牛副流感病毒3 型研究进展

蒋磊

（辽宁省农业发展服务中心，辽宁 沈阳 110032）

1 前言

由牛副流感病毒3 型（Bovine parainfluenza virus type 3，BPIV3）引起的牛副流行性感冒（简称牛副流感），是一种牛的急性接触性呼吸道传染病,广泛流行于世界各国,如美洲、欧洲、亚洲的多个国家均有牛副流感的发生或流行[1-3]。近20 年来，我国养牛业呈跨越式发展，但随之而来的是疫病频发，严重制约我国养牛产业的可持续发展。牛呼吸道疾病综合征(Bovine respiratory disease complex，BRDC)是牛群中的常见病及多发病，通常是由多种因素（细菌，病毒和环境等）共同作用引起的，而牛副流感病毒3型（BPIV3）就是其中最重要的病毒性病原之一[4]。

自1959 年Hoerlein 和Reisinger 等首次从牛中分离到BPIV3 以来，对于BPIV3 的病原学、诊断方法以及防控措方面的研究在逐步地发展与完善[5-6]。在以往的研究当中，对于病毒粒子的形态、结构以及病毒基因组的构成都有了较为完整的阐述，而病毒的基因型也一直分为a、b 这两种类型[7]。直至2011 年，有研究者发现在我国分离到的一株BPIV3毒株与以往的a 基因型或b 基因型毒株有很大差异，由此BPIV3 产生了第三种基因型：c 型[8]。在致病机制的研究方面，目前有关副黏病毒的感染及其致病机制的研究较多，但对体内被感染细胞的损伤机制研究却很少。利用可以表达增强型绿色荧光蛋白（EGFP） 的重组BPIV3 病毒，可以准确定位BPIV3 病毒在动物组织中的分布。然而，除了仅具有提示意义的形态学观察，目前尚无明确证据表明由BPIV3 感染引起相关病理性变化的具体机制[9]。因此弄清由BPIV3 感染而造成细胞损伤的分子机制对于BPIV3 的预防和控制也具有十分重要的意义。对于牛副流行性感冒来说，传统的诊断方法是临床综合诊断（流行病学诊断、临床诊断、病理解剖学诊断）加病毒的分离鉴定和血清学检查，现在随着基因技术的发展，RT-PCR、实时荧光定量RT-PCR 方法等也逐步应用于BPIV3 的快速、定量检测。未来随着科学技术的不断发展，越来越多的诊断方法将会应用到BPIV3 的检测中来，这对于牛副流感的防治将会起到十分重要的作用。

在我国动物传染病的防疫过程当中一直贯彻“预防为主”的方针，在搞好饲养管理、防疫卫生的前提下，预防接种也是非常重要的一环。国际上对于BPIV3 疫苗的研发和使用已经有了较为宝贵的经验。灭活苗、弱毒苗、亚单位疫苗的相关研究逐步完善，也有某些相关的产品问世，并且这些产品的使用效果也已经在实践当中得到了反馈。但对于核酸疫苗的研发还有待于提高，如何消除外源基因整合到宿主基因组的潜在威胁是制约核酸疫苗发展的最大因素。而在我国对于BPIV3 疫苗的研发和使用还处于十分落后的状态，大大影响了我国对于牛副流感的防控效果。因此对于BPIV3 有效疫苗的研发和使用是急需解决的重要问题。

近年来,在我国的多个省份，如山东、内蒙古、黑龙江等，都有犊牛呼吸道疾病综合症的发生，并造成严重的经济损失。流行病学调查和病原学检测的结果表明BPIV3 在这些犊牛呼吸道疾病综合症的病例中起到十分重要的作用。而且有研究表明,我国某些地区BPIV3 的血清阳性率超过70%[10,11]。因此对于BPIV3 的预防和治疗应引起高度重视,否则将严重危害我国养牛业的可持续发展。本文就我国BPIV3 的病原学、流行病学、诊断方法、防控措施等方面的研究进展作一综述，为牛副流感病毒的基础性研究以及相关的牛呼吸道疾病的防控提供参考。

