PEDV免疫防控的关键是乳源免疫力的最大化
自2010年PEDV变异毒株在国内流行以来,现已成为影响我国养猪业的主要疫病之一。针对PEDV变异毒株的防控方案相应的也越来越健全,从临床诊断、生物安全、疫苗免疫,生产管理,四位一体的防控思路,虽然临床应用上取得了一定的成效,但每一个方面仍然有需要完善的地方,尤其是疫苗免疫方面,根据最近几年的研究发现,“活+死”的肌注免疫策略有诸多的不足。
因此,本文将从PEDV的病原学、流行病学、防控难点和乳源免疫力的打造等方面进行了表述,为该病的防控提供思路。
1、病原学特点
猪流行性腹泻(Porcine Epidemic Diarrhea,PED)是一种由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的高度接触性肠道传染病,主要表现为一种急性、高度传染性肠道疾病,临床上以呕吐、水样腹泻、脱水死亡和哺乳仔猪高致死率为主要特征。
1971 年,该病在英国首次暴发,20 世纪 80 年代初时开始在中国流行,成为国内猪场最常见的病毒性腹泻病因之一。2010年10月以来,一种高致病性的PEDV变异毒株在中国开始流行,造成猪群大面积爆发该病,以哺乳仔猪 100%发病、80%~100%致死为主要特征,此次疫情波及南方 10多个省份,导致 100 多万的猪死亡,现在 PEDV已经成为影响养猪产业的主要疫病之一。
2、流行病学特点
Megan C. Niederwerder等人2016年的研究证实了PEDV可通过气溶胶传播,虽然感染10天后临床症状消失,但通过粪便和鼻腔持续排毒可达28天。PEDV的潜伏期非常短,Yonghyan Kim等人2017年的研究发现通过间接传播方式24h可感染排毒,而且,污染物是间接传播的主要方式,除了粪口传播之外,口口传播、口鼻传播可能都已成为了生产中的常态。
传播方式的多样化,再加上病毒的变异,由于市场上还没有有效的疫苗以及解决办法,造成PEDV流行率自2010年以来一直居高不下。Fanfan Zhang等人的流调结果显示2012-2018年间,南方地区PEDV样品阳性率50.21%~62.10%,猪场阳性率高达96.43%(162/168),常新见等人的流调结果显示2017-2019年间,华东地区PEDV样品平均阳性率为62.6%(372/594),Mingjun Su等人的流调结果显示2015-2018年间,全国22个省份PEDV样品阳性率为66.85% (363/543)。
3、防控难点
1)发病范围广,特别是变异毒株已成为全球流行性疾病。王宏燕在2018年的文献报道,2011—2017 年对全国开展的 PEDV 流行情况调查中,猪场阳性率 52.13%~83.47%,样品阳性率 40.98%~78.49%。Daesub Song等人的研究报告中,从2013年4月至2015年7月,美国、加拿大和墨西哥都报告了大规模PEDV疫情。此外,PEDV的洲际间传播增加了血清阴性新生仔猪的死亡率,导致美国猪群损失10%。
2)病程持续时间长,场内存在循环感染。Venkatramana D. Krishna等人2020年研究发现,虽然3周龄的仔猪感染PEDV之后通过直肠拭子排毒时间长达28天,但即使粪便排毒停止后,在肠道中仍然能持续检测到PEDV的RNA。
而且,Guehwan Jang等人2021年的调查研究发现,在已经爆发过PED的猪场内,对生长猪同时采集血清和粪拭子,结果显示,虽然粪拭子病原检测阳性率仅10%-30%,但是血清抗体阳性率高达90%-100%,表明从断奶至育肥期间猪群经受了一次或者多次的PEDV感染,证明了PEDV在场内存在循环感染。
3)弱毒疫苗肌注方式免疫的效果不如返饲。Prapassorn Boonsoongnern等人2021年研究证实,病料返饲和肌注弱毒疫苗在母猪上引发的免疫反应在本质上是不同的,返饲倾向于诱导粘膜免疫应答,偏重于乳中sIgA抗体为主,而肌注弱毒疫苗倾向于免疫诱导系统性免疫应答,偏重于血清和乳中IgG抗体的产生,类似于肌注灭活苗的免疫应答。所以,肌注弱毒活苗作为激活粘膜免疫的手段,逐步被大家质疑和放弃。
所幸的是,大多数猪场,后备母猪群中先天感染的猪群,总是占有一定的比例,用活疫苗+灭活疫苗的疫苗驯化方案,仍有一定的效果。而且,Thomas Gillespie等人2017年研究也证实了口服活毒+灭+灭的方案有效性,对7个月前自然感染并恢复稳定的母猪(环境和粪便拭子PEDV阴性),肌注灭活疫苗强化免疫,结果提高了母猪初乳和常乳中IgG抗体水平,也提高了初乳和常乳中的IgA抗体水平。
4、乳源免疫力的打造
