科学家发现致牛流产细菌并研制出实验性疫苗

来自美国加利福尼亚州欧文斯谷的兽医汤姆·塔尔博特仍然记得他的牧场主的家人第一次遭遇家畜瘟疫，即所谓的牛流行性流产。大约在20世纪70年代，他的父亲从加利福尼亚的其他地方带回了200头小母牛进行繁殖。起初，他在加利福尼亚山麓租的牧场上放牧奶牛，这可能是怀孕奶牛最不适宜的地方。在小牛犊出生前一个月左右，塔尔博特的父亲开始在他的山谷牧场到处寻找流产的小牛犊。此外，每天都有更多流产的小牛出现。"所有这些动物都流产了。"加州牧民协会前主席塔尔伯特回忆道，“这绝对是你能想象到的最可怕的破坏。”

这些牛和他父亲的企业都是一种毁灭性但高度地方化的牛疾病的受害者。这种疾病会导致怀孕母牛在妊娠晚期失去胎儿。自从塔尔博特目睹这种疾病以来，牛的流行性流产半个世纪来一直没有减缓。即使是现在，据估计它每年可以杀死加州5% ~ 10%的肉牛，即45，000 ~ 90，000头牛，从而造成价值数百万美元的损失。然而，兽药行业一直在关注更大的市场，而忽略了疾病。长期以来，研究人员一直试图找到病因或治疗方法。

“牛流行性流产已经成为一个谜。这一切都让我们难以应对。”加州大学的微生物学家杰弗里·斯托特说。然而，经过多年的“调查”，他和他的同事发现了导致这种疾病的奇怪细菌。它们属于一类土壤微生物，更出名的是它们的聚集和滑动行为，而不是导致牛的流行性流产。通过集中资金和合作，科学家开发出了一种有希望的疫苗，目前正在数千头小母牛身上进行试验。

寻找不同的“嫌疑人”

三月的一个炎热无云的下午，在加利福尼亚州的比尔顿，一只黑色的安格斯小母牛像保护笼中的号角一样咆哮着。斯托特戴着棒球帽，穿着褪了色的红色长袖衬衫，刚刚把疫苗注射进了奶牛的脖子。当地的兽医从它的尾巴上提取了血样，两个牛仔在牛的耳朵上贴上了亮黄色的标签。不到一分钟，笼子咣当一声撞了出去，“*”的小母牛冲了出来，重新回到了附近的牛群中。

255头牛被注射，265头没有。“工作进行得很快。这是一个不间断的过程。”当为液压控制的笼门提供动力的发电机隆隆作响时，斯托特笑着喊道。工作人员从早到晚为在圣巴巴拉西北70公里的加利福尼亚沿海山区放牧的500多头牛接种疫苗。

就像粗糙的老橡树是寒冷的拉斯山脉和加利福尼亚、俄勒冈南部和内华达州的沿海山脉两侧当地景观的重要组成部分一样，牛流行性流产也很常见。斯托特的学校，加州大学的兽医学院，成立于1948年，部分是为了研究后来被命名为牛人畜共患流产(EBA)的疾病。在早期试图找出是什么导致了它的传播，怀孕的母牛被带到“树屋”平台，以使它远离任何在地上爬行的东西，但仍在蚊子的接触范围内。所有的奶牛都产下了健康的小牛。

到了20世纪70年代，加州大学戴维斯分校的研究人员已经发现了一种在丘陵地带流行的棕色软蜱——皮扁虱——是牛流行性流产的疾病媒介。"这只扁虱喜欢呆在橡树下。"斯托特说碰巧牛也会睡在那里。钝边蜱在印度传说中臭名昭著，因为被它们咬比被响尾蛇咬更痛苦。

被这种蜱叮咬的牛不会因为二次感染而生病，但是如果它们怀孕了并且以前没有接触过蜱，它们通常会流产。流产“风暴”将彻底摧毁50% ~ 90%缺乏免疫力的新生小牛，就像包括塔尔博特在内的牧场主所经历的那样。

1985年，当斯托特成为加州大学戴维斯分校的教员时，那里的研究人员正集中精力寻找牛流行性流产中发现的蜱传病原体。每10年就有一个流行的“嫌疑人”:20世纪70年代的衣原体细菌，80年代的新伯氏疏螺旋体和90年代早期的逆转录病毒。然而，它们最终被证明与牛的流行性流产无关。

