动物传染病防控技术与科研需求-陈焕春

一、兽医学的战略地位兽医学是保障动物和人类健康的重要学科，在动物疾病、人畜共患病、食品安全、公共卫生和生态环境健康等方面起到主导性作用。随着“一个世界、一个医学、一个健康”和“健康动物－健康食品－健康人类”新观念的提出，兽医学的作用正在不断的扩大和延伸，在国民经济和社会稳定中发挥着越来越重要的作用。

第一页，共39页。1.畜牧业的快速发展对兽医学科的需求我国是畜牧业大国，但畜牧业经济效益远未达到世界平均水平，主要原因是动物疾病问题。动物疾病引起动物死亡造成的直接经济损失每年达400亿元以上，引起饲料、药物、人工浪费等间接经济损失上千亿元。动物疫病的日趋复杂。主要表现为老的疾病不但没有被消灭，反而呈重新抬头的趋势，如口蹄疫、新城疫、猪瘟和小反刍兽疫等，同时新病又不断出现，如禽流感、高致病性蓝耳病、猪圆环病毒等。多种疾病的混合感染现象严重，细菌性疾病危害越来越大，给防治造成了困难，经济损失巨大

第二页，共39页。2.加强人兽共患病的防控、保障人民生命财产安全，对兽医学科的需求60％的人类传染病来源于动物，50％的动物传染病可以传染给人。当今人类新发传染病80％来源于动物。在1400多种引起人类疾病的病原中，有800余种是通过了种间屏障是由动物病原引起。在过去25年，出现38种新病原体，其中75％源于动物。

2003SARS2004高致病性禽流感2005人—猪链球菌病2006乙型脑炎2009甲型H1N1流感第三页，共39页。第四页，共39页。3.拒外来病于国门之外对兽医学科的需求非洲猪瘟疯牛病裂谷热西尼罗脑炎尼帕病毒病埃博拉病第五页，共39页。4.保障食品安全对兽医学科的需求病原微生物污染、药物残留和违禁物品的使用是动物食品安全问题的主要问题。

沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌等食源性微生物的污染和食源性寄生虫与人畜共患病引起的食品安全问题时有发生第六页，共39页。5.宠物与野生动物疾病的控制对兽医学科的需求我国宠物的饲养量已居世界第二位，但随之而来的宠物疾病，尤其是由宠物传播的人畜共患病没有得到足够重视。加强宠物疾病研究、防治，保障人民健康已刻不容缓人畜共患病和动物重大传染病大都与野生动物的带毒和传播密切相关。因此对野生动物疾病的监测、防控和研究也必须提到议事日程。这些都给我国兽医学科的发展提出了新的课题

第七页，共39页。病原学研究病原与宿主相互作用研究动物基础免疫学研究临床诊断及检测检验技术研究药物靶标和兽药作用机制研究动物源性食品安全研究二、动物传染病防控科研需求

——基础研究第八页，共39页。1.开展更加系统的病原学研究新病原分离鉴定、病原生态学与流行病学的研究：为动物重大疫病的防控提供理论依据病原基因组学研究：揭示病原遗传变异规律和重组产生新病原的潜能转录组学、蛋白质组学、代谢组学和免疫组学研究：为揭示动物病原的生长、代谢、调控、致病与免疫机理等奠定基础病原大分子结构与构像的解析及基因网络与调控研究：从分子水平揭示致病机理。第九页，共39页。2.深入研究病原与宿主的相互作用机制与吸附、黏附、侵袭相关的病原组分及其受体的发现病原及其组分侵入宿主细胞和在胞内运输的分子细节的解析感染宿主的基因表达差异、信号转导途径和调控网络的揭示为病原体的组织嗜性、跨种感染、致病的分子机制阐明及药物靶标发现与药物分子设计提供理论依据。

