小反刍兽疫根除战略及现状分析

刘伟洁,苏 佳,赵 炜,陈晓春,白洪旭,薛青红

(中国兽医药品监察所,北京 100081)

小反刍兽疫(Peste des petitus ruminants,PPR)是由与牛瘟病毒密切相关的副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒属(Morbillivirus)的小反刍兽疫病毒(Peste des petits ruminants virus,PPRV)引起的急性传染病[1],对动物健康和全球经济造成了极为严重的影响,被认为是非洲、中东和亚洲所有动物疾病中最具破坏性的疾病之一,是我国的Ⅰ类动物疫病,是世界动物卫生组织(WOAH)法定报告的动物疫病,被列为全球拟根除的动物疫病之一[2],必须根据陆生动物卫生法典向WOAH报告,也是《全球跨境动物疫病防控框架》(Global framework for the progressive control of transboundary animal diseases,GF-TADs)全球五年行动计划中列出的优先防控的疫病之一[3]。

1 小反刍兽疫概述

PPR是一种急性、烈性、具有高度传染性的疾病,主要感染山羊和绵羊,且山羊更易感[4],具有极高的发病率和死亡率[5]。PPRV只有一个血清型,根据N基因特征将其分为四个基因系,即I、II、III和IV系[6],基因I、II、III系起源自非洲,基因IV系起源自亚洲,我国流行的PPR主要属于基因Ⅳ系。PPRV基因组为负链RNA,病毒核衣壳呈螺旋状对称,包裹在脂质囊膜中,囊膜上有两种糖蛋白纤突。病毒对环境和理化因子的抵抗力较弱,具有血凝性、神经氨酸酶活性和溶血性。

1942年,西非科特迪瓦首次报告了PPR。迄今为止,在全球范围内,PPR已感染66个国家,其中包括38个非洲国家,27个亚洲国家和1个欧洲国家。根据联合国粮食及农业组织统计数据库 (Food and Agriculture Organization of the United Nations statistical databases,FAOSTAT) 的数据,全球小反刍动物数量目前约为21亿头,其中59.7%在亚洲,33.8%在非洲。据统计,非洲、中东和亚洲约有3.3亿贫困人口饲养以绵羊和山羊为主的小型反刍动物,为贫困家庭提供奶、肉和肉制品、纤维和羊毛等,是全球3亿多个农村家庭的主要牲畜资源,在贫困家庭的生计和粮食安全方面发挥着重要作用。PPR在非洲,亚洲和欧洲的广泛分布损害牧民的粮食安全,生计和贸易,并对生物多样性和生态系统健康构成威胁。

PPR于2007年首次传入我国西藏阿里地区,由于控制措施得当,2010年5月以后西藏再未发生该病。2013年末该病再次传入我国新疆,活羊流动造成了迅速传播,在半年内波及了22个省份的261个县,至2014年5月疫情已得到稳定控制。我国是养羊大国,2005年以来年均饲养量超过5.5亿,超过全球年饲养量的20%,因此,该病防控事关畜牧养殖业的持续健康发展,事关农牧民增收,对促进养羊业发展意义重大。联合国粮农组织(FAO)和WOAH于2015年共同制定了《小反刍兽疫全球控制与根除战略》(Global control and eradication strategy of PPR,PPR-GCES),并计划到2030年彻底根除该病,随后于2016年制定了《小反刍兽疫全球根除战略五年计划(2017-2021)》,2022年在对五年计划实施情况进行评估后又制定了《小反刍兽疫2030年全球根除蓝图》。

2 小反刍兽疫全球控制和根除战略及可行性分析

小反刍兽疫全球控制和根除战略由FAO和WOAH于2015年在在科特迪瓦阿比让国际会议上共同提出,该战略包括三个组成部分:控制和根除小反刍兽疫(第1阶段至第4阶段);加强兽医服务;预防并控制其他重点小反刍动物病。虽然根除PPR是战略的最终目标,计划将在2030年实现,但它并不是一项“孤立的”活动,该战略认识到,优质兽医服务对于成功和可持续地实施全世界的PPR(和其他重大跨界疾病)预防和控制活动是必不可少的。因此,随着一个国家逐步消除PPR,加强兽医服务将是该战略的第二个组成目标,这反过来将为控制其他重点疾病奠定基础,这也是该战略的第三个组成目标。