识别神秘的微生物

进步是极其困难的。对已经怀孕9个月的奶牛进行研究是一项非常缓慢且昂贵的工作。更重要的是，将这些动物暴露在成群的蜱中，故意让它们感染病毒进行研究，这只是工作的一部分。斯托特说，由于对牛流行性流产影响的地理限制，这项研究获得的资金很少，大型制药公司对此不感兴趣。

然而，他和他的同事玛拉·布兰查德和马克·安德森在1992年加入由内华达州里诺大学(UNR)的马克·霍尔和唐纳德·汉克斯领导的团队后开始取得进展。后者研究了生活在没有蜱的草原上的牛。研究小组发现，他们可以通过将流产小牛的胸腺组织注射到这些动物体内，将EBA病毒传播给牛。

在2002年发表的一项关键实验中，科学家发现大剂量的青霉素和四环素在注射到怀孕的奶牛体内时可以防止流产。"这告诉我们这是一种细菌病原体."斯托特回忆道。

然而，“肇事者”仍然难以捉摸。“你不能在实验室培养它，也不能在显微镜下看到它。”布兰查德说。然而，借助于新的分子生物学方法，研究人员已经成功地从受感染的胸腺组织中提取了这种神秘微生物的一些DNA，并证实了它所属的细菌“家族”。2005年，他们发现这是属于粘球菌属的一种新粘细菌，也是该菌群中第一种已知的病原体。罗伯特·莱恩是加州大学伯克利分校的名誉教授和昆虫学家，他认为这一发现是“持久的、系统的研究方法和科学智慧”的胜利。莱恩认为传播伯氏疏螺旋体病毒的蠕虫是牛流行性流产的原因。

在谈到牛的流行性流产时，斯托特说:“这是一种令人发狂的不寻常的细菌。”不仅黏菌通常会聚集和滑动。他和他的同事称这种病原体为鲍氏变形杆菌，它似乎以一种独特的方式引起疾病。他们未发表的研究表明，这种细菌生活在称为巨噬细胞的免疫系统细胞中，并在那里缓慢复制，而不会在受感染的奶牛身上引发症状。"你只能在母牛怀孕时才能看到这种疾病."布兰查德说。杀死小牛的是它自己对感染的免疫反应:当小牛的免疫系统在妊娠的最后三个月成熟时，它会发动攻击，对自己的组织和器官造成广泛的损害，从而导致流产。

实验疫苗效果良好。

对于在俄勒冈牧场长大的斯托特来说，为受影响的牛肉生产商开发针对牛流行性流产的疫苗是一项个人使命。他与同一领域的科学家联合起来申请该项目的资助。他分别向加州牧民协会和加州大学申请了21.2万美元和20.5万美元的资助项目。

实地试验始于2011年，此前UNR进行的初步研究看到了实验疫苗的预期结果。实验疫苗包括通过感染免疫功能低下的小鼠并提取其脾细胞而产生的活流产抗体。牛肉生产商有很多担忧，但是兽医塔尔伯特帮助招募牧场主参与实验。在过去的四年里，科学家们在包括比尔顿在内的大约10个地方对4370头牛进行了疫苗测试。

"很快，我们变得非常自信，觉得这种疫苗非常有效."斯托特说，根据他们未公布的数据，这种疫苗似乎100%有效，保护奶牛免受感染，从而保护它们的胎儿至少18个月。然而，在给奶牛接种疫苗后，牧场主必须等待60天让它们繁殖，因为疫苗中残留的细菌有可能引发早期胎儿死亡。

目前，加州大学戴维斯分校已经与一家小型疫苗制造商取得联系，该制造商打算销售这种预防性疫苗。斯托特和布兰查德计划在另外50个牧场继续进行实地试验，以便到明年可以给6000多头牛注射实验疫苗。

41岁的第五代牧场主巴克·帕克斯坚信疫苗是有效的。他的家庭在加利福尼亚的莫多克县经营一个牧场，几十年来，由于流行性流产，每年损失20到35头奶牛。帕克斯说，他曾经认真考虑过卖掉牧场，但是在过去的三年里，将近一半的种牛都接种了疫苗，所以今年春天只有八头牛流产。“虽然我不想将其与癌症治疗相比较，但它非常相似。”帕克斯说。

然而，斯托特的探索还没有结束，因为许多关于牛流行性流产的基本难题仍未解决。这种皮蜱在哪里携带病原体？黑尾鹿也是这种蜱的宿主，但似乎没有流产症状，它会慢慢传播疾病吗？一旦加州山麓的牛安全了，斯托特想研究这些问题。