牛疱疹病毒—4对牛繁殖的影响综述
作者:刘兰泉
来源:《江苏农业科学》2016年第05期
摘要:牛疱疹病毒-4(BoHV-4)是丙型疱疹病毒科的新成员,对奶牛血管内皮细胞、乳腺组织、子宫内膜、胎儿组织均有很强的亲和力,对牛的繁殖机能具有不同程度的影响。综述BoHV-4对牛繁殖的影响,旨在为其致病机理的研究提供依据。 关键词:牛疱疹病毒-4;繁殖;影响
中图分类号: S852.65+3文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)05-0311-02 牛疱疹病毒-4(Bovine herpesvirus,BoHV-4)是导致牛生殖障碍的主要病毒之一,该病毒在细胞中的培养和生长特性(宿主范围窄、复制周期长等)与巨细胞病毒(CMV)相似,感染组织培养细胞后均形成高密度包涵体和巨细胞,因此被归入乙型疱疹病毒亚科[1]。BHV-4具有疱疹病毒共有的一般形态特征,病毒粒子直径约为150 nm,有囊膜核衣壳,呈立体对称的正20面体。该病毒对乙醚、氯仿、丙酮等脂溶剂均很敏感[1]。目前,BoHV-4可感染牛、绵羊、山羊、豚鼠、猫、狮子等[2],导致其生殖障碍。 1BoHV-4的病毒生物学
BoHV-4主要在黏膜上皮细胞内增殖,通过被感染的单核细胞在生物体内传播。在感染的急性阶段,病毒主要在血液淋巴细胞内增殖;感染后7~8周,病毒的增殖速度最快[3]。该病毒对子宫内膜和内皮细胞具有显著的亲和力,并以此方式侵入各种组织和器官。BoHV-4不仅感染子宫和乳腺,在脾脏、膀胱、中枢神经系统、神经节、肝脏、肺脏、鼻腔黏膜、淋巴结、胸腺、扁桃体、小肠中也可分离到[4]。BoHV-4对分裂细胞的亲和力较高,可穿过胎盘屏障在胎儿内大量复制。首次感染后,病毒潜伏在淋巴细胞和巨噬细胞内,建立潜伏感染,病毒复制可被应激或地塞米松治疗重新激活[5]。 2BoHV-4的流行病学
1963年,Bartha等首次从患有呼吸系统疾病和结膜炎的犊牛体内分离到BoHV-4[6];此后,很多国家相继分离到该病毒。在全球动物中,BoHV-4血清阳性率为4.2%~30.0%[7],在某些猪群的发病率甚至高达80%。动物的年龄显著影响其血清阳性率,于2~3岁后急剧升高。野生动物似乎不参与BoHV-4的传播[8]。 3BoHV-4的致病性
BoHV-4已被发现与多种疾病直接相关,如腹膜炎、不孕、流产、子宫炎、阴道炎、睾丸炎、乳腺炎、腹泻(与隐孢子虫有关)、新生儿猝死、肺炎、小牛眼部疾病、脑炎、皮肤损
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伤、滑膜炎、蹄叶炎[9],但在健康动物体内也能分离到该病毒。模型试验表明,接种BoHV-4后妊娠雌性发展为阴道炎、子宫内膜炎或流产;与此相反,试验感染牛通常无症状或仅有轻微的临床症状。BoHV-4可与其他传染因子协同致病,感染BoHV-4的病例中75%已被鉴定出含有细菌、真菌或其他病毒。基于流行病学观察BoHV-4对生殖的影响,与健康动物相比,患子宫炎的动物具有更高的血清阳性率、流产及不育症发病概率[10]。 3.1子宫炎
BoHV-4在子宫内膜细胞中复制会引起细胞病变效应[2],在患有子宫炎(定义为子宫内感染,发生于产犊后 21 d)、子宫内膜癌的动物体内,以及被感染动物的阴道、子宫、腹膜液、血液中均可分离到BoHV-4。生殖器液体病毒排出可能在产后持续长达21 d。在子宫内膜炎(定义为产后子宫炎症超过21 d,对健康不产生任何影响)病例体内也分离到了该病毒[11]。在疾病的急性期,32%~86%的奶牛体内检测不到BoHV-4抗体。在牛场,患严重子宫炎的母牛体内可分离到BoHV-4,药物治疗后症状并无缓解。经产母牛中子宫炎的患病率可达到59%。Wellemans等报道,牛人工感染BoHV-4后死亡率很高,10头感染牛中4头于病毒攻击后17~72 d死亡[12]。
