牛病毒性腹瀉病毒研究進展

邵紅，倪宏波

（黑龍江八一農(nóng)墾大學動物科技學院，大慶 163319）

牛病毒性腹瀉病毒研究進展

邵紅，倪宏波

（黑龍江八一農(nóng)墾大學動物科技學院，大慶 163319）

牛病毒性腹瀉病毒（Bovine viral diarrhoea virus，BVDV）是一個影響?zhàn)B牛業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要病原，它能夠引發(fā)牛病毒性腹瀉?。˙ovine viral diarrhoea，BVD）。BVD是急性和繁殖障礙型傳染病，使牛發(fā)生病毒性腹瀉、發(fā)熱、黏膜潰瘍和白細胞數(shù)量減少等癥狀。文章重點對病毒的分型、E2蛋白結構功能、臨床感染類型和防控措施等進行了綜述，為該病的深入研究提供參考。

牛病毒性腹瀉病毒；分型；E2蛋白；臨床類型；防控

牛病毒性腹瀉病毒（Bovine viral diarrhoea virus，BVDV）是一個影響?zhàn)B牛業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要病原，誘發(fā)的疾病是牛病毒性腹瀉?。˙ovine viral diarrhoea，BVD），BVD是急性和繁殖障礙型傳染病，使牛發(fā)生病毒性腹瀉，發(fā)熱，黏膜潰瘍和白細胞數(shù)量減少等癥狀[1]。急性感染的BVDV一般是亞臨床癥狀或溫和型臨床癥狀，他們誘導淋巴細胞減少癥和一系列的免疫反應，還會繼發(fā)細菌和病毒混合感染[2]。

自從1946年首次報道之后，BVDV 1型和2型廣泛被報道，進一步分為在體外細胞培養(yǎng)的CP和NCP型[3]。不同的基因型和生物型對牛的先天性免疫機制的影響是不同的，NCP型BVDV對引起牛的持續(xù)感染是重要的，持續(xù)感染的動物可以引發(fā)各種疾病并且在食道黏膜表面淋巴組織有病灶損傷，被稱為黏膜病。主要通過口腔，皮膚，消化道和呼吸道傳播，病牛的分泌物和排泄物是主要的傳染源。

1 BVDV病原學特性

單股正鏈有囊膜的RNA病毒，病毒粒子之間是由囊膜包裹的球狀顆粒，直徑40~60 nm[4]。病毒粒子由中心衣殼和包裹衣殼的脂質(zhì)雙層組成，衣殼作為一個電子密集的內(nèi)核存在，直徑約30 nm。病毒編碼蛋白Erns、E1和E2與囊膜的脂質(zhì)雙層有關。在pH5.7~9.3時，保持穩(wěn)定。胰酶濃度在0.5 mg·mL-1時，在37℃作用60 min也可以使病毒失活。病毒在50℃作用60 min可以使病毒失活，低溫比較穩(wěn)定，置于-80℃可以保存數(shù)年。病毒顆粒的囊膜具有多樣性，不利于蔗糖梯度純化病毒，在蔗糖中的懸浮密度為 1.10~1.15 mg·cm-3。

2 BVDV的分型

黃病毒科瘟病毒屬由4個種屬組成：BVDV-1，BVDV-2，羊邊界病毒（BDV）和豬瘟病毒（CSFV）。根據(jù)5’NCR和Npro結構序列已經(jīng)被廣泛的用于鑒定新物種的基因型和亞型的結構[5]，除此之外，也可以被用來區(qū)別BVDV-1的17個基因亞型（1a-1q）和BVDV-2的2個亞型（2a-2b），這是被承認的在瘟病毒屬遺傳變異體基因重要的結構序列。根據(jù)5’UTR序列將 BVDV分為 2個基因型：BVDV-1型和BVDV-2型，分為2個生物型：細胞病變型（CP型）和非細胞病變型（NCP型）[6]。然而，一個非典型的瘟病毒屬病毒，命名為“HoBi-like”，最初是在胎牛血清中檢測出來的。

