中國農業科學院特產研究所 王煒 武華
牛呼吸道疾病綜合征(Bovine respiratory disease complex,BRDC)是由多種病毒或細菌引起的牛肺炎、運輸熱、支氣管炎等的疾病的通稱,是因牛生產運輸和早期斷奶造成的主要的系統性疾病之一,臨床表現為流涎、眼分泌物增多、咳嗽、高熱、食欲下降、呼吸困難、精神沉郁等。BRDC廣泛分布于世界各地,給養牛業造成了巨大的經濟損失。
BRDC的發生具有典型的應激激發聯動特點,由多個致病因子或病原包括應激、病毒和細菌的共同作用引起,一般是由于長距離運輸或早期斷奶等應激造成機體免疫力下降,激發潛在病毒感染造成機體上呼吸道黏膜損傷,繼發細菌感染,從而導致疾病發生。其中病毒的潛在感染是造成該病的重要原因,國內外研究表明,在呼吸道疾病中分離出的病毒包括牛病毒性腹瀉病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)、牛傳染性鼻氣管炎(Infectious bovine rhinotracheitis,IBR,BoHV-1)、牛副流感 3型病毒(Bovine parainfluenza virus-3,PIV-3)和牛呼吸道合胞體病毒(Bovine respiratory syncytialvirus,BRSV),此外,牛腺病毒 3型(bovine adenovirus-3,BAV-3)、牛腺病毒7型(Bovine adenovirus-7,BAV-7)、牛冠狀病毒(Bovine coronavirus,BCV)等對該病的發生有一定的作用,分離出的細菌包括巴氏桿菌、嗜血桿菌等細菌性病原和支原體等。
BVDV是黃病毒科瘟病毒屬成員,與豬瘟病毒、邊界病毒同在一屬。該病毒是導致牛發生BRDC的主要病毒性因子之一,常常造成動物的流產、腹瀉和呼吸系統疾病。嚴重危害養牛業健康。由于該病毒具有BVDV1和BVDV2兩個基因型及多個基因亞型,且均有兩個生物型,臨床表現為急性感染還能形成隱性感染,即所謂的持續性感染牛,這些牛平時不表現臨床癥狀,一旦牛體免疫力降低即表現出臨床癥狀,形成疫病的流行,給養牛業造成巨大的經濟損失。
IBR是養牛業中重要的病毒病,其致病因子BoHV-1屬皰疹病毒科α亞科成員,病毒的基因組由編碼約70個蛋白的雙鏈DNA構成。目前,已知的病毒的蛋白包括33種結構蛋白和15種非結構蛋白,病毒的糖蛋白在病毒的復制和感染中發揮重要的作用,一些編碼蛋白以免疫系統為靶標,造成免疫抑制。BoHV-1只有一個血清型,通常在自然感染條件下,牛是易感動物和帶毒動物,豬、山羊等動物亦可感染。病毒的組織嗜性較廣,可感染呼吸系統、生殖系統、神經系統、眼結膜和胎兒。病毒的傳播途徑主要是發病畜和帶毒畜。也可經母畜垂直傳播給胎兒,病毒感染后可潛伏在三叉神經節細胞,在應激或免疫力下降時,病毒激活引起發病,正因為病毒的此特性,病毒一旦感染,將難以控制和消滅。
BPI3屬于副粘病毒科成員,該病毒單純感染牛僅僅引起輕微的臨床癥狀,但該病毒可與其他病毒協同感染造成機體的繼發感染,引起嚴重的肺炎。
BRSV是呼吸道合胞體病毒病的元兇.也是造成BRDC的主要致病因子。集約化養殖的剛斷奶的犢牛或青年牛多發,發病率可高達90%以上,死亡率l%~3%,早期斷奶、長途運輸和惡劣養殖環境等應激因子促進本病的發生,繼發細菌可使死亡率大大提高。
上述這些致病因子除急性感染造成較大的死亡外,常常形成隱性感染,在機體應激的情況下導致發病。研究發現,除BVDV、IBRV單純感染能造成急性病例外。BRSV、BPIV3病毒病單純感染僅僅造成輕微的臨床癥狀,但如果混合感染其他病原,在應激條件下,這兩種病毒能夠造成嚴重的疾病甚至死亡。
細菌的激發感染是加重BRDC的重要因素。一般來說,正常的牛機體攜帶的一種或多種細菌性微生物,這些細菌在正常情況下不會造成牛的發病,但當機體受到應激刺激時,激發潛在的病毒對機體的免疫細胞產生損傷時。繼發感染了巴氏桿菌、嗜血桿菌和支原體等病原微生物,從而對牛體造成嚴重的損害。
