牛结节性皮肤病全球流行现状及免疫策略

李 伟

（郸城县农业农村局，河南 郸城 477150）

牛结节性皮肤病（Lumpy skin disease，LSD）又被称为牛疙瘩皮肤病、牛结节性皮炎和牛结节疹，是由痘病毒科羊痘病毒属中的牛结节性皮肤病病毒（Lumpy skin disease virus，LSDV）感染引起牛的一种急性、亚急性传染病。世界动物卫生组织（WHO）将其列为法定报告的动物疫病，我国农业农村部暂时将其作为二类动物疫病管理，并采取相应的防控措施。2019 年8 月我国首次在新疆维吾尔自治区伊犁州确诊暴发LSD 疫情，并在短时间内波及数省，给我国养牛业造成严重经济损失［1］。目前该病已在我国周边印度、尼泊尔、不丹等东南亚国家流行［2］。鉴于该病在国外流行长达接近百年的历史，有的国家和地区通过疫苗免疫措施并一度消除了LSD 疫情。现对LSDV 的病原及在全球的流行状况和防控措施进行综述，以期对我国LSD 的防控提供可借鉴的经验，促进我国LSDV防控水平的提升，以保障我国畜牧业的健康发展。

1 病原

LSDV 是痘病毒科羊痘病毒属的一种有囊膜的双链DNA 病毒，该属的病毒还有绵羊痘病毒（Sheep pox virus，SPV）和山羊痘病毒（Goat poxvirus，GPV），基因组大小约150 kb，由中央编码区和两端长为2.4 kb 的反向末端重复序列组成，共编码156 个预测基因。中央编码区位于基因组ORF024 和ORF123 之间，主要编码参与病毒DNA 复制、转录、RNA 修饰、病毒组装和病毒结构蛋白的基因。在中央编码区两侧主要是与宿主范围、免疫调节和毒力有关的基因［3］。LSDV 有7个基因与痘病毒基因同源性很高，主要是参与DNA 复制，例如LSDV039 DNA 聚合酶、LSDV077 DNA 拓扑异构酶、LSDV082 尿嘧啶DNA 糖基化酶、LSDV083 NTPase、LSDV112 DNA 聚合酶持续合成因子、LSDV133、LSDV19 蛋白连接酶激酶。LSDV 有26 个基因参与病毒基本复制，包括转录因子、mRNA 转录起始、延伸因子、终止因子、病毒mRNA 和RNA 聚合酶亚基的翻译后修饰。此外，LSDV 还有30 个与痘病毒蛋白同源的基因，有的基因参与病毒粒子的生产和组装，有的基因参与病毒结构蛋白的装配。LSDV 还包含可能参与确定宿主范围以及组织和细胞嗜性的基因。另外，与其他痘病毒类似，LSDV 还有参与调节或逃避宿主免疫反应的基因，主要包括LSDV005 IL-10、LSDV006IL-1 受体、LSDV007 干扰素-γ、LSDV142 分泌毒力因子等。

电镜观察，LSDV 具有独特的砖形形态，LSDV颗粒平均大小为长294±20 nm，宽262±22 nm［4］。病毒在受感染细胞的细胞质中同时进行基因复制和转录，并且编码合成病毒所需的大部分蛋白。被感染的细胞分泌2 种形式的病毒粒子，一是带有1 层膜的病毒粒子，即细胞内成熟病毒粒子（IMV），二是带有2 个膜的病毒粒子，即外包膜病毒粒子（EEV），这2 种形式的病毒粒子具有不同的包膜，都具有传染性。IMV 主要感染周围的细胞，而EEV 可以感染周围和远处的细胞。LSDV可以在55 ℃2 h，或60 ℃1 h，或65 ℃30 min 的条件下灭活，LSDV 在28 ℃的磷酸盐缓冲液中可存活35 d，皮肤结节中的LSDV 在-80 ℃可稳定保存10 a。但是LSDV 经反复冻融，病毒滴度会轻微下降。该病毒对强碱性或酸性pH 敏感，当pH 在6.6～8.6 时病毒比较稳定。可用20%氯仿溶液、1%福尔马林溶液、十二烷基硫酸钠等去污剂和含脂溶剂的去污剂杀死LSDV。2%苯酚溶液、2%～3%次氯酸钠溶液、碘化合物（1∶33）稀释液和季铵化合物（0.5%）可用作消毒剂进行环境消毒［5］。该病毒对阳光敏感，可以被紫外线灭活，因而LSDV 疫苗应使用深色玻璃瓶分装和保存。LSDV 在环境温度下长期稳定存在，当环境出现污染时，LSDV 通过口腔和鼻腔分泌物传播，因此彻底消毒对清除环境中的病毒具有重要作用。

