非洲猪瘟流行的现状与防治措施

摘要

非洲猪瘟是全世界养猪业所面临的共同问题,该病自上世纪二十年代开始,到目前为止仍未研究出有效的预防措施。病程短、致死率高、难治愈和康复猪仍带毒等特征增加了其防控的难度,目前全世界对非洲猪瘟的防控手段较为局限,只能在发生疫情后立即对病猪群体进行扑杀,以控制其蔓延,这给养殖户造成极大的经济损失。自2018年我国发生疫情后,养殖行业尤其是生猪养殖业发展前景低迷,阻碍整体养殖行业的快速发展,人民对猪肉制品的需求得不到满足,日常生活受到影响。本文主要从非洲猪瘟的起源发展、病原学、流行病学、诊断技术和防控措施几方面对非洲猪瘟进行简单概述,希望对我国的疫情防控与根除提供有效的参考。

关键词:非洲猪瘟;非洲猪瘟病毒;实验室诊断;防治措施

引言

2018年八月我国首例非洲猪瘟疫情发生,在此后短短几月内迅速蔓延至我国的各个省市,一时间非洲猪瘟成为了热门话题,猪肉的价格也在此次疫情中迅速上涨[1]。由于疫情发生进行大量的焚烧扑杀以及生猪跨区域运输受限,供应链中断,市场猪肉供应减少,供需失衡,猪肉价格猛增,同时,尽管我国相关部门在疫情初期就对网上的一些不实言论进行了辟谣,并解释的非洲猪瘟不是人畜共患病,但是民众仍心有余悸,这也导致了疫区周边的养殖区生猪积压在栏内,更加剧了猪肉市场的供求不平衡。2019年由于非洲猪瘟疾病广受关注,导致非洲猪瘟疫苗的研发也越来越热门,一些无质量保证的疫苗流入市场,致使非洲猪瘟的防控局面被破坏,同时造成了许多非洲猪瘟病毒的变异株出现,给我国对抗非洲猪瘟的问题上增加了难度[2]。

除此之外,世界各国也深受非洲猪瘟疫情的困扰,其中俄罗斯非洲猪瘟发生史十分漫长],至今也没有得到很好的改善,而我国与其接壤且经济往来和国际交流日益密切,人员的流动也越来越频繁,这一必然趋势给我国的非洲猪瘟疫情防控带来了极大的冲击,尽管非洲猪瘟的发生”历史悠久”但是目前除了对发病猪进行扑杀以外没有其他的有效的预防措施,主要原因是非洲猪瘟病毒基因组大,结构复杂,目前对非洲猪瘟病毒的认识不够全面,同时该病毒不能刺激机体产生中和抗体,许多常规方式的疫苗对该疾病没有十足的保护作用。而且,目前国际上的学者对于疫苗研制与否没有达成统一,首先是疫苗的生物安全性很难得到保证,其次疫苗的研制对其他防控措施的冲击也是不可避免的。

1非洲猪瘟的病原学分析

1.1基本组成

非洲猪瘟病毒是非洲猪瘟病毒科非洲猪瘟病毒属里的唯一成[3,该病毒有许多基因型,其中散布在中、西非的属于I型非洲猪瘟病毒,于上世纪五十年代末传入欧洲,现在意大利是其基因型的主要分布地区;俄罗斯和东欧的病毒主要是II型。

非洲猪瘟病毒是双链DNA病毒,其遗传物质是尾端闭合的单分子线状,整个基因组包含可以编码近两百种蛋白质的遗传信息[1]。P72蛋白是构成其病毒体的主要蛋白之一,主要存在于衣壳表面,能够刺激机体免疫系统产生免疫物质。通常在病毒感染的晚期表达。此外,它还能够与感染猪的血清发生反应,这一特性通常用于各类血清学检测技术中。非洲猪瘟病毒表面具有囊膜包被,所以有较强的外界适应能力,可在分泌物和环境中长期存活。非洲猪瘟病毒粒子是由囊膜、衣壳、内膜、内核心壳、含病毒基因组DNA的拟核五部分组成[4]。

1.2生命周期

非洲猪瘟病毒的生命周期可以分为5个阶段,分别是病毒吸附、入侵机体、病毒复制、包装和出芽[5]。病毒入侵后,最先感染单核巨噬细胞,病毒通过胞吞进入细胞,并进行早期核糖RNA的转录,目前,非洲猪瘟病毒早期在核内复制的遗传物质被转运到细胞质进行复制加工同时进行病毒粒子的包装,最后通过出芽生殖的方式形成囊膜这一观点受到大众认同。

