蓝舌病病毒血清型3型在牛中的感染动力学与临床症状及其向库蠓媒介的传播

《Transboundary and Emerging Diseases》：Infection Dynamics and Clinical Signs of Bluetongue Virus Serotype 3 in Cattle and Transmission to Culicoides Vectors

　　

专业摘要翻译 蓝舌病（BT）病毒（BTV）血清型3型（BTV-3）自2023年底以来在欧洲多地暴发，对绵羊、山羊和牛造成显著疾病负担。然而，英国牛群中该病毒的感染动态、临床疾病严重程度以及欧洲库蠓（Culicoides）媒介对该BTV-3毒株的感染率尚未得到研究。研究人员采用宿主-病毒-媒介传播模型，以蓝舌库蠓（Culicoides sonorensis）为媒介，对四头荷斯坦-弗里斯兰犊牛接种了BTV-3 UKG2023/04毒株。研究评估了临床症状、大体病理变化、感染动力学、血液中传染性病毒血症的持续时间以及宿主免疫应答。此外，还量化了感染犊牛向实验室饲养及英国野外捕获的库蠓媒介继续传播BTV的可能性。结果显示，即使仅有少数感染的库蠓吸食血餐，四头犊牛均被BTV-3感染。受感染犊牛表现出轻微的临床症状和一过性直肠温度升高，其疾病严重程度低于此前欧洲田间报道的牛只。通过实时RT-PCR检测血液中病毒RNA所反映的BTV感染，所有个体的峰值均出现在感染后6–10天（dpi）。在三头感染犊牛的血液中，直至56 dpi仍可分离到具有传染性的BTV-3，尽管病毒分离的一致性在24 dpi后有所下降。针对BTV VP2的保护性中和抗体最早于10至16 dpi在犊牛中被检出。在病毒血症高峰期（6–8 dpi）及感染后期（42和55 dpi），曾吸食感染犊牛血的实验室饲养及英国野外捕获的库蠓体内均检测到BTV RNA。对灰黑库蠓（Culicoides obsoletus）类群对BTV-3媒介能力的估计值较低（0.68%）。研究数据表明，虽然牛感染BTV-3后出现临床症状的可能性低于绵羊，但观察到的传染性病毒血症持续时间可能允许其在感染后数周内向库蠓媒介传播病毒。

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研究背景与目的

蓝舌病是一种由蓝舌病病毒（BTV）引起的、经库蠓（Culicoides）媒介传播的非接触性出血性虫媒病毒病，主要感染家养和野生反刍动物。BTV的不同血清型/毒株、宿主种类及品种均会影响疾病的严重程度。自2023年底以来，BTV血清型3型（BTV-3）在欧洲迅速蔓延，给多国畜牧业造成了重大经济损失。尽管牛在BTV感染中通常表现为亚临床症状或无临床症状，但其作为病毒扩增和传播的储库宿主，在流行病学中扮演着关键角色。然而，对于英国本土牛群感染BTV-3后的感染动力学、临床疾病谱、病毒血症持续时间以及向当地库蠓媒介的传播潜力等关键问题，尚缺乏系统性研究。因此，开展此项研究旨在填补这些知识空白，为风险评估和防控策略制定提供科学依据。

