戈勝?gòu)?qiáng),崔 進(jìn),張 慧,徐天剛,尼 博,沙 洲,魏 榮,王志亮
(1.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心,山東青島 266032;2.青島市現(xiàn)代生物工程及動(dòng)物疫病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266032;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動(dòng)物生物安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南方),山東青島 266032)
2018年非洲豬瘟(African swine fever,ASF)傳入我國(guó)并在亞洲持續(xù)蔓延,使得國(guó)際社會(huì)對(duì)ASF 的關(guān)注度大幅提升,相關(guān)研究呈井噴式增加。最早傳入我國(guó)的非洲豬瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)China 2018/1 株[1](后被重新命名為China/LN/2018/1[2])及國(guó)內(nèi)相近時(shí)間分離株pig/HLJ/18[3]和SY18[4],與2007年傳入格魯吉亞的毒株(Georgia 2007)[5]高度相似,為強(qiáng)毒株,致死率可達(dá)100%。為有效防控ASF,特別是突破疫苗研制瓶頸,近幾年國(guó)內(nèi)外研究者將主要精力放到了挖掘與ASFV 毒力和先天免疫反應(yīng)相關(guān)的基因功能探索上。這些研究為ASF 疫苗開(kāi)發(fā)提供了新的方向,最典型的例子是美國(guó)研制的ASFVG-ΔI177L 株疫苗( 商品名NAVET-ASFVAC)和ASFV-G-ΔMGF 株疫苗( 商品名AVAC ASF LIVE)已在越南成功上市。我國(guó)在無(wú)疫苗可用的情況下,根據(jù)該病流行特點(diǎn),創(chuàng)新性發(fā)明了“精準(zhǔn)撲殺、定點(diǎn)清除”的防控措施[6],其在穩(wěn)產(chǎn)保供方面發(fā)揮了巨大作用。但隨著該病的不斷流行,國(guó)內(nèi)外都發(fā)現(xiàn)了毒力較弱的流行毒株,如Estonia 2014[7]和HLJ/HRB1/20[8]等,這使得ASF 的“有效防控”變得更加困難,因而迫切需要從更全面的視角去思考ASF 防控的關(guān)鍵點(diǎn)。
關(guān)于豬只健康的定義目前較為混亂。在傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)中,“健康”通常被簡(jiǎn)明扼要地定義為“機(jī)體處于正常運(yùn)作狀態(tài),沒(méi)有疾病”。但對(duì)于復(fù)雜的生產(chǎn)而言,“健康”不僅意味著機(jī)體沒(méi)有出現(xiàn)疾病或虛弱現(xiàn)象,還要能夠長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)外在環(huán)境[9]。豬只健康包涵豬只的疾病耐受度,它是對(duì)豬或豬群穩(wěn)定性、疾病恢復(fù)力、抗病性和疾病耐受力的綜合表述[10]。
ASFV 主要感染單核巨噬細(xì)胞,顯著影響感染動(dòng)物的免疫力水平,破壞豬只健康,導(dǎo)致“感染存活豬”容易繼發(fā)細(xì)菌感染。之前的研究[11]顯示,飼喂噴霧干燥血漿可增強(qiáng)豬只的ASFV 抵抗能力,免疫力低下或有其他病原潛伏感染的豬只在感染ASFV 弱毒株時(shí),表現(xiàn)的癥狀更嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)有研究[12]提出營(yíng)養(yǎng)冗余(nutritional abundance)對(duì)提高豬群的抵抗ASFV 能力具有重要的生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)意義。上述研究或觀點(diǎn)都指向了提高豬只健康程度或免疫力水平對(duì)防控ASF 有積極作用。目前,該領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究較少,尚缺乏系統(tǒng)的專業(yè)闡述,為此就相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)歸納,以期為我國(guó)ASF 防控提供參考。
