全球牛瘟根除
——亚洲和非洲
2019-06-03译校刘林青张淼洁杜建中国动物疫病预防控制中心
译校│刘林青 张淼洁 杜建(中国动物疫病预防控制中心)
一、亚洲牛瘟控制和根除
世界各国从二战中逐渐恢复后,亚洲首先开展了大规模的牛瘟根除运动。联合国粮农组织支持的牛瘟根除区域性计划得到了东南亚各国的积极支持。除了这些共同努力外,两个主要国家的牛瘟根除运动表现特别突出:一个是中国,迅速取得了成功;另一个是印度次大陆,花了近50年实现了根除目标。
1.中国。1938年至1941年,中国西部有超过100万头牛死于牛瘟。1948年至1949年,牛瘟广泛传播。1948年,牛瘟导致数百万头牛、水牛和牦牛死亡。政府下令,根除牛瘟是当务之急,这是因为认识到只有根除该病,农业才能发展。
中国一开始并未实施集中免疫计划,主要是因为中国一些品种的牛和牦牛无法耐受早期活疫苗所残留的毒力。不过,日本兔化疫苗病毒在山羊和绵羊身上传代之后,能够生产出一种安全的减毒活疫苗。很快,中国就清除了喜马拉雅山脉的病毒感染。当时的中国在几乎没有机械化运输,也没有任何冷藏技术的条件下完成了这一系列壮举。中国的动物卫生工作人员利用牦牛和马作为交通工具,将活的感染的绵羊运送到需要接种疫苗的地点,并现产现用接种疫苗。1955年,这一运动取得了成功。直到2008年,中国才获得世界动物卫生组织的牛瘟无疫认证。
2.印度和巴基斯坦。爱德华兹(1927年至1928年)将可以接受牛瘟控制运动的国家和不可能实施牛瘟控制运动的国家(例如印度和许多非洲国家)作了区分。他也预见到,在没有外部病毒再次侵袭的前提下,如果印度能够在短时间内让所有的牛获得抵抗力,那么印度就能够实现牛瘟根除。
1931年起,印度山羊弱化疫苗在没有免疫血清的情况下单独使用。虽然在五年里分发了大量疫苗(相对于牛群的规模数量还是较少),根除疾病的进展却令人失望。到1939年,疫苗的效用仍无法显著降低牛瘟所致的总体死亡率。
1953年制定的免疫计划所设想的是在5~10年的时间里,为3.2亿头牛、水牛、绵羊和山羊进行大规模的免疫。到了1954年,印度对减毒山羊疫苗及其兽医机构的实力充满信心,着手实施这一公共财政资助的以疫苗为基础的运动——全国牛瘟根除计划(NPRE)。该计划旨在用五年时间,系统地为80%的牛和水牛进行免疫。成功一段时间后(直到疾病被根除),对剩下的每年增加的20%犊牛进行免疫(泰勒等人,2006年)。
每个州实施自己的免疫计划,结果各不相同。例如,在北方邦,这场大规模的运动持续了八年时间(1956年至1964年),使得疫情的发生率大幅下降。后续措施又持续了至少20年,但并没能阻止疾病的再次传入。同样,在安得拉邦,在1956——1961年,大规模的免疫将牛瘟的发生率降为零。但是,虽然疫苗的使用量在接下来的23年里逐步增加,但疾病的发生率仍然居高不下。在没有血清监测的情况下,很难确定原因。显然,仍然存在足够多的易感动物导致疾病传播。总的来说,大规模的免疫成功根除了一些州的牛瘟流行,但是没能可持续地预防牛瘟的再次传入。在全国范围内,该计划的确为农民带来了可观的效益,但仍无法根除全国畜群中的牛瘟。
