文│鄭印煥(遼寧省撫順市農(nóng)業(yè)特產(chǎn)學(xué)校)
流感病毒有一個(gè)多樣而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),可分為A型流感病毒(IAV)、B型流感病毒(IBV)、C型流感病毒(ICV)和D型流感病毒(IDV)。IAV和IBV可在人群中發(fā)生季節(jié)性流行,而只有IAV可在豬中引起流行,IBV和IDV也曾在家豬中出現(xiàn)過發(fā)病情況。豬感染IAV會(huì)引起呼吸道疾病,臨床表現(xiàn)為發(fā)燒、食欲不振和咳嗽,體重減輕,嚴(yán)重影響生長(zhǎng)豬的生產(chǎn)力和繁殖母豬的繁殖性能。有研究表明感染IAV的80%的豬場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致未免疫母豬的繁殖性能下降,流產(chǎn)率和仔豬斷奶前死亡率升高,嚴(yán)重影響了豬場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
流感病毒的暴發(fā)和傳播均起源于動(dòng)物。其中,豬被認(rèn)為是流感病毒的“基因混合器”和中間宿主,因此是跨種傳播至人的主要媒介。豬流感是一種急性、傳染性呼吸道疾病,由豬流感病毒感染引起。豬流感病毒屬于正黏病毒科甲型流感病毒屬和丙型流感病毒屬,其中主要是甲型豬流感病毒。A型流感病毒(IAV)的命名主要基于表面糖蛋白血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)的抗原亞型。IAV的基因組由8個(gè)RNA片段組成,可編碼至少12種蛋白質(zhì)(HA、NA、PB1、PB1-f1、PB2、PA、PA-x、NP、M1、M2、NS1、NEP)。
當(dāng)IAV同時(shí)感染單個(gè)宿主細(xì)胞時(shí),基因組片段可以重新組合,形成新的病毒。子代病毒粒子與最初感染的病毒顆粒具有不同的基因組組成。在IAV和宿主之間持續(xù)的相互作用中,宿主免疫系統(tǒng)對(duì)病毒施加的適應(yīng)性壓力可刺激IAV的表型多樣性,并最終推動(dòng)其進(jìn)化反應(yīng)。因此,了解IAV的遺傳進(jìn)化對(duì)于破壞IAV生態(tài)系統(tǒng)、控制IAV種內(nèi)傳播和預(yù)防人畜共患具有重要意義。
豬感染IAV如果不采取控制措施將導(dǎo)致病毒迅速傳播??紤]到豬體內(nèi)IAV對(duì)人類、家畜和環(huán)境的重要影響,應(yīng)該從“一體健康”的角度來控制豬體內(nèi)IAV。需要加強(qiáng)養(yǎng)殖管理,包括衛(wèi)生防疫、合理使用抗生素等方面的控制措施,以保持豬的健康狀態(tài)。同時(shí),減少抗生素的過度和不當(dāng)使用,也可以降低豬IAV的患病率,并減少對(duì)環(huán)境和人類的影響。
1.設(shè)施管理。豬群規(guī)模和密度是甲型流感病毒患病率增加的危險(xiǎn)因素。病毒可以在宿主外部的冷水或低溫堅(jiān)硬表面下存活超過一年,主要傳播途徑是通過與另一頭豬的物理接觸或飛沫污染的表面,如鼻接觸和飛沫接觸,促進(jìn)了病毒的傳播。研究表明,每次給少于18頭育肥豬提供飲水時(shí),豬感染甲型流感病毒的概率會(huì)降低。過度擁擠也會(huì)造成豬應(yīng)激,導(dǎo)致豬免疫反應(yīng)減弱,從而增加病毒在豬群中的易感性和嚴(yán)重程度。
豬場(chǎng)和圈舍類型在甲型流感病毒流行病學(xué)中也發(fā)揮重要作用。使用草替代板條地板等進(jìn)行鋪墊可以降低流行率,而舍飼圈養(yǎng)和半開放式飼養(yǎng)則會(huì)使流行率增加。因此,隨著圈養(yǎng)、板條地板鋪墊和高密度豬群的普及,可能導(dǎo)致養(yǎng)豬場(chǎng)甲型流感病毒患病不斷增加。有效的飼養(yǎng)管理措施包括在不同群體的豬圈之間使用消毒劑進(jìn)行徹底消毒以滅活病毒,確保病毒不會(huì)在不同群體之間傳播。在最壞的情況下,可能需要撲殺整個(gè)豬群,并進(jìn)行清理和休整,以根除病毒。但這會(huì)對(duì)養(yǎng)殖者造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因此必須在飼養(yǎng)管理中采取預(yù)防措施,以最大程度地降低豬群患病率。
