1、动物传染病防控技术与科研需求动物传染病防控技术与科研需求陈焕春陈焕春华中农业大学华中农业大学一、兽医学的战略地位一、兽医学的战略地位n兽医学是保障动物和人类健康的重要学科，在动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。随着态环境健康等方面起到主导性作用。随着“一个一个世界、一个医学、一个健康世界、一个医学、一个健康”和和“健康动物健健康动物健康食品健康人类康食品健康人类”新观念的提出，兽医学的作新观念的提出，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用正在不断的扩大和延
2、伸，在国民经济和社会稳定中发挥着越来越重要的作用。定中发挥着越来越重要的作用。1.畜牧业的快速发展对兽医学科的需求畜牧业的快速发展对兽医学科的需求 n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。平，主要原因是动物疾病问题。n动物疾病引起动物死亡造成的直接经济损失每年达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。以上，引起饲料、药物、人工浪费等间接经济损失上千亿元。n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，动物疫病的日趋复杂。主
3、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、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，经济损失巨大危害越来越大，给防治造成了困难，经济损失巨大 2.加强人兽共患病的防控、保障人民加强人兽共患病的防控、保障人民生命财产安全，对兽医学科的需求生命财产安全，对兽医学科的需求 n60的人类传染病来源于动物，的人类
4、传染病来源于动物，50的动物传染的动物传染病可以传染给人。当今人类新发传染病病可以传染给人。当今人类新发传染病80来源来源于动物。于动物。n在在1400多种引起人类疾病的病原中，有多种引起人类疾病的病原中，有800余种是余种是通过了种间屏障是由动物病原引起。在过去通过了种间屏障是由动物病原引起。在过去25年，年，出现出现38种新病原体，其中种新病原体，其中75源于动物。源于动物。2019SARS2019高致病性高致病性禽流感禽流感2019人人猪链猪链球菌病球菌病2019乙型脑炎乙型脑炎2009甲型甲型H1N1流感流感3.拒外来病于国门之外对兽医学科的需求拒外来病于国门之外对兽医学科的需求 n非
5、洲猪瘟非洲猪瘟n疯牛病疯牛病n裂谷热裂谷热n西尼罗脑炎西尼罗脑炎n尼帕病毒病尼帕病毒病n埃博拉病埃博拉病n病原学研究病原学研究n病原与宿主相互作用研究病原与宿主相互作用研究n动物基础免疫学研究动物基础免疫学研究n临床诊断及检测检验技术研究临床诊断及检测检验技术研究n药物靶标和兽药作用机制研究药物靶标和兽药作用机制研究n动物源性食品安全研究动物源性食品安全研究二、动物传染病防控科研需求二、动物传染病防控科研需求 基础研究基础研究1.开展更加系统的病原学研究开展更加系统的病原学研究n新病原分离鉴定、病原生态学与流行病学的研新病原分离鉴定、病原生态学与流行病学的研究：究：为动物重大疫病的防控提供理论
6、依据为动物重大疫病的防控提供理论依据n病原基因组学研究病原基因组学研究：揭示病原遗传变异规律和：揭示病原遗传变异规律和重组产生新病原的潜能重组产生新病原的潜能n转录组学、蛋白质组学、代谢组学和免疫组学转录组学、蛋白质组学、代谢组学和免疫组学研究：研究：为揭示动物病原的生长、代谢、调控、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致病与免疫机理等奠定基础n病原大分子结构与构像的解析及基因网络与调病原大分子结构与构像的解析及基因网络与调控研究：控研究：从分子水平揭示致病机理。从分子水平揭示致病机理。2.深入研究病原与宿主的相互作用机制深入研究病原与宿主的相互作用机制n与吸附、黏附、侵
7、袭相关的病原组分及其受体与吸附、黏附、侵袭相关的病原组分及其受体的发现的发现n病原及其组分侵入宿主细胞和在胞内运输的分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子细节的解析n感染宿主的基因表达差异、信号转导途径和调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控网络的揭示n 为病原体的组织嗜性、跨种感染、致病的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。设计提供理论依据。3.加强动物基础免疫学研究加强动物基础免疫学研究n病原的保护性抗原、病原的保护性抗原、B细胞表位和细胞表位和T细胞表位的筛选细胞
