CC BY
114
ЛЕКЦИИ
УДК 619: 616.98: 578
Генетическая характеристика возбудителя, эпизоотология и специфическая профилактика чумы мелких жвачных
А.М. Аноятбекова, аспирант, К. А. Диас Хименес, С. В. Алексеенкова, кандидат биологических наук, К. П. Юров,
доктор ветеринарных наук
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени Я.Р. Коваленко» Федерального агентства по научным организациям Российской Федерации (ФГБНУ ВИЭВ) (Москва).
Чума мелких жвачных — высоко контагиозная болезнь, вследствие широкого распространения является одной из основных проблем во многих странах Азии и Африки. В данной статье представлены обзорные данные о генетических свойствах вируса и эпизоотическая обстановка по чуме мелких жвачных.
Ключевые слова: антитела, вирус, козы, крупный рогатый скот, овцы, РНК, филогенетический анализ, штамм Сокращения: ВЧМЖ — вирус чумы мелких жвачных, КРС — крупный рогатый скот, МРС — мелкий рогатый скот, МЭБ — Международное эпизоотическое бюро, РНК — рибонуклеиновая кислота, ЧМЖ — чума мелких жвачных, ЭПР — эндоплазматический ретику-лум, FAO — Food and Agriculture Organization of the United Nations (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), GREP — Global Rinderpest Eradication Programme (Глобальная программа по борьбе с чумой крупного рогатого скота), TCID — Tissue Culture Infective Dose (тканевая инфекционная доза)
Введение
Чума мелких жвачных — высоко контагиозное вирусное заболевание дикого и домашнего мелкого скота, характеризующееся конъюнктивитом, стоматитом, диареей и пневмонией [8].
Домашний МРС имеет большое значение в жизни миллионов сельских жителей во многих частях мира. Широкое распространение этой болезни является основной проблемой во многих странах Азии и Африки [9, 11]. В прошлом десятилетии FAO выделил ЧМЖ как одну из основных болезней, причиняющих большой экономический ущерб животноводству [7, 11]. В 2008 г. правительство Кении потратило более трети своего бюджета на вакцинацию домашнего скота в борьбе со вспышкой данной инфекции.
Эпизоотологическими исследованиями на неблагополучных территориях обнаруживают случаи заражения ВЧМЖ других видов животных: коров, буйволов, верблюдов, азиатских львов и диких копытных, что указывает на способность вируса сохраняться в широком диапазоне агро-экоклиматической зоны [5]. В Индии уровень смертности животных, инфицированных ВЧМЖ, достигает 96 %. В Сомали и Эфиопии выявлены случаи эпизоотической болезни в популяции дромадеров [9].
На территории России болезнь пока не регистрируется.
Историческая справка
ЧМЖ впервые была зарегистрирована в 1942 г. Гаргаден-ником и Лаланной в Западной Африке в Кот-д'Ивуар. Они определили у мелких жвачных болезнь, подобную
чуме КРС (rinderpest), но отличавшуюся от нее и не передающуюся КРС. В 1956 г. Mornet и его коллеги доказали, что ВЧМЖ и вирус чумы КРС имеют близкое антигенное родство. В 1979 г. ВЧМЖ был отнесен к роду Morbillivirus семейству Paramyxoviridae, к порядку Mononegavirales. Впервые ВЧМЖ удалось культивировать in vitro в клетках овцы в 1962 г. В 1967 г. ВЧМЖ был впервые изучен под электронным микроскопом [9].
Клинические признаки ЧМЖ
Инкубационный период ЧМЖ составляет 2...7 дней. Болезнь характеризуется лихорадкой, конъюнктивитом, носовыми истечениями, диареей, лейкопенией, одышкой, отслоением эпителия слизистых носовой и ротовой полостей. Носовые и ротовые выделения становятся гнилостными и издают зловонный запах [9]. Суягные овцы могут абортировать. Патогенез абортов изучен недостаточно [7]. Сообщается о роли ко-инфекции ВЧМЖ и пес-тивирусов в этиологии выкидыша [4, 7]. Смерть наступает спустя 4.6 дней после начала лихорадки. В большинстве случаев фатальной инфекции причина смерти — вирусная бронхопневмония или тяжелое обезвоживание, вызванное вирусной диареей. Тесный контакт между животными является основным условием передачи инфекции ВЧМЖ [9].