到二十世纪八十年代中期,全国牛瘟根除计划显然已经失败了。似乎没有解决方案能够解决流行病复发的全部问题。1983年,印度政府组建工作小组,重新启动根除计划,预计需要连续试点三年。此外,还对各个州的牛瘟情况进行了流行病学分析。分析表明,病毒在印度南部各州比较普遍,在印度中北部各州并不常见,但是会偶尔出现,在印度东北各州则没有病毒。在疾病流行的各州,建议重新开展大规模免疫,三年内实现90%的覆盖率。
其他地方在疫情暴发时实施集中免疫。在这种情况下,需要捐赠者(欧共体)协调推动进展。最终,在印度南部实施了集中免疫,而在印度北部则结束了制度化的大规模免疫。全国牛瘟根除计划严格控制移动,可能有助于减少从印度南部到印度北部受感染的动物数量。1995年,通过对病毒传播链上的动物进行免疫,印度南部的牛瘟得到了根除。
从印度的经历中获得的经验教训包括:根除计划需要有明确的初始目标、持续管理和清晰的退出策略,而且应当在流行病学认识的基础上进行设计;免疫可能是阻断牛瘟传播的一个非常有效的工具。应用得越密集,就能越快实现预期目标;随着疫情数量的减少,从大规模免疫转换到集中免疫,节省了大量的时间、劳力和疫苗;血清监测是疫苗免疫程序质量的保证,缺乏这一过程会严重阻碍免疫计划的实施;其中需要解决的最大难题是,说服各个没有持续感染病原的地方政府放弃制度化的免疫,转而依靠集中免疫,防止病毒再次传入;有效实施牛瘟根除计划需要仔细计算风险,因此需要首先进行试点。
正如本文前面所述,巴基斯坦直到得到联合国粮农组织和欧共体的技术和财政支持后,以流行病学为指导的控制才取得成功。
二、非洲:牛瘟控制、大规模免疫和根除
从二十世纪四十年代起,各国独自努力控制牛瘟,获得了不同程度的成功,但是直到二十世纪六十年代,才开始开展国际合作。自那时起,共开展了三次旨在控制或者根除非洲大陆牛瘟的运动,包括在捐助方协助下组织实施的非洲联盟联合项目15(JP15)、泛非洲牛瘟运动(PARC)和泛非洲动物流行病控制项目(PACE)。
联合项目15(JP15)。1940年至1966年间,坦桑尼亚牛瘟的根除应归功于在病毒持续存在的区域(实际上是马赛部落的生态系统)很好地使用了牛瘟减毒活疫苗。该项目最终聚焦于坦桑尼亚北部,这是最近一次小型疫情发生的地方。如此可喜的结果说明,除了北部边境,坦桑尼亚绝大部分地区已解除了病毒感染的威胁。与此同时,北边的肯尼亚也正在积极消除牛瘟的威胁。
表1 实施接种JP15项目的前三年,牛瘟免疫覆盖率与疫情年发病率的对比关系
1948年,非洲牛瘟会议的第一个决议是:“会议一致认为,尽管有农业、社会或者行政方面的影响,但是为了整个非洲的利益,以完全根除为目的,牛瘟控制是值得且必要的。”这次会议进一步决定,“利用我们已经处理好的生物免疫制剂,可以根除非洲的牛瘟。”这次会议也认识到,开展国际合作非常必要,并由此发起成立了非洲牛瘟信息局(一开始逐步演变成为非洲国际兽疫局,后来发展为非洲联盟国际动物资源局)。一种冷冻干燥的活性减毒疫苗(TCRV疫苗)也被许可用于根除牛瘟。
因此,1961年,在尼日利亚卡诺举办的一次会议上,撒哈拉以南非洲地区技术合作委员会(CCTA)决定开展一项牛瘟根除联合行动计划,旨在创建包含乍得湖盆地附近800万头牛的一个无牛瘟区,包括喀麦隆、尼日尔、尼日利亚和乍得的毗连区域。JP15项目旨在运用组织培养牛瘟疫苗(TCRV)根除该区域的牛瘟。在非洲,自首次研发大量活性减毒疫苗以来,它们就被用于强制免疫。在为期三年的项目中,对该区域的所有牛群进行免疫。该项目标志着非洲牛瘟根除国际合作和协调的开始。1962年至1965年,项目取得了重大的进展,如表1所示。
