ВИРУСНАЯ ДИАРЕЯ-БОЛЕЗНЬ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
До конца прошлого столетия вирус вирусной диареи - болезни слизистых оболочек крупного рогатого скота (ВД-БС КРС) - оставался слабоизученным, а реальное значение болезни для индустрии скотоводства недооценивалось, игнорировалась также роль нецитопатогенных вариантов вируса в возникновении тяжелых вспышек болезни.
В
Развитие методов молекулярной биологии внесло значительный вклад в расширение знаний по вирусологии и эпизоотологии болезни во второй половине XX в. и привело к осуществлению полного нуклеотидного сиквенса генома возбудителя, что во многом способствовало развитию средств и методов диагностики болезни.
Согласно современной классификации вирус ВД-БС - Bovine viral diarrhea virus 1 и 2 (BVDV), пограничной болезни овец - Border disease virus (BDV), классической чумы свиней -Classical swine fever virus (CSFV) являются представителями рода Pestivirus семейства Flaviviridae. Реклассификация возбудителя из семейства Togaviridae в семейство Flaviviridae в значительной степени способствовала пониманию множества механизмов, благодаря которым могут возникать цитопатогенные вирусы [6].
Был выяснен и изучен патогенез болезни слизистых оболочек, а также природа нецитопатогенных вариантов вируса, выделенных в антигенно различающуюся группу вирусов ВД-БС КРС.
Цель статьи - обновление информации для научных работников и практических ветеринарных специалистов с учетом современного понимания болезни, принятого за рубежом. Расширение международных связей, все более увеличивающийся объем завозимых в нашу страну племенных животных и животноводческой продукции, а также недостаток общих требований у стран-экспортеров и импортеров относительно профилактики и мер борьбы с болезнью делают ее серьезным объектом для ветеринарной службы.
Характеристика возбудителя. Вирус ВД-БС КРС существует в виде цитопатогенных (ЦП) и нецитопатогенных (НЦП) вариантов. НЦП вирусы не вызывают цитопатогенное действие в культурах клеток, а ЦП вызывают [4]. Это не означает, что НЦП вирусы непатогенны и вызывают только субклинические инфекции, как считалось ранее. Принадлежность к биотипу не коррелирует со способностью вызывать острые инфекции. Существует мнение, что штаммы вируса полностью и всегда патогенны для крупного рогатого скота и вызывают широкий спектр клинических проявлений, однако вирулентность их различна [14].
Ниже приведена современная классификация, основанная на ПЦР-анализе 5-нетранслируемого региона (UTR) геномной РНК вируса [12]. Биотип: 1 - цитопатогенный; 2 - нецитопатогенный; генотип: 1 и 2, антигенно различающиеся между собой. Генотип 1 подразделяется на 3 субгенотипа: 1а, 1d и 1с. Установлены 11 и даже 18 субгенотипов вируса, роль которых в патологии крупного рогатого скота до конца не выяснена [7, 15]. Генотип 2 объединяет штаммы, вызывающие острое и сверхострое течение болезни с высокой смертностью, тромбоцитопенией и геморрагиями. Обсуждается вопрос о выделении третьего (лимфотропного) биотипа вируса [13].
В природе встречаются оба биотипа, относящиеся к 1-му и 2-му генотипам. Хотя болезнь вызывают оба генотипа, но клинически тяжелое, острое течение ВД-БС КРС вызывается только НЦП вирусом типа 2 [9]. В США, Канаде и Европе циркулируют вирусы двух генотипов. Изоляты подтипа 1d являются преобладающими по сравнению с изолятами подтипа 1а [5].
НЦП вирус ВД-БС КРС способен устанавливать персистентную форму инфекции и является преобладающим биотипом. Напротив, ЦП вирусы, несмотря на их способность преодолевать плацентарный барьер и инфицировать плод, не могут устанавливать персистентные инфекции и поэтому не имеют механизма поддержания своей персистенции в стаде. Кроме того, НЦП штаммы чаще вызывают аборты.
