牛病毒性腹瀉病毒發(fā)病機(jī)制和疫苗開(kāi)發(fā)的最新進(jìn)展

馬兵祥

（山東省濱州市鄒平市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局青陽(yáng)畜牧獸醫(yī)站 山東濱州 256217）

牛病毒性腹瀉（bovine viral diarrhea）又稱(chēng)黏膜?。╩ucosal disease），是一種急性、熱性傳染病。牛病毒性腹瀉病毒（bovine viral diarrhea virus，BVDV）是一種與典型豬瘟（classical swine fever）和邊界?。╞order disease）的病原體相關(guān)的病毒，康奈爾大學(xué)的研究人員Olafson 和Rickard 于1946 年在美國(guó)紐約一群患有高死亡率急性胃腸炎的牛中首次發(fā)現(xiàn)了這種病毒[1]。牛病毒性腹瀉病毒存在于世界上大多數(shù)養(yǎng)牛國(guó)家，因此牛病毒性腹瀉病毒感染導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失，直接損失是生產(chǎn)性能和生殖性能下降，如產(chǎn)奶量減少、呼吸系統(tǒng)疾病、先天性缺陷、生長(zhǎng)遲緩、產(chǎn)犢間隔延長(zhǎng)以及免疫抑制導(dǎo)致的動(dòng)物患病率和死亡率增加；間接損失是預(yù)防控制成本增大[1]。已知牛病毒性腹瀉病毒感染會(huì)導(dǎo)致牛的生育能力低下，但與早期生殖損失相關(guān)的大部分潛在機(jī)制尚不清楚。在母牛中，牛病毒性腹瀉病毒感染被認(rèn)為能夠直接殺死卵母細(xì)胞、胚胎和胎兒，或誘發(fā)導(dǎo)致胎兒畸形或流產(chǎn)。牛病毒性腹瀉病毒誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜先天免疫抑制，這可能會(huì)導(dǎo)致子宮疾病。牛病毒性腹瀉病毒感染還可能導(dǎo)致免疫功能障礙，并使牛易患其他疾病，導(dǎo)致健康問(wèn)題[2]。

隱蔽性、長(zhǎng)時(shí)間的短暫感染以及持續(xù)感染動(dòng)物的存在是其在全世界牛群中普遍存在牛病毒性腹瀉病毒的原因。最初認(rèn)為這種感染是不可能控制的，但在過(guò)去已經(jīng)出現(xiàn)了有效的系統(tǒng)控制策略，所有有效控制計(jì)劃的共同特點(diǎn)是清除持續(xù)感染動(dòng)物、對(duì)受感染牛群的跨區(qū)移動(dòng)嚴(yán)格控制、嚴(yán)格的生物安全和監(jiān)測(cè)，以及有效疫苗的使用。一些經(jīng)典的減毒活疫苗和滅活疫苗一直被用于動(dòng)物免疫，其中一些疫苗通常會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生一定水平的體液和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[2]。然而牛病毒性腹瀉病毒新毒株和變種的出現(xiàn)影響了這些常規(guī)疫苗的效力。在一些地區(qū)鑒定出新的流行毒株，與新型疫苗相匹配，對(duì)有爭(zhēng)議的牛病毒性腹瀉病毒防治工作產(chǎn)生重大影響。牛病毒性腹瀉病毒的根除主要取決于幾個(gè)因素，包括對(duì)病毒株和變種的嚴(yán)格和持續(xù)監(jiān)測(cè)，開(kāi)發(fā)具有高通量診斷方法，同時(shí)檢測(cè)病毒的任何潛在新的新毒株或變種，以及開(kāi)發(fā)疫苗。

1 分子生物學(xué)

牛病毒性腹瀉病毒顆粒呈球形至半球形，冷凍電子顯微鏡顯示，病毒顆粒由圍繞電子致密核的外雙脂質(zhì)層包膜組成。大多數(shù)病毒顆粒，病毒顆粒的直徑約為50 nm（范圍在40～60 nm 之間），約有2%的顆粒直徑達(dá)到約65 nm[3]。牛病毒性腹瀉病毒屬于黃病毒科（genus pestivirus）瘟病毒屬（family flaviviridae），包括影響綿羊和豬物種的其他病毒（分別為邊境病病毒和典型豬瘟病毒）。根據(jù)牛病毒性腹瀉病毒的細(xì)胞病理學(xué)和細(xì)胞培養(yǎng)生長(zhǎng)能力，鑒定了兩種基因型，為BVDV-1 和BVDV-2[3]。最近在歐洲從巴西進(jìn)口的胎牛血清中鑒定出HoBi 樣病毒，該病毒可能被歸類(lèi)為非典型瘟病毒屬病毒之一，或?qū)儆贐VD-3 血清型[3]。

