小反芻獸疫根除戰略及現狀分析

劉偉潔,蘇 佳,趙 煒,陳曉春,白洪旭,薛青紅

(中國獸醫藥品監察所,北京 100081)

小反芻獸疫(Peste des petitus ruminants,PPR)是由與牛瘟病毒密切相關的副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒屬(Morbillivirus)的小反芻獸疫病毒(Peste des petits ruminants virus,PPRV)引起的急性傳染病[1],對動物健康和全球經濟造成了極為嚴重的影響,被認為是非洲、中東和亞洲所有動物疾病中最具破壞性的疾病之一,是我國的Ⅰ類動物疫病,是世界動物衛生組織(WOAH)法定報告的動物疫病,被列為全球擬根除的動物疫病之一[2],必須根據陸生動物衛生法典向WOAH報告,也是《全球跨境動物疫病防控框架》(Global framework for the progressive control of transboundary animal diseases,GF-TADs)全球五年行動計劃中列出的優先防控的疫病之一[3]。

1 小反芻獸疫概述

PPR是一種急性、烈性、具有高度傳染性的疾病,主要感染山羊和綿羊,且山羊更易感[4],具有極高的發病率和死亡率[5]。PPRV只有一個血清型,根據N基因特征將其分為四個基因系,即I、II、III和IV系[6],基因I、II、III系起源自非洲,基因IV系起源自亞洲,我國流行的PPR主要屬于基因Ⅳ系。PPRV基因組為負鏈RNA,病毒核衣殼呈螺旋狀對稱,包裹在脂質囊膜中,囊膜上有兩種糖蛋白纖突。病毒對環境和理化因子的抵抗力較弱,具有血凝性、神經氨酸酶活性和溶血性。

1942年,西非科特迪瓦首次報告了PPR。迄今為止,在全球范圍內,PPR已感染66個國家,其中包括38個非洲國家,27個亞洲國家和1個歐洲國家。根據聯合國糧食及農業組織統計數據庫 (Food and Agriculture Organization of the United Nations statistical databases,FAOSTAT) 的數據,全球小反芻動物數量目前約為21億頭,其中59.7%在亞洲,33.8%在非洲。據統計,非洲、中東和亞洲約有3.3億貧困人口飼養以綿羊和山羊為主的小型反芻動物,為貧困家庭提供奶、肉和肉制品、纖維和羊毛等,是全球3億多個農村家庭的主要牲畜資源,在貧困家庭的生計和糧食安全方面發揮著重要作用。PPR在非洲,亞洲和歐洲的廣泛分布損害牧民的糧食安全,生計和貿易,并對生物多樣性和生態系統健康構成威脅。

PPR于2007年首次傳入我國西藏阿里地區,由于控制措施得當,2010年5月以后西藏再未發生該病。2013年末該病再次傳入我國新疆,活羊流動造成了迅速傳播,在半年內波及了22個省份的261個縣,至2014年5月疫情已得到穩定控制。我國是養羊大國,2005年以來年均飼養量超過5.5億,超過全球年飼養量的20%,因此,該病防控事關畜牧養殖業的持續健康發展,事關農牧民增收,對促進養羊業發展意義重大。聯合國糧農組織(FAO)和WOAH于2015年共同制定了《小反芻獸疫全球控制與根除戰略》(Global control and eradication strategy of PPR,PPR-GCES),并計劃到2030年徹底根除該病,隨后于2016年制定了《小反芻獸疫全球根除戰略五年計劃(2017-2021)》,2022年在對五年計劃實施情況進行評估后又制定了《小反芻獸疫2030年全球根除藍圖》。

2 小反芻獸疫全球控制和根除戰略及可行性分析

小反芻獸疫全球控制和根除戰略由FAO和WOAH于2015年在在科特迪瓦阿比讓國際會議上共同提出,該戰略包括三個組成部分:控制和根除小反芻獸疫(第1階段至第4階段);加強獸醫服務;預防并控制其他重點小反芻動物病。雖然根除PPR是戰略的最終目標,計劃將在2030年實現,但它并不是一項“孤立的”活動,該戰略認識到,優質獸醫服務對于成功和可持續地實施全世界的PPR(和其他重大跨界疾病)預防和控制活動是必不可少的。因此,隨著一個國家逐步消除PPR,加強獸醫服務將是該戰略的第二個組成目標,這反過來將為控制其他重點疾病奠定基礎,這也是該戰略的第三個組成目標。

