畜牧疾病新型診斷技術的應用與研究

摘 要：隨著畜牧業的快速發展和養殖規模的不斷擴大，畜牧疾病防控已成為保障畜牧業健康可持續發展的重要環節之一。傳統的畜牧疾病診斷方法存在耗時長、準確性低、依賴經驗等問題，難以滿足現代畜牧業高效、精準的發展要求。通過對近年來的畜牧疾病新型診斷技術（如分子生物學技術、免疫學技術、生物傳感器技術、人工智能與大數據分析等）進行分析，探討其在提高疾病診斷效率、準確性及早期預警能力中的應用效果，以促進畜牧業發展。

關鍵詞：畜牧疾病；新型診斷技術；分子生物學；免疫學

中圖分類號：S85 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2024）12-95-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.023

0 引言

畜牧業是現代農業產業體系的重要組成部分，對保障全球食品安全、促進經濟增長及農村發展具有深遠影響。然而，畜牧疾病的頻發嚴重威脅著畜牧業的生產安全。傳統的診斷方法（如臨床癥狀觀察、病理剖檢等）雖能在一定程度上識別疾病，但存在諸多不足。因此，探索和應用畜牧疾病新型診斷技術，對提高疾病防控水平、減少經濟損失具有重要意義。

1 分子生物學技術在畜牧疾病診斷中的應用

1.1 聚合酶鏈式反應技術及其衍生技術

聚合酶鏈式反應（PCR）技術通過模擬體內脫氧核糖核酸（DNA）的復制過程，可快速擴增特定的DNA片段，從而實現對微量病原微生物核酸的大量復制，便于檢測。在畜牧疾病診斷過程中，PCR技術被用于快速檢測各種病原微生物（如細菌、病毒、寄生蟲等）。實時熒光定量PCR技術作為PCR技術的重要衍生技術，通過引入熒光探針或熒光染料，在PCR擴增過程中能實時監測反應體系中熒光信號的變化，從而實現對靶標DNA的定量檢測。相較于傳統的PCR技術，實時熒光定量PCR技術不僅操作簡便、結果直觀，還能更準確地反映出病原體的載量，為疾病的早期診斷和病情評估提供強有力支持。實時熒光定量PCR技術在非洲豬瘟、禽流感等重大動物疫病的防控中發揮著重要作用，為快速篩查、隔離和治療提供了科學依據［1］。

1.2 基因測序技術

目前，全基因組測序、單基因測序等高通量測序技術已被應用于畜牧疾病診斷中。這些技術能高精度解析病原體的遺傳信息，為病原鑒定、遺傳變異分析、毒力評估及疫苗研發提供強有力支持。在畜牧疾病病原鑒定方面，全基因組測序技術能全面揭示病原體的基因組特征，通過對比分析，能快速準確地鑒定出未知病原體或已知病原體的新變種。同時，該技術還能揭示病原體之間的進化關系和傳播路徑，為疾病溯源提供重要線索。在遺傳變異分析方面，單基因測序技術能檢測出病原體特定基因的變異情況，通過檢測特定位點的單核苷酸多態性（SNP）或其他類型的變異，從而評估病原體的毒力、耐藥性等重要特征，對制定針對性的防控策略、優化疫苗設計具有重要意義。

1.3 核酸等溫擴增技術

環介導等溫擴增（LAMP）等新型核酸等溫擴增技術具有操作簡便、快速高效的優點，在畜牧疾病現場快速檢測中具有廣闊的應用前景。LAMP技術利用鏈置換DNA聚合酶，在恒溫條件下進行DNA擴增，不用復雜的溫度循環設備，從而簡化操作流程。該技術還具有較高的靈敏度和特異性，能在較短時間內實現對大量樣本的并行檢測。LAMP技術適用于基層獸醫站、養殖場等的現場檢測，能有效防止疫情的擴散。此外，LAMP技術還可與便攜式檢測設備相結合，從而實現現場即時檢測（POCT），進一步提高疾病診斷的時效性和準確性。在非洲豬瘟、口蹄疫等重大動物疫病的防控中，LAMP技術已得到初步應用，并展現出良好的應用前景［2］。

