非洲猪瘟及其防控措施

袁琴琴,刘文营

(1.菏泽学院农业与生物工程学院,山东菏泽 274000; 2.中国肉类食品综合研究中心,北京 100068)

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引发的一种具有广泛传播途径的高致病性传染病[1-2]。自首次在非洲发现以来[3],在美洲、欧洲、亚洲和大洋洲均发生了ASF疫情,如近年来在保加利亚[4]、波兰[5-6]、乌克兰[4]、拉托维亚[7]、匈牙利[8]和中国[4]等国家爆发的ASF事件,且呈现出愈演愈烈的趋势。尽管ASFV最早见诸于报端是在1921年[3],但是由于其基因型种类较多、基因组较大,以及易于产生变异,导致各地发现的ASFV遗传信息均不一致,如在尼日利亚爆发病的毒衣壳蛋白(VP72)基因与在乌干达、多米尼加共和国和西班牙爆发的病毒只有92.2%、92.4%和97.2%的同源性[9],均发生了较大程度的变异,为疫情的控制带来巨大压力。因此,该文就非洲猪瘟病毒、传播途径、疫苗研究进展和在我国的传播过程进行了概括总结,以期就非洲猪瘟疫情的控制和非洲猪瘟病毒的消除提出可行的综合控制策略,为我国肉制品生产和消费安全提供借鉴。

1 非洲猪瘟病毒及其传播

1.1 非洲猪瘟病毒

非洲猪瘟病毒最早由Montgomery发现于因疾病死亡的猪只,最开始被错认为是霍乱的变体,并将之命名为East African swine fever virus,认为该病毒自然界中的载体是疣猪和南非野猪。ASFV在很长一段时间内一直被人忽略,直到1957年在非洲大陆以外的葡萄牙爆发,以及1960年的再次爆发并造成了巨大损失,之后ASFV传播到了西班牙等伊比利亚半岛[10]。ASFV属于非洲猪瘟病毒科非洲猪瘟病毒属(AsJivirus),其直径大小为172～200 nm,衣壳呈现为二十面体对称,基因组为一条170～190 kbp的双链DNA分子[11-12],约含151个开放阅读框(ORFs)。ASFV表面糖蛋白多肽的存在使得ASFV具有吸附在红细胞上的特性,但这种特性会被抗血清所阻断[13]。猪感染ASFV后的临床症状表现为持续发烧(40～42 ℃),伴随有呼吸困难、心跳加快、分泌物增多,以及胃肠粘膜和淋巴结明显出血等症状,死亡率高达100%[14]。

1.2 非洲猪瘟病毒的传播

非洲猪瘟病毒的传播有多种形式,其中较为关键的是钝缘蜱类生物传播途径,钝缘蜱类为非洲猪瘟病毒的传播提供良好的载体,并为非洲猪瘟病毒的保存,甚至是变异提供了良好的基础[15]。同时,除猪被携带病毒的蜱等媒介昆虫叮咬感染非洲猪瘟外,健康猪与患病猪或污染物直接接触是非洲猪瘟最主要的传播途径[16],具有生物活性的ASFV也会通过生猪及其制品的贸易和走私、国际旅客的食物携带、国际运输工具和疫区相关制品的餐厨剩余物,以及野猪的迁徙实现传播[17-19]。

ASFV遗传信息的复杂性和多变性,以及传播途径的多样性,使得ASF的爆发具有不确定性,也为ASF的鉴定、疫苗开发和防控带来很大的难度。

2 非洲猪瘟病毒的鉴定及疫苗开发

2.1 非洲猪瘟病毒的鉴定技术研究

ASFV复杂多变,给ASF的预防和控制带来了很大的难题,尤其是近年来在欧洲、非洲和亚洲等地的频繁爆发,成为仅次于疯牛病的世界性问题。基于此,迫切需要开展快速且灵敏的鉴定技术。

