包濤濤,吳通奎,楊先富,莫興虎,汪忠榮,王正文,趙孝木
(黔東南州動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,貴州 556000)
牛結(jié)節(jié)性皮膚病(Lumpy skin disease,LSD),又名牛疙瘩皮膚病、牛結(jié)節(jié)性皮炎、牛結(jié)節(jié)疹或塊狀皮膚病等,是一種由痘病毒科、脊椎動(dòng)物痘病毒亞科、山羊痘病毒屬中的牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒(Lumpy skin disease virus,LSDV)感染牛后所引起的病毒性傳染病[1]。感染LSDV的動(dòng)物常以發(fā)熱、厭食及口腔、鼻孔、乳房、生殖器、直腸等皮膚黏膜處出現(xiàn)特征性結(jié)節(jié)和產(chǎn)奶量減少、流產(chǎn)、不孕、有時(shí)甚至死亡為主要臨床癥狀[2]。通常來講,LSD的發(fā)病率介于5%~45%之間,病死率不定,最高可達(dá)20%,對(duì)養(yǎng)牛業(yè)可造成重大的經(jīng)濟(jì)損失[3]。1929年,非洲東部地區(qū)的贊比亞首次公開報(bào)道該病的發(fā)生,在后續(xù)50年該病一直流行于非洲地區(qū),而后逐漸蔓延至其他地區(qū)、國家[4]。LSD是一種具有重要經(jīng)濟(jì)意義的跨界性動(dòng)物傳染病,世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)將其列為必須通報(bào)的動(dòng)物疫病[5],根據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、海關(guān)總署聯(lián)合公告第521號(hào)內(nèi)容,我國《中華人民共和國進(jìn)境動(dòng)物檢疫疫病名錄》將其列為二類傳染病。2019年8月,我國官方首次報(bào)道LSD疫情在新疆伊犁自治州暴發(fā),隨后多地有該病發(fā)生。本文就該病的病原學(xué)、流行病學(xué)、臨床癥狀、病理變化、疾病診斷及防控措施等方面的最新研究進(jìn)展做一概述。
牛結(jié)節(jié)性皮膚病的病原為牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒,該病毒屬于大多家畜均能感染的痘病毒科。痘病毒科主要包含2個(gè)亞科:感染脊椎動(dòng)物宿主的Chordopoxvirinae亞科及感染無脊椎動(dòng)物宿主的Entomopoxvirinae亞科。Capripoxvirus屬為Chordopoxvirniae亞科的10個(gè)屬之一,主要包含3種病毒:綿羊痘病毒(SPPV)、山羊痘病毒(GTPV)與牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒(LSDV),SPPV與GTPV分別感染綿羊和山羊,而LSDV則主要感染牛及水牛[6]。
LSDV大小為320nm×260nm,是一種磚塊形狀包膜病毒,雙鏈線性DNA單分子環(huán)狀結(jié)構(gòu),病毒復(fù)制一般發(fā)生在受感染細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中?;蚪M大小約為151kbp,在其中心包含一個(gè)主要編碼區(qū),中心編碼區(qū)由相同的2.4kbp反向末端重復(fù)序列界定,并包含156個(gè)假定基因(ORF開放式閱讀框)。Capripoxvirus屬內(nèi)不同物種間的核苷酸有高度同源性,LSDV包含30個(gè)與SPPV和GTPV同源的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)蛋白基因,其核苷酸同源性高達(dá)97%[7]。