第十页，共39页。3.加强动物基础免疫学研究病原的保护性抗原、B细胞表位和T细胞表位的筛选多种动物免疫相关的信号分子、效应分子、调控分子和非编码RNA揭示宿主对某些病原的免疫识别与免疫应答以及病原体的免疫逃避与免疫抑制的分子机制为疫病诊断、疫苗研制与抗病育种奠定基础。第十一页，共39页。4.兽医临床诊断及检测检验技术疾病过程中的一些特异表达的因子和特异调节因子及其蛋白组学或酶组学的分子检测和监控技术的研究，对于疾病的准确诊断和预后监控评估具有重要价值。开展兽医临床诊疗技术、兽医检测检验技术和现代分子诊断技术及其在动物疾病诊断、食品安全和公共卫生等方面应用的研究第十二页，共39页。5.药物靶标和兽药作用机制研究兽药是养殖业赖以生存和发展不可缺的物质基于基因组学、蛋白组学的高通量信号通路分析，高通量筛选药物作用新靶标，先导化合物的制备、结构修饰与优化，药物生物标志物的发现。第十三页，共39页。6.重视动物源性食品安全研究食品安全是全世界共同关注的热点问题对药物残留、违禁物品的检测与监控对沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌等重要食源性微生物的分离鉴定、快速检测以及消除污染的策略研究食源性寄生虫病与人兽共患病病原学、预防、控制技术及其基础研究为提高动物源性食品安全，保障人民健康提供技术支撑。第十四页，共39页。三、动物传染病防控科研需求

——高技术研究疫苗的分子设计越来越受到重视

在病原基因组学、蛋白质组学、反向疫苗学和结构生物学等技术的推动下，挖掘具有良好免疫原性的基因工程疫苗靶抗原、对已有的靶抗原进行修饰改造以进一步提高其免疫原性

第十五页，共39页。中和抗体细胞免疫表位A（诱骗表位）表位B（中和表位）辅助序列5’---FAVLVNANSNSSSHFQLIYNLTLCELN---3’猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5基因修饰增强免疫原性在ORF5基因N端胞外区的诱骗表位与中和表位间插入辅助序列，使中和表位充分展示，可显著增强免疫原性。第十六页，共39页。消除ORF5基因潜在的N-糖基化位点能进一步提高免疫原性

5’…….CFAVLVNANSNSSSHFQLIYNLTLCELNGTD…..３’Ｎ34↑Ｎ44↑Ｎ51↑表位Ａ表位B00.20.40.60.811.2PCI-neoPCI-52PCI-M34PCI-M51PCI-M34+51OD630首免４周首免６周第十七页，共39页。基因缺失标志疫苗

——未来疫苗发展的重点使区分免疫动物和野毒感染动物成为可能，为疫病的根除提供强有力的技术支撑。猪伪狂犬病基因缺失标记疫苗及其配套鉴别诊断试剂的联合应用是成功控制和根除动物疫病的典范。美国等一些国家成功地根除了猪伪狂犬病。同时其它病毒，如猪瘟、新城疫、牛传染性鼻气管炎病毒等病毒的基因缺失标记疫苗在最近几年得以广泛开展，从而为实施这些传染病的根除计划奠定了基础。第十八页，共39页。以猪胸膜肺炎放线杆菌（APP）血清7型为出发菌株，构建了毒素II(ApxII)激活基因C基因缺失而又不影响毒素II结构基因A基因的基因缺失疫苗株(APPApxIIC-)。Westernblot1:parentstrain；2:mutantstrain猪传染性胸膜肺炎基因缺失疫苗第十九页，共39页。StraintestedBacterialconcentration(CFU)aNo.dead/No.testedAttenuationfactora亲本株(serotype7)2×10810/1011×10810/102×10710/10基因缺失株2×1090/101001×1090/102×1080/10对照组TSBbroth0/10-基因缺失株APPApxIIC-与亲本菌株相比毒力已显著降低，具有很高的安全性第二十页，共39页。GroupsSerovarofchallengeMortalitySurvivalrateProtectiverate(%)ApxIIC-Serovar70/44/4100Serovar13/43/475ControlSerovar74/40/40Serovar14/40/40基因缺失疫苗株对同源血清型野生菌的攻击获得了完全保护，对异型野生菌攻击的免疫保护率达到75％。APPApxⅡC-基因缺失株对猪的免疫保护第二十一页，共39页。病毒/细菌活载体疫苗

