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亚洲猪病的流行、传播与展望

2021-11-29翁善钢

养猪 2021年6期
关键词:毒株猪瘟猪场

翁善钢

[美国动植物卫生检疫局(APHIS)北京办公室,北京 朝阳 100600]

亚洲,特别是东亚和东南亚是世界上最主要的养猪生产地区之一。全世界一半以上的猪存栏于亚洲。非洲猪瘟(African swine fever virus, ASFV)在亚洲的流行与传播已经严重影响到了全球养猪业。除了非洲猪瘟,在过去的二十多年中,猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)、猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)和口蹄疫(Foot and mouth disease, FMD)等猪病也对亚洲养猪业产生了重要影响。这些病毒在亚洲的快速传播涉及许多因素,比如后院养猪的普遍存在,猪肉的消费习惯,国与国之间的猪肉产品贸易,国际旅行等。

1 背景

各种病毒性疾病一直在世界各地的猪群中暴发、流行和传播。有些疾病可以根除或者有效地控制,有些则成为了地方流行性疾病,不时地在受影响的国家引起零星的暴发。由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)引起的非洲猪瘟(African swine fever, ASF)正在亚洲各地蔓延,已在多个国家造成严重的经济损失。根据世界动物卫生组织(OIE)的报告,亚洲报告有非洲猪瘟的国家包括中国、蒙古、越南、柬埔寨、朝鲜、老挝、缅甸、菲律宾、韩国、东帝汶、印度尼西亚、印度、马来西亚和不丹。

亚洲特别是东亚和东南亚地区为全球养猪业和猪肉生产做出了巨大贡献。仅中国的养猪数量就占全球养猪数量的近一半。此外,越南、菲律宾、韩国、日本和泰国也是亚洲地区重要的养猪大国。不过,亚洲地区生产的猪肉主要供应本地市场。非洲猪瘟的暴发导致多个受影响的亚洲国家食品价格上涨。猪肉供应短缺和需求增加最终将影响全球猪肉价格。

如果要长期维持正常的生猪生产,亚洲各国得加强对生猪疾病的控制。总体而言,不少猪病在亚洲国家传播较快。疾病通常在生物安全性较差的中小型猪场的易感猪群首先暴发。在中国和越南,超过80% 的养猪场是中小规模的,大型规模化猪场占比依旧不高。不少地方的小型猪场或者后院猪场同规模猪场靠得很近,这可能是促使非洲猪瘟在亚洲国家更快传播的主要因素[1]。在不少欧洲国家,当前野猪依旧是非洲猪瘟传播的主要因素。此外,生猪和猪肉产品的运输、贸易以及消费者的行为,也都能促进疾病的传播。猪肉的供应链通常很长,包含多个利益相关者,例如养猪户、经纪人、贸易商、屠宰场、零售商和消费者。猪肉价格上涨且不同地区价格差距很大的情况下,就很容易导致生猪及其产品的远距离运输。通过感染猪只和受污染车辆的移动,这很容易促进疾病在国家内部和国家之间的快速和远距离传播。小型屠宰场和活畜市场也是造成疾病传播的重要因素[2]。许多消费者依然更喜欢去活畜市场购买猪肉。小型屠宰场和活畜市场的生物安全管理不善,可能会导致该地区的猪肉及其产品受到各种猪病原体的污染。因此,后院养猪、生猪以及猪肉产品运输、消费者行为、小规模屠宰场和活畜市场等多种因素共同促进了猪病在亚洲国家的传播。

2 亚洲流行的病毒性猪病

在过去的20年中,在亚洲国家大范围传播并造成严重经济损失的猪病病毒中,猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)、猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)、口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus, FMDV)以及非洲猪瘟病毒无疑是最著名的。

