美国动物疫病监测诊断工作概述

翟新验,刘兴国,李志军,赵宏涛,曲　萍,张维谊,林　密,卢旺银,陈昌海,蔡雪辉,梁源祥,杨令劼0,万发春,李　俊,杨松琴,孙家猛

(1.中国动物疫病预防控制中心,北京朝阳100125;2.北京市动物疫病预防控制中心,北京大兴102600; 3.陕西省动物疫病预防控制中心,陕西西安710016;4.上海市动物疫病预防控制中心,上海闵行200335; 5.中国农业科学院兰州兽医研究所,甘肃兰州730046;6.甘肃省动物疫病预防控制中心,甘肃兰州730046; 7.江苏省动物疫病预防控制中心,江苏南京210036;8.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所,黑龙江哈尔滨150001;9.海南省动物疫病预防控制中心,海南海口570203;10.甘肃省动物卫生监督所,甘肃兰州730030; 11.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东济南250100;12.江西省动物卫生监督所,江西南昌330046; 13.沈阳市动物卫生监督所,辽宁沈阳110011)

美国动物疫病监测诊断工作概述

翟新验1,刘兴国1,李志军2,赵宏涛3,曲萍1,张维谊4,林密5,卢旺银6,陈昌海7,蔡雪辉8,梁源祥9,杨令劼10,万发春11,李俊11,杨松琴12,孙家猛13

(1.中国动物疫病预防控制中心,北京朝阳100125;2.北京市动物疫病预防控制中心,北京大兴102600; 3.陕西省动物疫病预防控制中心,陕西西安710016;4.上海市动物疫病预防控制中心,上海闵行200335; 5.中国农业科学院兰州兽医研究所,甘肃兰州730046;6.甘肃省动物疫病预防控制中心,甘肃兰州730046; 7.江苏省动物疫病预防控制中心,江苏南京210036;8.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所,黑龙江哈尔滨150001;9.海南省动物疫病预防控制中心,海南海口570203;10.甘肃省动物卫生监督所,甘肃兰州730030; 11.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东济南250100;12.江西省动物卫生监督所,江西南昌330046; 13.沈阳市动物卫生监督所,辽宁沈阳110011)

2013年10月,中国动物疫病预防控制中心组织省级动物疫控机构等单位动物疫病防控专家和管理人员赴美国开展了动物疫病诊断新技术培训.通过专家讲课、互动研讨和实地考察等方式,学习了解了美国动物疫病监测诊断新技术研发与应用现状、动物疫病诊断实验室的先进管理模式以及美国动物疫病防控管理、兽医执业教育、动物健康与福利等方面的内容.对我国做好动物疫病监测诊断工作,具有实际的借鉴和指导意义,起到了积极的推动作用.

1　基本情况

1.1组织机构美国已形成联邦、州、地方兽医实验室3个层次体系.联邦和州实验室由政府设立,实验室的人员及日常运行费用由相应政府财政保障.

1.1.1联邦实验室代表-国家兽医服务实验室(The National Veterinary Service Laboratory,NVSL)美国农业部于1973年11月建立了国家兽医服务实验室(NVSL),其负责处理动物疫病防制计划中两个方面的业务,一是兽用生物制品检定.各兽用生物制品生产厂均设有专门的检验部门,及时将各批次产品的检验结果报送NVSL,NVSL负责复审各企业生产报告的检验结果,并定期或不定期随机抽选某些样品进行检定,然后根据检定结果,提出产品是否可以投入市场出售或销毁的意见.二是动物疫病诊断防制.NVSL对国家计划要控制或消灭的动物疫病进行辅助诊断,同时又是州、大学以及一些外国诊断实验室的参考实验室.

1.1.2州立实验室代表-马里兰州动物卫生诊断实验室马里兰州动物卫生诊断实验室正式成立于1973年,主要负责马里兰州动物疫病的监测和诊断,由于经费紧张于2009年关闭了4个实验室,目前还有2个实验室在运转.