Некоторые исследования показали, что козы более восприимчивы, чем овцы, и у них образуется больше антител к вирусу [9]. Однако имеются похожие сообщения о вспышках болезни в популяции овец и коз [6]. Причина этой вариабельности не изучена. Отдельные штаммы ВЧМЖ имеют различную вирулентность при экспериментальной инфекции коз, и у коз разных пород симптомы болезни различаются при заражении одним и тем же вирусом [6]. Также отмечено бессимптомное течение болезни у различных видов животных [6]. Однако механизм персистенции вируса остается непонятным.
КРС инфицируется возбудителем, но зараженные животные не передают вирус другому хозяину, хотя при этом наблюдают сероконверсию к белку Н ВЧМЖ [9]. Антитела против ВЧМЖ у КРС могут обеспечить перекрестную защиту против вируса чумы КРС [9]. Заболевание наблюдается в течение всего года, однако возможны сезонные вспышки болезни. У овец и коз болезнь может ос-
Генетическая характеристика возбудителя, эпизоотология и специфическая профилактика чумы мелких жвачных
ложняться вторичной инфекцией: Pasteurella spp., Escherichia coli и Mycoplasma spp. [9].
Диагноз на ЧМЖ подтверждается на основании лабораторных исследований, так как болезнь имеет сходные симптомы с другими инфекционными заболеваниями [2, 5, 8]. ЧМЖ следует дифференцировать от оспы овец, блютанга, контагиозного пустулезного дерматита, ящура, контагиозной плевропневмонии коз, пестивирусной инфекции [4, 5, 9]. Для лабораторной диагностики ЧМЖ используют метод флуоресцирующих антител, реакцию нейтрализации, реакцию связывания комплемента, реакцию диффузионной преципитации, иммуноферментный анализ, полимеразную цепную реакцию и др. [1...3].
Структура вириона
Вирион ВЧМЖ плеоморфной формы, покрыт оболочкой, размер от 150 до 700 Нм [10].
Геном ВЧМЖ представлен односпиральной линейной РНК с негативной полярностью, содержит 15948 нук-леотидов и шесть белков: нуклеокапсид (N), фосфопро-теин (P), матричный белок (М), гемагглютинин (Н) и по-лимеразу (L) в последовательности 3'- N-P-M-F-H-L-5', и два не структурных белка C и V. Naveen Kumar и соавт. описали подробную характеристику генома ВЧМЖ [9].
Белок N. Как и другие односпиральные РНК, геном ВЧМЖ инкапсулирован белком N в комплексе рибо-нуклеопротеинов. Молекулярная масса N протеина составляет около 58 кДа [10]. N является главным белком вирусов рода Morbillivirus. Экспрессия белка N в клетках бактерий, млекопитающих и насекомых приводит к формированию нуклеокапсидо-подобных соединений, которые могут быть обнаружены и в цитоплазме, и в ядре эу-кариотических клеток, инфицированных вирусом [9].
Белок P. Фосфопротеин также является компонентом РНК и действует как кофактор для РНК-зависимой РНК полимеразы. Среди вирусов рода Morbillivirus белок Р считается менее устойчивым [10]. Белок Р в большой степени фосфорилирует в серине и остатках треонина и взаимодействует и с L и с N белками [9].
Белок М. Этот матричный белок, молекулярной массой приблизительно 38 кДа, служит связью между белком N и поверхностными гликопротеинами (H и F). Белок М является наиболее стабильным белком вирусов рода Morbillivirus с идентичностью аминокислот до 91 % [9].
Белок F. Белки F и H играют важную роль на начальных этапах репликации вируса. Вирус прикрепляется к мембране хозяина через белок Н, затем через белок F вирусные и клеточные мембраны сливаются. Этот процесс обеспечивает доставку вирусного нуклеокапсида в цитоплазму клетки. Предположительная молекулярная масса белка F составляет 59137 кДа. В отличие от других морбиливи-русов, которые требуют и F и белков H/HN для слияния, для ВЧМЖ необходим только белок F [9]. Белок F вирусов рода Morbillivirus синтезируется на рибосомах ЭПР [9].
Гемагглютинин. В отличие от других морбиливирусов белок Н ВЧМЖ имеет и гемагглютинин и нейраминидазу, поэтому его также обозначают как гемагглютинин-нейра-минидазу (HN). Белок HN отвечает за прикрепление вируса клетки хозяина и расщепление сиалового кислотного остатка на углеводный фрагмент и гликопротеин хозяина [9].
