李曉琳,吳紹強(qiáng),王 勤,劉曉飛,景宏麗,仇松寅,林祥梅
(中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院動(dòng)物檢疫研究所,北京 100176)
20世紀(jì)30年代,赤羽病(Akabane disease)在澳大利亞的羊群中首次暴發(fā),但病原一直未被分離出來,直到1949年,日本學(xué)者首次從金色庫(kù)蚊和三帶喙庫(kù)蚊中分離到病原,由于疫病暴發(fā)地點(diǎn)為日本群馬縣赤羽村,遂將其命名為赤羽病病毒(Akabane disease virus,AKAV)。赤羽病主要造成反芻動(dòng)物繁殖障礙和先天性畸形,1972年—1975年在日本,2010年在韓國(guó)等均有赤羽病大規(guī)模暴發(fā),給養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。赤羽病是世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)規(guī)定的必須上報(bào)的疫病之一,我國(guó)將其列為二類進(jìn)境動(dòng)物疫病,同時(shí)也是我國(guó)牛、羊進(jìn)境時(shí)必檢的動(dòng)物疫病之一。
赤羽病病毒(AKAV)又稱阿卡斑病毒,屬于布尼病毒科(Bunyaviridae)布尼病毒屬(Orthobunyavirus)辛波血清群(Simbu serogroup)。AKAV與艾羅病毒(Aino virus,AINOV)、沙門達(dá)病毒(Shamonda virus,SHAV)和施馬倫貝格病毒(Schmallenberg virus,SBV )等病毒親緣關(guān)系很近[1]。
AKAV的基因組為單股負(fù)鏈RNA,由L、M、S 3個(gè)RNA片段構(gòu)成。測(cè)序和系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn),在3個(gè)RNA片段中,編碼誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體和血凝抑制抗體糖蛋白的M片段在分離株中是最可變的,編碼核衣殼蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白的S片段高度保守。有研究表明,病毒通過非結(jié)構(gòu)蛋白與載體或宿主的免疫系統(tǒng)作用,從而造成疫病的發(fā)生。目前發(fā)現(xiàn)的AKAV只有1個(gè)血清型,但基于S片段序列,AKAV分離株被分為4個(gè)基因群(Ⅰ-Ⅳ),其中Ⅰ型基因群又可劃分為Ⅰa和Ⅰb。
赤羽病廣泛分布于熱帶和溫帶地區(qū),特別是在東南亞和亞洲東部,非洲、南美洲等國(guó)家和地區(qū)也有發(fā)生,主要包括澳大利亞、日本、臺(tái)灣、韓國(guó)、越南、肯尼亞、蘇丹、以色列、馬來西亞、新加坡、哈薩克斯坦、印度尼西亞以及土耳其[2-9]等。在日本、韓國(guó)和中國(guó),流行的主要為Ⅰ型和Ⅱ型基因群[2]。
到目前為止,除黑龍江未檢測(cè)到赤羽病的陽性病例外,我國(guó)其他省份均有赤羽病病例的報(bào)道[10-13]。Wang J等[12]對(duì)2006年—2015年間采集的中國(guó)24個(gè)省市自治區(qū)的血清樣品進(jìn)行了血清中和試驗(yàn),結(jié)果在23個(gè)省市自治區(qū)均檢測(cè)到AKAV抗體,其中在牛群中的陽性率為21.3%,綿羊/山羊群中為12.0%,表明赤羽病病毒在我國(guó)已普遍存在。
孕期的牛、綿羊、山羊?qū)KAV最易感,犢牛和成年牛也可感染。有研究表明,流產(chǎn)動(dòng)物的抗體陽性檢出率明顯高于未懷孕的動(dòng)物[10]。馬、駱駝、羚羊、豬、樹獺、野兔、猴、猿和竹鼠也可感染[14-16]。 到目前為止,尚未發(fā)現(xiàn)感染的牦牛,可能與牦牛多生活在高寒地區(qū),無傳播媒介有關(guān)[12]。
AKAV主要通過吸血昆蟲叮咬進(jìn)行傳播,吸血昆蟲主要是蚊和庫(kù)蠓。研究表明[17],農(nóng)場(chǎng)類型(牧場(chǎng)或林地)是影響本病傳播的關(guān)鍵,同時(shí)農(nóng)場(chǎng)3 km內(nèi)疫病感染情況是重要因素。此外,AKAV可通過胎盤垂直傳播,當(dāng)娠母畜感染病毒后,通過血液循環(huán),經(jīng)胎盤將病毒感染給胎兒,從而導(dǎo)致流產(chǎn)、難產(chǎn)及畸形胎兒[18]。
