Воспроизводство крупного рогатого скота

Глава 59

Инфекционные агенты: Инфекционный бычий ринотрахеит

Ahmed Tibary

Кафедра клинических наук, Колледж ветеринарной медицины, Вашингтонский государственный университет, Пулман, штат Вашингтон, США

Вступление

Инфекционный ринотрахеит крупного рогатого скота (IBR), вызванный бычьим герпесвирусом типа 1 (BHV-1 или BoHV-1), является распространенным заболеванием крупного рогатого скота и является причиной значительных экономических потерь во всем мире. Инфекция BHV-1 связана с умеренными или тяжелыми респираторными заболеваниями и представляет высокий риск развития респираторного комплекса крупного рогатого скота (BRDC - термин, применяемый к полимикробным респираторным заболеваниям) . Инфекции с этим агентом могут также проявляться в виде глазных, неонатальных, желудочно-кишечных и неврологических заболеваний, а также репродуктивной недостаточности из-за аборта и других симптомов в половом тракте (инфекционный пустулезный вульвовагинит или ИПВ и инфекционный пустулезный баланопостит или ИПБ).^1,2 BHV-1 является одним из наиболее важных патогенов, вовлеченных в синдром респираторного заболевания судорожной лихорадки.

Этиология

Заболевание вызывается вирусом герпеса-1 крупного рогатого скота (BHV-1), который принадлежит к отряду Herpesvirales, семейству Herpesviridae, подсемейству Alphaherpesvirinae, роду Varicellovirus. Вирусный геном состоит из двухцепочечной ДНК. Три подтипа (генотипа) BHV-1 (BHV-1.1, BHV-1.2 подразделяются на BHV-1.2a и BHV-1.2b и BHV-1.3) были описаны и охарактеризованы.³ BHV-1.1 и BHV-1.2a ответственны главным образом за респираторный синдром и аборт; BHV-1.2b вызывает главным образом генитальный синдром, а BHV-1.3 является нейропатогенным подтипом, вызывающим энцефалит. Изоляты BHV-1.1 являются более вирулентными, чем изоляты BHV-1.2b. Недавно BHV-1.3, нейропатогенный агент, был переименован в вирус бычьего герпеса 5 типа (BHV-5). BHV-5 был впервые выделен от телят и взрослого крупного рогатого скота с энцефалитом, а также от абортированных плодов. Также вирус был выделен из спермы здорового быка.^4,5 Недавно BHV-5 был выделен из спермы, используемой для искусственного осеменения (ИО) небольшой группы коров, у которых была вспышка венерически передаваемого генитального синдрома (вульвовагинит и снижение оплодотворяемости).⁶ BHV-4 был связан с маститом.

BHV-1 очень чувствителен к факторам окружающей среды. Инактивация BHV-1 зависит от нескольких факторов, включая температуру, pH, свет, влажность и тип ткани. Вирус может выживать в течение 1 месяца при 4 °С и до 10 дней при температуре тела. Вирус чувствителен к органическим растворителям и многим дезинфицирующим средствам.

Эпидемиология

Заболевание, вызываемое BHV-1, давно признано в скотоводческих странах по всему миру. Крупный рогатый скот более чувствителен к вирусу, чем буйволы, и существует некоторая вариабельность чувствительности среди пород или генотипов крупного рогатого скота. Однако, эта генетическая вариабельность чувствительности полностью не исследована. Серопревалентность BHV-1 колеблется от 10 до 70% в зависимости от страны. В Африке серопревалентность варьирует от 14 до 60%, в то время как в Центральной и Южной Америке распространенность составляет 36–50%. Большинство стран с крупномасштабными системами скотоводства имеют национальные программы контроля. Страны Европейского Союза предьявляли жесткие требования при разработке программ контроля и ликвидации заболевания. BHV-1 был успешно ликвидирован в Австрии, Дании, Финляндии, Италии (провинция Больцано-Бозен), Швеции и Швейцарии.^1,7

Латентное состояние и аборты являются основными факторами распространения заболевания. Носители генитальной формы имеют важное значение в сохранении венерического BHV в стаде и возникновении спорадических ИПВ и ИПБ. Хотя эти клинические проявления значительно уменьшились с внедрением вакцинации и использованием ИО, они остаются распространенным клиническим синдромом в некоторых странах. В Австралии до 96% быков и 52% коров являются серопозитивными, вероятно, из-за венерической передачи. Серопревалентность, вероятно, отражает стратегии вакцинации и степень смешения с другими стадами. О вспышках ИПВ и ИПБ в молочных стадах свидетельствуют до 80% коров с респираторными и генитальными симптомами.⁸ Латентность может быть результатом первичной инфекции полевым штаммом или вакцинации ослабленным или модифицированным штаммом живого вируса (МЖВ).

