猪口蹄疫的疫情现状及防控措施的最新研究进展

猪口蹄疫的疫情现状及防控措施的最新研究进展

项科顺1，2，张娟1，孙红祥1

( 1.浙江大学动物科学学院，浙江杭州310058;2.浙江省牧工商联合公司)

中图分类号:S858.28文献标识码: A

收稿日期:2015-01-06

口蹄疫( FMD)是由口蹄疫病毒( FMDV)引起的一种急性、热性和高度接触性传染病。易感群体为猪、牛、羊、骆驼等为主的偶蹄动物。口蹄疫发病率高，传播速度快，且可远距离传播，被世界动物卫生组织( World Organisation for Animal Health，OIE)列为动物A类传染病之首。该病自1514年首次被报道以来，FMD已蔓延至除北美和大洋洲外的世界各地，对全球畜牧业发展和世界贸易的危害性极大，每年用于预防和损失赔偿耗资约60～210亿美元［1］。口蹄疫有O型、A型、C型、亚洲Ⅰ型、南非Ⅰ型、南非Ⅱ型和南非Ⅲ型等7个血清型，每个血清型又有多种亚型;各血清型或亚型之间没有或鲜有交叉保护，且病原体易变，给疫情的防控工作增加了一定难度［2］。

自20世纪初以来，部分发达国家，如美国、英国、加拿大和日本等国通过努力已经消除了口蹄疫疫情。但近年来已宣布消灭口蹄疫的国家，如英国又再次爆发疫情，故再次提高了对口蹄疫的重视。口蹄疫对全球的负面影响激发了人类消除口蹄疫的愿望。消除口蹄疫不仅需要解决技术层面上的问题，而且必须克服来自社会和政治上的制约，同时还要考虑大环境等因素［3］。

本文主要就有关口蹄疫病原体、流行病学、病理特征与临床诊断、世界疫情现状与危害、防控措施及疫苗等研究进展作一综述，并对控制和消除口蹄疫的可能途径提出自己的见解和观点，供参考。

1　病原体

FMDV隶属于小RNA科口蹄疫病毒属，病毒粒子呈球形，为正二十面体结构，分子量为6.9×106，沉降系数为146 S，直径为24～30 nm，由病毒衣壳(占70%)和其内的单股正链RNA(占30%)构成。衣壳由60个不对称的亚单位组成，每个亚单位均含有一份子的VP1、VP2、VP3和VP4。

VP1和VP3是主要的免疫性抗原，其中VP1含有病毒主要的抗原决定簇和中和抗体表位，是口蹄疫病毒最重要的抗原蛋白，VP3的重要性则仅次于VP1;而VP2和VP4是对免疫有一定作用的酶结构蛋白［4］。除主要结构蛋白外，FMDV衣壳还含有部分非结构蛋白( Lab、Lb 2A、2B、2C、3A、3B、3C和3D)。

FMDV基因组RNA全长约8500个核苷酸，主要由5’非翻译区( 5’-UTR)、开放阅读框( ORF)、3’非翻译区( 3’-UTR)和一个Ploy A尾组成。5’-UTR 和3’-UTR具有复杂的二级结构，含有与病毒复制和基因表达相关的顺式作用原件( CRE)，参与调控病毒蛋白翻译和RNA复制。ORF位于基因组的中部，可分为L、P1、P2和P3四个区，编码一个多聚蛋白，其中5’端的L区编码L非结构蛋白，P1区编码VP1、VP2、VP3和VP4四种结构蛋白，P2区编码2A、2B和2C三种非结构蛋白，P3编码3A、3B、3C 和3D四种非结构蛋白，其中3B蛋白是由编码区三个重复的非等同基因编码，因而可以产生三种不同的3B蛋白( VPg) : 3B1 ( VPg1)、3B2 ( VPg2)和3B3 ( VPg3)。VPg基因的拷贝数与RNA病毒的感染力有关［5］。

FMDV是粒子最小的RNA病毒，正是这一特性决定了病毒的易变性。FMDV具有型多易变的特点，目前已知有7个血清型，分别为A型、O型、C型、亚洲1型及南非Ⅰ型、南非Ⅱ型、南非Ⅲ型，其中以O型最多，A型和亚洲1型次之。每个血清型又包括多个亚型，据不完全统计，迄今发现的亚型已达80余种。且各血清型之间没有交叉保护力，同血清型的各亚型之间也仅有较小的交叉保护力，这是口蹄疫难以防控的主要原因之一。