8、表位的筛选n多种动物免疫相关的信号分子、效应分子、调控分子和非多种动物免疫相关的信号分子、效应分子、调控分子和非编码编码RNAn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免疫逃避与免疫抑制的分子机制n为疫病诊断、疫苗研制与抗病育种奠定基础。为疫病诊断、疫苗研制与抗病育种奠定基础。4.兽医临床诊断及检测检验技术兽医临床诊断及检测检验技术n疾病过程中的一些特异表达的因子和特异调节因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子及其蛋白组学或酶组学的分子检测和监控技术的研究，
9、对于疾病的准确诊断和预后监控评估具的研究，对于疾病的准确诊断和预后监控评估具有重要价值。有重要价值。n开展兽医临床诊疗技术、兽医检测检验技术和现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和公共卫生等方面应用的研究5.药物靶标和兽药作用机制研究药物靶标和兽药作用机制研究n兽药是养殖业赖以生存兽药是养殖业赖以生存和发展不可缺的物质和发展不可缺的物质n基于基因组学、蛋白组基于基因组学、蛋白组学的高通量信号通路分学的高通量信号通路分析，高通量筛选药物作析，高通量筛选药物作用新靶标，先导化合物用
10、新靶标，先导化合物的制备、结构修饰与优的制备、结构修饰与优化，药物生物标志物的化，药物生物标志物的发现。发现。6.重视动物源性食品安全研究重视动物源性食品安全研究n食品安全是全世界共同关注的热点问题食品安全是全世界共同关注的热点问题n对药物残留、违禁物品的检测与监控对药物残留、违禁物品的检测与监控n对沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌等重要食源对沙门氏菌、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性微生物的分离鉴定、快速检测以及消除污染的策略研究的策略研究n食源性寄生虫病与人兽共患病病原学、预防、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控制技术及其基础研
11、究n为提高动物源性食品安全，保障人民健康为提高动物源性食品安全，保障人民健康提供技术支撑。提供技术支撑。三、动物传染病防控科研需求三、动物传染病防控科研需求 高技术研究高技术研究n 疫苗的分子设计越来越受到重视疫苗的分子设计越来越受到重视 n在病原基因组学、蛋白质组学、反向疫苗学在病原基因组学、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的靶抗原进行修饰改造以进一步提高其免疫原性原性 中和抗体中和抗体细胞免疫细胞免疫表位表位A
12、A（诱骗表位诱骗表位）表位表位B B（中和表位中和表位）辅助序列辅助序列5-FAVLVNANSNSSSHFQLIYNLTLCELN-3 猪繁殖与呼吸综合征病毒猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5基因修饰增强免疫基因修饰增强免疫原性原性v在在ORF5ORF5基因基因N N端胞外区的诱端胞外区的诱骗表位与中和表位间插入辅骗表位与中和表位间插入辅助序列，使中和表位充分展助序列，使中和表位充分展示，可显著增强免疫原性。示，可显著增强免疫原性。消除消除ORF5基因潜在的基因潜在的N-糖基化位点能进一步提糖基化位点能进一步提高免疫原性高免疫原性 5.CFAVLVNANSSHFQLIYLCELNGTD.34445
13、1表位表位表位表位 B0 00.20.20.40.40.60.60.80.81 11.21.2PCI-neoPCI-neoPCI-52PCI-52PCI-M34PCI-M34PCI-M51PCI-M51PCI-PCI-M34+51M34+51OD630OD630首免周首免周 首免周首免周 基因缺失标志疫苗基因缺失标志疫苗 未来疫苗发展的重点未来疫苗发展的重点 n使区分免疫动物和野毒感染动物成为可能，为疫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。病的根除提供强有力的技术支撑。n猪伪狂犬病基因缺失标记疫苗及其配套鉴别诊断猪伪狂犬病基因缺失标记疫苗及其配套鉴别诊断试剂的
14、联合应用是成功控制和根除动物疫病的典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。范。美国等一些国家成功地根除了猪伪狂犬病。n同时其它病毒，如猪瘟、新城疫、牛传染性鼻气同时其它病毒，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。划奠定了基础。v以猪胸膜肺炎放线杆菌（以猪胸膜肺炎放线杆菌（APPAPP）血清）血清7 7型为出发菌株，构建了型为出发菌株，构建了毒素毒素II(ApxII)II(ApxI