Белок L. Его молекулярная масса составляет приблизительно 247,3 кДа; это самый большой вирусный белок, который присутствует в наименьшем количестве в инфицированных клетках. Белок L из всех парамиксо-
рвж • схж
вирусов и нескольких других односпиральных РНК-вирусов содержит три сохраненные области, которые выполняют различные функции [9].
Недавнее исследование чумы КРС (rinderpest) и ЧМЖ показало, что существует только один серотип вируса чумы КРС и один серотип ВЧМЖ. Геномным секвениро-ванием штаммов определены три филогенетические группы вируса КРС и 4 группы ВЧМЖ: 1, 2, 3 и 4 [7]. Штаммы 1-й и 2-й групп обнаружены в Западной и Центральной Африке, а 3-й группы идентифицированы в Восточной Африке и на Аравийском полуострове. Интересно, что вирус, отнесенный к 4-й группе, который считается изоля-том Азиатского происхождения, широко распространен от Юго-Восточной Азии до Ближнего Востока и Северной Африки. Вирус не только быстро распространяется, но также постепенно вытесняет штаммы 3-й группы [11].
Эпизоотологические данные
Ashley C. Banyard с соавт. подробно описывает распространение ВЧМЖ в Африке и Азии.
Западная Африка. ВЧМЖ впервые был обнаружен в Западной Африке в 1942 г. Этот регион включает в себя 16 стран, занимающих площадь в 5 млн км2, и в большинстве из них были зарегистрированы вспышки ВЧМЖ. За последние годы Региональные референтные лаборатории подтвердили наличие антител к ВЧМЖ в образцах из Буркина-Фасо (2008), Ганы (2010), Нигерии (2007) и Сенегала (2010). Также описаны случаи заражение верблюдов в Нигерии [6].
Восточная Африка. Антитела к ВЧМЖ были обнаружены в Кении (1999, 2009) и Уганде (2005, 2007). С помощью молекулярной диагностики обнаруженные вирусы были отнесены к 3-й филогенетической группе изолятов, выделенных в Судане (2000), Уганде (2007), и последний раз в Танзании (2008, 2010). Изолят 4-й филогенетической группы обнаружен в Судане в 2000, 2004, 2008 и 2009 гг. [6].
В 2006 г. в районе Теркена в Кении был обнаружен ВЧМЖ. Смертность в зависимости от возраста МРС достигала следующих уровней: до 100 % у новорожденных, 40 % у молодых животных и 10 % у взрослых [6].
Центральная Африка. Включает в себя такие основные регионы Африканского континента, как Центрально-Африканская Республика, Ангола, Камерун, Чад, Габон, Демократическая Республика Конго и Руанда. ВЧМЖ обнаружили в 1999, 2005 и 2006 гг. в Центрально Африканской Республике, в 2006 г. — в Конго, в 1999 и 2006 гг. — в Чаде, в 2009 г. — в Камеруне и в 2007 г. — в Габоне [6].
Северная Африка. Географически Северная Африка включает в себя семь стран или территорий: Алжир, Египет, Ливию, Марокко, Судан, Тунис и Западную Сахару. Хронологически ВЧМЖ была обнаружена в 1987 и 1990 гг. в Египте [7]. В 2006 г. в провинции Асуане установлено заражение коз, причем у некоторых животных болезнь протекала бессимптомно, в то время как у других развивалось тяжелая клиническая форма [6].
Серологические исследования позволили обнаружить ВЧМЖ во всех странах Азии.
Аравийский полуостров и Ближний Восток. В 2000 г в Саудовской Аравии проведено исследование на ЧМЖ, исполнители пришли к заключению об отсутствии ВЧМЖ на территории страны. Однако к апрелю 2002 г. произошла вспышка ЧМЖ среди овец и коз с уровнем летальности до 100 %. Сообщается также о серопозитивнос-ти овец и коз в Северной Иордании и Ливане [6].
• № 4/2015 37
A.M. Аноятбекова, К.А. Диас Хименес, C.B. Алексеенкова,К.П. Юров
Пакистан и Индия. С 1991 r. ВЧМЖ регистрируют в Пакистане. В настоящее время в Пакистане идентифицирован только изолят 4-й филогенетической группы. В Индии ВЧМЖ впервые зарегистрирован в 1987 г. [6].