2　流行病学

口蹄疫为急性、高度接触性传染病。FMDV生存能力很强，传染性极强，潜伏期较短，易感动物分布较广，传染源类型和传播途径较多，持续性感染，

传播速度较快，并可远距离传播，这些综合因素造成了口蹄疫的肆虐与危害。

口蹄疫的传染源主要是患病和带毒动物，尤其是水疱液、排泄物、分泌物、呼出气体、精液等。污染的肉品、内脏、血液、毛皮、泔水、脱落的痂皮和牧区的污水、饲料、土壤、工具和人员都是可能的传染源。不同动物在传染中扮演不同的角色，绵羊是“储存器”，保存病毒但不表现症状;猪是“放大器”，将致病力弱的毒株增强为致病力强的毒株;牛是“指示器”，对口蹄疫最为敏感。此外，非易感动物也是重要的可疑传染源。目前，FMDV通过跨物种传染的概率在增加，特别是在畜牧农业人口密集区［6］。据资料报道，人类在运输动物过程中，充当了口蹄疫传播的主要媒介。据报道，已有研究人员从与病猪接触后28 h的人鼻黏膜中分离出FMDV［5］。FMDV虽然对人很少感染，但由于其可在鼻咽处存活，在无生命的物体表面(包括衣物中)可存活较长时间，在病毒传播过程中作为机械传播的人体充当了积极的传播者。牧场的饲养人员、人工授精技术人员、兽医、以及参观访问人员等与病畜接触后，均可将病毒携带到任何距离的安全畜群。处于FMD潜伏期的动物，其所有的组织、器官以及分泌物、排泄物均含有FMDV。病毒随同感染动物的乳汁、唾液、精液和呼出的气体等一起排放至外部环境。肉和副产品均可带毒，康复期动物可带毒2～3个月而造成严重的污染。

口蹄疫主要经消化道、伤口，甚至完整的皮肤黏膜、呼吸道、精液等途径感染。传播方式主要有接触传播和空气传播两种。接触传播又分为直接接触和间接接触。直接接触主要是同群动物之间，包括圈舍、牧场、集贸市场、展销会和运输车辆中动物的直接接触，通过发病动物和易感动物直接接触而传播。间接接触主要指媒介物机械性带毒所造成的传播，包括无生命的媒介物和有生命的媒介物，如场地、水源和设备、食物、器具、粪便、饲养员的衣物等，畜产品包括病畜的肉、骨、乳汁及乳制品、脏器、血、皮毛等。

据资料报道，英国在1939～1950年爆发的355次疫情中，三分之二的传染源来自冻肉中的病毒。导致2001年英国疫情爆发的源头就是当地的家畜进食了受污染的进口食物残渣所致。FMDV的气源传播方式对远距离传播更具流行病学意义。最常见的方式是吸入具有传染性的气溶胶使动物感染，或是易感动物采食了被气溶胶污染的饲草或饲料等途径而发生感染。空气被认为是最重要的传播媒介，可引起超远距离跳跃式传播。感染猪呼出的口蹄疫病毒形成很小的气溶胶离子后，可以由风传播至数十到数百公里之外。另外某些昆虫、鸟类在传播中也起到了一定的促进作用。病愈动物可长期带毒，这是口蹄疫反复爆发的一个重要原因。空气中的病毒来源主要是病畜呼出的气体、圈舍粪尿溅洒、含毒污物尘屑被风吹等形成的含毒气溶胶。不同因素对病毒气溶胶的影响不同，如果相对湿度较大，缺少或没有太阳辐射，病毒在气溶胶中可以继续生存数小时，并且依赖对流和下风向将病毒携带到很远的距离。