主要表現(xiàn)為牛、綿羊和山羊的流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎、胎兒畸形、木乃伊胎、新生胎兒先天性關(guān)節(jié)彎曲-積水性無腦綜合征(Congenital arthrogryposis hydraencephaly syndrome,簡(jiǎn)稱AH綜合征)等。本病在非懷孕的牛、羊多為隱性感染,一般不表現(xiàn)臨床癥狀,近年有研究發(fā)現(xiàn),成年牛也表現(xiàn)出臨床癥狀,如腦脊髓炎等[17]。研究表明,Ⅱ型基因群的毒株僅引起懷孕反芻動(dòng)物的繁殖障礙,但Ⅰ型基因群的毒株還可導(dǎo)致犢牛和成年牛腦脊髓炎,如Iriki株[17]。
本病的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。在細(xì)胞培養(yǎng)物中,AKAV通過替代途徑進(jìn)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞系[19],硫酸肝素蛋白多糖是其進(jìn)入細(xì)胞的重要附著因子[20]。另外,有研究發(fā)現(xiàn),AKAV可誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生凋亡,主要通過激活JNK和p38 MAPK信號(hào)通路[21]。
患畜的病變類型與病毒感染時(shí)妊娠的階段有關(guān),妊娠74 d~104 d感染AKAV時(shí),胎兒的腦部通常出現(xiàn)病變,如出現(xiàn)大量腦脊液;妊娠103 d~179 d感染時(shí),胎兒出現(xiàn)典型的關(guān)節(jié)彎曲癥狀[22]。
組織學(xué)檢查可見胎兒中樞神經(jīng)出現(xiàn)特征性的非化膿性腦脊髓炎[7],包括淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的血管套袖現(xiàn)象,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞聚集的嗜神經(jīng)元現(xiàn)象等。存活的胎兒多見脊髓腹角神經(jīng)細(xì)胞顯著變性、消失;肌纖維變性、變細(xì)、變短、體積縮小或斷裂。
根據(jù)臨床癥狀和病理變化可對(duì)本病做出初步判斷。但能引起動(dòng)物流產(chǎn)、早產(chǎn)、死胎以及先天性畸形胎兒的病毒甚多,如施馬倫貝格病毒、裂谷熱病毒、藍(lán)舌病病毒、牛病毒性腹瀉病毒、邊界病病毒等,發(fā)現(xiàn)可疑病例時(shí)應(yīng)做好鑒別診斷,但最終確診需要依靠實(shí)驗(yàn)室診斷。
5.2.1 病原分離 對(duì)病毒進(jìn)行分離和鑒定,是確診本病的最好方法。通常選取絨毛尿囊液、流產(chǎn)胎兒的腦和胎盤組織,接種到1日齡~2日齡的乳鼠,培養(yǎng)細(xì)胞(如Vero、Hmlu-1、BHK-21、ESK、Hela、PK-15、MDBK等)或者7日齡~9日齡雞胚卵黃囊,當(dāng)乳鼠出現(xiàn)神經(jīng)癥狀、培養(yǎng)細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞病變或雞胚發(fā)生AH綜合征后分離病毒,之后可用特異免疫血清進(jìn)行中和試驗(yàn)(serum neutralization test,SN)和補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)(complement fixation test,CF)等技術(shù)進(jìn)行鑒定。
5.2.2 血清學(xué)檢測(cè) 通常情況下,采集母畜及未吃初乳的感染后代的血清樣品進(jìn)行血清學(xué)試驗(yàn)。診斷本病可使用中和試驗(yàn)、血凝抑制試驗(yàn)、補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)、瓊脂凝膠擴(kuò)散試驗(yàn)(agar gel diffusion precipitation,AGDP)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)。中和試驗(yàn)和血凝抑制試驗(yàn)特異性高,瓊脂凝膠擴(kuò)散試驗(yàn)易出現(xiàn)假陽性。針對(duì)病毒分離鑒定、中和試驗(yàn)、阻斷酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)和瓊脂凝膠擴(kuò)散試驗(yàn),已制定檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)中應(yīng)用。目前,中和試驗(yàn)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)是我國(guó)檢疫進(jìn)口動(dòng)物赤羽病的法定方法。