LSDV末端包含9個(gè)與毒力有關(guān)的基因,包括IL-1受體、K7L、N2L、F11L、黏液瘤病毒M004.1及黏液瘤病毒M003.2基因編碼等。LSDV與Capripoxvirus屬其他成員SPPV、GTPV相比略有不同,因?yàn)樗幸粋€(gè)獨(dú)特的LSDV132基因,在SPPV和GTPV中該基因的功能與毒力在長時(shí)間的進(jìn)化過程中已發(fā)生突變破壞,但這種破壞不會(huì)顯著影響3種病毒的基因組序列長度,SPPV與GTPV中這些基因的缺失表明LSDV僅對(duì)牛起作用[8,9]。
與Chordopoxvirniae屬的其他成員不同的是,LSDV具有146個(gè)保守基因,這些基因編碼涉及DNA復(fù)制、核苷酸代謝、轉(zhuǎn)錄、毒力、mRNA合成和宿主范圍等信息。在中央基因組區(qū)域,LSDV與其他已知哺乳動(dòng)物痘病毒基因尤其是野兔痘病毒、豬痘病毒和亞塔痘病毒基因相比,氨基酸的平均同源性為65%。在末端區(qū)域的基因存在顯著差異,這些基因功能涉及毒力及宿主范圍,其氨基酸同源性較低,僅為43%。然而,產(chǎn)生因子的同源基因如IL-1結(jié)合蛋白、IL-10、趨化因子受體(GPCR)、表皮生長因子樣蛋白與G蛋白偶聯(lián)CC的存在表明痘病毒屬之間具有共同的遺傳祖先[7]。
LSDV在自然環(huán)境條件下較為穩(wěn)定,通常它可以在干燥的結(jié)皮中存活35d,在壞死的結(jié)節(jié)中存活33d,在風(fēng)干的生皮中至少也能存活18d。當(dāng)暴露在陽光下或接觸親脂性洗滌劑時(shí),病毒會(huì)立馬被破壞,但病毒可以在動(dòng)物圈舍、料槽等陰暗的地方中存活數(shù)月。55℃2h及65℃ 30min均能對(duì)LSDV起到滅活作用。此外,LSDV對(duì)強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性環(huán)境較為敏感,但在37℃下將pH維持在6.6~8.6之間5d時(shí)間,其病毒滴度幾乎不會(huì)受到任何影響。而使用某些消毒劑,如0.5%季銨化合物、20%乙醚、氯仿、1%福爾馬林、2%苯酚(15 min)、2%~3%次氯酸鈉、碘化合物(以1:33稀釋)對(duì)LSDV具有較好的殺滅效果[10]。如果保存得當(dāng),LSDV還可在很長的一段時(shí)間內(nèi)保持活性狀態(tài)。有研究表明,即便是在-80℃或4℃環(huán)境中將收集的皮膚結(jié)節(jié)病料保存10年或6個(gè)月,仍然可從病料中分離出LSDV[11]。
發(fā)病或隱性感染牛為LSD的重要傳染源,此外,經(jīng)治愈后的牛也可帶毒3周以上,也能成為傳染源[10]。
通過傳播媒介節(jié)肢動(dòng)物的機(jī)械性傳播是LSDV傳播的主要方式。研究發(fā)現(xiàn),在撒哈拉以南的非洲、埃及及埃塞俄比亞等大多數(shù)國家,隨著季節(jié)性降雨及夏季的來臨,恰逢病媒頻繁活動(dòng)的高峰期,該病的發(fā)病率出現(xiàn)顯著增加。與此相反,隨著冬季的到來,LSD的發(fā)病率出現(xiàn)顯著降低,但當(dāng)?shù)?個(gè)春夏季節(jié)再次來臨時(shí)該病的發(fā)病率呈現(xiàn)再次飆升[11]。據(jù)研究報(bào)道,盡管埃及與以色列之間并無貿(mào)易往來,但通過節(jié)肢動(dòng)物媒介仍可將LSDV傳播到80~200km以外的以色列地區(qū)[12]。隨著天氣逐漸干燥和昆蟲數(shù)量減少,病例數(shù)量的下降剛好證實(shí)了疾病發(fā)病率與節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量成正相關(guān)關(guān)系。在沒有昆蟲或昆蟲密度低的干燥環(huán)境下病例減少恰好也證實(shí)了昆蟲媒介在疾病傳播中的重要作用,而不是通過直接或間接接觸[13,14]。