牛海绵样脑病( bovine spongiformenc ephalopathy ,BSE) , 俗称疯牛病, 是动传染性海绵样脑病( TSE) 中的一种。BSE 首先于1986 年在英国发现,随后波及欧洲许多国家和地区,给英国和欧洲的养牛业造成了巨大损失。近几年因BSE 的流行,随着由同一致病因子PrP 引起人的变异型克雅氏症(vCJD) 的出现,导致了全世界对疯牛病的恐慌,所以BSE 的快速准确诊断对于控制该病的传播与扩散具有重要意义。
1 主要临床症状
牛海绵样脑病潜伏期2~6 年,表现的临床症状多种多样,BSE 感染牛,常表现出神经紧张或焦躁不安、恐惧、惊跳反射增强,具有攻击性,对声音及触摸等的感觉过敏或反射亢进。肌肉纤维性震颤或痉挛,有些患牛头部、肩部肌肉颤抖和抽搐,后肢明显伸展,共济失调等神经功能紊乱性症状,其神经系统呈现亚急性或慢性退行性变化。BSE 感染牛还呈现出反刍减少、心动过缓、心率改变,约70 %~73 %的患牛体况下降、体重减轻、产奶量减少,约79 %的患牛在病程发展的某一阶段,常出现上述全身症状或某种神经症状。
2 组织学变化
BSE 病牛的组织学变化局限于中枢神经系统: ①在神经元突起和神经元胞体重形成两侧对称的神经空泡,前者形成灰质神经纤维网的小囊状空泡,即海绵状变化;后者造成大的空区,并充满整个神经元核周体。 ②神经胶质增生,较之细胞肥大,HE 染色就可检出,如果用免疫学标记神经胶质纤维酰蛋白( GFAP) 更具有特异性。 ③神经元变性、消失。 ④大脑淀粉样变形,用偏振光观察可见稀疏的嗜刚果染料的空斑,呈特征性二向色性。空斑可以用抗锯蛋白( PrP) 抗体进行免疫染色检测。⑤空泡多发现在延髓、中脑和中央灰质部分、下丘脑的室旁核以及丘脑和中隔区,而在小脑、海玛、大脑皮层与基底神经节处空泡形成的很少。 ⑥电镜下BSE 牛脑的超微结构观察表明,牛脑干区有胶原纤维,且有康蛋白酶蛋白聚集,二者含量均与其空泡化程度有关。另外,病牛前庭核复合体的神经元计数测定表明,该区神经元减少了一半,这是BSE 的一个重要生理特征。
3 疯牛病诊断技术
BSE 患牛出现临床症状前,没有任何可用以确诊的常规实验室诊断方法。 因此,BSE 的诊断仍依赖于临床症状和中枢神经系统病理组织学病变的检测。
3. 1 免疫学诊断
31111 免疫血清学诊断 Oberdieck (1994) 报道,BSE 伴随着特异的淀粉样变,不可避免的有宿主编码的蛋白质积聚于脑组织,形成特别的原纤维,以人工合成的特异的PrP 为抗原制备免疫血清,用免疫印记法染色被检测的脑组织,能将其中特异的原纤维染色。
3. 1. 2 免疫组织化学方法 用SAF 的抗体对病牛脑组织切片进行免疫组织化学染色,可以检出变性的PrP。 不同品种牛的正常PrP 氨基酸序列的主要片段高度专一,不必纯化每头病牛的SAF 来制备其抗体。 因为SAF 抗体能与正常的PrP 反应结合,所以检测需用蛋白酶把它清除掉。 脑干中的组织病变最严重,免疫组织化学检查也发现,脑干中的PrPSc含量也最高。
3. 2 细胞膜糖蛋白检测
痒病相关纤维蛋白(SAF) 是PrP 的衍生物,SAF 能耐受蛋白酶,可从明显自溶的脑组织中分离到SAF。 因此,如果取材部位正确、采集的病料新鲜时,检测PrP 衍生物的方法则成为组织学诊断方法的有益辅助手段。 目前有3 种方法可检测SAF;用电子显微镜可观察其特征形状:纯化或粗提SAF ;聚丙烯酰胺凝胶电泳后再进行蛋白印迹检测,可检测变性的PrP。
3. 3 酶检测法诊断
