邬旭龙 ,林 华 ,肖 璐 ,王 印
(1.成都农业科技职业学院,四川 成都 611130;2.成都海关技术中心,四川 成都 610041;3.四川省畜牧科学研究院 动物遗传育种四川省重点实验室,四川 成都 610066;4.四川农业大学 动物医学院,四川 成都 611130)
中国是养猪大国,我国生猪产业正向专业化和规模化道路发展,即由当初农户散养为主体的市场格局转变成当前的多种养殖规模并存的格局。在经历了自然淘汰、市场选择和养殖重整后,尤其是近两年受环境治理拆迁、非洲猪瘟疫情和国家生猪布局优化调整的影响,传统的散养模式正加速向规模化和智能化饲养转变[1],散养和小规模养殖不断退出,数量减少,大型规模化猪场逐渐成为中国养猪业重要的新生力量,在未来的发展中,规模化和自动化的养猪模式必定成为国内养猪生产的发展趋势。尽管我国养殖模式转型升级进程明显加快,但微型和小型养猪场在少数地区仍然存在,这些猪场大多饲养条件差,养殖水平低,防疫、消毒、隔离等措施不到位,甚至饲喂泔水,因此导致各种疾病的发生。某些规模化猪场在养殖过程中,因其饲养管理和疫病防控能力差,同样存在多种疾病混合感染的情况,使猪场对疾病的预防和控制越来越困难。加之猪场在引种、购买和养殖等过程中,生猪及其产品长距离调运,增大了各种病原体的传播及生猪疾病感染和发病的空间跨度,加剧了各种病原体在猪场间的传播,严重影响猪群健康水平和生物安全体系,猪场对疾病的有效防控能力降低,从而进一步加大了猪场对新发和外来动物疫病感染的可能性[2-5]。由于一些新发疫病病毒的复制能力强、突变速率高、并且具有重配和重组的变异方式[6-7],这些疾病不仅严重威胁我国生猪养殖产业的经济和生态安全,同时给人类和动物的健康以及社会稳定带来巨大威胁。
近年来通过流行病学的调查和实验室监测数据分析,我国猪场疾病流行现状为:猪病毒性疫病感染增多逐渐成为猪传染病的主体;传染性疾病的种类变多并有逐年增多的趋势;多种病毒性疾病的混合感染越来越严重;非典型性病例的数量不断增多,疾病的临床症状和流行特点相似,给病原确诊带来了很大的困难。在面临大量样品的多种疾病鉴别诊断时,单病原诊断技术在未来的发展中已经很难满足临床检测的需要,而准确快速鉴别诊断病原对于制定治疗和用药方案、控制传染病的流行具有重要意义。因此,更加高效率、自动化、高通量的检测方法,可同时检测多种猪病原体,为快速诊断和大批量样品检测提供新平台。该研究通过高通量检测方法对猪场病毒性疾病进行流行病学调查,通过检测猪场病原的感染情况,从而反映和分析猪场对疾病的有效防控能力,可进一步为猪场对新发或外来动物疫病的防控提供参考。
猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪瘟病毒(CSFV)、日本乙型脑炎病毒(JEV)、口蹄疫病毒(FMDV)、猪伪狂犬病毒(PRV)、猪圆环病毒2型(PCV2)、猪细小病毒(PPV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)和猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)阳性毒株来源于商品化疫苗,由四川农业大学动物检验检疫实验室保存。
梯度PCR仪购于美国Bio-Rad公司;QIAxcel Advanced全自动核酸毛细管电泳仪购于德国QIAGEN公司;台式冷冻离心机、-80 ℃超低温冰箱、恒温培养箱、NanoDrop 2000超微量分光光度计均购于Thermo Scientifi c。
2×Taq PCR Mastermix、 病毒核酸提取试剂盒、DL2000 DNA Marker,购自天根生化科技(北京)有限公司;反转录试剂盒,购自TaKaRa;琼脂糖、GoldView染料,购自北京索莱宝科技有限公司,Multiplex PCR Kit,购自德国QIAGEN公司,其余试剂均为国产分析纯。
采集近年来四川不同地区25个养猪场临床样品共计426份,其中包括6个微型养猪场临床样品61份,8个中小型养猪场临床样品118份,11个规模化养猪场临床样品247份。临床样品包括脾脏、淋巴结、肾脏、肺脏等组织器官,精液、血液和粪便。具体样品信息见表1。
表1 临床样品信息 个
利用高通量检测方法[8]毛细管电泳全自动核酸分析系统对不同养猪场采集的临床样品进行检测。其中内脏组织器官在混合剪样研磨后提取其核酸进行检测,以满足不同病原在各器官中的分布和含量不同的检测需要。而精液和血液样品中可能无法检测到腹泻病毒,因此需对同批采集的猪的粪便或肛门拭子同时检测,从而保障检测结果的准确性。
对不同养猪场重要猪病毒性疫病进行分子流行病学调查,通过临床样品的阳性检出率及混合感染情况进行统计,根据检测结果,从病原感染角度分析微型养猪场、中小型养猪场和规模化养猪场,三种不同规模猪场对疾病的有效防控能力,而进一步推测猪场对新发和外来动物疫病,例如PRRSV NADC30-like、ASFV(非 洲 猪 瘟病毒)和PCV3(猪圆环病毒3型)等疫病的防控能力和感染易感性,为不同猪场针对新发和外来动物疫病病原监测提供参考。