2015年P(guān)ietschmann 等[13]對(duì)家豬和野豬分別進(jìn)行了低劑量ASFV(Armenia 08,3 HAU)口服接種試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)每個(gè)試驗(yàn)組中,只有健康狀況最差的豬只(表現(xiàn)瘦弱、喜臥等)出現(xiàn)ASFV 感染跡象,其中1 頭在出現(xiàn)ASF 相關(guān)癥狀之前就死于胃腸道感染和全身衰竭。相似研究[14]發(fā)現(xiàn),ASFV自然弱毒株Lv17/WB/Rie1 大劑量(104TCID50)口服接種野豬后,有1 頭豬出現(xiàn)臨床癥狀,可能原因是野豬圈養(yǎng)同居,增加了野豬之間的相互打斗,對(duì)野豬造成一定的壓力,進(jìn)而使其處于“免疫抑制”或“亞健康”狀態(tài),導(dǎo)致感染進(jìn)程加劇。2022年Radulovic 等[15]比較了無(wú)特定病原體(SPF)豬和農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)的長(zhǎng)白豬對(duì)ASFV 感染的反應(yīng)狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn):農(nóng)場(chǎng)豬因養(yǎng)殖環(huán)境復(fù)雜(一般具有更多的細(xì)菌感染背景,以感染普氏菌科細(xì)菌為代表),其健康水平一般低于SPF 豬;感染強(qiáng)毒株(Armenia 2008,6×102TCID50,肌肉注射)時(shí),SPF 豬的臨床癥狀、病毒血癥和促炎細(xì)胞因子比農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)豬出現(xiàn)的更快,但最終兩組豬均死亡;感染弱毒株(Estonia 2014,6×102TCID50,肌肉注射)時(shí),SPF 豬僅表現(xiàn)出較輕和較短的臨床病程,隨后完全康復(fù),但農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)的長(zhǎng)白豬卻表現(xiàn)出更嚴(yán)重的癥狀和更長(zhǎng)的病程,死亡率達(dá)50%。分析顯示,感染弱毒株時(shí),農(nóng)場(chǎng)豬產(chǎn)生了更多的炎性細(xì)胞因子,而SPF 豬產(chǎn)生了更多的抗炎因子IL-1ra 并在恢復(fù)階段表現(xiàn)出更強(qiáng)的白細(xì)胞擴(kuò)增能力。以上數(shù)據(jù)表明,農(nóng)場(chǎng)豬因環(huán)境衛(wèi)生狀況較差而導(dǎo)致健康水平低下,在感染低毒力ASFV 時(shí),預(yù)后更差。因此,改善豬群的健康和衛(wèi)生狀況,可能是預(yù)防和控制ASF 的關(guān)鍵因素之一。此外,健康豬只在感染豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)、圓環(huán)病毒2 型(PCV2)、豬肺炎支原體等病原時(shí),也表現(xiàn)出更高的抗病力和更好的預(yù)后[16-18]。
噴霧干燥豬血漿(spray-dried porcine plasma,SDPP)被廣泛用于豬的起始日糧中,可在改善豬只生長(zhǎng)性能,提高飼料效率和動(dòng)物存活率方面,特別是在壓力環(huán)境下(如病原感染)發(fā)揮一定作用。例如,在加拿大馬尼托巴?。∕anitoba)進(jìn)行的一項(xiàng)流行病學(xué)研究[19]發(fā)現(xiàn),與PRRSV、PCV-2 和豬肺炎支原體感染相關(guān)肺部病變較少的農(nóng)場(chǎng),與其在飼料中補(bǔ)充SDPP 密切相關(guān)。2023年有研究通過(guò)2個(gè)試驗(yàn)首次證實(shí)SDPP 在豬只抵抗ASFV 方面所發(fā)揮的作用。第1 個(gè)試驗(yàn)[11]設(shè)置2 組豬(每組9 頭),一組飼喂添加大豆?jié)饪s蛋白的傳統(tǒng)飼料,一組飼喂添加SDPP 的飼料;每組豬隨機(jī)選擇3 頭接種ASFV 強(qiáng)毒株(Georgia 2007/1,103GEC,肌肉注射)作為“排毒豬”(trojan seeders)與剩余的6 頭豬混養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)飼喂組的3 頭“排毒豬”均在接種后第4~7 天死亡,而SDPP 飼喂組的3 頭“排毒豬”在試驗(yàn)終止時(shí)(接種后第12 天)仍有2 頭豬存活(但有明顯ASF 癥狀)。