浅析牛传染性鼻气管炎的防控对策
2023-01-04王子坚胡彦龙
张 辉,王子坚*,胡彦龙
(1.甘肃省动物疫病预防控制中心,甘肃 兰州 730046;2.平凉市动物卫生服务中心,甘肃 平凉 744000)
牛传染性鼻气管炎最早发生于欧洲,在我国属于外来病,1980年从新西兰进口的奶牛中发现此病,此后全国各地陆续出现牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)感染的报道。该病难以根治的原因是病牛长期乃至终生带毒,当动物机体的抵抗力降低时,潜伏在神经细胞中的病毒就被重新激活,导致持续性感染并不断向体外排毒,所以很难控制和消灭本病,极大地影响了肉牛育肥、奶牛产奶、种牛育种以及日常役用,给养牛业带来了巨大的经济损失,阻碍了养殖业的健康发展。
1 病毒简介
1.1 病毒特性
牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)是疱疹病毒科疱疹病毒α-亚科水痘病毒属的成员[1],是一种直径约为130~220 nm的球形有囊膜的双链DNA病毒,具有疱疹病毒典型的形态特征,主要由3部分构成,从内到外分别是核衣壳、被膜和囊膜。病毒的核心由双股DNA和蛋白质组成,核衣壳又分为内层、中层和外层,衣壳和囊膜之间是被膜,是一层无定型不均匀的物质,囊膜由脂质双层膜形成,表面分散着决定病毒侵袭功能的糖蛋白[2]。该病毒本身对乙醚和酸敏感,在中性溶液中很稳定,在4 ℃下可保存1个月左右,-70 ℃可保存数年,大多数消毒药都对其有消杀作用。截至目前,分离到的不同毒株证实,牛传染性鼻气管炎病毒只存在一种血清型及一种抗原性[3]。
1.2 主要的囊膜蛋白
随着基因测序技术的快速发展,牛传染性鼻气管炎病毒已完成全基因组测序,主要的囊膜蛋白gB、gC、gD和gE已被鉴定定位,这些囊膜蛋白在刺激机体产生体液免疫和细胞免疫的基础上还能产生中和抗体,可以借助补体的作用加速感染细胞的裂解,与病毒吸附、侵入和扩散过程密切相关。gB蛋白是动物机体能够识别的主要免疫原,在病毒感染细胞和介导中和反应过程中扮演着重要角色[4];gC作为病毒吸附蛋白,在病毒复制过程中是非必需的,但它能够与受体细胞相互作用从而侵入细胞[5];gD蛋白在病毒复制过程中以及诱导动物机体产生免疫反应时发挥着重要作用,能够同时引起细胞免疫和体液免疫[6];gE蛋白作为跨膜蛋白,暴露在病毒囊膜外的区域是动物机体识别后产生中和抗体的靶点[4]。
1.3 致病机理
目前牛传染性鼻气管炎病毒侵入宿主细胞的过程还没有被完全了解。研究显示,牛传染性鼻气管炎病毒侵入宿主细胞是由表面特异性的吸附蛋白gB和gC与敏感细胞表面的病毒受体相互作用,进而吸附到细胞表面随后侵入宿主细胞。病毒侵入宿主细胞后,在相关酶的作用下脱去核衣壳后将病毒DNA释放到细胞质,再利用宿主细胞的蛋白合成自身的衣壳蛋白,经包被修饰后,组装成成熟的病毒颗粒释放到细胞外,使新的细胞不断被感染。被牛传染性鼻气管炎病毒感染的细胞随血液扩散,进一步导致组织器官感染,从而引起疾病发生。虽然病毒在动物机体内复制时,会引起机体产生体液免疫和细胞免疫,但是牛传染性鼻气管炎病毒有许多逃避机体免疫系统的机制,致使病毒逃避检测和免疫细胞的消除作用,这就使病毒能够在动物中维持终身感染[7]。当遇到长途运输、母牛分娩以及饲养环境发生较大变化时,都有可能使潜伏的病毒被激活,导致持续性感染并不断向体外排毒,进而引起继发性感染。
2 临床症状
病牛和带毒牛作为主要的传染源,其潜伏期一般为4~6 d,有时可达20 d以上,该病可以通过空气、飞沫、精液和接触水平传播,也可以通过胎盘垂直传播。根据感染牛群的感染部位和侵害组织的不同,主要表现为呼吸道发炎、生殖道感染、脑膜脑炎、眼炎、流产5种临床症状。