LSD的直接接觸與間接接觸傳播通常被研究者們認(rèn)為是一種傳播效率較為低下的傳播途徑[15,16]。吸血蚊蠅能參與LSDV的機(jī)械傳播[17],蚊科雙翅目庫蚊屬、伊蚊屬蚊類及廄螫蠅等昆蟲都可以成為LSDV的傳播媒介[18]。Chihota等[19]也首次試驗(yàn)證實(shí)雌性埃及伊蚊在感染LSDV后2~6d可將病毒傳染給牛,且病毒還不在伊蚊體內(nèi)繁殖。Sohier等[20]也證實(shí)Stomoxys calcitrans(廄螫蠅)與 Haematopota spp(異角麻虻)可以傳播LSDV。目前還很少有證據(jù)能證實(shí)LSDV可以通過直接接觸傳播,Weiss先前的研究及臨床觀察也加強(qiáng)了現(xiàn)有結(jié)論,即直接接觸傳播感染率極低。盡管如此,也有與之相悖的觀點(diǎn)[16,21],但這些研究重點(diǎn)側(cè)向于動(dòng)物之間的間接傳播,即病毒先經(jīng)乳汁或痰液排出,然后在料槽中與飼料及水混合[22]。LSDV通過垂直途徑傳播也已有文獻(xiàn)記載[23],但通常被認(rèn)為是感染的母牛將LSDV通過乳汁或皮膚磨損傳播給了小牛[24]。LSDV在感染的公牛精液中可持續(xù)存活長達(dá)43d[25],并且已通過感染實(shí)驗(yàn)證實(shí)[26]。當(dāng)進(jìn)行大規(guī)模疫苗接種時(shí),皮膚或結(jié)痂中的病毒會(huì)感染針頭,使注射也能成為病毒的另一種傳播途徑[11]。考慮到可以傳播這種病毒載體的復(fù)雜多樣性,故隔離不能作為實(shí)踐當(dāng)中唯一控制該病的防控策略[27]。圖1[28]為LSDV傳播示意圖。
圖1 LSDV傳播示意圖
通常來講,牛和水牛是LSD的易感動(dòng)物,所有生長階段的牛均能感染,但以犢牛、奶牛、參與頻繁勞作的耕牛及免疫力低下的牛更為易感。據(jù)報(bào)道,犢牛在感染LSDV后23~48h,其黏膜就能出現(xiàn)特征性的病理變化[29]。自然條件下,野生動(dòng)物通常具有較強(qiáng)的抵抗力,但通過試驗(yàn)證實(shí),在人工感染LSDV的長頸鹿、黑斑羚、阿拉伯羚羊、跳羚及湯氏瞪羚身上也產(chǎn)生了LSD的臨床反應(yīng),但對(duì)于該病來說,野生動(dòng)物在LSDV上的傳播幾乎可以忽略不計(jì)[30]。
1929年,非洲贊比亞首次公開報(bào)道LSD疫情,緊接著該病迅速蔓延至非洲地區(qū)其他國家,呈地方性流行,僅有阿爾及利亞、利比亞、突尼斯和摩洛哥等少數(shù)國家幸免于該病的發(fā)生[17]。1988年LSD越過撒哈拉沙漠傳到埃及,造成22個(gè)省出現(xiàn)大面積疫情傳播。據(jù)報(bào)道,該病在埃及曾出現(xiàn)兩次暴發(fā),一次是在1988年,另一次是在2006年,對(duì)當(dāng)?shù)卦斐闪藝?yán)重的經(jīng)濟(jì)的損失[31,32]。雖然中東地區(qū)以色列與其大多數(shù)鄰國之間的貿(mào)易禁運(yùn),但在1989年,LSD首次逸出非洲邁向以色列造成暴發(fā)流行[33]。直至2006年,隨著LSD的繼續(xù)傳播,西岸地區(qū)也開始報(bào)告這種疾病的發(fā)生。6年后,在敘利亞及約旦等國也有報(bào)道稱LSD的發(fā)生[29,34]。LSD在中東地區(qū)持續(xù)流行,并在2014年向西傳播到伊朗及其他中亞國家[35]。2015年,LSD首次傳入歐洲希臘地區(qū),隨后,該病逐漸通過跨界傳播直至俄羅斯及亞美尼亞等東歐國家[36,37]。2016年,該病繼續(xù)在非洲、中東及歐洲地區(qū)蔓延流行,引起了全世界的廣泛關(guān)注[38]。2017-2018年,該病經(jīng)俄羅斯及哈薩克斯坦邊界地區(qū)繼續(xù)朝東移動(dòng),逐漸靠近我國新疆地區(qū),LSD在我國暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)再次增加[39]。