牛结节性皮肤病研究进展

包涛涛，吴通奎，杨先富，莫兴虎，汪忠荣，王正文，赵孝木

（黔东南州动物疫病预防控制中心，贵州 556000）

牛结节性皮肤病（Lumpy skin disease，LSD），又名牛疙瘩皮肤病、牛结节性皮炎、牛结节疹或块状皮肤病等，是一种由痘病毒科、脊椎动物痘病毒亚科、山羊痘病毒属中的牛结节性皮肤病病毒（Lumpy skin disease virus，LSDV）感染牛后所引起的病毒性传染病[1]。感染LSDV的动物常以发热、厌食及口腔、鼻孔、乳房、生殖器、直肠等皮肤黏膜处出现特征性结节和产奶量减少、流产、不孕、有时甚至死亡为主要临床症状[2]。通常来讲，LSD的发病率介于5%～45%之间，病死率不定，最高可达20%，对养牛业可造成重大的经济损失[3]。1929年，非洲东部地区的赞比亚首次公开报道该病的发生，在后续50年该病一直流行于非洲地区，而后逐渐蔓延至其他地区、国家[4]。LSD是一种具有重要经济意义的跨界性动物传染病，世界动物卫生组织（OIE）将其列为必须通报的动物疫病[5]，根据我国农业农村部、海关总署联合公告第521号内容，我国《中华人民共和国进境动物检疫疫病名录》将其列为二类传染病。2019年8月，我国官方首次报道LSD疫情在新疆伊犁自治州暴发，随后多地有该病发生。本文就该病的病原学、流行病学、临床症状、病理变化、疾病诊断及防控措施等方面的最新研究进展做一概述。

1 病原学

1.1 病原分类

牛结节性皮肤病的病原为牛结节性皮肤病病毒，该病毒属于大多家畜均能感染的痘病毒科。痘病毒科主要包含2个亚科：感染脊椎动物宿主的Chordopoxvirinae亚科及感染无脊椎动物宿主的Entomopoxvirinae亚科。Capripoxvirus属为Chordopoxvirniae亚科的10个属之一，主要包含3种病毒：绵羊痘病毒（SPPV）、山羊痘病毒（GTPV）与牛结节性皮肤病病毒（LSDV），SPPV与GTPV分别感染绵羊和山羊，而LSDV则主要感染牛及水牛[6]。

1.2 形态结构

LSDV大小为320nm×260nm，是一种砖块形状包膜病毒，双链线性DNA单分子环状结构，病毒复制一般发生在受感染细胞的细胞质中。基因组大小约为151kbp，在其中心包含一个主要编码区，中心编码区由相同的2.4kbp反向末端重复序列界定，并包含156个假定基因（ORF开放式阅读框）。Capripoxvirus属内不同物种间的核苷酸有高度同源性，LSDV包含30个与SPPV和GTPV同源的结构和非结构蛋白基因，其核苷酸同源性高达97%[7]。LSDV末端包含9个与毒力有关的基因，包括IL-1受体、K7L、N2L、F11L、黏液瘤病毒M004.1及黏液瘤病毒M003.2基因编码等。LSDV与Capripoxvirus属其他成员SPPV、GTPV相比略有不同，因为它有一个独特的LSDV132基因，在SPPV和GTPV中该基因的功能与毒力在长时间的进化过程中已发生突变破坏，但这种破坏不会显著影响3种病毒的基因组序列长度，SPPV与GTPV中这些基因的缺失表明LSDV仅对牛起作用[8,9]。

与Chordopoxvirniae属的其他成员不同的是，LSDV具有146个保守基因，这些基因编码涉及DNA复制、核苷酸代谢、转录、毒力、mRNA合成和宿主范围等信息。在中央基因组区域，LSDV与其他已知哺乳动物痘病毒基因尤其是野兔痘病毒、猪痘病毒和亚塔痘病毒基因相比，氨基酸的平均同源性为65%。在末端区域的基因存在显著差异，这些基因功能涉及毒力及宿主范围，其氨基酸同源性较低，仅为43%。然而，产生因子的同源基因如IL-1结合蛋白、IL-10、趋化因子受体(GPCR)、表皮生长因子样蛋白与G蛋白偶联CC的存在表明痘病毒属之间具有共同的遗传祖先[7]。

