李 偉
(鄲城縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,河南 鄲城 477150)
牛結(jié)節(jié)性皮膚?。↙umpy skin disease,LSD)又被稱為牛疙瘩皮膚病、牛結(jié)節(jié)性皮炎和牛結(jié)節(jié)疹,是由痘病毒科羊痘病毒屬中的牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒(Lumpy skin disease virus,LSDV)感染引起牛的一種急性、亞急性傳染病。世界動物衛(wèi)生組織(WHO)將其列為法定報告的動物疫病,我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部暫時將其作為二類動物疫病管理,并采取相應(yīng)的防控措施。2019 年8 月我國首次在新疆維吾爾自治區(qū)伊犁州確診暴發(fā)LSD 疫情,并在短時間內(nèi)波及數(shù)省,給我國養(yǎng)牛業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失[1]。目前該病已在我國周邊印度、尼泊爾、不丹等東南亞國家流行[2]。鑒于該病在國外流行長達(dá)接近百年的歷史,有的國家和地區(qū)通過疫苗免疫措施并一度消除了LSD 疫情?,F(xiàn)對LSDV 的病原及在全球的流行狀況和防控措施進(jìn)行綜述,以期對我國LSD 的防控提供可借鑒的經(jīng)驗,促進(jìn)我國LSDV防控水平的提升,以保障我國畜牧業(yè)的健康發(fā)展。
LSDV 是痘病毒科羊痘病毒屬的一種有囊膜的雙鏈DNA 病毒,該屬的病毒還有綿羊痘病毒(Sheep pox virus,SPV)和山羊痘病毒(Goat poxvirus,GPV),基因組大小約150 kb,由中央編碼區(qū)和兩端長為2.4 kb 的反向末端重復(fù)序列組成,共編碼156 個預(yù)測基因。中央編碼區(qū)位于基因組ORF024 和ORF123 之間,主要編碼參與病毒DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、RNA 修飾、病毒組裝和病毒結(jié)構(gòu)蛋白的基因。在中央編碼區(qū)兩側(cè)主要是與宿主范圍、免疫調(diào)節(jié)和毒力有關(guān)的基因[3]。LSDV 有7個基因與痘病毒基因同源性很高,主要是參與DNA 復(fù)制,例如LSDV039 DNA 聚合酶、LSDV077 DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶、LSDV082 尿嘧啶DNA 糖基化酶、LSDV083 NTPase、LSDV112 DNA 聚合酶持續(xù)合成因子、LSDV133、LSDV19 蛋白連接酶激酶。LSDV 有26 個基因參與病毒基本復(fù)制,包括轉(zhuǎn)錄因子、mRNA 轉(zhuǎn)錄起始、延伸因子、終止因子、病毒mRNA 和RNA 聚合酶亞基的翻譯后修飾。此外,LSDV 還有30 個與痘病毒蛋白同源的基因,有的基因參與病毒粒子的生產(chǎn)和組裝,有的基因參與病毒結(jié)構(gòu)蛋白的裝配。LSDV 還包含可能參與確定宿主范圍以及組織和細(xì)胞嗜性的基因。另外,與其他痘病毒類似,LSDV 還有參與調(diào)節(jié)或逃避宿主免疫反應(yīng)的基因,主要包括LSDV005 IL-10、LSDV006IL-1 受體、LSDV007 干擾素-γ、LSDV142 分泌毒力因子等。
