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蓝舌病及其检测方法研究进展

     蓝舌病(BluetongueDisease)是由蓝舌病毒(BluetonguevirusBTV)引起的经库蠓传播的非接触性传染病。世界动物卫生组织(OIE)规定其为A类传染病,我国规定其为一类染病。BTV主要感染牛、羊等反刍动物。绵羊和山羊有明显的临床症状,死亡率为5%~35%。牛为隐性带毒,无明显临床症状。蓝舌病的暴发严重危害养殖业和国际贸易,因此引起全球各国高度重视。

     蓝舌病在全球的暴发使得研制出一种快速、高灵敏度和特异性的诊断方法迫在眉睫。本文着重对此病的检测方法进行综述,为更好的研究此病,建立新的检测方法奠定基础。

1流行病学

     蓝舌病是一种历史悠久的传染病。1876年在南非首次报道,随后1952年美国,1977年澳大利亚,1979年中国,80年代南美,1988年南欧和地中海,2006年北欧,陆续暴发此病。详情见表1。
    
     此病具有地域性、季节性和周期性的特点,多发于北纬40°,南纬35°之间的国家。湿热的晚春、夏季、早秋是病的高发期。大约每隔3~4年暴发1次,初发地区死亡率20%~50%,此病再发时,死亡率明显降低,但不同的血清型发时,死亡率却很高。蓝舌病主要感染牛和羊。其中绵羊临床症状较为严重。野生反刍动物马鹿、麋鹿、非洲羚羊等也会感染此病。鹿、轴鹿、梅花鹿、狍以及圈养牦牛也有过报到。

     目前专家认为此病毒有以下几种传播方式:经库蠓属约30种蠓类传播;经胎盘垂直传播;食肉动物之间经口传播;感染公牛经精液传播;弱毒疫苗散毒也可能传播BTV。

2病原学

2.1结构与功能

     蓝舌病病毒是目前分子量最大的RNA病毒,属于呼肠孤病毒科(Reoviridae)环状病毒属(Orbivirus),蓝舌病病毒亚群(Bluetinguevirussubgroup)。BTV公认至少有24种血清型,基因大小为19218bp,分子量为11.8×10,GC含量为43%。病毒粒子呈20面体无囊膜,直径约70~80nm。双股RNA由10个片段组成,编码7个结构蛋白(VP1-VP7)和4个非结构蛋白(NS1-NS3,NS3a)。衣蛋白有3层:外层由VP2和VP5蛋白组成,VP2决定血清型,与受体结合、血凝以及引导宿主特异性免疫有关。中间由VP7蛋白组成,对血清型的特异性和群特异性起主要作用。内层由VP1、VP3、VP4和VP6蛋白组成,其主要作用是病毒转录和复制。NS1蛋白最为保守,VP2和NS3蛋白变异性最大,每隔10年同源序列发生置换,产生强毒株,此变异性已经得到证实。

2.2病毒特性

     BTV含有血凝素,能够凝集绵羊和人的O型红细胞,可在血液中长期存活。酸和高温能将其灭活。BTV为高效的干扰素诱生剂,注射BTV的小白鼠8h后产生的干扰素达60万IU/mL,比其他任何病毒性或非病毒性诱生剂产生的干扰素都高。

3发病机理与免疫应答

     病毒起初在宿主淋巴结复制,后随血液循环到达血管内皮细胞、巨噬细胞及淋巴细胞并在其内复制,而引发病毒血症。由于前列腺素和血栓素浓度的升高,引起过度炎症反应,导致细胞组织梗死,干扰血管内皮细胞的功能,增加血管通透性,从而导致水肿形成。被感染动物感染初期会产生干扰素,后有体液免疫和细胞免疫应答,减少病毒传播和炎症反应。体液免疫可以保护动物免受蓝舌病毒感染,但抗体在体内干扰BTV感染的机制有待证实。BTV的VP2蛋白可诱导宿主血清型特异性抗体的产生,对同源毒株的再次感染有较好的保护力。

     细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助性T淋巴细胞参与细胞免疫。宿主个体和不同宿主间存在CTL作用蛋白靶位的重要变异,特异性交叉反应的CTL,能限制病毒在同型或异型组织中复制,从而抵抗BTV病毒的攻击。

4病理变化

     剖检可见口腔、心脏、皮肤、瘤胃、肌肉和蹄部有出血点和溃疡;皮下组织有胶冻样浸润;肺和脾严重充血水肿;骨骼肌严重变形和坏死。

5诊断

5.1临床症状诊断

     通常绵羊临床症状较明显,发热、呼吸急促、鼻内大量浆液性分泌物、嘴和舌头肿大、偶见舌发绀、出血性腹泻及蹄叶炎。怀孕母羊流产、木乃伊胎、产先天脑部发育不良(脑积水、脑囊肿、视网膜发育不良等)的幼畜。羊一般无明显症状或症状较轻。如:体温升高、产奶量下降、头和嘴肿大、鼻周围有分泌物、乳房出现红斑。牛一般为隐性感染,无临床症状。由于BTV与同属鹿出血症病毒(EHDV)有强交叉反应,须与其鉴别诊断。