1.3 理化性质

LSDV在自然环境条件下较为稳定，通常它可以在干燥的结皮中存活35d，在坏死的结节中存活33d，在风干的生皮中至少也能存活18d。当暴露在阳光下或接触亲脂性洗涤剂时，病毒会立马被破坏，但病毒可以在动物圈舍、料槽等阴暗的地方中存活数月。55℃2h及65℃ 30min均能对LSDV起到灭活作用。此外，LSDV对强酸或强碱性环境较为敏感，但在37℃下将pH维持在6.6～8.6之间5d时间，其病毒滴度几乎不会受到任何影响。而使用某些消毒剂，如0.5%季铵化合物、20%乙醚、氯仿、1%福尔马林、2%苯酚（15 min）、2%～3%次氯酸钠、碘化合物（以1:33稀释）对LSDV具有较好的杀灭效果[10]。如果保存得当，LSDV还可在很长的一段时间内保持活性状态。有研究表明，即便是在-80℃或4℃环境中将收集的皮肤结节病料保存10年或6个月，仍然可从病料中分离出LSDV[11]。

2 流行病学

2.1 传染源

发病或隐性感染牛为LSD的重要传染源，此外，经治愈后的牛也可带毒3周以上，也能成为传染源[10]。

2.2 传播方式

通过传播媒介节肢动物的机械性传播是LSDV传播的主要方式。研究发现，在撒哈拉以南的非洲、埃及及埃塞俄比亚等大多数国家，随着季节性降雨及夏季的来临，恰逢病媒频繁活动的高峰期，该病的发病率出现显著增加。与此相反，随着冬季的到来，LSD的发病率出现显著降低，但当第2个春夏季节再次来临时该病的发病率呈现再次飙升[11]。据研究报道，尽管埃及与以色列之间并无贸易往来，但通过节肢动物媒介仍可将LSDV传播到80～200km以外的以色列地区[12]。随着天气逐渐干燥和昆虫数量减少，病例数量的下降刚好证实了疾病发病率与节肢动物数量成正相关关系。在没有昆虫或昆虫密度低的干燥环境下病例减少恰好也证实了昆虫媒介在疾病传播中的重要作用，而不是通过直接或间接接触[13,14]。LSD的直接接触与间接接触传播通常被研究者们认为是一种传播效率较为低下的传播途径[15,16]。吸血蚊蝇能参与LSDV的机械传播[17]，蚊科双翅目库蚊属、伊蚊属蚊类及厩螫蝇等昆虫都可以成为LSDV的传播媒介[18]。Chihota等[19]也首次试验证实雌性埃及伊蚊在感染LSDV后2～6d可将病毒传染给牛，且病毒还不在伊蚊体内繁殖。Sohier等[20]也证实Stomoxys calcitrans（厩螫蝇）与 Haematopota spp（异角麻虻）可以传播LSDV。目前还很少有证据能证实LSDV可以通过直接接触传播，Weiss先前的研究及临床观察也加强了现有结论，即直接接触传播感染率极低。尽管如此，也有与之相悖的观点[16,21]，但这些研究重点侧向于动物之间的间接传播，即病毒先经乳汁或痰液排出，然后在料槽中与饲料及水混合[22]。LSDV通过垂直途径传播也已有文献记载[23]，但通常被认为是感染的母牛将LSDV通过乳汁或皮肤磨损传播给了小牛[24]。LSDV在感染的公牛精液中可持续存活长达43d[25]，并且已通过感染实验证实[26]。当进行大规模疫苗接种时，皮肤或结痂中的病毒会感染针头，使注射也能成为病毒的另一种传播途径[11]。考虑到可以传播这种病毒载体的复杂多样性，故隔离不能作为实践当中唯一控制该病的防控策略[27]。图1[28]为LSDV传播示意图。