2019年8月,LSD通過哈薩克斯坦邊境進(jìn)入中國,中國開始出現(xiàn)LSD,同年孟加拉國與印度等國家也開始報(bào)道發(fā)生LSD疫情。據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部網(wǎng)站國際動(dòng)物疫情動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2016年12月至2022年3月,已在俄羅斯、印度及孟加拉國等多個(gè)國家報(bào)道了1 080起LSD疫情[40],其中2016年12月-2021年1月僅有180余起,近一年來全球各地暴發(fā)了近千起。值得注意的是,當(dāng)前LSD疫情除了在非洲及中東部分國家地區(qū)地方流行外,還在許多與中國接壤或毗鄰的國家地區(qū)散在傳播,已形成了從中亞向中國傳播流行的趨勢(shì),我國LSD防控任務(wù)極其艱巨。
自然條件下,該病潛伏期為7~14d,最長可達(dá)28d。臨床上主要表現(xiàn)為急性、亞急性與慢性感染3種形式。輕度感染最初表現(xiàn)為間歇性發(fā)熱,動(dòng)物食欲不振,眼有分泌物及無乳等,2~3d內(nèi)出現(xiàn)1~2個(gè)結(jié)節(jié),后期在動(dòng)物身上,尤其是在口吻、鼻孔、背部、腿部、陰囊、會(huì)陰、眼瞼、下耳、鼻腔及口腔黏膜以及尾部皮膚中,可能會(huì)觀察到結(jié)節(jié)性病變,這些病變會(huì)引起組織充血并使動(dòng)物疼痛不止[31]。重度感染的臨床特征則表現(xiàn)為整個(gè)皮膚上出現(xiàn)數(shù)百個(gè)結(jié)節(jié),該階段持續(xù)約1周,直到結(jié)節(jié)堅(jiān)硬,從周圍皮膚略微隆起到被狹窄的出血環(huán)隔開,病變繼續(xù)結(jié)痂,并可能擴(kuò)散到其他黏膜。這些結(jié)節(jié)的組織病理學(xué)結(jié)果顯示,真皮與肌肉組織附著在這些疣狀的結(jié)構(gòu)上,可見氣球樣變性,并伴有嗜酸性胞漿內(nèi)包涵體[17],2~3周后,皮膚結(jié)節(jié)病變促使患畜在運(yùn)動(dòng)時(shí)感覺疼痛不適而不愿移動(dòng),這些區(qū)域的不斷變性及再上皮化不良導(dǎo)致了瘺的形成。據(jù)報(bào)道,蠅蛆或螺旋蠅幼蟲還能感染傷口,引起患處化膿及繼發(fā)其他細(xì)菌感染,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的敗血癥最終導(dǎo)致動(dòng)物死亡[41,42]。在這種情況下也觀察到淋巴結(jié)炎,當(dāng)這些病變結(jié)節(jié)侵入呼吸道黏膜時(shí),其壞死物質(zhì)能繼續(xù)進(jìn)入肺部,從而導(dǎo)致患畜發(fā)生肺炎[29]。
臨床上,LSD常與口蹄疫、牛痘、牛皮蠅感染及皮膚蠕形螨病等其他疾病癥狀類似,診斷時(shí)極易發(fā)生混淆??上冉Y(jié)合面部、眼瞼、頸部、口吻、鼻孔、乳房、四肢觀察到的皮膚結(jié)節(jié)做出初步診斷,然后收集皮膚活檢樣本以進(jìn)一步確認(rèn)疾病。臨床采集樣本應(yīng)置于20%~50%的甘油磷酸鹽緩沖鹽水中保存運(yùn)輸,實(shí)驗(yàn)室可以通過使用電子顯微鏡檢查皮膚樣本以識(shí)別LSDV[43]。據(jù)報(bào)道,牛真皮細(xì)胞和羔羊睪丸細(xì)胞最適合LSDV的分離培養(yǎng)[44,45],但因病毒分離培養(yǎng)環(huán)節(jié)耗時(shí)長,對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員要求較高,外加不同毒株毒力及敏感性的差異,個(gè)別毒株盲傳數(shù)代才能出現(xiàn)CPE,該過程可能僅適用于LSDV的深入研究,但用于其快速診斷似乎并不可取。瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)通常被認(rèn)為對(duì)LSD是非特異的,因?yàn)長SDV與其他痘病毒和副痘病毒共有抗原決定簇,具有抗原相似性,這也可能意味著血清學(xué)檢測在LSDV上可能是非特異性的[28]。目前,PCR分子診斷被認(rèn)為是診斷疾病最有效和最快速的方法,也被證明是從皮膚及血液樣本中鑒定病毒的有效方法[46~48],已有研究者開發(fā)出常規(guī)及實(shí)時(shí)PCR用于LSDV快速診斷[46~50]。與傳統(tǒng)PCR相比,實(shí)時(shí)熒光PCR具有著更高的檢測效率,這也使得其可能更適用于LSDV的診斷[51,52]。
截至目前,LSD尚無特效療法。因此,為有效控制該病唯一可行的方法仍是采取有效的預(yù)防控制措施,實(shí)踐當(dāng)中,我們應(yīng)嚴(yán)格按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《牛結(jié)節(jié)性皮膚病防治技術(shù)規(guī)范》相關(guān)技術(shù)要領(lǐng)開展LSD防控工作,主要包括以下幾個(gè)方面:
第一,限制動(dòng)物運(yùn)動(dòng)范圍。為盡量減少疾病的跨界傳播,應(yīng)限制來自LSD流行地區(qū)的動(dòng)物,以防止該病的跨界傳播[53]。如果在國內(nèi)發(fā)現(xiàn)有疑似LSD癥狀的動(dòng)物,任何單位及個(gè)人應(yīng)立即向當(dāng)?shù)孬F醫(yī)主管部門、動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督機(jī)構(gòu)或動(dòng)物疫病預(yù)防控制機(jī)構(gòu)報(bào)告,按照程序及時(shí)確認(rèn)疫情,并采取有效的隔離、封鎖、撲殺等綜合防控措施,以阻斷疾病的迅速傳播。
第二,限制病媒移動(dòng)。LSD的病毒傳播媒介可以隨風(fēng)快速移動(dòng),并能長距離傳播而導(dǎo)致疾病的發(fā)生。因此,在病媒數(shù)較多的地方可以使用病媒誘捕器、殺蟲劑等病媒控制方式來用于該病的預(yù)防[54]。
第三,疫苗接種。疫苗作為疫病防控中最為有效的防控武器,在疫情控制及疫病凈化中具有十分重要的作用。由于LSDV與SPPV及GTPV具有著高度同源的關(guān)系,根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《牛結(jié)節(jié)性皮膚病防治技術(shù)規(guī)范》要求,可以使用國家批準(zhǔn)的山羊痘疫苗(按照山羊的5倍劑量)來預(yù)防LSD。
我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國,養(yǎng)牛業(yè)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著極其重要的位置,LSD的傳入對(duì)我國養(yǎng)牛業(yè)的健康發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為更好地控制該病的發(fā)生,一方面,必須采取切實(shí)可行、高效便捷的檢疫方法及時(shí)開展LSD檢疫檢測;另一方面,需要同時(shí)做好環(huán)境衛(wèi)生清潔、限制病媒移動(dòng)、開展疫苗接種及日常消毒等其他有效的防控工作。只有這樣才能更好地防控LSD,才能避免因其流行而給我國帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。