《Archives of Virology》:Lack of evidence for arthropod or vertical transmission of Hepacivirus bovis in a persistently infected dairy herd
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自2015年首次描述以来,牛肝炎病毒(Hepacivirus bovis, BovHepV)已在全球范围内被检测到,但其传播途径在很大程度上仍然未知。节肢动物传播或垂直传播是几种家畜病毒的常见途径,包括裂谷热病毒(Rift Valley fever virus
自2015年首次描述以来,牛肝炎病毒(Hepacivirus bovis, BovHepV)已在全球范围内被检测到,但其传播途径在很大程度上仍然未知。节肢动物传播或垂直传播是几种家畜病毒的常见途径,包括裂谷热病毒(Rift Valley fever virus)和蓝舌病病毒(bluetongue virus)。此外,Orthoflavivirus属(黄病毒科 Flaviviridae)的许多成员通过吸血节肢动物传播,这增加了同属于黄病毒科(Flaviviridae)的肝炎病毒(如BovHepV)可能共享类似传播途径的可能性。在这项研究中,研究人员检验了BovHepV可能的传播途径,包括蚊子、吸血蝇类、库蠓和螨类的参与。在一个已记录有BovHepV基因1型和2型循环的奶牛场上采集节肢动物,随后通过定量实时PCR(quantitative real-time PCR)检测这些节肢动物中是否存在BovHepV RNA。此外,研究人员检测了多种牛样本类型中是否存在BovHepV RNA。为了评估局部传播,分析了位于厩螫蝇和蚊子飞行范围内的邻近农场牛的血清样本。通过检测来自20头犊牛和20头青年小母牛的血清样本,评估了潜在的垂直传播。所有分析的样本均未检测出BovHepV RNA阳性。然而,在2022年和2023年节肢动物采集期后一个月,为牛疱疹病毒1型(bovine herpesvirus 1, BoHV-1)监测而收集的血样中检测到了BovHepV,证实了病毒在该农场的持续循环。在所调查的条件下,未发现支持通过节肢动物或垂直传播的证据。然而,不能排除罕见的传播事件或低流行率的媒介参与,这需要进一步的研究。
一、研究背景与目的
牛肝炎病毒(Hepacivirus bovis, BovHepV)自2015年在德国和加纳的牛群中被首次发现以来,已在全球六大洲的牛群中检测到。该病毒属于黄病毒科(Flaviviridae)肝炎病毒属(Hepacivirus),与人类丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)亲缘关系较近。虽然BovHepV具有嗜肝性,能在肝脏和淋巴结中检出高病毒载量,但目前尚未建立其感染与急性肝病之间的明确关联,受感染动物通常不表现临床症状或肝酶水平升高。
关于BovHepV的传播途径,目前仍知之甚少。已有研究者提出蜱虫传播、性传播或垂直传播以及疫苗接种过程中重复使用针头导致的医源性传播等可能性。由于黄病毒科的多个成员(如西尼罗病毒、黄热病病毒等)由吸血节肢动物(如蚊子和蜱虫)传播,而同科的瘟病毒属(Pestivirus)和佩吉病毒属(Pegivirus)可通过胎盘或直接接触传染性物质传播,因此有必要系统性地探究BovHepV是否也依赖类似的传播机制。本研究旨在通过对一个持续存在BovHepV基因1型和2型循环的德国奶牛场进行综合采样和分析,首次系统性地检验节肢动物传播和垂直传播在BovHepV传播中的作用。
二、关键技术方法概述