利用高通量检测方法对不同养猪场采集的临床样品,进行9种猪重要病毒病原PRV、CSFV、FMDV、JEV、PCV2、PRRSV、PEDV、TGEV和PPV检测,根据结果可知(表2),426份临床样品中,至少检测到一种病原感染的阳性样品数为234份,阳性检出率为54.93%(234/426),表明四川养猪场感染病毒性病原情况已较为严重。对3种不同规模类型养猪场进行病原分子流行病学调查中发现,微型养猪场的病原阳性检出率最高,达到80%以上,中小型养猪场病原阳性检出率为58.47%,规模化养猪场的病原阳性检出率最低,为46.96%。在对不同样品检测中,组织器官的病原阳性检出率较高,均在70%以上,其次为血液和粪便的混合样品,而精液的阳性检出率最低。分析原因可能是因为组织样品和流产胎均采集于已死亡或者发病的猪群,而其他样品包括血液和精液均采集于正常饲养的猪,其具有较高的饲养管理水平,因此阳性检出率较低。
表2 不同规模猪场病原检测结果
三种类型养猪场的病原检测结果显示(表3),猪场均普遍存在多种病原混合感染的情况,且较为严重,特别是微型养猪场,多重病原混合感染的阳性检出率达到60%以上,远远高于单一病原的阳性检出率,3种及以上不同病原的感染也较其他两种猪场更为严重。多病原的混合感染以PCV2、PRRSV、PEDV、PRV最为常见,导致免疫抑制性疾病感染严重,使得猪群抵抗力和免疫力降低,为病原体的侵入和感染提供了条件,因此加大了其他传染病感染和传播的风险。
表3 不同猪场病原感染情况
根据检测结果统计猪场病原阳性检出率和多病原混合感染情况,综合分析来看,无论是病原的阳性检出率,还是单一病原或多病原的混合感染复杂程度,都呈现微型养猪场>中小型养猪场>规模化养猪场的趋势,表明微型养猪场病原感染情况最为严重,对疾病的防控效果也最差。中小型养猪场和规模化养猪场虽各项阳性检出率有所下降,特别是多重病原混合感染有明显降低,但病原的阳性检出率仍较高,疾病防控形势仍然不容乐观,特别是PCV2和PRRSV免疫抑制类疫病的检出率仍非常严重,使得猪场在面对新发和外来动物疫病PRRSV NADC30-like和ASFV传播时,具有极高的感染风险。因此推测猪场对PRRSV NADC30-like和ASFV等外来与新发疫病的感染风险呈现微型养猪场>中小型养猪场>规模化养猪场的趋势。
随着我国养猪产业化程度逐年提高,并呈加速增长趋势,近年来在政策和行业发展要求之下,我国生猪养殖业的规模化发展已经进入了快速发展期,特别是在非洲猪瘟疫情和生猪复养发展的影响下,更加加速了我国生猪产业转型升级的步伐[9],生猪生产方式加快转变,养殖绿色化、规模化优势明显,规模化饲养模式将会代替传统的散养模式,具有非常好的发展前景。但在养殖过程中,仍然存在较多问题,许多养殖场生物安全和饲养管理措施不全,导致各种疾病的发生。因此该研究在进行猪场疾病分子流行病学调查的过程中,主要考虑从三种不同饲养管理和规模类型的猪场进行临床样品的采集,利用建立的高通量检测方法对其进行检测,能较全面了解四川省猪场疾病感染情况,为病原流行病学调查及疾病防控提供参考。
疾病的暴发和流行不仅对猪场造成严重经济损失,同时也是制约我国养猪业持续发展的主要因素。近年来,猪场传染病流行主要以病毒性疫病为主,因此该研究主要针对猪场常见的病毒性疾病进行分子流行病学调查,利用高效的高通量方法进行检测,在面临较大数量样品的多项目检测过程中具有明显的优势,从结果分析可以看出,无论是病原的总阳性检出率,还是多病原的混合感染情况,都呈现微型养猪场最高、中小型养猪场次之,规模化养猪场最低的趋势,表明微型养猪场疾病感染情况最为严重,病原的阳性检出率高达80%,表明微型养猪场在饲养环境、饲养管理和疫病防控等各方面的现状,更容易造成疾病的发生和传播。在病原感染中,混合感染情况非常严重,并且呈有增无减的流行趋势,不但病原种类增多,而且流行具有普遍性,成为猪场疾病感染的主流。病原以PCV2、PRRSV、PEDV的感染最为常见,特别是PCV2和PRRSV的感染,已经成为目前猪病中最为多发的病毒性疾病。
研究根据对不同猪场病原检测结果,初步分析了猪场对疾病的有效防控能力,进而反映了在新发或外来动物疫病发生和传播时,不同猪场的易感染性,推测其对新发和外来动物疫病发生的风险,可早期发现隐患,及时有针对性地采取策略和措施,有效提高防控效率和质量,遏制疫病流行传播,保障养猪业持续健康发展。该分析和推测是完全基于样品病原检出结果,而其余影响疾病发生的因素例如猪场饲养管理水平,免疫效果评价,外界环境变化等,这些防控措施的实施,最终都在疾病感染或病原阳性检出率的结果中体现,无论猪场管理和防控措施做得再好,病原的监测和临床检测结果最能表明猪场对疾病的有效防控综合能力,从而为预防新发疫病的感染提供参考。另一方面,病原体是动物疫病传播流行的根本,其他所有因素也是通过对生物学因素的作用而影响动物疫病的流行传播[10]。通过分析结果可知,微型养猪场病原阳性检出率最高,且多病原混合感染最为严重,表明微型养猪场对疾病的防控能力最差,推测其在新发或外来动物疫病的防控中面临严峻形势和挑战。