FMDV可在宿主体内长时间存活，在受感染12 d内，病毒传播能力最强。由于多种多样的传播途径加上传染源的多样性，为口蹄疫的蔓延提供了无限的可能。

3　临床症状及病理特征

口蹄疫感染分为潜伏期、前驱期和临床期，最终康复或死亡。临床症状因物种及其生理情况、动物的易感性和病毒的致病力而异。

口蹄疫潜伏期较短，一般为2～4 d，病毒侵入动物机体并开始复制，但并不表现任何症状且开始向外界排毒。前驱期患病动物开始出现食欲减退、体温升高、泌乳量下降等症状。临床期患畜出现典型临床症状:体温升高，口腔黏膜、唇舌、鼻镜、蹄部和乳房等处皮肤出现大量水疱，进一步发展为皮肤溃烂、蹄壳脱落，动物流涎、跛行，精神萎靡等;还有某些并发症，如组织损伤部位细菌性化脓坏死、乳腺炎、肺炎和肠胃炎等。良性经过的动物耐过此期后很快转入康复期，动物获得免疫力，体温和食欲恢复正常，溃烂部位重新长出新组织，病毒由机体排出。然而，恶性口蹄疫则可使抵抗能力较弱的动物心肌衰竭，最终导致死亡。

口蹄疫病死猪尸体消瘦，主要病变位于蹄部、口腔、鼻镜和乳房等部位，可见圆形水泡和溃疡灶。重症病猪心包膜有弥散性及点状出血，心肌切面有灰白色或淡黄色斑点或条纹，俗称“虎斑心”，该病理变化临床上具有重要的诊断学意义。镜检可见神经细胞变性，神经细胞周围水肿，血管四周有淋巴细胞和胶质细胞增生围绕而具“血管套”现象。

口蹄疫临床症状与其他水疱类传染病相似。因此，除了临床症候诊断之外，还需借助实验室检验方法进行鉴别诊断。口蹄疫实验室诊断技术经历了动物交叉感染实验到血清学实验，再到分子生物学诊断三个阶段。OIE推荐血清学的两个方法为酶联吸附试验( ELISA)和病毒中和试验( VNT)。另外，正向间接血凝试验( IHA)也是常用的血清学诊断方法。分子生物学技术主要是PCR，样品可以是除血清之外的其他组织，使疾病的诊断更为方便、准确。

4　疫情现状及危害

目前，口蹄疫在世界范围分布很广，几乎所有国家都有流行记载。根据OIE 2012年统计数据，全世界已经有69个国家消灭了口蹄疫。迄今为止，只有新西兰是历史上唯一未发生过口蹄疫的国家。澳大利亚、美国、加拿大、日本等国相继在20世纪初宣布消灭了口蹄疫，但日本在2000年又再度爆发该病，韩国和朝鲜长期保持无口蹄疫，但2000年也已爆发流行该病。当今国际贸易日益繁荣，物资交流更加频繁快捷，病毒传播流通的方式更加无法掌控。目前在欧洲和南美流行最多的是A型，其次为O型和C型FMD。

我国是世界上口蹄疫多发国家之一，且疫情复杂，这与我国的地理环境密切相关，邻国如越南、缅甸、泰国等国大都有口蹄疫流行。据有关资料报道，我国已先后爆发过六次较大规模的口蹄疫，其中最近一次爆发于2005～2010年，波及时间较长，分布范围较广，此次爆发的口蹄疫属O型，代替了A型和亚洲1型，成为我国的主要类型，其中缅甸98株是主要亚型。

口蹄疫的危害是世界性的，尤其在部分发展中国家，严重阻碍着各方面的发展。首先是对畜牧业的重创。疫情爆发时，密集养殖的牛和猪发病率高达90%～100%，成年牛致死率为3%～5%，犊牛的死亡率则高达50%～70%;成年猪的死亡率为5% ～10%，哺乳仔猪可100%感染发病，死亡率高达80%～100%。发病率和致死率并不是造成经济损失的主要原因，发病时疫区的动物制品，如肉、奶等产品均可失去利用价值，交易禁止，几乎完全丧失收入来源。此外，还需投入大量人力物力封锁疫区，对患病动物进行扑杀，焚烧灭毒，以彻底消灭传染源，严重干扰了地区和国家的社会经济秩序，可能引发政治危机和国际贸易摩擦。

