Болезни Акабане и Шмалленберга: сходство и различия

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2013, № 4

УДК 636:619:616.98:578

БОЛЕЗНИ АКАБАНЕ И ШМАЛЛЕНБЕРГА: СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЯ

Е.Г. НИКИТИНА, Н.И. САЛЬНИКОВ, Е.О. ХАН, Е.А. БАЛАШОВА,

С.Ж. ЦЫБАНОВ, Д.В. КОЛБАСОВ

Описаны характеристики вирусов болезней Шмалленберга и Акабане, которые вызывают патологию у крупного рогатого скота, овец и коз. Описаны клинические симптомы, вызванные указанными заболеваниями. Предлагаются мероприятия по профилактике, контролю и ликвидации болезней Шмалленберга и Акабане. Отмечается, что, несмотря на родство вирусов болезней Шмалленберга и Акабане, сходство клинической картины и патолого-анатомических изменений, существуют и различия: первое заболевание у овец и коз протекает тяжелее, чем у крупного рогатого скота (КРС), продолжительность виремии для вируса болезни Шмалленберга составляет 1-4 сут, Акабане — 1-9 сут (в основном 4-5 сут), при заражении вирусом болезни Акабане у взрослых особей КРС наблюдается энцефалит, а при болезни Шмалленберга такие случаи не зарегистрированы. Авторами разработаны тест-системы для выявления РНК вирусов болезней Акабане и Шмалленберга методом обратной транскрипции—полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Ключевые слова: вирус болезни Шмалленберга, вирус болезни Акабане, крупный рогатый скот, овцы, козы, профилактика и контроль.

Keywords: Schmallenberg virus, Akabane virus, cattle, sheep, goats, prevention and control.

Болезни Шмалленберга и Акабане — зоонозные арбовирусные инфекции крупного рогатого скота (КРС), овец и коз, приводящие к серьезным экономическим потерям в связи со снижением удоев молока, высокой частотой абортов, мертворождений и смертностью среди новорожденных. Возбудители обеих болезней относятся к одной серогруппе Simbu рода Orthobunyavirus семейства Bunyaviridae. Вирусы болезней Шмалленберга и Акабане имеют сферическую форму и диаметр 90-100 нм (1-3). В отличие от других РНК-содержащих оболочечных вирусов, геном которых представлен минус-цепями, у буньявирусов нет мембранного или матриксного белка, и белок нуклеокапсида непосредственно прилегает к внутренней поверхности двойного липидного слоя (рис. 1) (2-5). Важно отметить, что вирусы этой серогруппы никогда не встречались в Европе (3).

Рис. 1. Схематическое изображение структуры вириона буньявируса:

1, 2 и 3 — соответственно большая, средняя и малая молекулы РНК, связанные с молекулами белка L (компонент транскриптазы).

Вирусы болезней Шмаллен-

альный, с шириной берга и АкабаНе

2-3 нм распространяются

трансмиссивно и плацентарно: заражение в основном

происходит через укусы инфицированных кровососущих насекомых (комары и мокрецы родов Culex, Aedes и Culicoides), однако описана также передача от инфицированных матерей эмбрионам (1, 2). Продолжительность виремии при болезни Шмалленберга составляет 1-4 сут, а при бо-

лезни Акабане — 1-9 сут (в основном 4-5 сут).

Риск заноса обеих инфекций на территорию России значителен в связи с поставкой животных из стран с пораженным поголовьем (из Европы — вирус болезни Шмалленберга) и многообразием политических, экономических, туристических и культурных связей с ближним и дальним зарубежьем (из стран Азии — вирус болезни Акабане). В Европе болезнь Шмалленберга зарегистрирована уже в 18 странах — Германии, Великобритании, Франции, Испании, Италии, Австрии, Дании, Голландии, Бельгии, Люксембурге, Швейцарии, Швеции, Польше, Финляндии, Ирландии, Эстонии, Норвегии и Шотландии. Эти данные основаны на заявленных и подтвержденных случаях (6), реальное же распространение болезни Шмалленберга оценить невозможно, так как диагностические исследования проводятся не во всех странах. Ситуация с болезнью Акабане аналогична (в странах Азии подтвержденные случаи зафиксированы в Японии и Корее).