1.1.3大学实验室代表-加州动物健康与食品安全实验室(California Animal Health and Food Safety Laboratory,CAHFS),CAHFS是建立在加州大学戴维斯分校兽医学院基础上的动物疫病诊断实验室,该实验室设备先进,经费充足,拥有比较先进的大型动物解剖实验室,免疫学实验室、病原学实验室等,还拥有一个生物安全三级(BSL-3)实验室,主要用于进行新城疫病毒(NDV)的监测和确诊,该BSL-3实验室也是国家动物健康实验室网络(The National Animal Health Laboratory Net⁃work,NAHLN)的一部分,并且日常运行费用由NAHLN资助.该实验室负责加州绝大多数动物血清的监测工作.

1.1.4企业实验室代表-爱德士宠物疫病检测参考实验室美国爱德士(IDEXX)生物科技公司主要业务集中于全球范围内快速发展的宠物健康服务,其为宠物医师提供综合性产品和服务,包括医院内诊断测试及仪器、参考实验室服务、药物和医院管理软件.同时,IDEXX公司在经济动物,饮用水和牛奶3个业务领域里施展诊断技术的专长.

1.2协作机制为应对国家重大动物疫病跟踪监测、诊断和研究,美国联邦政府农业部动植物检疫署(APHIS)启动了援助计划1878号"国家动物健康实验室网络(NAHLN)项目".NAHLN整合了联邦机构、州政府及大学优秀兽医实验室资源,形成包括提供全国范围内便捷、及时、准确、一致的动物疫病实验室服务,以及满足动物流行病学和疫病报告需要的实验室数据等服务在内的实验室网络体系.

此外,美国私人企业、科研机构、大学与官方实验室时刻保持密切的技术协作关系.美国私人企业投入农业科研的力量很大,首先,这些企业本身就具有很强的科研能力.其次,这些公司在商业利益的驱动下,会自动大量吸收大学以及其他公共研究机构的研究成果,将其变成实用新产品.他们主要从事技术开发、新产品试制方面的研究.如美国IDEXX公司从事动物疫病诊断试剂研究,同时又和洛杉矶郡官方兽医实验室有紧密的合作关系,如果洛杉矶郡官方兽医实验室研究出了新的诊断试剂和诊断方法,他们就会帮助实验室进行商品化运作,推向市场,取得经济效益.

1.3质量体系管理美国动物疫病检测实验室有严格和规范的实验室质量管理体系,并覆盖联邦实验室和州立实验室.各级动物卫生实验室一般要通过2个认证,即美国实验室认可协会的认证(American Association for Laboratory Accredita⁃tion,A2LA)及检测和校准实验室能力的通用要求认可(ISO/IEC 17025).

A2LA是国际实验室认可合作组织(ILAC)相互承认的45个协议机构之一.是专职于实验室认证及相关活动认证的非盈利性、非政府的会员组织,其宗旨在于向全国提供实验室认可、质量体系认证以及检验机构认可等服务.A2LA的认证是对出具动物卫生诊断报告实验室的强制认证,认证有效期为2年,每年进行一次监督评审,评审范围涵盖全要素,特别强调对特殊用途、特殊操作的人员和设备要求,例如,对样品的包装和运输人员应持有相关认证方能进行操作,确保样品在运输过程的安全,从而确保检测诊断的结果.

检测和校准实验室能力的通用要求认可(ISO/IEC 17025)是一个国际互认、通用的认可.对于美国的各级动物卫生诊断实验室来说为非强制性执行,每次认可有效期为3年,每年进行1次监督评审,评审目的在于对实验室质量管理体系的有效性、适应性进行评价,其重点在于对检测人员的检测能力进行验证、考核,持续改进,确保各项检测能力.通过实验室认可,保证各类实验室能按照一个统一的标准进行能力评价,并提供客观、准确、公正的检测数据,保证实验室数据和结果得到社会各界承认.

1.4诊断新技术的研发与应用

1.4.1运行主体及研发模式以大型生物技术公司为主体的技术创新体制,通过同科研院所紧密结合的研发模式及其同客户紧密联系的产品开发和销售模式,促使美国在全球生物技术领域一直处于领先地位.Life Technologies公司、Luminex公司和IDEXX公司在内的美国生物仪器及诊断产品研发生产公司均为国际化大公司.这些公司以强大的资金支持和优秀的研发团队作为坚强后盾,并通过与科研院所紧密结合进行产品研发,其大规模的生产方式和现代化的生产车间管理模式均值得我们借鉴.