小反刍兽疫全球控制和根除战略主要包括四个阶段(图1):第一阶段是流行病学的评估阶段,即对全国范围内家畜和部分野生动物的PPR感染流行情况进行全面评估,并确定其引入、维持和传播的主要风险因素,该阶段针对不同国家的实际情况预计将持续1～3年;在第二阶段,将控制PPR临床疾病和感染,制定基于风险的控制策略,并将在这一阶段期间根据第一阶段的评估结果在确定的区域或生产系统中实施包括疫苗接种在内的控制活动,该阶段将持续2～5年;第三阶段是根除阶段,这一阶段正朝着根除的方向迈进,要及时发现任何可能与PPR相关的疫情,并立即采取适当措施加以控制,该阶段预计持续2～5年;在第4阶段,必须暂停接种疫苗,国家提供证据证明24个月之内没有病毒在区域或国家一级传播,并且准备申请官方的无PPR身份。该战略包括评估、控制、根除和维持无PPR状态,要确保该战略的顺利实施,不仅需要协调一致地进行准备计划,进行兽医工作者及相关人员的能力建设,提高农民等利益相关者的意识和参与度,还要建立健全相关的法律体系。无论一个国家最初处于该战略的哪一阶段,都应该把握好诊断系统、监测系统、预防控制系统、法律框架、相关利益者的参与这五个关键要素[7],在五个方面达到足够的能力,以便进入下一阶段的控制和根除。

图1 小反刍全球控制与根除战略的四个阶段[8]

此外,战略还开发了PPR监测和评估工具(PPR monitoring and assessment tool,PMAT)和疫苗接种后评估工具(Post-vaccination evaluation tool, PVE),PMAT根据四个不同阶段对国家进行分类可用于国家的自我评估,也可用于外部专家应国家要求进行的外部独立评估;PVE将使用包括主动监测和被动监测在内的各种方法来对疫苗接种效果进行评估。除此之外,全球战略还将建立PPR的全球研究和专门知识网络(PPR-Global research and expertise network, PPR-GREN),提高专家、机构和地区组织技术交流的质量和效率,以便在研究人员、技术机构、区域组织、知名专家等之间建立强有力的伙伴关系,并作为科学和技术协商和讨论的论坛。

PPRV由于与牛瘟病毒同属于麻疹病毒属,且在病原学等诸多方面与牛瘟病毒具有很大的相似性,成为继天花病毒和牛瘟病毒之后最有希望实现全球清除的第三种病毒。而且自2015年提出PPR-GCES以来,截至2020年5月,已有58个国家和纳米比亚的一个行政区被认定为小反刍兽疫无疫区,其中俄罗斯和莱索托于2019年新加入这一行列。此外,21个连续五年没有新增病例的国家进入到准备文件资料,供WOAH验证无小反刍兽疫的状态。为达到无小反刍兽疫状态,各国需在FAO和WOAH支持下,完成一整套四个阶段的流程(评估、控制、根除和根除后续行动)。到2022年,76个目标国家中有68个制定了PPR国家战略计划,以评估、控制并最终实现消除PPR的目标。

PPR具有以下几个利于根除的特点:①PPRV只有一种血清型。PPRV的基因组目前至少有四个谱系:第Ⅰ谱系和第Ⅱ谱系出现在非洲,第Ⅲ谱系出现在非洲和中东,第Ⅳ谱系出现在亚洲和非洲,但四种谱系间具有交叉保护性,因此可以在几乎所有的小反刍兽疫疫区使用同一种疫苗对动物进行免疫,而不受不同血清型的影响,既可以实现动物的大规模免疫,同时也减少了疫苗研发的工作量。②PPRV传播途径和宿主动物较为单一。PPRV主要是通过健康动物与患病动物直接接触传播,不依靠蜱、蚊、蠓、螨等其他昆虫进行扩散,且没有证据表明存在具有流行病学意义的野生动物宿主。山羊和绵羊是小反刍兽疫的主要宿主动物,并且山羊相对于绵羊更为易感,因此在实施免疫接种时,可以有针对性地对山羊和绵羊进行免疫,而且山羊绵羊体型相对较大,便于集中饲养管理,在动物患病后只需要对患病动物进行扑杀隔离等操作即可有效控制疾病扩散。③疫苗免疫持续期长,免疫效力高。经典的疫苗如Nigeria 75/1疫苗和Sungri 96疫苗均能产生持久的免疫力,在接种后30～45天保护性抗体达到最高水平,且接种能持续3年以上,长时间的免疫持续期避免了二次免疫。其他疫苗株如Sungri 96也具有相同的免疫效力,并且免疫效力可维持六年。④PPR是一种地方性流行疾病,1942年最早发现于西非,随后传播至东非、阿拉伯半岛和印度南部。在非洲主要流行于中部和北部,在亚洲主要流行于中东和南部,而在美洲和大洋洲几乎没有PPR的流行,传播区域较为局限,未呈现出全球流行态势。⑤诊断技术的日益发展。快速敏感的现场诊断技术对PPR的根除起到关键性的作用。牛瘟病毒在基因上与PPRV具有很大的相似性,往往会对PPRV的诊断产生干扰,因此牛瘟病毒的根除使PPRV诊断的敏感性和特异性都得到了提高。除了传统的ELISA和RT-PCR方法之外,荧光定量RT-PCR和LAMP等技术操作简便,敏感度更高,适用于更加大批量的临床检验。薛青红[9]等依据PPR血清抗体动力学变化规律,创建了抗原表位筛选平台,建立了区分PPR疫苗免疫与自然感染抗体的鉴别诊断技术。⑥新型疫苗的研制。使用有效的PPR减毒活疫苗可在接种的绵羊和山羊中诱导终身保护性免疫,并对四种谱系产生交叉保护,现有的减毒活疫苗应用广泛,但仍存在一些不足,包括耐热性低和不能区分感染动物和接种动物(DIVA)。目前疫苗研究的方向主要是开发耐热(TT)疫苗和DIVA疫苗,以促进PPR疫苗的广泛使用,从而增强群体免疫力,并区分接种疫苗的动物和自然感染的动物。英国开发了两种重组减毒活疫苗并在山羊中成功进行了评价。两种DIVA疫苗均安全有效,并提供了与其母体Nigeria75/1和Sungri 96减毒活疫苗相似的免疫应答[10]。

