美国国家动物卫生实验室网络组建与发展现状

朱 琳，周宏鹏，张秀娟，朱迪国，黄保续

（中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266032）

2002年，美国农业部（USDA）动植物卫生监督局（APHIS）、国家食品与农业研究所（NIFA）和美国兽医实验室诊断师协会（AAVLD）联合组建了国家动物卫生实验室网络（NAHLN）。该网络由联邦、州立和大学动物卫生实验室共同组成，旨在通过开展持续性监测活动，及时发现动物外来病、新发病以及应对生物恐怖袭击，保护美国动物健康、公共卫生安全和食品供给安全。十多年来，NAHLN发展迅速，对我国优化动物疫病监测体系具有一定借鉴意义，现综述如下。

1 组建过程

1.1 起因

2001年9月，“9·11”恐怖袭击事件尚未平息，美国又先后发生两波炭疽生物恐怖袭击事件，导致22人感染，其中5人死亡。这一系列事件，使美国业界深刻认识到，需要借鉴美国疾病控制中心（CDC）组建的公共卫生实验室应急网络（LRN）模式[1]，尽快建立NAHLN，以有效应对口蹄疫等外来病、西尼罗河热等人兽共患病、炭疽等生物恐怖因子，以及所有可能置动物和人类于严重灾难的生物危害事件[2-3]。

1.2 组建

2002年初，AAVLD向USDA提交一份白皮书，申请把联邦和州立动物卫生实验室联合起来，以有效应对多样化的动物卫生事件。同年5月，APHIS和州际研究教育和推广合作局（CSREES，2009年并入NIFA）使用国土安全专项经费，设置为期两年的监测能力建设项目，向12个州立和大学实验室（图1）提供资助，并会同联邦动物卫生服务实验室（NVSL）组成了NAHLN，对美国优先防范的8种外来病开展监测工作[4]。

1.3 法制保障

2002年6月，美国总统、卫生与人类服务部、农业部签署了公共卫生安全和生物恐怖应对法案（PHSBPRA，2002），其中第335节授权农业部部长组建农业早期监测预警系统，以应对日益上升的各类风险，国会有权批准相关支出。2004年2月，美国政府颁布第9号国土安全总统令（HSPD-9），要求健全动物疫病监测监视系统，整合现有联邦和州立实验室，使用标准化诊断方法，组建全国性实验室网络，以有效应对恐怖袭击、重大灾害和其他危机，保护美国农业和食品安全。同年4月，美国政府又发布第10号国土安全总统令（HSPD-10），要求面向21世纪建立生物防御体系，其中包括能够快速识别动物群体中生物因子攻击和扩散情况的预警体系[6]。

图1 2002年NAHLN最初实验室构成[5]

1.4 财政支持

NAHLN依 据 美 国《 公 法》（107-38）、《美国恐怖袭击恢复和应对紧急补充拨款法案》（U.S.C414）获得财政支持[7]。2002年，经评估发现，美国公立动物卫生实验室在设施设备、员工能力、管理体系、标准化快检技术、报告预警系统等方面存在一系列问题，难以快速发现和应对潜在威胁。为此，联邦在初始7 000万美元投资基础上，每年再投资2 200万美元，用于提高NAHLN现代化水平。这些资金，一方面支持NVSL强化协调功能，另一方面则以分类财政补贴方式，投向APHIS认证的州立实验室[2]。

2005年，NAHLN初始的12个实验室建设取得积极成效，猪瘟（CSF）、口蹄疫（FMD）、水泡性口炎（VS）监测能力大幅提升。同时签约实验室数量增至30余个（图2），监测病种和样品数量不断增加，但是，生物安全实验室特别是3级实验室（BSL-3）数量不足的问题日益突出。美国动物卫生协会（USAHA）请求USDA增加8 500万美元，进一步提升签约实验室的生物安全水平，并每年资助3 000万美元用于监测工作[3]。此后，NAHLN发展进入快车道，实验室标准化快检技术、设施设备、生物安全水平、员工能力、质量体系、电子报告系统、应急预案等6方面建设进步明显。目前的NVSL运行经费，少部分由国会拨付农业部（2014财年约960万美元，占畜牧业产值0.009%），但更多的由相关州政府提供[8]。

图2 2005年6月NAHLN实验室分布[3]

2 实验室体系

经过十余年发展，NAHLN实验室已由最初的12个扩展到49个（加上分支机构共有58个），具体可分为国家参考实验室、1～3级实验室、附属实验室等不同类别。国家参考实验室为NVSL，1～3级实验室为州主管部门（如农业局等）和大学所属的公立实验室，附属实验室则是其他部门所属的公立实验室[7]。

2.1 NVSL

为USDA-APHIS下属机构，拥有18个国际参考实验室（中心），是美国乃至全球的兽医诊断、科技咨询和教育培训中心，也是美国所有优先防治病种的国家参考实验室。NVSL把提供优质诊断服务作为核心任务，年检测样品约20万份、开展检测试验约50万次[9]。在NAHLN中，NVSL承担协调功能，负责技术研发、方法验证、技术培训、能力测试、疫病确诊等工作，并负责提供诊断试剂和标准手册。目前，NVSL可提供600余种商业途径难以获取的诊断试剂（表1）[10]；500个检测项目中，有379个获得了ISO/IEC17025认证[9]。