Вакцинация не препятствует выделению дикого штамма, который уже присутствовал в организме. Колостральные антитела не предотвращают первичную репликацию вируса, и после снижения колострального иммунитета латентность может сохраняться. Животных из стад, где BHV является эндемичным, всегда следует рассматривать как потенциальный источник вируса.

Основными источниками инфекции являются носовые экссудаты и капли от кашля, препуциальный секрет, сперма, а также жидкости и ткани плода. Передача инфекции через выделения из влагалища или препуция (ИПВ или ИПБ) возможна, но менее эффективна.⁹ Крупный рогатый скот, зараженный BHV-1.1, экскретирует гораздо более высокие титры вируса с назальными жидкостями, чем скот, зараженный BHV-1.2b. Возможна венерическая передача через сперму во время естественного или искусственного осеменения.^10–15 Сперма, скорее всего, контаминируется во время эякуляции из препуция, а не в результате репликации вируса в яичке или добавочных половых железах. Быки могут начать выделять BHV-1 с секретом крайней плоти через 2–7 дней после первичного заражения. Быки могут стать периодическими распространителями инфекции на несколько месяцев или лет. Латентно инфицированные быки могут возобновить выделение патогена после стресса.¹⁶ Подозревают и механическую передачу через укусы клещей. Вакцинированные животные также могут выделять вирус BHV-1 после контакта с инфекцией, но на более низком уровне и в течение более короткого периода времени, чем непривитые животные. Максимальных последствий вспышки заболевания обычно достигают через 2–3 недели после введения в стадо носителей и заканчиваются к шестой неделе. Влияние болезни на стадо зависит от уровня естественного или приобретенного иммунитета.

Вирус BHV-1 может стать латентным после первичного инфицирования полевым изолятом или вакцинации аттенуированным штаммом и остается локализованным вблизи места его первой мультипликации (размножения) . Вирус обычно выявляется в ганглиях тройничного нерва при IBR и в сакральных спинальных ганглиях в случаях ИПВ/ИПБ (инфекционный пустулезный вульвовагинит/инфекционный пустулезный баланопостит) .¹⁷ Скрытно инфицированные животные выделяют BHV-1 из носовых, вагинальных или препуциальных секретов в период обострений. Транспортировка крупного рогатого скота с латентной инфекцией может реактивировать вирус, что приводит к возобновлению экскреции вируса и повышению уровня нейтрализующих антител. Ослабленные вакцинные штаммы могут оставаться в организме в латентном состоянии, а вакцинация не обеспечивает защиту от возникновения скрытой инфекции диким штаммом.^18,19 Вакцинация у латентно инфицированных животных не препятствует возобновлению экскреции дикого штамма.

Клинические проявления

Клинические симптомы BHV-1 часто появляются через 10–20 дней после естественного заражения и могут принимать одну из нескольких форм, включая респираторную (IBR), генитальную (IPV, IBP), глазную (конъюнктивит) или энцефаломиелитную.

IBR может протекать субклинически, в легкой или тяжелой форме. Заболеваемость и смертность могут приближаться к 100% и 10% соответственно. У пораженных животных наблюдается лихорадка (40–42 ° C), отсутствие аппетита, учащение дыхания, слюноотделение, одышка, постоянный резкий кашель, конъюнктивит, угнетение и сильное снижение молочной продуктивности. Изначально серозные назальные выделения становятся слизисто-гнойными по мере прогрессирования заболевания. Носовые поражения («красный нос») переходят от пустулезного некроза в крупные геморрагические и изъязвленные области, покрытые дифтерической пленкой (дифтерический вид фибринозного воспаления с образованием на поверхности органа фибриновой пленки) . Вторичная бактериальная или вирусная инфекция может привести к увеличению низкого уровня смертности. Животные могут проявлять признаки бронхита и пневмонии. Некоторые животные быстро выздоравливают в течение нескольких дней, становятся носителями и могут выделять вирус в течение длительного периода.

В легких случаях клинические признаки могут быть ограничены серозными выделениями из носа и глаз. В случаях вторичной бактериальной инфекции (Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, Haemophilus somnus или Mycoplasma bovis) респираторные симптомы становятся более выраженными (дыхание с открытым ртом), и одновременно повышается риск смертности.

У пораженных животных в разной степени могут проявляться односторонний или двусторонний конъюнктивит с обильным слезотечением, фотофобией и эпифорой (эпифора или дакриорея - постоянное длительное патологическое слезотечение) . Распространена вторичная бактериальная инфекция, приводящая к гнойным выделениям, кератиту и изъязвлению роговицы. Стельные серонегативные коровы после заражения BHV-1, последующей виремии и летальной инфекции плода абортируют в последнем триместре.

Энцефалитная форма, вызванная BHV-5, характеризуется неврологическими признаками, включая нервозность, тремор мышц, нарушение координации, ведущее к атаксии и коме. Пораженные животные обычно умирают в течение 4 дней с момента появления неврологических признаков. У выздоравливающих животных обычно развивается слепота.

