寇美玲,苗海生,杨 恒,李 乐,李 楠,孟锦昕,廖德芳,李华春
(云南省畜牧兽医科学院,云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室,云南昆明 650224)
蓝舌病是由蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)引起的,通过库蠓等媒介昆虫传播的反刍动物虫媒病毒病。动物感染BTV的平均死亡率为30%,其中绵羊高达80%[1]。因此,世界动物卫生组织(OIE)将其列为须通报动物疫病,我国将其列为一类动物疫病,目前对其尚无有效的治疗方法[2]。近年来,随着全球气候变暖,库蠓活动范围不断向北和高海拔地区移动,不同血清型BTV流行范围不断扩大,部分地区出现了新血清型或强致病性BTV,对牛羊养殖业造成巨大威胁。目前我国已分离到1~5型、7型、12型、15~16型、21型和24型共11种血清型[3-7]。不同血清型之间缺乏有效的交叉免疫保护,因而给BTV防控带来了严峻挑战。
云南省江城县地处亚热带地区,相对湿度为85%,与老挝、越南两国接壤,适于库蠓的生长和繁殖,因而也易于BTV传播。本研究从2013年5月起,连续3年在江城县勐烈镇石头寨,设置BTV抗体阴性哨兵动物群,定期采血,进行BTV血清抗体监测和病毒分离,以了解近年来云南省反刍动物BTV流行情况,对蓝舌病预警、风险评估、流行病学研究提供参考。
BTV C-ELISA试剂盒、PBSTM(磷酸盐缓冲液+吐温20+脱脂奶粉):云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室制备;仓鼠肾细胞(BHK-21),白纹伊蚊卵细胞(C6/36),细胞用培养基MEM、M199,BTV 24个标准阳性血清:云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室保存;10日龄鸡胚:购自云南云岭广大公司;TRIzol总RNA提取试剂盒:购自北京天根生化科技有限公司;PrimeScript One Step RT-PCR Kit Ver.2(Dye Plus)试剂盒:购自昆明上海丰科生物科技股份有限公司。
2013—2015年期间,在每年的4月,采集1岁以下牛、羊血清各100份,用BTV C-ELISA试剂盒,检测备选动物血清抗体;选择10头BTV抗体阴性健康黄牛和5只阴性健康山羊为哨兵动物,设立哨兵动物监控群。3年累计设立监控群3个、哨兵动物45头(只)。耳标标识筛选出的哨兵动物,将其与其他牛羊混群放牧,其间禁止使用杀虫药。
2013—2015年期间,在每年的5—10月,每周采血1次,11月至次年4月,每月采血1次。每次每头动物分别采集肝素抗凝血和常规全血各1份。常规全血分离获得血清,−20 ℃保存,用于血清学检测;肝素抗凝血4 ℃保存,用于病毒分离。
在高吸附ELISA 板上,包被1:1 000稀释的BTV 羊抗 50 μL/孔,4 ℃ 过夜,洗板后,加蓝舌病抗原50 μL/孔,37 ℃ 1 h洗板。在包被好的ELISA 板上,加入待检血清,阴性、弱阳性、阳性对照血清和PBS空白对照各2孔,每孔10 μL;所有孔均加入PBSTM(0.01 mol/L,pH7.2)稀释的兔抗BTV 血清(1:100稀释),50 μL/孔,震荡混匀后置37 ℃温箱里温育40 min,PBST洗液洗板2次,在吸水纸上轻轻拍干;加入1 000 倍稀释的绵羊抗兔酶标二抗,50 μL/孔,37 ℃温箱里温育40 min,用PBST洗液洗板6次,吸水纸上轻轻拍干;加TMB显色10 min后加终止液终止反应,读取OD450值,计算血清样品抑制率,以50%的抑制率作为临界值判定阴阳性[8-9]。
取100 μL肝素抗凝血样品于1.5 mL离心管中,加入1 mL无菌PBS(0.01 mol/L,pH7.2)混匀,1 500 r/min离心10 min,弃上清,洗涤重复3次;弃上清加入900 µL无菌双蒸水,涡旋混匀,0.1 mL/枚静脉接种鸡胚,每份样品接3枚;逐日观察,将1 d后死亡胚4 ℃保存,连续观察5 d后,取出胚体,收获鸡胚肝脏;将收获的肝脏用组织捣碎机捣碎,PBS悬浮,3 000 r/min,离心10 min,取上清液200 μL接种于长成70%~80%单层C6/36细胞瓶(25 cm2)中,28 ℃培养箱中培养7 d后,将细胞瓶冻融3次,取500 μL接种于长成70%~80%单层BHK-21细胞,将出现病变的放于−80 ℃保存,未出现病变的冻融3次后,继续在BHK-21细胞上传两代,仍未出现细胞病变的舍弃。
根据本实验室现有BTV基因序列,针对较为保守的S7(表达VP7蛋白)片断设计引物。上游引物为5'-GTTACAATGCGCCCGACATC-3',下游引物为5'-TGTAATGCGGCCTGTCCAT-3',扩增产物长度为1 156 bp,由大连宝生物工程有限公司合成,用RNase-free ddH2O稀释成20 pmol/μL备用。参照TRIzol总RNA提取试剂盒说明书进行病毒RNA提取,将样品总RNA 95 ℃加热5 min,使双链RNA解链。用PrimeScript One Step RTPCR Kit Ver.2(Dye Plus)进行RT-PCR。反应体系为 25 μL:2×1 step Buffer(Dye Plus)12.5 μL,PrimeScript 1 step Enzyme Mix 1.0 μL,VP7 基因引物各 0.5 μL,RNase free ddH2O 5.5 μL,RNA 解链后样品 5 μL。反应条件:42 ℃ 30 min;94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,35 个偱环;72 ℃ 7 min,4 ℃保存。用1.2 %琼脂溶液配制凝胶,进行电泳检测。
