跨境动物疫病风险监测预警新模式—远程诊断监测预警平台

孙雨，宋晓晖，魏巍，李硕，马英，李晓霞，毕一鸣，汪葆玥，王传彬，杨林

(中国动物疫病预防控制中心，北京 102600)

当前我国各级动物疫病的防控与净化领域，尤其是边境动物疫病监测防控领域还存在实验室检测数据不能互联互通、现场快速检测技术落后、原始数据记录处理重复滞后、工作效率低、检测数据不能实时分析、监测预警不及时、应急处置协调复杂困难等向题，给跨境动物疫病防控带来了极大的困难。边境动物疫病的监测机制落后，也严重威胁了国内畜牧业的产业安全。因此，加快推进动物疫病防控系统的疫病现场快速检测与溯源云平台、互联网+、物联网、大数据处理、人工智能等相结合探索建立的动物疫病现场快速诊断检测与远程监测云平台等新新型模式，完善各级动物疫病防控机制建设，改进跨境动物疫情监测技术是当前疫控信息化的当务之急。因此以建设形成全覆盖全利用的“大系统、大平台、大数据”为目标，接入数据共享平台，形成物理分散、逻辑集中、数据互通、资源共享的检测云平台管理系统是当前动物疫病防控净化与监测信息化建设的发展方向和应用趋势[1-4]。课题组按照跨境动物疫病防控机制建设项目要求，在广西、云南边境地区开展了布鲁氏菌病、猪瘟、口蹄疫等主要动物疫病的采样监测，以及远程诊断监测预警平台在边境地区的应用，并对相应的疫病跨境传入传播风险进行了分析，以期改变当前边境动物疫病防控净化过程中传统的实验室检测效率较低、检测后数据处理繁琐、人工成本较高、不能实时现场快速诊断等问题，为创新我国动物疫病防控净化新型监测模式提供借鉴，同时也期望通过上述措施的施行，为我国跨境动物疫病防控净化提供强而有力的支撑。

1 材料与方法

1.1 被检血清

1 328份猪血清、821份牛血清现场采集自云南瑞丽-缅甸边境，广西龙州-越南等边境地区的规模场、种畜场、屠宰场以及散养户，共涉及52个场点。

1.2 现场快速诊断检测试剂

猪瘟病毒荧光微球抗体快速检测试剂盒(批号20190721)、布鲁菌病荧光微球抗体快速检测试剂盒(批号20190522)、口蹄疫病毒3ABC荧光微球抗体快速检测试剂盒(批号20190517)，均购于洛阳现代生物技术研究院有限公司。国外比对试剂盒：口蹄疫非结构蛋白抗体ELISA试剂盒购自于美国IDEXX公司(批号99-41379)；猪瘟病毒抗体ELISA检测试剂盒购自于法国IDVET公司(批号M331)；布鲁菌病抗体ELISA试剂盒购自于美国硕腾公司(批号18ZEAJ008)。

1.3 现场快速诊断检测方法的样本要求

样本采集应避免交叉污染，所采集样本应当天进行处理；血清：按常规方法抽取2～3 mL血液置洁净干燥的试管中，静置约1 h待血液凝固后于4 000 r/min离心10 min(也可将血液样本静置约2 h，待血液凝固自然析出血清)，分离血清。要求血清清亮，无溶血、无污染。血清样本短期可于2～8℃保存，长期需置-20℃保存。

1.4 现场快速诊断检测方法的检测步骤

样本的离心管稀释：将检测样本在1.5 mL离心管中做10倍稀释并混匀(例如野外操作时用吸管取9滴样本稀释液+1滴样本)；样本的稀释板稀释：将检测样本在稀释板上做10倍稀释并混匀(例如：20μL样本+180μL样本稀释液)；撕开检测试纸铝箔包装袋，取出检测试纸，放于平整、洁净的台面上；用配套吸管吸取已稀释好的样本，垂直而缓慢的滴加2-3滴(约80μL)到加样孔内；室温下放置15 min，读数前先将产品配套ID卡插入便携式荧光免疫分析仪，之后将反应到时间的检测试纸加样孔朝里插入便携式荧光免疫分析仪，点击“快速检测”进行读数，超过25 min的结果无效。

1.5 结果判定

当检测值<0.1时，判为阴性；当检测值≥0.1时，判为阳性。

1.6 远程诊断监测预警平台的对接快检设备与平台的运行流程

便携式微型荧光检测仪、现场快速诊断检测试剂盒与溯源云平台实时对接构成了动物疫病现场快速诊断检测与远程监测云平台的工作模式流程。其中远程监测溯源云平台的对接快检设备—超微型荧光检测仪的特点具有便携式、操作简单、蓝牙无线通讯、PC/APP软件通用等特征。主要技术指标可以控制在检测精密性≤1.5%、检测时间≤5 s、检测线性范围宽可达4个数量级、自动处理数据并保存上传云平台。数据上传后，溯源云平台自动进行监测大数据分析，并在主控平台实时展示相应监测时间、监测地理位置、监测病种阳性率以及疫病传入风险因素分析等，完全实现动物疫病监测的人工智能分析。

