Иммунобиологические и патогенетические особенности вирусной диареи крупного рогатого скота

О.В. Сергеев НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН, Москва

Вирусная диарея (ВД) - высоко контагиозная болезнь, протекающая субклинически, умеренно и остро, с воспалением слизистых оболочек пищеварительного тракта и дыхательных путей. ВД впервые обнаружена и описана в США в середине прошлого века у животных с признаками острой, иногда летальной, диареи и изъязвлением слизистой пищеварительного тракта [25].

В конце прошлого века в Северной Америке и Великобритании были описаны острые вспышки болезни с признаками поражения слизистых оболочек пищеварительного и респираторного трактов среди молочного и мясного скота всех возрастов. У молодых животных развивалась респираторная болезнь и диарея, у взрослых - поражения слизистой ротовой полости и аборты. Смертность наблюдалась, в основном, среди молодняка, и достигала 25-50% [12].

ВД широко распространена в мире и является одной из наиболее сложных проблем инфекционной патологии промышленного скотоводства, причиняющей серьёзный ущерб воспроизводству. Во многих высоко развитых странах заболевание носит эндемичный характер, а серопозитивность взрослого скота достигает 60-80% [23]. Исследование сыворотки крови 1695 животных в 29 штатах США выявило серопозитивность у 57% животных [6]. Во многих странах серопозитивность взрослого скота достигает 50-90% [7, 22]. ВД также широко распространена в Российской Федерации. Так, по данным А.Е. Верховской [1], 90,9% обследованных животных в 15 регионах РФ являются серопозитивными.

Форма инфекционного процесса	Биотип вируса диареи			Наличие антител	Клинические признаки	Исход болезни
	НЦП	ЦП
Вирусная диарея*	+	+		+	Лихорадка, диарея, поражение респираторных органов, аборты, аномалии постанального развития	Высокая заболеваемость, низкая смертность, рождение персистентно инфицированных телят
Болезнь слизистых ** (БС)	+	+		+	Лихорадка, эрозии на слизистых оболочках, диарея	Низкая заболеваемость, высокая смертность
Персистентная инфекция***	+	-		-	Могут развиваться признаки ВД-БС; у телят отставания в росте, вторичные инфекции	Гибель, реже выздоровление
Тромбоцитопения****	+	-		+	Геморрагический синдром	Гибель или выздоровление
*- болезнь вызывает один из биотипов вируса диареи – чаще НЦП биотип; **- НЦП и ЦП биотипы действуют совместно в организме персистентно инфицированных животных; ***- следствие внутриутробного инфицирования; ****- болезнь вызывает вирулентный НЦП биотип.

В зависимости от возраста и физиологического состояния животных различают три формы течения болезни: инфекция в постнатальный период; инфекция у стельных коров; персис-тентная инфекция (ПИ) и болезнь слизистых, в основном, у телят. Инфицирование в период стельности сопровождается высоким уровнем абортов, рассасыванием, мумификацией и гибелью плодов, рождением слабых, отстающих в развитии телят [4, 7, 18, 21]. ВД в стадах молочных хозяйствах, обычно, приводит к нарушению репродуктивных функций, снижению продуктивности и заболеванию телят. Желудочно-кишечные и респираторные заболевания молодняка приобретают стационарный характер [18].

Вирус обладает выраженным иммунодепрессивным действием, оказывая неблагоприятное влияние на плодоношение и развитие телят в постанатальный период, способствуя развитию секундарных инфекций [2,3]. В откормочных хозяйствах (фермах) также регистрируют потери поголовья и снижение темпов роста, связанные, в основном, с иммуносуп-рессией [10]. Экономические потери от ВД в США на 1 корову в год составляют от 24 до 200 долларов. Кроме того, к неучтённым потерям относят сокращение генофонда и срока жизни животных [3].

Различают несколько форм течения болезни: острую или собственно вирусную диарею, болезнь слизистых, персистент-ную инфекцию и тромбоцитопению.

Острая форма ВД является результатом первичного инфицирования восприимчивых животных и характеризуется поражениями желудочно-кишечного тракта и респираторных органов, абортами. Клинические признаки заболевания наблюдают преимущественно у животных в возрасте 4-24 месяцев, что связано с присутствием колостральных антител у животных более раннего возраста. У животных старше двух лет болезнь протекает, как правило, субклинически и часто остаётся незамеченной. Наиболее неблагоприятный исход связан с трансплацентарным инфицированием потомства.