研究方法概述

本研究采用自然化的体内宿主-病毒-媒介传播模型，通过胸腔内注射（IT）接种BTV-3 UKG2023/04毒株的蓝舌库蠓（C. sonorensis）叮咬，对四头6月龄的荷斯坦-弗里斯兰雌性犊牛进行攻毒。研究期间，研究人员每日监测临床症状与直肠温度，定期采集EDTA抗凝血和血清样本。关键技术方法包括：利用实时逆转录聚合酶链式反应（real-time RT-PCR）定量检测血液和组织中的BTV RNA拷贝数以追踪病毒血症动态；通过KC细胞（源自库蠓胚胎的细胞系）进行病毒分离和滴定，以确定血液中传染性病毒的存在与滴度；采用竞争ELISA和间接ELISA分别检测BTV VP7蛋白抗体及IgM/IgG亚类特异性抗体，并通过血清中和试验（SNT）测定针对BTV VP2蛋白的保护性中和抗体滴度。为评估向媒介传播的能力，研究人员在感染后多个时间点，让实验室饲养的蓝舌库蠓和来自英国两个野外站点（靠近皮尔布莱特研究所）的诱捕库蠓吸食感染犊牛的血餐，随后经过8天的外潜伏期孵育，再通过real-time RT-PCR检测库蠓体内的BTV RNA，并对部分个体进行头部与体部分离以判断病毒是否发生扩散性感染。同时，还对部分时间点的库蠓进行了形态学鉴定（如将C. obsoletus和C. scoticus归为C. obsoletus类群）。

研究结果

感染建立与病毒血症动力学：所有四头犊牛均成功感染，即使其中一头犊牛仅受到极少量（1只完全饱血和2只部分饱血）感染库蠓的叮咬。BTV RNA在感染后2–3天即可在血液中检出，病毒血症峰值出现在6–10 dpi，平均约为8.98 log₁₀基因组拷贝/mL血液，且峰值水平与感染库蠓叮咬数量无直接关联。此后病毒RNA水平缓慢下降并维持在一个平台期直至56 dpi。

传染性病毒血症持续时间：从三头犊牛的血液中，直至56 dpi仍可分离到具有传染性的BTV-3，尽管在24 dpi之后，病毒分离的成功率降低，常需多次盲传才能成功。这揭示了牛只体内存在持续时间较长的传染性病毒血症。

临床症状与病理变化：所有感染犊牛均表现出轻微的BTV相关临床症状，包括口腔溃疡/糜烂、结膜炎、流涕和一过性体温升高，但未影响食欲。大体病理检查发现，肺充血是最常见的异常，其中一头犊牛出现了典型的蓝舌病病理特征，即舌、喉、会厌等部位的点状出血。总体而言，疾病严重程度低于此前欧洲田间报道的牛只病例。

抗体应答动力学：针对BTV VP7蛋白的抗体在平均10 dpi时转为阳性，其中IgM抗体首先出现，随后IgG抗体逐渐升高并持续至研究结束。保护性的BTV VP2中和抗体在平均14 dpi时可被检出，并在后续时间点达到较高滴度。

向库蠓媒介的传播：在病毒血症高峰期（6–8 dpi），吸食感染犊牛血的实验室和野外库蠓均可检测到BTV RNA，且部分个体（主要是蓝舌库蠓和C. obsoletus类群）发展出了被认为具备传播能力的感染（低C_q值或头部检出病毒RNA）。值得注意的是，在感染后期（42和55 dpi），仍有少数库蠓在吸食血餐后检测到BTV RNA，尽管这些感染的强度较低。统计分析显示，库蠓感染概率随犊牛血液中BTV基因组拷贝数的增加而显著升高。对英国C. obsoletus类群的媒介能力估计值较低（0.68%）。

讨论与结论

本研究表明，通过自然媒介叮咬途径感染的英国荷斯坦-弗里斯兰犊牛，其BTV-3感染主要表现为轻微临床症状，这与欧洲田间报道的某些严重病例形成对比，可能反映了毒株、宿主遗传背景或环境因素的差异。尽管临床症状轻微，但犊牛血液中存在长达数周的传染性病毒血症，并且能够将病毒传递给库蠓媒介，甚至在感染后期（55 dpi）仍有此现象。这证实了牛在BTV-3传播中可作为高效的、亚临床的储库宿主，其长时间的传染期可能对病毒的越冬和跨季节传播具有重要意义。虽然单个库蠓的感染率不高，但在自然界中，庞大的库蠓种群数量和高的叮咬率足以弥补这一不足，从而维持病毒的有效循环。研究结论强调，即使在病毒血症后期，牛只仍可能构成一定的传播风险，这对制定BTV-3的监测和防控策略（如限制疫区动物移动的时长）具有重要指导价值。