國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者均建立了AKAV的ELISA檢測(cè)方法,包被抗原包括純化的細(xì)胞毒、N基因表達(dá)的核蛋白等,同時(shí)市場(chǎng)上已存在眾多商品化的檢測(cè)試劑盒。在使用ELISA方法對(duì)AKAV檢測(cè)時(shí),易與其他辛波血清群的病毒發(fā)生交叉反應(yīng),如SBV,加之商品化試劑盒種類繁多,質(zhì)量參差不齊,亟需對(duì)商品化的試劑盒進(jìn)行評(píng)價(jià),確定其是否適用于進(jìn)口動(dòng)物疫病的檢測(cè)。
5.2.3 分子生物學(xué)檢測(cè) 因辛波血清群引起的臨床癥狀較為相似,學(xué)者研發(fā)了能夠同時(shí)檢測(cè)辛波血清群的PCR檢測(cè)方法,如同時(shí)檢測(cè)SBV、AKAV和Aino病毒的一步法反轉(zhuǎn)錄定量PCR方法[23]和同時(shí)檢測(cè)AKAV、Aino和Peaton病毒的多重PCR方法[24],用于診斷和篩選AKAV和其他辛波血清群的病毒。張吉紅等[25]建立了RT-LAMP檢測(cè)方法,采用SYBR Green Ⅰ染色,肉眼即可判定檢測(cè)結(jié)果,成本低,操作簡(jiǎn)單,適用于基層檢驗(yàn)部門及小型實(shí)驗(yàn)室使用。
目前對(duì)本病尚無有效的治療方法,作為入境口岸檢疫外來動(dòng)物疫病的典型代表,赤羽病在澳大利亞進(jìn)境種牛中多次被檢出[26-27],建議采取如下防控措施加以應(yīng)對(duì)。
加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口活動(dòng)物及產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢疫力度,降低病毒被攜帶進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)入境貨物、攜帶物、郵寄物的查驗(yàn),加強(qiáng)運(yùn)輸工具的防疫消毒工作,防止媒介昆蟲的傳入,將本病阻擋于國(guó)門之外。
研究表明[28],我國(guó)存在著豐富的可傳播AKAV的媒介,對(duì)畜舍內(nèi)進(jìn)行定期消毒,殺滅蚊子、庫(kù)朦等吸血昆蟲,消除傳播媒介,阻斷疫病傳播。
隨時(shí)關(guān)注國(guó)外疫情,及時(shí)暫停與疫病暴發(fā)區(qū)的貿(mào)易往來。在我國(guó),若發(fā)現(xiàn)陽性動(dòng)物立即撲殺,同時(shí)對(duì)同群動(dòng)物進(jìn)行檢測(cè),嚴(yán)格控制疫區(qū)內(nèi)動(dòng)物的流動(dòng)。
目前主要依靠滅活疫苗對(duì)赤羽病進(jìn)行預(yù)防,但其預(yù)防效果有限,與AKAV存在抗原變異毒株有關(guān)。Takenaka-Uema A等[29]成功重構(gòu)了減毒活疫苗TS-C2株以及AKAV的突變體,為赤羽病疫苗的研制提供了良好的思路。澳大利亞的學(xué)者發(fā)現(xiàn),綠僵菌對(duì)短跗庫(kù)蠓的成蟲和幼蟲均有顯著的毒殺作用[30],可用于赤羽病的防控。
赤羽病在我國(guó)已大范圍存在,因天然屏障和宿主的自身免疫保護(hù)力,并非所有的感染動(dòng)物均能表現(xiàn)出臨床癥狀,同時(shí)隨著氣候的變化和各國(guó)貿(mào)易之間的增加,辛波血清群病毒之間的基因組片段重排時(shí)常發(fā)生,從而導(dǎo)致出現(xiàn)新的變異體,對(duì)其防控帶來了新的困難[31]。因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)病毒變異、致病機(jī)理、診斷方法等方面的研究,為赤羽病的診斷和防控提供參考。