2.1 PRRSV

PR R SV是一种有囊膜的病毒,单链基因组RNA约为15.4 kb。该病毒属于动脉炎病毒科(Arteriviridae),动脉炎病毒属(Arterivirus)。PRRSV基因组中有10个开放阅读框(ORF)。ORF1编码非结构蛋白,而ORF2-7编码结构蛋白。PRRSV可以分为两种基因型,分别是PRRSV1(以前称为“欧洲毒株”)和PRRSV2(以前称为“北美毒株”)。一般而言,母猪感染PRRSV会导致繁殖障碍,生长猪感染后会引起非致命性的呼吸道疾病。PRRSV1有3个亚型,PRRSV2有9个谱系(lineage,基于ORF5的核酸序列)。中国、越南和泰国都已有报道存在PRRSV1和PRRSV2两种病毒。总体而言,亚洲国家的PRRSV的遗传进化是动态发生的。这涉及到独立进化、在亚洲国家间传播、从亚洲以外引进新的PRRSV毒株以及PRRSV毒株之间的重组。此外,使用修饰的活病毒(Modified live virus, MLV)疫苗也可能影响PRRSV的遗传变异[3]。

2006年在中国出现的PRRSV2毒株被称为“高致病性PRRSV”(Highly pathogenic PRRSV, HPPRRSV),这可以认为是亚洲地区PRRSV分子流行病学的一个里程碑。在中国,属于谱系8的CH-1a样毒株占主导地位。CH-1a样毒株也被认为是中国的PRRSV2经典毒株。其他谱系,如谱系3和5也有报道。2006年,引起中国首例HP-PRRS暴发的毒株被称为JXA1株。受感染的猪表现出严重的出血、发热等症状,死亡率很高。这一毒株属于谱系8,被认为是从本地病毒演变而来的。该病暴发后逐渐呈地方流行性,但HP-PRRSV的总流行率呈下降趋势,2008年仅报告了零星病例。中国使用了基于中国HP-PRRSV毒株的MLV疫苗,例如JXA1-R。2009—2010年中国再次暴发HP-PRRS。这次暴发也是由PRRSV2毒株引起的,毒株在基因上与2006年的HP-PRRSV有所不同[4]。

自2006年出现以来,HP-PRRSV也成为许多东南亚国家的主要毒株(尤其是越南、菲律宾、泰国、柬埔寨、老挝和缅甸)。越南在2007年首次出现HP-PRRSV。越南北部地区存在向中国或者越南南部非法运输生猪的情况。因此HP-PRRSV极有可能是从中国传到越南北部再传到了越南南部。2010年,中国再次暴发HP-PRRS之后,越南也再次出现了HP-PRRS。随后,在老挝(2010年6月)、泰国(2010年8月)和柬埔寨(2010年8月)也陆续报告了HP-PRRS的暴发。考虑疫情的地理位置和病毒遗传学原因,推测这种病毒可能通过跨边界的(非法)运输感染猪只传播的。2011年,缅甸首次发现了HP-PRRS[5]。在两次HPPRRSV暴发之后,中国PRRSV2的分子流行病学因各种新型PRRSV2毒株的出现而变得更为复杂。

2.2 PEDV

PEDV是一种有囊膜的病毒,单链基因组RNA约为28 kb。该病毒属于冠状病毒科(Coronaviridae),甲型冠状病毒属(Alphacoronavirus)。病毒基因组中有7个ORF。ORF1a和ORF1b编码参与病毒复制的非结构蛋白。其余5个ORF编码结构蛋白和辅助蛋白,包括刺突(S)、ORF3、小包膜蛋白(Envelope, E)、外膜蛋白(Membrane, M)和核衣壳(N)蛋白。病毒感染肠道上皮细胞,导致萎缩性肠炎。被感染的猪有水样腹泻、呕吐和脱水等症状。通常患病的仔猪具有较高的死亡率。

由于病毒重组的存在,PEDV的分子流行病学很复杂。PEDV可以分为两种主要毒株,包括经典毒株(CV777样毒株)和新出现PEDV毒株。新出现的毒株自2010年以来在全球范围内传播。新出现毒株进一步分为两个组,包括非S插入与缺失(insertion and deletion, INDEL)毒株和S INDEL毒株。经典毒株和新出现的毒株在亚洲国家均有流行。

