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猪繁殖与呼吸综合征最新研究进展及防控方法

2018-01-20,,,,

浙江畜牧兽医 2018年2期
关键词:蓝耳耳病毒株

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(1.建德市正创生态养殖场,浙江建德 311600; 2.浙江大飞龙动物保健品股份有限公司)

猪繁殖与呼吸综合征,又称蓝耳病,1987年在美国北卡罗莱纳州爆发,最初因不能确定其病因,故一度称为“神秘病”。1991年荷兰学者分离到该病的病原LV株,欧盟将此病命名为“猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)”,顾名思义,PRRS病毒既能影响种猪的繁殖性能,又以呼吸道疾病的方式影响猪的生长性能。

我国于1996年由郭宝清等人首次从发病猪群中分离出蓝耳病毒。2006年6月至10月,先后在江西、安徽、浙江、湖南、湖北、江苏等省部分地区有212万头猪发生“高热病”,超过40万头猪死亡,造成重大经济损失。2007年4月,农业部正式将其确定为“高致病性猪蓝耳病”。

目前,猪蓝耳病已成为全球范围内流行最广,危害最严重的重大传染病之一,60%-80%猪群受到感染危胁,临床表现己从“流产风暴”为特征的暴发型转向损害保育猪为特征的“呼吸障碍”型,并已成为仔猪、育肥猪呼吸综合征(PRDC)最主要的原发性病原,根据已发表的文献资料,蓝耳病对育肥猪造成的平均损失估计在15.25-18.21美元/头之间,折算成人民币约为93.33-111.45元/头[1]。

1 猪蓝耳病危害现状

1.1猪场感染率高 当前我国猪场蓝耳病感染率,抗体阳性率较高,当然抗体阳性率居高不下,这与猪场长期免疫蓝耳病疫苗有关。很多原种猪场尝试进行蓝耳病的净化工作,通过封群,淘汰取得了不错的进展,但是由于猪场内外围生物安全等问题,很难长时间保持阴性,且一旦感染转阳,风险更大。

1.2病毒毒株多,变异速度快 目前,大量临床检测数据表明,很多猪场存在多种蓝耳病毒株,造成毒株多样性的主要原因,首先是蓝耳病病毒属于RNA病毒,容易变异;其次,就是猪场长时间、高频率的免疫蓝耳病弱毒疫苗,在这种高压抗体选择下,更加加快了蓝耳病毒的变异速度,再加上很多猪场频繁的更换不同毒株的蓝耳病弱毒疫苗,人为地增加了猪场蓝耳病病毒的多样性;其三就是蓝耳病弱毒疫苗的毒株与野毒发生重组,形成新的毒株。

1.3临床表现复杂 目前猪场爆发蓝耳病之后的临床表现比较复杂。母猪群在感染之后,相比较前出现大规模流产的现象在减少,主要表现为早产、死胎、弱仔比率增加,同时可繁母猪出现明显的不发情、乏情、返情等繁殖障碍。但在2015年以后,由于类NADC-30毒株的出现,在一部分猪场感染蓝耳病后,出现了流产高峰,说明该毒株毒力比较强,且主要引起母猪流产,这一定要引起养猪场(户)的高度关注。由于产房和保育舍容易造成细菌和病毒(PCV-2、PRV、PIV、APP、HP等)的继发感染,因此引起的临床表现更加复杂。

1.4猪场持续循环感染 蓝耳病持续感染是PRRS流行病学的重要特征之一。猪群在攻毒后的210 d后仍可检测到RNA,育肥猪在感染后其病毒血症持续至少4周左右,甚至更长时间,而成为PRRSV的储存宿主,并持续向环境中排毒,造成其它猪群的循环感染。这也跟猪场的临床表现相一致,临床上,经常会看到一些猪场母猪群呈阴性,产房和保育舍阴性可维持到8-9周龄,但9周龄以后就陆续全部转阳,对于一条龙生产的猪场来讲,这是致命的危险风险。因此,控制循环感染最好的方法,就是做好内外生物安全的同时改变生产模式,由一条龙的生产模式变成两点式生产模式。