——一针防多病猪伪狂犬病毒和禽痘病毒分别作为猪用和禽用的活病毒载体，得到了广泛开展并取得了显著的成果。表达猪瘟病毒E2的重组伪狂犬病毒二价疫苗能同时抵抗两种病毒的攻击以禽痘病毒为载体，表达新城疫病毒和H5亚型禽流感病毒免疫原性蛋白的重组活载体疫苗已在美国获得生产许可证第二十二页，共39页。比较成熟的疫苗载体：猪伪狂犬病毒载体痘病毒载体新城疫病毒载体沙门氏菌载体正在开发的活病毒/细菌载体：猪瘟病毒载体猪胸膜肺炎放线杆菌载体第二十三页，共39页。以伪狂犬病毒为载体的基因工程疫苗研究

伪狂犬－口蹄疫（Vaccine，2004）伪狂犬－猪乙型脑炎（Vaccine，2005）伪狂犬－猪圆环病毒（VetMicrobiol，2005/2006）伪狂犬－蓝耳病（vaccine，2006）伪狂犬－猪细小病毒伪狂犬－流感伪狂犬－猪瘟伪狂犬－蓝耳病－猪圆环病毒第二十四页，共39页。新型疫苗载体的开发

——提高安全性发展生物安全性好、载体反应小、抗原递呈能力强、操作简便、增殖滴度高的新型疫苗载体是基因工程疫苗研究的重要方向。新型杆状病毒载体复制子载体第二十五页，共39页。病毒样颗粒疫苗——新的疫苗革命病毒样颗粒不存在病毒核酸，因而不具有感染性，但却具有和天然病毒颗粒一样的免疫原性。免疫效果有的甚至优于传统的弱毒疫苗高致病性禽流感病毒H5N1病毒样颗粒基因工程疫苗已经进入III期临床第二十六页，共39页。四、动物传染病综合防控技术1.动物传染病诊断技术病原学诊断技术：病原的分离鉴定PCR、ELISA、IFA（间接免疫荧光）血清学诊断技术：用于抗体的检测快速诊断技术：胶体金试纸条乳胶凝集试验ELISA鉴别诊断技术：区分免疫动物和野毒感染动物多病原混合感染鉴别诊断第二十七页，共39页。禽流感病毒乳胶凝集检测试剂盒第二十八页，共39页。样品本试纸条韩国1：2++++++1：4++++++1：8+++++1：16+++++1：32+++-1：64+++-1：128++-1：256+-1：512+-1：1024--敏感性禽流感病毒胶体金试纸条第二十九页，共39页。阴性对照阳性对照阴性样品阳性样品ELISA诊断方法配合自动化工作站，可进行疾病的大规模流行病学调查第三十页，共39页。2.动物疫病预防控制策略少打针、少用药、环境友好注重特异性和非特异性免疫的双重作用，激发机体的天然免疫反应研制多价基因工程疫苗，减少免疫次数对于细菌性疾病要减少抗生素使用，走生物疫苗免疫预防之道第三十一页，共39页。

TK-/gG-基因缺失疫苗独特的效果可用于新生仔猪的超前免疫，安全性高可用于紧急预防注射，16-24h左右产生极显著的治疗效果产生的抗体水平高、作用时间快、安全性高、免疫效果好等方面都超过国外的同类产品。通过在全国上亿头份的临床应用充分证实了这一效果的确实性和可靠性其作用机制在于：伪狂犬病毒编码的gG是一种分泌性的、并且能与机体内游离的趋化因子结合的特殊蛋白。gG的缺失可使机体内游离的趋化因子更容易识别病毒，快速诱导免疫应答。第三十二页，共39页。通过荧光素酶报告系统分析并发现PRV激活IFN-β启动子。PRV激活天然免疫反应第三十三页，共39页。进一步的分析发现PRV在感染细胞后对IFN-β的激活随着时间的延长而递增，24h达到高峰。PRV激活IFN-β不依赖于IRF3，其作用机制十分独特。第三十四页，共39页。PRV突变株激活天然免疫反应的差异对多株PRV基因缺失毒株进行了初步检测，发现不同毒株诱导α干扰素、β干扰素等天然免疫因子的能力存在较大差别，gG的缺失能显著增强天然免疫应答，gG、gE双缺失突变株(98-2)诱导天然免疫的能力最强。第三十五页，共39页。3.动物疫病治疗技术开发治疗性生物制剂用于紧急预防和控制新发动物传染病的流行具有重要意义。干扰素制剂早已应用于人类疾病的治疗，但动物干扰素制剂还处于