牛巴贝斯虫病的研究进展

韩 元,李春花,马豆豆,林伟山,李 志,蔡进忠,雷萌桐

(青海大学畜牧兽医科学院,青海省动物疾病病原诊断与绿色防控技术研究重点实验室,青海 西宁 810016)

牛巴贝斯虫病(Bovinebabesiosis)又称蜱热、红尿热、德克萨斯热,是由媒介蜱传播的巴贝斯科(Babesiidae)巴贝斯属(Babesia)的多种虫体寄生于动物红细胞内引起的严重的血液原虫病。该病以发热、贫血、黄疸、血红蛋白尿为典型特征,各品种牛均易感染,从非疫区引入的易感牛如得不到及时救治,则会造成较高的死亡率[1]。该病广泛流行于热带、亚热带和温带地区,使全球约5亿头牛受到严重威胁[2]。在我国30多个省市自治区都有分布,每年导致大约25万头牛死亡,给畜牧业带来了巨大的经济损失,严重制约了养牛业的发展[3]。本文就牛巴贝斯虫病的病原种类、传播媒介、流行概况、诊断、防制等方面的研究进展加以概述,旨在为有效控制牛巴贝斯虫病提供参考依据。

1 病原种类

自罗马尼亚学者Babes于1888年从当地患牛的红细胞中首次发现巴贝斯虫以来,迄今已发现100余种巴贝斯虫,多寄生于家畜、鸟类和一些野生动物体内[4]。该属虫种众多,根据虫体长度分为小型虫种(1.0～2.5 μm)和大型虫种(2.5～5.0 μm)两类[5]。不同虫种对人和动物产生的毒力不同,其原因与宿主年龄、免疫状况、其他病原体的并发感染和遗传因素有关。目前仅知小型虫种可感染人,其虫种有田鼠巴贝斯虫(Babesiamicroti)、分歧巴贝斯虫(B.divergens)、杜氏巴贝斯虫(B.duncani)、猎户巴贝斯虫(B.venatorum)及未定种美国CA1、CA3、CA4、MO1株和韩国KO株[6]。国内外已报道感染牛的虫种有牛巴贝斯虫(B.bovis)、双芽巴贝斯虫(B.bigemina)、分歧巴贝斯虫(B.divergens)、东方巴贝斯虫(B.orientalis)、大巴贝斯虫(B.major)、卵形巴贝斯虫(B.ovata)、隐藏巴贝斯虫(B.occultans)、雅氏巴贝斯虫(B.jakimovi)、猎户巴贝斯虫(B.venatorum)、莫氏巴贝斯虫(B.motasi)、B.beliceri和巴贝斯虫未定种(B.U sp.Kashi)[7-11]。目前,在牦牛上能检测到牛巴贝斯虫、双芽巴贝斯虫、猎户巴贝斯虫和卵形巴贝斯虫,其中双芽巴贝斯虫是优势虫种[12, 13]。在水牛上能检测到东方巴贝斯虫、牛巴贝斯虫和双芽巴贝斯虫,其中东方巴贝斯虫是优势虫种[14, 15]。

在我国,牛巴贝斯虫和双芽巴贝斯虫是最主要、致病性最强、流行最广泛的病原,二者常呈混合感染。在形态学上,牛巴贝斯虫大小为1.5～2 μm,虫体长度小于红细胞半径,属于小型虫体,虫体典型形状为成对的梨籽形,尖端相连呈钝角且位于红细胞中央,虫体常呈空泡状。双芽巴贝斯虫大小为2.3～5 μm,虫体长度大于红细胞半径,属于大型虫体,呈成对梨籽状,两虫体尖端呈锐角且位于红细胞中央,每个红细胞虫体数目在1～2个[16]。

2 传播媒介

巴贝斯虫病通常发生在媒介蜱感染宿主1个月后。蜱虫活跃期为3～10月,高峰期在5～7月。多种巴贝斯虫病的自然感染宿主以黄牛、奶牛、牦牛、肉牛和水牛为主[5]。牛巴贝斯虫和双芽巴贝斯虫由扇头蜱属(Rhipicephalus)和牛蜱属(Boophilus)的蜱种传播,在我国微小扇头蜱(R.microplus)是主要的传播媒介;分歧巴贝斯虫由蓖子蜱(ixodesricinus)传播;东方巴贝斯虫由镰形扇头蜱(R.haemaphysaloides)传播;大巴贝斯虫由血蜱属(Haemaphysalis)的赭盾血蜱 (H.punctata)传播;卵形巴贝斯虫由长角血蜱(H.longiconis)传播;隐藏巴贝斯虫和B.beliceri由璃眼蜱属(Hyalomma)的蜱种传播;雅氏巴贝斯虫由硬蜱属(Ixodes)的蜱种传播[4,7,10]。2021年黄禹然[17]通过媒介蜱分布数据,研究并分析了传播牛巴贝斯虫病的媒介蜱在我国的空间分布特征、影响和未来流行趋势,结果表明,当前我国牛巴贝斯虫病传播的高风险区集中在河南省、湖北省、湖南省、江西省、安徽省和浙江省,未来适生区可能延伸至甘肃省、陕西省、山西省和新疆维吾尔自治区,相关部门可提前做好防控准备。

