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【新技术&研究进展】猪口蹄疫特点、流行情况及疫苗使用现状

时间:2023-02-03   访问量:1042
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编者按

国家兽药产业技术创新联盟致力于建立产业技术发展信息交流平台,收集了解产业技术创新过程中的需求,为联盟成员单位提供技术、产品、人力资源和信息、咨询、培训等综合服务;受企业委托,对科技成果的技术水平和产业化前景进行评估;定期举办兽药行业技术创新论坛,加强成员单位间的信息交流,提出切实建议,凝聚产业共识,积极为国家政策献言献策,引导行业健康发展。

为此,联盟微信公众号设立《新技术&研究进展》栏目,收集、发布兽药产业相关技术创新及研究进展,本期介绍中国兽医药品监察所朱元源团队发表的《猪口蹄疫特点、流行情况及疫苗使用现状》(本文刊发于中国兽药杂志2022年第12期)。

摘要

口蹄疫是危害我国畜牧业的主要传染病之一,主要感染猪、牛、羊等偶蹄动物,其中猪口蹄疫不同于牛、羊口蹄疫,有其独特特点。本文聚焦猪口蹄疫,从其特点、全球流行情况以及我国疫苗使用现状等方面进行了阐述和分析,以期为我国猪口蹄疫防控提供参考。



基金项目:

国家重点研发计划项目(2021YFD1800300)

作者简介:

马建荣,硕士研究生,从事猪口蹄疫病毒致病机制研究。

通讯作者:

朱元源。E-mail:zhuyuanyzz@163.com



口蹄疫(Foot-and-mouth disease,FMD)是一种由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的急性、热性、高度传染性的家畜疫病,其中猪、牛、羊等偶蹄动物最为易感。口蹄疫具有发病急、传播迅速、发病率高、宿主谱系广、危害大等特点,曾多次在世界范围内流行,对全球畜牧业造成严重冲击,WOAH将其列为必须上报的烈性动物传染病,我国也将其列为一类动物疫病。口蹄疫病毒是单股正链RNA病毒,属于小RNA病毒科、口蹄疫病毒属,病毒粒子呈球形,无囊膜。其基因组全长约8500 bp,依次由5’UTR、ORF和3’UTR组成。ORF编码聚蛋白逐级降解成4种结构蛋白(VP4、VP2、VP3和VP1)和9种非结构蛋白(Lab/Lb、2A、2B、2C、3A、3B1、3B2、3B3和3C)。VP4完全位于衣壳内部,VP1、VP2、VP3位于病毒粒子表面,为表面结构蛋白,与病毒的抗原性有关;VP3蛋白主要参与衣壳的稳定性;VP1蛋白大部分暴露于衣壳表面,是主要的抗原决定簇所在部位,其中G-H环是诱导机体产生中和抗体最关键的抗原表位,基于VP1核苷酸序列的系统发育分析,已广泛用于口蹄疫病毒基因演化、流行病学调查、疫源追踪和病毒迁移等规律的研究。

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猪口蹄疫的特点

口蹄疫一年四季均可发生,多发于春、冬两季,其宿主谱系广范,其中猪口蹄疫在病毒的入侵方式、排毒途径和疫苗的接种程序与牛羊口蹄疫不同。

1.1  传播途径不同  

猪口蹄疫主要以接触传播为主,饲喂口蹄疫病毒污染物(病猪的乳汁、排泄物、分泌物等)、直接接触感染动物、猪只处于严重污染的环境(圈舍、屠宰场、运输车辆等)均易感染口蹄疫病毒,与牛羊相比,猪对气源性传播并不易感,但是在低温湿润的环境中,也可通过气溶胶传播口蹄疫病毒。牛口蹄疫主要通过呼吸道感染,也可通过皮肤、粘膜破口感染。而羊口蹄疫则主要通过呼吸道感染,通过空气感染途径,羊对口蹄疫病毒具有很高的感染性,在疫情爆发期间,羊主要通过和患病动物的接触而感染。

1.2  感染剂量及病毒排毒情况不同  

猪蹄球接种1~10 IU可发病,而鼻内接种需要1000 IU以上的病毒才能感染。牛所需感染剂量较小,舌面上皮接种1 IU、气溶胶达10~100 IU病毒可使牛感染口蹄疫。羊经由鼻内和气管内接种所需的感染剂量为10000 IU,自然感染最低剂量为8 IU。发病猪在发病初期排毒量最大,感染7 d后会持续排毒4~5 d,在病毒血症高峰期检测气溶胶病毒排毒量约为108 ID,是牛的1500倍。猪感染口蹄疫后可通过呼吸道排出大量病毒,被称为口蹄疫流行的“病毒放大器”;绵羊、山羊等宿主在感染后无症状持续携带病毒,被称为口蹄疫流行的“病毒储存器”;牛对口蹄疫最敏感,因此被称为口蹄疫流行的“病毒指示器”。不过,经感染口蹄疫病毒的猪康复后不会变成带毒者,而绵羊、山羊的咽喉部在康复后4~6个月、牛咽组织在康复后6~24个月内均可检测到病毒。