新出现的PEDV毒株的起源尚不清楚。在2005年之前,亚洲的PED报告主要是来自中国和韩国的零星病例。临床上分离到的大多数病毒是经典毒株。2007年,泰国首先报道了由非S INDEL毒株引起的PED严重病例。越南、中国和韩国则分别在2009年、2010年和2013年首次报道。目前,非S INDEL毒株已经传到亚洲其他国家。尽管韩国在2013年首次报告了非S INDEL毒株,但回顾性研究发现该毒株可能在2005年就已经存在于韩国。目前,尚无任何研究能够说明为什么直到2013年韩国才出现了非S INDEL毒株的严重暴发。PEDV经典毒株流行引起的完全或部分交叉保护可能发挥了作用。此外,由于口蹄疫的暴发,2010—2011年期间韩国有大量猪只被扑杀。这也可能延迟了非S INDEL毒株引起的PED的出现。2013年,美国也出现了非S INDEL和S INDEL毒株,后来又传到了加拿大和许多欧洲国家。S INDEL毒株的起源目前也尚不清楚[6]。

在东南亚,非S INDEL PEDV的传播方式与HPPRRSV暴发有很大不同。首先,非S INDEL PEDV毒株可能首先是在韩国出现的。其次,泰国和越南的最早病例出现在这两个国家的中部地区。因此,似乎很难将病毒的传播跟边境地区非法生猪贸易相联系。PEDV在许多亚洲国家流行。PEDV在受感染猪群中的再次出现可能是病毒的主要来源。

2.3 FMDV

FMDV是一种无囊膜的病毒,单链RNA基因组长度约为8.4 kb。FMDV属于小RNA病毒科(Picornaviridae)口疮病毒属(Aphthovirus)。RNA基因组包含一个ORF,该ORF编码一个多聚蛋白,经过蛋白水解处理的可产生4个结构蛋白(VP1-VP4)和9个非结构蛋白(2A、2B、2C、3A、3B1、3B2、3B3、3Cpro和3Dpol)。口蹄疫病毒共有7种血清型,包括O、A、C、Asia-1、SAT1、SAT2和SAT3。猪、牛、绵羊、山羊和水牛等偶蹄类动物最容易感染FMDV。不同物种之间的疾病传播是可能的。FMDV在猪群传播主要通过口咽途径进行。主要的临床症状包括鼻子、舌头、口腔黏膜、蹄部和乳腺皮肤发生水疱性病变。该病毒还可以感染新生仔猪的心肌,导致心肌炎。成年猪只感染FMDV后死亡率通常较低。

东亚以及东南亚地区主要流行的FMDV血清型有O型、A型和Asia-1型。感染了某一血清型的FMDV并不能够对其他血清型的FMDV产生交叉免疫作用。目前,O型FMDV在亚洲地区主要分为3大群,分别称为Southeast Asia、pan-Asia和Cathay。其中O型FMDV Cathay株对猪具有适应性。O型FMDV与亚洲地区发生的几次口蹄疫疫情有关,如Cathay毒株于1994年和1997年分别在菲律宾和中国台湾引起了疫情。Southeast Asia毒株在中南半岛(1997年)、中国香港、日本和韩国(2009—2010年)引起过流行。pan-Asia毒株被认为同2000—2001年期间东南亚以及英国地区的口蹄疫疫情有关。基因遗传变异最为丰富的A型FMDV主要在泰国的反刍动物中流行。此外,柬埔寨、老挝、越南和马来西亚也有散发疫情的报道。Asia-1型FMDV遗传变异最为稳定。部分亚洲国家首次发现该血清型的FMDV的时间如下:缅甸2001年、老挝1999年、马来西亚1999年、泰国1998年、柬埔寨1997年、越南1992年。动物跨境流动、疫苗接种政策和农场生物安全是影响FMDV在亚洲各国传播的主要因素。

最近几年,中国和泰国都发现了塞内卡山谷病毒(Seneca valley virus, SVV)。有口蹄疫流行的国家对水疱样疾病的诊断需要格外慎重,因为SVV和FMDV在受感染的猪中都会产生相似的水疱样病灶[7]。