口蹄疫是人畜共患疾病，对公共卫生有一定影响。虽然只有部分免疫力较弱的人群可能感染，但仍然不容忽视。口蹄疫爆发时，要严禁幼儿、老人和孕妇接触疫区和和染疫动物。此外还值得关注的一点是口蹄疫病毒本身易变，很有可能变异出一个适合人体的新毒株。因此，一定要尽力避免人与传染源接触，以免造成病毒在人体内繁殖变异。

5　防控措施

鉴于口蹄疫的严重危害，OIE对口蹄疫高度关注，将其列为18种A类动物传染病之首。近年又被列为重大跨国动物疫病的全球消灭计划及生物武器安全公约组织重点检查对象。我国《动物病原微生物分类明录》中将FMDV列为10种一类动物病原微生物之一，1999年2月农业部公告，将其列为一类动物疫病。

口蹄疫在国际上不提倡治疗，各国应采取积极的预防和应对措施。防治政策包括扑灭根除政策、免疫控制政策和预防政策。防治的基本措施是扑杀病畜，免疫接种，严禁动物流通，禁止动物产品交易以及其它染毒物传播，对染毒区实施彻底消毒，进行流行病学调查与监控，预报预测风险分析。

我国口蹄疫防控采用“预防为主、防治结合、防重于治”的一般原则，贯彻“早快严小、重优实恒”八字方针，实施“消毒隔离、加强管理、疫苗接种和药物防治”四大法宝。

6　口蹄疫疫苗

疫苗免疫接种是有效预防口蹄疫的可靠手段之一。绝大多数的欧洲和美洲国家通过疫苗免疫接种，完成了对口蹄疫的控制，收到了显著成效。高效安全的疫苗是成功预防、控制，直至最终消灭口蹄疫的必要条件。

传统的口蹄疫疫苗包括弱毒疫苗和灭活疫苗两种。弱毒疫苗是将强毒株致弱后进行培养收集制成的疫苗，具有成本低廉、免疫原性好，抗体效价持续时间长等优点，但因可引起免疫动物的毒血症，长期带毒，排毒及病毒反强等缺点，迄今尚未获得满足要求的口蹄疫弱毒疫苗株。灭活疫苗是最先研制用于防控口蹄疫的疫苗，也是当今使用最多、较为安全有效的疫苗［7，8］。第一个FMD灭活疫苗系1938年由Waldmann从感染FMDV动物组织中分离到的病毒经甲醛灭活制成。该种疫苗免疫动物仅可获得部分保护，但不能进行批量生产。1947－1954年，

Frenkel用FMDV感染健康牛舌上皮细胞的方法获得大量病毒，并经甲醛灭活，制成第二代口蹄疫疫苗，实现了疫苗的批量生产。之后的研究者使用各种细胞系传代培养FMDV，特别是1962年的乳仓鼠肾21( BHK-21)细胞，目前仍是疫苗制备中广泛使用的培养病毒细胞。灭活病毒的手段改用二乙烯亚胺( BEI)，BEI灭活病毒较甲醛更完全［9，10］。

目前，FMD灭活疫苗不仅要保证具有严格生物安全标准，避免生产过程中病毒的污染或灭活不足的风险，同时必须十分关注FMDV复制中抗原性的变异问题。实际生产使用的疫苗有时并不能完全保护某些病毒毒株，有限的交叉型和交叉型保护，需要单独的疫苗对每个亚型才起有效保护。传统的口蹄疫疫苗需要在1～2年有效期内进行更替，液氮的集中存储可以提高其有效期。

生产实践表明，疫苗的管理和免疫程序，如适当的处理、正确的剂量、以及疫苗接种的最佳时间等均会明显影响疫苗的免疫效果。高剂量接种免疫，通常会导致动物保护数量的增加和保护时间的减少。OIE推荐接种6倍50%保护剂量，可用作紧急预防［11，12］。

近年来，随着分子生物学的发展，为了避免传统灭活疫苗的风险，降低生产成本，相继研制了更加安全、有效的新型口蹄疫疫苗，包括基因工程亚单位疫苗、基因缺失疫苗、合成肽疫苗、病毒载体活疫苗、DNA疫苗和全衣壳基因工程疫苗等。