2.1.1 基于聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的检测研究 PCR技术是用于放大扩增特定DNA片段的分子生物学技术,是生物体外的特殊DNA复制,其最大特点是能将微量的DNA大幅增加[20],即PCR技术具有高度灵敏性[21]。冷依伊等[22]采用多重RT-PCR检测方法,在对ASFV、水疱性口炎病毒(VSV)、猪口蹄疫病毒(FMDV)、猪瘟病毒(CSFV)和猪伪狂犬病病毒(PRV)的同时检测研究时,其参照Gen bank中登记的病毒株序列,通过选择病毒的保守序列设计特异性引物,建立快速的检测方法,能够快速且准确的实现对五种病毒的同时检测。单虎等[23]也参照Gen bank中登记的23株ASFV P72蛋白全基因序列,通过特异性引物的设计,以及最佳反应体系和反应条件的构建,实现了对ASFV的敏感、快速检测。张泉等[24]亦是根据ASFVP72基因的核苷酸序列,通过引物以及荧光标记的TaqMan探针的设计,以含P72基因的重组质粒作为阳性模板,建立的常规PCR和Real-time PCR方法的检测方法,均能快速识别,且Real-time PCR的检测灵敏度是20个拷贝的病毒核酸分子。基于PCR技术,研究者也开发了纳米PCR技术,最低核酸拷贝数检出量可以达到10个拷贝[25]。

2.1.2 基于酶联免疫吸附测定技术(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)的检测研究 ELISA方法为在对大分子抗原和特异性抗体检测时,将已知的抗原或抗体吸附在固相载体表面,使酶标记的抗原抗体反应在固相表面进行的技术,其作用对象主要是I、Ⅱ、III和IV型胶原蛋白和纤维粘连蛋白[26]。由ELISA检测结果显示,P72蛋白对ASFV血清具有生物活性,以此作为间接法的包被抗原,可以进行非洲猪瘟病毒的检测,且具有快速、简单和无污染的特性[27]。而以原核表达的非洲猪瘟病毒pK205R蛋白为包被抗原的间接ELISA抗体检测方法,仅对ASFV血清检测为阳性,与猪瘟病毒、猪大肠杆菌和副猪嗜血杆菌阳性血清等均无交叉反应,具有良好的特异性,能够实现ASFV间接ELISA方法的快速检测[28]。同样,靳雯雯[29-30]以VP73纯化蛋白作为包被抗原,ASFV标准阳性/阴性血清样品为检测样品,HRP标记的兔抗猪IgG为二抗,建立了ASFV间接ELISA抗体检测方法,对ASFV标准阳性血清的检测灵敏度可以达到1∶2560,且具有较高的可重复性。

2.1.3 基于重组酶聚合酶扩增技术(Recombinase polymerase amplification technique,RPA)的检测研究 RPA是被称为可以替代PCR的核酸检测技术,其利用重组酶与引物结合形成蛋白-DNA复合物,能在双链DNA中寻找同源序列。同源序列被引物定位之后就会发生链交换反应形成并启动DNA合成,对模板上的目标区域进行指数式扩增[31]。邬旭龙等[32]利用RPA,通过开展ASFVB646L(P72)基因引物和探针的设计,建立了针对ASFV的实时荧光RPA方法,实现了ASFV的快速定性鉴定。同样,王建昌等[33]也建立了一种ASFV的RPA等温检测方法,该方法于38 ℃恒温反应30 min,即可实现对目的片段的有效扩增。其以包含P72基因的ORF质粒为模板,RPA的检测限达到2～10个拷贝,与国际通用的实时荧光PCR方法检测限一致,但检测限高10倍,且RPA仅特异性扩增P72基因,对其它病毒没有显示活性。

2.2 非洲猪瘟疫苗的制备研究

非洲猪瘟病毒拥有超过28种分子量介于11.5～243 kDa的肽段,组成病毒核的至少有14种蛋白质,VP 73主要分布于病毒的衣壳蛋白,VP 42是肌动蛋白,VP 172、VP 162、VP 146和VP 73均可以作为抗原[34]。鉴于非洲猪瘟病毒遗传信息较大、基因型较多和抗感染机制复杂,使得科学家不得不从多角度开展疫苗的研制工作,包括灭活疫苗、弱毒疫苗[35]、病毒活载体疫苗、亚单位疫苗[36]和核酸疫苗等[15,37]。研究者做了大量的工作,进行了很多尝试,但是由于非洲猪瘟病毒基因型的多样性[38],且遗传信息数量巨大,具有复杂多样的免疫逃逸机制,不仅可以不受宿主免疫细胞的作用,而且即使疫苗产生一定水平的抗体,仍不具备杀死或者抑制猪瘟病毒的能力[39]。所以在采取综合防控技术开展非洲猪瘟疫情的防治时,还要加强疫苗研制新技术的攻克和利用。