Особенностью вируса ВД-БС является фенотипическое разнообразие антигенной изменчивости, инфекционности, скорости репликации, что может быть связано с геномными реорганизациями, мутациями или рекомбинациями. Биотип, генотип и перекрестные антигенные реакции варьируют независимо друг от друга, что непосредственно влияет на патогенность вируса, так как она имеет штаммовую зависимость. Известно, что ЦП штаммы возникают из НЦП штаммов путем их мутации [6].
Считается, что мутация - это предполагаемая стратегия, которую использует вирус ВД для уклонения от иммунного ответа хозяина и персистирования в популяции крупного рогатого скота. Вирус сохраняется во внешней среде благодаря наличию персистентно инфицированных (ПИ) животных. Эти животные инфицируются НЦП вирусом ВД внутриутробно в течение первых 125 дней развития, когда иммунная система плода еще окончательно не сформирована. Незрелая иммунная система, очевидно, не распознает персистирующий НЦП вирус как чужеродный, и он неограниченно реплицируется в тканях плода, вследствие чего животное после рождения становится иммунотолерантным. У ПИ телят регистрируют постоянную виремию, они практически пожизненно выделяют вирус во внешнюю среду и служат скрытыми его источниками. Вируснейтрализующие антитела у таких животных не выявляются. Иммунологическая толерантность высокоспецифична, поскольку эти животные могут отвечать развитием иммунного ответа на суперинфекции, вызванные антигенно различными штаммами вирусами ВД и другими патогенами [4].
Распространенность и инцидентность инфекции. ВД-БС является эндемичной в большинстве стран, где проводили исследования, однако внутри стран наблюдают значительные различия в превалентности болезни. Серопозитивность взрослого скота составляет 60 - 85 % [ 11].
Внутри стад превалентность серопозитивных животных обычно высока при условии наличия в них ПИ животных, превалентность которых в общей популяции крупного рогатого скота (включая инфицированные и неинфицированные стада) колеблется от 1 до 3 %, в некоторых случаях - до 20 %. Инцидентность инфекции в первом триместре стельности рассматривается как 3,3 % на всю популяцию.
На уровне стада ежегодный риск инцидентности варьирует между регионами и располагается между 0,08 и 0,48 ниже эндемического порога. В зонах с систематическим контролем инфекции регистрируется снижение тенденции риска и уровень инцидентности составляет 0,02 - 0,03 после 4 - 5-летнего выполнения программы ликвидации (приведены данные по странам Европы).
Клинические проявления и инфекция на уровне стад крупного рогатого скота. Инфекция органов воспроизводства и плода. Вирус проявляет аффинность к быстро дифференцирующимся клеткам организма и клеткам плода - предпочтительным местам его репликации. У неиммунных стельных животных вирус инфицирует плод независимо от стадии стельности с вероятностью 100 % [4].
Результат инфекции плода зависит от стадии стельности и, в связи с этим в инфицированных стадах может наблюдаться широкий спектр нарушений воспроизводства: снижение (отсутствие) оплодотворяемости вследствие поражения яичников, рождение ПИ телят, уродства, эмбриональная смертность, аборты и мумификация плода, задержка внутриутробного развития и рождение слабых или мертворожденных телят. Аборты могут быть на любой стадии стельности независимо от времени инфицирования. Церебральная гипоплазия и другие врожденные дефекты наблюдают при инфицировании плода между четвертым и шестым месяцами стельности.
Телята, рожденные ПИ, могут выглядеть внешне нормальными, но часто отстают в росте, бывают слабыми и более чувствительными к развитию многих болезней молодняка, в частности пневмоний. У них отмечают предрасположенность к инфицированию другими патогенами. Доказано, что вирус ВД значительно усиливает течение респираторных болезней, вызванных вирусами ПГ-3, инфекционного ринотрахеита, респираторно-синцитиальной инфекции и Pasteurella spp. [4,5,8].
У таких телят может развиться также БС, обычно до достижения ими 2-летнего возраста, характерными признаками которой являются исхудание, повышение температуры тела, потеря массы тела и гибель в 100 % случаев.