临床上PED的防控是一个系统的策略,不但需要有效的疫苗免疫,还要配合规范的生物安全流程、及时准确的抗体抗原检测和良好的生产管理操作,其中,有效的疫苗免疫是关键。由于PEDV的病原学和流行病学特点,PED的免疫策略主要是母猪免疫,仔猪通过摄取乳汁获得乳(母)源抗体来抵御PEDV的感染,尤其是断奶前的保护。因此,乳(母)源免疫力的最大化,是PEDV疫苗免疫的终极目标,也就是初乳免疫力(IgG)和常乳免疫力(slgA)都最大化。
1)PED活疫苗肌注免疫并不能产生sIgA抗体
Linda Saif院士1972年研究阐述了母猪肠-乳腺免疫轴作用机理,即母猪口服免疫后肠道中产生大量的IgA浆母细胞迁移到乳腺中,分泌大量sIgA抗体,通过乳汁进入新生仔猪肠道,使发育不健全的新生仔猪获得被动性免疫。但口服弱毒很可能无法获得黏膜免疫力,Saif于1994年和Park于1998年研究TGE时证实了口服TGE弱毒株,在肠道上皮的复制能力低,不能充分激活肠道免疫递呈系统,被当做不复制的抗原处理到脾脏,当做全身性递呈的抗原处理(跟肌注活苗和灭活苗一样),产生了IgG为主的乳源免疫力。
而口服TGE强毒株能够激活肠道粘膜,固有层的递呈细胞 ,产生粘膜特异性B细胞漫游到大粘膜系统:鼻腔,呼吸道,乳腺等,产生sIgA为主的乳源免疫力。
美国俄亥俄州立大学教授Linda Saif院士团队通过40年的实验证实了:肌注PEDV活苗几乎不能地在肠道产生粘膜免疫,除非是特定的毒株,用很高的剂量、特殊的佐剂、多次注射才可能激活肠道免疫。无论肌注活、死疫苗,本身不能激活产生肠道粘膜免疫力,而是在加强自然感染激活的肠道粘膜免疫力。肌注无论活苗还是灭活苗,产生的是循环抗体IgG,而不是肠道粘膜抗体sIgA。
2)足够高的IgG同样可以提供全面的保护
Bohl和Saif于1975年研究TGE时口服弱毒和乳区接种强毒组,不但不会产生无临床症状,而且都是产生了以IgG为主的乳源免疫力,且对攻毒仔猪提供完全的保护。
摄入的母源免疫球蛋白(IgG)在新生仔猪消化道内保持完整,因为消化道中的蛋白水解活性较低,并且被“母猪初乳胰蛋白酶抑制剂”(SCTI)进一步降低。胰蛋白酶能够降解免疫球蛋白,但SCTI不可逆地结合胰蛋白酶,从而保护乳腺分泌物中的蛋白质(IgG)。而且,IgG即便部分被蛋白酶降解,不完整的分子(Fab片段)仍能在消化道发挥结合和中和的作用。
对于PEDV灭活疫苗而言,高抗原能刺激机体产生高抗体,就能产生高水平的乳(母)源免疫力,所产仔猪只要能吃到足够的乳汁,就能获得相应的保护。
3)仔猪血中的IgG可以到达肠道中和PEDV
初乳IgG反映了母猪的抗体状态,在出生后48小时内出现在新生仔猪循环系统中。生理状态下,仔猪血中的IgG通过两种机制到达肠道:非选择性内吞作用或特异性受体介导的转运。炎症情况下,IgG可从循环系统中“漏出”,跨过上皮细胞到仔猪的肠粘膜表面,中和肠道病原体(如PEDV等)。
4)阴性群体,单纯用灭活苗免疫的效果甚至要好于活+死
有学者研究报道了使用韩国产的活苗和灭活苗(每毫升含有105 TCID50病毒),用阴性头胎母猪,按照分娩前4周和2周各免疫一次的免疫程序,分别进行活+活、活+死、死+死三个不同免疫组合处理,然后比较母猪血清、初乳和对应的仔猪血清中和抗体水平。结果表明死+死组的母猪血清和初乳、仔猪血清中IgG和IgA水平最高,而活+活组最低。
5、总结
综上所述,理想的PEDV免疫效果是通过对自然感染的猪群强化免疫灭活苗,产生更加全面和均衡的乳源免疫力。
目前广泛采取的活苗肌注,然后用灭活苗肌注加强的免疫策略(俗称活+死),一定程度的防控效果来自于猪群中PEDV自然感染的暗中相助,纯粹的阴性群体,活+死的免疫策略,从机理上来说,效果无法得到保证。
阴性群体,单纯用灭活苗免疫的效果甚至要好于活+死的免疫策略。基于最近研究的进展和活+死苗临床大量反馈来看,对活+死免疫策略的补充或者完善的一个有益的尝试,就是对阴性猪群和感染猪群,只用要高质量的灭活苗来免疫。
每个胎次母猪灭活苗强化免疫之前,都用活苗免疫的普遍做法,其实并无翔实的数据和科学的理论来支撑,更多的是一种对口服活毒和肌注活苗两种完全不同免疫效果的做法的混淆,或者是抱着活苗免疫总有点效果的心理安慰。
与对后备母猪主动感染的做法完全相反,美国养猪同行的做法想尽千方百计来维持所有猪群的阴性,偶尔爆发,采用返饲的办法和强化生物安全的办法,来恢复阴性。非洲猪瘟常态化之后,我国养猪企业的生物安全的大大加强,客观上也具备了这样来防控PEDV的条件。
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