按Karber方法计算TCID50/50 μL,应用南非参考毒株标准血清,参照国标《蓝舌病诊断技术》(GB/T18636—2017)[9]方法进行。
2013年5月—2016年4月,共采血73次,收集牛羊血清样品1 095份。应用BTV C-ELISA方法进行检测。检测结果显示(表1),2013—2014年哨兵动物群BTV平均抗体阳性率为40.35%,2014—2015年为44.08%,2015—2016年为50.65%。
表1 2013—2016年哨兵动物BTV抗体检测情况统计
检测结果显示,2013—2014年度,从5月底开始,部分哨兵动物BTV抗体转阳,截至10月底共有9头(只)哨兵动物转阳(图1、图2);2014—2015年度,从5月底开始,部分哨兵动物BTV抗体转阳,截至10月底同样有9头(只)哨兵动物转阳(图3、图4);2015年—2016年度,从5月底开始,部分哨兵动物BTV抗体转阳,截至10月底共有13头(只)哨兵动物转阳(图5、图6)。
图1 2013年5月—2014年4月哨兵动物(山羊)抗体消长曲线
图2 2013年5月—2014年4月哨兵动物(黄牛)抗体消长曲线
图3 2014年5月—2015年4月哨兵动物(山羊)抗体消长曲线
BTV毒株在BHK-21细胞上产生明显的细胞病变,细胞病变产生比较迅速,接种BHK-21细胞1 d后,就可观察到明显细胞病变,接种培养4 d后 ,镜下可见细胞发生融合、空泡化及呈现网状或放射状等典型的细胞病变(图7)。
图4 2014年5月—2015年4月哨兵动物(黄牛)抗体消长曲线
图5 2015年5月—2016年4月哨兵动物(山羊)抗体消长曲线
图6 2015年5月—2016年4月哨兵动物(黄牛)抗体消长曲线
图7 接种分离株后4 d 的BHK-21细胞病变(50×)
2013年5月—2016年4月,在哨兵动物中共分离到9种血清型的BTV毒株,分别为1~5型、15~16型、21型、24型(图8、表3)。其中2013年5月—2014年4月,在3只山羊血液内分离到BTV毒株,血清型为1、2、3型,在7头黄牛血液内分离到BTV毒株,血清型为1、2、4、16型;2014年5月—2015年4月,在3只山羊血液内分离到BTV毒株,血清型均为4型,在8头黄牛血液内分离到BTV毒株,血清型为3、4、15、16、21型;2015年5月—2016年4月,在2只山羊血液内分离到BTV毒株,均为4型,在8头黄牛血液内分离到BTV毒株,血清型为4、5、16、24型。连续3年的病毒分离结果表明,山羊主要感染1~4型,黄牛可感染已发现的所有血清型毒株。
图8 2013年5月—2016年4月江城县分离BTV血清型情况
表3 2013—2016年哨兵动物BTV分离鉴定结果统计
我国对蓝舌病等动物虫媒病的研究相对滞后,对BTV分布、流行情况缺乏系统研究,这给蓝舌病防控带来较大困难。本研究于2013年5月—2016年4月,连续3年在云南省江城县勐烈镇石头寨设立牛、羊监控群,进行BTV血清学调查和病毒分离。为保证研究结果的真实性,在每年4月份筛选BTV阴性哨兵动物进行持续监测,因而检出的血清阳性率可以反映当年牛、羊自然感染情况。调查结果显示,2013年哨兵动物群BTV抗体阳性率为40.35%,2014年为44.08%,2015年为50.65%,阳性率逐年增加,说明BTV在江城县长期存在并有逐渐活跃的趋势。
蓝舌病是由库蠓传播的一种虫媒病毒病,因此其流行规律主要取决于库蠓的活动情况。本研究监测点位于云南省江城县,地处亚热带地区,年平均气温18.7 ℃,年均降雨178 d,年均日照1 886 h,相对湿度85%,适于库蠓的生长和繁殖,因而也易于BTV传播。连续3年的监测发现,哨兵动物BTV抗体转阳时间均在5—10月,提示蓝舌病防控的关键时期是每年的5—10月份。
3年内,在江城县共分离到9种血清型BTV毒株,其中2013年分离到5种,分别为1、2、3、4、16型;2014年分离到5种,分别为3、4、15、16、21型;2015年分离到4种,分别为4、5、16、24型。这说明江城县存在多种血清型BTV的流行,且4、16型为优势血清型。3年间,分离到BTV的新血清型种类逐年增加,2014、2015年各发现2种新血清型,表明江城县BTV有多种血清型存在,流行态势比较复杂,防控形式严峻。因此,亟需加强对该地区BTV流行状况和流行规律的监测,同时加紧主要流行毒株诊断技术和疫苗的研究,提高蓝舌病预警和防控能力,及时发现变异强毒株并妥善处理感染动物。
本研究从2013年5月至2016年4月连续3年,在江城县设立哨兵动物群进行BTV抗体监测和病毒分离。研究结果表明,BTV在江城县长期存在且有流行程度加重趋势,多种血清型毒株交叉感染状况较为普遍且更加复杂,因此亟需加大BTV监测力度。