研究人员选择了一个位于德国下萨克森州的奶牛场作为研究对象。该农场约饲养500头牛,分为相距约2.5公里的两个场地(Site A和Site B),其中Site A是BovHepV持续传播的核心区域。研究人员采用多种方法采集样本:使用BG-Pro紫外光诱捕器和空中扫网在2022年5月至9月期间收集蚊子、库蠓(Culicoides)、黑蝇(Simuliidae)、厩螫蝇(Stomoxys calcitrans)和虻(Tabanidae)等节肢动物;对25头牛进行体表寄生虫检查并采集皮肤刮取物检测疥螨(Chorioptes);从7头高病毒载量的牛身上采集鼻、眼、口腔拭子、粪便、混合乳、血清和EDTA血样;对20头犊牛和20头青年小母牛进行血清学筛查;并从距阳性农场约550米的邻近育肥场获取75份血样用于评估局部扩散风险。研究人员开发了一种针对BovHepV高度保守的5‘-非翻译区(5’-UTR)的新型泛BovHepV RT-qPCR检测方法(panBovHepV-Mix11),对所有样本进行病毒RNA检测。
三、研究结果
不同样本类型的BovHepV RNA筛查
2020年12月,从7头病毒载量最高的牛采集的鼻、眼、口腔拭子、乳样和粪便样本经RT-qPCR检测均为BovHepV阴性,而从同一批动物采集的血清和EDTA血样则呈阳性。这表明病毒RNA仅在血液中存在,未在其他排泄物或分泌物中检出。
犊牛和青年小母牛血清样本筛查
对20头犊牛和20头青年小母牛的血清样本进行检测,所有样本均未检出BovHepV RNA。进一步的病原学分析确认,犊牛出现的呼吸道症状与牛呼吸道合胞体病毒(BRSV)和多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)感染有关,而非BovHepV。
邻近农场血清样本筛查
对邻近育肥场的75份血样进行检测,所有样本均未检出BovHepV RNA,表明在该研究的条件下,病毒未通过节肢动物向周边农场扩散。
节肢动物采集
在2022年5月至9月的采集期内,紫外光诱捕器共捕获库蠓9,428只、蚊子99只、黑蝇86只和厩螫蝇14只;空中扫网成功捕获厩螫蝇1,101只、库蠓6只和虻3只。对25头牛的体表检查未发现虱子,但所有牛均检出痒螨(Chorioptes)感染。
节肢动物样本的RT-qPCR筛查与牛群中的同步BovHepV检测
所有727份节肢动物样本经高灵敏度panBovHepV-Mix11检测均为阴性。与此同时,对2023年10月采集的246份牛血样进行分析,结果显示仍有83头牛检出BovHepV-1阳性,9头牛检出BovHepV-2阳性,感染率相比前两年有所上升。这表明在节肢动物采集期间,病毒仍在牛群中活跃循环。
四、讨论与结论
本研究的核心结论是:在所调查的条件下,未发现支持蚊子、吸血蝇类、库蠓或螨类等节肢动物在BovHepV传播中发挥重要作用的证据,也未观察到频繁的垂直传播。尽管不能完全排除罕见的媒介介导传播事件或低流行率的媒介感染,但基于高灵敏度的检测方法和较大的样本量,研究数据强烈表明这些节肢动物不太可能是该病毒的主要传播载体。对于邻近农场牛群的阴性检测结果,也进一步排除了在局部条件下存在频繁媒介传播的可能。
研究人员认为,血液相关的传播途径是最符合现有数据的生物学假说。这一推论基于以下几个关键观察:病毒RNA仅能在血液中检出,而在其他体液和排泄物中均未发现;与BovHepV同属的马肝炎病毒(Hepacivirus equi, EqHV)已通过实验证明可通过血浆输注成功传播;同科的其他病毒如蓝舌病病毒(BTV)也可通过共用针头实现机械传播。因此,医源性传播(如重复使用注射针头)以及可能涉及血液暴露的养殖管理操作(如修蹄)应被视为最可能的传播途径。此外,鉴于所有犊牛和青年小母牛的检测结果均为阴性,性传播(如通过污染的精液或胚胎移植设备)在该牛群中似乎也不太可能发生。
综上所述,这项研究首次系统地排除了节肢动物和垂直传播作为BovHepV主要传播途径的可能性,转而支持血液相关传播为最可能的机制。这一发现对制定有效的牛群疾病防控策略具有重要意义,提示应重点关注减少血液接触的管理措施,例如避免在常规操作中重复使用污染的针头和注射器。未来的研究需要通过纵向追踪母牛-犊牛配对、开展针头传播模拟实验以及扩大媒介监测范围等方式,进一步验证和拓展这些发现。