Острые инфекции и иммуносупрессия. Острые инфекции варьируют от инаппарантных до тяжелых. Острые ("транзитные") формы инфекции, вызванные НЦП вариантами вируса, являются наиболее распространенной формой болезни и часто характеризуются высокой заболеваемостью, низкой смертностью, нормальным иммунным ответом организма и минимальными поражениями слизистых оболочек. Обычно регистрируют повышение температуры тела, выделения из носа и проходящую лейкопению. После выздоровления у животных с нормальным иммунитетом происходит элиминация вируса из организма, вырабатываются антитела к нему и они не служат источниками возбудителя инфекции [4]. Однако вследствие иммуносупрессии могут происходить и серьезные вспышки острой ВД, подобные таковым с высокой смертностью, вызванные вирусом 2-го генотипа.
У взрослых быков острое течение может сопровождаться транзитным ухудшением качества спермы. Вирус может персистировать и реплицироваться в тестикулярной ткани в течение длительного времени (до 2 лет и более) и постоянно выделяться со спермой [11].
Диарея новорожденных телят. Вирус ВД-БС ассоциируется также с энтеритами телят в неонатальный период. Экспериментальные инфекции продемонстрировали его прямую и непрямую роль в возникновении данной патологии. Вирус вызывает атрофию ворсинчатого эпителия двенадцатиперстной кишки и воспаление подслизистой органов брюшины, а также усиливает патогенетический эффект ротавируса крупного рогатого скота, так как смешанная инфекция с двумя вирусами протекает тяжелее [8].
Болезни респираторного тракта. В связи с тем что вирус может размножаться в моноцитах, нейтрофилах, В-, Т-лимфоцитах, эпителиальных клетках верхнего отдела респираторного тракта и подавлять их функции, считают, что он вносит существенный вклад в развитие болезней дыхательной системы путем транзитной иммуносупрессии у телят [11]. Полевые исследования показали также, что этот вирус связан с возникновением хронических атипичных пневмоний, этиология которых часто остается невыясненной, с преобладанием генотипа 1d [5].
Болезнь слизистых оболочек. Продолжением персистентного инфицирования может быть болезнь слизистых оболочек, сопровождающаяся гибелью, которую обычно регистрируют у крупного рогатого скота в возрасте от 6 мес до 2 лет. Она возникает, когда животное, персистентно инфицированное НЦП вирусом, суперинфицируется гомологичным ЦП вариантом вируса ("вирусная пара"), что является обязательным условием [6].
Могут происходить вспышки острой ВД с высокой летальностью, вызванные НЦП вирусом 2-го генотипа без сопровождения ЦП вирусом. Течение болезни может быть острым - от 2 дней до 3 нед или хроническим, когда животные доживают до 18-месячного возраста. Регистрируют лихорадку, исхудание, обширные эрозии на слизистых оболочках и профузный понос, приводящие к прогрессирующему истощению и гибели. В хронических случаях у животных наблюдают сходные симптомы, но в более затяжной форме. Кроме гастроинтестинальной формы, проявляющейся перемежающейся диареей и хроническим вздутием, могут развиваться дерматологические симптомы в виде эрозивных поражений кожи [3,4].
Влияние специализации стада на инфекцию вирусом ВД-БС КРС. В молочных стадах ВД-БС обычно приводит к увеличению нарушений репродуктивной функции и заболеваниям телят. Примерами репродуктивных параметров, которые необходимо принимать во внимание при подозрении на ВД-БС КРС, являются оплодотворяемость, стельность, аборты и время первого отела, увеличение затрат на лечение при задержании последа и повышении температуры тела у коров, увеличение риска возникновения маститов и снижение молочной продуктивности. Существенным моментом является возникновение массовых желудочно-кишечных и респираторных болезней молодняка, которые носят стационарный (энзоотический) характер [8].
В стадах мясного направления регистрируются серьезные потери продукции, связанные с иммуносупрессией, способствующей увеличению случаев возникновения инфекционных болезней (инфекционный ринотрахеит, парагрипп-3, пастереллез, сальмонеллез и др.), и задержка роста больных животных, причем как персистентно инфицированных, так и неинфицированных [2].
Экономическое значение ВД-БС КРС. Подсчитанные потери в стаде во время вспышек болезни могут варьировать от нескольких тысяч до 100 000 долл. США, в инфицированном стаде - от 24 до 200 долл. на одну корову в год [11]. На уровне индустрии в целом они могут рассчитываться уже в национальном масштабе. Кроме того, существуют и так называемые "неучтенные долгосрочные потери", связанные с этой инфекцией, например потери генетического материала и сокращение срока жизни животных, инфицированных в раннем возрасте [11].