基因工程亚单位疫苗利用基因工程技术制备病毒抗原性亚单位成分，得到无毒力的病原体的一部分，安全不散毒，但其稳定性和免疫效果有待进一步研究。

基因缺失疫苗是在DNA或RNA水平上使与致病性有关但与复制无关的基因缺失，使病毒毒力丧失或明显减弱，而保存病毒的复制能力和免疫原性，从而构建基因缺失疫苗。

合成肽疫苗是根据病毒主要抗原的氨基酸序列，利用化学方法人工合成的肽段作为抗原［13，14］。目前，由双抗原多肽2570和7309组成的合成肽疫苗已由上海申联生物有限公司生产并投入使用。接种合成肽疫苗的动物应激减少，VP1特异性抗体水平高于灭活疫苗;不含非结构蛋白，能精确区分免疫动物和自然感染动物，完全杜绝灭活疫苗中携带的痕量非结构蛋白可能造成的假阳性现象。

重组病毒载体口蹄疫活疫苗不含基因组RNA，故无感染性，抗原基因的表达产物可产生抗原性，如复制缺陷型的包含A24克鲁塞罗血清型的口蹄疫病毒衣壳蛋白编码区人类腺病毒载体。这种疫苗已经美国中心兽医生物制品、动物和植物卫生检验局、美国农业部授予有条件许可，被列入美国国家兽医疫苗储备。另一种疫苗是直接利用含有重组杆状病毒颗粒的大肠杆菌直接转染昆虫细胞表达的重组蛋白。

DNA疫苗是指将病毒的主要保护性抗原基因克隆出来，再插入带有强启动子的质粒载体，注入动物体内后，构建的基因表达抗原蛋白，诱导机体产生持续的免疫应答。DNA疫苗有很多优点，如可诱导体液免疫和细胞免疫，对各种病原可产生免疫保护作用，可在宿主体内持续表达，效率高，安全，接种方法简单。但DNA疫苗可能导致免疫耐受、自身免疫、过敏反应和超免疫性等副作用［15］。

目前我国获农业部许可生产，应用于预防猪O型口蹄疫的疫苗有两种:猪口蹄疫O型灭活疫苗和猪口蹄疫O型合成肽疫苗。生产的毒株主要有OS/ 90、OR/80和OZK93。根据《国家动物疫病强制免疫计划》要求，口蹄疫疫苗是规模化猪场强制免疫的疾病之一，对所有的猪只进行O型口蹄疫的免疫和抗体监测。灭活类疫苗免疫的猪采用正向间接血凝试验或液相阻断ELISA进行免疫效果监测，以正向间接血凝试验的抗体效价≥25判定为免疫合格，液相阻断ELISA的抗体效价≥26判定为免疫合格;合成肽疫苗免疫的猪采用VP1结构蛋白ELISA方法，以VP1结构蛋白抗体效价≥25判定为免疫合格。近年来的临床经验证明，合成肽疫苗的抗体水平虽高，但保护力与其抗体水平不成正比，原因可能是合成肽疫苗只是单一的抗原表位，并不能激发对完整口蹄疫病毒的保护反应。可见，新型疫苗要取代传统灭活疫苗，还需要更长的实践和探索。

7　讨论和分析

防控口蹄疫是全球性问题，面临着许多挑战。随着动物贸易和动物产品贸易的全球化进一步放大，口蹄疫的遏止难度加大。跨国界的便利交通是造成口蹄疫蔓延的一个重要因素。为了避免贸易限制，爆发疫情的国家延迟报告其国家疫情，这些延迟报道增加了疾病传播的风险。另外，社会对疾病传播威胁宣传不够，公众缺乏此类教育认知，导致无效

的口蹄疫预防和根除计划。

因此，提供适当的信息传输和加强防控知识教育是一项艰巨而长期的任务。世界动物卫生组织和粮农组织为了有利于地区控制和根除口蹄疫疫情，建立了一个逐步控制口蹄疫的根除计划［16，17］。根据全球各口蹄疫流行区流行毒株的差异，建立7个病毒库，从国家立法、监测、免疫以及诊断方法入手，在世界不同区域实施一系列计划，使口蹄疫疫苗更易获得，保证疫苗及诊断试剂的质量符合OIE标准，并提供更好的疫情监视以及疫病控制策略，以提高口蹄疫染疫国家动物的出口。

疫苗免疫已经证明是消灭口蹄疫的有效措施之一。因此，全球共同努力研制安全、有效和廉价的口蹄疫疫苗是根除口蹄疫疫情的最可行途径［18，19］。

参考文献

［1］Knight-Jones TJD，Rushton J.The economic impacts of foot and mouth disease–what are they，how big are they and where do they occur［J］.Prev Vet Med，2013，112: 161－173.