1.3  免疫剂量不同  

猪对口蹄疫病毒免疫应答相对迟钝,猪免疫时需要高剂量的有效抗原,20世纪60~70年代荷兰在免疫猪时使用的疫苗免疫剂量是牛的4~10倍。Morgan等通过实验研究表明,A12-119株病毒免疫猪的最低有效抗原含量为160 ng,而牛的最低有效抗原含量为40 ng。McKercher等发现采用牛口蹄疫疫苗(氢氧化铝水剂疫苗)免疫猪只时效果不佳,需要使用4~6倍剂量的牛口蹄疫疫苗或油佐剂疫苗才对猪只具有一定免疫保护作用。

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猪口蹄疫流行情况

口蹄疫病毒分为7种血清型,包括O型、A型、亚洲1型(Asia1型)、C型、南非1型(SAT1型)、南非2型(SAT2型)和南非3型(SAT3型),某些血清型仅呈局部散发趋势,具有明显的地理分布特征,如Asia1型主要流行于亚洲(我国自2011年6月以后未见报告),SAT1、SAT2、SAT3则主要流行于非洲,而其它血清型特别是O型,广泛流行于世界各大洲。

WOAH/FAO世界口蹄疫参考实验室根据毒株基因序列和区域进化关系分析,又将口蹄疫病毒分为若干个遗传拓扑型。根据遗传分类,我国目前主要流行东南亚拓扑型(SEA型)、中东-南亚拓扑型(ME-SA型)和古典中国拓扑型(Cathay型)三种遗传拓扑型的口蹄疫病毒,近年来猪O型口蹄疫主要由以上遗传群的病毒引起,其优势流行毒株是Mya98毒株、PanAsia和Cathay毒株。Mya98毒株属于SEA型,是我国最主要的猪口蹄疫流行毒株;PanAsia毒株属于ME-SA型,传播能力很强,曾引起亚洲、非洲和欧洲大规模爆发口蹄疫疫情,目前在我国仍为地方性、散发流行;Cathay型毒株曾被称为“猪毒遗传群”,主要感染猪,牛羊病例很少。猪A型口蹄疫按遗传分类分为欧洲-南美拓扑型(Eu-SA型)、亚洲拓扑型(Asia型)和非洲拓扑型(Africa型)三个遗传拓扑型,每个型又包含有多个遗传谱系的毒株,我国目前主要流行的是Asia型的Sea-97毒株。口蹄疫参考实验室根据流行病监控结果进行毒株遗传进化关系分析,同时结合国外相关资料发现,Sea-97毒株是东南亚地区特有的一个A型流行毒。

据WOAH统计,2005-2021年间,全球共有40个国家和地区向WOAH通报猪口蹄疫疫情或疑似存在口蹄疫感染(猪)病例,在WOAH已公布的猪口蹄疫疫情中,共有O、A、Asia1、SAT1、SAT2五种血清型被通报,未见C型和SAT3型(表1)。

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甘肃农业大学王锡祯教授等通过调查发现,中国最早有口蹄疫的记载是1893年前后,在云南西双版纳边界地区曾经流行过类似口蹄疫的疫病。中国台湾1913-1916年、1924-1929年前后两次发生口蹄疫,到1997年已有68年未发生该病。1997年3月,中国台湾爆发了O/Taiwan/97株引起的猪口蹄疫,仅三周传至全岛,屠宰了约38%(400多万)的猪,造成约60亿美元的经济损失;2010年,亚洲发生由Mya98毒株引发的O型口蹄疫;2013年,广东茂名发生由A/Se-97/G2毒株引起的A型口蹄疫(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KF450794)。

2000年以来,我国采取全覆盖免疫接种的猪口蹄疫防控策略,并结合强化检测等诸多措施,我国猪口蹄疫疫情次数呈下降趋势。但是鉴于周边国家严峻的口蹄疫疫情情况,血清型多样、流行毒株复杂,对我国造成了潜在的传入风险,我国口蹄疫防控情形依然严峻。农业农村部兽医公报公布的动物疫情数据显示,自2010年以来,中国猪口蹄疫爆发点较多,全国17个省份共发生猪口蹄疫疫情51起(表2),累计6000余头猪发病,主要集中在中国西北地区和东南部,其中发病血清型O型31起,A型5起,未通报血清型15起。