2 蓝耳病感染的免疫学特点

2.1抗PRRSV感染的体液免疫反应 蓝耳病感染后7-9 d通过ELISA方法(IDEXX)能够检测到PRRSV抗体,但这种抗体主要是针对蓝耳病病毒结构上的N蛋白或某些优势抗原表位产生的,无中和活性,因此不能提供免疫保护。具有PRRSV中和活性的抗体要在感染后4周或4周后出现。中和抗体产生比较晚,而且低水平维持210 d[2]。研究表明,PRRSV的中和表位位于不同毒株的GP5蛋白上,因此近年来针对GP5蛋白的研究成了热点。最终发现PRRSV在感染后诱发迟发性的中和抗体的主要原因是GP5蛋白上存在着一个诱导表位,可干扰中和抗体的产生。

PRRSV感染后显著迟发性的中和抗体现象,也使临床上通过免疫蓝耳病弱毒疫苗来防控蓝耳病的过程,出现较长的免疫空白期,增加了感染风险。因此,很多学者也把疫苗研究重点放在了如何免疫后让其快速产生中和抗体上。

2.2抗PRRSV感染的细胞免疫 细胞免疫在抗蓝耳病感染过程中取得了非常重要的作用,大量研究数据表明,PRRSV感染猪在4-12周后,T细胞开始增殖,对于清除PRRSV发挥有着重要的作用[3]。特别是CD4T和CD8T淋巴细胞,CD4T淋巴细胞通过分泌细胞因子,起到了抗病毒作用,CD8T淋巴细胞通过介导细胞毒性作用起到了清除病毒感染的细胞目的[4]。

2.3抗体依耐性增强作用 亚中和抗体水平的存在,不但不能阻止PRRSV的复制、反而使PRRSV的复制增强了数10倍,促进了PRRSV的感染,这种现象被称为抗体依耐性增强作用(ADE),也是PRRSV的一个重要免疫学特性。临床上,ADE现象也给PRRS的防控制造了很大麻烦。仔猪母源抗体水平较低时接种PRRSV弱毒疫苗,其病毒血症持续时间延长[5],表现出ADE[6],由于ADE的作用使疫苗诱导的抗体可能会增强野毒在猪体内的复制,这给疫苗的研制和应用带来了很大的难度。

2.4PRRSV感染与免疫抑制 目前对于PRRSV造成的免疫抑制在临床中形成了一致的观点,PRRSV感染之后导致免疫抑制,形成病毒或细菌的二次感染,从而加剧感染猪的临床症状和发病。造成这种现象的主要原因就是PRRSV感染后主要侵害PAM和其它单核细胞,造成构成肺部天然免疫反应的第一道屏障,即PAM的破坏而引起免疫抑制或免疫损伤。同时这也部分解释了PRRSV感染后的体液免疫和细胞免疫出现的迟缓。

3 蓝耳病防控技术的研究进展

3.1存在的问题 目前,PRRS的流行已经给养猪业带来了巨大的经济损失,我国已先后开发了蓝耳病灭活疫苗和弱毒疫苗广泛用于临床防控。不可否认,通过这些疫苗的应用,使我国在蓝耳病的防控方面取得了一定的进展,但同样面临很多问题,其中最突出的就是弱毒疫苗安全性问题和灭活疫苗的有效性问题。另外,就是在蓝耳病的防控过程中过分依赖疫苗,而不注重净化工作等技术手段。

3.2研究进展 随着现代分子生物学的发展,使得对蓝耳病的致病机理和免疫学特点有了更进一步的了解和发现,越来越多的学者开始尝试用一些新的手段和技术来防控蓝耳病。

3.2.1做好生物安全措施,逐步净化蓝耳病 所谓的生物安全就是要阻止外来病原入侵和消除或切断内部的病原传播。对于蓝耳病来说,本身是一个输入性的疾病,因此对于猪场首先要做好引种防控工作,避免引入新的PRRSV,其次就是人员的生物安全防控,防止人员带入PRRSV,其三就是有条件的猪场可以采用空气过滤系统,阻止猪场内PRRSV经空气传播,最后就是严格的卫生消毒措施,降低和清除PRRSV在猪群间的传播风险。目前,我国已经对国家级核心育种场做出了2020年前净化蓝耳病的要求规定。

3.2.2新型基因工程疫苗的研发 传统的疫苗无论是蓝耳病灭活疫苗,还是弱毒苗都不能完全阻止PRRSV的垂直和水平传播,只能减轻病毒血症,减少排毒时间以及缓解临床症状[7],这与PRRSV自身的一些特性有关,且弱毒疫苗本身存在着安全性等问题。因此,大家都把目光放到了新型基因工程疫苗的研发上。