2 结果

2.1 口蹄疫3ABC血清抗体的现场快速检测

对821份牛血清样品和1 328份猪血清样品分别进行了口蹄疫3ABC抗体的检测。从口蹄疫3ABC抗体检出率来看，共检出牛口蹄疫3ABC抗体阳性样品143份，阳性率为17.4%；检出猪口蹄疫3ABC抗体阳性样品127份，阳性率为9.6%。本次监测调查所有境内动物均免疫过口蹄疫疫苗，境外走私贩卖动物口蹄疫疫苗免疫背景情况不明。

2.2 猪瘟病毒血清抗体的现场快速检测

对1 328份猪的血清样品份进行了猪瘟病毒抗体的检测。从猪瘟病毒抗体检出率来看，共检出了猪瘟病毒血清抗体阳性样品705份。由于目前猪瘟疫苗是选择性免疫，部分养殖场养殖场开展了免疫工作，而部分场选择了对该病的净化措施，在猪瘟病毒抗体检测方面，有53.1%的动物体内抗体为阳性。但是不排除部分边境动物体内猪瘟病毒野毒感染导致血清抗体阳性结果。

2.3 布鲁菌病血清抗体的现场快速检测

对821份牛血清样品进行了布鲁菌病抗体的检测。从布鲁菌病抗体检出率来看，共检出牛布鲁菌病抗体阳性样品17份，阳性率为2.1%。本次监测调查的养殖牛场均未免疫疫苗。因此监测结果显示边境部分动物体内存在布鲁菌病感染导致血清抗体阳性的结果，尤其走私入境牛血清抗体阳性率占比较高。

2.4 远程监测溯源云平台与快检设备的对接以及数据的上传分析

将便携式微型荧光检测仪的检测结果实时对接上传至远程监测溯源云平台。动物疫病现场快速诊断检测与远程监测云平台主要构架分为4个功能模块，分别为检测管理模块、数据字典模块、统计分析模块及平台管理模块。远程监测溯源云平台可实现数据可视化、多维度分析，数据实时读取等功能。在后台管理方面，可实现功能模块化、数据列表展现、数据实时读取展现等功能，较好地实现了动物疫病现场快速诊断检测与远程监测功能模式。

2.5 口蹄疫病毒3ABC抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

从采集的猪和牛血清中抽取300份样本，其中150份牛血清样本，150份猪血清样本，使用口蹄疫病毒3ABC抗体现场快速诊断试剂盒检测，结果与美国IDEXX公司的口蹄疫非结构蛋白抗体ELISA试剂盒检测结果进行比对。结果显示，两种方法的总符合率为92.33%，阳性符合率为91.91%，阴性符合率为92.68%。

2.6 猪瘟病毒抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

从采集的猪血清中抽取300份样本，使用猪瘟病毒抗体现场快速诊断试剂盒检测，结果与法国IDVET公司猪瘟病毒抗体ELISA检测试剂盒检测结果进行比对。结果显示，两种方法的总符合率为93%，阳性符合率为92%，阴性符合率为94%。

表2 口蹄疫病毒3ABC抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

表3 猪瘟病毒抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

2.7 布鲁氏菌病抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

牛血清样本300份，其中阴性与阳性样本各150份，使用布鲁氏菌病抗体现场快速诊断试剂盒检测，结果与美国硕腾公司的布鲁氏菌病抗体间接ELISA试剂盒检测结果进行比对。结果显示，两种方法的总符合率为96%，阳性符合率为97.33%，阴性符合率为94.67%。