Генитальная форма заболевания

Известно, что помимо аборта вирус IBR вызывает ИПВ у коров и ИПБ у быков. Острая форма инфекции у наивных животных характеризуется лихорадкой, угнетением и анорексией в течение 1-3 дней после заражения. У самок наблюдается сильное и болезненное воспаление влагалища и вульвы. Пострадавшие животные часто становятся в позу как при мочеиспускании и постоянное подергивают или поднимают хвост из-за боли. Поверхность слизистой оболочки вульвы и преддверия влагалища гиперемирована и имеет небольшие (2–3 мм) приподнятые пустулы. По мере прогрессирования заболевания пустулы сливаются и образуют язвы. Слизисто-гнойные выделения могут начаться вследствие развития вторичной бактериальной инфекции. Поражения обычно заживают через 10–14 дней после начала заболевания, но гнойные выделения из влагалища могут сохраняться в течение нескольких недель.^13,20 Оплодотворение животных спермой, зараженной BHV-1, может вызывать ИПВ, цервицит с обильными слизисто-гнойными выделениями, эндометрит и привести к плохой оплодотворяемости у коров. Экспериментальное заражение телок привело к оофориту, снижению функциональной активности ЖТ и ранним эмбриональным потерям.^15,21 У быков ИПБ характеризуется сходными поражениями на препуциальной слизистой оболочке и поверхности полового члена. У некоторых быков может наблюдаться сильный отек и выпадение слизистой оболочки препуция. Это часто приводит к осложнению вторичной бактериальной инфекцией с последующим развитием спаек. Выздоровление может наступить через 2 недели после развития клинических признаков. У некоторых быков может наблюдаться снижение либидо в течение нескольких недель. Реактивация и выделение вируса могут происходить у быковносителей во время спаривания. BHV-1 также ассоциируется с эпидидимитом и низким качеством спермы. Распространены легкая или субклиническая формы ИПВ/ИПБ.²⁰ Аборты из-за BHV-1 обычно происходят между 4 и 8 месяцами стельности после естественного инфицирования или вакцинации. Котиледоны обычно бледные с признаками разложения без каких-либо серьезных повреждений на абортированном плоде. Аборт происходит из-за гибели плода. Вирус может находиться в плаценте латентном состоянии до 3 месяцев, не передаваясь плоду. Аборт может произойти в течение 90 дней после вакцинации вакциной МЖВ.

Патофизиология

Респираторный синдром вызван размножением вируса в верхних дыхательных путях, что приводит к риниту, ларингиту и трахеиту. Синдром осложняется снижением устойчивости к вторичной бактериальной инфекции из-за M. haemolytica, P. multocida и H. somnus. Конъюнктивит возникает в результате контаминации через носослезный проток. Менингоэнцефалит возникает в результате инфицирования мозга через тройничные нервы. Предполагается, что у стельных невакцинированных коров вирус распространяется периферическими лейкоцитами к плацентарному барьеру и переносится на плод, что приводит к острой летальной инфекции и прерыванию беременности. Инфекции в последнем триместре беременности могут привести к мумификации, аборту, мертворождению или рождению слабых телят. Телята, инфицированные в утробе матери, часто демонстрируют тяжелый некротический энтерит, гепатит, нефрит и изъязвление верхних отделов пищеварительного тракта. Вирус может получить доступ к репродуктивной системе интраназальным или венерическим путем. Было показано, что естественная респираторная инфекция приводит к выделению BHV-1 в сперму. Также, вирус был выделен из препуциальных смывов через 2–10 дней после экспериментального интраназального или генитального инфицирования быков. Однако, вирус не был обнаружен в проксимальном отделе мочеиспускательного канала, добавочных железах, придатках семенников или семенниках экспериментально инфицированных быков.²² Гистопатологические изменения в неосложненных случаях включают острое катаральное воспаление. Имеет место нейтрофильная инфильтрация слизистой оболочки. В подслизистой оболочке часто обнаруживают лимфоцитарную и плазмоцитарную инфильтрацию с присутствием макрофагов. В течение первых нескольких дней инфекции в эпителиальных клетках могут присутствовать внутриядерные (Cowdry типа A) включения. Абортированные плоды демонстрируют некроз в различных тканях и особенно в печени (очаговый некротический гепатит). Геморрагические поражения и очаги некроза, окруженные лейкоцитами, видны на различных тканях плода (печень, мозг, почки, кора надпочечников и лимфатические узлы). Изредка наблюдаются внутриядерные включения. Вирусный антиген может быть обнаружен в срезах легких, печени, селезенки, почек, надпочечников, плаценты и у мумифицированных плодов с использованием системы авидин-биотин комплекса.

