艾奧瓦州立大學之獸醫診斷實驗室

前方報道，今天富朗特帶大家參觀艾奧瓦州立大學獸醫診斷實驗室（圖1）。

艾奧瓦州立大學獸醫診斷實驗室從屬于獸醫學院，是一個高度專業和先進的大型獸醫診斷實驗室，每年處理超過73 000份樣本，并出具多達150萬份各類專業報告，在美國的動物醫學領域享有卓著的聲譽。它也是艾奧瓦州唯一通過全部認證和具有全套專業檢測能力的獸醫學診斷實驗室。

該實驗室還是美國12個國家動物健康實驗室之一，并且是美國國家本土疾病監控和外來及新發疾病監測網絡的關鍵成員。檢測項目包括組織病理學、細菌學、病毒學、分子生物學、血清學、毒理學、臨床藥學等。實驗室對于檢測結果同時還能提供完整的專業解釋和咨詢。

該實驗室的人員配備齊備，其中包括20多位來自獸醫學院的教授，110多名專業技術人員，加上學生、博士后和訪問學者等共計180多人。最近還將投入1.2億美元，進行全面的翻新和升級。

艾奧瓦州立大學獸醫診斷實驗室的工作流程就是美國獸醫診斷實驗室的典型工作流程。這里我們簡單地給大家做一個介紹（圖2）。

首先是樣本送樣。全美各地有3種送樣到實驗室的形式：一種是當地養殖場，直接開車送樣過來，8∶00～17∶00現場接待，在其他時間可以自行送樣過來，放置在門口的冰箱里；第二種是通過快遞寄送過來，美國的物流業非常發達，很快可以收到樣本，這也是最主要的樣本來源；第三種是大動物活體或尸體直接送到大的解剖間來。

實驗室收到樣本后，就要將樣本根據要求分到各個科室去做檢測。檢測的完成速度根據實驗方案的不同而不同，例如分子病理學科室早上收到樣本，當天下午就可以出具結果報告。這些樣本中70%樣本是豬的，10%是牛的、10%來自家禽，剩下的10%是其他動物的樣本。

圖3中的這個冰箱就是放置要送到不同科室的樣本。各科室每五分鐘會查一次，看看是否有送給本科室的樣本。這個冰箱兩邊均可以打開，所以各科室取樣本不需進到病理科室。

具體到豬病送樣檢測，全美有3個大的專業診斷中心，分別未艾奧瓦州立大學獸醫診斷實驗室、明尼蘇達獸醫診斷實驗室，還有北達科他州立大學獸醫技術中心。艾奧瓦州立大學擁有美國唯一一個國家級豬養殖教育中心，毫不奇怪，艾奧瓦州立大學獸醫診斷實驗室所收集的豬病樣本是全美第一，并且遠遠超過第二名。

豬場送來組織樣本時，并不知道是什么導致了疾病發生，需要做全面的檢查。樣本均先由病理學家進行組織切片、讀片等之后，再分送到相關科室，做進一步的檢測。所以在組織病理實驗室有7位教授負責進行組織切片并用免疫組化、探針雜交等手段來進行檢查。而很多送來做明確檢查的樣本，例如血清、口腔或者精液樣本要做藍耳病方面的檢測，則并不需要病理學家做先期檢查，而會直接送到血清學科室做PCR或者病原、抗體等檢測。

在樣本的分類處理方面，我們國內還是有較大的提升空間的。

細菌學科室有自己做細菌培養和鑒定的特有方法。例如Meidi系統（圖4）可以在不知道具體細菌類型的情況下，通過Peptide的數據庫比對，來對病原菌進行快速鑒定。這樣就不需要采用費時費力的傳統生物化學等方法了。

Philip Gauger博士向我們介紹了分子實驗室的基本情況（圖5）。Gauger在艾奧瓦州立大學擔任副教授和分子診斷實驗室主任。他同時也是美國獸醫醫療協會會員，艾奧瓦州立大學獸醫診斷中心高級獸醫師。Gauger教授致力于豬流感病毒的分子致病機理、臨床診斷及預防研究。他曾作為演講嘉賓在去年參加了“第一屆南農中美豬業高峰論壇”。

分子生物學檢測方面包括4個項目組。

第一個項目組是做高通量PCR檢測。實驗室引以為自豪的JANUS自動加樣PCR工作站（圖6），可以同時進行1 536個PCR反應，一臺售價高達35萬美元。PCR能夠快速、高效地鑒定出各種病原微生物，是診斷實驗室的主要實驗手段之一。

第二個項目組是做HATS（Health Assurance Testing Service）（圖7），實驗室可以為種豬、繁育豬提供實時的健康監控，并且在當天提供豬繁殖與呼吸障礙綜合征病毒、豬流行性腹瀉病毒、豬丁型冠狀病毒的實時PCR檢測數據。

第三個項目組是做測序分析，利用各種分子生物學手段進行光譜的動物病因診斷和分析，包括實時PCR、定量PCR、基因測序結果比對等（圖8）。

第四個項目組是病毒分離、核酸提取等。這是其他各組進行后續實驗的基礎，所以核酸提取的質量尤為關鍵。

血清學檢測科室可以進行各項綜合實驗，如血凝抑制、ELISA、免疫熒光、AGIT等。每年進行的抗體相關實驗高達55萬次。血清學的檢測結果可以用來監測家畜家禽種群的健康狀況，為進出口動物提供健康保證，幫助開發新的相關檢測診斷方法等。

艾奧瓦州立大學獸醫學院（Department of Veterinary Diagnostic and Production Animal Medicine）專業方向的Steve Ensley教授是獸醫毒理學家，主持分析化學和毒理學科室。他給我們介紹了如何進行飼料營養安全方面的測定。如飼料、玉米中的毒素，骨頭維生素D3的水平等。毒理學和營養實驗室的任務是為疑似毒素提供咨詢、建議和解釋。咨詢包括用于確定醫生診斷的特定樣本或標本的信息。為此盡可能完整的相關信息對于診斷是非常重要的（圖9）。

分析化學毒理學試驗室有3臺專門用于測定維生素的HPLC。通過對大量豬場的維生素分析，他們累積了豐富的維生素使用與測定的經驗。在我們富朗特的實驗室內，也有著同樣的儀器設備。HPLC現已是維生素主要的分析方法，具有快速、準確、精密等特點。

實驗室還裝備有測定微量元素的設備如質譜儀，測定霉菌毒素的設備，測定超痕量重金屬的設備如電感耦合等離子體質譜儀（Inductively Coupled Plasma，ICP）等。其中ICP是20世紀80年代發展起來的無機元素和同位素分析測試技術，它以獨特的接口技術將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質譜計的靈敏快速掃描的優點相結合，形成一種高靈敏度的分析技術。

比較而言，國內的獸醫診斷重點實驗室的儀器設備和人員配置都不比艾奧瓦州立大學的同行差，但是和生產的結合遠遠不如對方緊密。

最后我們來到了獸醫學院診斷實驗室的小動物診所（圖10），這里布局高大上，色彩明麗，讓人不禁想起建筑大師Frank Lloyd Wright和艾奧瓦州立大學的淵源。

本次報道，特別鳴謝艾奧瓦州立大學獸醫學院Jiangqiang Zhang教授、Qi Chen博士、Philip Gauger教授、Steve Ensley教授和李干武教授，南京農業大學陸承平教授和范紅結教授。

感謝以下媒體對本次參觀訪問作聯合報道：中國豬業高層交流論壇、博亞和訊、農財寶典、《國外畜牧學-豬與禽》編輯部、養豬信息網（圖11）。