图1 LSDV传播示意图

2.3 易感动物

通常来讲，牛和水牛是LSD的易感动物，所有生长阶段的牛均能感染，但以犊牛、奶牛、参与频繁劳作的耕牛及免疫力低下的牛更为易感。据报道，犊牛在感染LSDV后23～48h，其黏膜就能出现特征性的病理变化[29]。自然条件下，野生动物通常具有较强的抵抗力，但通过试验证实，在人工感染LSDV的长颈鹿、黑斑羚、阿拉伯羚羊、跳羚及汤氏瞪羚身上也产生了LSD的临床反应，但对于该病来说，野生动物在LSDV上的传播几乎可以忽略不计[30]。

2.4 流行情况

1929年，非洲赞比亚首次公开报道LSD疫情，紧接着该病迅速蔓延至非洲地区其他国家，呈地方性流行，仅有阿尔及利亚、利比亚、突尼斯和摩洛哥等少数国家幸免于该病的发生[17]。1988年LSD越过撒哈拉沙漠传到埃及，造成22个省出现大面积疫情传播。据报道，该病在埃及曾出现两次暴发，一次是在1988年，另一次是在2006年，对当地造成了严重的经济的损失[31,32]。虽然中东地区以色列与其大多数邻国之间的贸易禁运，但在1989年，LSD首次逸出非洲迈向以色列造成暴发流行[33]。直至2006年，随着LSD的继续传播，西岸地区也开始报告这种疾病的发生。6年后，在叙利亚及约旦等国也有报道称LSD的发生[29,34]。LSD在中东地区持续流行，并在2014年向西传播到伊朗及其他中亚国家[35]。2015年，LSD首次传入欧洲希腊地区，随后，该病逐渐通过跨界传播直至俄罗斯及亚美尼亚等东欧国家[36,37]。2016年，该病继续在非洲、中东及欧洲地区蔓延流行，引起了全世界的广泛关注[38]。2017-2018年，该病经俄罗斯及哈萨克斯坦边界地区继续朝东移动，逐渐靠近我国新疆地区，LSD在我国暴发风险再次增加[39]。2019年8月，LSD通过哈萨克斯坦边境进入中国，中国开始出现LSD，同年孟加拉国与印度等国家也开始报道发生LSD疫情。据我国农业农村部网站国际动物疫情动态数据统计显示，2016年12月至2022年3月，已在俄罗斯、印度及孟加拉国等多个国家报道了1 080起LSD疫情[40]，其中2016年12月-2021年1月仅有180余起，近一年来全球各地暴发了近千起。值得注意的是，当前LSD疫情除了在非洲及中东部分国家地区地方流行外，还在许多与中国接壤或毗邻的国家地区散在传播，已形成了从中亚向中国传播流行的趋势，我国LSD防控任务极其艰巨。

3 临床症状及病理变化

自然条件下，该病潜伏期为7～14d，最长可达28d。临床上主要表现为急性、亚急性与慢性感染3种形式。轻度感染最初表现为间歇性发热，动物食欲不振，眼有分泌物及无乳等，2～3d内出现1～2个结节，后期在动物身上，尤其是在口吻、鼻孔、背部、腿部、阴囊、会阴、眼睑、下耳、鼻腔及口腔黏膜以及尾部皮肤中，可能会观察到结节性病变，这些病变会引起组织充血并使动物疼痛不止[31]。重度感染的临床特征则表现为整个皮肤上出现数百个结节，该阶段持续约1周，直到结节坚硬，从周围皮肤略微隆起到被狭窄的出血环隔开，病变继续结痂，并可能扩散到其他黏膜。这些结节的组织病理学结果显示，真皮与肌肉组织附着在这些疣状的结构上，可见气球样变性，并伴有嗜酸性胞浆内包涵体[17]，2～3周后，皮肤结节病变促使患畜在运动时感觉疼痛不适而不愿移动，这些区域的不断变性及再上皮化不良导致了瘘的形成。据报道，蝇蛆或螺旋蝇幼虫还能感染伤口，引起患处化脓及继发其他细菌感染，从而产生严重的败血症最终导致动物死亡[41,42]。在这种情况下也观察到淋巴结炎，当这些病变结节侵入呼吸道黏膜时，其坏死物质能继续进入肺部，从而导致患畜发生肺炎[29]。