15、I)激活基因激活基因C C基因缺失而又不影响毒素基因缺失而又不影响毒素IIII结构基结构基因因A A基因的基因缺失疫苗株基因的基因缺失疫苗株(APP ApxIIC(APP ApxIIC-)。Western blot Western blot1:parent strain1:parent strain；2:mutant strain2:mutant strain猪传染性胸膜肺炎基因缺失疫苗猪传染性胸膜肺炎基因缺失疫苗Strain testedBacterial concentration(CFU)aNo.dead/No.testedAttenuation factora a 亲本株亲本株(ser
16、otype 7)210810/101110810/10210710/10基因缺失株基因缺失株21090/1010011090/1021080/10 对照组对照组TSB broth0/10-基因缺失株基因缺失株APP ApxIIC-与亲本菌株相比毒力已与亲本菌株相比毒力已显著降低，具有很高的安全性显著降低，具有很高的安全性GroupsSerovar of challengeMortalitySurvival rateProtective rate(%)Apx IIC-Serovar 70/44/4100Serovar 1 3/43/475ControlSerovar 74/40/40Serova
17、r 1 4/40/40v基因缺失疫苗株对同源血清型野生菌的攻击获得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了完全保护，对异型野生菌攻击的免疫保护率达到到7575。APP ApxCAPP ApxC-基因缺失株对猪的免疫保护基因缺失株对猪的免疫保护病毒病毒/细菌活载体疫苗细菌活载体疫苗 一针防多病一针防多病n猪伪狂犬病毒和禽痘病毒分别作为猪用和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禽用的活病毒载体，得到了广泛开展并取得了显著的成果。得了显著的成果。n表达猪瘟病毒表达猪瘟病毒E2的重组伪狂犬病毒二价疫苗能的重组伪狂犬病毒二
18、价疫苗能同时抵抗两种病毒的攻击同时抵抗两种病毒的攻击n以禽痘病毒为载体，表达新城疫病毒和以禽痘病毒为载体，表达新城疫病毒和H5亚型亚型禽流感病毒免疫原性蛋白的重组活载体疫苗已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在美国获得生产许可证n比较成熟的疫苗载体：比较成熟的疫苗载体：n猪伪狂犬病毒载体猪伪狂犬病毒载体n痘病毒载体痘病毒载体n新城疫病毒载体新城疫病毒载体n沙门氏菌载体沙门氏菌载体n 正在开发的活病毒正在开发的活病毒/细菌载体：细菌载体：n猪瘟病毒载体猪瘟病毒载体n猪胸膜肺炎放线杆菌载体猪胸膜肺炎放线杆菌载体以伪狂犬病毒为载体的基因工程疫苗研究以伪狂犬病毒为载体的基因工
19、程疫苗研究 n伪狂犬口蹄疫（伪狂犬口蹄疫（Vaccine，2019）n伪狂犬猪乙型脑炎（伪狂犬猪乙型脑炎（Vaccine，2019）n伪狂犬猪圆环病毒（伪狂犬猪圆环病毒（Vet Microbiol，2019/2019）n伪狂犬蓝耳病（伪狂犬蓝耳病（vaccine，2019）n伪狂犬猪细小病毒伪狂犬猪细小病毒n伪狂犬流感伪狂犬流感n伪狂犬猪瘟伪狂犬猪瘟n伪狂犬蓝耳病猪圆环病毒伪狂犬蓝耳病猪圆环病毒新型疫苗载体的开发新型疫苗载体的开发 提高安全性提高安全性 n发展生物安全性好、载体反应小、抗原递发展生物安全性好、载体反应小、抗原递呈能力强、操作简便、增殖滴度高的新型呈能力强、操作简便、增殖滴度高的
20、新型疫苗载体是基因工程疫苗研究的重要方向。疫苗载体是基因工程疫苗研究的重要方向。n新型杆状病毒载体新型杆状病毒载体n复制子载体复制子载体病毒样颗粒疫苗病毒样颗粒疫苗新的疫苗革命新的疫苗革命 n病毒样颗粒不存在病毒核酸，因而不具有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免疫原性。免疫效果有的甚至优于传统的弱毒疫苗弱毒疫苗 n高致病性禽流感病毒高致病性禽流感病毒H5N1病毒样颗粒基因病毒样颗粒基因工程疫苗已经进入工程疫苗已经进入III期临床期临床 四、动物传染病综合防控技术四、动物传染病综合防控
21、技术1.动物传染病诊断技术动物传染病诊断技术n病原学诊断技术：病原学诊断技术：n病原的分离鉴定病原的分离鉴定nPCR、ELISA、IFA（间接免疫荧光）（间接免疫荧光）n血清学诊断技术：用于抗体的检测血清学诊断技术：用于抗体的检测n快速诊断技术：快速诊断技术：n胶体金试纸条胶体金试纸条n乳胶凝集试验乳胶凝集试验nELISAn鉴别诊断技术：鉴别诊断技术：n区分免疫动物和野毒感染动物区分免疫动物和野毒感染动物n多病原混合感染鉴别诊断多病原混合感染鉴别诊断禽流感病毒乳胶凝集检测试剂盒禽流感病毒乳胶凝集检测试剂盒样样 品品本试纸条本试纸条韩国韩国1 1：2 2+1 1：4 4+1 1：8 8+1 1：