電鏡觀察,LSDV 具有獨特的磚形形態(tài),LSDV顆粒平均大小為長294±20 nm,寬262±22 nm[4]。病毒在受感染細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中同時進(jìn)行基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,并且編碼合成病毒所需的大部分蛋白。被感染的細(xì)胞分泌2 種形式的病毒粒子,一是帶有1 層膜的病毒粒子,即細(xì)胞內(nèi)成熟病毒粒子(IMV),二是帶有2 個膜的病毒粒子,即外包膜病毒粒子(EEV),這2 種形式的病毒粒子具有不同的包膜,都具有傳染性。IMV 主要感染周圍的細(xì)胞,而EEV 可以感染周圍和遠(yuǎn)處的細(xì)胞。LSDV可以在55 ℃2 h,或60 ℃1 h,或65 ℃30 min 的條件下滅活,LSDV 在28 ℃的磷酸鹽緩沖液中可存活35 d,皮膚結(jié)節(jié)中的LSDV 在-80 ℃可穩(wěn)定保存10 a。但是LSDV 經(jīng)反復(fù)凍融,病毒滴度會輕微下降。該病毒對強堿性或酸性pH 敏感,當(dāng)pH 在6.6~8.6 時病毒比較穩(wěn)定??捎?0%氯仿溶液、1%福爾馬林溶液、十二烷基硫酸鈉等去污劑和含脂溶劑的去污劑殺死LSDV。2%苯酚溶液、2%~3%次氯酸鈉溶液、碘化合物(1∶33)稀釋液和季銨化合物(0.5%)可用作消毒劑進(jìn)行環(huán)境消毒[5]。該病毒對陽光敏感,可以被紫外線滅活,因而LSDV 疫苗應(yīng)使用深色玻璃瓶分裝和保存。LSDV 在環(huán)境溫度下長期穩(wěn)定存在,當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)污染時,LSDV 通過口腔和鼻腔分泌物傳播,因此徹底消毒對清除環(huán)境中的病毒具有重要作用。
牛結(jié)節(jié)性皮膚病首次于1929 年在非洲贊比亞發(fā)現(xiàn)[6]。贊比亞是非洲中南部的內(nèi)陸國家,大部分屬于高原地區(qū),屬熱帶性氣候,該病在確診之前已在該國流行多年,之后很快擴散到非洲其他國家。在1940 年左右,LSD 席卷非洲南部地區(qū)的養(yǎng)牛業(yè)國家,并造成重大經(jīng)濟損失。之后該病繼續(xù)向北蔓延,1970 年向北擴散到蘇丹,并于1981—1986 年擴散到坦桑尼亞、肯尼亞、津巴布韋、索馬里和喀麥隆[7]。埃及于1988 年5 月首次報道LSD 疫情,2006 年由于從非洲南部進(jìn)口活牛而再次暴發(fā),在2012—2014 年埃及暴發(fā)多次LSD 疫情,目前該病已經(jīng)成為埃及的地方性流行病[8]。埃塞俄比亞是位于非洲東北以農(nóng)牧業(yè)為主的國家,根據(jù)該國的疫情報告數(shù)據(jù),從2000—2009 年,LSD 每年至少暴發(fā)1 次,并且感染病例逐年遞增。從2014—2018 年,該國使用KS-1 減毒活疫苗預(yù)防LSD,但效果不好。另外該國也使用Neethling毒株的弱毒疫苗進(jìn)行免疫,盡管免疫后沒有副反應(yīng),但也沒有收到預(yù)期的保護效果,可能的原因是疫苗毒株種子庫出了問題,表明疫苗生產(chǎn)階段嚴(yán)格的質(zhì)量控制對保證疫苗的質(zhì)量具有重要的作用[9]。然而,該國用Gorgan 山羊痘病毒弱毒疫苗免疫小牛可以保護當(dāng)?shù)豅SDV 流行毒株的攻擊,免疫牛產(chǎn)生高水平的細(xì)胞免疫反應(yīng),且未觀察到不良反應(yīng)。該疫苗具有預(yù)防LSD 的潛力,但仍需要進(jìn)行大規(guī)模的臨床試驗,以確保疫苗的有效性和安全性。目前非洲西北部的利比亞、阿爾及利亞、摩洛哥和突尼斯還沒有LSD 的疫情報道,這些西非國家多數(shù)地區(qū)為沙漠和半沙漠,夏季炎熱干燥,這些地域和氣候特點可能是阻斷病毒傳播的天然屏障。