BoHV-4也可在健康无症状的动物生殖器样品中检测到。BoHV-4在产犊时被重新激活,可能与血液中的高皮质醇水平及该时期的各种应激有关。此外,在患有子宫炎动物的子宫液中分离到BoHV-4后,还分离到了化脓隐秘杆菌、大肠杆菌、链球菌属、柠檬酸杆菌属等细菌。在感染BoHV-4 的22头患有子宫炎的病牛中,19头同时分离到了细菌和 BoHV-4[12]。子宫内同时分离出的致病菌、BoHV-4以及试验接种的有限成功病例表明,BoHV-4感染是细菌发展的诱发因素。BoHV-4现已被认为是产后子宫炎症发展的辅助因子。牛产犊后,子宫腔被大肠杆菌、化脓性链球菌等环境中的细菌短暂污染,这些细菌通过TLR受体被子宫内膜上皮细胞识别,诱导炎症性细胞因子的合成。这些细胞因子招募巨噬细胞等多形核细胞,从血液进入子宫内膜间质层。在慢性感染的动物体内,巨噬细胞是BoHV-4定居的部位,因此也被招募进入已发炎的子宫壁。生长于子宫内的细菌所产生的炎性分子激活了病毒复制,病毒的细胞病变效应导致子宫内膜细胞被感染和溶解[13]。BoHV-4通过2条途径增加了炎症的严重程度,即LPS刺激巨噬细胞产生肿瘤坏死因子,在子宫内膜间质细胞活化NF-kB途径,增强了BoHV-4的复制和IL-8的产生;病毒复制也能诱导IL-8的合成,IL-8会促进子宫腔内白细胞的渗出[14-15]。IL-8是最有效的中性粒细胞趋化及活化因子。TNFα和IL-8促进中性粒细胞介导的组织损伤,刺激中性粒细胞的脱颗粒和脂质代谢,以及活性氧和蛋白酶的胞外释放。单纯试验接种BoHV-4一般只引起轻微症状,这可能与细菌和高血皮质醇水平对产犊过程中BoHV-4复制的影响有关[13]。 3.2流产
部分流行病学资料可表明BoHV-4与奶牛流产的关系。在比利时,有流产史奶牛的BoHV-4血清阳性率(17.2%)显著高于健康奶牛(10.0%)[16]。感染BoHV-4已被证明是流产的危险因素[17],该病毒主要存在于流产胎儿的脾淋巴细胞、单核细胞中,偶尔在肝枯否氏细胞、
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肾小管中被发现,并被证明在胎盘上皮内复制,除了引起胎盘炎性浸润外没有任何特征性组织学病变。BoHV-4通过破坏胎盘细胞引发胎盘炎症,改变与妊娠有关的免疫平衡,导致动物流产[18]。 3.3不孕不育
血清BoHV-4阳性率高的牛大多发生不孕,69%的母牛检测到BoHV-4抗体,人工授精3~14次后仅有44%的奶牛受孕[19]。据报道,屠宰场中不育母牛子宫内的BoHV-4检出率为87%[10]。 3.4胚胎移植
建立胚胎移植可预防牛感染BoHV-4。BoHV-4紧密附着于透明带上,不会感染胚胎细胞,除非透明带断裂。体外产生的胚胎即时孵化后很难感染BoHV-4,而13%的胚泡细胞在相似条件下会感染BoHV-1。可见,无论在体内或体外,BoHV-4均不会对胚胎发育造成风险[20]。
3.5公牛生殖器疾病
比利时学者首次从患有无精症睾丸炎的公牛体内分离到BoHV-4。该病毒可潜伏在睾丸和单核细胞内,被重新激活后通过鼻和眼部排泄,因此精子成为病毒传播的潜在载体[21]。 3.6乳腺疾病
在临床或亚临床乳腺炎病例中已分离到BoHV-4,甚至在健康牛的乳汁中也分离到了该病毒。然而,在患有临床型乳房炎牛所产的牛奶中,该病毒含量比健康牛所产牛奶高 6.4%。据Kalman等报道,93%的亚临床乳房炎奶牛排泄BoHV-4,而健康奶牛仅为6%[22]。该病毒存在于乳腺细胞和乳腺组织中。在子宫内膜、乳腺上皮细胞中,BoHV-4入侵与细胞变性、脱落、化脓性炎症有关。该病毒已在乳腺脓疱性皮炎、乳腺慢性溃疡性皮炎的皮肤中被发现[17]。 BoHV-4对乳腺的致病作用尚不明确。单个乳房内接种病毒(连同鼻内接种)引起的亚临床乳房炎占感染者的50%,但并未引起临床型乳房炎。金黄色葡萄球菌、乳房链球菌等乳腺内细菌的感染,会引起病毒在乳腺免疫细胞、乳腺导管上皮细胞内激活和复制。该病毒还可增加初始细菌性乳腺炎的严重程度和持续时间。病毒通过免疫抑制作用(感染单核细胞)及破坏血管内皮导致乳腺炎的发展。在乳腺中与子宫中相似,BoHV-4不是主要的致病因子[17],只会引发亚临床型乳房炎。 4结论
BoHV-4广泛存在于牛体内,致病力有限,但其连同细菌感染会加剧子宫、阴道、乳腺的某些临床疾病。迄今尚无BoHV-4的可用疫苗,针对该病毒的治疗方法仅包括支持疗法和控制
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细菌生长繁殖。尽管BoHV-4可导致奶牛致死性子宫炎,但其致病机理尚不明确,有待进一步研究。 参考文献:
[1]陈弟诗,郭万柱,李雯,等. 牛疱疹病毒-4研究进展[J]. 动物医学进展,2011,32(6):127-134.