第2 個(gè)試驗(yàn)[20]的同居豬數(shù)據(jù)也顯示,SDPP 飼喂組出現(xiàn)臨床癥狀的時(shí)間或血液/組織中的病毒拷貝數(shù)均晚于或低于傳統(tǒng)飼喂組。該試驗(yàn)設(shè)置3 組,每組8 頭,第1 組和第3 組飼喂傳統(tǒng)飼料,第2 組飼喂添加SDPP 的飼料;飼喂24 d 后,第1 組和第2 組分別鼻內(nèi)接種ASFV 弱毒株(BA71ΔCD2,105PFU);隨后將第3 組隨機(jī)均分到第1 組和第2 組飼養(yǎng)舍內(nèi)(每組4頭,通過(guò)柵欄隔離)并保持飼喂飼料不變。弱毒株BA71ΔCD2 接種后第19 天,將第3 組肌肉注射接種強(qiáng)毒株(Georgia 2007/1,103GEC)作為“排毒豬”(trojan seeders),在接種后第2 天將柵欄撤離,允許“排毒豬”和第1 組和第2 組豬自由接觸;“排毒豬”在接種強(qiáng)毒后第3~7 天被處死,試驗(yàn)在強(qiáng)毒接種后第20 天結(jié)束。結(jié)果顯示,SDPP 飼喂組相比傳統(tǒng)飼喂組,其臨床表現(xiàn)、病毒血癥、排毒水平和組織帶毒情況均表現(xiàn)更輕,特別是SDPP 飼喂組在與“排毒豬”混合后一直未有體溫反應(yīng),在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)其血液、口鼻拭子、組織臟器中均未檢出ASFV。
以上兩篇文獻(xiàn)表明,飼喂SDPP 可降低感染豬的ASFV 載量并延緩病毒傳播[11],增強(qiáng)ASF 疫苗的攻毒保護(hù)效力[20]。這提示在飼料中添加SDPP或許可作為一種營(yíng)養(yǎng)干預(yù)措施,能促進(jìn) Th1 類反應(yīng)和細(xì)胞因子誘導(dǎo)[21],增加CD8+ T 細(xì)胞的比例[22],刺激機(jī)體產(chǎn)生更強(qiáng)的免疫反應(yīng),進(jìn)而增強(qiáng)ASF 的防控效果。
腸道微生物群可通過(guò)先天性免疫系統(tǒng)對(duì)機(jī)體的多個(gè)方面產(chǎn)生影響[23-24]。糞便微生物群移植(fecal microbiota transplantation,F(xiàn)MT)已被證實(shí)可在早期斷奶仔豬抵抗腹瀉方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[25],通過(guò)改善或調(diào)節(jié)微生物群還可預(yù)防PRRSV 和PCV-2 的混合感染[26]。此外,使用微生態(tài)制劑或飼料添加劑等調(diào)節(jié)腸道菌群可提高豬群腸道健康水平,而良好的腸道健康有助于提高豬只的免疫系統(tǒng)效率及其整體生長(zhǎng)性能[27-30]。2019年Correa-Fiz 等[31]研究發(fā)現(xiàn),疣豬(對(duì)ASF 不易感)相比家豬(對(duì)ASF易感),其糞便核心微生物群中,有6 種操作分類單元(operational taxonomic units,OTUs)是獨(dú)有的。在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,2020年有研究[32]繼續(xù)挖掘糞便微生物群對(duì)ASFV 感染的影響,將斷奶仔豬分別口服移植疣豬糞便微生物群(WF 組,其中提前1 d 飼喂抗生素的為AWF 組)、家豬糞便微生物群(PF 組)和無(wú)菌對(duì)照組(PBS 組),然后進(jìn)行ASFV 攻毒驗(yàn)證。結(jié)果顯示:對(duì)于強(qiáng)毒株攻毒(E75,104HAU,肌肉注射),WF 組和PBS 組無(wú)顯著差異,均發(fā)病死亡;但使用弱毒株攻毒(E75CV1,102HAU,肌肉注射),AWF 組相比PF 組,其血清病毒滴度、鼻腔排毒水平和臨床癥狀均顯著降低或減輕。這提示口服移植疣豬糞便微生物群可能會(huì)提高豬的黏膜免疫力,可在ASFV 弱毒攻擊中發(fā)揮一定作用。