由于許多西亞國家具有從非洲進(jìn)口活牛的貿(mào)易往來,導(dǎo)致LSD 疫情蔓延到西亞國家。以色列與埃及的經(jīng)濟貿(mào)易活動比較密切,經(jīng)常從埃及進(jìn)口活牛,埃及于1988 年5 月暴發(fā)LSD 疫情之后,以色列于1989 年8 月相繼發(fā)生疫情;另外,當(dāng)埃及于2006 年再次暴發(fā)疫情后,以色列南部的疫情迅速緊隨其后[10]。2012—2013 年,以色列又發(fā)現(xiàn)了新的LSD 疫情,這次疫情最初是在靠近北部與黎巴嫩和敘利亞附近的肉牛群中發(fā)現(xiàn),很快疫情蔓延到以色列中部的奶牛群中暴發(fā),造成重大經(jīng)濟損失。以色列獸醫(yī)局通過使用南斯拉夫羊痘病毒(SPPV)RM65 株減毒活疫苗和基于LSDV 的商業(yè)疫苗進(jìn)行大規(guī)模疫苗免疫,并對2 種疫苗的安全性和免疫效果進(jìn)行了評價,2 種疫苗同時隨機接種15 個奶牛場的4 694 頭奶牛,與(SPPV)RM65疫苗相比,LSD 疫苗免疫后經(jīng)實驗室檢測其免疫有效率為77%。接種免疫LSD 減毒疫苗的奶牛中,只有0.38% 出現(xiàn)了由疫苗引起的全身不良反應(yīng),主要是免疫后14 d 內(nèi)在皮膚上出現(xiàn)小的腫塊[11]。2009 年阿曼暴發(fā)了嚴(yán)重的地方性LSD 疫情,造成重大經(jīng)濟損失。2012—2013 年黎巴嫩首次暴發(fā)LSD 疫情,該國通過使用RM65 疫苗對整個牛群進(jìn)行免疫預(yù)防。2016 年在該國北部發(fā)現(xiàn)了新的疫情,可能與從敘利亞進(jìn)口牲畜有關(guān)。由于敘利亞多年戰(zhàn)爭,獸醫(yī)機構(gòu)缺失,至今還沒有LSD 疫情的報道。2013—2015 年,土耳其全境幾乎被LSD 席卷,該國使用當(dāng)?shù)氐臏p毒綿羊痘病毒SPP Bakirk?y 毒株疫苗用于預(yù)防LSD。在2014 年底,塞浦路斯北部的卡帕斯半島的養(yǎng)牛場出現(xiàn)了LSD,當(dāng)?shù)匮杆偈褂脺p毒的LSDV 疫苗接種而得到有效控制。約旦和巴勒斯坦于2013 年加入了受LSDV 感染國家名單。隨后在2013 年,LSD 疫情擴散到伊拉克,并在2014年伊朗西北部省份也發(fā)現(xiàn)疫情。科威特于2014 年底和2015 年初報告了LSD 疫情,沙特阿拉伯和巴林于2015 年報告了LSD 疫情[12]。我國于2019 年8 月首次在新疆伊犁發(fā)現(xiàn)疫情,在短短的一年時間內(nèi),疫情很快蔓延到全國數(shù)個省區(qū),造成重大經(jīng)濟損失。2020 年10 月,香港將可疑病料送英國Pirbright 研究所國際OIE 參考實驗室得到確診,這是LSD 在香港的首份報告[13]。2021 年3 月,泰國東北部首次發(fā)生的LSD 疫情,泰國分離株的序列與目前來自俄羅斯2019 年(NCBI序列號:MT134042)、印度2019 年(NCBI 序列號:MT 074107)和肯尼亞2019年(NCBI 序列號:MN072619)的分離株相似,核苷酸相似性達(dá)99.8%~100.0%[14]。印度的首例LSD 于2019 年8 月出現(xiàn),從奧里薩邦并蔓延到其他地區(qū),為了控制LSD 疫情,印度允許在牛和水牛中緊急使用異源減毒GTPV(Uttarkashi 株)疫苗,并且禁止使用LSD 減毒活疫苗[15]。2020 年11月,越南東北地區(qū)牛群中首次暴發(fā)LSDV 疫情,并迅速蔓延到全國[16]。緬甸于2020 年11 月也首次發(fā)生疫情,未出現(xiàn)死亡病例[17]。