表1 NVSL诊断试剂分布

2.2 一级实验室（核心实验室）

该类实验室要求最高（需满足19项条件[7]），包括：必须具备BSL-3设施；通过AAVLD、ISO17025或其他等效认证；实验室信息管理系统（LIMS）完善；州政府给予的财政支持充足；能够开展应急性大规模样品检测；依标准程序按时报告试验结果，向APHIS数据库提供电子数据；能够协助NAHLN开展试验验证、人员培训等。该类实验室共有12个，根据区域动物密度、所在州支持程度、检测能力和国家需要而设置。

2.3 二级实验室（成员实验室）

目前有28个，地理分布更加广泛。和一级实验室相比，二级实验室要求相对较低：一是不必具备BSL-3设施；二是只需通过AAVLD临时性认证，或者通过ISO17025等方面的等效性认证即可；三是不必具备应急性大规模样品检测能力。

2.4 三级实验室（专业实验室）

目前有8个，主要针对特定病原开展监测活动。对实验室要求不高，只要达到以下要求即可：具有NAHLN许可的内部质量体系；员工接受过培训；检测方法得到验证；具有LIMS系统；能够按USDA要求开展监测活动，并及时规范报告检测结果。

2.5 附属实验室

该类实验室属于公立实验室，分布在食品安全监督局（FSIS）、国家野生动物健康中心（NWHC）、国防部等机构，通过与USDA签署谅解备忘录，明确自身在NAHLN中的权利义务，偶尔参与相关检测试验。除此之外，一些私立实验室也可通过特定审批程序加入到NAHLN中，开展特定专业活动。

2.6 NAHLN实验室特点

进一步分析，NAHLN至少具有3个特点：一是养殖密集地区的实验室多，如德克萨斯州有5个实验室，而有些州却没有实验室（图3）。二是美国只有17个州级农业行政主管部门设有动物卫生诊断实验室，其余2/3的州依靠当地大学实验室开展疫病监测。这有利于资源共享[11]。三是实验室检测资质需要得到APHIS认可，FMD、CSF、疯牛病（BSE）、禽流感（AI）等21种疫病，只能在NVSL或其他APHIS许可设施内检测，其中在个别实验室只能使用PCR技术检测某些疫病[12]。

图3 2017年3月NAHLN实验室分布 [13]

3 监测活动

NAHLN给自身的定位：及时发现潜在疫情，准确界定疫情范围，并通过后续监测证实无疫。为此，NAHLN设置了3种监测方式：一是风险监测，结合易感动物分布密度，在高风险区、高风险群体（如市场动物）实施重点监测，尽早发现疫情，实现早期预警；二是应急监测，发现疫情后，尽快对疑似发病动物以及调查追踪（追溯）到的高风险群体实施紧急检测，助力快速反应；三是无疫监测，在疫病控制活动中，通过持续监测，证实疫病得到消灭，助力恢复无疫状态。上述监测方式，从理念上可概括为：早发现、快反应、有序恢复（无疫）[5]。

在USDA-AHPIS应急处置体系中，NAHLN主要承担重大外来病和新发病的快速发现职能。USDA规定，对于AI、BSE、CSF、FMD、VS、新城疫（ND）、慢性消耗病（CWD）、痒病、猪流感（SI）9种疫病，只能在NAHLN部分实验室检测（图4）。对常在流行病，则由私立或公立实验室，以有偿方式提供检测服务。

图4 NAHLN实验室的检测资质[14]

目前，NAHLN 实验室承担着12种疫病的监测任务。实施主动监测的，包括BSE、CSF、CWD、SI、痒病、伪狂犬病（PRV）等6种疫病；应急性被动监测的，包括AI、ND、FMD、VS、非洲猪瘟（ASF）和传染性鲑鱼贫血症（ISA）、鲤鱼春季病毒血症（SVC）、病毒性出血败血症（VHS）等水生动物疫病（表2）[15]。

表2 NAHLN参与的监测项目

4 成效与挑战

4.1 网络体系趋于完善 在USDA-APHIS管理下，NAHLN组建了由USDA、州动物卫生机构、实验室代表等组成的协调理事会（章程由USDA审定通过），由其负责NAHLN日常运行。经过十余年发展，NAHLN几乎覆盖了美国所有公立动物疫病诊断实验室，并和其他国家实验室网络形成了联盟，从而扩大了监测能力和覆盖面。目前，NAHLN建立了实验室自我评价、外部审查、需求评估、外展服务、预算调整等机制，并将编撰项目实施标准，编入《联邦法规》第9卷（9CFR，动物和动物产品部分）[8]。