Вирус обладает выраженным тропизмом к быстро размножающимся клеткам, особенно к клеткам плода. Трансплацентарное инфицирование плодов в практических условиях происходит достаточно часто. Считается, что у неиммунных стельных коров трансплацентарное инфицирование плодов происходит независимо от стадии стельности с вероятностью 100% [14]. Вирус разных генотипов и соответствующие нейтрализующие антитела обнаружены в сыворотке эмбрионов инфицированных коров [9]. Исход трансплацентарного заражения зависит от иммунологической зрелости плода (125 дней) и вирулентности вируса. Заражение в ранний период стельности приводит к гибели и рассасыванию плода. Заражение на 80-м -125-м дне стельности ведёт к гибели плодов или рождению телят с низкой массой тела или с дефектами развития. Такие телята являются иммунотолерантными, пожизненными носителями и выделителями вируса, предрасположенными к развитию болезни слизистых [7, 16, 23, 24]. Плоды, заражённые после 125 дней стельности, обычно выживают, образуют вируснейтрализующие антитела и освобождаются от вируса [11].

Персистентно инфицированные телята часто рождаются слабыми, отстают в росте и поражаются вторичными пневмониями. Количество ПИ телят может достичь 50%, у которых могут развиться различные клинические признаки болезни слизистых: лихорадка, про-фузная диарея, ринит, эрозивный или язвенный стоматит, истощение и гибель в течение нескольких недель [14, 20]. Постнатальное инфицирование вирусом диареи не приводит к развитию пер-систентной инфекции, у животных наблюдаются клинические признаки и иммунный ответ [15]. ВД легко передаётся от животного к животному, от стада к стаду прямым или непрямым путём, особенно при остром течении и наличии персистентно инфицированных телят, выделяющих вирулентный вирус.

Многообразие клинических форм проявления ВД породили предположения о возможном существовании различных разновидностей возбудителя. Ранние исследования, проведённые в США, выявили существование двух иммунологически различных типов вируса, переболевание которыми не создавало выраженной гетерологичной защиты. Случаи повторных заболеваний, через 4-5 месяцев после реконвалесценции ,свидетельствовали о кратковременности постинфекционного иммунитета или о повторном заражении другим антигенным вариантом вируса ВД, защита против которого, в этот период, была недостаточной [6]. Молекулярно-генетические исследования подтвердили ранние наблюдения и расширили существовавшие представления по этиологии, патогенезу и эпизоотологии ВД, а также способствовало усовершенствованию методов лабораторной диагностики и средств специфической профилактики. Главной особенностью вируса диареи является генотипическое и фенотипическое разнообразие, лежащее в основе полиморфизма клинического проявления болезни и изменения вирулентности и антигенности вируса.

Различают два биотипа вируса: цитопатогенный (ЦП) и нецитопатогенный (НЦП). Каждый биотип вируса существует в виде двух генотипов: 1 и 2 [27, 28], которые различаются между собой генетически и иммунологически [2,3,4,5]. В природе встречаются оба биотипа вируса, относящиеся к первому или второму генотипам.

Генетический анализ различных изолятов вируса диареи выявил тенденцию биотипов и генотипов к мутациям и рекомбинациям, в результате которых происходят внезапные изменения биологических и антигенных свойств [4, 15, 16]. Биотипы классифицируют по их способности вызывать цитопа-тический эффект в культуре клеток, а не по вирулентности для животных. Серологически оба биотипа (ЦП и НЦП) идентичны. Однако в клетках, инфицированных ЦП биотипом синтезируется один дополнительный белок р80, не выявляющийся в клетках, инфицированных НЦП биотипом вируса. Протеин р80 представляет собой небольшую часть крупного неструктурного белка р125, который образуется в клетках, инфицированных любым биотипом вируса. Известно, что оба белка являются вирусными протеазами. Возможно, что р80 в отличие от р125 разрушает важные клеточные белки, вызывая цитопатоген-ное действие [15, 18]. Изменения, приводящие к образованию р80, ответственного за цитопатогенность, обнаружены в геноме ЦП биотипа. Высказано предположение о возможной роли рекомбинации вирусной и клеточной РНК в превращении НЦП биотипа в ЦП биотип. На вероятность превращения НЦП биотипа в ЦП биотип указывает также то, что ЦП вирусы выделяют только в ассоциации с НЦП биотипом [15, 18]. НЦП биотип имеет более широкое распространение, является главной причиной абортов, вызывает персистентную инфекцию и ответственен за поддержание вируса в природе [15]. Хотя болезнь вызывают оба генотипа, но острое и тяжёлое течение вызывает только НЦП вирус типа 2. Выявлено наличие 11 и более субгенотипов вируса [3,5], роль которых в патологии ВД пока не выяснена [3].

