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猪瘟流行现状及中国猪瘟净化策略

2012-01-24王琴

中国猪业 2012年10期
关键词:亚群流行病学猪瘟

王琴

(中国兽医药品监察所,北京市 100081)

1 猪瘟流行情况

世界动物卫生组织 (OIE)在2000年至2012年发布的猪瘟 (CSF)在全球的流行报告显示,CSF主要于中南美洲、亚洲和欧洲三大区域流行,全球CSF的流行情况较稳定。但从2005年开始有报道在非洲南部CSF也多次发生。

CSF分子流行病学调查研究对阐明猪瘟病毒 (CSFV)的遗传变异特征和规律,掌握当前的流行现状,溯源和追踪CSF疫情发生的来源和去向,监测现行使用疫苗的有效性,建立分子流行病学监测系统,提出新的防控策略具有十分重要的科学意义。国际上将CSFV分为3个基因群 (Ⅰ群、Ⅱ群和Ⅲ群),10个基因亚群 (1.1、1.2、1.3、2.1、2.2、2.3、3.1、3.2、3.3 和 3.4)。 近年来,我国CSFV分子流行病学研究取得了很大进展。中国兽医药品监察所、军事医学院军事兽医研究所和中国动物卫生与流行病学中心调查了32个省市自治区,覆盖了我国98%的国土面积,对554条中国CSFV流行毒株的基因进行了检测。分析结果表明,中国流行的CSFV分属以下四个基因亚群:2.1、2.2、2.3和1.1。 以 基 因2群 ( 占73.82%) 为主, 其次是1群 (占26.18%),一直没有监测到基因3群的传入与流行。但在周边国家如韩国、泰国及我国台湾地区均有基因3群,应严密监测。近年中国兽医药品监察所实验室的数据显示,从2011年至今,仅检测到2.1亚群,未检测到1.1亚群;1999年以后未检测到2.3亚群,2008年以后未检测到2.2亚群。研究表明我国CSFV遗传变异情况在32年间处于较稳定状态。

近十几年,CSF在我国的大部分省市也多次发生。现国内CSF流行特点如下:流行范围广,呈散发流行;猪发病年龄小,成年猪带毒现象严重;发病时典型特征和非典型特征同时存在,非典型症状和繁殖障碍型CSF增多,混合感染严重;多见免疫失败导致的CSF发生。由于中国存在不同的养殖模式,尤其是小型农场和散养,因此根除CSF依然是一个巨大挑战。

2 中国猪瘟长期持续存在的现状以及猪瘟慢性感染的机制研究

2.1 中国猪瘟长期持续感染的现状

CSFV感染的主要方式分为急性感染、亚急性感染和慢性感染。其中,CSF慢性感染指病毒逃逸免疫监视感染宿主,并在机体内持续增殖,可不断地或间歇性地向体外排毒。通常情况下不表现临床症状,呈隐性经过,发作慢而温和,死亡率低,其病程一般超过1~3个月,甚至更长。尤其是母猪在临床上没有任何症状,体况良好,但是携带病毒。这种母猪的垂直传播率高达45%~100%,不仅可引起母体内胎儿死亡,影响胎儿发育,产木乃伊或死胎,更容易忽略的是产下貌似健康的带毒仔猪并长期带毒。这种带毒仔猪无论是吃初乳,还是免疫接种疫苗,均不能消除体内的病毒,临床上表现为仔猪发病、死亡或造成免疫失败现象。一旦带毒猪作为后备种猪,这种带毒现象将持续存在并形成恶性循环。这种持续感染的病毒可在猪体内长期存在并不断排向外界,引起易感猪感染,造成猪的发病和死亡。病理学研究还证明:这种CSFV持续感染的母猪尽管不表现临床症状,但可造成卵巢病理变化,卵泡结石化,降低或失去排卵功能,严重影响繁殖力。CSFV对胎儿的致病作用也随着胎次增多而加强,这就是临床上母猪表现久配不孕现象的主要原因。

人工CSFV持续感染动物模型的建立和研究也表明,带毒母猪不仅可以垂直或水平传播CSFV,带毒种公猪也会传播CSFV。带毒种公猪既可水平传播CSF,又可通过配种或精液传播给母猪,并经母猪垂直感染仔猪,带毒仔猪又可继续水平或垂直传播CSF,这是造成CSFV持续感染的重要原因。人工构建的这种持续感染的CSFV至少可在母猪体内维持750天,这种情况常常导致CSF在猪场形成恶性循环,即无临床症状的持续感染带毒母猪→胎盘垂直感染→母猪繁殖障碍→仔猪带毒→无临床症状的持续感染带毒后备母猪→无临床症状的持续感染带毒母猪。在临床上,种猪有3%~33%的带毒率,从而导致免疫失败。这是造成我国CSF长期持续存在和散发流行恶性循环的主要根源,这种持续带毒现象对CSF的控制产生了严重的影响。