1962年葡萄牙曾大規(guī)模使用弱毒疫苗防控ASF,結(jié)果最終被緊急叫停。原因之一是葡萄牙部分地區(qū)豬群健康狀況較差,接種豬在接種后一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了嚴(yán)重的肺部細(xì)菌感染,導(dǎo)致免疫失敗[33]。這個(gè)最早的“疫苗臨床評(píng)價(jià)”數(shù)據(jù),首次顯示了當(dāng)豬群健康狀況較差,特別是存在細(xì)菌等潛伏感染時(shí),感染ASFV 弱毒株后可能導(dǎo)致不可接受的臨床表現(xiàn)。隨后部分研究也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。2014年Istomin 等[34]研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞傳代致弱株MK-200 株(源自Mozambique-78,基因5 型,血清群3 型)可導(dǎo)致部分懷孕母豬流產(chǎn)或新生仔豬死亡,后研究[35]推測(cè)其主要原因是懷孕母豬在妊娠后期常出現(xiàn)免疫缺陷(immunodeficient)。2017年Budarkov 等[36]進(jìn)一步通過(guò)γ-射線(4.0 Gy)建立了免疫缺陷豬模型(具體表現(xiàn)為免疫缺陷豬血液中淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著減少,呈中度急性放射病狀態(tài)),發(fā)現(xiàn)MK-200 株接種健康豬只,僅使其有輕微的體溫升高和精神沉郁,但接種免疫缺陷豬只,卻使部分豬只死亡。同年,Sanchez-Cordon 等[37]對(duì)自然弱毒株OURT88/3 的疫苗潛質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)105TCID50接種組中的3 頭豬在接種后出現(xiàn)了非特異性臨床表現(xiàn)(以肺部病變最明顯),分析認(rèn)為這3 頭豬之前可能感染過(guò)肺炎支原體等病原。2020年Sereda 等[38]對(duì)俄羅斯研制的ASFV 弱毒疫苗候選株進(jìn)行了總結(jié):細(xì)胞傳代致弱株Kc-160 株(基因1 型,血清群1 型)感染健康家豬(107.5TCID50,肌肉注射)時(shí),75%~80%的豬會(huì)出現(xiàn)輕微或中等程度的臨床反應(yīng),病毒血癥滴度為101.3~102.5TCID50/mL;但接種有胃腸炎、支氣管肺炎和關(guān)節(jié)炎且白細(xì)胞水平低(免疫機(jī)能低下)的豬只時(shí)(106.5TCID50,肌肉注射),20%的豬會(huì)在第9~14 天死亡。雖然剖檢未發(fā)現(xiàn)急性ASF 的特征性病理變化,但病毒血癥滴度升高為104.0~104.5TCID50/mL。
以上數(shù)據(jù)說(shuō)明,免疫接種動(dòng)物的基礎(chǔ)健康/免疫狀況可以顯著影響疫苗的免疫效果。因此,美國(guó)研制的ASFV-G-ΔI177L 株(商品名NAVETASFVAC)在越南臨床使用時(shí)推薦只能給8~10 周齡的健康家豬使用[39]。同時(shí),在使用之前建議先對(duì)接種豬群進(jìn)行健康狀況評(píng)估,在無(wú)其他病原潛伏感染的情況下再使用。
2018年ASF 傳入我國(guó),2020年出現(xiàn)弱毒株(如HLJ/HRB1/20 等),2021年出現(xiàn)基因I 型毒株[40],2022年出現(xiàn)基因I 型和II 型重組毒株[41]。我國(guó)ASFV 流行毒株的“不斷迭代”,特別是變異株(基因缺失株、自然變異株、自然弱毒株)[42]的出現(xiàn),使得我國(guó)ASF 防控面臨著巨大挑戰(zhàn)。面對(duì)這種趨勢(shì),唯有回歸本質(zhì),深刻思考ASF 防控乃至豬病防控的關(guān)鍵點(diǎn),深入挖掘養(yǎng)豬行業(yè)存在的短板,才能更全面有效地防控ASF。獸醫(yī)行業(yè)需要從疾病管理轉(zhuǎn)向健康維護(hù),而維護(hù)豬只健康遠(yuǎn)比疾病治療更為困難[43]。文中多角度、多層次的數(shù)據(jù)顯示,豬只健康/免疫力水平可在一定程度上影響其ASFV 抵抗力,兩者緊密聯(lián)系。在以上數(shù)據(jù)支持下,結(jié)合ASF 在臨床中“若隱若現(xiàn)”的一些特點(diǎn),越發(fā)證明豬只健康的重要意義。豬只健康可影響其生長(zhǎng)性能、生產(chǎn)性能,它也是動(dòng)物福利的基本保障,更是養(yǎng)豬獲利的關(guān)鍵。豬只健康不能靠藥物維系,更不等同于生物安全。提升豬只健康水平,將是有效防控ASF 的根本,也是產(chǎn)業(yè)升級(jí)競(jìng)爭(zhēng)的致勝關(guān)鍵,更是我國(guó)養(yǎng)豬行業(yè)崛起的根基所在。