Болезнь Шмалленберга у овец и коз протекает тяжелее, чем у КРС: при сходных клинических признаках наблюдается больший процент гибели, отмечается истощение животных, поражение репродуктивных органов у материнского поголовья. Степень поражения взрослого стада достигает 70 % (6). При болезни Акабане клиническая картина и патолого-анатоми-ческие изменения у овец и коз сходны с таковыми у КРС (1, 7, 8).

Развитие инфекции зависит от вирулентности вируса и стадии развития эмбриона в период инфицирования (при трансплацентарной передаче). Если инфицирование вирусом болезни Акабане происходит на ранних стадиях развития эмбриона, когда тот особенно чувствителен, наступает его гибель (7, 9, 10). При заражении в более поздние сроки стельности новорожденные телята выживают, но у них развиваются полимиозит, гидроцефалия, гидранэнцефалия, желтуха, появляются кожные кровоизлияния.

Основные изменения — уродства различных суставов и позвоночника, вызванные выраженной гипоплазией мышц. В центральной нервной системе абортированных плодов и новорожденных телят с уродствами обнаружены воспалительные поражения разной степени, нейронофагия, пролиферация клеток глии (1, 9-11). Случаи негнойного энцефаломиелита наблюдали чаще всего в раннюю фазу вспышки поражения вирусом Акабане, во вторую фазу наряду с артрогрипозом доминировала гидранэнцефалия с церебральными сдвигами.

Если взрослые нетели или овцематки заражены вирусом болезни Шмалленберга на ранних сроках беременности, то может произойти инфицирование плода, что приводит к серьезным последствиям: абортам, рождению недоношенных или мертвых плодов, а также ягнят, козлят и телят с различными пороками развития (6). Наиболее часто при этом наблюдается артрогрипоз (неподвижность суставов, укороченность сухожилий, скручивание шеи) и гидроцефалия. Кроме того, отмечаются различные нарушения центральной нервной системы: параличи, слепота, шаткая походка, повышенная возбудимость, атаксия, неспособность питаться (5, 6). Патолого-морфологические изменения при инфицировании вирусом болезни Шмалленберга обнаруживают у абортированных плодов и новорожденных телят (12). При вскрытии плодов отмечают кровоизлияния под кожу в области головы, конечностей, в плаценте, скопление коричнево-красной жидкости в желудочках головного мозга, у новорожденных телят — артрогрипоз (рис. 2). Гистологически выявляют полимиозит скелетных мышц различной степени выраженности.

Клинические признаки при болезни Шмалленберга отличаются от субклинических, наблюдаемых при естественном и экспериментальном заражении вирусом болезни Акабане. Наиболее тяжелые проявления при за-

ражении вирусом болезни Акабане — энцефалит у взрослых особей КРС, однако при болезни Шмалленберга такие случаи не зарегистрированы (6).

А

Рис. 2. Патолого-анатомические изменения у телят, положительных по вирусу болезни Шмалленберга: А — артрогрипоз (цит. по http://socialvet.ru), Б — нарушения в ЦНС (B. Hoffmann с соавт., 2012; цит. по 6), В — гидроцефалия и церебральная гипоплазия (Martin Peters, SVUA Arnsberg, Германия; цит. по http://www.agrobiology.ru).

При диагностировании болезни Акабане учитывают эпизоотическую ситуацию, клинические проявления, патолого-анатомические изменения, кроме того, обязательно проводят выделение, идентификацию и серологические исследования вируса. В качестве биоматериала используют пробы разные органов и тканей плода или абортированных животных (мозг, почки, лимфоузлы, плацента, селезенка), а также кровь больных особей (1).

Диагностика болезни Шмалленберга проводится на основе клинических признаков и выявления вирусного генома методом ПЦР в реальном времени (6). Материалом служит кровь, стабилизированная EDTA, или сыворотки, взятые у животных с клиническими симптомами заболевания (лихорадка, снижение удоев, диарея). При исследовании абортированных плодов или ягнят и телят с различными пороками развития используют образцы мозга, легких, почек, печени, а также пробы крови (7, 12-14).