Иран, Ирак. В 2000 г в Ираке описана ЧМЖ. Циркуляция ВЧМЖ на территории Ирана наблюдается на протяжении многих лет, и в 1995 г. был обнаружен ВЧМЖ, который причинил огромный экономический ущерб стране. В 2009 г. в Иране проведено генетическое исследование выделенных штаммов возбудителя ВЧМЖ, которые были отнесены к 4-й филогенетической группе [6].
Центральная Азия. В середине 1990-х гг. в южных районах Таджикистана, граничащих с Афганистаном, наблюдали случаи массового заражения овец и коз с клиническими признаками, характерными для пастереллеза [1]. К концу 2003 г. болезнь периодически наблюдали почти во всех районах Таджикистана. В декабре 2004 г. пробы, собранные из всех районов Таджикистана, были отправлены в Референтную лабораторию МЭБ (CIRAD, Montpellier, France), в них был обнаружен ВЧМЖ [1]. Мурватул-лоев С.А. с соавт. подробно описывают распространенность ЧМЖ в Республике Таджикистан. Вспышки ЧМЖ в Таджикистане носят эндемический характер. Ежегодно заболевает молодняк от 4...5- до 8.. .10-месячного возраста [1].
На территории Казахстана идентифицированы несколько случаев положительных реакций на ВЧМЖ. Заболевание ЧМЖ также регистрируется в Китае и Афганистане [6].
Профилактика ЧМЖ
Учитывая угрозу, которую представляет ВЧМЖ, особенно вирус 4-й группы, сложно переоценить пользу специфической профилактики болезни известными коммерческими вакцинами.
В прошлом восприимчивым к ВЧМЖ животным прививали живую культуральную вакцину против чумы КРС (TCRP). Вакцина TCRP создает иммунитет продолжительностью более одного года. Позже использование этой вакцины было запрещено GREP [9]. Чтобы создать гомологичную вакцину, в 1962 г. Gilbertand и Monnier адаптировали ВЧМЖ к первичной культуре клеток печени овцы. Цито-патическое действие вируса проявлялось в виде образования синцития [9]. Позже ВЧМЖ был адаптирован в культуре клеток Vero. После чего вакцины из аттенуированного вируса ЧМЖ получили признание. Первая вакцина была получена в странах Африки путем пассирования в культуре клеток Vero штамма Nigeria 75/1. Помимо Африки это вакцина использовалась в различных странах. В Индии создана вакцина из вируса 4-й филогенетической группы ВЧМЖ пассированием (N = 59) штамма Sungri/96 в культуре клетке Vero [9]. Прививка овцам и козам вакцины в дозе ~103 ТСГО5о/мл обеспечивает иммунитет в течение 4 лет [9]. Вакцина безопасна и не оказывает заметного иммунодепрессивного эффекта [9]. Вакцинный вирус ЧМЖ после прививки не передается контактным путем не иммунизированным животным. Животные, привитые аттенуированной вакциной против ЧМЖ, неспособны передать вирус животным, с которыми они находятся в контакте [9]. В настоящее время существуют шесть живых аттенуированных вакцинных штаммов ВЧМЖ, которые относятся или ко 2-й или к 4-й филогенетической группе. Данные об использовании вакцинного вируса 2-й группы в полевых условиях свидетельствуют об эффективности вакцины против всех штаммов ВЧМЖ всех филогенетических групп.
Предполагается, что вакцинация одним штаммом обеспечивает полную защиту от гетерогенного штамма тем же самым штаммом ВЧМЖ или штаммом ВЧМЖ другой филогенетической группы [9], хотя недавно изолированный штамм (ВЧМЖ/Nanakpur), нечетко перекрестно реагировал с моноклональными антителами, а также с гипериммунной сывороткой против Индийского вакцинного штамма (Sungri/96), и следовательно возникает вопрос о перекрестной защите от заражения различными штаммами ВЧМЖ [9]. Вакцина термочувствительна и ее срок годности составляет ~1 год при 4 °C [9]. Вакцинация против ЧМЖ, в основном, весьма эффективна в субтропическом климате (Южная Азия и Африка). Однако после прививки невозможно дифференцировать зараженных животных от привитых [9]. Многие исследования посвящены маркерной вакцине нового поколения, которая позволяет дифференциировать инфицированных животных от вакцинированных [6]. В литературных источниках вакцина обозначается как DIVA вакцина.