牛病毒性腹瀉病毒基因組大小約12.3 kb，ORF 編碼一個(gè)大的多蛋白，經(jīng)翻譯后加工成四種結(jié)構(gòu)蛋白和八種非結(jié)構(gòu)蛋白，包括NH2 -Npro/C/Erns/E1/E2/p7/NS2/NS3/NS4A/NS4B/NS5A/NS5B -COOH[4]。牛病毒性腹瀉病毒核糖體移碼主要是由于Npro 編碼區(qū)缺失一個(gè)核苷酸，這發(fā)生在牛病毒性腹瀉病毒的SD-1 毒株中，導(dǎo)致感染細(xì)胞中病毒RNA 和病毒蛋白的減少。通常有三個(gè)區(qū)域被用于病毒的基因分型，5'UTR，包含種內(nèi)和種間保守的基序；Npro 區(qū)域，是病毒的獨(dú)特區(qū)域；E2 蛋白的編碼區(qū)域，顯示出高變異性，常用于病毒的基因分型[4]。根據(jù)基因組測(cè)序，基因型BVDV-1 被分為至少22 個(gè)亞型（BVDV-1a 至BVDV-1v），而基因型BVDV-2 和HoBi樣病毒被分為4 個(gè)亞型[4]。

2 發(fā)病機(jī)制

根據(jù)對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的影響而不是對(duì)感染宿主的影響，牛病毒性腹瀉病毒分為非細(xì)胞致?。╪on-cytopathogenic，ncp）型和細(xì)胞致病（cp）型[5]。cp 型牛病毒性腹瀉病毒在培養(yǎng)的細(xì)胞中誘導(dǎo)凋亡，而ncp型牛病毒性腹瀉病毒不會(huì)。然而，ncp 型牛病毒性腹瀉病毒似乎是急性感染的病因，可在多種體液中傳播，包括鼻分泌物、尿液、牛奶、精液、唾液、眼淚和羊水，糞便是一種可能的病毒來(lái)源[5]。與持續(xù)感染的牛進(jìn)行鼻對(duì)鼻或性接觸是動(dòng)物之間傳播感染的最常見(jiàn)方式，也涉及蒼蠅、霧化病毒和受污染的獸醫(yī)設(shè)備或圍欄等。ncp 型牛病毒性腹瀉病毒感染的最重要來(lái)源是持續(xù)感染動(dòng)物。cp 型牛病毒性腹瀉病毒已被證明能夠在實(shí)驗(yàn)條件下誘導(dǎo)急性感染[6]。

ncp 型牛病毒性腹瀉病毒的急性感染會(huì)導(dǎo)致未懷孕的牛短暫的病毒血癥，從感染后第3 天開(kāi)始，直到約2 周后。牛病毒性腹瀉病毒感染幼齡動(dòng)物，一般導(dǎo)致持續(xù)10～14 d 的短暫病毒血癥，還可能與短期白細(xì)胞減少癥、淋巴細(xì)胞減少癥和血小板減少癥、胸腺細(xì)胞凋亡、免疫抑制、發(fā)熱和腹瀉有關(guān)[6]。由此產(chǎn)生的免疫抑制反過(guò)來(lái)會(huì)導(dǎo)致其他感染性病原體的建立，或?qū)е卢F(xiàn)有感染的復(fù)發(fā)。免疫抑制與牛病毒性腹瀉病毒對(duì)T 和B 淋巴細(xì)胞的直接影響以及腸道相關(guān)淋巴組織中淋巴細(xì)胞的凋亡相關(guān)。牛病毒性腹瀉病毒感染造成胃腸道肌間神經(jīng)節(jié)和黏膜下神經(jīng)節(jié)以及正常腸神經(jīng)功能的中斷可能是一些急性感染牛腹瀉的原因。牛病毒性腹瀉病毒感染還會(huì)加劇呼吸道疾病。流產(chǎn)則與牛病毒性腹瀉病毒和caninum 孢子蟲(chóng)的共感染有關(guān)[6]。

孕早期的感染可能導(dǎo)致持續(xù)感染小牛的出生，ncp 型牛病毒性腹瀉病毒具有抑制胎兒中I 型干擾素的能力，使病毒能夠在宿主中存活并成為持續(xù)感染動(dòng)物。這些持續(xù)感染動(dòng)物不會(huì)產(chǎn)生抗體反應(yīng)或清除病毒，并會(huì)在所有排泄物和分泌物中排出大量病毒，包括牛奶、精液、唾液、鼻腔分泌物、尿液、血液和氣溶膠[6]。牛病毒性腹瀉病毒廣泛分布于持續(xù)感染動(dòng)物的淋巴結(jié)、胃腸道上皮和淋巴細(xì)胞、肺、皮膚、胸腺和大腦。持續(xù)感染動(dòng)物在臨床上可能是健康的，但有些可能顯得矮小、虛弱和生長(zhǎng)遲緩，甲狀腺激素濃度明顯低于健康犢牛。持續(xù)感染動(dòng)物易發(fā)生繼發(fā)感染，表明免疫功能較差，同時(shí)易感黏膜疾病，因此大多數(shù)持續(xù)感染動(dòng)物生存能力相對(duì)低下。