1962年至1969年期间,JP15项目所使用的TCRV疫苗大约1亿剂。牛瘟在西非似乎已经成为历史,但是我们现在知道,与马里接壤的横跨毛里塔尼亚的牧区仍然存在感染。由此开始蔓延,许多国家在二十世纪七十年代末再次受到了感染。虽然很难在已发布的报告和论文上找到,但是有确凿的证据表明,实施JP15项目之后,剩余的疫源地出现了牛瘟。直至JP15项目结束,撒哈拉以南非洲地区的牛瘟病毒才结束了持久的循环(图1)。
在总结第一阶段成果的基础上,JP15项目进一步扩大至西非和中非并取得了巨大成功。随后,其实施区域扩展至东非,在埃塞俄比亚一直持续到1977年。但该行动在东非全域的疫情根除方面仅取得有限的成功。当国际集中免疫阶段结束后,维持有效的群体免疫力任务就移交给了各国兽医机构。这项工作在很大程度上徒劳无益,白费功夫。例如,尼日利亚虽然在1976年最后发生一例牛瘟病例,但很多国家仍然在此后持续开展了很多年的免疫行动。
随着JP15项目逐渐退出,牛瘟再现,原因是JP15项目从未制定退出策略,而是让各国兽医机构清除最后的剩余感染,大部分国家也做到了,但西非和东非一直有三到四个牛瘟感染疫点没能清除,甚至官方都没有发现这些疫点存在,以致多年的努力毁于一旦。事实上,该项目并没有强制要求监测项目退出之后各个国家的情况。根据收到的主动报告,世界动物卫生组织清楚,病毒并没有被彻底根除,这说明当时的措施是无效的。国际组织领导层最终也没有认识到问题的严重性。因此,1989年制定了世界动物卫生组织路径制度,以认证牛瘟免疫的方式制定了退出策略。人们常认为,JP15项目失败的主要原因是缺少血清监测工具,但是,更有可能是因为它缺乏监测系统和有关病毒持续感染的流行病学知识,并且过度依赖程序化的大规模免疫。
图1 1968——1984年,非洲牛群和野生动物感染牛瘟情况
三、泛非洲牛瘟运动(PARC)及其后续项目,泛非洲动物流行病控制(PACE)项目
泛非洲牛瘟运动发起于1986年,目的是根除非洲34个国家的牛瘟,一直持续到1998年。PARC的资金主要来自欧共体。PARC在内罗毕非洲联盟国际动物资源局设置的合作处,制定各国兽医机构需要遵循的策略指南。事实上,为联合国粮农组织做出巨大贡献的PARC流行病学处就是在非洲联盟国际动物资源局的基础上建立的,主要进行流行病学研究以及帮助制定策略。虽然针对牛瘟采取的主要措施是进行大规模免疫,但是PARC使用疫苗的特别之处在于引入了免疫带的概念,并且方便易操作。同时,首次尝试克服病毒根除的验证问题。
必须记住的是,PARC的出现是为了应对二十世纪八十年代初第二次大规模的非洲牛瘟流行期间,大片撒哈拉以南非洲地区再次出现的牛瘟,这其中不包括兽医机构,因为缺乏资金和物质资源。PARC的第一阶段旨在恢复管理疫苗的能力,在没有确定重大目标的情况下,针对疾病所采取的好的控制措施就是建立免疫群体。之后在第二阶段,通过采取联合根除策略,清除剩余的流行区域。利用高强度免疫群体所构建出的防疫线将流行区域包围起来,在防疫线内开展病毒“根除运动”,并再次利用集中免疫来使畜群获得免疫力,病毒在这样的群体内无法继续传播。之后,实施“缩减”行动,包括停止免疫和集中监测。