俄罗斯动物保护研究所和俄罗斯科学院生物有机化学研究所的专家共同开发出了用人工抗体和特殊的酶检测疯牛病的新方法。 根据上述普里昴蛋白质的特点,俄罗斯科学家用人工方法合成了该种蛋白质,并培育出了带有彩色标记、能攻击正常和变异普里昂蛋白质的一种抗体。 在对牛脑组织进行检测前,专家们先向脑组织中注入一种特殊的酶,这种酶只能与正常的普里昂蛋白质融合在一起,尔后专家又将新型抗体注入脑组织,让他们簇拥在普里昂蛋白质周围并进行攻击。 显微镜下所有普里昂蛋白质的周围都会出现彩色亮点,通过观察这些蛋白质是否与特殊酶发生融合便可甄别出哪些是变异的普里昂蛋白质,从而判定被检测的牛是否已经染病。
测试结果表明,采用如上检测方法能够发现早期形成的变异普里昂蛋白质,与病理切片检测法相比,该方法更加快速准确。
3. 4 病理学诊断
3. 4. 1 组织病理学 可疑病牛的脑组织神经元数目减少;脑两侧灰质神经丛对称性海绵样病变和脑干神经核的神经元空泡化;脑组织中淀粉样核心周围有海绵样变性形成的“花瓣”,组成雏菊花样病理斑的特征性病变时即可诊断为BSE。 神经元的特征性病理变化在延髓、小脑腹侧角处延髓、脑桥和中脑处的脑横切面切片中较常出现。尤其在延髓的孤束核和三叉神经脊束核的发生频率很高。资料显示80 %
的可疑BSE 病牛,只检查延髓处的一张切片即可确诊该病,而且此切片的检出率相当于用更复杂方法确诊病例的99. 6 %。
BSE 与其他类痒病一样,既没有生化或血清学异常,也没有任何肉眼可见的剖检病变。患牛只是在中枢神经系统出现特征性的组织学病变。 表现为脑干某些神经核的神经元空泡变性和神经纤维的网状海绵样变。 脑神经纤维网和神经元的空泡变性以及神经元的数目减少是BSE 的一个重要特征。 患牛与正常对照牛相比,神经元数目减少约50 %;许多脑干核的神经原出现单个或多个空泡,尤其在延髓的孤束核和三叉神经脊束核的发生频率较高,使灰质区的神经纤维网呈海绵样变。 空泡变性常伴发星状细胞肥大,有时伴有轻度的噬神经元现象和胶质细胞增生;少数BSE 病例可见灶状的大脑淀粉样变,脑组织中淀粉样核心周围有由海绵样变性形成的“花瓣”组成的雏菊花样病理斑。
3. 4. 2 分子病理学 BSE 患牛脑组织中抽提物存在SAF ,充分证明了BSE 为痒病类疾病。SAF 来的PrP ,且存在于多种组织中,尤其是大脑组织。BSE 患牛脑组织中的SAF 是牛正常PrP 的衍生物。 科学家认为,BSE 及其人类CJD ,都是由存在于大脑和其他组织中的PrP 引起的。PrP 不像细菌、病毒等可以通过抗体检查或遗传物质检测来查明,它不依赖任何遗传物质就能复制和引起致命的传染。
PrP 异常的折叠形态能将脑组织变成海绵样,最终导致脑萎缩和脑坏死。
4 鉴别诊断
BSE 病牛最初出现的症状易与扭低镁血症混淆,但后者病程短,BSE 也极易与神经型酮病混淆。 通常而言,许多能引起神经症状并有一定病程的疾病都需要做鉴别诊断,如大脑李氏杆菌病、狂犬病、铅中毒及大脑皮层坏死症。
轮状病毒的检测方法
直接电解检查法(DEM)。急性腹泻时能排除大量的病毒颗粒。DEM可用于肠道活检,该法操作简便;可直接观察到轮状病毒粒子,结果可靠。但必须在粪便中相当多的病毒粒子。
免疫电镜法(LEM)。将特异性抗血清与可疑粪便一起孵育,因围绕病毒颗粒形成一层抗体分子,使RV聚集,易于观察。本法敏感性较电镜高,检出率比直接电镜高10倍以上,与ELISA敏感性相似,并且检出的病毒形态完整,结构清晰容易辨认。
酶联免疫吸附试验。该法不仅快速敏感,而且试验条件简单,适合检查大批标本和微量标本,故世界卫生组织腹泻控制中心1983年公布的“急性肠道传染病实验手册”中,将其已列为诊断轮状病毒的常规检测方法。
持续的聚丙烯酰胺凝胶电泳。轮状病毒的RNA在持续的聚丙烯酰胺凝胶电泳中可出现11条区带组成的稳定电泳图。采取急性腹泻患者粪便标本0.5毫升,直接提取RNA,然后用聚丙烯酰胺凝胶电泳,银染色法检查有无RV的RNA电泳模式出现,已是目前广泛应用的快速诊断中。
胶体金。目前该法在临床上得到了较广泛的应用,其能在10分钟内得出结果,且能与其他病毒区别鉴定,但敏感性较差,只能检出A群的轮状病毒。