3.2.2.1 核酸疫苗 核酸疫苗(DNA疫苗)是利用基因工程技术将编码病毒保护性抗原的外源性基因片段插入到表达载体上,再将表达载体直接接种到动物体内,外源基因利用宿主细胞的转录系统于体内表达抗原,使机体产生针对外源性基因的免疫应答。研究表明,用插入 ORF5基因的质粒免疫猪,可使免疫猪能够抵抗PRRS强毒的攻击,并可使猪体产生针对ORF5 的中和抗体[8]。DNA疫苗与其它疫苗相比,既没有安全性问题,又具有免疫持续时间较长等优点。但是,其免疫效果同样存在着一定的不确定性,依然存在着很多的挑战。

3.2.2.2 活载体疫苗 活载体疫苗就是利用分子生物学技术将编码异源病毒特异性抗原的DNA 片段及启动子调控序列插入到载体基因组中而构建的疫苗,插入基因随着载体的复制而表达。常用于疫苗的载体有腺病毒,痘病毒和伪狂犬病毒等。PRRS 活载体疫苗常用的载体主要为腺病毒和伪狂犬病毒载体,现已成为PRRS疫苗研究的热点,因为其具有可以同时激发细胞免疫和体液免疫应答的优点,避免了PRRS灭活苗不能快速激发细胞免疫的缺点和弱毒苗存在安全性问题的缺点。Qiu等学者(2005)[9]采用表达PRRSV GP5 的重组伪狂犬病毒(PRV)疫苗免疫猪体后,发现免疫后可以保护猪抵抗强毒攻击,安全性良好,免疫效果优于PRRSV灭活苗。

3.2.2.3 亚单位疫苗 亚单位疫苗,就是利用原核或真核表达系统将PRRS主要保护性抗原蛋白表达出来,然后用纯化蛋白进行免疫。目前用来研制亚单位疫苗的主要基因有PRRSV ORF5。目前用于亚单位疫苗研究最多的表达系统有大肠杆菌表达系统,杆状病毒表达系统和酵母表达系统。大肠杆菌表达系统是最早,最简单,最高效并且使用最广泛的原核表达系统,但原核表达系统表达的蛋白易形成包涵体,失去活性。Dea等(2000)[10]采用大肠杆菌系统表达 GST-GP5 融合蛋白,免疫猪体后并不能产生中和抗体。杆状病毒系统有较大的基因组,主要用于昆虫细胞的高效表达。酵母是真核微生物,具有容量大,产量高等特点,便于大规模生产。Urniza等(1997)[11]用杆状表达系统表达 PRRSV GP3和GP5 蛋白,免疫攻毒试验表明能得到很好的免疫保护效果。目前,亚单位疫苗也已成为研究的热点之一。

3.2.3利用miRNA干扰PRRSV的复制来防控蓝耳病 MicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA分子,可在动植物中参与转录后基因表达调控。越来越多的研究表明,miRNA在调节宿主与病原体相互作用和先天性免疫方面具有重要作用。在抗病毒感染和复制方面,宿主细胞miRNA的作用也不可或缺:一方面,miRNA通过序列完全或部分互补配对的方式,直接结合在病毒的基因组上,降解转录产物或者抑制蛋白表达进而起到基因沉默的作用;另一方面,miRNA也可间接作用于某个细胞成分,常常可以起到影响细胞内通路和调节先天性免疫应答的功效,从而间接干扰病毒的生命周期。目前,有关miRNA在干扰PRRSV复制方面的研究已经取得了一定的进展,相信在不远的将来一定会给蓝耳病的防控带来新的思路。

[1] HolckJ T,Polson D D,郭传凤.第六章PRRS病毒感染的经济影响[J].国外畜牧学(猪与禽),2012,32(9):11-16.

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[3] 任少敏. PRRSV特异性肽对PRRS免疫猪外周血淋巴细胞IL-12分泌的影响[J].吉林大学学报, 2015.3.

[4] Yang H, Parkhouse R M.Differential expression of CD8 epitopes amongst porcine CD8-positive Function Lymphocyte subeets[J]. Immunology,1997,92(1):45-52.

[5] 朱新华.浅析猪繁殖与呼吸综合征免疫失败原因[J]兽医导刊,2015(4):81-81.

[6] Chang H C, Peng Y T, Chang H L, et al. Phenotypic and functional modulation of bone marrow-derived dendritic cells by porcine reproductive and respiratory syndrome virus[J].Veterinary Microbiology, 2008, 129(3/4):281-293.

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