1.3免疫逃逸

机体在长时间的进化过程中逐步形成了一定的抵抗外来病原入侵的能力,这一能力称为机体的固有免疫机制。根据物竞天择,适者生存的规则,病原体通过改变形态和结构或合成某些生物代谢物质,对宿主的免疫应答产生抑制影响,从而入侵感染目标细胞,完成病毒的定殖目的,这一生理过程就是免疫逃逸。免疫逃逸机制可以简单的分成三个类型:a.抗原突变。病毒简单的结构组成可以持续性的进行抗原的突变,从而逃避宿主细胞的天然免疫应答。b.持续感染。病原体可以在宿主细胞内持续的存在,平时不会致病也不会被细胞自身的免疫反应清除。c.免疫抑制[6]。

非洲猪瘟疾病早在上世纪已经出现,但直至现在,全球仍没有安全有效的疫苗来对抗这一疾病,造成这一问题的主要原因就是非洲猪瘟病毒粒子复杂的免疫逃避机制。非洲猪瘟病毒能够合成许多与免疫逃逸机制相关的蛋白,通过调节宿主相关细胞活动或相关蛋白合成从而避免被宿主的固有免疫应答清除。目前研究对非洲猪瘟病毒的免疫逃逸机制还没有足够清晰的了解,但有学者推测[7],非洲猪瘟病毒主要通过调节细胞内具有抗病毒能力的分泌蛋白、影响宿主细胞的炎症反应、调节宿主细胞程序性死亡进程、合成蛋白抑制宿主细胞自噬,并影响宿主的蛋白合成等方面进行免疫逃逸。除此以外,非洲猪瘟还可可以影响宿主细胞的抗原呈递过程以及宿主的细胞和体液免疫过程。但是目前我们对病毒具体的免疫逃避原理及相关结构的作用仍不清楚,这还需要我们科研人员的继续探索。

2非洲猪瘟的诊断方法

2.1临床诊断

2.1.1临床特征

非洲猪瘟发病早期临床特征不明显,易与其他疾病混淆,不易区分,当出现明显临床症状时,机体已经存在大量病毒。非洲猪瘟主要表现为高热(42℃)、呕吐、腹泻便秘,甚至出现便血,发病猪极度虚弱,常趴卧,体表呈红、紫或蓝色,以耳、鼻、腹部和臀部最为明显,呼吸困难,孕期感染后会出现流产[8]。

根据特征表现,把该病分为四个类型。最急性型和急性型死亡率极高,通常发病即死亡。其中最急性型多表现急性死亡且无其他临床症状。急性型出现典型临床症状,体温升高达42℃,精神持续低迷,食欲和饮欲不高,部分可出现绝食,耳、前肢腹部及后肢皮肤出血,眼、鼻内常流出粘稠的脓性分泌物,并伴有臭味,便秘甚至是便血,呼吸困难甚至出现神经症状。亚急性型的死亡率较低,但发病过程较长,体温变化无明显可循的规律,但常高于40℃,呼吸困难,有湿咳表现,关节出现肿胀和疼痛,通过治疗后可康复或转为慢性型,康复后的猪仍能带毒。慢性型表现呼吸不畅,幼畜常表现发育缓慢,关节肿大,皮肤溃疡坏死,发病后病情轻缓,病猪能存活数月,但不易康复,通常将慢性病猪进行淘汰。

2.1.2剖检病变

我国非洲猪瘟疫病发生早期对病猪进行剖检后总结出以下病变特征:脾脏显著增大,一般可增大至正常的6倍,质地脆,颜色发暗;淋巴结水肿增大出血,其中以胃肠和肾脏的淋巴结表现最为典型;各器官出现充血出血,心外膜、膀胱、肾脏表面出现点状瘀血,肺部充血和瘀血,气管内有泡沫样粘液,伴随心包积液和腹水发生。

2.3实验室诊断

2.2.1动物接种试验

非洲猪瘟与猪瘟的临床症状十分相似,为更好的区分这两种疾病,通常采用动物接种的实验方式,将病毒接种于猪瘟的易感猪群和免疫猪群两组做对照,若均不出现症状则可断定该病毒不是猪瘟病毒和非洲猪瘟病毒,若两组均出现症状则该病毒为非洲猪瘟病毒,若只有一组出现症状且该组为易感猪群则可判定为猪瘟病毒[8]。这一方法虽然理论上简便直观但是由于疫病的突发性和复杂性,具体的实用价值并不高。