5.2实验室诊断

     根据临床症状、病理剖检诊断后,需进一步实验室诊断确诊。

     样品采集:采集试验动物肝素处理的血液,用来检测BTV特异性抗体。采集脾、淋巴结、脑组织(胎儿的最好)等,用来检测BTV病毒基因。

     病毒分离有3种方法:接种易感动物绵羊;对12日龄鸡胚静脉接种、对6日龄鸡胚卵黄囊接种;接种BHK-21、Vero、KC细胞。接种动物敏感性高,但成本和要求也高。鸡胚静脉接种的敏感性是卵黄膜接种的100倍,但实验周期长。接种敏感细胞操作简单,但敏感性较低于前2种。鸡胚静脉接种和细胞培养结合能提高敏感性,是最佳的病毒分离方法。

5.2.1分子生物学检测

     (1)RT-PCR方法根据保守性最强的基因组片段5和较强的片段7设计引物,用来检测24种血清型和拓扑结构。因为选择的片段有较强的保守性,所以不能与其他同属病毒发生交叉反应,但不能检测出所有血清型,且有假阳性,不适合高通量分析。Aradaib等和BiμLins等建立RT-PCR方法用于检测BTV基因的2、3、6、7、10片段。试验结果表明:此方法的敏感性高于病毒分离试验,但需要凝胶电泳鉴定结果,使检测速度减慢。

     (2)荧光定量RT-PCR方法:由美国AppliedBiosystems公司在1996年推出的检测方法。N.LeBlanc等用此方法对24种血清型标准株进行检测。试验结果表明:具有较高的敏感性和特异性,最低检出量为10~100个拷贝数。尹惠琼等根据基因片段7设计引物和探针,对20份样品进行检测。试验结果表明:阳性率95%,最低检出量为101个拷贝数。此方能检测出22个血清型,与EHDV无交叉反应。

5.2.2血清学检测方法

     (1)间接ELISA检测:JohannesA.Kramps等利用间接ELISA方法对407个样品检测BTV特异性抗体。试验结果表明:敏感性和特异性分别为98.9%,96.5%。

     M.H.Mars等人用此方法对88个牛奶样品检测。试验结果表明敏感性和特异性分别为96%和100%。(2)竞争ELISA检测:是OIE推荐血清学检测的首选方法,与同属病毒无交叉反应,是检测BTV抗体最敏感的方法,但可疑血清型的抗体不易获得,且试剂盒成本高。花群义等用VP7单克隆抗体建立此方法,对1377个样品进行BTV体检测,同时与琼脂免疫扩散试验(AGID)进行对比。试验结果表明:特异性和敏感性均高于AGID,与同属病毒无交叉反应。FabienneBiteau-CorouLer等人用cELISA试剂盒对147个样品检测。试验结果表明:敏感性35.7%,特异性80%。分子检测方法除上述2种方法外,还有巢式RT-PCR方法,此方法为OIE推荐使用方法之一,灵敏性高和特异性好,操作省时。血清学检测方法除ELISA方法外,还有琼脂凝胶扩散、间接免疫荧光、补体结合试验、病毒中和试验、血凝验等方法。琼脂凝胶扩散也是OIE推荐使用方法之一,具有操作简单,成本低的优点,但特异性和敏感性较低,且与EHDV有交叉反应。cELISA方法是血清学检测最为灵敏的方法,但血清学检测方法没有分子生物学检测方法快速,特异性也稍微逊色,检出限间至少差2个数量级,故分子生物学检测病毒是未来发展趋势。

6预防措施

     目前尚无有效治疗方案,故以疫苗免疫预防为主。现已有灭活和弱毒两种类型疫苗供临床使用。弱毒苗可产生良好的免疫性,但安全性较差可能使重组病毒产生新的特性。灭活苗免疫性效果好,但需重复免疫,加大使用成本。能够在体外高效表达、且记忆性强、能交叉保护的BTV免疫蛋白,是未来疫苗研究热点。

7小结

     蓝舌病是一种经库蠓传播的虫媒病,主要感染热带、亚热带和温带地区的牛和羊。其中数细毛羊感染最为严重,有明显的临床症状。此病在全球的暴发有扩大趋势,且血清型种类多,变异快,这就需要一种快速、高通量、敏感性高、特异性好的检测方法,确诊此病。从动物实验到血清学检测方法再到分子生物学检测方法,特异性越来越强,敏感性越来越高,被检样品的局限性越来越小。cELISA是目前敏感性最高的检测抗体的方法,是OIE推荐血清学检测方法的首选。巢式RT-PCR方法敏感性高、特异性好,操作省时,是OIE荐检测病毒的方法之一。随着研究的不断深入,基因芯片检测技术具有高通量、灵敏度高、重复性好、节省样品等优点,有广阔的发展趋势。未来新的高通量、能够快速检出24种血清型的检测方法是研究的热点。

(1.吉林农业大学,王贞钧,王全凯;2.辽宁出入境检验检疫局,刘钊,张雪,栾慎顺;3.四川出入境检验检疫局,孙颖杰;4.大连海洋大学,张小飞)

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