小反芻獸疫全球控制和根除戰略主要包括四個階段(圖1):第一階段是流行病學的評估階段,即對全國范圍內家畜和部分野生動物的PPR感染流行情況進行全面評估,并確定其引入、維持和傳播的主要風險因素,該階段針對不同國家的實際情況預計將持續1～3年;在第二階段,將控制PPR臨床疾病和感染,制定基于風險的控制策略,并將在這一階段期間根據第一階段的評估結果在確定的區域或生產系統中實施包括疫苗接種在內的控制活動,該階段將持續2～5年;第三階段是根除階段,這一階段正朝著根除的方向邁進,要及時發現任何可能與PPR相關的疫情,并立即采取適當措施加以控制,該階段預計持續2～5年;在第4階段,必須暫停接種疫苗,國家提供證據證明24個月之內沒有病毒在區域或國家一級傳播,并且準備申請官方的無PPR身份。該戰略包括評估、控制、根除和維持無PPR狀態,要確保該戰略的順利實施,不僅需要協調一致地進行準備計劃,進行獸醫工作者及相關人員的能力建設,提高農民等利益相關者的意識和參與度,還要建立健全相關的法律體系。無論一個國家最初處于該戰略的哪一階段,都應該把握好診斷系統、監測系統、預防控制系統、法律框架、相關利益者的參與這五個關鍵要素[7],在五個方面達到足夠的能力,以便進入下一階段的控制和根除。

圖1 小反芻全球控制與根除戰略的四個階段[8]

此外,戰略還開發了PPR監測和評估工具(PPR monitoring and assessment tool,PMAT)和疫苗接種后評估工具(Post-vaccination evaluation tool, PVE),PMAT根據四個不同階段對國家進行分類可用于國家的自我評估,也可用于外部專家應國家要求進行的外部獨立評估;PVE將使用包括主動監測和被動監測在內的各種方法來對疫苗接種效果進行評估。除此之外,全球戰略還將建立PPR的全球研究和專門知識網絡(PPR-Global research and expertise network, PPR-GREN),提高專家、機構和地區組織技術交流的質量和效率,以便在研究人員、技術機構、區域組織、知名專家等之間建立強有力的伙伴關系,并作為科學和技術協商和討論的論壇。

PPRV由于與牛瘟病毒同屬于麻疹病毒屬,且在病原學等諸多方面與牛瘟病毒具有很大的相似性,成為繼天花病毒和牛瘟病毒之后最有希望實現全球清除的第三種病毒。而且自2015年提出PPR-GCES以來,截至2020年5月,已有58個國家和納米比亞的一個行政區被認定為小反芻獸疫無疫區,其中俄羅斯和萊索托于2019年新加入這一行列。此外,21個連續五年沒有新增病例的國家進入到準備文件資料,供WOAH驗證無小反芻獸疫的狀態。為達到無小反芻獸疫狀態,各國需在FAO和WOAH支持下,完成一整套四個階段的流程(評估、控制、根除和根除后續行動)。到2022年,76個目標國家中有68個制定了PPR國家戰略計劃,以評估、控制并最終實現消除PPR的目標。

PPR具有以下幾個利于根除的特點:①PPRV只有一種血清型。PPRV的基因組目前至少有四個譜系:第Ⅰ譜系和第Ⅱ譜系出現在非洲,第Ⅲ譜系出現在非洲和中東,第Ⅳ譜系出現在亞洲和非洲,但四種譜系間具有交叉保護性,因此可以在幾乎所有的小反芻獸疫疫區使用同一種疫苗對動物進行免疫,而不受不同血清型的影響,既可以實現動物的大規模免疫,同時也減少了疫苗研發的工作量。②PPRV傳播途徑和宿主動物較為單一。PPRV主要是通過健康動物與患病動物直接接觸傳播,不依靠蜱、蚊、蠓、螨等其他昆蟲進行擴散,且沒有證據表明存在具有流行病學意義的野生動物宿主。山羊和綿羊是小反芻獸疫的主要宿主動物,并且山羊相對于綿羊更為易感,因此在實施免疫接種時,可以有針對性地對山羊和綿羊進行免疫,而且山羊綿羊體型相對較大,便于集中飼養管理,在動物患病后只需要對患病動物進行撲殺隔離等操作即可有效控制疾病擴散。③疫苗免疫持續期長,免疫效力高。經典的疫苗如Nigeria 75/1疫苗和Sungri 96疫苗均能產生持久的免疫力,在接種后30～45天保護性抗體達到最高水平,且接種能持續3年以上,長時間的免疫持續期避免了二次免疫。其他疫苗株如Sungri 96也具有相同的免疫效力,并且免疫效力可維持六年。④PPR是一種地方性流行疾病,1942年最早發現于西非,隨后傳播至東非、阿拉伯半島和印度南部。在非洲主要流行于中部和北部,在亞洲主要流行于中東和南部,而在美洲和大洋洲幾乎沒有PPR的流行,傳播區域較為局限,未呈現出全球流行態勢。⑤診斷技術的日益發展。快速敏感的現場診斷技術對PPR的根除起到關鍵性的作用。牛瘟病毒在基因上與PPRV具有很大的相似性,往往會對PPRV的診斷產生干擾,因此牛瘟病毒的根除使PPRV診斷的敏感性和特異性都得到了提高。除了傳統的ELISA和RT-PCR方法之外,熒光定量RT-PCR和LAMP等技術操作簡便,敏感度更高,適用于更加大批量的臨床檢驗。薛青紅[9]等依據PPR血清抗體動力學變化規律,創建了抗原表位篩選平臺,建立了區分PPR疫苗免疫與自然感染抗體的鑒別診斷技術。⑥新型疫苗的研制。使用有效的PPR減毒活疫苗可在接種的綿羊和山羊中誘導終身保護性免疫,并對四種譜系產生交叉保護,現有的減毒活疫苗應用廣泛,但仍存在一些不足,包括耐熱性低和不能區分感染動物和接種動物(DIVA)。目前疫苗研究的方向主要是開發耐熱(TT)疫苗和DIVA疫苗,以促進PPR疫苗的廣泛使用,從而增強群體免疫力,并區分接種疫苗的動物和自然感染的動物。英國開發了兩種重組減毒活疫苗并在山羊中成功進行了評價。兩種DIVA疫苗均安全有效,并提供了與其母體Nigeria75/1和Sungri 96減毒活疫苗相似的免疫應答[10]。