4 疾病诊断

临床上，LSD常与口蹄疫、牛痘、牛皮蝇感染及皮肤蠕形螨病等其他疾病症状类似，诊断时极易发生混淆。可先结合面部、眼睑、颈部、口吻、鼻孔、乳房、四肢观察到的皮肤结节做出初步诊断，然后收集皮肤活检样本以进一步确认疾病。临床采集样本应置于20%～50%的甘油磷酸盐缓冲盐水中保存运输，实验室可以通过使用电子显微镜检查皮肤样本以识别LSDV[43]。据报道，牛真皮细胞和羔羊睾丸细胞最适合LSDV的分离培养[44,45]，但因病毒分离培养环节耗时长，对实验操作人员要求较高，外加不同毒株毒力及敏感性的差异，个别毒株盲传数代才能出现CPE，该过程可能仅适用于LSDV的深入研究，但用于其快速诊断似乎并不可取。琼脂扩散试验通常被认为对LSD是非特异的，因为LSDV与其他痘病毒和副痘病毒共有抗原决定簇，具有抗原相似性，这也可能意味着血清学检测在LSDV上可能是非特异性的[28]。目前，PCR分子诊断被认为是诊断疾病最有效和最快速的方法，也被证明是从皮肤及血液样本中鉴定病毒的有效方法[46～48]，已有研究者开发出常规及实时PCR用于LSDV快速诊断[46～50]。与传统PCR相比，实时荧光PCR具有着更高的检测效率，这也使得其可能更适用于LSDV的诊断[51,52]。

5 防控措施

截至目前，LSD尚无特效疗法。因此，为有效控制该病唯一可行的方法仍是采取有效的预防控制措施，实践当中，我们应严格按照农业农村部《牛结节性皮肤病防治技术规范》相关技术要领开展LSD防控工作，主要包括以下几个方面：

第一，限制动物运动范围。为尽量减少疾病的跨界传播，应限制来自LSD流行地区的动物，以防止该病的跨界传播[53]。如果在国内发现有疑似LSD症状的动物，任何单位及个人应立即向当地兽医主管部门、动物卫生监督机构或动物疫病预防控制机构报告，按照程序及时确认疫情，并采取有效的隔离、封锁、扑杀等综合防控措施，以阻断疾病的迅速传播。

第二，限制病媒移动。LSD的病毒传播媒介可以随风快速移动，并能长距离传播而导致疾病的发生。因此，在病媒数较多的地方可以使用病媒诱捕器、杀虫剂等病媒控制方式来用于该病的预防[54]。

第三，疫苗接种。疫苗作为疫病防控中最为有效的防控武器，在疫情控制及疫病净化中具有十分重要的作用。由于LSDV与SPPV及GTPV具有着高度同源的关系，根据农业农村部《牛结节性皮肤病防治技术规范》要求，可以使用国家批准的山羊痘疫苗（按照山羊的5倍剂量）来预防LSD。

6 小结

我国是农业生产大国，养牛业在我国农业生产中占据着极其重要的位置，LSD的传入对我国养牛业的健康发展构成了严重威胁。为更好地控制该病的发生，一方面，必须采取切实可行、高效便捷的检疫方法及时开展LSD检疫检测；另一方面，需要同时做好环境卫生清洁、限制病媒移动、开展疫苗接种及日常消毒等其他有效的防控工作。只有这样才能更好地防控LSD，才能避免因其流行而给我国带来不必要的经济损失。