2.生物安全??刂曝iIAV感染還必須考慮到多點(diǎn)式養(yǎng)豬體系中種豬場(chǎng)和育肥場(chǎng)之間的豬定期轉(zhuǎn)群。感染豬進(jìn)入畜群成為主要的感染源。為了降低新進(jìn)豬在群體中傳播IAV的可能性,建議新豬在混合豬群之前進(jìn)行隔離??紤]到許多動(dòng)物是無癥狀攜帶者,無明顯可見癥狀,呈現(xiàn)亞臨床感染,不應(yīng)被視為沒有感染病毒,因此在豬群混合前也必須進(jìn)行隔離。
豬舍密度與IAV流行率的增加呈正相關(guān)。如果豬舍密度大,則存在一個(gè)看不見的風(fēng)險(xiǎn)—空氣傳播。研究表明,在豬感染IAV的情況下,IAV在豬舍1609米之外仍然存在。多點(diǎn)式生豬生產(chǎn)模式預(yù)計(jì)將越來越流行,這將導(dǎo)致IAV傳播流行率進(jìn)一步提高。生豬的國(guó)際運(yùn)輸也促進(jìn)了IAV的全球傳播,北美和歐洲的IAV譜系目前已在中國(guó)和非洲流行。
生物安全控制應(yīng)該不僅考慮豬而且還應(yīng)考慮人。養(yǎng)豬場(chǎng)的工作人員經(jīng)常跟豬接觸,并且存在豬與人之間IAV傳播的可能。如果員工或豬感染了特有的菌株,就會(huì)發(fā)生基因組重組,出現(xiàn)人畜共患病菌株。因此,應(yīng)該規(guī)定只有必要的人員(如獸醫(yī)、員工、供應(yīng)商)才可進(jìn)入豬場(chǎng),確保所有員工及其家人接種疫苗,并在所有豬舍進(jìn)行良好的衛(wèi)生消毒,這將有助于減少雙向傳播的風(fēng)險(xiǎn)和人畜共患病新毒株的出現(xiàn)。除此之外,還應(yīng)培養(yǎng)良好的衛(wèi)生習(xí)慣,包括穿戴個(gè)人防護(hù)裝備和嚴(yán)格要求患病員工不得進(jìn)入豬場(chǎng)。
生物安全還應(yīng)考慮來自人和豬以外的IAV感染的威脅。有報(bào)道指出,曾在無豬甲型流感病毒的通風(fēng)良好的豬圈舍中檢測(cè)出禽流感毒株。調(diào)查發(fā)現(xiàn),工作人員使用附近池塘的地表水清理過圍欄,由于地表水也被鴨子和其他水禽使用,這些水禽的糞便中含有IAV,水可能成為IAV傳播的載體,而禽源性AIV可感染豬。因此,水源變成了附近的生物安全危害,特別是當(dāng)用來清潔豬圈時(shí)。由此可見,任何進(jìn)入豬場(chǎng)的東西都可能成為引入IAV的風(fēng)險(xiǎn)。
3.疫苗接種。豬場(chǎng)控制IAV的主要預(yù)防策略是接種疫苗,接種后可以大大降低豬群繼發(fā)感染數(shù)量,從而提高豬場(chǎng)的生產(chǎn)力。疫苗接種主要通過體液免疫反應(yīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生病毒特異性抗體。目前已上市的疫苗都是滅活的全毒株,主要針對(duì)豬地方性毒株H1N1、H1N2和H3N2。但是,流感病毒不斷變異使得疫苗必須不斷更新以適應(yīng)新的流行毒株。疫苗和感染毒株的匹配度越高,免疫反應(yīng)就越好。因此,如果疫苗毒株和感染IAV毒株之間不匹配,血清中產(chǎn)生的抗體將無法中和感染性病毒粒子,導(dǎo)致效果較差,普遍使用更為簡(jiǎn)單的二價(jià)疫苗。
病毒樣顆粒疫苗是一種新型的疫苗,能夠有效地刺激機(jī)體產(chǎn)生體液和細(xì)胞免疫,具有安全、成本低、研發(fā)生產(chǎn)速度快等優(yōu)勢(shì),是流感疫苗研究中的重要候選疫苗形式。