2.4 ASFV

ASFV是一种有囊膜的病毒,其基因组DNA约为170~193 kb。ASFV的基因组编码许多蛋白质。根据衣壳基因的部分核苷酸序列,该病毒至少可以分为24个基因型。受感染的猪只表现出各种临床症状,如突然死亡,急性出血热,也有慢性感染。通常,ASFV在猪群中的传播需要猪与猪之间密切的接触。感染猪只的死亡率最高可达100%。

与PRRSV和PEDV暴发相比,ASFV的分子流行病学相对较为简单。目前,亚洲和欧洲国家几乎都是由基因Ⅱ型的病毒引起ASF暴发。病毒于2007年从非洲传播到格鲁吉亚,并进一步传播到许多欧洲国家。然后,该病毒在俄罗斯一路传播,并于2018年最终到达中国。病毒随后传播到许多亚洲国家,亚洲地区的主要养猪国家中目前只有泰国和日本没有疫情的报道。

ASFV可以通过直接和间接接触发生传播。此外,该病毒已显示出对环境的高度抵抗力,并能在受污染的媒介生物或猪肉产品中长期存在,这给环境消毒带来巨大挑战。当血液受到病毒感染时,消毒尤为重要,因为与口腔液、鼻液和粪便中的病毒排泄水平相比,血液中病毒含量更高。最近的一项研究表明,尽管排泄物中的ASFV可以通过间接途径有效地传播给易感猪,但这种传播只在很短的时间内发生。因此,有疫情地区的猪场病死猪和废弃物管理对于疾病的传播和控制至关重要。欧洲和亚洲国家的ASF流行传播模式不尽相同。欧洲主要涉及野猪的暴发(罗马尼亚除外),而亚洲主要出现在家猪中。在欧洲国家中,ASF通常被认为是一种人为驱动的疾病。亚洲国家的情况也是如此。有人猜测,受影响的亚洲国家的疫情可能是从被感染的猪肉产品通过人类食品链带入该地区,并最终通过泔水饲喂到达后院猪场。病毒一旦在一个猪场上建立了感染就可以由污染物通过当地食品供应链传播到其他猪场,尤其是那些生物安全性较差的猪场。紧急出售感染的猪也可能在病毒传播和扩散到其他地区和国家中发挥重要作用。然后,由于病毒在小农户和其他供应链之间的传播,环境或受影响地区的车辆中的病毒载量可能会增加。那时,即使是健康状况良好且生物安全性良好的商业化猪场也可能处于危险之中[8]。

通常,农民在引进猪只时必须意识到预防和控制ASF的困难和重要性。国家层面则需要严格的边境管制,以防止在入境口岸引入病毒,特别是从受污染的车辆和猪肉产品中引入病毒。限制从疫区国家进口猪肉和猪肉产品也是必要的。各个入境口岸需要安装用于对生猪运输车辆进行消毒的清洁设施。此外,对于边境地区的农场,需要对ASF进行常规监测。

3 展望

ASF目前在全球许多地区(包括亚洲)扩散。这种疾病对养猪业的影响是极其重大的。不少专家认为这种疾病可能会在亚洲地区呈地方性流行。除了ASFV、PRRSV、PEDV和FMDV外,亚洲还有许多其他猪病毒在传播,包括近些年新出现的病毒和当地传统的病毒。

在过去的十年中,全世界已经发现了各种新的猪病病毒。由于这些病毒是新发现的,因此从流行病学、发病机理和疾病诊断的角度来看,一些重要的信息可能并不清楚。不过,新发现的病毒不一定是新病毒,因为它们通常与已知病毒有关,也不一定会导致严重的暴发。例如,2015年,美国首次报道了猪圆环病毒3型(PCV3)。PCV3的发病机制仍未完全了解。美国报道发现PCV3后不久,中国、韩国和泰国等亚洲国家也陆续报道了PCV3在该国猪群中的存在。回顾性研究显示,在首次报道之前,这种病毒已在全球猪群中流行很长时间。由于某些猪已经对这种病毒具有免疫力,因此这种流行状态可能部分地保护了部分猪群免遭严重损失。尽管如此,易感猪群可能更容易暴发疫情[9]。