基于更可靠的病毒分布评估,东非的感染程度比西非更严重。1988年,泛非洲牛瘟运动(PARC)提出了西非墙的概念。这堵墙以萨赫勒州为界将海岸一分为二,从而实现了以不同的速度开展根除工作。在中非的乍得地区和喀麦隆地区建起了一道屏障,防止西非再次受到东非感染影响(泰勒等人,2006年)。尽管这个方案只是理论上有可能实现,仍然建议在苏丹南部附近设立一个控制线,该控制线主要建在中非共和国和乍得之间。但实践中,中非的防疫线并没有得到有效的管理,从而无法作为真正的屏障来阻碍牛瘟的传播。回过头看,牛瘟病毒在二十世纪九十年代并没有跨越苏丹南部的这一区域,更大程度上要归因于苏丹的牛瘟感染比重逐步降低,而不是该防疫线的效果。该防疫线虽然没有经过考验,但是该防疫线为西非国家提供了思想上的保护。无论防疫线是否真的具有保护作用,这有助于增强他们退出常规免疫的信心。越来越多人认为,牛瘟只局限于大非洲之角地区。
在最早实施泛非洲牛瘟运动(PARC)的埃塞俄比亚,牛瘟病毒主要存留于离散的宿主中,并由此扩散蔓延,成为制定新的根除策略的基础。要想实现免疫覆盖,全国需要每年对至少3000万头牛接种疫苗。这一工作已经尝试了很多年,但是事实上连这一数字的三分之一都实现不了。一支与PARC合作的强大的兽医团队和第四畜牧发展项目认为这样的做法没有必要而且无法实现,他们开创性地提出了一个策略,退出全国范围的大规模免疫。这种新方法力图控制宿主体内的牛瘟病毒,将免疫的重点集中在根除宿主的感染源上,同时建立最低限度的免疫缓冲区,以保护特别容易受到感染的区域,并且加强监测,做好避免感染的应急预案。这个计划的关键是,派遣社区动物健康工作人员在交通不便的不安全区域工作,使用耐热的牛瘟疫苗提高畜群的免疫率。按照这一新策略要求,每年需要接种疫苗的牛不到300万。
经过一番观念之争后,1993年该策略开始实施,并迅速取得了成功,尽管其中有很多困难。1995年报告了最后一例牛瘟,发生在位于西南的苏丹边境,经由迁移的牛跨越了边境地区传播。这一成功是一个重大的突破,对非洲和亚洲制定未来根除计划产生了重要影响。
据可靠消息,1998年泛非洲牛瘟运动(PARC)末期,只在苏丹南部和肯尼亚西北部以及索马里南部和肯尼亚东北部仍有牛瘟病毒传播,这是相当了不起的成就。
在欧共体的再次资助和非洲联盟国际动物资源局的协调下,泛非洲动物流行病控制计划(PACE)从1999年持续到2006年,覆盖32个国家。虽然仍然专注于牛瘟根除,但是该计划在非洲不同地区处理其他疾病方面有很大的不同,主要在牛传染性胸膜肺炎控制方面,而且普遍加强了“流行监测”系统。如果能够强化兽医监测系统,那么就能因此加强牛瘟控制,实现根除。尽管PACE在一些国家取得了相当大的成功,但是总体进展令人失望。原因尚不清楚。
总部位于内罗毕的泛非洲动物流行病控制项目(PACE)小组提供了流行病学和策略方面的专业知识,来解决索马里牧区生态系统中所存在的牛瘟问题以及其他成员国的牛瘟免疫认证。这种方式非常有效。当小组解散时,它已为各个国家打好了完成牛瘟免疫认证的基础。他们通过成立索马里生态系统牛瘟根除协调处(SERECU),建立了与全球牛瘟根除计划(GREP)秘书处的合作机制。解决2001年确诊最后一例疫情后,针对牛瘟是否还在继续传播问题,索马里生态系统牛瘟根除协调处做出了重要贡献,三个国家都获得了申请世界动物卫生组织牛瘟无疫认证资格。直到2010年,泛非动物流行病控制索马里生态系统牛瘟根除协调处的工作仍将继续获得支持。