據(jù)報道,2015 年8 月,LSD 疫情發(fā)生在土耳其和希臘邊境地區(qū)牧場的肉牛上,LSD 疫情首先在土耳其一側(cè)暴發(fā),之后在2016 年該疫情迅速傳播到希臘的牛群[18]。為了應(yīng)對疫情,希臘政府迅速接種疫苗進(jìn)行預(yù)防,并比較接種疫苗和未接種疫苗的牛群發(fā)病率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),牛群接種后14 d和30 d,疫苗有效率分別達(dá)到62.5%和80.0%。但由于未能及時獲得足夠數(shù)量的疫苗,該病繼續(xù)蔓延至希臘的中西部地區(qū)。疫情的蔓延正如人們預(yù)期的那樣,到2016 年,該病迅速遍及保加利亞、塞爾維亞、黑山、馬其頓共和國、科索沃等東歐國家和地區(qū)[19]。2014 年LSD 從土耳其、伊拉克和伊朗蔓延到北高加索地區(qū),在阿塞拜疆發(fā)現(xiàn)了LSD 疫情。2015 年12 月下旬亞美尼亞發(fā)現(xiàn)首例LSD 病例,并在2016 年初通過實驗室確診。哈薩克斯坦在2016 年底受到疫情影響,并很快蔓延到俄羅斯、烏克蘭、摩爾多瓦、土庫曼斯坦。
在受疫情影響較嚴(yán)重的巴爾干地區(qū)國家,于2016 年底和2017 年期間成功對整個牛群進(jìn)行大規(guī)模疫苗接種。希臘和保加利亞實行全面淘汰政策。其他國家最初對受感染農(nóng)場的所有牛進(jìn)行淘汰,之后采用疫苗接種的方法進(jìn)行預(yù)防,只對表現(xiàn)出臨床癥狀的牛實施淘汰政策。迄今為止,東歐和南歐地區(qū)的國家使用安全有效的LSD 疫苗進(jìn)行免疫預(yù)防,其疫苗接種覆蓋率接近100%,使該病在這些國家的流行得到有效的控制。
由于沒有針對LSDV 的治療藥物,因此接種疫苗是控制該病的主要手段之一。作為預(yù)防使用的疫苗,必須具備良好疫苗的先決條件,即免疫后對動物安全,能產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)并抵抗病原微生物的攻擊。由于痘病毒屬的病毒能誘導(dǎo)產(chǎn)生良好的細(xì)胞免疫反應(yīng),因此LSDV 疫苗主要以減毒活疫苗為主,而減毒活疫苗的安全性取決于它可能引起的不良反應(yīng)和嚴(yán)重程度、毒株在田間應(yīng)用后毒力回復(fù)突變的可能性及其疫苗毒株本身的純度。疫苗免疫后提供的保護取決于它引發(fā)的特定免疫反應(yīng),并且可以通過免疫效力試驗檢驗其免疫效果。由于羊痘病毒屬的病毒在基因序列上具有較高的同源性,且沒有血清型,之前有人建議開發(fā)能預(yù)防所有痘病毒的通用疫苗。但是目前還沒有可供通用的疫苗問世[20-21]。主要原因有以下3 個方面,第一,雖然山羊痘病毒疫苗可能對特定宿主有效,但在不同宿主中,由于未完全減毒或減毒過度導(dǎo)致對其他宿主免疫效果不好;第二,疫苗的質(zhì)量控制和生產(chǎn)可能沒有遵循良好的生產(chǎn)規(guī)范(GMP),導(dǎo)致生產(chǎn)的疫苗不符合要求;第三,由于SPV、GPV 和LSDV 在全球的地理分布不同,有的國家只有這三種疫苗中的其中一種或兩種,且不同疫苗潛在的安全問題,受疫情影響的國家將傾向于使用只針對本國疫情的疫苗[22]。
英國通過采取淘汰、限制動物移動和檢疫策略成功根除了羊痘和山羊痘,對消除LSD 具有一定的借鑒意義。但是面對LSD 帶來的威脅,采用上述防控策略防控LSD 還是有很大的難度。以色列在1989 年第一次暴發(fā)LSD 疫情后,對受感染地區(qū)的所有綿羊、山羊和牛實施屠宰淘汰政策,因此一度消除了LSD,但在2006 年和2007 年再次暴發(fā)了LSD 疫情[23]。目前,以色列使用RM-65 疫苗預(yù)防LSD,但迄今為止收集的證據(jù)表明該疫苗非常無效,但政府采取改良的撲殺政策控制了該病的蔓延,另外,在受感染地區(qū)牛的密度低也是能夠控制疫情的一個原因。歐洲食品安全局通過數(shù)學(xué)模型評估不同控制措施對LSD 暴發(fā)后傳播的影響,研究表明,與撲殺政策相比,即使在疫苗免疫覆蓋率不高的情況下,疫苗接種對減少LSDV 的傳播具有重要作用[24]。