2.2.2聚合酶链式反应

PCR技术适用于非洲猪瘟病毒任何毒力的毒株检测,且对于感染时期没有要求,同时该技术还可以检测多种样本种类,如病猪全血、组织、骨髓等。世界卫生组织推荐的常规PCR技术主要是用于扩增B646L基因的高度保守区域。曾少灵对VP73蛋白进行引物设计并创立的检测非洲猪瘟病毒的PCR技术和世界卫生组织推荐使用的相比,在特异性相当的情况下,灵敏度高出至少100倍。PCR技术敏感性高、特异性强,是现在应用最广泛的非洲猪瘟实验室诊断方法,对于各种毒株均能很好的检测,所以可用于非疫区国家的出入境检疫或疫情检测方面。

2.2.3实时荧光定量PCR

该技术与常规PCR实验原理基本相同,仅是在其反应体系的基础上多添加了荧光基团,从而克服了常规PCR仅能对终点产物进行分析的缺点。通过仪器对荧光基团光信号的收集并转化为标准曲线,从而对PCR反应进程和起始模板量进行实时的监测。该技术主要分为染料法和探针法。该方法对于整个实验进程均能控制和观测,实验结果数值化和图像化,更为直观,同时特异性高于常规PCR,更加的灵敏和稳定,此外荧光定量大多采用三复孔,从而提高的实验结果的可信度,排除偶然性[10],同时可以降低电泳产物分析带来的污染。王华青等人对非洲猪瘟疑似病猪的淋巴结、全血等进行了实时荧光定量PCR,结果显示这些组织均能检测到非洲猪瘟病毒的扩增曲线,这说明该方法可以用于对非洲猪瘟的分子流行病学检测。

2.2.4红细胞吸附试验

红细胞吸附试验是非洲猪瘟的常用确诊方法,该试验方法是利用非洲猪瘟病毒感染后的白细胞能够与其红细胞发生吸附反应,呈现玫瑰花环形状的特性进行的,绝大多数毒株都能产生红细胞吸附现象,尤其是以从非、欧两地分离出来的毒株最为典型[21]但这一观点在上世纪被Tubiash等人的发现改变了,他们发现了不能产生吸附现象的毒株故对红细胞吸附试验呈阴性的毒株需进一步做聚合酶链式反应或荧光抗体试验从而更有可信度[11]。由于红细胞吸附试验对环境要求较高,且观察时间长短与病料中的病毒含量相关,实用性较差,通常应用范围不广。

2.2.5荧光抗体试验

荧光抗体试验是通过对能够与感染猪涂片中的抗原特异性结合的非洲猪瘟的二抗进行异硫氰酸荧光素进行标记,通过荧光对抗原进行检测,该方法可以准确区分非洲猪瘟病毒和其他病毒,并可用于疑似感染的猪群进行抗原检测,但该试验方法容易在亚急性型或慢性型非洲猪瘟的检测中出现敏感性降低的问题,从而容易出现假阴性结果,所以该方法通常用于抗原检测的辅助检测,如对红细胞吸附试验结果的进一步验证。

2.2.6酶联免疫吸附实验

酶联免疫吸附实验是非洲猪瘟血清学诊断中最常用的方法,它是对猪的血清和组织液进行检测,这种方法可以用于大批次的猪群进行筛查,适用于较低或中等毒力的病毒检测,是I.T.O指定的官方诊断方法之一,目前被广泛应用的ELISA试验分为竞争法和间接法两种,竞争法是通过包被后的非洲猪瘟病毒中,某些蛋白与病毒抗体产生反应,体系中的氧化物酶标记物也能与非洲猪瘟病毒反应,两者形成竞争关系,通过氧化物酶标记物的颜色显示来实现抗体的检测,其中阳性样本的颜色反应较浅,吸光度低,且阻断效率与抗体效价呈负相关。间接法是通过单克隆抗体捕捉非洲猪瘟病毒粒子的这一特性,将病毒的VP73蛋白单克隆抗体包被在酶标板上,利用抗体和病毒粒子的特异性结合从而可以根据显色判断非洲猪瘟病毒存在与否,目前该方法最低可以检测到的VP73蛋白质量浓度为0.05mg/L。现行的广泛使用的试剂盒除了VP72蛋白外还有VP73蛋白和p54蛋白。但是对于亚急性型和慢性型病例的脂肪样本,由于感染组织中的抗原抗体复合物阻断了抗原与蛋白的交互作用,抗原ELISA方法的敏感度降低,需使用其他的检测技术进行进一步的结果确认。