BVDV的2個基因型：BVDV-1是疫苗研發(fā)和臨床病例診斷上主要的基因型，中國主要流行BVDV-1基因型；而在北美洲、西班牙主要流行BVDV-2型[7]，會誘發(fā)成年牛急性感染，而犢牛多伴發(fā)出血癥狀，也有報道在歐洲和亞洲也檢測到BVDV-2型[8]，在新西蘭和德國發(fā)現(xiàn)高死亡率的BVDV-2型[9]。由于RNA病毒的遺傳變異性和控制措施不完善，使不同基因型之間發(fā)生交叉中和感染，導致BVDV出現(xiàn)新的基因型。

BVDV的2個生物型：CP型和NCP型。研究表明，病毒毒力不是由細胞病變程度決定，反而NCP型毒力很強，會造成持續(xù)感染和胎兒流產(chǎn)，持續(xù)感染的犢牛會成為主要傳染源并且終身帶毒。

3 E2蛋白結構功能

BVDV瘟病毒屬單股正鏈RNA病毒，CP型是1.25 KDa，NCP 型是 1.23 KDa?；蚪M從 5’到 3’端分為3個部分：1個開放閱讀框（ORF），兩側是5’非編碼區(qū)（5’NCR）和 3’非編碼區(qū)（3’NCR）組成。ORF編碼一個長約4 000個氨基酸殘基的前體多聚蛋白，在宿主細胞信號肽酶和病毒自身裂解酶的作用下加工成為多個成熟的蛋白，包括BVDV核衣殼的核心蛋白、3種囊膜蛋白和幾種非結構蛋白等11~12種蛋白，從 N 端到 C 末端 Npro，C，Erns，E1，E2，p7，NS2/3，NS4A，NS4B，NS5A 和 NS5B，BVDV 中有 4個結構蛋白分別是C、Erns、E1和E2，其余的基因為非結構性病毒蛋白[10]，四種結構蛋白中，E2具有55KDa大小，并且被分類為1型跨膜蛋白。E2蛋白為病毒表面囊膜糖蛋白是以C端的疏水膜錨定在BVDV囊膜上，具有認證BVDV抗原性的疏水結合和跨膜結構域。研究表明，包膜蛋白涉及的生物學活動主要是與宿主細胞相互作用，如受體結合、內(nèi)化、翻譯后修飾和糖基化；糖基化已被證明在生物發(fā)生，穩(wěn)定性，抗原性和感染性方面發(fā)揮重要作用[11]。眾所周知，許多包膜病毒的糖基化對于病毒感染是重要的，糖基化的改變影響病毒的致病性和抗原性[12]。

E2糖蛋白也是瘟病毒主要保護性抗原，它能誘導機體產(chǎn)生中和抗體，所以目前研制的新型疫苗多以E2蛋白為研究對象，但保守性比其他蛋白低的E2基因，病毒抗原性會易發(fā)生變異，基因變異導致BVDV病毒也發(fā)生變異，從而更適合環(huán)境的變化，這種變異的病毒是造成疫苗保護障礙以及持續(xù)性感染的重要原因之一。

4 BVDV感染的臨床類型

4.1 持續(xù)感染（PI）

持續(xù)感染BVDV的牛是免疫耐受原因引起的，并且臨床檢測BVDV血清是陰性的。目前沒有成功證明持續(xù)感染是由感染CP型的BVDV造成的，然而，NCP型BVDV才是造成持續(xù)性感染主要的生物型。在早期妊娠階段感染NCP型的BVDV，通過抑制胎兒的先天免疫系統(tǒng)，在早期妊娠期間使胎兒產(chǎn)生免疫耐受，破壞防御系統(tǒng)，變?yōu)槌掷m(xù)感染的牛。持續(xù)感染的牛，病毒抗原廣泛分布在皮膚和唾液腺，淋巴組織上較少。持續(xù)性感染的動物充當BVDV的宿主和感染源[13]。