呼吸道型常出现在天气较冷的季节,病情较轻者有时不易发现,急性病例主要表现为病初高热、精神沉郁、食欲下降、呼吸困难,有多量黏脓性鼻漏,鼻黏膜充血,奶牛产奶量巨减,病牛有时可见带血腹泻。多数病例病程持续在10 d以上,整体表现为发病率高、死亡率低。
生殖道感染型大多是由配种造成的,病初表现为发热、食欲下降、尿频并伴有疼痛感,病畜生殖器官发炎充血,生殖器会出现白色病灶,可发展成脓包,大量小脓包使阴户及阴道处形成灰色坏死膜,脱落后露出发红的破损表皮,急性期消退后大概经10~14 d痊愈。
脑膜脑炎型主要以犊牛最为常见,病畜主要表现为体温升高、共济失调、兴奋惊厥、口吐白沫、倒地后角弓反张、四指划动等神经症状,病程短但病死率高。
眼炎型一般无明显的全身反应,有时和呼吸道型一同出现,主要表现为结膜充血、水肿,角膜混浊,眼角有浆液性脓性分泌物,死亡率低。
流产型是病毒经呼吸道感染牛后,随从血液循环进入胎膜、胎儿所致,大多数母牛流产或分娩后胎衣不下,感染胎儿一般在1周左右死亡,随后排出体外,妊娠母牛感染本病后造成的流产率高达50%以上。
3 诊断方法
牛传染性鼻气管炎在国际动物贸易以及进出境动物中是重点检疫对象,被世界动物卫生组织列为B类传染病,我国将其划为二类动物疫病。根据临诊症状和病史通常可以作出初步诊断,通过病理组织学诊断、病毒的分离鉴定、免疫学检测以及核酸分子检测等检测技术可以进一步确诊。核酸分子检测技术中的聚合酶链反应和荧光定量PCR与病原学检测方法和血清学诊断方法相比较,具有快速、高特异性和高敏感性等优势,因此在牛传染性鼻气管炎的临床诊断上得到了广泛应用。
3.1 病理组织学诊断
牛传染性鼻气管炎病毒可在牛肾、睾丸、胸腺细胞以及牛胚胎肾细胞(MDBK)上生长产生病变,并有核内包涵体形成,采集病牛有明显病变部位的眼结膜、上呼吸道、鼻腔等上皮组织制成切片后,用Lendrum包涵体染色法染色,借助显微镜观察涂片或病料组织切片,可以发现细胞核被染成蓝色,包涵体被染成红色[8],就是牛传染性鼻气管炎病毒的特征性显微病变。
3.2 病毒的分离鉴定
根据病牛的临诊症状,可以采集感染发热期的鼻液或眼分泌物,母牛外阴部黏膜、阴道分泌物以及流产胎儿胸腔液或胎盘子叶,公牛精液或包皮生理盐水洗涤物,有神经症状的可采集脑组织。将采集的病料经处理后接种到牛肾细胞上培养,后期如果产生致细胞病变效应(CPE),可进行中和试验、荧光抗体试验来鉴定病毒,或者进一步分离病毒进行电镜观察鉴定。
3.3 免疫学检测方法
免疫学检测方法最常见的主要有酶联免疫吸附试验(ELISA)、中和试验(VN)以及间接免疫荧光试验(IFA)。牛传染性鼻气管炎病毒主要的囊膜蛋白gB、gC、gD和gE等已被鉴定定位,利用这些囊膜蛋白和单克隆抗体技术研制的双抗体夹心法、间接以及阻断ELISA已被广泛应用于牛传染性鼻气管炎病毒的诊断。当牛感染牛传染性鼻气管炎病毒后,动物机体内免疫系统会产生特异性抗体,特异性抗体与该病毒能够发生特异性结合,利用这一原理可用标准毒株的免疫血清同分离到的毒株进行中和试验,也可用标准毒株同检测血清进行中和试验,但该试验操作繁琐、试验周期长、操作要求高,并不适用于大量样本的检测。间接免疫荧光试验先让特异性抗体同检测样本中的抗原结合,再利用荧光标记的二抗进行孵育,最后通过荧光显微镜观察特异性荧光达到检测的目的。间接免疫荧光试验检测牛传染性鼻气管炎病毒具有操作简单、快速、敏感度较高的优点,但产生的非特异性荧光有可能影响诊断结果。
3.4 分子诊断技术
