牛結節性皮膚病全球流行現狀及免疫策略

李 偉

（鄲城縣農業農村局，河南 鄲城 477150）

牛結節性皮膚病（Lumpy skin disease，LSD）又被稱為牛疙瘩皮膚病、牛結節性皮炎和牛結節疹，是由痘病毒科羊痘病毒屬中的牛結節性皮膚病病毒（Lumpy skin disease virus，LSDV）感染引起牛的一種急性、亞急性傳染病。世界動物衛生組織（WHO）將其列為法定報告的動物疫病，我國農業農村部暫時將其作為二類動物疫病管理，并采取相應的防控措施。2019 年8 月我國首次在新疆維吾爾自治區伊犁州確診暴發LSD 疫情，并在短時間內波及數省，給我國養牛業造成嚴重經濟損失［1］。目前該病已在我國周邊印度、尼泊爾、不丹等東南亞國家流行［2］。鑒于該病在國外流行長達接近百年的歷史，有的國家和地區通過疫苗免疫措施并一度消除了LSD 疫情。現對LSDV 的病原及在全球的流行狀況和防控措施進行綜述，以期對我國LSD 的防控提供可借鑒的經驗，促進我國LSDV防控水平的提升，以保障我國畜牧業的健康發展。

1 病原

LSDV 是痘病毒科羊痘病毒屬的一種有囊膜的雙鏈DNA 病毒，該屬的病毒還有綿羊痘病毒（Sheep pox virus，SPV）和山羊痘病毒（Goat poxvirus，GPV），基因組大小約150 kb，由中央編碼區和兩端長為2.4 kb 的反向末端重復序列組成，共編碼156 個預測基因。中央編碼區位于基因組ORF024 和ORF123 之間，主要編碼參與病毒DNA 復制、轉錄、RNA 修飾、病毒組裝和病毒結構蛋白的基因。在中央編碼區兩側主要是與宿主范圍、免疫調節和毒力有關的基因［3］。LSDV 有7個基因與痘病毒基因同源性很高，主要是參與DNA 復制，例如LSDV039 DNA 聚合酶、LSDV077 DNA 拓撲異構酶、LSDV082 尿嘧啶DNA 糖基化酶、LSDV083 NTPase、LSDV112 DNA 聚合酶持續合成因子、LSDV133、LSDV19 蛋白連接酶激酶。LSDV 有26 個基因參與病毒基本復制，包括轉錄因子、mRNA 轉錄起始、延伸因子、終止因子、病毒mRNA 和RNA 聚合酶亞基的翻譯后修飾。此外，LSDV 還有30 個與痘病毒蛋白同源的基因，有的基因參與病毒粒子的生產和組裝，有的基因參與病毒結構蛋白的裝配。LSDV 還包含可能參與確定宿主范圍以及組織和細胞嗜性的基因。另外，與其他痘病毒類似，LSDV 還有參與調節或逃避宿主免疫反應的基因，主要包括LSDV005 IL-10、LSDV006IL-1 受體、LSDV007 干擾素-γ、LSDV142 分泌毒力因子等。

電鏡觀察，LSDV 具有獨特的磚形形態，LSDV顆粒平均大小為長294±20 nm，寬262±22 nm［4］。病毒在受感染細胞的細胞質中同時進行基因復制和轉錄，并且編碼合成病毒所需的大部分蛋白。被感染的細胞分泌2 種形式的病毒粒子，一是帶有1 層膜的病毒粒子，即細胞內成熟病毒粒子（IMV），二是帶有2 個膜的病毒粒子，即外包膜病毒粒子（EEV），這2 種形式的病毒粒子具有不同的包膜，都具有傳染性。IMV 主要感染周圍的細胞，而EEV 可以感染周圍和遠處的細胞。LSDV可以在55 ℃2 h，或60 ℃1 h，或65 ℃30 min 的條件下滅活，LSDV 在28 ℃的磷酸鹽緩沖液中可存活35 d，皮膚結節中的LSDV 在-80 ℃可穩定保存10 a。但是LSDV 經反復凍融，病毒滴度會輕微下降。該病毒對強堿性或酸性pH 敏感，當pH 在6.6～8.6 時病毒比較穩定。可用20%氯仿溶液、1%福爾馬林溶液、十二烷基硫酸鈉等去污劑和含脂溶劑的去污劑殺死LSDV。2%苯酚溶液、2%～3%次氯酸鈉溶液、碘化合物（1∶33）稀釋液和季銨化合物（0.5%）可用作消毒劑進行環境消毒［5］。該病毒對陽光敏感，可以被紫外線滅活，因而LSDV 疫苗應使用深色玻璃瓶分裝和保存。LSDV 在環境溫度下長期穩定存在，當環境出現污染時，LSDV 通過口腔和鼻腔分泌物傳播，因此徹底消毒對清除環境中的病毒具有重要作用。