［2］Reid SM，Ferris NP，Hutchings GH，Zhang Z，Belsham GJ，Alexandersen S.Detection of all seven serotypes of foot-and-mouth disease virus by real-time，fluorogenic reverse transcription polymerase chain reaction assay［J］.J Virol Methods，2002，105: 67－80.

［3］Smith MT，Bennett AM，Grubman MJ，Bundy BC.Foot

and-mouth disease: Technical and political challenges to eradication［J］.Vaccine，2014，32( 31) : 3902－3908.

［4］Grubman MJ，Baxt B.Foot-and-mouth disease［J］.Clin Microbiol Rev，2004，17: 465－493.

［5］Domingo E，Escarmis C，Martinez MA，Martinez-Salas E，Mateu MG.Foot-and-mouth disease virus populations are quasispecies［J］.Curr Top Microbiol Immunol，1992，176: 33－47.

［6］Morgan ER，Lundervold M，Medley GF，Shaikenov BS，Torgerson PR，MilnerGulland EJ.Assessing risks of disease transmission between wildlife and livestock: the Saiga antelope as a case study［J］.Biol Conserv，2006，131: 244－254.

［7］Li ZY，Liu JX.The current state of vaccines used in the field for foot and mouth disease virus in China［J］.Expert Rev Vaccines，2011，10( 1) : 13－15.

［8］Rodriguez L，Gay C.Development of vaccines toward the global control and eradication of foot-and-mouth disease ［J］.Expert Rev Vaccines，2011，10( 3) : 377－387.

［9］Parida S.Vaccination against foot-and-mouth disease virus: strategies and effectiveness［J］.Expert Rev Vaccines，2009，8: 347－365.

［10］Rodriguez LL，Grubman MJ.Foot and mouth disease virus vaccines［J］.Vaccine，2009，27( Suppl.4) : D90 －94.

［11］Barnett P，Statham R.Long term stability and potency of antigen concentrates held by the International Vaccine Bank.In: European Commission for the control of footand-mouth disease research group of the Standing Technical Committee［J］.Aldershot ( United Kingdom).FAO; 1998.

［12］Liu F，Ge S，Li L，Wu X，Liu Z，Wang Z.Virus-like particles: potential veterinary vaccine immunogens［J］.Res Vet Sci，2012，93: 553－559.

［13］Zheng H，Guo J，Jin Y，Yang F，He J，Lv L，et al.Engineering foot-and-mouth disease viruses with improved growth properties for vaccine development［J］.PLoS ONE，2013，8: e55228.

［14］Hua Tang XSL，Fang YZ，Pan L，Zhang ZW，Zhou P，Jian-Liang LV，et al.Advances in studies on vaccines of foot-and-mouth disease［J］.Asian J Anim Vet Adv，2012，7: 1245－1254.

［15］Smith MT，Varner CT，Bush DB，Bundy BC.The incorporation of the A2 protein to produce novel Qβ viruslike particles using cell-free protein synthesis［J］.Biotechnol Prog，2012，28: 549－555.

［16］FAO.Progressive control pathway for foot-and-mouth disease control ( PCP- FMD)［J］.Rome，Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations，2011.

［17］Sumption K，Domenech J，Ferrari G.Progressive control of FMD on a global scale［J］.Vet Rec，2012，170: 637.

［18］Dukes J，King D，Alexandersen S.Novel reverse transcription loop-mediated isothermal amplification for rapid detection of foot-and-mouth disease virus［J］.Arch Virol，2006，151: 1093－1106.

［19］Guo HC，Sun SQ，Jin Y，Yang SL，Wei YQ，Sun DH，et al.Foot-and-mouth disease virus-like particles produced by a SUMO fusion protein system in Escherichia coli induce potent protective immune responses in guinea pigs，swine and cattle［J］.Vet Res，2013，44: 48.