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2011年6月以来我国未检出Asia 1型病原学阳性样品,O型和A型为主要流行的猪口蹄疫血清型(表3)。相比于A型,我国O型猪口蹄疫流行情况更为复杂,2017-2018年,Cathay、Mya/7/98、PanAsia毒株分别引发8起、5起、1起猪口蹄疫感染事件。2018年以后,Cathay毒株逐渐成为优势流行毒株,Mya/7/98毒株嗜猪分支在国内仍保持较强的流行势头和“发散式”进化。

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猪口蹄疫疫苗使用现状

我国养猪业具有养殖量大、调运频繁等特点,所以采用扑杀结合疫苗免疫的口蹄疫防控策略。其中疫苗质量的高低直接关乎到免疫效果,疫苗质量取决于疫苗有效抗原含量、疫苗种毒与流行毒株的匹配性、疫苗种毒的免疫原性等。2014年,《农业部公告第2078号》对口蹄疫疫苗总蛋白含量、内毒素等检验标准进行了规定,我国口蹄疫疫苗悬浮培养及纯化浓缩工艺换代替换,高效液相色谱法检测146s在疫苗中间产品质量控制中广泛使用,疫苗抗原含量及纯度显著提高,疫苗质量不断提升,为猪口蹄疫防控提供了有力物资。

农业农村部2018年1月2日发布通告,亚洲1型口蹄疫正式退出免疫,对亚洲1型口蹄疫的防控策略调整为以“检测捕杀”为主,自2018年7月1日起全国停止生产、销售、免疫含有亚洲1型口蹄疫病毒组分的疫苗。据国家兽药基础数据库公开数据显示,截至2022年4月,我国现批准上市的猪口蹄疫疫苗13种(表4),包括灭活疫苗、合成肽疫苗,表位缺失疫苗、病毒样颗粒疫苗四类(另有空衣壳疫苗暂未上市,口蹄疫亚洲1型疫苗因退出免疫暂未统计),均为O型或A型猪口蹄疫疫苗。目前,我国约150家兽用生物制品企业(厂)中,有9家企业(厂)生产口蹄疫疫苗。

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兽用生物制品的批签发数据在一定程度上反映了兽用疫苗生产数量以及需求情况。根据中国兽药信息网兽药基础数据库查询系统(http://vdts.ivdc.org.cn:8081/cx/)的数据显示(图1,猪口蹄疫O型病毒样颗粒疫苗等部分产品暂无数据,未统计),我国目前生产较多的是猪口蹄疫O型灭活疫苗(O/Mya98/XJ/2010株+O/GX/09-7株)和猪口蹄疫O型、A型二价灭活疫苗(Re-O/MYA98/JSCZ/2013株+Re-A/WH/09株)。鉴于Mya98毒株是2010年来危害我国畜牧业发展的主要流行毒株,因此这两种疫苗批签发数量高于其他疫苗。猪口蹄疫O型灭活疫苗(O/Mya98/XJ/2010株+O/GX/09-7株)2014年批签发数量在猪口蹄疫疫苗中所占比例较大,后批签发数量逐年下降;O/GX/09-7株属于O/Cathay毒株,2018年后O/Cathay毒株较为流行该疫苗批签发仍然有一定数量。2019年猪口蹄疫O型、A型二价灭活疫苗(Re-O/MYA98/JSCZ/2013株+Re-A/WH/09株)批签发数量有所下降,2020年大幅度回升。

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展望

目前猪A型口蹄疫疫苗毒株较稳定,免疫原性好,免疫效果好;而猪O型口蹄疫毒株遗传变异快,免疫原性弱,免疫效果差,是口蹄疫防控需要关注的重点。口蹄疫O/Mya98系是近年来危害我国畜牧业发展的主要流行毒株,尤其是Mya/7/98嗜猪分支在国内保持较强的流行势头。在重点防控Mya/7/98系的同时,还需关注发展势头迅猛的Cathay拓扑型新猪毒系毒株。我国是生猪养殖大国,猪口蹄疫疫苗市场占比比牛羊口蹄疫疫苗高,猪口蹄疫的防控是我国口蹄疫防控的关键,因此应持续监测猪口蹄疫流行态势,合理预测未来毒株变异趋势,通过交叉中和保护试验等监测疫苗对流行毒株的免疫保护力,做好口蹄疫免疫及免疫效果评估,科学、有效、高效地防控口蹄疫。

参考文献:略





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编辑:周盼伊

审核:刘业兵





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