3 流行情况

3.1 国内牛巴贝斯虫病流行情况

由表1可见,牛巴贝斯虫病已在我国甘肃、青海、新疆、河南、陕西、云南、河北、吉林、辽宁、广东、西藏、内蒙古、重庆、贵州、湖南、四川、广西、湖北、海南、福建、浙江等21个省(市)有报道,经对我国牛巴贝斯虫近10年流行情况的统计分析发现,总感染率为0.30%～47.27%,感染虫种有牛巴贝斯虫、双芽巴贝斯虫、卵形巴贝斯虫、猎户巴贝斯虫、Babesiaspp.、莫氏巴贝斯虫等,表明牛巴贝斯虫病在我国广泛存在。

表1 国内牛巴贝斯虫感染情况统计

3.2 国外牛巴贝斯虫病流行情况

由表2可见,牛巴贝斯虫病在蒙古国、日本、泰国、肯尼亚、埃及、吉尔吉斯斯坦、越南、哥伦比亚等国家均有报道,其牛巴贝斯虫的种类和感染率也存在差异。这些差异可能与地区、采样时间、蜱的种类和分布、检查方法等有关。

表2 国外牛巴贝斯虫感染情况统计

4 诊断

巴贝斯虫病的诊断可以通过流行病学调查、媒介蜱和临床症状等进行初步诊断,确诊需要进行实验室检查。目前,巴贝斯虫病的实验室诊断方法有病原形态学、血清学检查和PCR检测。

4.1 病原形态学

血涂片是诊断巴贝斯虫病最经典的方法,具有用时短、操作简单、费用价廉等优点,但血涂片的制作要求高,同时其镜检的准确性依赖于检查人员对巴贝斯虫形态结构的掌握和了解程度,当染虫率低或隐性感染时常常存在漏检的情况。

4.2 血清学检测

为了避免血涂片检查时存在的缺点,许多学者用血清学方法来检测巴贝斯虫病。目前,已建立4种ELISA方法用于该病的抗体检测。第1种是基于牛巴贝斯虫MSA-2C表面蛋白建立的GST-MSA-2C间接ELISA方法,这是国内首次利用重组抗原建立的牛巴贝斯虫病血清学诊断方法,与牛巴贝斯虫巢氏PCR检测方法的阳性符合率为96%[48];第2种是基于双芽巴贝斯虫棒状体相关蛋白RAP-1C建立的间接ELISA方法,敏感性和特异性分别为95.5%和100%,与牛其他梨形虫病无交叉反应[49];第3种是基于牛双芽巴贝斯虫HSP20蛋白建立的GST- HSP20融合蛋白间接ELISA方法,与其他梨形虫病阳性血清无交叉反应,具有良好的特异性,与牛双芽巴贝斯虫巢氏PCR检测方法的阳性符合率为96%[50];第4种是基于牛巴贝斯虫BORCT蛋白建立的间接ELISA方法,其敏感性和特异性分别为94.2%和96.5%,与其他巴贝斯虫、泰勒虫和无浆体阳性血清均无交叉反应。用该方法对甘肃、四川、新疆采集的314份牛血清进行检测发现,3省都有牛巴贝斯虫的分布,平均阳性率为46.82%[51]。

4.3 PCR检测

由于分子生物学方法具有灵敏度高、特异性好、快速等优点,为巴贝斯虫病的诊断提供了更准确的手段。目前,在巴贝斯虫病检测上已经建立了常规PCR、多重PCR、巢氏PCR、荧光定量PCR及二温式PCR等,但不同靶基因、不同方法建立的PCR,其阳性检出率有差异。如基于牛卵形巴贝斯虫18S rRNA建立的PCR检测方法,其阳性率(30%)明显高于以AMA-1基因(25%)和CCTη基因(21.67%)建立的检测方法[52]。基于牛巴贝斯虫ITS序列建立的PCR阳性率(13.08%)高于血涂片染色镜检阳性率(3.85%)[36]。基于牛卵形巴贝斯虫18S rRNA建立的二温式PCR方法,其基因组DNA的最小检测量为16 fg/μL,与其他泰勒虫和巴贝斯虫无交叉反应[53]。基于牛巴贝斯虫Rap-1基因建立的套式PCR阳性率(100%)明显高于荧光定量PCR(72%)和常规PCR(0)[54]。

5 防制

巴贝斯虫病的防控主要依靠药物防治、阻断传播媒介蜱和疫苗免疫。目前对牛巴贝斯虫病尚无特效药,常用的化学药物有二丙酸咪唑苯脲、三氮脒、阿伐托醌等;生物药物有星孢菌素、亲脂性半胱氨酸蛋白酶抑制剂、细胞周期依赖的激酶抑制剂嘌呤衍生物等;天然药物有棉子酚、橙花椒醇、青蒿素等[55, 56]。由于巴贝斯虫病为蜱传性疾病,故其发病时间与硬蜱的生活史密切相关,所以预防该病的关键是灭蜱。灭蜱药物主要包括有机磷制剂、氨基甲酸酯类化合物、拟除虫菊酯类化合物等,每年9～10月雌蜱产卵季节可对畜舍墙缝、墙洞进行封堵硬化,以消灭雌蜱和幼蜱。但是化学药物的广泛使用导致部分蜱株产生了抗药性,因此抗蜱疫苗研制已成为重点。目前,已筛选到微小牛蜱肠道的一种膜结合糖蛋白Bm86抗原,并研制出Bm86(GARD)商业化疫苗, 使免疫牛感染蜱的数量大幅度下降[57]。疫苗接种是预防蜱传病最佳的选择,目前已筛选到的候选抗原有顶端复合体蛋白,如球形体蛋白2(SBP2)、球形体蛋白3(SBP3)和棒状体蛋白1(RAP-1)及裂殖体表面抗原(MSA-1)等[58],为重组亚单位疫苗的研制打下了基础。