3 非洲猪瘟的发生对我国猪肉制品产业的影响

我国是世界上最大的猪肉生产和消费国,猪肉产量占世界总产量的一半左右[40],占我国肉制品总量的63.3%[41],猪肉的生产安全直接影响到畜牧产业的发展和我国居民的生活质量。ASF疫情的发生,不仅严重消蚀了消费者的消费耐心,极大限制了我国安徽等生猪养殖大省的生猪输出,严重干扰了生猪产业秩序。

3.1 非洲猪瘟对我国肉制品生产产业的影响

ASF是我国重点防范的外来传染性疾病[42],我国农业部门也做了大量的防范预案[43],但是鉴于ASFV的复杂性,如表1所示,自2018年8月1日在辽宁省沈阳市发现首例非洲猪瘟疫情以来,已经在在20余个省、自治区和直辖市检出非洲猪瘟病毒阳性,ASF已经成为全国性的问题,而疫情解除所需的时间平均为6周左右。ASF疫情的爆发不仅影响了我国猪肉生产产业的正常发展,还严重限制了本地生猪的输出,在造成大量经济损失的同时,也严重破坏了本地区的养殖生态,对当地养殖业造成了严重冲击[44]。

表1 我国发生非洲猪瘟疫情和解除封锁时间Table 1 The outbreak and the blockade time of African swine fever in China

续表

对疫区生猪限制移动,严禁运输、加工、经营病死猪及其产品,是我国进行畜禽传染性疾病控制的常用手段[45],非洲猪瘟疫情的爆发,使得疫区出现了生猪无法调出、存栏生猪出售速度加快和猪价持续走低的现象;其次疫区养殖户生猪养殖效益下降,养殖户养猪积极性下降;最后将导致猪肉及其制品消费量下滑,生猪存栏量走低[46]。通过限制生猪的运输转移为疫情的控制提供了有力帮助,但是这也造成了像东北地区和河南等生猪输出大省生产秩序的混乱,北京等猪肉消费重点区域屠宰企业面临无猪可宰、生产陷入停滞的困境[47-48]。

肉制品原料直接影响着产品的安全性和营养价值,是肉制品品质的决定性影响因素。非洲猪瘟病毒的检出不仅给本地居民的消费和生产安全带来严重困扰,而且严重影响了肉及肉制产品的流通,对国民经济,尤其是出口型经济带来巨大的负面影响[49]。

3.2 非洲猪瘟对我国本土猪种资源保护的影响

ASF疫情的爆发,不仅对我国养殖的主要猪种产生了巨大影响,同时也对我国本土猪种的保护和利用带来挑战。如桃源黑猪作为我国本土优良黑猪猪种[50],是地理标志产品[51],多数分布在湖南省桃源县辖域[52],桃源黑猪又是我国独有的重要母本基因来源[53],以此为基础繁育的优良品种有湘村黑猪等[50]。2018年10月22日和27日在湖南省桃源县检出ASFV阳性,鉴于非洲猪瘟病毒的强致死性,给桃源黑猪等地方品种资源的保护带来了巨大压力。

4 非洲猪瘟的应对策略

针对非洲猪瘟疫情的防控,国内外开展了广泛的研究和实践,如加强野生动物研究,加强疫苗开发和相关技术的储备等[54-55]。尽管在疫情爆发之前,我国有大量借鉴和实施了疫情防控预案[56],但是鉴于我国养殖企业数量多且分散、地域广阔、物流体量巨大等基本国情,使得我国在对ASF疫情的防控和消除上有巨大难度。

基于国际上普遍使用的防控措施,ASF防控首要任务依然是完善综合防控措施,同时加快新型疫苗技术的研制攻关。结合我国的生产实际,可采取的综合防控措施如下:

4.1 加强原位检验检疫管理、禁止疫区生猪的跨地区转移

鉴于非洲猪瘟病毒拥有5～15 d较长时间的潜伏期,早期症状不明显会给管理人员很多假象,需要加强特殊时期的生猪运输管理,不仅要严控染病和携带病原体生猪的运输,还要严格执行运输车辆等工具的消毒管理制度。加强携带病原体生猪的原地处理能力,加强生猪及其副产物无害化处理软硬件体系建设,包括相关操作人员的安全操作培训、无害化处理设备的运营管理和无害化处理协调机制建设等。