以色列由于采取大規(guī)模疫苗接種措施,基本控制了該病的流行。然而,由于LSDV 傳播媒介的存在,如果停止接種疫苗,可能會再次暴發(fā)疫情。以色列和巴爾干地區(qū)防控LSD 的經(jīng)驗表明,疫苗接種是預(yù)防和控制該病的最主要手段,通過提高疫苗的覆蓋率,提高牛群的免疫力可進(jìn)一步遏制LSD 的傳播。為了有效根除LSD 疫情,需要在受疫情影響的國家和地區(qū),采取協(xié)調(diào)一致的疫苗接種策略建立堅實的免疫帶,才能保證不受疫情的影響,從而獲得無疫區(qū)維持無疫狀態(tài)。
從非洲、亞洲和歐洲最近暴發(fā)的LSD 疫情中獲得的防控經(jīng)驗表明,國外LSDV 疫苗免疫出現(xiàn)失敗的原因最常見的是在疫病暴發(fā)時接種疫苗。另外,還包括疫苗生產(chǎn)過程中生產(chǎn)環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)格、免疫時注射針頭的重復(fù)使用、疫苗管理不當(dāng)、冷鏈運輸儲存不完善以及使用非法疫苗等問題。疫苗免疫失敗現(xiàn)象的發(fā)生,表明必須要加強疫苗生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理,改進(jìn)疫苗生產(chǎn)設(shè)施,重視產(chǎn)品質(zhì)量管理,降低疫苗副作用,保證疫苗的安全性和有效性。此外,非同源疫苗只能提供部分的交叉保護,應(yīng)盡量使用同源疫苗進(jìn)行預(yù)防免疫提高疫苗的免疫保護效力。
根據(jù)LSDV 病原特點和流行態(tài)勢,LSD 已經(jīng)肆掠非洲、亞洲、歐洲等國家和地區(qū),其蔓延趨勢仍在繼續(xù),對畜牧業(yè)的影響還在加深。LSD 的流行具有一定的季節(jié)性和地方流行性特性,炎熱潮濕的環(huán)境、蟲媒繁殖旺盛的季節(jié)是LSD 流行的關(guān)鍵條件,因此LSD 的防控要結(jié)合LSDV 的病原學(xué)特點和流行病學(xué)特點,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的流行病學(xué)調(diào)查,全面摸清LSDV 傳播模式和傳播途徑。基層獸醫(yī)機構(gòu)和養(yǎng)殖場在做好環(huán)境消毒、蚊蟲數(shù)量控制、實施嚴(yán)格疫病檢疫措施的同時,關(guān)鍵是要有安全、高效的疫苗進(jìn)行免疫預(yù)防。根據(jù)國外防控LSD 的經(jīng)驗表明,定期接種安全、有效的疫苗,在牛群中建立足夠的群體免疫力是防控的關(guān)鍵環(huán)節(jié),選擇基于LSDV 的弱毒疫苗是防控LSD 的最有效疫苗,而不是用山羊痘病毒弱毒疫苗或綿羊痘病毒弱毒疫苗防控LSD[25]。結(jié)合不同地區(qū)使用山羊痘弱毒疫苗、綿陽痘弱毒疫苗和牛結(jié)節(jié)性皮膚病弱毒疫苗的免疫效果認(rèn)為,LSD 的防控還是要使用基于LSDV 的疫苗。由于我國對該病的研究起步較晚,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部只能使用山羊痘弱毒疫苗用于該病的防控,因此建議國家加快LSD 新型基因工程疫苗研發(fā)并建立能鑒別疫苗免疫和自然感染的配套診斷方法,盡快研究出安全、高效的新型疫苗,為我國該病的防控奠定技術(shù)支撐。期望國家加快LSD 新型基因工程疫苗研發(fā)并建立能鑒別疫苗免疫和自然感染的配套診斷方法,加強對該病的研究投入,盡快能夠在LSD 疫苗研制方面取得突破,研究出安全、高效的新型疫苗,為我國該病的防控奠定技術(shù)支撐,保障我國養(yǎng)牛業(yè)的健康發(fā)展。