2 病原学特点

BPIV3 为不分节段的单股负链RNA 病毒，属于副黏病毒科、副黏病毒亚科、呼吸道病毒属。完整的病毒粒子呈多形性，其中球形居多，病毒粒子的平均直径约为150～200 nm。由于病毒粒子具有囊膜结构（主要由蛋白和脂质组成），因此BPIV3 对于有机溶剂十分敏感，如乙醚、氯仿等[10,12]。BPIV3 对多种动物的红细胞都有凝集作用，如牛、鸡、豚鼠等，所以能够通过血凝抑制实验对BPIV3 进行鉴定[13]。

BPIV3 的基因组全长约为15456 nt，共编码九种蛋白，包括核蛋白(N)、基质蛋白(M)、大聚合酶(L)、融合蛋白(F)、血凝素神经氨酸酶蛋白(HN)、磷蛋白(P)以及非结构蛋白C、D、V[4,14]。BPIV3 共有a、b、c 三种基因型,不同亚型间在基因结构上并无明显差别，只是在基因组全长和部分氨基酸编码区或非编码区存在一定的差异。其中，基因a 型多数流行于北美，中国和日本也有该基因型的相关报道；基因b 型最早发现于澳大利亚，然后在阿根廷和美国也相继分离到了基因b 型的病毒；基因c 型在2011 年首次分离于我国，随后陆续扩散到亚洲、美洲等部分国家；目前主要流行于我国的为a、c 基因型毒株[12,15]。

3 流行病学特点

BPIV3 能够感染多种动物，包括猪、牛、灵长类以及多种实验动物等，也有感染人的报道[16-18]。牛副流感最主要的传染源是病牛和带毒牛，尤其是一些亚临床感染的牛是最危险的传染源，往往能够加重本病的流行。牛副流感可以通过直接接触被感染动物的分泌物进行传播，如鼻分泌物、眼分泌物等，也可以通过飞沫经呼吸道进行传播，也有从公牛精液和母牛生殖道中分离到病毒的报道，因此牛副流感也存在垂直传播的可能性[19]。牛副流感流行范围很广，一年四季均可发生，尤其是秋冬两季最为频繁，临床上常与其他牛的呼吸道病原体发生混合感染而导致更严重的后果[20]。

4 临床表现和病理变化

牛感染BPIV3 后，潜伏期一般为2～5 d。有研究表明，在BPIV3 感染过程中，病毒囊膜表面的HN 蛋白会特异性结合于唾液酸氨基酸残基并发生降解，导致病毒向靶细胞渗透，BPIV3 通过唾液酸受体侵入呼吸系统导致多种细胞发生感染。BPIV3感染牛呼吸系统能够造成纤毛和非纤毛细胞大量死亡并导致肺部组织损伤，引起牛的支气管炎和肺炎，导致感染肺叶发生实质性病变，临床上主要表现为精神沉郁、食欲不振、流涕、流泪、发热和呼吸加快等症状[13]。BPIV3 本身的致病能力并不强，但由于肺泡巨噬细胞也是BPIV3 的主要靶细胞之一，病毒感染巨噬细胞能够导致其吞噬作用和杀菌作用明显降低，引起局部免疫抑制作用。因此，当病毒感染引起的免疫抑制作用影响呼吸系统防御机制时，呼吸道条件致病性细菌如多杀性巴氏杆菌或溶血性曼氏杆菌等就可发生继发感染，如果加上外界环境因素的改变如长途运输中寒冷或酷热、饥饿、拥挤等恶劣条件的共同作用下，受感染的病牛就可以产生非常严重的呼吸道症状，最终导致死亡[17]。

5 诊断方法

根据流行病学特点、临床表现以及病理变化特征可对本病做出初步诊断。但由于BPIV3 极容易和其他病原发生混合感染，在临床上病牛的症状非常复杂，因此在进行临床综合诊断的过程中要尤其注意。临床综合诊断的结果仅可作为初步参考，还需实验室诊断进一步确诊。可以采集病牛呼吸道分泌物或者肺组织进行病毒的分离鉴定，实验室当中一般采用牛肾细胞（MDBK 细胞）进行BPIV3 的分离培养[21]。需要注意的是，在实际的操作过程中，常由于采集的病料运输或保存不当而导致病毒分离失败，从而错误地判定为阴性结果。由于BPIV3 可以凝集鸡和豚鼠等的红细胞，因此可以采用血凝和血凝抑制试验对BPIV3 的抗原或抗体进行检测[22]。除此之外病毒中和试验、酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫荧光试验、免疫组织化学试验等也是实验室当中比较常用的检测方法。随着基因技术的发展，RT-PCR 方法被应用到BPIV3 的检测当中来。常规的方法是参考已发表的毒株序列来设计引物进行目的片段的扩增，通过对比扩增产物的片段大小和序列来判定所检测样品的类别。接着在此技术的基础上，科研人员建立了实时荧光定量RT-PCR 的方法用于BPIV3 的快速、定量检测[23]。未来随着科学技术的不断发展，越来越多的诊断方法将会应用到BPIV3 的检测中来，这对于牛副流感的防治将会起到十分重要的作用。