4.2 黏膜病

持續(xù)感染的動物可以繼發(fā)各種疾病并且在食道黏膜表面淋巴組織有病灶損傷，因此被稱為黏膜?。∕ucosal disease，MD）。黏膜病病毒抗原主要在唾液腺上廣泛分布，在淋巴結和胃腸道很少看到損傷[14]。引發(fā)黏膜病是由于持續(xù)性感染的動物再次感染異源或同源的CP型BVDV使BVDV的癥狀加重導致的，但認為是從CP型的BVDV突變到NCP型的BVDV才引起的。從而持續(xù)性感染的動物體內(nèi)存在異源或同源CP型BVDV抗體，這樣在做血清學檢測時BVDV血清就會是陽性反應[15]。

4.3 急性感染和繁殖障礙

急性感染BVDV后，體溫升高到42℃，腹瀉，口腔和黏膜膜潰瘍，白細胞減少[14]。發(fā)病率高，但是致死率低。急性感染的牛都會有臨床癥狀，BVDV血清反應是陰性的。并且發(fā)生先天性持續(xù)感染犢牛，主要表現(xiàn)為呈隱性型或溫和型經(jīng)過。高毒力BVDV株可以產(chǎn)生和黏膜病相似的癥狀，嚴重的大面積的口腔、食管潰瘍、出血性腸炎，食欲不振，昏睡和產(chǎn)奶量減少等一系列嚴重的癥狀[16]。導致急性BVDV的原因可能是宿主白細胞的功能受到了抑制，病毒粒子擴散，這樣才導致急性的BVDV。在各別感染BVDV的牛中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有流產(chǎn)的癥狀，已經(jīng)被證實胎兒流產(chǎn)是由于急性感染BVDV引起的，并且是否流產(chǎn)受感染孕牛的年齡而定[17]。激素不穩(wěn)定也是流產(chǎn)的主要因素，在感染BVDV期間由于前列腺素很高，使細胞溶解從而導致流產(chǎn)[18]。

急性感染的動物，在感染后5~9天才能分離病毒抗原。主要感染淋巴組織，并且伴有血小板減少癥狀，其他組織臨床癥狀不明顯。在感染前3天淋巴結損傷不嚴重，但到第9天時損傷增加的很快，在13天時淋巴組織的淋巴球也在增多，這些癥狀反應與其他報道相一致[19]，在感染13天后在淋巴血管和心臟上會看到纖維素性壞死。急性感染BVDV在繁殖能力上也有直接的影響，病毒感染后，巨噬細胞發(fā)揮吞噬功能誘發(fā)卵巢炎，并且這種急性感染的小母牛卵巢上會有卵泡的生長，這會對發(fā)情周期有很大影響。而且在懷孕中期的母牛會發(fā)生早產(chǎn)，產(chǎn)出的新生胎兒有視網(wǎng)膜萎縮癥狀，已經(jīng)有報道感染BVDV母牛產(chǎn)出犢?；加邢忍煨园變?nèi)障，已經(jīng)報道急性感染BVDV的犢牛會影響長骨的生長以及在8個月大犢牛急性感染BVDV會出現(xiàn)心肌壞死[20]。

4.4 免疫抑制

免疫抑制是感染BVDV后重要的表現(xiàn)[21]。如果感染CP和NCP型BVDV后單核細胞和樹突狀細胞的反應是最敏感的，單核細胞會被CP型的BVDV感染最后溶解死亡，然而感染NCP型的BVDV會降低CD4+T細胞的抗原反應。巨噬細胞在感染NCP型BVDV時會在CC-和CXC-趨化因子的表達上有下調(diào)。在急性感染期間，抗原提呈細胞沒有抗原反應，這樣有助于免疫抑制發(fā)生。在體內(nèi)感染NCP型的BVDV后淋巴細胞MHCⅡ類分子在淋巴集結和淋巴結上的數(shù)量下降；感染CP型BVDV后神經(jīng)末梢血液中的單核細胞會致使蛋白質(zhì)的不能成功表達，而發(fā)生粘附、細胞凋亡、抗原吸取等。并且持續(xù)感染的牛的單核細胞是不能產(chǎn)生BVDV MHCⅠ類分子和Ⅱ類分子限制反應的[22]。