2 牛结节性皮肤病（LSD）流行情况

2.1 在非洲的流行情况

牛结节性皮肤病首次于1929 年在非洲赞比亚发现［6］。赞比亚是非洲中南部的内陆国家，大部分属于高原地区，属热带性气候，该病在确诊之前已在该国流行多年，之后很快扩散到非洲其他国家。在1940 年左右，LSD 席卷非洲南部地区的养牛业国家，并造成重大经济损失。之后该病继续向北蔓延，1970 年向北扩散到苏丹，并于1981—1986 年扩散到坦桑尼亚、肯尼亚、津巴布韦、索马里和喀麦隆［7］。埃及于1988 年5 月首次报道LSD 疫情，2006 年由于从非洲南部进口活牛而再次暴发，在2012—2014 年埃及暴发多次LSD 疫情，目前该病已经成为埃及的地方性流行病［8］。埃塞俄比亚是位于非洲东北以农牧业为主的国家，根据该国的疫情报告数据，从2000—2009 年，LSD 每年至少暴发1 次，并且感染病例逐年递增。从2014—2018 年，该国使用KS-1 减毒活疫苗预防LSD，但效果不好。另外该国也使用Neethling毒株的弱毒疫苗进行免疫，尽管免疫后没有副反应，但也没有收到预期的保护效果，可能的原因是疫苗毒株种子库出了问题，表明疫苗生产阶段严格的质量控制对保证疫苗的质量具有重要的作用［9］。然而，该国用Gorgan 山羊痘病毒弱毒疫苗免疫小牛可以保护当地LSDV 流行毒株的攻击，免疫牛产生高水平的细胞免疫反应，且未观察到不良反应。该疫苗具有预防LSD 的潜力，但仍需要进行大规模的临床试验，以确保疫苗的有效性和安全性。目前非洲西北部的利比亚、阿尔及利亚、摩洛哥和突尼斯还没有LSD 的疫情报道，这些西非国家多数地区为沙漠和半沙漠，夏季炎热干燥，这些地域和气候特点可能是阻断病毒传播的天然屏障。

2.2 在亚洲的流行情况

由于许多西亚国家具有从非洲进口活牛的贸易往来，导致LSD 疫情蔓延到西亚国家。以色列与埃及的经济贸易活动比较密切，经常从埃及进口活牛，埃及于1988 年5 月暴发LSD 疫情之后，以色列于1989 年8 月相继发生疫情；另外，当埃及于2006 年再次暴发疫情后，以色列南部的疫情迅速紧随其后［10］。2012—2013 年，以色列又发现了新的LSD 疫情，这次疫情最初是在靠近北部与黎巴嫩和叙利亚附近的肉牛群中发现，很快疫情蔓延到以色列中部的奶牛群中暴发，造成重大经济损失。以色列兽医局通过使用南斯拉夫羊痘病毒（SPPV）RM65 株减毒活疫苗和基于LSDV 的商业疫苗进行大规模疫苗免疫，并对2 种疫苗的安全性和免疫效果进行了评价，2 种疫苗同时随机接种15 个奶牛场的4 694 头奶牛，与（SPPV）RM65疫苗相比，LSD 疫苗免疫后经实验室检测其免疫有效率为77%。接种免疫LSD 减毒疫苗的奶牛中，只有0.38% 出现了由疫苗引起的全身不良反应，主要是免疫后14 d 内在皮肤上出现小的肿块［11］。2009 年阿曼暴发了严重的地方性LSD 疫情，造成重大经济损失。2012—2013 年黎巴嫩首次暴发LSD 疫情，该国通过使用RM65 疫苗对整个牛群进行免疫预防。2016 年在该国北部发现了新的疫情，可能与从叙利亚进口牲畜有关。由于叙利亚多年战争，兽医机构缺失，至今还没有LSD 疫情的报道。2013—2015 年，土耳其全境几乎被LSD 席卷，该国使用当地的减毒绵羊痘病毒SPP Bakirköy 毒株疫苗用于预防LSD。在2014 年底，塞浦路斯北部的卡帕斯半岛的养牛场出现了LSD，当地迅速使用减毒的LSDV 疫苗接种而得到有效控制。约旦和巴勒斯坦于2013 年加入了受LSDV 感染国家名单。随后在2013 年，LSD 疫情扩散到伊拉克，并在2014年伊朗西北部省份也发现疫情。科威特于2014 年底和2015 年初报告了LSD 疫情，沙特阿拉伯和巴林于2015 年报告了LSD 疫情［12］。我国于2019 年8 月首次在新疆伊犁发现疫情，在短短的一年时间内，疫情很快蔓延到全国数个省区，造成重大经济损失。2020 年10 月，香港将可疑病料送英国Pirbright 研究所国际OIE 参考实验室得到确诊，这是LSD 在香港的首份报告［13］。2021 年3 月，泰国东北部首次发生的LSD 疫情，泰国分离株的序列与目前来自俄罗斯2019 年（NCBI序列号：MT134042）、印度2019 年（NCBI 序列号：MT 074107）和肯尼亚2019年（NCBI 序列号：MN072619）的分离株相似，核苷酸相似性达99.8%～100.0%［14］。印度的首例LSD 于2019 年8 月出现，从奥里萨邦并蔓延到其他地区，为了控制LSD 疫情，印度允许在牛和水牛中紧急使用异源减毒GTPV（Uttarkashi 株）疫苗，并且禁止使用LSD 减毒活疫苗［15］。2020 年11月，越南东北地区牛群中首次暴发LSDV 疫情，并迅速蔓延到全国［16］。缅甸于2020 年11 月也首次发生疫情，未出现死亡病例［17］。