22、1616+1 1：3232+-1 1：6464+-1 1：128128+-1 1：256256+-1 1：512512+-1 1：10241024-禽流感病毒胶体金试纸条禽流感病毒胶体金试纸条阴阴性性对对照照阳阳性性对对照照阴性样品阴性样品阳性样品阳性样品ELISA诊断方法配诊断方法配合自动化工作站，合自动化工作站，可进行疾病的大规可进行疾病的大规模流行病学调查模流行病学调查2.动物疫病预防控制策略动物疫病预防控制策略n少打针、少用药、环境友好少打针、少用药、环境友好n注重特异性和非特异性免疫的双重作用，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激发机体的天然免疫反应n研制多价
23、基因工程疫苗，减少免疫次数研制多价基因工程疫苗，减少免疫次数n对于细菌性疾病要减少抗生素使用，走生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物疫苗免疫预防之道TKTK-/gG/gG-基因缺失疫苗独特的效果基因缺失疫苗独特的效果可用于新生仔猪的超前免疫，安全性高可用于新生仔猪的超前免疫，安全性高可用于紧急预防注射，可用于紧急预防注射，16-24h16-24h左右产生左右产生极显著的治疗效果极显著的治疗效果产生的抗体水平高、作用时间快、安全产生的抗体水平高、作用时间快、安全性高、免疫效果好等方面都超过国外的性高、免疫效果好等方面都超过国外的同类产品。同类产品。通过在全国上亿头份的临床应
24、用充分证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实了这一效果的确实性和可靠性v其作用机制在于：伪狂犬病毒编码的其作用机制在于：伪狂犬病毒编码的gGgG是一种分泌是一种分泌性的、并且能与机体内游离的趋化因子结合的特殊性的、并且能与机体内游离的趋化因子结合的特殊蛋白。蛋白。gGgG的缺失可使机体内游离的趋化因子更容易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。识别病毒，快速诱导免疫应答。通过荧光素酶报告系统分析并发现通过荧光素酶报告系统分析并发现PRVPRV激激活活IFN-IFN-启动子。启动子。PRV激活天然免疫反应激活天然免疫反应进一步的分析发现进一步
25、的分析发现PRVPRV在感在感染细胞后对染细胞后对IFN-IFN-的激活随的激活随着时间的延长而递增，着时间的延长而递增，24h24h达到高峰。达到高峰。PRVPRV激活激活IFN-IFN-不依赖于不依赖于IRF3IRF3，其作用机制十分独特。，其作用机制十分独特。PRV PRV突变株激活天然免疫反应的差异突变株激活天然免疫反应的差异对多株对多株PRVPRV基因缺失毒株进行了初步检测，发现不同毒基因缺失毒株进行了初步检测，发现不同毒株诱导株诱导干扰素、干扰素、干扰素等天然免疫因子的能力存干扰素等天然免疫因子的能力存在较大差别，在较大差别，gGgG的缺失能显著增强天然免疫应答，的缺失能显著增强天
26、然免疫应答，gGgG、gEgE双缺失突变株双缺失突变株(98-2)(98-2)诱导天然免疫的能力最强。诱导天然免疫的能力最强。3.动物疫病治疗技术动物疫病治疗技术n开发治疗性生物制剂用于紧急预防和控制新发动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。物传染病的流行具有重要意义。n干扰素制剂干扰素制剂早已应用于人类疾病的治疗，但动物早已应用于人类疾病的治疗，但动物干扰素制剂还处于初级阶段。目前的研究已经证干扰素制剂还处于初级阶段。目前的研究已经证实，干扰素对口蹄疫病毒、蓝耳病病毒等都具有实，干扰素对口蹄疫病毒、蓝耳病病毒等都具有很好的抗病毒作用很好的抗病毒作用n同时，同
27、时，防御素、干扰素刺激因子防御素、干扰素刺激因子等在抗细菌、抗等在抗细菌、抗病毒中的作用被揭示，利用基因工程手段将这些病毒中的作用被揭示，利用基因工程手段将这些因子开发成生物治疗性制剂，具有广阔的应用前因子开发成生物治疗性制剂，具有广阔的应用前景。景。4.动物传染病的净化与根除动物传染病的净化与根除n尽快启动一些重大动物传染病的根除计划：尽快启动一些重大动物传染病的根除计划：n猪瘟猪瘟n伪狂犬伪狂犬n口蹄疫口蹄疫n新城疫新城疫n禽流感禽流感n结核病结核病n布病布病5.疾病管理疾病管理n贯彻落实贯彻落实动物防疫法动物防疫法n完善动物疫情上报制度完善动物疫情上报制度n实行执业兽医师制度实行执业兽医师制度n严格控制动物的交易与流动环节严格控制动物的交易与流动环节谢谢 谢谢！