Диагностика ВД-БС КРС. Для использования наилучшего диагностического подхода необходимо четкое и синхронизированное понимание причин лабораторных исследований как у практических ветеринарных работников, так и у лабораторного персонала. Это соображение очень важно, так как не все диагностические тесты могут найти применение во всех ситуациях. Основанием для проведения лабораторных исследований на ВД-БС являются поражения, описанные выше. На практике в таких случаях необходимо устанавливать причину наблюдаемых синдромов и проводить предварительные дифференциальные исследования в хозяйстве с целью исключения болезней, протекающих со сходной симптоматикой.
Выделение вируса. Несмотря на достижения науки, выделение и идентификация вируса в культуре клеток остается "золотым стандартом" диагностики. Учитывая то, что около 90 % изолятов вируса представляют НЦП биотип, после завершения процедуры выделения вируса в культуре клеток она должна быть проверена на присутствие НЦП вируса. Обычно это осуществляется при помощи метода флуоресцирующих антител с использованием моно- или поликлональных антител или при помощи иммунопероксидазного метода [14].
Выявление антигена. Выявление антигена вируса в пробах от животных значительно быстрее и дешевле, чем выделение вируса. Однако методы прямого обнаружения антигена вируса не могут служить окончательным диагностическим методом, так как используются чаще в качестве методов скрининга. Для этих целей используют ИФА, направленные на выявление антигена и иммунологическое окрашивание свежих или фиксированных формалином и залитых парафином тканевых срезов [14].
Получило широкое распространение иммуногистохимическое окрашивание срезов кожных биоптатов уха (ушных выщипов) [8].
Полимеразная цепная реакция (ПЦР). В течение 10 последних лет ПЦР, основанную на обратной транскрипции (ОТ-ПЦР), стали широко использовать в качестве рутинного метода диагностики ВД-БС КРС [14]. Теоретически в ней могут быть исследованы все возможные и предполагаемые для лабораторного исследования образцы от животного (молоко, сыворотка крови, цельная кровь, тампоны с выделениями, кожа, нативные и фиксированные формалином ткани и т.д.). Разработаны методики, позволяющие проводить учет реакции в режиме реального времени и определять количество РНК (Real time PCR).
Потенциальные осложнения при проведении ПЦР связаны с получением ложноположительных результатов, что обусловливается контаминацией посторонними агентами.
Серологические методы. Выявление уровня антител у животных после естественного заражения или после иммунизации по-прежнему остается стандартным методом.
В основном используют ИФА и реакцию нейтрализации, причем последнюю также считают "золотым стандартом" серологической диагностики. Результаты этих методов часто не согласуются между собой.
Независимо от используемой тест-системы необходимо осторожно интерпретировать результаты серологических исследований и всегда принимать во внимание эпизоотическую ситуацию в стаде и его историю. Правильное использование серологических тестов регламентируется: оценкой эффективности вакцинации; оценкой статуса стада на наличие инфекции вирусом ВД-БС КРС; установлением ретроспективного диагноза (роль вируса в развитии клинических признаков болезни).
Результаты лабораторных исследований необходимо тщательно интерпретировать и иметь в виду, что никакой диагностический тест не даст правильного ответа при всех ситуациях. Эффективность программ вакцинации и биобезопасности стад будет зависеть от правильного выбора теста.
Для установления диагноза острой инфекции необходимо продемонстрировать сероконверсию, то есть диагностический (4-кратный и более) прирост титров антител к вирусу при исследовании парных проб сыворотки крови, отобранных от больных и переболевших животных с интервалом 21 день. Выделение возбудителя с установлением сероконверсии у переболевших животных выдержит любую критику.
Отрицательные результаты серологических исследований в комбинации с выделением ЦП вируса ВД будут лучшим подтверждением болезни слизистых, а в комбинации с выделением НЦП вируса ВД - персистентной вирусной инфекции [6].