3非洲猪瘟的防治措施

3.1疫苗

目前由于人类对非洲猪瘟病毒认识不够全面,对其免疫过程不清楚,以及非洲猪瘟病毒不能使机体产生中和抗体等问题,国际上对于非洲猪瘟病毒疫苗的研制与否存在较大争议,有人认为疫苗研制成功后势必会对其他防控措施的重视程度造成影响,且非洲猪瘟病毒即使在完全保护状态下仍不能避免强毒株的感染,反而会造成更大范围的蔓延和更高的经济损失[12]。此外,弱毒疫苗的使用可能会导致变异毒株的产生。但是由于我国的生猪养殖特点和国际贸易一体化进程的推进,疫苗的研制还是很有必要的。

3.1.1灭活疫苗

虽然灭活疫苗是大部分疾病最开始的疫苗研究的首选,但目前对于非洲猪瘟并没有有效的灭活疫苗[13]。据研究推测,灭活疫苗没有保护作用的原因可能是由于非洲猪瘟病毒内病毒颗粒和外病毒颗粒表面蛋白差异。

3.1.2减毒活疫苗

减毒活疫苗是将原有毒株在适宜的环境中传代培养,从子代毒株中挑选出毒力较弱的病毒制成疫苗。减毒活疫苗是各类疾病疫苗研制的首要选择。现有的疫苗类型根据其原有毒株的来源分为天然分离的减毒活疫苗和基因重组减毒活疫苗。据研究[14],现有的减毒活疫苗仅对同源的病毒有保护作用。此外,减毒活疫苗接种后会有在宿主体内恢复毒力的风险,所以生物安全性较差。

3.1.3基因缺失疫苗

基因缺失疫苗是利用生物技术清除强毒株内管控毒力的基因片段,使其丧失毒力。同时利用刺激机体产生抗体的特性,从而达到保护机体的目的的技术手段。目前由于非洲猪瘟病毒基因组庞大,所以基因缺失疫苗领域庞大且存在有许多空白。目前国际上研究较多的是MGF和CD2v两种基因的缺失疫苗。张艳艳[15]等人对该两种基因均进行了试验,结果发现,单缺失CD2v基因的病毒仍具有很强的毒性,只缺失MGF基因的虽然毒力降低,但高剂量时仍能引起猪的体温升高;而同时将两个基因都剪切后,病毒的毒力大大减弱,接种后发热症状得到显著改善。目前基因缺失疫苗被证实对具有同源性基因的毒株均有保护作用。基因缺失疫苗的安全性也是疫苗临床应用与否的重要指标。在这方面的研究也需要我们广泛关注。

3.2消毒技术

消毒技术是通过物理或化学方法,在保证病原微生物的免疫原性的基础上消除病原微生物的感染毒性。由于目前还未有针对非洲猪瘟病毒的有效疫苗,所以主要依靠消毒检测的方式及时发现病毒并消灭,防止病毒大肆蔓延。目前的消毒方法主要分化学、物理和生物消毒法以及生态修复法。

3.2.1物理消毒法

高温消毒法和紫外消毒法是应用较为广泛的两种物理消毒技术,紫外消毒法主要是利用紫外线能够破坏病毒的核酸从而杀死病原体。紫外线消毒法是目前最常用的方式之一,但是紫外线波长短,穿透力弱,且对人体有损伤作用,甚至可以致癌,所以用紫外线消毒时应严格控制人员进入消毒区域;由于非洲猪瘟病毒耐低温不耐高温的这一特性,高温消毒法被广泛应用于感染猪群的清除,如焚烧病死猪体,Mazur等根据数据统计预测非洲猪瘟病毒在零下二十摄氏度能够存活的时间至少是353天;在四摄氏度可至少存活35天;二十三摄氏度则大约能够存活十四天左右。在火焰温度下非洲猪瘟病毒粒子可瞬间被灭活[16]。除了以上两种常见的物理消毒法外,1983年γ射线被证实了具有消灭病毒微生物的作用[38],且γ射线与紫外线相比具有穿透力强、灭活速度快且不会对病毒的免疫原性和反应原型产生影响的优点。