3 我国小反刍兽疫防控现状及根除策略分析

3.1 PPR流行现状 近两年全球小反刍兽疫流行状况没有明显变化,主要在非洲北部和中部以及蒙古等地区流行。我国西部和南部周边国家疫情形势不明朗,疫情传入风险持续存在。2021年,全国共记录了14起疫情,疫情集中在西部地区,主要在流通市场、屠宰场和一些农场以及青藏高原的一些山区野生动物中。2022年仅新疆维吾尔自治区报告1例外省输入性疫情。目前在中国流行的毒株仍属于IV系,没有明显的基因变化,可以继续使用我国的PPRV疫苗进行免疫。根据监测数据,预计未来中国的小反刍兽疫仍将零星爆发,中国境外的野生动物再次感染的风险集中在青藏高原、天山、贺兰山和祁连山上的野生动物,区域性爆发的可能性不大。

3.2 诊断技术的研发 快速、准确的现场诊断将有助于监测和控制疫情。PPR病原体的检测通常在参考实验室使用世界动物卫生组织 (WOAH) 推荐的检测方法进行测试,从而导致病原体检测延迟。早期对PPRV的检测主要是通过琼扩实验或病毒中和实验,特异性和敏感性较差,目前最常用的方法是ELISA和RT-PCR方法,ELISA既可以作为抗原检测方法又可以作为抗体检测方法,郭昌明等[11]以PPRV N蛋白为抗原建立了PPRV 双抗夹心 ELISA 法,具有很高的灵敏性和特异性,通过该方法监测的25份样本与电镜观察法符合率为100%。钱榜等[12]通过将筛选出的多个H蛋白B细胞表位肽段串联后作为抗原建立的间接ELISA方法,不需要偶联二抗,具有良好的特异性。通过再增加一对特异性引物对PCR 产物二次扩增的方式建立的靶向PPRV N基因的巢式RT-PCR(RT-nPCR)方法,可以对感染初期等病毒拷贝数较低的情况进行诊断[13],此外,多重RT-PCR既可以针对单个病原多重扩增也可以更加准确地对多种病原开展同时检测,检测效率得到了提高[14]。2022年中国农业科学院兰州兽医研究所研制出了“羊小反刍兽疫病毒抗体检测试纸条”,并获得国家一类新兽药注册证书[15],这是国内外首次成功研制的一款羊小反刍兽疫病毒抗体检测试纸。该产品的获批,标志着小反刍兽疫病新型临床快速诊断产品向产业化迈出了最关键的一步。

3.3 疫苗的应用 目前针对PPR的疫苗主要有减毒活疫苗、灭活疫苗、DNA疫苗、重组亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗(VLPs)、反向遗传学改造的疫苗和病毒载体疫苗。Sungri 96和Nigeria 75/1是目前使用最多的疫苗,都可以诱导针对PPRV 四种谱系的保护性免疫[16],缺点是无法区分接种动物和感染动物;灭活疫苗具有更高的安全性,主要在非流行地区使用;PPRV VLPs在山羊中的免疫原性也已得到证实[17];还有以痘病毒载体[18]、牛疱疹病毒载体[19]、新城疫病毒载体[20]和腺病毒载体[21]等为主的病毒载体疫苗。我国主要使用的是PPRV Clone9株开发的疫苗和小反刍兽疫、山羊痘二联活疫苗(Clone9株+AV41株),已用于国内PPR防控。目前PPR疫苗的研究方向是开发耐热疫苗和DIVA疫苗,兼有免疫保护与血清学监测双重作用的DIVA疫苗目前处在研究的初始阶段,重组活载体疫苗和病毒样颗粒疫苗将是未来DIVA疫苗的候选。