1.4.2诊断检测新方法及新技术的应用荧光定量PCR技术已在全美各级实验室得到了普遍应用,该技术可以做到高通量、快速诊断.以IDEXX公司为例,其设在加州的宠物疫病检测参考实验室,每天的检测样品量为2 000～3 000份,其能够保证在12～24 h内将结果反馈给客户.这一方面得益于高通量、自动化的检测仪器设备,另一方面是专业的检测人员大大提高了工作效率,将该技术效率发挥到极致.Luminex公司基于xMAP技术开发的FLEXMAP 3DTM多功能式点阵仪,可同时检测多种病原和抗体,这种技术具有容量大、检测周期短、实用性强、成本低廉和操作简单的特点,目前在美国已经处在大规模的研发阶段,部分产品已经面世.其理论上可对1份样品同时检测500种疫病,未来该项技术必将替代传统的检测技术成为疫病检测和监测的主流技术.另外,第二、三代基因测序仪的诞生使全基因组的测序效率显著提高.20世纪90年代,全球许多专家用了10年的时间才完成1个人类基因组测序,而应用新一代测序技术将时间缩短至几天甚至1 d内即可完成.如果这一技术应用于动物疫病诊断,将加快新病原的鉴定和提高病原多样性的研究能力,对动物疫病诊断工作带来革命性变化.

2　工作特点

2.1完善的动物健康实验室网络体系有效整合资源,对动物疫病早期预警和快速诊断提供了良好的平台

联邦政府农业部、州政府农业部门、高校兽医学院和生物技术公司等不同类型的动物疫病诊断检测实验室,虽然层级隶属、职能定位、规模大小不同,同时,因所处地理区域内养殖动物品种的不同,各自侧重马病、禽病、牛羊病等动物疫病的诊断和检测,检测能力范围等方面也各有不同,但却建立了良好的合作伙伴关系.其中多数实验室都加入了NAHLN,遵守NAHLN的管理约定,接受NAHLN的统一调派,完成NAHLN下达的监测任务,通过NAHLN的网络系统上传检测数据,这些实验室根据检测结果可以及时反映各州各种动物疫病的控制、发生与流行分布情况.此外,当发现可疑病例(美国已扑灭的疫病)时,这些实验室会在24 h内将样品送到农业部梅岛外来病诊断实验室或爱姆斯的病毒学诊断实验室进行确诊.这种严密的诊断和监测网络实现了实验室间的相互协作,资源共享和优势互补,可以及早发现某种疫病的发生,这样就有足够的时间将其消灭在起始阶段,最大程度地降低动物疫病暴发导致的经济损失.

2.2规范的实验室管理体系是诊断监测结果准确、有效的可靠保障一是实验室内部布局合理,流转顺畅.动物疫病检测实验室不论规模大小,基本都是按照检测方法布局,主要包括样品处理、病理学检测、血清学检测、分子生物学检测、病原学检测等检测部门;样品从接收,信息采集到各个检测环节都制定有SOP,严格按照标准流程执行.当有未知动物疫病发生时,可同时利用不同的检测方法开展诊断工作,提高效率.二是质量管理体系规范,结果准确可靠.NAHLN成员遵循ISO/IEC17025准则,按照A2LA的要求建立实验室质量管理体系,并通过持续改进保证检测结果的可靠和有效.值得我们借鉴的是,这些实验室根据其规模大小、承检能力高低和关注的疫病种类不同合理确定检测能力范围,而不是一味地追求大而全.比如马里兰州Frederick动物健康实验室,即使是州属实验室,其通过认证的疫病种类也不过只有禽流感和猪流感两种,保证了检测工作的专业和高效.三是实验室内职责明确,注重能力.实验室从接收样品到出具报告,在检测工作的流程上每个人都有明确的职责分工,检测工作开展起来可谓有条不紊,井然有序,忙碌而不忙乱.实验室在人员配置上注重能力与工作的匹配性,而非一味追求高学历,这样也能相应减少政府承担的费用.还以马里兰州实验室为例,8名工作人员中只有2名兽医,学历从高中到大学不等,但很多人已在本职岗位上工作数年,且持续参加与业务有关的培训和能力验证,保证了检测工作的准确、稳定、可靠.