3.2.2化学消毒法

化学消毒剂中醛类和卤素化学消毒剂对大多数的病毒都起作用,其消毒效果比较普遍,他们的作用方式是a.醛类化学消毒剂破坏病毒囊膜结构,与DNA作用干扰病毒粒子的基本代谢反应。b.卤素消毒剂通过氧化蛋白质,中断氧化磷酸化过程的原理来达到消毒的目的,具有很强的抗有机物能力。但是醛类消毒剂有致癌、致呼吸道过敏的缺点,而卤素消毒剂没有很好的稳定性。除了以上两种消毒剂外,据研究结果显示,多聚甲醛、戊二醛、次氯酸、过氧化物和苯酚等均对非洲猪瘟病毒作用效果明显。

3.2.3生物消毒剂

理论上,生物消毒剂对囊膜病毒作用明显,但是由于具有消毒作用的天然活性物质数量较少,故而不能进行大规模的应用。

消毒技术不仅在疾病发生前期对疾病进行预防方面具有很高的价值,对于疫病发生中期防止进一步蔓延和疫病发生后期的复产工作均有很好的保障,所以做好消毒工作对于养殖有巨大意义,目前我国的消毒技术防控主要面临的问题有a.科学养殖观念不强。由于近几年生猪养殖行业蒸蒸日上导致许多小型养殖户纷纷加入进来,从而导致的养殖行业的参差不齐,许多基层养殖户过度追求利益,无限缩小成本导致消毒问题无法解决,疫病复发频出;b.消毒剂使用。消毒剂量和使用不规范也导致消毒不够彻底,同时多种消毒剂混合使用等错误手段,不仅起不到消毒的作用,部分消毒剂反应还会引起中毒事件;c.存放问题。消毒剂的存放问题也是不能忽视的重要因素,大多数的消毒剂需放置在阴凉通风处,避免阳光直射。不同消毒剂之间存在差异。

3.3其他

除了研制疫苗和做好消毒措施之外,非洲猪瘟疫情的防控,日常饲养管理和其他相关系统的完善也是十分重要的,宣传科学饲养的观念;规范基层养殖户的养殖管理;完善基层动物检疫和监管体系,及时发现疫情并上报,防止疫区扩大。此外,非洲猪瘟是全球共同面临的困扰,加强国际交流,互相借鉴也是必要的。3.3.1严格控制疾病的跨地域输入

从我国地域上疾病出现的顺序呈现”跳跃”式点状传播,说明疫情极有可能是因为生猪的跨地域运输引起的[17]。目前我国的各地疫情控制已经取得了极大的成效,为了持续长久的维护我国养殖行业的发展,我们需要严格把控疾病的境外输入,首先是对于出入境的活猪和猪肉制品进行严格检疫和把控,禁止从疫区引进活猪及猪肉制品,对于境内跨地域之间的活猪或猪肉制品的运输应严格杀菌消毒,对于外地优良品种的引进方面,新引进的种猪应隔离观察,并进行疾病的相关检疫,在检疫结果呈阴性后方可与原有猪群合群。

3.3.2做好屠宰检疫工作

我国现有国情是屠宰场规范化程度不足,屠宰人员专业素养不够,屠宰场地的生物安全工作不够完善。屠宰是猪肉制品流向市场的最后一个步骤,所以做好屠宰的疾病检疫至关重要,尤其是宰前检疫,必须仔细确认相关文件及待宰猪的相关疾病的治疗记录;除此以外整个屠宰流程也需要继续完善,对于发生过疫情的屠宰场应进行严格的消毒并及时对病原菌进行检测,确认安全后再继续投入使用。

3.3.3建立生猪产业链的相关体系

我国的猪肉生产量和猪肉消费量居于世界排行榜首,但是我国的猪肉的生产和销售系统的相关制度还不够完善,目前市面上仍存在许多无检疫标志的猪肉产品,这种现象在基层更为常见,相关手续和文件不齐全的猪肉仍在市场流转,同时现有的猪肉追溯系统也存在信息不全面、可信度不高等问题,这也大大增加了非洲猪瘟疫情源头的追溯,不能及时有效地将疫情在小范围内控制。建立完善的疫情检测和通报系统,加强非洲猪瘟相关知识的宣传,消除民众的担忧,及时对一些错误信息进行更正,科学的看待疾病的发生,鼓励民众对疫情防控政策的积极响应,加强对基层疫情的检测同时设立紧急防控小组,一旦发现疫情的出现及时进行扑杀,严防疾病蔓延造成更大的经济损失,同时完善扑杀后的经济补偿,这也有利于正向引导养猪户对疫情的及时上报。此外,还有野猪的运动轨迹控制方面可以设置防护网,养猪区域设置洁净区,严禁野生动物的闯入。控制人员及车辆进出,许多养殖场均设立进出车辆登记,以便对传染源进行追溯。

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