4.2 加强非洲猪瘟病毒的境外传入防御

传染性病毒的传播不仅影响到人民群众的身体健康[57],还会对国内农牧产业带来毁灭性影响,需要加强境外输入物品的监督和检查。自1921年爆发ASF疫情以来,一直有不间断的疫情报道,尤其是近期在欧洲等地区,呈现出不可控的局面。欧洲是猪肉的主要输出地区之一,也是生猪屠宰装备的主要出口地区之一,而我国是世界上最大的猪肉进口国。目前我国主要猪种是引进的杂交三元猪,与国外猪种亲缘相近,更容易受感染,这就需要加强控制ASFV的输入管理,不仅是对猪肉及其制品、操作工具,疫区的其它物品也需要被执行特殊时期的安全操作程序,来保证本地生猪生产的安全性。

4.3 加强禁止餐厨剩余物进入生猪养殖环节的监管

我国餐厨剩余物体产量巨大,餐厨剩余物体含有大量的蛋白质等有机质,当作为补充饲料进行畜禽养殖时,不仅具有较好的日增重、料肉比和屠宰率,而且不会对肉的品质产生负面影响[58]。鉴于ASF疫情的发作有5～15 d的潜伏期,以及肉制品可能存在加工不充分的情况,若生猪食用了携带有ASFV的餐厨剩余物,就会发生ASFV的传播,导致二次事故的发生。

基于此,需要严控餐厨余物进入生猪饲养环节,一是要加强餐厨剩余物的源头控制,提升餐厨剩余物的资源化利用效率,加强餐厨剩余物的集中处理水平;二是要加强餐厨剩余物的转运管理,在运输环节控制餐厨剩余物转向生猪养殖环节;三是要加强养殖环节的监控管理,通过加强养殖企业和个人的安全生产意识,杜绝餐厨剩余物的滥用;四是要引导和鼓励消费者减少食物浪费,鼓励餐饮企业设法降低餐厨剩余物的生成量。

4.4 增加屠宰副产物的利用途径,严控污染物的排放

猪血等屠宰副产物是疾病传播的重要媒介,为实现非洲猪瘟疫情的控制,除对生猪的检验和运输严格控制外,还需要对猪血、废水、固体废弃物等处理进行严格监督和控制。不仅要严控猪血及其制品用作生猪饲料,还要加强非常时期猪血的应用管理,如对疫区生猪屠宰的猪血进行集中收集和处理;同时需要强化血液、皮毛等生猪屠宰副产物的无害化深加工应用水平,如利用猪血的高蛋白质含量特性,开发氨基酸肽肥,开发能够消除病原菌污染的加工工艺,降低和避免非洲猪瘟病毒的传染。对于生猪屠宰过程中的废水等排放,应严格按照遵从《肉类加工工业水污染物排放标准》等相关法规的要求,开展屠宰污水的无害化处理监管。

4.5 加强猪肉制品的追溯机制建设

充分利用大数据、物联网等技术,加强猪肉制品的追溯机制建设,对突发个体事件的影响因素进行整体分析,实施有针对性的应急方案,可以降低疫情爆发时的控制成本[59]。如开展饲料原料生产过程、加工、运输,生猪输出途径、屠宰厂家、肉制品加工方式、肉制品销售途径等数据的统计,能够进行不同事件的相关性分析,缩减消除疫情所需要的时间和人力物力成本。

4.6 加强农业保险制度建设,为受冲击严重企业提供经济援助

ASF是一种严重的高致死传染病,一旦发生就会对当地的养殖、屠宰、肉制品加工和贸易企业带来毁灭性打击,我国自非洲猪瘟疫情爆发以来,已经扑杀了60余万头的生猪,给养殖企业造成了巨大的经济损失。政府和行业在加强农业保险制度实施的同时,应采取多种方式为受损的企业提供经济援助,帮助其消除隐患恢复生产,进而保障食品安全,这也是国际上通用的挽救策略[60]。

综上,通过控制传染性病毒的传播源头、切断传播途径、突发疫情的有效控制、传染性载体的无害化消解等,可以有效控制AFS疫情的发生和传播;以及运用大数据技术,可以实现突发事件的关联性分析和精准识别;通过开展资金补助和技术支持等,能够极大促进生猪养殖业的恢复发展,为消费者的饮食安全和平衡物价提供有效支撑。