2.3严格的生物安全管理是保障公共卫生安全的前提自美国"911事件"以及"炭疽邮件事件"等恐怖袭击事件发生后,美国政府格外重视生物反恐工作.动物疫病诊断检测实验室因可能接触到动物病原、人畜共患病病原及各种未知病原而成为重点防范部门,因此加强这些实验室的生物安全管理工作是保障公共卫生安全的前提.实验室入口处均有明显的生物安全级别标识,进入实验室要严格遵守实验室的生物安全管理规定;很多实验室配备有大型焚烧炉和污水处理设施,用于处理实验废弃物和污水;工作人员需经过严格的背景考察和培训考核方能上岗,CAHFS因设有BSL-3实验室,所有工作人员必须通过FBI的背景调查,且进入不同区域须有相关的授权,最大程度降低散布病原的风险.

2.4高通量、自动化和精密化诊断设备的普遍应用已成为诊断技术发展的必然趋势动物疫病诊断技术主要包括临床诊断、病原分离培养、血清学检测技术和分子检测技术等.其中尤以血清学检测技术和分子检测技术的研究和应用发展最为快速,成为动物疫病实验室监测诊断技术的主体.一是在血清学诊断技术的发展方向上,主要是通过研究各种免疫学技术及其与其他领域技术的连用,以及新型结合材料的不断开发,达到提高特异性、敏感性和实现多组分检测的目的.例如利用磁性微珠技术与免疫荧光技术相结合,可以产生信号放大效果并提高靶分析物的检测及分离效果,已经开始广泛应用于免疫诊断中;此外,以全自动酶免工作站、全自动化学发光免疫分析仪等为代表的高通量、自动化诊断设备,随着生产开发的成熟和成本的降低,也已成为免疫诊断的重要发展方向.二是分子检测技术亦逐步向着高通量、自动化、精密化的方向快速发展.同时可检测384份样品通量的核酸自动提取仪、荧光定量PCR仪已经得到了广泛的应用,还有点样仪和自动分析装置等的研制使得样品的处理量、提取的稳定性和自动化程度都显著提高,最终将实现分子检测技术的全自动化;而第二、三代测序仪器不仅可以实现临床样品的检测,同时有助于对未知病原的快速诊断分析,并对病原致病性和生物学特征的分析等,成为分子诊断技术中最为可靠、最为精密的一种技术.

2.5大型生物技术公司强大的研发团队是诊断技术不断推陈出新的原动力Life Technologies公司由Invitrogen公司和美国应用生物系统公司(Applied Biosystem)于2008年11月合并而成,是一家致力于改善人类生存条件的全球性生物技术公司,该公司在研发方面的投入超过3亿美元并持有3 900多个专利和专有许可.Luminex公司成立于1995年,是一家专门致力于研发和生产生物化验分析仪器并将其运用于生命科学领域的公司,其xMAP(Multi-Analyte Profiling)多重分析技术已经广泛应用于制药开发、临床诊断和生物研究,真正实现了高通量检测,是惟一得到美国FDA批准,也是惟一被纳入美国临床实验室质控网络的高通量诊断技术.IDEXX公司涉猎在动物健康、饮用水和牛奶质量检测领域,其最大的业务范围是提供宠物现场诊断、定点医护设备、参考实验室服务、数字放射技术和诊所管理方案等一系列诊断服务组合.

了解这些公司的发展历程,我们不难发现,能够在日益激烈的产业竞争中占有一席之地并不断扩张,其所拥有的强大研发团队是不断推出新技术、占有新市场的原始驱动力,其发展模式可归纳为以下几点:一是以科技创新为核心竞争力,不断引领行业发展;二是行业集中性提升,跨国企业在全球的垄断趋势不断强化,在竞争中产业的集中度不断提高;三是市场需求不断增长,产业规模不断扩大;四是随着技术标准的国际化,商业的全球化进程加速;五是不断创新的技术和产品的竞争促使不断地制定相应标准.