Болезнь слизистых с летальным исходом наблюдают, как правило, в возрасте от 6 месяцев до 2-х лет, когда животные, латентно инфицированные НЦП вирусом, суперинфицируются гомологичным ЦП биотипом вируса [15]. Однако ВД с высокой летальностью может быть вызвана НЦП вирусом 2-го генотипа без участия ЦП вируса. Течение болезни может быть острым от 2-х дней до 3-х недель или хроническим, когда животные доживают до 18-месячного возраста [15, 23]. Регистрируют лихорадку, исхудание, обширные эрозии на слизистых оболочках и профузный понос, приводящие к прогрессирующему истощению и гибели [2,3]. Экспериментально болезнь слизистых была воспроизведена у персистентно инфицированного животного путём суперинфицирования ЦП вирусом [8, 17]. В большинстве случаев, при болезни слизистых, спонтанное суперинфицирование ЦП вирусом происходит в результате мутации персис-тирующего в стаде НЦП вируса [2].

Вирулентные НЦП штаммы вируса, вызывающие развитие тромбоцитопении и геморрагической болезни телят, также могут вызывать лихорадку, тяжёлую диарею, геморрагические поражения слизистых и гибель взрослых животных в течение двух недель. Экспериментальное заражение телят НЦП вирусом приводило к развитию тяжёлой тромбоцитопении, геморрагиям, и в ряде случаев к гибели. Тромбоцитопения является результатом прямого разрушающего действия вируса на тромбоциты, а не снижения их продукции в костном мозге. У телят, с титром ВНА в сыворотке крови 1/32 и выше, тромбоцитопе-ния практически не развивалась [13, 18].

Вирус сохраняется в природе, в основном, благодаря наличию персистентно инфицированных (ПИ) животных, которые заражаются НЦП вирусом внутриутробно в течение первых 125 дней стельности. ПИ телята часто рождаются и вырастают внешне здоровыми, однако в их организме вирус продолжает размножаться и постоянно, практически пожизненно, выделяется во внешнюю среду [7, 15,23].

Вирус диареи вызывает атрофию ворсинчатого эпителия двенадцатиперстной кишки, в результате чего развивается энтерит у телят в постнатальном периоде, который может отягощать ротавирусную инфекцию при смешанной инфекции [18]. Поражая лейкоциты и лимфоциты, вирус вызывает иммуносуп-рессию у телят и, тем самым, способствует развитию хронических секундарных инфекций, чаще всего атипичных пневмоний. Вирус может распространяться по всему организму, включая головной мозг, селезёнку, почки, лёгкие и некоторые части кишечника [22]. НЦП биотип вируса диареи инфицирует нейроны коры головного мозга, клетки гипофиза и поджелудочной железы. ЦП биотип вируса чаще выделяют из клеток ретрофарингиальных, мезентериальных, сычужных лимфоузлов, тимуса и Пейеровых бляшек [29]. У взрослых быков вирус может размножаться в клетках тестикулов, персистировать в течение длительного времени (до 2-х лет) и выделяться со спермой [22].

Лабораторная диагностика ВД основывается на использовании различных методов: выделение вируса в культуре клеток с последующей идентификацией (РН, ИФА), обнаружении вирусного генома (ПЦР). Наиболее широко используют методы выявления специфических антител (РН, ИФА) в сыворотке крови и молоке. Без периодического серологического контроля существует вероятность не заметить наличие субклинической инфекции и не предотвратить дальнейшего распространения болезни [2,3].