6 防控措施

作为一种牛的急性、接触性呼吸道传染病，牛副流感的传播速度快、传播范围广，而且在临床上BPIV3 往往能够和其他病原发生混合感染，如BPIV3 感染后很容易继发多杀性巴氏杆菌或溶血性曼氏杆菌等，造成严重的呼吸道症状最终导致死亡，一旦发生疫情应立即采取隔离、封锁等综合性防疫措施。目前对于本病的治疗尚无特效药物。通常选用利巴韦林进行抗病毒治疗，用广谱抗生素减轻细菌的继发感染，同时辅以对症治疗，如退烧、补液、强心等[24]。平时良好的饲养管理，如坚持自繁自养、注意环境卫生、采用合理的转运方式、减少应激等有助于减少本病的发生。除此之外，疫苗的免疫接种是预防和控制本病的有效方法。早在刚刚分离得到BPIV3 不久，科研人员就开始了BPIV3 疫苗的研制工作。最先研制成功的是灭活苗和弱毒苗，而且多数是数种病原的多联疫苗，一般可通过肌肉注射或滴鼻进行免疫。灭活苗与弱毒苗之间相比较而言，弱毒苗的优点是免疫原性更好，免疫次数更少，缺点是弱毒苗存在毒力返强的风险，相对来说灭活苗更为安全[25]。亚单位疫苗是继灭活苗和弱毒苗之后研发的另一种疫苗，因为只含有特定的抗原决定簇，因此亚单位疫苗能够精准产生有效的免疫应答，避免其他无关抗体的产生[26]。目前对于BPIV3 核酸疫苗的研究也日益增多，利用编码BPIV3 某种保护性抗原的基因制备重组质粒并注射到动物体内，从而使外源性基因在体内表达并激活体液免疫和细胞免疫。核酸疫苗相对于前述的传统灭活疫苗和弱毒疫苗更具保护力，但外源基因可能整合到宿主基因组的潜在威胁大大限制了基因疫苗的发展[27]。

国外对于BPIV3 疫苗的使用效果已经在实践中获得了良好的反馈，临床上接种BPIV3 疫苗可以显著降低牛副流感的发病率和死亡率[28]。而在我国对BPIV3 疫苗的研发和使用还处于十分落后的状态，大大影响了我国对牛副流感的防控效果。因此对于BPIV3 有效疫苗的研发和使用是急需解决的重要问题，将对我国养牛业的可持续性发展起到重要的作用。

7 展望

流行病学调查表明在我国的牛群中已经广泛存在BPIV3 感染的情况。作为牛呼吸道疾病综合征的主要病原之一，在BPIV3 单独感染的情况下造成的危害并不严重，但其易与其他病原发生混合感染而产生严重的呼吸道症状甚至引起死亡。目前对于牛副流感病毒致病机制的研究并不深入，除了仅具有提示意义的形态学观察，目前尚无明确证据表明由BPIV3 感染引起相关病理性变化的具体机制，因此关于牛副流感病毒感染引起细胞损伤的分子机制的研究将会对未来本病的防治提供理论依据。现阶段，我国对BPIV3 的研究还处于刚起步的阶段，局限于基础的病原学分离、检测等。而在实际的牛副流感防控当中，除了做好平时的饲养管理、卫生消毒外还应具备安全可靠的商业化疫苗投入使用，而这也是我国现阶段养牛业的短板。因此，对于安全、高效BPIV3 疫苗以及治疗药物的研发应该是未来工作的重点。安全、高效的疫苗是预防BPIV3 的理想手段，而控制住BPIV3 也将对我国牛呼吸道疾病的防控产生十分重要的意义。