3 我國小反芻獸疫防控現狀及根除策略分析

3.1 PPR流行現狀 近兩年全球小反芻獸疫流行狀況沒有明顯變化,主要在非洲北部和中部以及蒙古等地區流行。我國西部和南部周邊國家疫情形勢不明朗,疫情傳入風險持續存在。2021年,全國共記錄了14起疫情,疫情集中在西部地區,主要在流通市場、屠宰場和一些農場以及青藏高原的一些山區野生動物中。2022年僅新疆維吾爾自治區報告1例外省輸入性疫情。目前在中國流行的毒株仍屬于IV系,沒有明顯的基因變化,可以繼續使用我國的PPRV疫苗進行免疫。根據監測數據,預計未來中國的小反芻獸疫仍將零星爆發,中國境外的野生動物再次感染的風險集中在青藏高原、天山、賀蘭山和祁連山上的野生動物,區域性爆發的可能性不大。

3.2 診斷技術的研發 快速、準確的現場診斷將有助于監測和控制疫情。PPR病原體的檢測通常在參考實驗室使用世界動物衛生組織 (WOAH) 推薦的檢測方法進行測試,從而導致病原體檢測延遲。早期對PPRV的檢測主要是通過瓊擴實驗或病毒中和實驗,特異性和敏感性較差,目前最常用的方法是ELISA和RT-PCR方法,ELISA既可以作為抗原檢測方法又可以作為抗體檢測方法,郭昌明等[11]以PPRV N蛋白為抗原建立了PPRV 雙抗夾心 ELISA 法,具有很高的靈敏性和特異性,通過該方法監測的25份樣本與電鏡觀察法符合率為100%。錢榜等[12]通過將篩選出的多個H蛋白B細胞表位肽段串聯后作為抗原建立的間接ELISA方法,不需要偶聯二抗,具有良好的特異性。通過再增加一對特異性引物對PCR 產物二次擴增的方式建立的靶向PPRV N基因的巢式RT-PCR(RT-nPCR)方法,可以對感染初期等病毒拷貝數較低的情況進行診斷[13],此外,多重RT-PCR既可以針對單個病原多重擴增也可以更加準確地對多種病原開展同時檢測,檢測效率得到了提高[14]。2022年中國農業科學院蘭州獸醫研究所研制出了“羊小反芻獸疫病毒抗體檢測試紙條”,并獲得國家一類新獸藥注冊證書[15],這是國內外首次成功研制的一款羊小反芻獸疫病毒抗體檢測試紙。該產品的獲批,標志著小反芻獸疫病新型臨床快速診斷產品向產業化邁出了最關鍵的一步。

3.3 疫苗的應用 目前針對PPR的疫苗主要有減毒活疫苗、滅活疫苗、DNA疫苗、重組亞單位疫苗、病毒樣顆粒疫苗(VLPs)、反向遺傳學改造的疫苗和病毒載體疫苗。Sungri 96和Nigeria 75/1是目前使用最多的疫苗,都可以誘導針對PPRV 四種譜系的保護性免疫[16],缺點是無法區分接種動物和感染動物;滅活疫苗具有更高的安全性,主要在非流行地區使用;PPRV VLPs在山羊中的免疫原性也已得到證實[17];還有以痘病毒載體[18]、牛皰疹病毒載體[19]、新城疫病毒載體[20]和腺病毒載體[21]等為主的病毒載體疫苗。我國主要使用的是PPRV Clone9株開發的疫苗和小反芻獸疫、山羊痘二聯活疫苗(Clone9株+AV41株),已用于國內PPR防控。目前PPR疫苗的研究方向是開發耐熱疫苗和DIVA疫苗,兼有免疫保護與血清學監測雙重作用的DIVA疫苗目前處在研究的初始階段,重組活載體疫苗和病毒樣顆粒疫苗將是未來DIVA疫苗的候選。