现在很清楚,2006年泛非洲动物流行病控制项目(PACE)结束时,牛瘟不再在其野生或者家养的宿主中传播,非洲乃至全球成功根除了牛瘟。
社区动物健康工作人员项目的实施为牛瘟疫苗的运送和了解偏远牧区的牛瘟流行病学做出了重要贡献(莱兰,1996年)。由联合国儿童基金会(UNICEF)资助的非政府组织(NGO)实施了苏丹生命线行动。牛瘟控制是该社区项目的重点。事实证明,这些非政府组织在逐步减少感染的比重及限制病毒在苏丹南部的地理范围方面极其有效率。信息收集建立在参与式农村评估技术的基础之上,一般被描述为参与式流行病学(卡特雷,1999年;马里纳和诺埃德,2003年),其本身就是一种新兴的科学,和参与式动物健康服务交付系统一起为牛瘟根除做出了非常重大的贡献(马里纳等人,2002年)。参与式流行病学诞生于东非,传播至巴基斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦和阿富汗。在这些地方,参与式流行病学极大地加强了牛瘟无疫认证的疾病监测和联合国粮农组织所管理的项目的疾病影响评估。它不仅被用于寻找感染牛瘟宿主以及判定牛瘟无疫,也被用于各种动物疫病问题,包括诸如玻利维亚的典型猪热病和印度尼西亚的高致病性禽流感之类的常见问题(约斯特等人,2007年)。
这种参与式技术一开始并不被非洲联盟国际动物资源局看好,不过后来被其接受,其社区动物健康及参与流行病学处(现已经历变迁,成为机构和政策支持小组【IPST】)特别将这种技术进行了发展并加以利用,这种参与式技术是泛非洲牛瘟运动和泛非洲动物流行病控制计划的一个重要遗产。
从泛非洲牛瘟运动和泛非洲动物流行病控制计划中所获得的经验表明,如需实现预期目标,管理上需要有适应性和灵活度。项目制定和实施需要具备良好的技术知识。区域协调机构和国家机构提供技术援助的工作人员,需要具有国际认可的最高水准,能够在国内和国际上建立起关系网。熟悉流行病学是成功所需的一个主要因素。
四、诊断、血清监测和集中接种疫苗
从二十世纪八十年代起,联合国粮农组织(FAO)、国际原子能机构(IAEA)相关部门,联合泛非洲牛瘟运动,为非洲联盟国际动物资源局提供开展泛非洲牛瘟运动的技术指导和援助,协调牛瘟的血清监测运动,集中支持诊断和血清监测。这和在西亚建立的匹配网络一起,为将宝贵的论坛信息和技术合作传递到参与国提供了技术支持基础。PACE项目一直持续到2004年,通过联合国粮农组织获得了欧共体的资助。
定期评估免疫计划的效力被广泛认为是确保泛非洲牛瘟运动成功的一个重要组成部分,得到了FAO/IAEA联合部门的大力推进。1986年,建立了一个协调的研究项目,被称作非洲牛瘟血清监测,随后在泛非洲动物流行病控制项目中持续开展直到2004年。该项目的核心是可以利用酶联免疫吸附测定(ELISA)技术检测所获得的大量血清样本。这一概念的基础是,如果可以将总体畜群免疫水平提高到超过80%,那么牛瘟病毒会停止在该群体中传播。其隐含的意思是,如果血清监测表明没有足够的免疫群体,需要对这些群体重新免疫。虽然从理论上来说,这一概念十分具有吸引力,但实际上,要及时获得血清数据非常困难。即使是在实行国家PARC项目动态管理的埃塞俄比亚,将血清监测数据与免疫计划联系在一起,最多也只不过为免疫的效力提供了一个回顾性分析。