影響疫苗效力的另一個(gè)主要因素是來自母體的IAV抗體。為了增加新生仔豬的免疫力,通常情況下,在分娩前會(huì)為妊娠母豬肌內(nèi)注射2次疫苗。雖然沒有IAV特異性抗體通過胎盤轉(zhuǎn)移,但初乳中的母源抗體可賦予新生仔豬免疫力,通過母豬乳汁進(jìn)行被動(dòng)轉(zhuǎn)移,仔豬免疫力通??删S持到14~16周齡左右。但是,抗體滴度降低的生物學(xué)變異意味著一部分仔豬在斷奶時(shí)可能沒有足夠發(fā)達(dá)的免疫系統(tǒng)來對(duì)疫苗做出反應(yīng),或在接種疫苗前沒有母源抗體。豬的疫苗接種計(jì)劃是針對(duì)地方性毒株的,因此不能防止其他動(dòng)物或(大多數(shù))人的IAV毒株感染豬。然而,采取措施對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)員工進(jìn)行免疫接種,防止人對(duì)豬的傳播很重要,因?yàn)槿伺c豬之間存在潛在的IAV交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。減少潛在的人-豬傳播可以降低豬地方性毒株與人類毒株進(jìn)行基因組重組并傳播回人類的風(fēng)險(xiǎn)。在1998年的新聞報(bào)道中,曾提到豬IAV毒株結(jié)合了人類毒株基因,導(dǎo)致了新型豬IAV病毒的出現(xiàn)。因此,加強(qiáng)IAV傳播的監(jiān)測(cè)和控制尤為重要。
4.基因工程技術(shù)?;蚬こ碳夹g(shù)對(duì)豬IAV具有廣泛作用和永久的、可遺傳抗性的前景。也許可以通過選擇性的育種計(jì)劃培育出具有免疫力的豬種,雖然目前還沒有在豬身上發(fā)現(xiàn)可以通過傳統(tǒng)育種計(jì)劃選擇的遺傳標(biāo)記。也可以利用各種基因工程技術(shù)創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因豬,開發(fā)IAV抗性的體外和體內(nèi)豬模型。Lu等曾創(chuàng)造了轉(zhuǎn)基因豬,發(fā)現(xiàn)豬繁殖與呼吸障礙綜合征病毒基因表達(dá)減少,病毒的繁殖受到抑制。由于誘導(dǎo)抗病毒先天免疫反應(yīng)可能會(huì)對(duì)動(dòng)物體的健康產(chǎn)生意想不到的生物學(xué)影響,因此,轉(zhuǎn)基因策略不太可能在商業(yè)上實(shí)現(xiàn)。
比創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因生物更具可行性的永久和可遺傳抗性的策略可能是修改內(nèi)源性宿主的遺傳,以防止病毒利用宿主受體蛋白質(zhì)。研究表明,在細(xì)菌與病毒的微生物競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌,可以有針對(duì)性地防止病毒感染。這種微生物技術(shù)已經(jīng)在推廣,以創(chuàng)建一種改進(jìn)的、適應(yīng)性強(qiáng)的基因編輯技術(shù),對(duì)哺乳動(dòng)物基因組進(jìn)行特定的改變。
5.新的免疫刺激策略。為了替代基因技術(shù),正在開發(fā)的新型IAV控制策略主要側(cè)重于增強(qiáng)型佐劑和替代疫苗的作用機(jī)制來改善宿主免疫反應(yīng)。創(chuàng)新的免疫刺激策略包括誘導(dǎo)細(xì)胞介導(dǎo)免疫的新型IAV疫苗策略、抗體介導(dǎo)的反應(yīng)以及先天免疫刺激療法。
雖然活疫苗是有效的,但由于它們具有與致病性的IAV基因組重組的風(fēng)險(xiǎn),因此不適合用于商業(yè)用途。創(chuàng)新的改良流感活疫苗中的非結(jié)構(gòu)1(NS1)基因經(jīng)過截短改造,證明了它們具有一定的有效性。由于病毒體內(nèi)沒有功能性NS1蛋白,病毒無法抑制先天免疫反應(yīng),因此,病毒在豬體內(nèi)的毒性大大減弱。但是,病毒只能對(duì)H3N2株產(chǎn)生完全免疫作用,對(duì)H1N1株只有部分免疫作用,這表明IAV異源性保護(hù)仍然是一大難點(diǎn)。目前使用的出口級(jí)別的滅活疫苗對(duì)異源IAV感染更有效。相比之下,DNA疫苗既能刺激細(xì)胞免疫反應(yīng),也能刺激抗體介導(dǎo)的反應(yīng),而且通過表達(dá)多個(gè)IAV株的基因,在本質(zhì)上是多價(jià)的。它們相對(duì)容易生產(chǎn),而且DNA也可以很容易被改造,因此他們有望提供異源IAV的保護(hù)。
另外一種方法是通過病毒載體將IAV的抗原基因?qū)敕紊掀ぜ?xì)胞,例如表達(dá)IAV抗原的重組腺病毒。目前,該技術(shù)仍需要進(jìn)行更深入的研究。