BRDC在世界范圍內普遍存在,且由于BRDC由多種病原感染造成,多病原感染對牛的危害構成極大地威脅。據報道,育肥牛在出生后的45日內是整個生長過程中最易感染疾病的時期,占整個生命周期疫病發病率的60%~80%,這個時期呼吸道疾病感染率在67%~82%,而因牛呼吸道疾病造成死亡的病例占到46%~67%。同時,因感染疾病造成的牛生長發育遲緩和產奶量下降等間接損失更是不可低估。據統計,養牛業中65%的疾病與牛呼吸道疾病相關,感染率可達100%,死亡率可達35%或更高,在美國,每年因BRDC造成的經濟損失大約在30億美元。除此之外,牛單純感染BVDV、1BRV等病毒也會造成牛的體重、產奶量下降等,根據筆者實際調查。近些年來,隨著我國養牛業的快速發展和牛只的跨區域頻繁調動,因應激造成的牛系統性疾病與日俱增,危害嚴重,但我國對牛呼吸道疾病綜合征的病原研究較少,對其危害認識不足,國內尚未有效地商品化疫苗可以應用,從而無法有效防制BRDC,造成巨大的經濟損失。
在疾病發生的鏈條和影響因子中。首先要加強牛的飼養管理,盡量減少各種應激因素,包括避免過度擁擠和及時清理飼養環境。斷奶和運輸后的3周內是疾病易發期,此階段應注意加強觀察,避免不同地區來源的牛混群飼養。
由于病毒性病原是導致牛呼吸道疾病的啟動器,因此,如何有效地降低應激,防制因應激造成的病毒感染是有效防制該病的關鍵環節。歐美等發達國家通過疫苗接種的方法來預防牛主要病毒病,并研究出了減少應激的治療藥品和針對牛呼吸道疾病的疫苗制品,主要包括以下4種:
3.2.1 IBR疫苗
研究表明,幾乎所有的牛群均不同程度存在IBR的感染,通常對成年牛和免疫系統完善的牛危害較小,但對免疫力較低的牛危害較大,病毒常常與細菌混合感染,在機體抵抗力降低時發病。弱毒疫苗和滅活疫苗能夠有效地預防IBR,其中弱毒疫苗主要用于6月齡以上的犢牛,滅活疫苗主要用于種公牛和妊娠母牛。我國還沒有生產和使用該疫苗。
3.2.2 BVD疫苗
疫苗用于BVD防制已有30多年的歷史,隨著BVDC的發展變化,科學家們對疫苗也進行了深入的研究。實踐表明,疫苗的合理應用能夠有效減少疫病發生,降低經濟損失。美國是最早應用疫苗防制該病的國家,目前已批準上市的商業疫苗達100多種。目前,最為有效的疫苗是滅活疫苗和弱毒疫苗,滅活疫苗對懷孕牛安全,但是其免疫期短,較弱毒疫苗制造成本昂貴,而弱毒疫苗免疫期長,卻可能對懷孕牛不安全,因此,如何正確使用這兩種疫苗有效防控該病是人們面臨的問題之一。早期疫苗研制的主要目的是預防急性感染死亡,減少臨床感染,降低經濟損失,然而,后來人們發現,并不是每頭感染牛都出現急性病例,只有持續性感染的牛才能導致致死性黏膜病,因此,防制持續性感染是當時使用疫苗的防制重點。1994年,美國和加拿大發生了由BVDV2引起的牛的致死性疾病,使人們重新認識到該病毒的復雜性,于是隨后的疫苗研制的主導思想是既防止持續性感染又防制急性感染。
3.2.3 PI3疫苗
PI3單純感染牛僅造成輕微的臨床癥狀,但該病毒與IBR等混合感染后,加重呼吸道疾病的發生,弱毒疫苗和滅活疫苗均可用于PI3的防制,但發生持續性感染的牛接種弱毒疫苗后容易繼發感染,滅活疫苗可以較好的避免此問題。但滅活疫苗需要較大的免疫劑量。
3.2.4 BRSV疫苗
BRSV疫苗包括弱毒疫苗和滅活疫苗,由于BRDC多病原混合感染的特性,包含多種病毒或細菌抗原的多價和多聯疫苗是目前BRDC疫苗研制的主要趨勢,疫苗成分不僅包含 BVDV1和BVDV2,還包含牛傳染性鼻氣管炎、牛副流感3型和牛呼吸道合胞體病毒等組分,這種疫苗可以最大程度預防BRDC的發生。我國尚無有效的疫苗應用于BRDC的防制,基層牛場發生牛呼吸道疾病通常采用大量的抗生素治療,由于抗生素對病毒無效,使疾病往往得不到有效地治療,造成了巨大的經濟損失。中國農業科學院特產研究所等單位針對該病主要致病因子BVD和IBR開展了相關流行病學、診斷和疫苗的前期研究,已經初步研制出BVD和IBR疫苗,該疫苗的研制成功,將為我國該病的防制提供物資保障。
疫苗是國際上防制BRDC主要手段和有力武器,從國際上目前銷售的動物保健品產品結構來看,用于防制BRDC的牛的保健品在國際動物保健品市場份額中獨占鰲頭,在全球生物制品中占有重要的地位,市場巨大。當前,我國對BRDC的研究剛剛起步,全國流行病學背景不清晰,缺乏有效地致病機理及防制用品研究,給我國防制該病造成極大地困難。因此盡快加強BRDC的研究及其生物制品開發是我國動物疫病防控的必須也是我國生物制品產業化發展的重要方向。