3　几点建议

3.1良好的法律基础和法律意识是保障动物疫病防控工作有效开展和运行的基础,各级政府和主管部门还应加大动物防疫工作立法、执法、宣传的力度美国畜牧业和动物疫病防控具有完善的法律体系、齐备的执法机构和训练有素的执法队伍,而我国在这方面还存在显著差距.为适应新形势下农业和农村经济快速发展的需要,适应依法治国、依法行政的要求,加强法律法规学习,增强农业执法能力,提高执法水平已势在必行.

3.2建立和完善有关动物疫病诊断和监测的技术规范,及时吸纳先进技术并适时更新,确保动物疫病监测和诊断高效、准确在已颁布的157种动物疫病病种名录中,不到1/3动物疫病有法定诊断和监测方法.虽然OIE针对一些动物疫病有推荐方法,但限于试剂、仪器、经费等原因,并不完全适用于国内的情况,需要把这些方法尽快转化成国内能够做到、且结果具有可信度和说服力的方法,并以技术规范的形式发布.

3.3改进兽医实验室管理体制,使各级、各类实验室的职能清晰、职责明确对于隶属政府兽医主管部门、科研院所、大学院校的各类各级兽医实验室,国家应当统筹规划,科学合理设定职能、配备人员和设备.在定职能上要分工明确,各实验室承担的职责差异化,相互间形成互补,避免实验室都大而全;在设备配置上要根据实验室承担的职能确定仪器设备的多少,特别要注重所有仪器设备的利用率,避免闲置浪费.在定人员上要保证每个实验室都有专业技术把关人才,并形成知识结构、人才队伍上的合理梯度.另外,要重视发挥公司企业兽医实验室的配合作用.

3.4创新兽医实验室运行机制,国家在实验室建设方面应统筹规划,突出重点根据区域化和畜牧业优势产业带的特点,分层次设立各级诊断监测实验室.国家级实验室主要针对一类动物疫病和外来病进行研究,省级实验室侧重地方优势产业畜禽品种的常见和多发病,科研院所则结合自身特长,专注于某一单项病的研究.此外,应针对不同动物开展规模化养殖条件下动物疫病发生、发展规律研究,制定完整的动物疫病防制措施.在实验室管理和运行方面,一是要建立高度开放的科技资源共享机制,主要指大型、先进仪器设备的对外开放,提高设备利用率;二是加强实验室间的交流与合作.与外界合作的目标越多、范围越广,能正确解决问题的可能性也就越大,各实验室要在充分发挥各自优势的基础上,实现优势互补;三是在广泛开展合作的同时,鼓励实验室之间进行有限的竞争.竞争可以有效提高科技创新能力和研究水平,有效提高资金使用效率和资源优化配置,提高工作效率.对一些效能低的实验室可以进行必要整合;四是建立评议和奖励机制.国家设立专门委员会,对实验室在经费支持、科研立项等各方面给与倾斜.国家设立的各级各类兽医实验室工作可以分为政府公益性职能与社会化服务两大块,以公益性服务为主.公益性服务政府买单,社会化服务实行收费.公益性职能主要包括政府关注的主要疫病的监测诊断,是主动性监测工作,工作经费应当纳入财政预算,必须给予保障.各兽医实验室在完成公益性职能的基础上,可以适当开展一些被动性监测诊断工作,主要是养殖场针对自己动物健康状况要求而进行送样的监测诊断工作,并施行收费制度.

3.5培育国内动物疫病防控技术自主创新能力

国内动物疫病诊断实验室的高精尖设备和技术几乎全部来自国外,行业所采取的实验室方法主要是根据仪器设备生产厂的技术说明操作,无论在试剂、方法、仪器上都缺乏核心竞争力.中国动物疫情复杂,国内实验室工作者完全有必要立足国内开展防控新技术研究,增强自主创新能力,摆脱总是跟着国外技术后面参观学习的被动局面.

3.6培养队伍的专业精神我们接触到的美国很多实验室工作者在自己的工作和研究领域都是全身心投入,能够用毕生信念和努力取得较高的造诣,使自己的人生价值得以体现.反观我国,我们应当进一步明确和细化国家层面的科研和应用规划,提高科研工作者的待遇,营造良好的科研氛围,树立专业精神,避免急攻近利、盲目和无序竞争.

2015-03-23