В неблагополучных хозяйствах, меры предупреждения распространения ВД основываются на выявлении и удалении из стада ПИ животных и усилении иммунитета путём вакцинации. Выявление ПИ животных основывается на клинических признаках и, главным образом, на исследовании образцов крови или молока методом ПЦР [26].

Наличие ПИ носителей вируса среди лактирующих коров, выявляют путём исследования соматических клеток в пробах сборного молока. У молодняка исследуют сыворотку крови или кожный выщип уха, полученный при нумерации. Обычно, для этих целей используют 3 лабораторных метода исследований: выделение вируса в культуре клеток; иммуногистохимический метод и ПЦР [3]. Выявление и удаление из стада ПИ животных является весьма эффективной мерой ликвидации болезни в хозяйстве [15]. Риск инфицирования в откормочных хозяйствах может быть снижен уменьшением плотности популяции животных, а в молочных стадах - разделением животных по возрастным группам [20]. Принято считать, что вакцинация не всегда обеспечивает полноценную защиту от заражения (особенно трансплацентарного), однако вакцинированные животные менее подвержены проявлению острых форм течения ВД и развитию вторичных инфекций.

Защита хозяйств от ВД сводится, прежде всего, к недопущению инфицирования поголовья различными путями. Наиболее опасным путём является ввод в стадо латентно инфицированных животных или использование инфицированной спермы при искусственном осеменении. В США и Канаде, вследствие широкого распространения ВД (уровень серопозитивности) и высокой степени плотности популяций скота, вакцинацию используют как составную часть программы борьбы с ВД.

Меры борьбы с ВД в неблагополучных хозяйствах сводятся к усилению иммунитета, предотвращению риска инфицирования животных (особенно стельных коров) и удалению из стада ПИ носителей вируса [20]. Животные до 6-месячного возраста, перенесшие иммуносупрессию, вследствие острой инфекции становятся очень чувствительными к развитию респираторных болезней. Ситуация значительно осложняется, если они подвергаются воздействию неблагоприятных факторов.

При достаточно тесном контакте практически все животные подвергаются заражению, могут проявлять клинические признаки и популяция чувствительных животных становится частично защищённой. В таких условиях новые случаи заболевания и персистентное инфицирование не происходят и вирус исчезает из стада. Прочный стадный иммунитет при ВД встречается редко потому, что индивидуальный иммунитет является относительным. Более того, стадный иммунитет является преходящим потому, что количество частично иммунных животных в дальнейшем постепенно замещается чувствительными животными. В молочном скотоводстве, где ежегодно обновляется 25% стада, для восстановления полностью чувствительной популяции требуется около 4-х лет. Быстрое удаление частично защищённых животных сокращает это время, а реинфекция или вакцинация продлевают его. Инфицирование отдельных животных может иметь различные последствия и зависит от иммунного статуса животного, вирулентности, дозы вируса, пути заражения, а также от условий кормления и содержания [19].

Специфический иммунитет играет важную роль в борьбе с ВД. Ликвидация ВД без вакцинопрофилактики труднодостижима или невозможна из-за широкой инфицированности, длительного латентного носительства и выделения вируса, высокой численности и плотности поголовья в хозяйстве. Активная иммунизация защищает животных от клинического проявления болезни, но не может защитить от инфицирования и в случае беременности, иногда, может произойти заражение плода с нежелательными последствиями.

Ранее не инфицированные и не вакцинированные серонегативные животные, через 8-10 дней после первичного заражения, образуют сывороточные антитела, титр которых зависит от вирулентности вируса [18]. Антитела, хотя и не защищают от инфицирования, но предупреждают появление выраженных клинических признаков, вызываемых гомологичными или антигенно-родственными штаммами вируса ВД. Гуморальные антитела, приобретённые активно или пассивно, обеспечивают различную степень защиты от болезни. Они являются главным фактором, ограничивающим распространение вируса в стаде. Время исчезновения колостральных антител варьирует от телёнка к телёнку и зависит от начального уровня антител в молозиве и количества потреблённого молозива. У большинства телят, колостральные антитела исчезают к 6-ти месячному возрасту [3]. Животные с низким уровнем антител (особенно колостральных) могут быть инфицированы и активно продуцировать антитела. Низкий уровень антител может быть повышен, также, вакцинацией. Высокий уровень сывороточных антител указывает на выраженную защиту.