2.3 在欧洲流行情况

据报道，2015 年8 月，LSD 疫情发生在土耳其和希腊边境地区牧场的肉牛上，LSD 疫情首先在土耳其一侧暴发，之后在2016 年该疫情迅速传播到希腊的牛群［18］。为了应对疫情，希腊政府迅速接种疫苗进行预防，并比较接种疫苗和未接种疫苗的牛群发病率，结果发现，牛群接种后14 d和30 d，疫苗有效率分别达到62.5%和80.0%。但由于未能及时获得足够数量的疫苗，该病继续蔓延至希腊的中西部地区。疫情的蔓延正如人们预期的那样，到2016 年，该病迅速遍及保加利亚、塞尔维亚、黑山、马其顿共和国、科索沃等东欧国家和地区［19］。2014 年LSD 从土耳其、伊拉克和伊朗蔓延到北高加索地区，在阿塞拜疆发现了LSD 疫情。2015 年12 月下旬亚美尼亚发现首例LSD 病例，并在2016 年初通过实验室确诊。哈萨克斯坦在2016 年底受到疫情影响，并很快蔓延到俄罗斯、乌克兰、摩尔多瓦、土库曼斯坦。

在受疫情影响较严重的巴尔干地区国家，于2016 年底和2017 年期间成功对整个牛群进行大规模疫苗接种。希腊和保加利亚实行全面淘汰政策。其他国家最初对受感染农场的所有牛进行淘汰，之后采用疫苗接种的方法进行预防，只对表现出临床症状的牛实施淘汰政策。迄今为止，东欧和南欧地区的国家使用安全有效的LSD 疫苗进行免疫预防，其疫苗接种覆盖率接近100%，使该病在这些国家的流行得到有效的控制。

3 牛结节性皮肤病（LSD）免疫策略

由于没有针对LSDV 的治疗药物，因此接种疫苗是控制该病的主要手段之一。作为预防使用的疫苗，必须具备良好疫苗的先决条件，即免疫后对动物安全，能产生有效的免疫反应并抵抗病原微生物的攻击。由于痘病毒属的病毒能诱导产生良好的细胞免疫反应，因此LSDV 疫苗主要以减毒活疫苗为主，而减毒活疫苗的安全性取决于它可能引起的不良反应和严重程度、毒株在田间应用后毒力回复突变的可能性及其疫苗毒株本身的纯度。疫苗免疫后提供的保护取决于它引发的特定免疫反应，并且可以通过免疫效力试验检验其免疫效果。由于羊痘病毒属的病毒在基因序列上具有较高的同源性，且没有血清型，之前有人建议开发能预防所有痘病毒的通用疫苗。但是目前还没有可供通用的疫苗问世［20-21］。主要原因有以下3 个方面，第一，虽然山羊痘病毒疫苗可能对特定宿主有效，但在不同宿主中，由于未完全减毒或减毒过度导致对其他宿主免疫效果不好；第二，疫苗的质量控制和生产可能没有遵循良好的生产规范（GMP），导致生产的疫苗不符合要求；第三，由于SPV、GPV 和LSDV 在全球的地理分布不同，有的国家只有这三种疫苗中的其中一种或两种，且不同疫苗潜在的安全问题，受疫情影响的国家将倾向于使用只针对本国疫情的疫苗［22］。