Как клеточный, так и гуморальный иммунный ответ активируются после инфицирования или вакцинации. Однако, титры сывороточных нейтрализующих антител не являются надежным показателем устойчивости или защиты.

Диагностика

Вирус может быть обнаружен путем его изоляции в образцах, собранных во время острой фебрильной фазы инфекции. BHV-1 может быть легко выделен в клеточной культуре из назальных мазков, мазков из конъюнктивы и влагалища, препуциальных смывов, котиледонов плаценты абортированного плода, печени плода, легких, селезенки, почек, лимфатических узлов, слизистой оболочки дыхательных путей, миндалин и легких собранных в вирусную транспортную среду. Первичная клеточная культура (взятая непосредственно от объекта (ex vivo)) более чувствительна.

Гистологически внутриядерные вирусные включения (Cowdry типа A) могут иногда обнаруживаться в эпителиальных клетках тканей влагалищной биопсии, собранных на ранней стадии ИПВ. Эти включения также присутствуют в тканях абортированных плодов. Тем не менее, отсутствие включений не исключает BHV-1, поскольку они обычно являются временными.¹³

Наиболее чувствительным и быстрым методом диагностики является ПЦР, посредством которого выделяют вирусные частицы из назальных мазков, бычьей фетальной сыворотки и образцов спермы.²³ ПЦР в реальном времени обеспечивает высокую специфичность и чувствительность для обнаружения BHV-1 в сперме.^24,25

Серологическое исследование парных образцов сыворотки может обнаружить свежую инфекцию. Для обнаружения антител против инфекции BHV-1 были использованы как тест на нейтрализацию вируса (VNT), так и иммуноферментный анализ (ELISA). ELISA является специфическим, чувствительным и практичным тестом для обнаружения антител и имеет преимущества перед VNT. Выявление скрытой инфекции BHV-1 у крупного рогатого скота имеет важное значение в программах контроля заболевания.

Нейтрализующие антитела, в основном IgM, за которыми следует класс IgG, обычно выявляются через 7 дней после заражения.¹³ Тестирование сборного молока в танках на наличие антител к BHV-1 может быть полезным в программах ликвидации и мониторинга.²⁶

Диагностика BHV-1-ассоциированных абортов основывается на макроскопических и гистопатологических поражениях в тканях плода и плаценты. Диагноз подтверждается детекцией вирусного антигена с помощью теста на флуоресцентные антитела, иммуногистохимии или вирусной ДНК методами ПЦР. Недавнее ретроспективное исследование 19 459 абортов у коров в пяти диагностических лабораториях в Соединенных Штатах показало, что только 35,7% материалов были проверены на BHV-1. Из протестированных образцов 3,8% были положительными как доля от общего числа абортов; диагноз BHV-1 подтверждался редко.²

Профилактика и контроль

Доступно несколько вакцин, включая вакцины с МЖВ, инактивированные вакцины, субъединичные вакцины ( содержат лишь антигенные части патогена) и маркерные вакцины.²⁷ Ни одна из этих вакцин не предотвращала латентность вируса. МЖВвакцину можно вводить парентерально (произведена из культуры почечной ткани плода крупного рогатого скота) или интраназально (произведена из культуры ткани кролика или культуры ткани крс и содержит термочувствительный мутированный BHV-1). Живые вакцинные штаммы можно дифференцировать от полевых штаммов путем расщепления рестрикционными эндонуклеазами (фермент, который расщепляет ДНК на фрагменты) . МЖВ-вакцины индуцируют быстрый иммунный ответ, длительный иммунитет и формируют местный иммунитет слизистых. При интраназальном введении МЖВ BHV-1 выделение вируса во внешнюю среду может временно прерваться на срок до 10 дней после вакцинации.²⁸ Парентеральные вакцины с МЖВ (модифицированным живым вирусом) могут вызывать аборт и не должны использоваться у невакцинированных стельных коров.²⁹ МЖВ-вакцины также могут вызывать латентное заболевание и последующее выделение вакцинного вируса. Интраназальные вакцины безопаснее для стельных коров и высокоэффективны в предотвращении абортов. Они обычно обеспечивают быструю защиту и могут использоваться при вспышке заболевания. Инактивированные вакцины не вызывают иммуносупрессию, аборт или латентность. Однако, они не так эффективны и не предотвращают развитие латентности после воздействия полевого вируса.

Программы вакцинации полезны в профилактике заболеваний, но не распространенности инфекции BHV-1 в стаде. Маркерные вакцины можно использовать в сочетании с соответствующим тестированием для дифференциации между инфицированными и вакцинированными животными. Несколько европейских стран приняли стратегию тестирования стад и убоя положительных животных, чтобы искоренить болезнь. Необходим эффективный мониторинг и меры биобезопасности, чтобы избежать риска повторного введения BHV-1 в свободные от него стада.