Нами разработаны тест-системы для обнаружения геномов вирусов обеих болезней методом ОТ-ПЦР (полимеразная цепная реакция со стадией обратной транскрипции) в режиме реального времени (15, 16). Метод (рис. 3) основан на амплификации ДНК-копий фрагментов малого (S) сегмента геномной РНК вирусов болезней Акабане и Шмалленберга с использованием специфических олигонуклеотидных праймеров. Детекция продуктов амплификации в реальном времени осуществляется с применением зондов Taq-man, меченных флуорофорами FAM (для вируса болезни Акабане) и HEX (для вируса болезни Шмалленберга). Для определения аналитической специфичности разработанных тест-систем исследовали препараты РНК гетерологичных вирусов (болезней Найроби, Ибараки, блютанга, лихорадки долины Рифт), а также интактные образцы. Ложноположительных и ложноотрицательных результатов при этом обнаружено не было.

Аналитическая чувствительность тест-системы для выявления РНК вируса болезни Акабане составила 1,5±0,5 ^ МЛД5о/см3 при исследовании образцов мозговой ткани от интрацеребрально инфицированных мышей. Аналитическая чувствительность тест-системы для выявления РНК вируса болезни Шмалленберга составила 1,33 х103 копий ДНК/мкл при исследовании 10-кратных последовательных разведений рекомбинантной плазмиды на основе вектора рТ257Я/Т («РегшеЩаз», Латвия).

Рис. 3. Выявление РНК вируса болезни Акабане при исследовании образцов мозговой ткани (А) и амплификация рекомбинантной плазмиды! рТ257Я/Т, содержащей фрагмент генома вируса болезни Шмалленберга (Б) (порог чувствительности — п.ч.).

А: начальный титр вируса — 7,5 ^ МЛД5о/см3, 17 — разведения от исходного до 10-6; 8 — отрицательный контроль выделения; 9 — отрицательный контроль ПЦР.

Б: исходная концентрация — 1,33x10й копий ДНК/мкл, 1-8 — разведения от 10-1 до 10-8.

Лечение болезни Акабане, как и болезни Шмалленберга, нецелесообразно (зараженный скот рекомендуется уничтожать) (1). Для борьбы с распространением болезни можно использовать вакцинацию. Эффективны инактивированные вакцины, которые разработаны в Австралии, однако по экономическим причинам для большинства российских хозяйств они недоступны (6, 17). В неблагополучных зонах уничтожают переносчиков вируса, своевременно проводят серологическую диагностику и изоляцию животных при подозрении на болезнь или заражение (6).

Согласно рекомендациям по профилактике и контролю за распространением болезней Шмалленберга и Акабане, необходимо осуществлять карантинные мероприятия при покупке животных, мониторинг общего состояния здоровья стада, не нарушать правила утилизации погибших животных, информировать ветеринарные службы об отклонениях при рождении и случаях абортов, внимательно следить за клиническими симптомами поголовья, соблюдать профилактические мероприятия (не пропускать на территорию хозяйства посторонних лиц, не допускать к работе с животными беременных женщин, мыть руки после контакта с животными и особенно перед едой; если у животного обнаружены признаки недомогания, то его следует изолировать от других животных), внимательно следить за состоянием здоровья фермеров, ветеринаров и обслуживающего персонала (18).

Таким образом, несмотря на родство вирусов болезней Шмалленберга и Акабане, сходство клинической картины и патолого-анатомиче-ских изменений, существуют и различия: первое заболевание у овец и коз протекает тяжелее, чем у крупного рогатого скота (КРС), продолжительность виремии для вируса болезни Шмалленберга составляет 1-4 сут, Акабане — 1-9 сут (в основном 4-5 сут), при заражении вирусом болезни Акабане у взрослых особей КРС наблюдается энцефалит, а при болезни

Шмалленберга подобные случаи не зарегистрированы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балашова Е.А. Разработка средств и методов лабораторной диагностики болезни Акабане. Канд. дис. Покров, 1993.

2. Львов Д.К., Клименко С.М., Гайдамович С.Я. Арбовирусы и арбовирусные инфекции. М., 1989.

3. Saeed M.F., Li L., Wang H., Weaver S.C., Barrett A.D. Phylogeny of the Simbu serogroup of the genus Bunyavirus. J. Gen. Virol., 2001, 82(21): 73-81.

4. Сергеев В.А., Орлянкин В.Г. Структура и биология вирусов животных. М., 1983.

5. Сюрин В.Н., Фомина Н.В., Самуйленко А.Я., Соловьев Б.В. Вирусные болезни жвачных. M., 1989.