Неспособность образования антител может быть связана с приобретённой in utero иммунотолерантностью, либо с иммуносупрессией в результате острого течения болезни. Вак-цинопрофилактика играет важную роль в снижении потерь от ВД. Вакцинация должна защитить от виремии и распространения вируса, предотвратить заражение клеток-мишеней репродуктивной и лимфатической систем, с целью недопущения инфицирования плода и развития иммуносупрессии. С установлением антигенной вариабельности вируса живые и ина-ктивированные вакцины начали готовить из двух генотипов вируса [3, 6]. В США насчитывается более 180 лицензированных вакцин против ВД [3]. В РФ зарегистрировано около 10 вакцин, направленных на защиту от ВД [2].

Применение живых вакцин считается наиболее перспективным, однако опасность таких вакцин связывают с потенциальной абортогенностью многих из них. Вакцины из нескольких штаммов, в т.ч. вирулентных нецитопатогенных, обеспечивают более надёжную иммунологическую защиту [15, 16]. С целью безопасности и эффективности применения живых вакцин рекомендуется всё маточное поголовье вакцинировать не менее чем за 2-3 недели до осеменения для защиты плода от заражения, особенно в течение первой трети стельности [7]. Кроме того, для предотвращения инфицирования и реинфици-рования животных, рекомендуется вакцинировать всё стадо с использованием живых и инактивированных вакцин, по оптимальным схемам их применения. Необходимо также помнить, что высокий уровень антител может нейтрализовать действие живой вакцины. Чтобы избежать интерференции с колостраль-ными антителами живую вакцину следует применять с 6-ти месячного возраста, хотя, вакцинация в более ранний период может быть эффективной у серонегативных телят, а также у телят с небольшим титром антител. Вакцинация в более ранний период требует ревакцинации. Напряжённость и продолжительность иммунитета зависит от частоты естественного инфицирования вакцинированных животных. Применение живой вакцины связано с возможным развитием болезни слизистых после вакцинации. Это состояние напоминает острое течение ВД или болезнь слизистых, проявляющиеся в течение недели после вакцинации, и является часто реакцией на вакцину. Так называемое поствакцинальное заболевание, вероятно, связано с инфицированием вакцинированных животных или является результатом "суперинфицирования" латентно инфицированных животных живой вакциной. Животных, находящихся на откорме, можно прививать живой вакциной после 6-ти месяцев. Инактивированные вакцины безопасны, но их необходимо применять первично дважды и ревакцинировать, по крайней мере, ежегодно.

В ЗАО НПО "НАРВАК" (г. Москва) разработан и производится ряд вакцинных препаратов, предназначенных для специфической профилактики вирусной диареи крупного рогатого скота. Так, вакцины серии "Комбовак", содержащие инакти-вированный вирус диареи, безопасны и рекомендуются для иммунизации стельных коров и нетелей, а также телят с 30-ти дневного возраста.

В некоторых странах Европы вакцинация против ВД запрещена, а программа по оздоровлению основана на выявлении и уничтожении всех инфицированных животных. Во многих европейских странах разрешено использовать только инактивированные вакцины, хотя они не обеспечивают полную защиту от виремии, и сохраняется необходимость выявления и удаления инфицированных животных. Живые вакцины лучше защищают от виремии [3].

Живые вакцины из аттенуированных ЦП штаммов получили широкое применение в ряде стран. Например, во Франции успешно применяется живая вакцина Mucosiffa для иммунизации скота различного возраста, в том числе, стельных коров. В ФРГ живую вакцину применяют для иммунизации скота в неблагополучных хозяйствах. В России живую вакцину ВК-181 N°28 успешно применяют в неблагополучных хозяйствах более 20-ти лет. По эффективности она не уступает французской вакцине Mucosiffa [5]. В последнее время в России применяют комбинированную живую вакцину "Таурус-В" (вакцина ИВП) против инфекционного ринотрахеита, вирусной диареи и парагриппа-3, разработанную ЗАО НПО НАРВАК совместно с EVL лабора-торией (Нидерланды). Эту вакцину применяют для иммунизации животных разного возраста, в том числе коров за 6 недель до осеменения. Аналогичные ограничения существуют при использовании живой вакцины Бови-Шилд-Голд (Ин-тервет).