3.4 免疫情況及防控策略 基于FAO和WOAH等根除全球牛瘟的成功經驗,理論上,3月齡以上的小反芻動物群體應100%接種疫苗,并且疫苗接種方案要考慮生產系統的類型。在我國,根據農業部印發的《國家動物疫病強制免疫計劃》[22],PPR是五類免疫病種之一,要求群體免疫密度應常年保持在90%以上,其中應免畜禽免疫密度應達到100%,免疫抗體合格率應常年保持在70%以上。2022年1月,農業農村部發布《國家動物疫病強制免疫指導意見(2022-2025年)》[23],要求對全國所有羊進行PPR免疫,做到能免則免,保證免疫抗體合格率達到70%以上,構筑有效 PPR免疫屏障,做好PPR防控工作。近幾年在國家政策的號召下,各省市對當地小反芻獸疫免疫情況進行監測,據不完全統計,湖南省在2014-2016年展開監測,其中2014-2015年山羊免疫抗體水平未達到70%的標準,2016年全省各市州免疫抗體水平達70%;貴州省在2017-2020年展開監測,平均個體免疫合格率達到85%,群體免疫合格率達到90%,且均呈現出逐年上升的態勢;合肥市在2017-2019年展開監測,共抽檢了59個場的3000多份樣品,平均個體免疫合格率達到87%,群體免疫合格率達98%。2021年六盤水市對轄區內的種羊場、規模養殖場及部分散養羊進行檢測,總體抗體合格率達78.8%,符合國家標準。為了盡快在全國范圍內消滅小反芻獸疫,保障國內養羊業的健康發展,農業部于2016年制定了《全國小反芻獸疫消滅計劃(2016-2020年)》[24],力爭在2020年實現全國范圍內的小反芻獸疫的清除,達到小反芻獸疫非免疫無疫區標準。2021年制定的國家動物疫病監測與流行病學調查計劃(2021-2025年)中也包含了小反芻獸疫監測計劃[25],對31個省份和新疆生產建設兵團的山羊、綿羊、野羊進行監測。這些政策的頒布對進一步了解國內小反芻獸疫流行現狀、掌握小反芻動物的免疫情況、評估國內疫情傳播風險、開展疾病的監測與流行病學調查工作、推進全國小反芻獸疫的消滅起到了推動作用。

4 總結與展望

小反芻獸疫病毒是繼天花、牛瘟病毒之后最有可能被清除的病毒。人類與牛瘟病毒鏖戰千年才最終將其消滅,相比起牛瘟,PPR自從1942年第一次被發現,距今只有80年的歷史,且具有傳染期短、傳播途徑單一、環境中存活時間短等一系列利于根除的特點,還可以吸取根除牛瘟過程中積累的寶貴經驗,全球消滅PPR已經具備包括疫苗、診斷技術等在內的良好的條件。由于PPR病毒屬于麻疹病毒屬,其中還包括人類麻疹病毒和犬瘟熱病毒等,PPR可以受益于已知的這些疾病的相關研究經驗,并為未來相關病毒的研究提供信息。但與此同時,我國PPR的根除也面臨著一些挑戰:我國羊的存欄量較大,需要巨大的疫苗儲備量,對養羊業來說是一筆巨大的經濟支出;盡管PPRV感染了許多野生動物物種,但迄今為止沒有證據表明PPRV在野生種群中得以維持,還需要對在野生動物中的傳播機制進行深入研究,防止自然疫源地的形成[26];缺乏完善的血清學監測系統,需要加快研制既具有保護作用又能具有血清學監測作用的DIVA疫苗的研制等。

目前,根除小反芻獸疫已經是全球共識,各國都在加強疾病監測、實驗室診斷、疫苗生產和接種的能力。在一些受PPR影響較為嚴重的國家和地區還開展了針對農民和獸醫工作人員的培訓,以提高相關人員對疾病的認識。全球根除方案的實施有利于減輕貧困、提高創收能力、改善小農生計,我國作為養羊大國,更應該在全球控制與根除戰略的指導下,進一步加大防控力度,借助PMAT、PVE、GREN等工具進行自我評估,同時進一步加強國際合作,積極參與區域及全球PPR防控,共同推動我國和全球的PPR根除進程。