与PCV3情况相反,仅在亚洲有报告的病毒可能对养猪业的威胁更大。最近,中国报道了一种引起仔猪致命性腹泻的新型甲型冠状病毒。该病毒被命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒(Swine acute diarrhea syndrome coronavirus , SADSCoV),又名猪肠道甲型冠状病毒(Swine enteric alphacoronavirus, SeACoV)。SADS-CoV的传播可能与PEDV暴发一样具有破坏性,因为这两种病毒具有某些相似之处。它们均属于冠状病毒科的甲型冠状病毒属,能引起仔猪致命性的腹泻,尤其是小于1周龄的仔猪。亚洲国家可能对这两种病毒在世界范围内传播起着关键作用。尽管与PEDV相比,SADS-CoV的传播非常有限,但不应忽视它。SADS-CoV于2017年2月在中国发现,中国南方广东省至少有4个猪场暴发疫情,导致约25 000头仔猪死亡。疫情暴发后4~5个月,该病似乎消失了。然而,SADS-CoV在2019年2月再次出现,同样发生在广东省。一个农场中发现了SADS-CoV,该农场中约有2 000头哺乳仔猪因急性腹泻而死亡。结果表明,该病毒仍在中国传播,至少在某些地区仍在传播。因此,这也存在将疾病传播到其他国家的风险[10]。

与新型病毒相比,传统病毒似乎并没有对全球养猪业造成太大影响。诊断方案、检测方法甚至有效的疫苗通常可以从市场上买到。但是,在某些国家或地区,猪可能依旧对某些疾病很易感。当疾病已经根除并且不再使用疫苗时,尤其如此。病毒将在易感猪群中迅速传播。2018年在日本重新出现由猪瘟病毒(Classical swine fever virus, CSFV)引起的猪瘟(CSF)。日本曾宣布已根除该疾病,自2006年起已禁止疫苗接种,日本于2007年获得OIE的无CSF认证。但是,2018年9月,日本再次在养猪场中确诊了CSFV感染。疫情暴发后,日本采取了各种防控措施,但疫情并未停止仍在继续蔓延。疫情发生以来,日本已大约有20万头猪只死亡或被扑杀。野猪群中也发现了猪瘟病毒。野猪和家猪之间可以互相传播病毒,这也使得疾病控制极具挑战性。

进口大量国外种猪应该考虑到新病毒或新的病毒毒株将被引入的风险,例如在ASF暴发后,中国从欧洲国家进口了不少种猪。如果不对这些进口猪进行严格的检验检疫,则国外病毒和其他病原体可能会被引入中国。如果这一病毒再次在中国流行传播则会导致更复杂的问题。此外,考虑到亚洲已经存在大量本地病毒,亚洲国家可以成为病毒重组的重点,尤其是RNA病毒。

新型毒株和本地毒株在同一农场中共同传播时,两者之间的重组并不意外。实际上,这些现象已经在亚洲国家的某些病毒中显示出来,例如中国的NADC30样PRRSV。NADC30样PRRSV的出现极大地改变了中国PRRSV2的分子流行病学。HP-PRRSV病毒于2006年在中国出现,然后成为中国主要的PRRSV2毒株。2012年,NADC30样PRRSV在中国出现并在全国传播。该病毒随后成为主要的PRRSV2株,取代了HP-PRRSV。曾有学者怀疑从国外进口的种猪是这种病毒的来源。后来还显示,在中国,NAD30样PRRSV与其他在猪群流行的PRRSV2毒株重组,包括经典的中国PRRSV2毒株,以前的主导毒株HP-PRRSV,甚至MLV相关的毒株如RespPRRS MLV和基于中国HPPRRSV JXA1-R的MLV[11]。

ASF暴发之后,大规模扑杀感染猪只的一个结果是在某种程度上使得易感猪的数量增加,这也削弱了猪群对病毒的免疫力。易感猪数量的增加也给病毒增加了更多的易感宿主。病毒在环境中载量增加,污染饲料原料和猪肉产品的风险也进一步增大。本地病毒、新引进病毒、重组病毒不断进化传播,病毒从亚洲传播到其他地区的风险也进一步增大。