4.2 监测能力得到认可

NAHLN建设之初，就确定采用标准化的检测方法和数据采集方法，协调理事会成立后，持之以恒地提升实验室生物安全水平，加强内部质量管理体系建设，以及检测技术标准化、信息报送自动化等工作。目前，在专家、技术和设施支持下，NAHLN实验室均可达到BSL-2或BSL-3标准，内部管理体系完备，可对10余种重大疫病实施标准化检测，从而及时发现了一系列疫情。HANLN的名声由此得到了美国政府、国会和行业的认可[8]。

4.3 仍然存在一些不足

主要表现在：监测计划不够清晰具体，大规模检测能力仍然不足，检测方法标准化不够（只涉及9种重大疫病），信息收集不够全面及时，被动监测特别是症候群监测尚处于无组织状态。此外，美国政府近年来多次出现“停摆”问题，使得联邦和州的持续投资出现了不确定性。为此，NAHLN拟与行业（协会）加强合作，以获取更多经费支持。

5 有关思考

HANLN虽然只是美国国家动物卫生监测系统（NAHSS）的一个组成部分，但其工作重要性不言而喻，一些做法也值得我们借鉴：

5.1 关于监测体系

HANLN实验室采用统一管理、分级认证，联邦和各州、大学和地方共建的模式，因而有利于提高资源利用效率。对于优先防治病种，其所有参考实验室均设在NVSL。

5.2 关于监测能力

NVSL研制了近700种商业途径难以获取的诊断试剂，凸显了中央实验室的公益性和强大技术引领力。HANLN体系中，12个核心实验室均达到BSL-3水平，实施统一的质量体系和检测方法，因而可确保结果准确。5.3 关于监测方式

按照早发现、快反应、有序恢复（无疫）的理念，HANLN设置了风险监测、应急监测、无疫监测3种模式，对外来病实施被动监测、应急诊断，对计划控制病种实施主动监测、被动接样。这有利于及时发现疫情，提高资金利用效率。

5.4 关于检测经费

HANLN实验室的经费主要来自两个方面：一是联邦和州级拨付的计划性监测经费；二是向送检方（企业、执业兽医、协会等）收取的检测服务费。也就是说，因动物流通、进出口等需要出具检测证书时，HANLN是收取费用的。

[1] CDC. The laboratory response network[R/OL]. [2018-03-12]. https∶//emergency.cdc.gov/lrn/pdf/lrn-overviewpresentation.pdf.

[2] AAVLD. National Animal Health Laboratory Network [R/OL]. （2002-03-20）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/AAVLD%20 NAHLN%20White%20Paper%202002March.pdf.

[3] AAVLD. Growing the National Animal Health Laboratory Network[R/OL]. （2005-06）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/AAVLD%20NAHLN%20White%20Paper%20 2005July.pdf.

[4] United States Department of Agriculture，Animal and Plant Health Inspection Service. NAHLN background and history[EB/OL]. （2016-10-24）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/animalhealth/labinfo-services/nahln/ct_background.

[5] USDA-APHIS，VVLND. NAHLN founding principles[R/OL]. （20013-11）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/NAHLNFoundingCurrent.pdf.

[6] USDA，AAVLD. NAHLN 10 Year Anniversary[R/OL].（2005-06）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/NAHLNAnniversary.pdf.

[7] USDA-APHIS，NIFA. A proposal for a revised structure of the National Animal Health Laboratory Network [R/OL]. （2012-10-25）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/NAHLN_structure_concept_paper.pdf.

[8] USDA-APHIS. NAHLN Strategic Plan [R/OL]. （2014-09）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/animalhealth/lab-info-services/nahln/ct_about_nahln.

[9] USDA-APHIS. National veterinary services laboratories[R/OL]. （2017-12-27）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/publications/animal_health/2014/fsc_nvsl_rev.pdf.

[10] USDA-APHIS. National veterinary services laboratories reagent manual [R/OL]. （2017-10-12）[2018-03-12].https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/lab_info_services/downloads/AmesReagentManualCurrent.pdf.

[11] USDA-APHIS. All NAHLN Laboratory List [R/OL].（2018-01-30）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/all_nahln_lab_list.pdf.

[12] USDA-APHIS. NAHLN laboratories approved for IAV-S surveillance testing [R/OL]. （2017-10-30）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/downloads/siv_lab_list.pdf.

[13] USDA-APHIS. NAHLN laboratory designations-March 2017 [EB/OL]. （2017-08-25）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/animalhealth/labinfo-services/nahln/sa_labs/ct_labs.

[14] USDA-APHIS. National animal health laboratory network（NAHLN）[EB/OL]. （2018-01-23）[2018-03-12].https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/nahln/images/all_labs_disease_designations.gif.

[15] USDA-APHIS. NAHLN surveillance and preparedness[EB/OL]. （2016-11-02）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/animalhealth/lab-infoservices/nahln/ct_surveillance_efforts.

[16] USDA-APHIS-VS. United States national animal health surveillance system：2016 surveillance activity report[R/OL]. （2017-11）[2018-03-12]. https∶//www.aphis.usda.gov/animal_health/monitoring_surveillance/nahssannual-report.pdf.