英国通过采取淘汰、限制动物移动和检疫策略成功根除了羊痘和山羊痘，对消除LSD 具有一定的借鉴意义。但是面对LSD 带来的威胁，采用上述防控策略防控LSD 还是有很大的难度。以色列在1989 年第一次暴发LSD 疫情后，对受感染地区的所有绵羊、山羊和牛实施屠宰淘汰政策，因此一度消除了LSD，但在2006 年和2007 年再次暴发了LSD 疫情［23］。目前，以色列使用RM-65 疫苗预防LSD，但迄今为止收集的证据表明该疫苗非常无效，但政府采取改良的扑杀政策控制了该病的蔓延，另外，在受感染地区牛的密度低也是能够控制疫情的一个原因。欧洲食品安全局通过数学模型评估不同控制措施对LSD 暴发后传播的影响，研究表明，与扑杀政策相比，即使在疫苗免疫覆盖率不高的情况下，疫苗接种对减少LSDV 的传播具有重要作用［24］。以色列由于采取大规模疫苗接种措施，基本控制了该病的流行。然而，由于LSDV 传播媒介的存在，如果停止接种疫苗，可能会再次暴发疫情。以色列和巴尔干地区防控LSD 的经验表明，疫苗接种是预防和控制该病的最主要手段，通过提高疫苗的覆盖率，提高牛群的免疫力可进一步遏制LSD 的传播。为了有效根除LSD 疫情，需要在受疫情影响的国家和地区，采取协调一致的疫苗接种策略建立坚实的免疫带，才能保证不受疫情的影响，从而获得无疫区维持无疫状态。

从非洲、亚洲和欧洲最近暴发的LSD 疫情中获得的防控经验表明，国外LSDV 疫苗免疫出现失败的原因最常见的是在疫病暴发时接种疫苗。另外，还包括疫苗生产过程中生产环节把关不严格、免疫时注射针头的重复使用、疫苗管理不当、冷链运输储存不完善以及使用非法疫苗等问题。疫苗免疫失败现象的发生，表明必须要加强疫苗生产环节的管理，改进疫苗生产设施，重视产品质量管理，降低疫苗副作用，保证疫苗的安全性和有效性。此外，非同源疫苗只能提供部分的交叉保护，应尽量使用同源疫苗进行预防免疫提高疫苗的免疫保护效力。

4 小结及展望

根据LSDV 病原特点和流行态势，LSD 已经肆掠非洲、亚洲、欧洲等国家和地区，其蔓延趋势仍在继续，对畜牧业的影响还在加深。LSD 的流行具有一定的季节性和地方流行性特性，炎热潮湿的环境、虫媒繁殖旺盛的季节是LSD 流行的关键条件，因此LSD 的防控要结合LSDV 的病原学特点和流行病学特点，应进行详细的流行病学调查，全面摸清LSDV 传播模式和传播途径。基层兽医机构和养殖场在做好环境消毒、蚊虫数量控制、实施严格疫病检疫措施的同时，关键是要有安全、高效的疫苗进行免疫预防。根据国外防控LSD 的经验表明，定期接种安全、有效的疫苗，在牛群中建立足够的群体免疫力是防控的关键环节，选择基于LSDV 的弱毒疫苗是防控LSD 的最有效疫苗，而不是用山羊痘病毒弱毒疫苗或绵羊痘病毒弱毒疫苗防控LSD［25］。结合不同地区使用山羊痘弱毒疫苗、绵阳痘弱毒疫苗和牛结节性皮肤病弱毒疫苗的免疫效果认为，LSD 的防控还是要使用基于LSDV 的疫苗。由于我国对该病的研究起步较晚，农业农村部只能使用山羊痘弱毒疫苗用于该病的防控，因此建议国家加快LSD 新型基因工程疫苗研发并建立能鉴别疫苗免疫和自然感染的配套诊断方法，尽快研究出安全、高效的新型疫苗，为我国该病的防控奠定技术支撑。期望国家加快LSD 新型基因工程疫苗研发并建立能鉴别疫苗免疫和自然感染的配套诊断方法，加强对该病的研究投入，尽快能够在LSD 疫苗研制方面取得突破，研究出安全、高效的新型疫苗，为我国该病的防控奠定技术支撑，保障我国养牛业的健康发展。