病毒从亚洲传播到北美和欧洲可能会造成毁灭性的打击。有些病毒在欧美已被根除,例如美国目前尚无ASF、CSF和FMD。旅行者、饲料原料、猪肉产品可能在病毒跨境传播中发挥重要作用。ASF的现状表明,旅客从有ASF发生的国家/地区带入猪肉制品是一种重要的传播方式。这也适用于多数其他病毒。防止病毒通过受污染的动物饲料原料传播是另一个严重的问题。一项以跨太平洋和跨大西洋的运输模型的研究显示多种病毒可以在饲料中存活[12]。

亚洲国家的ASF疫情其实在某种程度上也对亚洲养猪业产生了积极影响。良好健康状态猪群的数量会增加,而后院猪场可能会被淘汰并逐渐消失。猪肉供应链的所有利益相关者都需要严格的生物安全管理和合作。生物安全性较差的猪场(例如后院猪场)无法预防和抵抗这种疾病。因此,如果受影响的国家能够通过良好的生物安全措施抵御疫情的暴发,那么猪肉总产量会反弹并随后增加。

4 非洲猪瘟的防控

对亚洲各国而言,当前最重要的猪病显然依旧是非洲猪瘟。以下简要谈谈非洲猪瘟的防控。

首先,应禁止或严格监控泔水饲喂。泔水饲喂的猪场是ASF暴发非常重要的起点。ASFV进入这些猪场的途径可能会有所不同,包括泔水或受污染的有害生物和车辆。对于具有良好生物安全管理的大型农场,传入ASF的风险通常较低。但是,邻近农场(尤其是后院农场)的疫情暴发而导致该地区环境中病毒载量增加时,风险将增加。因此,加强农场标准化建设,尽可能减少生物安全性较差的猪场。采取疫病区域化防控以及无疫小区建设将非常重要。

其次,ASF疫苗以及良好的生物安全措施将是未来养猪生产的关键。最近,已经报道了在安全性和功效方面均显示出令人鼓舞的结果的ASFV候选疫苗,例如ASFV-G-ΔI177L病毒,采用2007年格鲁吉亚分离株,其中含有I177L基因的基因工程缺失。2018年中国分离株HLJ/18-7GD,具有基因工程缺失的7个基因,包括MGF505-1R、MGF505-2R、MGF505-3R、MGF360-12L、MGF360-13L、MGF360-14L和CD2v基因[13]。由于这些病毒的基因缺失特征,它们还可以用作标记疫苗,在疾病控制中非常有价值,要记住的一件事是,仅仅关注疫苗接种而忽略其他必要的控制措施,例如生物安全性和限制动物运输,疫病防控依旧会出现问题。

再次,如何防止病毒通过猪饲料或饲料原料传入农场需要进一步加强研究。这是不少猪场容易忽视的一个方面。已有不少研究证实多种猪病病毒可以在某些饲料成分中存活很长时间。例如,一项研究表明,ASFV在饲料或饲料原料中的半衰期为9.6天(常规豆粕)至14.2天(全价饲料)之间。也有一些研究称某些方法可用于降低饲料中病毒的传染性,例如热处理,使用较高温度将饲料制成颗粒;用甲醛和丙酸溶液处理饲料;利用有关病毒半衰期的知识来调整饲料的储存时间和条件[14]。

最后,农民和其他利益相关者的风险管理是疾病控制的基础。许多亚洲国家已经度过了严重的ASF暴发高峰,目前正处于地方性流行阶段。不少国家的猪肉价格上涨明显。养猪生产增加的利润可能非常诱人。但是,养猪供应链中的农民和相关部门不能忽视ASF的影响。为防止ASF重新出现,需要对供应链中的农民和其他利益相关者进行持续教育。

总之,在传入非洲猪瘟之后,亚洲可能成为全球猪病毒特别是非洲猪瘟病毒以及其他新出现和再次出现的病毒的枢纽。本地和外来病毒/病毒株可能会被传入、混合、变异,然后传播到其他地区。因此,亚洲养猪业必然会影响全球养猪业。

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