3.4 免疫情况及防控策略 基于FAO和WOAH等根除全球牛瘟的成功经验,理论上,3月龄以上的小反刍动物群体应100%接种疫苗,并且疫苗接种方案要考虑生产系统的类型。在我国,根据农业部印发的《国家动物疫病强制免疫计划》[22],PPR是五类免疫病种之一,要求群体免疫密度应常年保持在90%以上,其中应免畜禽免疫密度应达到100%,免疫抗体合格率应常年保持在70%以上。2022年1月,农业农村部发布《国家动物疫病强制免疫指导意见(2022-2025年)》[23],要求对全国所有羊进行PPR免疫,做到能免则免,保证免疫抗体合格率达到70%以上,构筑有效 PPR免疫屏障,做好PPR防控工作。近几年在国家政策的号召下,各省市对当地小反刍兽疫免疫情况进行监测,据不完全统计,湖南省在2014-2016年展开监测,其中2014-2015年山羊免疫抗体水平未达到70%的标准,2016年全省各市州免疫抗体水平达70%;贵州省在2017-2020年展开监测,平均个体免疫合格率达到85%,群体免疫合格率达到90%,且均呈现出逐年上升的态势;合肥市在2017-2019年展开监测,共抽检了59个场的3000多份样品,平均个体免疫合格率达到87%,群体免疫合格率达98%。2021年六盘水市对辖区内的种羊场、规模养殖场及部分散养羊进行检测,总体抗体合格率达78.8%,符合国家标准。为了尽快在全国范围内消灭小反刍兽疫,保障国内养羊业的健康发展,农业部于2016年制定了《全国小反刍兽疫消灭计划(2016-2020年)》[24],力争在2020年实现全国范围内的小反刍兽疫的清除,达到小反刍兽疫非免疫无疫区标准。2021年制定的国家动物疫病监测与流行病学调查计划(2021-2025年)中也包含了小反刍兽疫监测计划[25],对31个省份和新疆生产建设兵团的山羊、绵羊、野羊进行监测。这些政策的颁布对进一步了解国内小反刍兽疫流行现状、掌握小反刍动物的免疫情况、评估国内疫情传播风险、开展疾病的监测与流行病学调查工作、推进全国小反刍兽疫的消灭起到了推动作用。

4 总结与展望

小反刍兽疫病毒是继天花、牛瘟病毒之后最有可能被清除的病毒。人类与牛瘟病毒鏖战千年才最终将其消灭,相比起牛瘟,PPR自从1942年第一次被发现,距今只有80年的历史,且具有传染期短、传播途径单一、环境中存活时间短等一系列利于根除的特点,还可以吸取根除牛瘟过程中积累的宝贵经验,全球消灭PPR已经具备包括疫苗、诊断技术等在内的良好的条件。由于PPR病毒属于麻疹病毒属,其中还包括人类麻疹病毒和犬瘟热病毒等,PPR可以受益于已知的这些疾病的相关研究经验,并为未来相关病毒的研究提供信息。但与此同时,我国PPR的根除也面临着一些挑战:我国羊的存栏量较大,需要巨大的疫苗储备量,对养羊业来说是一笔巨大的经济支出;尽管PPRV感染了许多野生动物物种,但迄今为止没有证据表明PPRV在野生种群中得以维持,还需要对在野生动物中的传播机制进行深入研究,防止自然疫源地的形成[26];缺乏完善的血清学监测系统,需要加快研制既具有保护作用又能具有血清学监测作用的DIVA疫苗的研制等。

目前,根除小反刍兽疫已经是全球共识,各国都在加强疾病监测、实验室诊断、疫苗生产和接种的能力。在一些受PPR影响较为严重的国家和地区还开展了针对农民和兽医工作人员的培训,以提高相关人员对疾病的认识。全球根除方案的实施有利于减轻贫困、提高创收能力、改善小农生计,我国作为养羊大国,更应该在全球控制与根除战略的指导下,进一步加大防控力度,借助PMAT、PVE、GREN等工具进行自我评估,同时进一步加强国际合作,积极参与区域及全球PPR防控,共同推动我国和全球的PPR根除进程。