6. Спрыгин А.В., Кононов А.В., Бабин Ю.Ю., Мищенко В.А. Болезнь Шмалленберга: молекулярно-биологические особенности и клиническая картина. Сельскохозяйственная биология, 2012, 6: 24-34.

7. Della-Porta A.J., White J.R., Gard G.P., Kirkland P.D. Akabane disease: histo-pathology, virology and serology. In: Australian standard diagnostic techniques for animal diseases /L.A. Corner, T.J. Bagust (eds.). CSIRO Information Services, Melbourne, 1993: 1-17.

8. K a mat a H., I na i K., M a e d a K., Nishimura T., Ar it a S., T suda T., Sato M. Encephalomyelitis of cattle caused by Akabane virus in southern Japan in 2006. J. Comp. Pathol., 2009, 140: 187-193.

9. Inaba Y., Matumoto M. Congenital arthrogryposis-hydranencephaly syndrome, in virus diseases of food animals. In: Disease monographs. V. II /E.P.J. Gibbs (ed.). San Francisco, 1981: 653-671.

10. K o no R., H ir at a M., Kaj i M., Goto Y., I ke da S., Ya nas e T., K a t o T., Tanaka S., Tsutsui T., Imada T., Yamakawa M. Bovine epizootic encephalomyelitis caused by Akabane virus in Southern Japan. BMC Vet. Res., 2008, 4: 20.

11. Parsonson I.M., McPhee D.A. Bunyavirus pathogenesis. Adv. Virus Res., 1985, 30: 279-316.

12. Crandell R.A., Livingston C.W. Jr., Shelton MJ. Laboratory investigation of a naturally occurring outbreak of arthrogryposis-hydranencephaly in Texas sheep. J. Vet. Diagn. Invest., 1989, 1: 162-165.

13. International society for infectious diseases, 2011-2012 (http://www.promedmail.org/index.html).

14. OIE technical factsheet/OIE, 2012 (http://www.oie.int).

15. Колбасов Д.В., Цыбанов С.Ж., Сальников Н.И., Никитина Е.Г. Методические положения по выявлению генома вируса болезни Шмалленберга методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Покров, 2012.

16. Колбасов Д.В., Цыбанов С.Ж., Селянинов Ю.О., Балашова Е.А., Жа-бон Е.О., Сальников Н.И. Методические положения по выявлению РНК вируса болезни Акабане методом полимеразной цепной реакции. Покров, 2011.

17. Friedrich-Loeffler-Institut: Schmallenberg-Virus erstmals sichtbar gemacht (http://idw-online.de/pa-ges/de/news467026, accessed 25.04.12).

18. Reusken C., Koopmans M. Risk profile humaan Schmallenbergvirus. National Institute of Public Health and the Environment, Bilthoven, The Netherlands, 2011.

ГНУ Всероссийский НИИ ветеринарной вирусологии Поступила в редакцию

и микробиологии Росселъхозакадемии, 6 мая 2013 года

601120 Владимирская обл., Петушинский р-н, г. Покров, e-mail: VNIIVViM@niiv.petush.elcom.ru, balashowa.l@yandex.ru

AKABANE AND SCHMALLENBERG DISEASES: SIMILARITIES AND DIFFERENCES

E.G. Nikitina, N.I. Sal’nikov, E.O. Khan, E.A. Balashova, S.Zh. Tsybanov, D.V. Kolbasov

Summary

The article describes the characteristics of Schmallenberg and Akabane viruses that cause disease in cattle, sheep and goats. dinical symptoms of the diseases are described. The measures for the prevention, control and eradication of Schmallenberg and Akabane viruses are discussed. Despite the relationship of Schmallenberg and Akabane viruses and a similarity of the clinical picture and pathological changes, there are also differences. The first disease is more severe in sheep and goats than in bovine (cattle), with the viremia occurred at 1-4 days and 1-9 days (mostly 4-5 days) for Schmallenberg and Akabane viruses, respectively. Under Akabane virus infection, an encephalitis is observed in adult cattle, whereas such cases are not yet registered under the Schmallenberg disease. The authors have developed the test systems for detection of Akabane virus RNA by polymerase chain reaction and Schmallenberg virus genome by reverse transcription— polymerase chain reaction in real time (RT-PCR). For Akabane and Smallenberg viruses RNA detecting, a real time reverse transcriptase PCR-based tests have been developed by the authors.