2.2 猪瘟慢性感染对猪免疫功能影响的细胞与分子机制研究

国外曾报道过慢性CSF人工感染的实验研究,但未就CSFV的致病性特征进行系统研究。我国对慢性CSF的研究更多集中在临床症状的报道,而非进一步的病理机制研究;研究多集中在体外实验,CSFV慢性感染对于猪外周血淋巴细胞亚群的影响尚不清楚;此外,CSFV慢性感染后外周单核细胞(PBMC)中抗病毒基因转录影响的研究较少,不能清楚的解释CSFV慢性感染对免疫因子的影响。由此,中国兽医药品监察所开始从机制上研究CSF慢性感染对猪免疫功能的影响。2011年再次建立了人工CSFV持续感染动物模型并对其进行研究,采用一株中等致病力的毒株 (HeBHH1/95)感染16头实验用猪,同时设猪瘟兔化弱毒疫苗(HCLV)组和空白对照组。然后记录临床症候,定期采集前腔静脉血和随机剖杀1~2头感染猪,采集26种组织器官样本。通过苏木精—伊红 (HE)染色技术和免疫组化进行病理学研究,通过对免疫相关因子mRNA转录水平的分析和淋巴细胞总数及亚群数量变化分析进行免疫因子变化的研究,通过FQPCR法检测各组织中CSFV核酸载量的动态分布,研究各个组织器官的病毒载量,采用抗体ELISA技术检测抗体消长情况,系统地分析中等致病力CSFV毒株感染及疫苗免疫对机体免疫系统的影响。

CSFV慢性感染后的整个病程45天,根据临床记分和体温曲线将病程分为三个时期: 1~7 DPI(感染后 1~7天)是潜伏期,没有出现典型临床症状;7~24 DPI为发病期,呈现典型的CSF临床症状;25~45 DPI是转归期,可见断尾、断耳、毛焦体瘦的僵猪特点。HE染色显示,大部分组织器官在潜伏期病理变化基本正常,发病期病变典型,尤其是淋巴结组织表现为严重的出血、水肿特征,转归期除淋巴器官外其它组织的病变均有减轻的趋势。采用猪瘟单抗WH303进行的免疫组织化学研究显示,在各个组织器官表现了与上述HE染色相应的病毒阳性信号和动态分布情况,3个时期的病变和免疫组织化学研究结果是一致的。

CSFV感染组猪的外周血淋巴细胞及其亚群数量总数呈下降趋势。淋巴细胞在感染早期的数量显著降低,2 DPI具有直接杀伤能力的Tc细胞、γδT细胞和Th细胞的数量开始降低,9 DPI不具有直接杀伤能力的活化记忆T细胞数量开始降低。在不同感染时期,CSFV诱导不同类型的T淋巴细胞数量的降低,导致后期机体免疫能力下降,临床症状的出现及病症加重。相反,HCLV免疫组在5 DPV(免疫后5天)时淋巴细胞数量上升,尤其在12 DPV达到高峰,且与对照组差异显著 (P<0.05),而后逐渐下调并趋于稳定,Tc细胞、γδT细胞变化不明显,Th细胞在5~12 DPV略有增加。表明HCLV免疫能够促进淋巴细胞的增加,对细胞免疫功能具有增强作用。

深入到分子水平,感染组在感染HeBHH1/95猪瘟病毒后,所有抗病毒因子转录水平显著上升,在后期转录水平趋于稳定,这表明CSFV具有逃避机体抗病毒细胞因子介导免疫保护的能力。而免疫组在免疫后期,IL-2、IL-4、IFN-α、IFN-β、OAS (寡腺苷酸合成酶)转录水平显著上升,显示HCLV能够提高机体的细胞免疫能力。IL-8在5 DPV转录水平显著上升,可促进Th细胞增殖,从而协助成熟的B细胞活化成浆细胞,分泌抗体。因此通常在12 DPV采用ELISA可检测到抗体。相比CSF急性感染,虽然慢性感染病程中各个组织器官中的病毒载量明显低于急性感染,但要指出的是在扁桃体中病毒载量较高。

综上所述,通过构建CSF慢性感染动物模型,系统研究了慢性感染临床症候、病理学、组织学、病毒载量、外周血细胞及免疫相关因子转录的变化。慢性感染中CSFV的主要复制场所为淋巴器官,且对淋巴器官具有持续性的、不可恢复性的损伤,对其他组织的损伤具有可恢复性;扁桃体依然是检测慢性感染猪的最敏感、方便的组织之一;系统分析了CSFV在逃避宿主免疫因子作用和形成特异性抗体中起关键作用细胞因子,为探索细胞因子作用奠定了基础,为阐述CSFV慢性感染和免疫的机制提供科学的理论依据。