2 免疫學技術在畜牧疾病診斷中的應用進展

2.1 血清學檢測的改進與應用

血清學檢測作為畜牧疾病診斷的基石，在近年來實現了顯著性的技術革新，特別是對酶聯免疫吸附試驗（ELISA）與凝集試驗的優化，極大提高了診斷的精準度和效率。ELISA技術具有高度的敏感性和特異性，已成為抗體水平監測的“金標準”。引入酶標記系統、優化抗原抗體反應條件及開發智能化分析軟件，不僅簡化了ELISA試劑盒的操作流程，還能顯著提高檢測結果的穩定性和可靠性。自動化ELISA分析儀的普及更是實現了批量樣本的快速處理與結果分析，極大地縮短了檢測周期。傳統的凝集試驗經標準化改進（如優化電解質濃度、統一反應時間等），使得結果更加一致，且易于判讀。此外，新型凝集試驗引入了反向間接血凝試驗和乳膠凝集試驗，不僅豐富了檢測手段，還能提高檢測的靈敏度和特異性。這些改進使得凝集試驗在畜牧疾病的現場篩查、疫苗效果評估等方面發揮出更大的作用。

2.2 免疫層析技術

免疫層析技術是一種基于抗原抗體特異性結合原理的快速檢測技術，具有操作簡便、結果直觀、檢測速度快等優點，在畜牧疾病現場快速篩查中具有獨特優勢。免疫層析試紙在現場快速篩查中的便捷性主要體現在以下3個方面：不用復雜的儀器設備，只用簡單的操作即可完成檢測；檢測結果直觀易讀，不用專業人員進行判斷；檢測速度快，能在較短時間內完成對大量樣本的篩查。免疫層析試紙已成為基層獸醫站、養殖場等現場檢測的理想選擇。在非洲豬瘟、禽流感等重大動物疫病的防控中，免疫層析試紙已展現出良好的應用效果［3］。

2.3 單克隆抗體技術

單克隆抗體技術以高度的特異性和均一性而在畜牧疾病診斷中獨樹一幟，且能精準識別特定抗原表位。在識別疾病標志物上，單克隆抗體能迅速鎖定并結合特異性抗原或抗體，為早期診斷提供依據。例如，非洲豬瘟等疾病的快速檢測，正是得益于特異性單克隆抗體。此外，單克隆抗體的應用還能推動高靈敏度檢測方法（如免疫熒光與免疫組化技術）的創新，能極大提高診斷的準確性和靈敏度。在精準治療方面，單克隆抗體作為靶向治療的“導彈”，能精確打擊疾病相關靶點（如腫瘤細胞的生長因子受體），并能有效抑制其生長與擴散。目前，單克隆抗體在畜牧疾病治療中的應用雖然有限，但其潛力巨大。隨著研究的深入和技術不斷進步，單克隆抗體將在畜牧疾病精準治療中將發揮越來越重要的作用［4］。

3 生物傳感器技術在畜牧疾病診斷中的創新

3.1 光學傳感器的應用與潛力

光學傳感器是基于熒光、拉曼光譜等原理的檢測裝置，為生物標志物的快速、精準檢測提供了新途徑。熒光傳感器通過檢測目標分子與熒光探針之間的相互作用，實現信號放大和特異性識別，具有高靈敏度、高選擇性的優點。熒光傳感器可用于檢測動物體液或組織中的特定病原體、代謝產物或抗體，為疾病的早期診斷提供強有力支持。拉曼光譜傳感器是基于拉曼散射效應的檢測裝置，通過分析獲取到的分子振動和轉動信息，實現對復雜生物樣本的無損檢測，不用樣品預處理，能直接檢測活體組織或細胞內的化學成分，具有非侵入性和實時檢測的潛力。光學傳感器在畜牧疾病診斷中的應用不僅提高了檢測的準確性和靈敏度，還能實現對動物個體的實時、無損監測。例如，給動物佩戴含有光學傳感器的智能項圈或耳標，可實時監測其體溫、心率等生理指標，能及時發現異常情況，并預警疾病風險。此外，光學傳感器還可與便攜式檢測設備相結合，實現現場快速檢測。

3.2 電化學傳感器的探索與應用

電化學傳感器是基于電化學原理的裝置，通過檢測體液中電解質的變化情況、生物分子濃度等參數，為畜牧疾病早期診斷提供新思路。電化學傳感器具有響應速度快、靈敏度高、成本低廉等優點，適用于對大規模樣本的快速篩查。在畜牧疾病診斷中，電化學傳感器可用于檢測動物血液中的電解質平衡、代謝產物濃度及特定生物標志物的含量。技術人員通過分析這些數據，可評估動物的健康狀況，預測疾病風險，并制定相應的防控措施。近年來，隨著納米技術和材料科學的進步，電化學傳感器的性能得到顯著提升。新型電化學傳感器更注重對復雜生物樣本的適應性和抗干擾的能力，使其在畜牧疾病早期診斷中的應用更加深入。