2 牛結節性皮膚病（LSD）流行情況

2.1 在非洲的流行情況

牛結節性皮膚病首次于1929 年在非洲贊比亞發現［6］。贊比亞是非洲中南部的內陸國家，大部分屬于高原地區，屬熱帶性氣候，該病在確診之前已在該國流行多年，之后很快擴散到非洲其他國家。在1940 年左右，LSD 席卷非洲南部地區的養牛業國家，并造成重大經濟損失。之后該病繼續向北蔓延，1970 年向北擴散到蘇丹，并于1981—1986 年擴散到坦桑尼亞、肯尼亞、津巴布韋、索馬里和喀麥隆［7］。埃及于1988 年5 月首次報道LSD 疫情，2006 年由于從非洲南部進口活牛而再次暴發，在2012—2014 年埃及暴發多次LSD 疫情，目前該病已經成為埃及的地方性流行病［8］。埃塞俄比亞是位于非洲東北以農牧業為主的國家，根據該國的疫情報告數據，從2000—2009 年，LSD 每年至少暴發1 次，并且感染病例逐年遞增。從2014—2018 年，該國使用KS-1 減毒活疫苗預防LSD，但效果不好。另外該國也使用Neethling毒株的弱毒疫苗進行免疫，盡管免疫后沒有副反應，但也沒有收到預期的保護效果，可能的原因是疫苗毒株種子庫出了問題，表明疫苗生產階段嚴格的質量控制對保證疫苗的質量具有重要的作用［9］。然而，該國用Gorgan 山羊痘病毒弱毒疫苗免疫小牛可以保護當地LSDV 流行毒株的攻擊，免疫牛產生高水平的細胞免疫反應，且未觀察到不良反應。該疫苗具有預防LSD 的潛力，但仍需要進行大規模的臨床試驗，以確保疫苗的有效性和安全性。目前非洲西北部的利比亞、阿爾及利亞、摩洛哥和突尼斯還沒有LSD 的疫情報道，這些西非國家多數地區為沙漠和半沙漠，夏季炎熱干燥，這些地域和氣候特點可能是阻斷病毒傳播的天然屏障。

2.2 在亞洲的流行情況

由于許多西亞國家具有從非洲進口活牛的貿易往來，導致LSD 疫情蔓延到西亞國家。以色列與埃及的經濟貿易活動比較密切，經常從埃及進口活牛，埃及于1988 年5 月暴發LSD 疫情之后，以色列于1989 年8 月相繼發生疫情；另外，當埃及于2006 年再次暴發疫情后，以色列南部的疫情迅速緊隨其后［10］。2012—2013 年，以色列又發現了新的LSD 疫情，這次疫情最初是在靠近北部與黎巴嫩和敘利亞附近的肉牛群中發現，很快疫情蔓延到以色列中部的奶牛群中暴發，造成重大經濟損失。以色列獸醫局通過使用南斯拉夫羊痘病毒（SPPV）RM65 株減毒活疫苗和基于LSDV 的商業疫苗進行大規模疫苗免疫，并對2 種疫苗的安全性和免疫效果進行了評價，2 種疫苗同時隨機接種15 個奶牛場的4 694 頭奶牛，與（SPPV）RM65疫苗相比，LSD 疫苗免疫后經實驗室檢測其免疫有效率為77%。接種免疫LSD 減毒疫苗的奶牛中，只有0.38% 出現了由疫苗引起的全身不良反應，主要是免疫后14 d 內在皮膚上出現小的腫塊［11］。2009 年阿曼暴發了嚴重的地方性LSD 疫情，造成重大經濟損失。2012—2013 年黎巴嫩首次暴發LSD 疫情，該國通過使用RM65 疫苗對整個牛群進行免疫預防。2016 年在該國北部發現了新的疫情，可能與從敘利亞進口牲畜有關。由于敘利亞多年戰爭，獸醫機構缺失，至今還沒有LSD 疫情的報道。2013—2015 年，土耳其全境幾乎被LSD 席卷，該國使用當地的減毒綿羊痘病毒SPP Bakirk?y 毒株疫苗用于預防LSD。在2014 年底，塞浦路斯北部的卡帕斯半島的養牛場出現了LSD，當地迅速使用減毒的LSDV 疫苗接種而得到有效控制。約旦和巴勒斯坦于2013 年加入了受LSDV 感染國家名單。隨后在2013 年，LSD 疫情擴散到伊拉克，并在2014年伊朗西北部省份也發現疫情。科威特于2014 年底和2015 年初報告了LSD 疫情，沙特阿拉伯和巴林于2015 年報告了LSD 疫情［12］。我國于2019 年8 月首次在新疆伊犁發現疫情，在短短的一年時間內，疫情很快蔓延到全國數個省區，造成重大經濟損失。2020 年10 月，香港將可疑病料送英國Pirbright 研究所國際OIE 參考實驗室得到確診，這是LSD 在香港的首份報告［13］。2021 年3 月，泰國東北部首次發生的LSD 疫情，泰國分離株的序列與目前來自俄羅斯2019 年（NCBI序列號：MT134042）、印度2019 年（NCBI 序列號：MT 074107）和肯尼亞2019年（NCBI 序列號：MN072619）的分離株相似，核苷酸相似性達99.8%～100.0%［14］。印度的首例LSD 于2019 年8 月出現，從奧里薩邦并蔓延到其他地區，為了控制LSD 疫情，印度允許在牛和水牛中緊急使用異源減毒GTPV（Uttarkashi 株）疫苗，并且禁止使用LSD 減毒活疫苗［15］。2020 年11月，越南東北地區牛群中首次暴發LSDV 疫情，并迅速蔓延到全國［16］。緬甸于2020 年11 月也首次發生疫情，未出現死亡病例［17］。

2.3 在歐洲流行情況

據報道，2015 年8 月，LSD 疫情發生在土耳其和希臘邊境地區牧場的肉牛上，LSD 疫情首先在土耳其一側暴發，之后在2016 年該疫情迅速傳播到希臘的牛群［18］。為了應對疫情，希臘政府迅速接種疫苗進行預防，并比較接種疫苗和未接種疫苗的牛群發病率，結果發現，牛群接種后14 d和30 d，疫苗有效率分別達到62.5%和80.0%。但由于未能及時獲得足夠數量的疫苗，該病繼續蔓延至希臘的中西部地區。疫情的蔓延正如人們預期的那樣，到2016 年，該病迅速遍及保加利亞、塞爾維亞、黑山、馬其頓共和國、科索沃等東歐國家和地區［19］。2014 年LSD 從土耳其、伊拉克和伊朗蔓延到北高加索地區，在阿塞拜疆發現了LSD 疫情。2015 年12 月下旬亞美尼亞發現首例LSD 病例，并在2016 年初通過實驗室確診。哈薩克斯坦在2016 年底受到疫情影響，并很快蔓延到俄羅斯、烏克蘭、摩爾多瓦、土庫曼斯坦。

在受疫情影響較嚴重的巴爾干地區國家，于2016 年底和2017 年期間成功對整個牛群進行大規模疫苗接種。希臘和保加利亞實行全面淘汰政策。其他國家最初對受感染農場的所有牛進行淘汰，之后采用疫苗接種的方法進行預防，只對表現出臨床癥狀的牛實施淘汰政策。迄今為止，東歐和南歐地區的國家使用安全有效的LSD 疫苗進行免疫預防，其疫苗接種覆蓋率接近100%，使該病在這些國家的流行得到有效的控制。

3 牛結節性皮膚病（LSD）免疫策略

由于沒有針對LSDV 的治療藥物，因此接種疫苗是控制該病的主要手段之一。作為預防使用的疫苗，必須具備良好疫苗的先決條件，即免疫后對動物安全，能產生有效的免疫反應并抵抗病原微生物的攻擊。由于痘病毒屬的病毒能誘導產生良好的細胞免疫反應，因此LSDV 疫苗主要以減毒活疫苗為主，而減毒活疫苗的安全性取決于它可能引起的不良反應和嚴重程度、毒株在田間應用后毒力回復突變的可能性及其疫苗毒株本身的純度。疫苗免疫后提供的保護取決于它引發的特定免疫反應，并且可以通過免疫效力試驗檢驗其免疫效果。由于羊痘病毒屬的病毒在基因序列上具有較高的同源性，且沒有血清型，之前有人建議開發能預防所有痘病毒的通用疫苗。但是目前還沒有可供通用的疫苗問世［20-21］。主要原因有以下3 個方面，第一，雖然山羊痘病毒疫苗可能對特定宿主有效，但在不同宿主中，由于未完全減毒或減毒過度導致對其他宿主免疫效果不好；第二，疫苗的質量控制和生產可能沒有遵循良好的生產規范（GMP），導致生產的疫苗不符合要求；第三，由于SPV、GPV 和LSDV 在全球的地理分布不同，有的國家只有這三種疫苗中的其中一種或兩種，且不同疫苗潛在的安全問題，受疫情影響的國家將傾向于使用只針對本國疫情的疫苗［22］。