目前已广泛应用于传染病的分子诊断技术主要有聚合酶链式反应(PCR)、荧光定量PCR(qPCR)和环介导等温扩增(LAMP)等,其中建立牛传染性鼻气管炎病毒的PCR检测方法,主要是根据IBRV基因组编码不同的蛋白,设计特异性引物,利用体外酶在特定条件下促合成特异DNA片段进而达到检测的目的,该方法具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。qPCR检测牛传染性鼻气管炎病毒主要是通过荧光染料或荧光标记的特异性探针,对PCR进程进行实时检测,与普通PCR相比,可进行准确的定量检测,具有操作简单快速、特异性强和敏感性高的优点。LAMP是利用链置换DNA聚合酶在等温条件下,短时间内进行核酸扩增,反应能产生大量的扩增产物,通过扩增产物来判断牛传染性鼻气管炎病毒是否存在。
4 防控措施
4.1 国外防控策略
20世纪80年代,美国在全球首次提出牛传染性鼻气管炎的根除计划,紧接着瑞士、芬兰、德国等国家陆续提出并启动该病的根除计划。瑞士、芬兰提供扑杀补偿,对检疫发现的阳性牛只进行扑杀,不采用免疫接种的方法,虽然其为此付出了很大的代价,但防制效果显著,均成功根除该病。1997年德国启动牛传染性鼻气管炎的强制根除计划,先采取免疫接种的方式,然后再进行检测,对检测发现非疫苗感染的阳性牛进行强制扑杀,最终达到净化的目的,花费5年时间基本根除了该病。美国、荷兰等国家主张使用疫苗预防该病,这种防控策略仅仅是控制了牛传染性鼻气管炎,并没有被根除该病。
4.2 防控建议
牛传染性鼻气管炎病毒的生物学特性决定了控制和消除本病的难度,病毒生存能力强,分布范围广,在不同地区、不同环境和不同牛种中都有检出,目前也仅有少数欧洲国家耗费大量的人力、物力、财力才得以消灭该病。近年来,我国部分地区牛传染性鼻气管炎流行较为严重。2010—2019年的阳性率呈现波动式起伏,趋势线显示阳性率逐年上升,可见我国牛传染性鼻气管炎防控形势日趋严重[9]。
目前,我国牛传染性鼻气管炎阳性率高,若采取扑杀阳性牛的措施,造成的经济损失较大。应综合考虑多方面因素,可借鉴德国实施的“免疫-检疫-扑杀”策略来根除该病。在国内已经建立了gE-阻断ELISA来区分自然感染和免疫接种的方法[10],因此要因地制宜,结合当地流行情况进行防控。在无疫养殖场区,若检测发现阳性牛则直接扑杀;存在病毒污染的养殖场区,先免疫接种基因缺失标记疫苗,然后再进行鉴别诊断,最后对检出的自然感染的阳性牛进行扑杀。结合日常饲养管理,力求通过免疫接种、日常监测和检疫监管等多种方式,从而达到预防、控制和消灭本病的目的。
广大养殖场(户)在做好饲养管理、提供充足营养、搞好日常消毒的基础上,一是做好免疫接种,在经常发病的地区或者本病潜在地区,要有计划地给牛群进行免疫接种,及时保护易感动物;二是加强日常监测,接种疫苗后并不能阻止野毒感染,要按时定期检测,利用鉴别诊断技术一经发现有野毒感染,应立即采取隔离、封锁、扑杀、消毒等综合性防控措施,死亡动物和淘汰病畜要严格进行无害化处理,防止病毒再次扩散;三是强化检疫监管,特别要加强进口牛及其产品的检疫,防止引入传染源和带入病毒。同时,做好产地检疫、调运监管和冻精的检疫监管,确保能够及时发现和淘汰阳性或疑似阳性牛,并做好隔离观察和采样检测工作,确定活牛健康后方可混群饲养。
5 结语
随着我国畜牧业的快速发展,牛产业规模化、集约化程度不断提升,牛传染性鼻气管炎的广泛流行,给养牛业造成了巨大的经济损失。各级政府、主管部门和养殖场(户)应高度重视牛传染性鼻气管炎的防控工作,持续加大新技术的科研攻关,加强疫病防控知识的宣传培训,强化免疫接种和鉴别诊断,淘汰自然感染的阳性牛,最终达到控制、净化的目的,进而助力牛产业健康稳定高质量发展。