3 疫苗開(kāi)發(fā)

控制牛病毒性腹瀉病毒感染的首選方法之一是接種疫苗，因?yàn)橄鄬?duì)便宜且有效。接種疫苗并不一定能阻止新的持續(xù)感染動(dòng)物的出現(xiàn)，易感動(dòng)物的感染仍在繼續(xù)。持續(xù)感染動(dòng)物對(duì)感染持續(xù)存在的重要性已被認(rèn)識(shí)到，疫苗接種的首要目標(biāo)轉(zhuǎn)向了保護(hù)胎兒。

牛病毒性腹瀉疫苗包括滅活疫苗、減毒活疫苗和重組疫苗。減毒活疫苗通常不建議用于懷孕動(dòng)物的疫苗接種，安全性問(wèn)題促使開(kāi)發(fā)了可在任何年齡和懷孕階段使用的滅活疫苗。根據(jù)國(guó)家獸藥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)-國(guó)產(chǎn)獸用生物制品批簽發(fā)數(shù)據(jù)，牛病毒性腹瀉/黏膜病滅活疫苗（1 型，NM01 株），牛病毒性腹瀉/黏膜病、傳染性鼻氣管炎二聯(lián)滅活疫苗（NMG 株+LY 株）和牛病毒性腹瀉/黏膜病、牛傳染性鼻氣管炎二聯(lián)滅活疫苗（1 型，NM01 株+LN01/08 株）三種滅活疫苗獲批投入市場(chǎng)。一種重組疫苗被開(kāi)發(fā)，該疫苗基于病毒結(jié)構(gòu)蛋白E2與單鏈抗體的融合，用于將E2 抗原靶向抗原呈遞細(xì)胞上的主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類(lèi)分子，開(kāi)發(fā)的重組疫苗在牛體內(nèi)誘導(dǎo)了快速和持續(xù)的特異性中和抗體反應(yīng)[7]。

盡管牛病毒性腹瀉病毒的疫苗開(kāi)發(fā)取得了進(jìn)展，但對(duì)幾十年來(lái)廣泛接種疫苗效果的評(píng)估令人失望，疫苗接種并未改變疾病流行率。失敗的原因是牛病毒性腹瀉病毒獨(dú)特的感染機(jī)制，以及持續(xù)感染動(dòng)物不斷排出大量病毒，持續(xù)感染動(dòng)物在其一生中有充足的機(jī)會(huì)接觸并感染新的易感動(dòng)物。在持續(xù)感染動(dòng)物的存在下，只有100%的群體免疫才能阻止新的持續(xù)感染小牛的出現(xiàn)。由于在實(shí)際條件下幾乎不可能實(shí)現(xiàn)100%的群體免疫，因此成功地“僅接種疫苗”策略以實(shí)現(xiàn)牛病毒性腹瀉病毒流行的控制從未被報(bào)道過(guò)。

隨著診斷技術(shù)的改進(jìn)，成本效益高的大規(guī)模篩查成為可能。病毒學(xué)篩查允許識(shí)別和消除持續(xù)感染動(dòng)物，通過(guò)移除識(shí)別的持續(xù)感染動(dòng)物，病毒從感染的牛群中被清除，并通過(guò)持續(xù)的高水平生物安全措施防止再次感染。在采取控制措施后，牛病毒性腹瀉病毒的患病率大幅下降，瑞士在短短兩年內(nèi)將持續(xù)感染動(dòng)物的患病率從1.8%降至0.2%以下，挪威從0.12%降至0.02%[5]。由于大規(guī)模篩查計(jì)劃難以全面執(zhí)行以及是非強(qiáng)制性的，來(lái)自未參加病毒識(shí)別的鄰近畜群的感染壓力仍然很高，再次感染會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。為了防止意外再次感染，需要在清除持續(xù)感染動(dòng)物后對(duì)牛群再進(jìn)行疫苗接種。愛(ài)爾蘭即通過(guò)清除持續(xù)感染動(dòng)物再進(jìn)行疫苗接種的方案，牛群患病率已從0.66%降至0.1%[5]。但仍需要更多的國(guó)家做出實(shí)質(zhì)性努力來(lái)遏制牛病毒性腹瀉病毒的出現(xiàn)和傳播，以從全世界根除這種病毒?！?/p>