率高达95.45%。其中,有3 份样本感染了5种病毒(13.64%),有2份样本感染了4种病毒(9.09%),有8份样本感染了3种病毒(36.36%),其余8份样本感染了2种病毒(36.36%)。
4 讨论
病毒感染是引起犊牛腹泻的重要原因,这些病毒主要有牛轮状病毒(BRV)、牛冠状病毒(BCoV)、纽布病毒(NeV)、牛诺如病毒(BNoV)、牛病毒性腹泻/黏膜病病毒(BVDV)、牛细小病毒(BPV)和牛环曲病毒(BToV)等。其中,BRV、BCoV、BVDV 能导致70%以上的新生犊牛发病,且死亡率高达50%,给养牛产业带来了巨大的经济损失[3]。细菌如大肠杆菌(E.coli)、沙门氏菌(Salmonella)、巴氏杆菌(Pasteurella)等也可引起犊牛腹泻。大肠杆菌、沙门氏菌、轮状病毒和冠状病毒等病原还是重要的人畜共患病病原[6-8],可能对地区公共卫生安全造成严重威胁。
本试验对22 份犊牛腹泻粪便样本进行了PCR 和RT-PCR 检测,结果细菌性病原并未检测到,可能与该场犊牛群使用了抗生素药物有关;检 出BVDV、BNoV、NeV、BRV、BPV、BCoV 和BToV 的阳性率分别为:100%、72.73%、54.54%、36.36%、18.18%、4.54%和4.54%。本结果表明,该场发生的犊牛腹泻由多种病毒混合感染所致,感染率达95.45%,这与美国之前的报道相似[9]。犊牛群中BVDV 感染率最高,达100%,BNoV和NeV 阳性率分别为72.73%、54.54%,表明BVDV、BNoV 和NeV 是该奶牛场犊牛腹泻的主要病原。此外,BRV 和BCoV 属于人畜共患病病原[8],在防控BRV 和BCoV 的同时,应当做好饲养员自身的生物安全防护,防止出现公共卫生事件。
依照BVDV 的病毒基因序列差异,将其分为BVDV-1(Pestivirus A)、BVDV-2(Pestivirus B)和BVDV-3(Pestivirus H、HoBi-like Pestivirus and atypical ruminant Pestivirus),并且BVDV-1和BVDV-2 还包含不同的亚型[10]。全球范围内主要流行的2 个亚型为BVDV-1a 和BVDV-1b。有文献报道,BVDV-1b是我国牛群最优势流行毒株,且难以防控[11]。该奶牛场使用了BVDV-IBR二联灭活苗,感染率仍然高达100%,猜测可能与感染毒株的基因型不一致所致。现在国内外BVD 灭活疫苗大多数针对于BVDV-1 型,虽然BVDV-1型灭活疫苗免疫牛群后产生的抗体能与BVDV-2型产生部分交叉免疫,但对抵御BVDV-2 型强毒株的能力却不得而知[12],对BVDV-3 型的免疫力尚未见报道。所以该场感染的BVDV属于哪一个基因型,需作进一步研究。
近年来,BNoV、NeV、BToV 作为新发腹泻病原,严重危害了我国牛群的健康,也越来越受到关注。王玥琳等[13]采用RT-PCR方法检测了我国5个省12个奶牛场的BNoV感染情况,结果显示粪便样本中BNoV的检出率达25.81%。郭紫晶等[14]采用RT-PCR方法检测了我国6个省18个奶牛场的NeV感染情况,结果显示粪便样本中NeV的检出率高达48.1%。Li Hao等[15]采用RT-PCR方法检测了我国4个省5个奶牛场的BToV感染情况,结果显示粪便样本中BToV 的检出率达21.73%。这些都表明BNoV、NeV、BToV作为我国新发病原已经在国内广泛流行。本次检测结果表明,BNoV、NeV和BToV存在于该奶牛场中,一方面可能是由于管理人员对新发病原的了解重视程度低,在奶牛引种过程中未对其检测;另一方面可能是由于人为因素造成了交叉感染,造成多种肠道病毒协同作用,引起患病牛群腹泻病情加重,进而对犊牛腹泻的诊断和控制难度大大增加。因此,在养牛生产中,建议将这些新发腹泻病原纳入日常检测范围。