郑海学,何继军,郭建宏,刘湘涛
(中国农业科学院兰州兽医研究所、家畜疫病病原生物学国家重点实验室、国家口蹄疫参考实验室,甘肃兰州 730046)
人类对口蹄疫(FMD)第一次较为确切的记载出现于1514年。17~18世纪欧洲曾多次流行FMD,1839年传入英国,但直至1880年FMD泛滥成灾才引起科学家和官方的注意。此后欧洲经历了漫长的口蹄疫控制与消灭过程,直到1991年才基本上消灭了FMD。期间共有过 1901-1912年、1919-1921年、1937-1939年、1950-1952年四次严重流行,而在上个世纪五十年代初最严重时有近百万个疫点。新西兰是世界上唯一从未发生过FMD的国家。亚洲与欧洲接壤,疫情常常相互传播。
FMD病原是人类认识的第一个滤过性动物病毒。FMD病原的确定为整个病毒学领域的研究进展奠定了基础。其中最早和最重要的发现是FMD病毒的血清型,各血清型O、A、C、SAT1 、SAT2、 SAT3 和Asia1型(1954年)依次被发现。
人类与FMD的斗争已有上百年的历史,但至今该病尚未在全球范围内得到控制和消灭。FMD之所以难以控制和消灭并受到国内外广泛关注,是由口蹄疫的特点决定的:
第一,FMD的易感动物种类繁多,而且重要经济畜种猪、牛、羊都易感。而人类动物源性食品绝大部分是这些畜种提供的。因易感动物的经济价值较高,防疫时扑杀病畜阻力大,政府的补偿费用很大。致使发展中国家的FMD防治政策难以推进。
第二,FMD病原变异性极强,有七个血清型,型间不能交叉免疫,免疫防治等于面对七种不同的传染病。同型内不同病毒株的抗原性也有不同,而新毒株又不断出现,每出现一次新毒株,疫情就出现一次新高潮。
第三,FMD病毒的感染性和致病力特别强,牛只要吸入10个感染单位就可发病,而病畜的排毒量又特别大,病猪每天仅从呼吸道排出的病毒就高达108个感染单位。也就是说,一头病猪一天呼出的病毒如全被牛吸入,可使1千万头牛发病。况且病畜的任何部位,包括皮肤都可排毒,病畜排到环境中的病毒,相对来说又有较强的抵抗力和存活力。
第四,FMD有多种传播方式(直接接触、媒介和空气等方式)和感染途径(呼吸道、消化道、伤口、精液)。不但可通过与病畜接触传播,还可通过含毒空气传播。气象条件合适时,病毒可向下风方向传播几十甚至上百公里的距离。
第五,FMD的潜伏期短,发病急,动物感染病毒后最快十几小时就可发病排毒。有些康复动物可长时间带毒(4月~5年以上),形成潜在的传染源。
第六,与其它动物病毒相比,动物机体对FMD病毒的免疫应答程度较低。免疫注射动物,甚至发病后康复动物,再次受到同源病毒攻击时只能保持不再发病,其免疫系统不能完全阻断病毒感染。
FMD的上述特点给该病的控制与消灭增加了难度。
(一)口蹄疫在全球的分布格局和发展态势
1.地域性毒株呈现跨区流行的趋势。长期以来,口蹄疫病毒的流行和进化都表现鲜明的地域特征。欧洲(O、A、C型);亚洲(O、A、C和AsiaⅠ型);非洲(O、A、C以及SAT1~3型);南美洲(O、A、C型)。
本世纪初,全球主要流行毒株为 O、 A、Asia1、SAT1和 SAT2型。但特别值得关注的是:南非特有的SAT2型已传播至科威特和沙特(2000年),2012年3月在亚洲地区巴勒斯坦和巴林岛也发生SAT2疫情,对亚洲是极大的威胁;亚洲区域性流行的Asia型已传至欧洲的希腊、土尔其(2000年)、格鲁吉亚(2001年)。
2.个别毒株呈现全球化流行趋势。有些超强毒力的毒株,传播速度快、流行范围广,一旦出现或发生变异即表现出全球化的散播的态势。如泛亚99株散播到英国、南非(2001年),泛亚2系毒株在英国流行(2007年),A型Iran05系毒株向欧洲和亚洲(2008、2009、2011年)的散播。近年亚洲地区流行活跃的毒株有:中东地区的O型-中东南亚拓扑型中的泛亚2系和A型-亚洲拓扑型中的伊朗05系;远东地区的A型-亚洲拓扑型中的东南亚地域性毒株和O型-东南亚拓扑型中的缅甸98系。
3.一些发达国家和长期无疫国家再次暴发口蹄疫。欧洲在经历了半个世纪的疫苗接种后,疫情得到了控制,多数西欧国家达到了无疫标准, 但英国在2001年、2007年再次暴发口蹄疫;在亚洲的日本(2000、2010年)、韩国(2000、2010年)、蒙古(2003、2010年)等多年无疫的国家以及已控制了FMD的阿根廷(2000年)等国,又重新暴发了FMD。
(二)国内口蹄疫流行现状
1.O型口蹄疫。在国内流行历史悠久、分布广泛、毒株复杂、变异频发,都是由东南亚和西亚国家境外传入发生。当前我国O型口蹄疫流行毒株分为三个遗传谱系。
(1)猪毒谱系:仅引起猪发病(牛羊带毒),由本土毒衍化而来,抗原性变异较大。主要在香港和台湾地区流行。
(2)泛亚谱系:1999年从西边入境。起初主要感染牛、羊,现多引起猪发病。2011年4月又在贵州重新发生,值得关注。
(3)Mya98谱系:可感染牛、羊、骆驼和猪。从2009年初在广东白云暴发,开始大规模引起猪发病,现已成为猪口蹄疫的主要毒株。
2.Asia1型口蹄疫。历史上我国曾流行云南58谱系,而近年国内主要流行的毒株有2个遗传谱系。
2005年首现我国江苏等省份,牛、羊、猪均可感染发病,主要流行期2005-2008年,流行区域16个省区。遗传分析表明,该毒株与1980年分离自印度的毒株高度同源,来源不明。
2008年后,病例显著减少;2009年年初疫情反弹,经查与动物长途调运密切相关;2010年未监测到病原学阳性病例。
3.A型口蹄疫。历时上的大流行发生在1958-1976年,期间数次大流行,疫情从未间断;从2009年1月湖北武汉奶牛发生A型口蹄疫到2010年初,国内又发生数次A型疫情,其后趋于平静。国内当前流行的A型口蹄疫病毒属东南亚拓扑型,而与我国上世纪60年代流行的A型毒没有遗传关系。目前,未有监测到A型口蹄疫。
4.国内口蹄疫流行特点。
(1)多个血清型并存,并呈现此起彼伏的特点。
(2)周边国家疫情对我国威胁很大,外来疫情多次冲击我国。
(3)新发毒株呈现传播速度快,波及范围广、空间聚集性强的态势。
(4)流行的季节性不明显,但春、秋季相对多发。
(5)毒株变异频率加快,免疫措施不足以控制疫病(如新猪毒的变异)。
(6)不同地区饲养模式差距很大,免疫状况不同,部分畜群处于非免疫保护状态,为口蹄疫易感的高风险畜群;部分地区畜群口蹄疫感染抗体较高,具有较大暴发危险。
(7)动物调运在疫情扩散过程中扮演了重要角色。
(8)猪口蹄疫的流行绵延不断,且呈现日趋严重之态势。
(三)周边国家口蹄疫疫情对我国的威胁
亚洲是口蹄疫的重灾区。多年以来,我国始终处于各种血清型口蹄疫的包围之中。
印度:因贫困和宗教信仰,使FMD难以控制,O、A、C和Asia1型到处流行。巴基斯坦、尼泊尔、不丹等国情况相同。
马来西亚、缅甸、泰国、老挝、柬埔寨和越南流行O、A和Asia1型。菲律宾1976年进口南美牛将C型带入。1996年印度和菲律宾暴发发生C型口蹄疫,虽此后再未见有暴发,但C型的潜在威胁不容忽视。
日本、南朝鲜、蒙古、俄罗斯于2000、2010年发生O型FMD,日本2009年发生A型口蹄疫。
与我国相邻的中亚诸国,大多正在流行A型口蹄疫,此外在中东流行的A型Iran05毒株已散播到该地区。
俄罗斯、越南等国与我国接壤的地区(2005年)先后发生了Asia1型口蹄疫。
不丹、伊朗、伊拉克、沙特阿拉伯和巴基斯坦疫情更为严重,尤其是巴基斯坦疫情复杂,原在中东流行的泛亚2系毒株已散播到该地区,对我国及西南邻国形成威胁。
(一)防控策略制定的影响因素防控口蹄疫常用的三个基本策略是扑灭根除、免疫控制、预防。不同的国家或同一国家在口蹄疫防控的不同阶段所采用的控制策略都是不一样的,防控策略的选择取决于以下因素:(1)经济实力;(2)疫情状况;(3)公共卫生与食品安全问题;(4)周边邻国环境;(5)控制能力与防控体系;(6)民众物质生活需求;(7)经济全球化发展方向;(8)国际压力和技术壁垒等。
(二)防控措施 口蹄疫防控措施既有行政层面上的,也有技术层面上的,其中免疫接种是口蹄疫防控成功与否最关键的技术措施。另外还包括对病畜、同群畜及可能感染的动物强制扑杀;对易感动物实施免疫接种;限制动物、动物产品及其他染毒物的移动;严格和强化动物卫生措施;流行病学调查与监测;进行疫情的预报预测和风险分析。
(三)诊断和监测
1.样品采集及运送。快速、准确地诊断不仅要求具备良好的检测技术,还需要正确、合适的样品。口蹄疫诊断常用的样品主要是水泡皮(液)、O/P液(食道咽部括取物)、血液样品等,也可检验动物的组织、脏器、分泌物、排泄物等。检测目标为病毒、病毒抗原抗体、病毒核酸等。
FMD病毒分离鉴定的首选病料是未破裂或刚破裂的水泡皮(液),如采不到水泡皮时,可次选血液或咽喉括取(擦拭)物采集,对新发病死亡的动物可采取心脏、脊髓、扁桃体、淋巴结组织等;未表现临床症状的感染早期动物或康复动物,可活体收集咽喉括取(擦拭)物。在上述样品中,有些样品的FMD病毒含量达不到所用检测方法的测试范围,需要接种敏感细胞或易感动物分离并增殖病毒,以达到可检测的含量。同时,通过分离也基本鉴定了FMD病毒的生长特性、致病特性等生物学性质。
样品采集运送原则。FMD病料的采集运送必须做到及时、准确、新鲜和安全,实验室诊断是否顺利与收到的样品质量密切相关。样品采集运送基本原则是:采样及时、准确;足量采样,血清样品每份不少于2 ml,水泡皮、组织样品每份至少1 g;取样洁净并保持样品新鲜;安全防护(密封、贴签);快速安全送达 必须预先通知样品要送达的实验室;检验单位须有资质:FMD病毒的分离鉴定必须在生物安全三级实验室或国家指定的有专门防护设施的实验室中进行。
2.采样规范。
(1)水泡材料。是指病畜的水泡液和水泡皮,该类材料富含病毒,易于诊断。
水泡液采集:用消毒过的注射器从未破溃水泡中吸出水泡液,水泡液应清亮透明,装入灭菌瓶中,(可加入适量的抗生素,如青霉素1 000 U/ml,链霉素 1 000 ug/ml),加盖后用胶带封口,贴上标签,冷藏保存。
水泡皮采集:选采新鲜、成熟、未破裂或刚破不久的水泡泡皮,陈旧、结痂或腐败变质的残破水泡皮则不能用。
病牛应采取舌表面的水泡皮,在水泡尚未破溃或刚破溃时,牛的口中少量流涎或不流涎,这是采集病料的最佳时机。当体温下降、大量流涎,水泡已完全破溃时,就找不到合适的水泡皮了。在采不到舌面水泡皮的情况下,可采取蹄叉及蹄冠部的水泡皮。
病猪应采取蹄叉部、蹄冠部或鼻镜部的水泡皮,不要采取蹄踵部角质化表皮。
病羊的水泡材料较难采集,通常在蹄部和口腔内,出现时间短,水泡小而分散,需要仔细寻找。
采取水泡皮时应尽量保持无菌,用消毒剪子剪下水泡皮后,置入无菌小瓶中,加入由等量甘油和0.04 mol/L磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.2~7.6)配制成的运输液中,可加入适量抗生素。加盖及用胶带封口,帖上标签,-20℃下保存。
(2)O/P液。是从动物食道/咽部括取的黏膜样品,主要用于查明牛、羊等反刍动物感染FMD及持续带毒状况。
被检动物预先禁食12 h(可饮水),防止采样时反刍胃内容物污染O/P液。采样用特制的食道探杯(probang cup),在使用前先用0.2%柠檬酸或2%NaOH溶液浸泡消毒,再用清水冲洗后使用。
采样前应预备容量为25 ml的样品瓶,每个样品瓶预先加8~10 ml样品保存液(细胞培养维持液或0.04 mol/L PBS,pH7.4)。贴上防水标签,用防水笔写明样品的名称,编号,采集地点,动物种类,时间等,采到的样品应立即放入有冰块的冷藏箱内保存。
(3)血液样品。包括血清、血细胞及血液中其它内含物,通常用于检测动物的抗体及免疫细胞,用于评价动物的免疫与感染状况。
血清样品:无菌采取动物血液10~15 ml,分离血清(每头动物不少于2 ml),分装入两个灭菌的小瓶里。加盖、封口并贴上标签,编号,置于4℃保存或冻结保存,但不能反复冻融,否则抗体效价下降。
全血样品:在无菌的条件下采血,采取的血样尽快同抗凝剂-肝素混匀(每毫升全血加0.1~0.2 mg)或乙二胺四乙酸(EDTA)(每20 ml全血加1 ml含30 mg EDTA的0.7%氢氧化钠水溶液),样品在送至实验室前应于4℃保存。
血液样品的包装与水泡皮/水泡液样品的方法相同。
(4)奶样。采集奶样是对泌乳动物的无惊扰采样方式,可作为例行监测手段,通过检测奶样可以了解泌乳动物的FMD感染与免疫状况。
先将乳房、乳头清洗消毒后,用手挤取乳汁,初挤出的乳汁弃去,无菌收集后挤的乳汁。装入小瓶中,可加适量抗生素。加盖、封口并贴上标签。
(5)其他样品。唾液,鼻分泌液、呼吸道分泌液和渗出液,组织样品淋巴结和脊髓 ,生殖道样品 ,皮、毛样品 ,粪便、尿液等。
3.群体免疫水平的监测。免疫效果往往受到疫苗毒与流行毒的抗原关系,动物自身的免疫状况和对疫苗抗原的应答水平,疫苗质量和效力的差异。因此必须对免疫效果和免疫密度进行定期检测。免疫密度是指畜群中处于保护性抗体水平以上的个体所占的比例。如果群体中有80%的动物血清抗体水平在保护性血清抗体水平以上,则这个群体感染口蹄疫的风险会大大减小。在实行疫苗免疫的国家,群体免疫水平的监测,是FMD防制中的一项重要任务。通过测定群体免疫抗体水平,监测抗体水平的动态变化,指导免疫预防计划的实施。
(四)防制 我国是发展中国家,应该根据疫病存在的实际情况采取不同的防制措施,血清流行病学调查和疫情普查是制定切实可行的口蹄疫防制计划的基础。对免疫状况好,感染率低的地区,可以通过筛查带毒动物,建立免疫无疫病区,然后逐步过渡到非免疫无疫病区;对免疫状况差的地区,则应提高免疫密度,降低感染率,为最终建立无病区而努力。
(一)免疫策略
1.紧急接种。在发生口蹄疫时,对疫区尚未发病的动物和受威胁区动物进行的应急性免疫接种。用于紧急接种的疫苗,免疫效力最好达每头剂5个PD50以上,现在我国开始要求疫苗效力达6个PD50以上。否则,免疫剂量应加倍。采用环形免疫方式,由疫区外向内免疫。先从安全区开始,再注射受威胁区,最后注射疫区内的受威胁畜群。严禁疫区的工作人员到非疫区进行免疫。采取首免与二免相结合的免疫程序,首免2~4周后加强免疫一次。免疫剂量按使用说明书执行。
2.非疫区免疫接种。非疫区应采用计划免疫。对尚未发生疫情,但存在发生疫情的危险,或受邻近疫情威胁的地区,为防患于未然,在平时有计划地免疫健康畜群。按免疫程序,实施计划免疫。
3.疫区免疫接种。O型和Asia-1型口蹄疫流行地区: 分别肌肉接种或同时不同部位肌肉接种口蹄疫Asia-1型和O型单价灭活疫苗,但注射器及针头须严格分开;或注射口蹄疫O、Asia-1型双价灭活疫苗。O型、A型和Asia-1型口蹄疫流行地区:分别肌肉接种或同时不同部位肌肉接种口蹄疫Asia-1型和O、A型双价灭活疫苗,但注射器及针头须严格分开;或注射口蹄疫O、A、Asia-1型三价灭活疫苗。
(二)免疫程序
1.制定依据。根据动物生活周期、母源抗体、疫苗效力(PD50或百分保护率)、免疫持续期、疫病流行的严重程度等制定。
2.动态免疫程序。依据具体情况,制定灵活有效的动态免疫程序。
3.国际使用的免疫程序原则。扑灭疫情的预防区用至少3PD50/头剂的疫苗免疫,初次接种2次,而后每年接种2次;疫病流行区采用每头剂6个以上PD50的疫苗,初次接种2次后,每4个月接种1次。
(三)免疫失败分析 当前国内疫苗免疫失败的现象常常发生,其原因既有疫苗质量、动物健康状况等等客观因素,也有疫苗储运管理不善、注苗程序和方法不当等主观人为因素。
1.疫苗匹配性、有效抗原量和免疫剂量。普通苗不如浓缩苗、免疫剂量不足或过多。
2.疫苗的储运。储运条件不当造成疫苗分层、变质和失效。
3.猪只健康状况。体内抗体水平、体质,免疫抑制病等因素。
4.饲养管理水平。圈舍温度、湿度不宜,营养不良,存在促发动物应激的生产活动。
5.免疫密度不够造成群体免疫水平下降。漏免或不免不及时;客观条件有限导致抗体检测不到位。
6.注苗程序和方法不当。多种疫苗的综合免疫程序不合理,注射部位不当,疫苗外漏。
(四)猪的免疫问题
1.与牛相比,猪对FMD的免疫反应相对钝感。给猪接种牛用常规疫苗只能产生相当于牛的半期保护。要想获得较好的免疫保护,必需增加免疫次数,加大免疫剂量。
2.猪对FMD的免疫应答机理明显有别于牛,表现在中和抗体水平与保护力之间缺乏相关性,不便进行免疫效果评价。
3.不同于牛羊,目前猪的病毒性疫病很多,许多病原均呈隐性感染状态,如猪瘟、蓝耳病、圆环病毒、细小病毒等,这些可导致猪体免疫机能抑制的病原显然对口蹄疫的免疫有不小的影响。
4.猪FMD的发生主要在亚洲地区。国外积累多年的研究结果均以牛FMD为主,可供借鉴的有关猪FMD免疫的技术资料甚少。因此,有许多与猪FMD免疫相关的问题难以明确回答。
(五)免疫应激反应
1.正常应激。进行FMD疫苗免疫接种时,个别动物会出现轻微的局部或全身反应,如注射部位轻微肿胀,暂时性减食反应和精神沉郁等。这些均属正常现象,不经任何处理,2~3 d后,上述症状会自行消失。
2.严重应激。和正常反应在性质上没有区别,但程度较重或发生反应的动物数超过正常比例。引起严重反应的原因很复杂。或由于某一批生物制品质量较差,或是使用方法不当,如接种剂量过大、接种技术不正确、接种途径错误等;或是个别动物对某种生物制品过敏,这类反应通过严格控制制品质量和遵照使用说明书可以减少到最低限度。
3.偶合症。是指与正常反应性质不同的反应。主要包括:超敏感(过敏休克、变态反应等)和诱发潜伏期感染中的其它疫病。超敏感动物往往表现为在注射进行中或注射后几秒钟、数分钟内,突然发生晕厥,或过敏性休克,患畜倒地,口吐白沫,丧失知觉,大小便失禁等。数分钟内自然康复或死亡。遇到这种情况,应将动物的头位放低,安静休息。若数分钟内不能恢复,可皮下注射1%肾上腺素。
4.注苗不良反应原因分析。疫苗中含有细胞碎片或杂蛋白;佐剂质量;意外微生物污染。
(六)注苗有关事项
1.树立正确的免疫预防观念。需要清楚地意识到,免疫预防仅是有效防控措施之一,它必须与环境消毒、动物移动限制等其它措施综合应用才能发挥应用的作用。目前国内现有的商品化疫苗均标注有免责申明:即疫苗注免仅能提供有限的保护作用。我们决不能抱有“一针保太平”的妄想。
2.制定适宜的免疫程序,选择正确的匹配性疫苗。根据当地和本场的流行情况,有针对性的选择疫苗,通常不主张两种疫苗共同注射。
3.慎购优质疫苗。目前国外的疫苗质量均优于国产疫苗,但价格比国产苗要高5~10倍;国产的浓缩苗质量明显比普通苗好。
4.规范注苗技术。做好免疫标识和免疫档案工作;注射部位和角度;剂量;严防因针头造成交叉污染;避免给非健康畜群或发病畜群注苗;严禁给孕产母畜注苗;仔畜注苗不能过早。