3.3 生物芯片技術的優勢與應用前景

生物芯片技術是一種高通量、可并行檢測的新技術，具有集成化、自動化和快速化的特點。生物芯片技術能同時檢測多個生物標志物，并提供全面的疾病信息，為疾病的精準診斷和治療提供強有力支持。生物芯片包括基因芯片、蛋白質芯片、細胞芯片等類型，且每種芯片是針對不同檢測目標進行設計的。基因芯片通過大規模并行檢測基因表達譜或基因突變情況，揭示疾病發生發展的分子機制；蛋白質芯片用于檢測體液中蛋白質的種類和含量變化，并評估生物體的免疫狀態和代謝水平；細胞芯片通過模擬體內環境，研究細胞間的相互作用和信號傳導過程。在畜牧疾病多指標篩查中，生物芯片技術能實現對多種病原體、代謝產物和免疫指標的同步檢測，提高診斷的準確性和效率。

4 人工智能與大數據在畜牧疾病診斷中的融合應用

4.1 數據分析與挖掘

大數據技術為疾病的預防、監測和治療提供了新路徑。大數據技術通過收集、整理和分析海量的畜牧疾病相關數據（包括動物健康狀況、飼養環境、疾病發生歷史、氣象條件等信息），構建全面的疾病數據網絡，不僅有助于揭示疾病發生的規律和趨勢，還為機器學習和深度學習算法提供了豐富的訓練素材。機器學習和深度學習算法通過自動學習和優化，能從大數據中挖掘出隱藏的模式和關聯，進而構建出精準的疾病預測模型。這些模型能預測疾病的發生概率、流行趨勢及可能的影響因素，為畜牧業的健康管理和疾病防控提供科學依據。例如，分析歷史疫情數據和氣象數據，可預測某些傳染病在特定季節或氣候條件下的暴發概率，從而提前采取措施進行預防。

4.2 智能診斷系統的創新應用

基于AI的智能診斷系統是人工智能與畜牧疾病診斷融合的又一項重要成果。利用圖像識別、自然語言處理等先進技術，能實現對動物疾病癥狀的高效、準確識別，并輔助獸醫進行診斷決策。圖像識別技術通過捕捉和分析動物的體表、眼結膜、口腔等部位的圖像，能自動識別出異常癥狀（如皮膚病變、眼結膜充血等）。這種非侵入性檢測方法不僅能減少動物出現應激反應的次數，還提高診斷的準確性和效率。同時，自然語言處理技術能處理和分析獸醫的病歷記錄、癥狀描述等文本信息，提取關鍵信息，并生成診斷建議，為獸醫提供決策支持。

4.3 精準防控策略的實施

結合大數據與AI技術，能提出更精準、有效的畜牧疾病防控策略。首先，通過大數據分析和機器學習算法，可建立早期的預警系統，實時監測和評估動物群體的健康狀況，及時發現異常情況，并預警潛在的疾病風險。其次，基于AI的智能診斷系統能快速、準確地識別出動物疾病癥狀，為獸醫提供科學的診斷依據，并制定個性化的治療方案。再次，通過大數據分析來了解不同動物種類、飼養環境等因素對疾病發生的影響，為制定具有針對性的防控措施提供數據支持。最后，通過綜合應用大數據與AI技術可實現對畜牧疾病的精準防控，降低疾病的發生率，提高動物健康水平，促進畜牧業的可持續發展［5］。

5 結束語

畜牧疾病新型診斷技術不斷涌現，為畜牧業健康發展提供強有力的技術支撐。然而，技術的推廣與應用仍面臨成本、標準化、人才培養等問題。未來，要進一步加強跨學科合作，推動技術創新與成果轉化，構建更加完善的畜牧疾病防控體系，以應對日益復雜的疾病挑戰，促進畜牧業可持續發展。

參考文獻：

［1］呂海東.畜牧獸醫領域新型診斷技術方法的探索研究［J］.今日農業，2024（7）：B76.

［2］孫辰曄.試論獸醫病理診斷技術在動物疾病診治中的作用［J］.農家致富顧問，2021（2）：205.

［3］胡懷彬.畜牧養殖中常見疾病的發病原因及防治措施的探討［J］.中國畜禽種業，2023，19（4）：151-155.

［4］于建華，郭沂濤，徐承倩.加強鄉鎮畜牧獸醫站對畜禽疾病的防控工作［J］.畜牧業環境，2023（2）：68-69.

［5］韓金峰.獸醫病理診斷技術在畜禽疾病診治中的應用［J］.今日畜牧獸醫，2021，37（3）：58.