表4 布鲁氏菌病抗体现场快速诊断试剂盒的检测比对结果

3 讨论

境外动物携带病原复杂，免疫覆盖率低，走私动物入境前往往途经多个国家，体况及免疫力差，容易携带病毒，造成疫情。同时，走私进境动物从境外不断输入口蹄疫病毒新毒株，造成我国口蹄疫病毒优势毒株和流行范围不断变化。2018年8月，非洲猪瘟传入我国，对养猪业造成极大损失；塞内卡病毒于近年传入我国，迅速蔓延至多个省份；口蹄疫病毒新毒株Ind2001等经边境走私动物流动传入我国，目前已成为主要流行毒株，造成多起疫情[5-9]；小反刍兽疫与布鲁菌病的边境防控压力巨大[10-14]，因此加大对边境地区动物疫病的监测力度，以大量、可靠的监测数据为依托，建立远程动物疫病预警预报体系势在必行。经过多年的工作积累，课题组在动物疫病防控净化推进，远程净化诊断检测平台创新试点工作过程中取得了重要进展与突破。本研究开发的远程诊断监测平台以开发的检测新技术-荧光微球快速检测方法为依托，利用荧光微球快速检测仪器内的物联网网卡与实时在线监测预警平台进行数据对接，已经做到了现场实时快速检测与远程大数据监测预警分析种畜禽场内采集的动物样品疫病流行情况。同时通过GPS地理定位系统，实时上传预警平台监测的地理数据等信息，然后通过预警平台实时大数据展示分析(分析检测时间、地理位置、动物畜种、样品抗体阳性情况等)，在线实时监测分析动物疫病传入的风险。目前课题组初步建立了口蹄疫、小反刍兽疫、猪瘟、蓝耳病、布鲁菌病、禽白血病等重大跨境动物疫病的现场在线检测与远程监测预警防控工作模式，实时监测预警上述重大动物疫病传入试点种畜禽场的风险与流行规律，开启了我国跨境地区的种畜禽场动物疫情监测新模式，为我国边境地区的种畜禽场动物疫病防控净化机制建设提供数据支持与技术支撑。后期课题组计划补充完善现场检测、远程监测平台中的的重要疫病的净化检测项目，完善种畜禽场净化所需的重要动物疫病现场快速检测与实时在线监测预警体系。着重提高云平台的远程、同步、共享检测数据；实现动物疫病检测实现科学化、标准化管理；为动物疫病科学研究提供重要依据。

本研究使用跨境动物疫病风险监测预警新模式—远程诊断监测预警平台对云南瑞丽-缅甸边境，广西龙州-越南边境等地区的规模场、种畜场、屠宰场以及散养户的1 328份猪血清样品和821份牛血清样品进行了跨境动物疫病的现场快速诊断与远程监测预警的试点应用。通过本次试点监测发现，边境地区部分动物体内能检测出猪瘟、口蹄疫以及布鲁菌病的阳性抗体。本次监测猪瘟抗体阳性率为53.1%，猪口蹄疫3ABC抗体阳性率为9.6%，牛口蹄疫3ABC阳性率17.4%，布鲁菌病阳性率达到2.1%。导致猪和牛体内口蹄疫病毒3ABC抗体阳性检出率较高的原因可能与不同养殖场所使用的免疫疫苗纯度不同有关。口蹄疫疫苗纯度不高通常会导致动物体内3ABC抗体的上升，干扰鉴别野毒感染抗体与疫苗免疫抗体。因此后期还需要结合分子病原学方法来鉴别检测动物体内的野毒感染抗原和疫苗免疫抗原。同时建议养殖厂使用纯化工艺较好的疫苗，降低动物体内3ABC抗体的产生，较少鉴别野毒感染抗体与疫苗免疫抗体的干扰因素。由于目前猪瘟疫苗是选择性免疫，部分养殖场选择了该病的净化措施，在猪瘟病毒抗体检测方面，有53.1%的动物体内抗体为阳性。但是不排除部分边境动物体内猪瘟病毒野毒感染导致血清抗体阳性结果，所以这些阳性场急需开展猪瘟净化工作。虽然广西与云南地区为非布鲁菌病国家强制免疫地区，但是本次监测调查的部分场点仍有动物体内布鲁菌病抗体为阳性，说明有部分边境养殖场存在布鲁菌感染，急需对这些场的动物开展布病净化剔除工作。在现场快速诊断试剂盒与国外检测试剂盒的敏感性、特异性结果比对方面，本次试点应用的猪瘟等主要动物疫病的快速诊断检测方法与国外主流检测试剂盒相比，均具有较好的敏感性与特异性符合率，完全可以应用于猪瘟病毒抗体、口蹄疫病毒3ABC抗体、布鲁菌病抗体等的现场快速检测工作中。

在边境动物疫病防控建议方面，跨境传播动物疫病对我国疫病防控的影响持续增大。建议加大对边境地区动物疫病的监测力度，以大量、可靠的监测数据为依托，建立跨境动物疫病预警预报体系。同时建立有效的联防联控机制，跨境动物疫病传入风险大，途径多，危害面广，防控难度大，涉及到多个部门，没有良好的顶层设计和分工协作机制，跨境动物疫病的传入风险预警、风险管控很难实现。建议进一步健全多部门协作机制，切实形成有效的跨境动物疫病防控体系，构建跨境动物疫病严密的防线。