Анализ данных по специфической профилактике ВД показывает, что успех вакцинации зависит не только от качества вакцин, но и от схемы их применения.

Список литературы

1. Верховская А.Е. // Диссертация на соискание степени канд. вет. наук. - Владимир, 2008.
2. Верховская А.Е., Сергеев В.А., Алипер Т.И. // Ветеринария, 2009, N°1, 14.
3. Глотов А.Г. // Ветеринария, 2008, N° 6, 55.
4. Жидков С.А. и др. // Вестник. РАСХН, 1995, N° 3, 50.
5. Жидков С.А. // Вет. жизнь, 2009, N°11.
6. Сергеев В.А. Вирусные болезни с/х животных. - М., Колос, 1965, 275 с.
7. Сергеев В.А., Непоклонов Е.А. Вирусы и вирусные вакцины. - М., 2007, 524 с.
8. Bolin S.R. et al. // Am. J. Vet. Res., 1985, 46, 573.
9. Bolin S.R., Radpath J.F. // J. Diag. Invest., 1998, 10, 135.
10. Brodersen B.W., Kelling C.L. // Amer. J. Vet. Res., 1998,59,1423.
11. Brownlie G. // Vet. Microbiol., 1990, 23, 371.
12. Carman S. // J. Vet. Diagn. Invest., 1998, 10, 140.
13. Corapi W.V. et al. // J. Am. Vet. Med. Assoc., 1990, 196, 590.
14. Deregt D., Loewen K.G. // Canad. Vet. J., 1995, 36 (6).
15. Deregt D., Loewen K.G. // Canad. Vet. J., 1995, 36, 371.
16. Fulton R.W. et. al. // Canad. J. Vet. Res., 2006, 70, 121.
17. Goens D. // Canad. Vet. J., 2002, 43, 12.
18. Gollan A. et al. // Arch. Vet. Med., 2006, 38, 167.
19. Kelling C.L. // Amer. J. Vet. Res., 2002, 63,10.
20. Kelling C.L. // The Bovine Practitioner, 2000, 34, 1.
21. Kovacs F. et al. // Vet. Microbiol., 2003, 96, 117.
22. Linberg A. // Vet. Quarterly, 2003, 5, 1.
23. McClurkin A.W. et al. // J. Comp. Med., 1984, 48, 156.
24. Murphy F.A. et. al. - Vet. Virol., San Diego, Acad. Press, 1999, 563.
25. Olafson P., MacCallum A.D., Fox F.H. // Cornell Vet., 1946, 36, 205.
26. Renshaw R., Ray R., Dubovi E. // J. Diagn. Invest, 2000, 12, 184.
27. Ridpath J..F. et al. // Virus Res., 2006, 118.
28. Ridpath J..F., Bolin S.R., Dubovi E.J. // Virology, 1994, 205.
29. Spagnuolo-Weaver M. et al. // J. Vet. Diagn. Invest, 1997, 9, 287.

Резюме. В статье представлены современные данные о вирусной диарее крупного рогатого скота (ВД КРС), заболевании вирусной этиологии, приводящем к серьёзным экономическим потерям. Обсуждаются механизмы патогенеза и иммунитета при заболевании, а также эффективность профилактических мер и вакцинации против ВД инфекции.

Ключевые слова: вирусная диарея КРС, цитопатогенные(ЦП) и нецитопатогенные (НЦП) штаммы, живые вакцины, инактивированные вакцины

Summary.

The immunobiological and pathogenetic peculiarities of bovine viral diarrhea.

The paper presents the currently available data on bovine viral diarrhea (BVD), a disease of viral etiology that results in heavy economic losses. The paper discusses the mechanisms of pathogenesis and immunity in infected animals and also the efficiency of control measures and vaccination against BVD infection.

Keywords: bovine viral diarrhea, cytopathogenic (CP) and non-cytopathogenic (NCP) strains, live vaccines, inactivated vaccines

Автор, ответственный за переписку с редакцией: Сергеев Олег Владимирович, магистр, кандидат наук, старший научный сотрудник НИИ вирусологии им.Д.И.Ивановского, 123098, Москва, ул. Гамалеи, 16

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей