马广鹏
(中国农村技术开发中心,北京 100045)
当前我国畜牧业的发展面临着动物重大动物疫病的严峻挑战,同时各种重大人畜共患病的流行不仅危害畜牧业发展,对我国的人民健康和社会稳定也造成了一定影响。本文就近年来我国动物疫病的流行现状进行了综合分析,为其有效防制提供参考。
1.1 重大动物疫病流行对养殖业及潜在的公共卫生威胁逐渐增加 禽流感是危害养禽业和人类健康的重要传染病,目前禽流感病者(AIV)的宿主已由传统的鸡过渡到储存宿主水禽[1-2]和野鸟[3],猪、鼠、兔、虎等感染AIV的新宿主不断发现。2003年~2005年间,全球爆发高致病性禽流感疫情,至今已导致564人感染,330人死亡[4]。在全球尚处于高致病性AIV(HP-AIV)的持续威胁下,2009年4月起源于墨西哥、由人流感病毒、AIV和猪流感病毒发生三源重组的甲型H1N1流感病毒又开始在全球蔓延,迄今已遍及214个国家或地区,至少导致17798人死亡,感染人数几乎无法统计,引起了新一轮全球公共卫生恐慌。
同时,我国动物疫病流行造成的经济损失巨大,流感、猪瘟、猪链球菌、高致病性猪繁殖与呼吸综合征(HP-PRRS)、猪圆环病毒病、猪伪狂犬病、牛结核、新城疫等重大动物传染病的流行,严重阻碍了我国养殖业的发展,据不完全统计,每年因传染病引起动物死亡造成的直接经济损失达400亿元,间接经济损失达1000亿元[5]。
1.2 新发与重现的动物源性人兽共患病是人类健康的长期威胁 据WHO资料,全球每年死于各类传染病的人数(约1500万人)达到总死亡人数的三分之一。Jones系统分析了1940年~2004年间发生的335个新发传染病事件,发现60.3%为人兽共患传染病,其中71.8%属于动物源性[6]。近年来,由于人类活动的增加、气候的变化、贸易的频繁等因素,造成一些曾经得到较好控制的人兽共患传染病,如结核病、布氏杆菌病等又死灰复燃。我国是世界上22个结核病高负担国家之一,结核病患者数量居世界第二位。最近几年,在我国所有法定报告传染病中,结核病的发病数一直位居第一,每年新增病例达130万人,因结核病死亡15万人之多[7],形势相当严峻。与结核病类似,布氏杆菌病曾经在我国得到有效的控制,1991年我国布氏杆菌病暴发点为零。但2007年全国布氏杆菌病新发病例数是2001年的7.35倍,达到21300例,2008年更是达到了惊人的30002例,呈急剧上升的趋势。布氏杆菌病在人与人之间的传播非常困难,人的布氏杆菌病主要是由动物传播而来,所以,从人布氏杆菌病的流行情况反映出我国动物布氏杆菌病的流行形势相当严峻。这些新发与再现人兽共患病的不断发生与流行,对我国动物疫病防控提出了新的要求。
1.3 病原的变异使动物疫病流行日趋复杂、给防控带来新挑战 动物传染病的控制,特别是病毒性传染病主要依靠疫苗免疫防制,这一措施尽管在防止疫病暴发流行和控制疫情上起到了重要作用。但一些疫病病原变异较快,病原毒力增强,使原有的疫苗不能有效的交叉保护,从而出现新的疫情,如2006年出现的HP-PRRS[8]等。猪瘟和新城疫虽然通过疫苗免疫得到有效的控制,不再有大规模爆发,但仍然在全国各地呈散发性流行,临床表现日趋复杂,经常出现一种所谓的“免疫失败”现象,有的表现为温和型感染、有的表现为隐性带毒感染等等。这些现象的出现,给疫病控制带来了新的挑战。
1.4 耐药病原的问题已成为公共卫生和食品安全的关注点 面对疫病流行的复杂局面,许多养殖企业往往过多的依赖于兽药,滥用兽药往往导致耐药病原的大量出现和传播。这不仅造成动物疾病防控屡屡失败,病原耐药性产生不仅增加了养殖业的生产成本,而且大量增加用药量导致了动物源食品中药物的残留,形成耐药性-加大用药量-增加残留-加快耐药性产生的恶性循环,从而增加了动物疫病的药物控制难度、影响养殖业的健康持续发展,危及食品安全和人类健康。同时产生的耐药基因也可通过各种方式转移给其他病原菌,造成更大的威胁。2011年在德国发生大肠杆菌疫情[8],其病原携带有各种抗生素的抗性基因,抗生素对这种细菌几乎不起作用,因此导致了严重的危害。WHO、FAO、OIE、CAC等国际组织已高度关注动物源病原耐药性对食品安全和人类健康的潜在危害,而我国已成为动物源病原菌耐药性比较严重的国家之一。
我国高度重视动物疫病防控技术研究,“十一五”期间大幅度增加科研投入。重大动物疫病的防控研究一直是农业领域的研究重点,政府各部门通过相关科技计划,包括973计划、863计划、科技攻关计划、科技支撑计划以及国家自然科学基金对重大动物疫病的研究均给予了较大投入,仅以国家科技支撑计划为例,“十一五”期间启动实施了“禽流感等重大动物疫病综合防控技术研究”重大项目、“高致病性猪繁殖与呼吸综合征防控技术研究”、“重大动物源性人兽共患病防控技术研究与应用”、“动物疫苗关键生产技术研究与开发”、“新型动物药剂研制与应用”、“中兽药现代化技术研究与开发”等一系列重点项目,累计投入3.4亿,在投入强度上比“十五”增加一倍。在国家相关科技计划支持下,在高致病性禽流感、口蹄疫、猪瘟、猪繁殖与呼吸综合征等重大动物疫病的病原学、病原遗传变异与分子进化、诊断与监测技术以及疫苗研制与开发等基础研究与应用防制技术方面开展了大量的研究,并取得了显著成绩和一系列成果[9-19],具备了很好的科研基础和技术储备。
2.1 重大动物疫病的研究 在重大动物疫病病原的流行病学、遗传变异与分子进化规律、病原微生物功能基因组学等方面取得了突破性的成果,如HP-PRRSV的遗传演化规律与毒力形成机制、HP-AIV的遗传进化规律与感染宿主等,初步建立了动物疫病监控全国性网络和预警预报系统,及时掌握了禽流感、口蹄疫等一系列重大动物疫病的流行特点和规律,为疫苗等防控产品的有效生产和政府及时调整防控策略提供了重要的理论指导。
2.2 重大动物疫病疫苗的开发 在禽流感、口蹄疫等重大动物传染病的常规防控产品的研发方面,取得了重大进展。为了应对和控制疫情,根据流行病学监测结果,研制、开发出系列产品,促进了技术升级换代和企业的核心竞争力,先后研制出重组禽流感新城疫二联活疫苗、重组AIV灭活疫苗、口蹄疫三价灭活疫苗、HP-PRRS灭活疫苗与活疫苗、猪圆环病毒灭活苗、副猪嗜血杆菌灭活疫苗、猪传染性胸膜肺炎三价灭活疫苗、猪乙型脑炎弱毒疫苗、鸡新城疫-传染性支气管炎-禽流感三联灭活疫苗等,多种已获国家新兽药证书。不仅填补了国内空白,而且在我国动物疫病的防控中有效遏制了疫病的流行,显著提高了我国动物疫病科技产品的国际竞争力和影响力,所生产的疫苗已在全国推广使用953.58亿头份,并出口亚洲和非洲,新增产值133.8亿元,新增利润49.5亿元,出口创汇25.6万美元。
2.3 动物疫病诊断试剂的研发 各种动物疫病诊断试剂盒的研发,提高了我国重大动物疫病的诊断与监测能力。建立了60余种常见疫病诊断方法与检测试剂盒,包括禽流感病毒H5亚型乳胶凝集试剂盒、口蹄疫抗体液相阻断ELISA检测试剂盒、免疫动物与野毒感染鉴别诊断试剂盒、猪呼吸系统多病原混合感染鉴别诊断试剂盒等,解决了疫苗免疫与感染的检测技术难题。其中许多产品已经获得了新兽药证书并实现产业化,这些诊断试剂盒的成功研制,在一定程度上缓解了我国动物疫病诊断试剂产品缺乏的局面,为我国动物疫病流行病学调查、疫苗免疫效果评价、出入境检验检疫、综合防控提供了重要的产品支撑。
2.4 基因工程新型疫苗的研制 在动物疫病防控高技术产品的研发方面,研制了仔猪大肠杆菌K88/K99二价基因工程疫苗、伪狂犬病病毒双基因缺失疫苗、猪口蹄疫O型合成肽疫苗、H5亚型禽流感重组鸡痘病毒载体疫苗、喉气管炎鸡痘活载体疫苗、禽流感和新城疫重组二联活疫苗等基因工程疫苗产品,显著提升了我国的科技水平,支撑了疫苗产业的技术进步和发展。
2.5 药物制剂的研发 在疫病治疗用化学药物与制剂研究上,针对我国畜禽养殖疾病防治的迫切需求,利用现代发酵工程、生物合成和半合成技术、及各种提取、分离技术和基因表达调控技术等,开展治疗与预防畜禽重大疾病的兽用抗生素原料药、化学合成药、中兽药的研制,并通过对兽药新制剂、新剂型的研究,研制出一批安全高效、经济实用的新型兽药和兽用新制剂。同时,建立兽药药效学评价动物模型和药效学评价标准,提升了兽药研发和产业化水平。
2.6 重大疫病的综合防制 集成我国重大动物疫病在疫苗、诊断试剂、消毒药物等防控方面的科技成果,开展了重大动物疫病综合防控技术集成与示范研究。在全国不同地区建立了禽流感与新城疫、口蹄疫、猪瘟与伪狂犬等综合防控示范基地,培训了大量基层技术人员,解决了我国规模化养殖场动物疫病诊断、疫苗免疫、综合防制、饲养管理等多项关键技术问题,摸索并建立了适合于我国规模化养殖场动物疫病预警预报系统和综合防治模式,提出了动物疫病的综合防制技术规范,在多数示范基地成功实施了疫病的净化,产生了明显的经济效益。通过集成与示范探索了我国重大动物疫病的控制消灭有效途径与方法,成果开始向全国辐射,为开展一些重大疫病的根除净化措施奠定了产品、技术、人才储备。
传统疫病新表现、病原自然变异、耐药性病原和新发疫病病原不断出现、多种疫病同时并发,使动物疫病越来越复杂,我国的动物疫病防控“任重而道远”。目前的动物疫病控制技术已远远不能满足畜牧业集约化、规模化发展和人们对畜禽产品质量以及公共卫生的要求。兽医科技的发展,将牢牢把握保障养殖业健康可持续发展为己任、以保障动物源性食品安全和杜绝动物源性人兽共患病向人类传播为最高要求,呈现以下发展趋势。
3.1 加强流行病学与生态学研究,提高疫情预测能力病原流行病学与生态学研究是掌握疾病流行动态,科学制定防控政策,研制可靠防控产品的前提。一直以来,由于资金投入的不足,动物疫病的研究主要集中在动物疫病防控的常规诊断技术和疫苗开发等领域,这对于遏制动物传染病的流行,促进畜牧业发展和保护人类健康方面发挥了重要作用。然而,这些控制研究都是应急性的,已凸显不能应对当今复杂的动物疫病流行局面。所以,目前流行的动物传染病不但没有减少,甚至被扑灭或不流行的传染病也开始流行起来,很多在动物中流行的传染病过渡到人,对人的健康构成巨大威胁。同时,原来一些非常有效的传染病控制技术,在当今复杂的疫病形势下,变得难以奏效。阐明当前动物疫病的流行规律,病原在不同宿主、不同地域、不同时间的流行分布状况,病原遗传变异规律、跨种感染规律,建立准确可靠的动物疫病预警预报系统,对我国动物疫病的防控具有重要的意义,也是今后流行病学研究重点。同时结合地球遥感与卫星跟踪定位技术、信息处理技术、空间技术等相关学科的理论与技术不断应用于动物疫病发生的流行病学、生态学与动物疫情的研究,将大大加强疫病流行和新的疫病预测能力。
3.2 现代生物学与“组学”技术的集成与应用提升了诊断试剂及药物的研发能力 生命科学已进入后基因组时代,人类基因组以及猪、牛、羊、鸡等主要家养动物基因组计划的完成,各种病原高通量测序的开展,使生命科学的研究从整个基因组及其蛋白质产物的结构、功能、机理的深度去了解生命活动的全貌。借助这些基础科学的发展和进步,解析病原微生物的基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等,发现新的功能基因和代谢网络,结合X光衍射、核磁共振、冷冻电子显微镜等技术解析生物大分子结构,发现疫病的发生与流行机制、免疫机制,开发新的疾病诊断标记、药物设计靶标、疫苗设计思路、疾病控制策略,动物疫病的研究将随之出现革命性的变化和进步。
3.3 高效、安全、绿色的防控产品研制与开发是动物疫病防控科技发展的核心 控制与消灭动物疫病是动物疫病防控科技发展的最终目标,而高效、安全,绿色的防控产品的研发与产业化是其核心内容与重要手段。在国家各级科技计划的支持下,我国在动物疫苗与诊断试剂的研究成果丰富。今后,继续发展快速诊断、鉴别诊断、高通量诊断技术,研制更加安全、高效、广谱、廉价、使用方便、对动物友好的新型疫苗和生物治疗制剂是发展的重点方向[20]。同时应当加快兽药筛选与开发平台的建设,开发广谱、高效、无残留、具有自主知识产权的抗病毒、抗细菌、抗寄生虫新型药物,抢占国际前沿。
3.4 病原混合感染与免疫抑制研究将成为新的热点 目前,多种病毒混合感染、病毒与细菌混合感染、病毒与支原体混合感染、病毒与细菌及支原体混合感染等现象十分常见,这给单一疫病防控模式提出了挑战。有些病原感染后导致感染动物发生免疫抑制,进而导致混合感染和继发感染的发生,使疫情加重,死亡率升高。免疫抑制性病原感染后还可能导致其它疫苗的免疫失败,继发感染的病原形成持续性感染。使疫病长期在畜群中存在,难以根除。不仅给畜禽养殖业造成巨大的经济损失,也给疫病的防控增加了难度。因此,研究畜禽生产中多病原混合感染的流行病学,分析各类病原在混合感染中的地位和作用以及病原间的协同致病性,建立免疫抑制与免疫失败的评价技术,开发多重病原感染的控制技术,将是动物疫病控制理论与技术研究的新战略。
3.5 动物源性食品安全技术将“关口前移”,催生出新的食品安全控制理论 伴随病原微生物污染、药物残留、添加剂残留、危禁药物使用等动物源性食品安全问题备受重视,将有一批高通量、快速敏感的检测新技术出现。但目前在动物源性食品安全技术的研究与开发方面,主要是侧重于事后的检测手段研究,这是一种治标的手段和方法,治理成本非常巨大。随着对动物源性食品安全的进一步认识,人们的研究视线将前移到防止不安全因素形成的阶段,随之将产生新的动物源性食品安全控制理论和技术。
经过几十年的努力,我国在动物疫病防控方面取得了长足的进步,开发出一些如猪瘟弱毒疫苗、伪狂犬基因缺失标记疫苗、禽流感灭活疫苗等具有国际竞争力的产品。通过大量推广使用后,使我国的猪瘟、伪狂犬病的发病率显著下降,部分养殖企业已经开始实施这些疫病的净化工作并取得了较好的成效。“十一五”期间,开展了多种疫病的综合防控技术集成与示范,对猪瘟、伪狂犬病等疫病已经初步建立了一套行之有效的综合控制技术评价体系。未来,将在更大范围内开展规模化养殖场和养殖区域的净化技术与根除技术示范,为将来实施这些疫病的根除计划提供可操作的技术方案和模式,最终达到在我国净化和消灭这些疫病。
综上所述,由于重大动物疫病呈现出复杂多变、跨国流行等特点,为我国动物疫病防控提出了更高的要求,同时我国的疫病防控也存在着亟待解决的问题,因此,必须对我国现有的防控产品及技术进行集成,积极开展病原生态学、分子流行病学、免疫与发病分子机理、病原体基因组学和蛋白质组学等方面研究,建立完整的疫病流行病学数据库;研发重大动物疫病新型疫苗产品及诊断试剂,形成我国重大动物疫病科学研究、技术集成、产品开发、防控措施于一体的系统工程,全面提高我国动物疫病防控能力与水平,确保我国养殖业的健康发展和人民生命财产安全。
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