Меры профилактики и борьбы. Во многих странах в настоящее время разрабатываются и реализуются программы биобезопасности стад, причем в некоторых странах Европы они носят государственный характер. Систематические усилия, направленные на уничтожение вируса без вакцинации, в настоящее время проводятся в Швеции и Норвегии (с
В США и Канаде вследствие широкого распространения болезни, высоких плотности размещения скота и уровня серопозитивности животных используют вакцинацию как составную часть таких программ [8].
Решение осуществлять программу биобезопасности в конкретном стаде должно основываться на анализе экономических показателей - затрат и прибыли. Первые включают затраты на диагностические исследования, связанные с наложением ограничений на хозяйство. Прибыль включает снижение потерь от пренатальной патологии, а также от диареи и пневмоний телят [8]. Выполнение таких программ повышает ценность племенных животных. Быки или ремонтные телочки, считающиеся по результатам исследований на наличие ПИ инфекции как отрицательные, могут продаваться по более высокой цене; также как и стельные животные, оцененные как имеющие низкий риск вынашивания ПИ плода и рождения ПИ теленка.
Категорией с самым высоким риском инфицирования вирусом и развития клинических проявлений болезни являются стельные коровы и телки, а также телята до 6-месячного возраста. Животные до 6-месячного возраста, подвергшиеся иммуносупрессивному воздействию вируса вследствие острой инфекции становятся очень чувствительными к развитию респираторных болезней. Эта проблема особенно важна в случае, если они подвергаются воздействию каких-то общих стресс-факторов (нарушение кормления, условий содержания, воздействие многочисленных респираторных патогенов и т.д.), что обычно связано с отъемом, транспортировкой и концентрацией сборного поголовья.
Принципы биобезопасности при ВД-БС КРС. Эффективная программа биобезопасности предусматривает 3 принципа: 1 - усиление иммунитета; 2 - предотвращение риска инфицирования животных вирусом ВД-БС КРС (особенно коров во время репродуктивного цикла); 3 - удаление персистентно инфицированных животных-носителей, служащих резервуаром вируса, из стада [8].
Усиление иммунитета достигается вакцинацией. Иммунизированные животные менее подвержены развитию острых форм инфекций. В связи с тем, что ни одна вакцина не обеспечивает полноценную защиту плода от инфицирования, сложно возлагать надежду только на иммунизацию при профилактике ВД-БС КРС. Поэтому необходимо осуществлять хозяйственные методы для удаления ПИ животных из стада и избежания инфицирования животных вирусом.
Второй принцип биобезопасности. Предотвращение риска инфицирования вирусом в стаде достигается хозяйственными методами передвижения животных. Передача вируса восприимчивым животным может быть сведена к минимуму при помощи физического разделения животных на группы. В мясных стадах риск инфицирования вирусом может быть снижен при помощи содержания в диапазоне низкой плотности размещения животных. В молочных стадах лучшим способом является разделение животных по возрастным группам [8].
Третий принцип биобезопасности - выявление и удаление ПИ носителей вируса из стада достигается путем диагностического тестирования всего стада и закрытия его для поступающих животных, которые могут быть потенциально ПИ или остро инфицированными носителями вируса.
Скрининг молочных стад на наличие ПИ носителей вируса среди лактирующих коров проводится путем исследования соматических клеток в пробах сборного молока. При тестировании молодняка исследованию подвергают пробы крови (сыворотки) или кожный выщип уха, полученный при нумерации.
Обычно для этих целей используют 3 лабораторных метода исследований: 1 - выделение вируса в культуре клеток; 2 - иммуногистохимический метод; 3 - ПЦР.
Контроль ВД-БС КРС посредством вакцинации проводится с целью снижения потерь продукции, ассоциированных с инфекцией вирусом в стаде. Вакцинация против ВД-БС должна защищать от виремии для предотвращения диссеминации вируса среди восприимчивых животных, блокировать, инфекцию клеток-мишеней репродуктивной и лимфатической систем с целью соответственно недопущения инфицирования плода и развития иммуносупрессии.
В США насчитывается более 180 лицензированных вакцин против ВД-БС [10]. Несколько десятилетий назад большинство вакцин содержали штаммы вируса 1-го типа. В связи с антигенной вариабельностью вируса началось производство аттенуированных и инактивированных вакцин, содержащих штаммы двух генотипов.