5 BVDV感染的防控和凈化

防控BVDV感染畜群的方法除了接種疫苗外，就是除去PI動物。弱毒疫苗和死疫苗已經(jīng)應用超過50年了，但BVDV誘導疾病的發(fā)病率很高，這可能是由于疫苗研制過程中復制單鏈BVDV基因時缺乏部分校正功能和疫苗抗原可變性的結果，因此需要提高疫苗質(zhì)量來抵抗BVDV或是需要接種同源性的病毒來防治疾病[23]。BVDV有4個結構蛋白，E2蛋白是主要的中和抗體的蛋白，新設計的疫苗通過合并E2基因進入無病毒的載體，利用E2制作疫苗從而得到好的免疫效果[24]。由于抗原的變化，在野生型的BVDV上有蛋白缺失，但研究顯示不同基因型之間存在交叉反應。由于疾病的廣泛性，除了需要研發(fā)新型的疫苗外，還要做一些其他的預防措施，因為疫苗在宿主體內(nèi)有差異性。盡管疫苗在宿主體內(nèi)是沒有負面影響的，但BVDV PI和MD的混合感染動物接種了CP型的BVDV缺失活疫苗，動物會有一些副作用[25]。BVDV基因缺失的活疫苗可以造成淋巴結消失，也可以使嗜中性粒細胞和淋巴細胞的功能降低。有報道疫苗也可以被毒力強的BVDV病毒污染，而且懷孕的牛接種BVDV疫苗后會產(chǎn)出PI犢牛[26]。

PI牛的在牛群中的流行率是1%~2%，因此很大一部分的動物需要來檢測和鑒定是否是持續(xù)感染的動物。早期主要的檢測方法是免疫過氧化酶技術，還有通過臨床癥狀和眼觀剖檢的病理變化來鑒定BVD，后期使用免疫組織化學技術，這個技術是把福爾馬林包埋的皮膚活體組織進行經(jīng)過固定，脫水，透明，包埋等處理后檢查鑒定BVDV的PI牛。后來由于RNA病毒分離需要在實驗室操作以及昂貴的檢測費用，從而研發(fā)出現(xiàn)在的免疫過氧化酶微型板、間接ELISA方法和聚合酶鏈式反應（PCR）來做病毒分離，只需待檢動物的血清和病變組織即可驗證，對于PI動物進行篩選這些是很有效的方法[27-28]。

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Advance of Bovine Viral Diarrhoea Virus

Shao Hong，Ni Hongbo
（College of Animal Science and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

Bovine viral diarrhoea virus（BVDV）was an important pathogen causing bovine viral diarrhoea（BVD），which affected the economic development of cattle industry.BVD was an acute and reproductive disorder infectious disease that causing symptoms such as viral diarrhea，fever，mucosal，ulceration，and decreasing white blood cells.Summary about BVDV was described systematically，includingvirus typing，E2 protein structure and function，the types of clinical infection，prevention and control measures，which could provide reference for the further research of the disease.

BVDV；virus typing；E2 protein；types of clinical infection；prevention and control measures

S855.3

A

1002-2090（2017）06-0020-04

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.06.006

2016-05-20

黑龍江省農(nóng)墾總局“十二五”重點科技攻關項目（HNK125B-11-10A和HNK125B-11-02）。

邵紅（1981-），女，高級實驗師，現(xiàn)主要從事微生物學方面的研究工作。

倪宏波，男，教授，博士研究生導師，E-mail：nihongbo@sina.com。