Поствакцинальные антитела против H, F и N белков, нейтрализующие вирус, продуцируются в высоких титрах, сходных с таковыми при естественной инфекции [9]. Геном ВЧМЖ содержит 6 генов, которым необходима репликация. Поэтому, для создания DIVA — живой аттенуированной вакцины против ВЧМЖ — необходимы дополнительные белки для репликации вируса в вирусном геноме [9].
Основываясь на географическом распространении различных штаммов ВЧМЖ производителями сконструированы комбинированные вакцины, в которых исклю-чатся отрицательное, конкурентное действие на имму-ногенные свойства друг друга [9]. Библиография
1. Джумаев, Ш.Н. Чувствительность и специфичность ИФА - теста для диагностики чумы мелких жвачных / Ш.Н. Джумаев, М. Аноятбеков, ДА. Девришов // Ветеринарная медицина.—2011. — №2. — С. 17-18.
2. Мурватуллоев, С.А. Распространенность чумы мелких жвачных животных в Таджикистане / С.А. Мурватуллоев, М. Аноятбеков, Дж.М. Шоназар, М. Амирбеков // Кишоварз. — 2011. — Ni2.—С. 23-25.
3. Строчков, В.М. Разработка полимеразной цепной реакции для диагностики чумы мелких жвачных животных / В.М. Строчков, Ж.К. Кошематов, С.Ш. Нурабаев и др. // Кишоварз. — 2012. — №1. — С. 29-31.
4. Юров, К.П. Роль пестивирусов в инфекционной патологии овец и коз / К.П. Юров, А.М. Аноятбекова, К.А. Диас Хименес, С.В. Алексеенкова // Ветеринария.—2015. — №9. — С. 3-8.
5. Amirbekov, MA. Epizootology of the lamb. Respiratory Infections in the Republic of Tajikistan / M.A. Amirbekov, K.P. Yurov, E.F. Zabegina // XXV Congress of the World Veterinary Association; XX congress of the World Small Animal Veterinary Association proceedings, 1995. — C 154.
6. Banyard, A£. Global distribution of peste des petits ruminants virus and prospects for improved diagnosis and control / A.C Banyard, S. Parida, C. Batten, et al. // Journal of General Virology. — 2010. — No. 91. — P. 2885-2897.
7. Global Strategy for the control and eradication of PPR / OIE and FAO, 2015. — 83 p.
8. Kgotlele, T. Partial Genetic Characterization of Peste Des Petits Ruminants Virus from Goats in Northern and Eastern Tanzania / T. Kgotlele, E.S. Macha, C.J. Kasanga, et al. // Transboundary and Emerging Diseases.—2014. — No. 61. — P. 56-62.
9. Kumar, N. Peste Des Petits Ruminants Virus Infection of Small Ruminants: A Comprehensive Review / N. Kumar, S. Maher-chandani, S.K. Kashyap, et al. // Viruses. — 2014. — No. 6. — P. 2287-2327.
10. Muniraju, M. Molecular Evolution of Peste des Petits Ruminants Virus / M. Muniraju, M. Munir, A.R. Parthiban, et al. // Emerging Infectious Diseases. — 2014. — No. 20. — P. 2023-2033.
11. Padhi, A. Genetic and epidemiological insights into the emergence of peste des petits ruminants virus (PPRV) across Asia and Africa / Abinash Padhi and Ma Li // Scientific Reports. — 2014.— No. 10. — P. 1-7.
SUMMARY
A.M. Anoyatbekova, K.A. Dias Himenes, S.V. Alexeyenkova, K.P. Yurov
YR. Kovalenko's All-Russian Research Institute for Experimental Veterinary Medicine of Federal agency for scientific institutes of Russian Federation (VIEV) (Moscow).
Genetic Characterization of the Agent, Epizootology and Specific Prevention of Peste des Petits Ruminants Virus. Peste des petits ruminants is a highly contagious disease, owing to a wide circulation, is one of the main problem in many countries of Asia and Africa. In this article are represented survey data of genetic features of virus and epizootic situation peste des petits ruminants. Keywords: antibodies, cattle, goats, phylogenetic analysis, RNA, sheep, strain, virus.