英國通過采取淘汰、限制動物移動和檢疫策略成功根除了羊痘和山羊痘，對消除LSD 具有一定的借鑒意義。但是面對LSD 帶來的威脅，采用上述防控策略防控LSD 還是有很大的難度。以色列在1989 年第一次暴發LSD 疫情后，對受感染地區的所有綿羊、山羊和牛實施屠宰淘汰政策，因此一度消除了LSD，但在2006 年和2007 年再次暴發了LSD 疫情［23］。目前，以色列使用RM-65 疫苗預防LSD，但迄今為止收集的證據表明該疫苗非常無效，但政府采取改良的撲殺政策控制了該病的蔓延，另外，在受感染地區牛的密度低也是能夠控制疫情的一個原因。歐洲食品安全局通過數學模型評估不同控制措施對LSD 暴發后傳播的影響，研究表明，與撲殺政策相比，即使在疫苗免疫覆蓋率不高的情況下，疫苗接種對減少LSDV 的傳播具有重要作用［24］。以色列由于采取大規模疫苗接種措施，基本控制了該病的流行。然而，由于LSDV 傳播媒介的存在，如果停止接種疫苗，可能會再次暴發疫情。以色列和巴爾干地區防控LSD 的經驗表明，疫苗接種是預防和控制該病的最主要手段，通過提高疫苗的覆蓋率，提高牛群的免疫力可進一步遏制LSD 的傳播。為了有效根除LSD 疫情，需要在受疫情影響的國家和地區，采取協調一致的疫苗接種策略建立堅實的免疫帶，才能保證不受疫情的影響，從而獲得無疫區維持無疫狀態。

從非洲、亞洲和歐洲最近暴發的LSD 疫情中獲得的防控經驗表明，國外LSDV 疫苗免疫出現失敗的原因最常見的是在疫病暴發時接種疫苗。另外，還包括疫苗生產過程中生產環節把關不嚴格、免疫時注射針頭的重復使用、疫苗管理不當、冷鏈運輸儲存不完善以及使用非法疫苗等問題。疫苗免疫失敗現象的發生，表明必須要加強疫苗生產環節的管理，改進疫苗生產設施，重視產品質量管理，降低疫苗副作用，保證疫苗的安全性和有效性。此外，非同源疫苗只能提供部分的交叉保護，應盡量使用同源疫苗進行預防免疫提高疫苗的免疫保護效力。

4 小結及展望

根據LSDV 病原特點和流行態勢，LSD 已經肆掠非洲、亞洲、歐洲等國家和地區，其蔓延趨勢仍在繼續，對畜牧業的影響還在加深。LSD 的流行具有一定的季節性和地方流行性特性，炎熱潮濕的環境、蟲媒繁殖旺盛的季節是LSD 流行的關鍵條件，因此LSD 的防控要結合LSDV 的病原學特點和流行病學特點，應進行詳細的流行病學調查，全面摸清LSDV 傳播模式和傳播途徑。基層獸醫機構和養殖場在做好環境消毒、蚊蟲數量控制、實施嚴格疫病檢疫措施的同時，關鍵是要有安全、高效的疫苗進行免疫預防。根據國外防控LSD 的經驗表明，定期接種安全、有效的疫苗，在牛群中建立足夠的群體免疫力是防控的關鍵環節，選擇基于LSDV 的弱毒疫苗是防控LSD 的最有效疫苗，而不是用山羊痘病毒弱毒疫苗或綿羊痘病毒弱毒疫苗防控LSD［25］。結合不同地區使用山羊痘弱毒疫苗、綿陽痘弱毒疫苗和牛結節性皮膚病弱毒疫苗的免疫效果認為，LSD 的防控還是要使用基于LSDV 的疫苗。由于我國對該病的研究起步較晚，農業農村部只能使用山羊痘弱毒疫苗用于該病的防控，因此建議國家加快LSD 新型基因工程疫苗研發并建立能鑒別疫苗免疫和自然感染的配套診斷方法，盡快研究出安全、高效的新型疫苗，為我國該病的防控奠定技術支撐。期望國家加快LSD 新型基因工程疫苗研發并建立能鑒別疫苗免疫和自然感染的配套診斷方法，加強對該病的研究投入，盡快能夠在LSD 疫苗研制方面取得突破，研究出安全、高效的新型疫苗，為我國該病的防控奠定技術支撐，保障我國養牛業的健康發展。