3 我国猪瘟防制对策

3.1 我国猪瘟防制与净化的支撑条件

通过上述CSFV分子流行病学研究,弄清了中国CSFV的遗传衍化背景,填补了国际上CSFV分子流行病学研究缺乏中国数据这一空白,表明CSFV基因组稳定,变异频率低,只有一个血清型,对该病毒的清除是一个有利的条件。在此基础上创新性的建立了CSF流行病学信息系统 (CSFinfo),使我们成为全球继德国之后第二个有这种数据库的国家。CSFinfo对加强CSF流行病学信息的统一管理,掌握全球CSF数据,分析CSF传播来源,建立一整套连续、可靠、完整、系统的国内外CSF流行病学资料,对我国CSF防控具有十分重要的意义。CSF慢性感染对猪免疫功能影响的细胞与分子机制研究从理论上阐明了我国猪瘟长期存在的原因,为制定免疫程序、淘汰抗体水平低下的带毒猪提供了理论依据。对HCLV进行再评价研究,证明了我国目前使用的HCLV能抵抗全世界流行的3个基因群的攻击,还证明目前我国国内生药厂家生产的HCLV是稳定的,HCLV种毒并不像人们怀疑的那样发生了变异。为我国使用HCLV进行高密度 (100%)强制免疫的政策提供了坚实的理论基础。尤其是CSF诊断技术取得了突破性进展,大量实验结果显示,中国兽医药品监察所研制的系列方法弥补了我国CSF病原检测的空白, CSF病原检测试剂盒相关指标达到欧盟参考实验室技术标准,抗体检测试剂盒相关指标达到了进口商品化试剂盒的标准,可实现CSF病原检测和CSF抗体检测试剂盒的国产化,提升我国CSF诊断水平,为获得国际贸易认可铺平了道路,具有很好的推广应用前景和极大的产业化价值。利用这些技术建立并完善我国系列CSF诊断技术,进而改进和完善我国CSF预防控制策略。至此,本实验室在CSF诊断、疫情监测、分子流行病学调查分析等所需的检测方法已经系统建立,已经成为国内建立和掌握CSF诊断技术最全的实验室之一。在此基础上,国家 “十一五”科技支撑计划实施了 《规模化猪场猪瘟、猪伪狂犬病综合防控技术集成与示范实施方案》项目,研究提出了针对我国CSF流行状况的新型CSF净化模式。

3.2 猪瘟新型净化模式的建立

CSF是我国政府计划要根除的重要传染病,通过 “十一五”科技支撑计划《猪瘟、猪伪狂犬病综合防空集成与示范》项目的实施,集成上述系列技术,按照准备阶段→控制阶段→强制净化阶段→监测阶段→认证阶段等五个净化程序,通过对CSF快速诊断试剂盒,疫苗毒株和致病毒株鉴别诊断方法的筛选和整合,免疫程序的调整,生物安全措施的综合实施,取得了很好的效果。对CSF严重污染场,CSF病原阳性率分别从 2006年的 7.08%~11.49%下降至2010年的0%~2.07%,达到基本清除CSF的目标;对CSF一般污染场,阳性率分别从0.87%~3.09%下降至0%,清除CSF;CSF免疫合格率总体上升,从2006年的 67.30%~90.67%上升至 2010年的85.00%~96.32%,达到了基本无疫或无疫,成功地在15个规模化养猪示范场使7个场净化了CSF,示范场生产指标得到了全面改善,提升了养猪场的疫病防控能力,经济效益稳步提高。通过项目的实施,构建了符合我国国情的规模化猪场CSF的不同净化模式,形成了一系列的指导方案,制定了 《规模化猪场猪瘟、猪伪狂犬病综合防控技术集成与示范实施方案》、《规模化猪场猪瘟净化技术指南》、《集约化、规模化猪场生物安全体系的实施方案》和《“猪瘟、猪伪狂犬病综合防控技术集成与示范”课题种猪净化认证方案建议》等指南,取得的重要创新性成果,可用于指导我国CSF的防控和净化。

4 结语

长期以来,CSF是困扰我国养猪业最主要的疫病,目前依然是各级政府计划要根除的重大猪病。上述研究表明CSF的病毒基因组比较稳定,且只有一个血清型,这对该病毒的清除是一个有利条件。CSF慢性感染对猪免疫功能影响的细胞与分子机制研究从理论上阐明了我国猪瘟长期存在的原因,为制定免疫程序、淘汰抗体水平低下的带毒猪提供了理论依据。猪瘟疫苗的再评价研究为我国继续使用HCLV进行高密度(100%)强制免疫政策奠定了重要的基础。同时我们研发的诊断技术已经达到国际技术标准,并被国际上认可。尤其是 “十一五”期间对我国部分养猪场净化CSF的成功先例表明,在我国目前猪病流行状态下,在规模化猪场和部分区域开展CSF的净化,逐步根除是完全可行的。

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