在非洲之外的区域,这一原理的应用要成功得多,伊朗的国家机构严格应用血清监测来评估和提高每年变动的免疫计划的效力,联合国粮农组织也有效地将其应用于处理阿富汗和坦桑尼亚的紧急情况(泰勒等人,2002年)。
1997年1月,在坦桑尼亚北部检测到一种轻度牛瘟证明了血清监测的潜在价值,监测表明是从肯尼亚南部传播过来的。坦桑尼亚启动了该疫情的国际应急响应,需要国际组织提供援助予以应对。响应计划旨在确定病毒所污染的区域,并开展集中免疫,目标是在将畜群免疫力的水平提高到阻止病毒传播的程度。在这种特殊的紧急情况下毒株的毒性弱使得很难确定感染区域,所以必须综合使用血清和临床证据。最终,前后连续两次启动了紧急免疫。两项血清监测计划分别在现场免疫运动结束之后的三到四个星期内实施。结果表明,第一次计划没有达到理想的阻止传播的免疫水平(85%)。因此,立即组织了第二轮紧急免疫。第二轮血清监测的结果令人满意,高患病率的农村牛群获得抗体的比率超过85%。这些群体被认为已经经过了“免疫消毒”(泰勒等人,2002年)。
1994年,联合国粮农组织将英国动物健康研究所珀布赖特实验室指定为世界牛瘟参考实验室(WRLR)。其关于麻疹病毒诊断和分子技术的标准为制定控制策略的流行病学评估做出了宝贵贡献。分子流行病学证明存在三种现存的牛瘟病毒的演化支(谱系),正是这三种牛瘟病毒引发了前五十年的牛瘟疫情:亚洲谱系和非洲谱系1及2,局限于非洲大陆。描述引发疫情的病毒特征对于判断其起源而言十分重要。FAO/IAEA联合部门在很大程度上主要依靠世界牛瘟参考实验室的专业知识来建立和运营其非洲和西亚实验室网络。
五、疫苗质量保证的价值
早在实施泛非洲牛瘟项目的过程中就已经认识到,影响免疫计划效力的其中一个因素是,许多实验室所生产的牛瘟疫苗质量不稳定。为了解决这个问题,联合国粮农组织建立了泛非洲兽医疫苗中心(PANVAC),在西非和东非两个地点运营。尽管期间经历了一些服务的中断、西非站点关闭以及资源可用性的波动,但是埃塞俄比亚政府主持的泛非洲兽医疫苗中心直至今天仍然作为一个独立的自治单位在运作。它现在已经在非洲联盟国际动物资源局内部制度化。其最初目的是在执行泛非洲牛瘟项目时,为非洲统一组织非洲国际动物资源局(OAU IBAR)提供牛瘟疫苗质量保证(QA)服务。作为技术发展的一部分,联合国粮农组织发布了疫苗生产和质量保证的标准操作程序,并且纳入到了世界动物卫生组织的指南之中。
泛非洲兽医疫苗中心取得了高度成功。疫苗的质量迅速提高,从1994年最初不到60%的低合格率上升到1997年的90%以上。失败的主要原因是支原体污染,而不是缺乏效力。更重要的是,保证系统的可用性使得PARC的管理者们能够坚持在全国牛瘟根除计划中只使用PANVAC认证的疫苗。拥有PANVAC质量保证证书很快成为非洲以及许多正在与牛瘟抗争的国家采购所要使用的牛瘟疫苗的一个先决条件。制定的质量保证程序应用广泛,例如,1995年PANVAC工作人员将疫苗生产和质量保证技术转让给巴基斯坦。现在看来,这是巴基斯坦根除牛瘟的一个决定性因素。