[2]Donofrio G,Herath S,Sartori C,et al. Bovine herpesvirus 4 is tropic for bovine endometrial cells and modulates endocrine function[J]. Reproduction,2007,134(1):183-197. [3]Egyed L,Ballagi-Pordány A,Bartha A,et al. Studies of in vivo distribution of bovine herpesvirus type 4 in the natural host[J]. Journal of Clinical Microbiology,1996,34(5):1091-1095.
[4]Izumi Y,Tsuduku S,Murakami K,et al. Characterization of bovine herpesvirus type 4 isolated from cattle with mastitis and subclinical infection by the virus among cattle[J]. The Journal of Veterinary Medical Science,2006,68(2):189-193.
[5]Dubuisson J,Thiry E,Bublot M,et al. Experimental infection of bulls with a genital isolate of bovine herpesvirus-4 and reactivation of latent virus with dexamethasone[J]. Veterinary Microbiology,1989,21(2):97-114.
[6]Bartha A,Juhász M,Liebermann H. Isolation of a bovine herpesvirus from calves with respiratory disease and keratoconjunctivitis:a preliminary report[J]. Acta Veterinaria Academiae Scientiarum Hungaricae,1966,16(3):357-358.
[7]Graham D A,Mcneill G J,Calvert V,et al. Virological and serological evidence of bovine herpesvirus type 4 in cattle in Northern Ireland[J]. The Veterinary Record,2005,157(18):539-543.
[8]Wellenberg G J,Van Rooij E M,Maissan J,et al. Evaluation of newly developed immunoperoxidase monolayer assays for detection of antibodies against bovine herpesvirus 4[J]. Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology,1999,6(4):447-451.
[9]Montagnaro S,Ciarcia R,Pagnini F,et al. Bovine herpesvirus type 4 infection modulates autophagy in a permissive cell line[J]. Journal of Cellular Biochemistry,2013,114(7):1529-1535.
[10]Fábián K,Makrai L,Sachse K,et al. An investigation of the aetiological role of bovine herpesvirus 4 in bovine endometritis[J]. Veterinary Journal,2008,177(2):289-292.
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
[11]Monge A,Elvira L,Gonzalez J V,et al. Bovine herpesvirus 4-associated postpartum metritis in a Spanish dairy herd[J]. Research in Veterinary Science,2006,80(1):120-125. [12]Nak Y,Dagalp S B,Cetin C,et al. Course and severity of postpartum
metritis cases following antibiotic and PGF2α administration in postpartum metritis cows infected with BoHV-4[J]. Transboundary and Emerging Diseases,2011,58(1):31-36. [13]Jacca S,Franceschi V,Colagiorgi A,et al. Bovine endometrial stromal cells support tumor necrosis factor alpha-induced bovine herpesvirus type 4 enhanced replication[J]. Biology of Reproduction,2013,88(5):135.
[14]Sheldon I M,Cronin J,Goetze L,et al. Defining postpartum uterine disease and the mechanisms of infection and immunity in the female reproductive tract in cattle[J]. Biology of Reproduction,2009,81(6):1025-1032.
[15]Donofrio G,Capocefalo A,Franceschi V,et al. The chemokine IL8 is up-regulated in bovine endometrial stromal cells by the BoHV-4 IE2 gene product,ORF50/Rta:a step ahead toward a mechanism for BoHV-4 induced endometritis[J]. Biology of Reproduction,2010,83(6):919-928.
[16]Czaplicki G,Thiry E. An association exists between bovine herpesvirus-4 seropositivity and abortion in cows[J]. Preventive Veterinary Medicine,1998,33(1/2/3/4):235-240. [17]Wellenberg G J,Bruschke C J,Wisselink H J,et al. Simultaneous intramammary and intranasal inoculation of lactating cows with bovine herpesvirus 4 induce subclinical mastitis[J]. Veterinary Microbiology,2002,86(1/2):115-129.
[18]Deim Z,Szeredi L,Egyed L. Detection of bovine herpesvirus 4 DNA in aborted bovine fetuses[J]. Canadian Journal of Veterinary Research,2007,71(3):226-229.
[19]Gür S,Doan N. The possible role of bovine herpesvirus type-4 infection in cow infertility[J]. Animal Science Journal,2010,81(3):304-308.
[20]Donofrio G,Galli C,Lazzari G,et al. Interaction of a green recombinant bovine herpesvirus 4 with in vitro-produced bovine embryos[J]. Veterinary Research Communications,2003,27(5):415-424.
[21]Egyed L,Sassi G,Tibold J,et al. Symptomless intrauterine transmission of bovine herpesvirus 4 to bovine fetuses[J]. Microbial Pathogenesis,2011,50(6):322-325.
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
[22]Kálmán D,Jánosi S,Egyed L. Role of bovine herpesvirus 4 in bacterial bovine mastitis[J]. Microbial Pathogenesis,2004,37(3):125-129.
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