目前,猪流行性腹泻病毒(PEDV)仍是引起仔猪腹泻的主要病原,成功防控PEDV可以很大程度上减少病毒性腹泻导致的仔猪损失。如何做好规模化猪场的PEDV防控,我认为以下几方面需要重点关注:
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目前国内PEDV流行情况
PEDV S蛋白主要介导病毒与受体结合、细胞融合和病毒入侵,是诱导宿主产生抗PEDV中和抗体的主要靶标抗原[1]。根据PEDV S基因或S1亚基的变异特点,PEDV通常又分为G1型、G2型,其中G1型和G2型PEDV可以进一步被分为G1a、G1b、G2a 和 G2b[2, 3]。当前国内主要流行毒株仍以G2型为主,但近期PEDV S-INDEL毒株流行显著增加。
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不同PEDV毒株的毒力有何特点
临床案例和研究表明[4, 5]:PEDV G2型毒株为高致病力毒株,哺乳仔猪感染后可导致高达100%的死亡,断奶仔猪(21日龄以上) 感染后肠道损伤严重,会导致10%-20%比例不等的僵猪出现,需要重点关注。目前,PEDV SINDEL毒株为温和型毒株,产前有过基础免疫的猪场,一般不会引起较大的哺乳仔猪损失,断奶仔猪(21日龄以上) 感染后呈现一过性腹泻,肠道损伤较轻,基本无僵猪出现。
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PEDV IgA抗体评估
母猪初乳和乳汁中存在的抗体来源于血清或在乳腺组织中局部产生,并且病原体特异性抗体通过初乳和乳汁从母猪转移到仔猪,对于仔猪抵抗病原的感染至关重要。相关研究表明母猪初乳中PEDV IgA抗体水平增加,与仔猪PEDV发病率和死亡率降低相一致[6],同时大量临床数据已经证明母猪初乳中PEDV IgA抗体水平越高,仔猪PEDV发病风险和死亡率就越低。但是,仅监测母猪初乳中的IgA抗体水平存在一定不足----一旦母猪PEDV IgA抗体水平和阳性率较低,无法及时采取有效的干预手段。大量临床案例已经证明,通过评估血清中PEDV IgA阳性率和抗体水平可以一定程度上反映母猪分娩后初乳中的IgA阳性率和抗体水平。因而可以通过评估猪群血清中的IgA阳性率、抗体水平来评估初乳中的IgA阳性率、抗体水平,提前了解猪群PEDV免疫状态,进而采取手段干预。
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PEDV群体免疫指标
猪群免疫要达到哪种状态,才能具有保护能力?不同的猪群会有所不同。根据英国科学家Smith和德国科学家Dietz提出的“免疫接种阈值”理论,在一个随机分布的群体中,当成功接种针对某种病原体的疫苗的个体超过一定比例,即大于(R0-1)/R0时,则群体中该病原体感染的发病率即会下降。不同病原体基本传播数(R0)不同,传染病的群体免疫阈值也不同,常见传染病的阈值如下图[7]:
PED的R0为5.39[8],因而推测PED群体免疫阈值在80-86%,考虑到存在部分免疫失败猪只,PEDV IgA抗体阳性率一般应在86%以上。
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为什么仔猪PED爆发的阶段
常开始于大日龄仔猪?
临床案例中,PEDV的感染常起始于13、14日龄仔猪,或仔猪断奶不及时从压栏的大日龄仔猪开始感染,之后产房内PEDV病毒载量不断增加,最终造成7日龄仔猪的严重损失。
主要原因有两点:(1)母猪抗体水平差;(2)13日龄以上仔猪的IgA抗体水平和阳性率显著下降,21日龄以上仔猪IgA抗体可能全部为阴性。因而提升母猪群抗体水平的同时,在PEDV防控程序中,还要做到不压栏。
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PEDV的传播途径风险评估
研究人员通过对PEDV在猪场间的传播动态建模[9],评估运输车辆、猪只在不同场之间的移动、与受到PEDV感染的猪场的距离、饲料运输等传播途径,发现42.7%的感染与运输饲料的车辆有关,34.5%的感染与运输猪只的车辆有关。另外,分析育肥猪的传播途径,发现本地传播最为常见,占比31.4%,其次是在不同猪场之间运输饲料和猪只的车辆。临床案例中经常遇到母猪场PED稳定,而刚断奶仔猪到场1-2天后发生PED的情况,追溯调查发现断奶仔猪到场后发生PED的原因也多数与运输仔猪车辆洗消不彻底有关,这提示我们,在PEDV高发季节(每年11月-2月),在做好非瘟生物安全防控的同时,也要加强对运输车辆PEDV的检测(PEDV一般感染后排毒量比较大,车辆一旦受到PEDV污染,同样不易清洗)。
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PED防控的关键点
临床实践中已经证实成功激发后备母猪PEDV IgA抗体,是防控PED的最重要的关键点。
后备猪场外驯化的方式有以下三种:
(1)使用PEDV弱毒疫苗,安全性较好,但是效果不确定,而且可能对PEDV流行毒株只存在部分抗体交叉保护。
(2) 使用PEDV流行毒株组织病料,效果较好,但是安全较差,容易引起其他病原,尤其是在非瘟风险较大的情况下。
(3)使用已经分离培养的PEDV流行毒株,安全性和效果较好。对于研发实力较强的企业,使用细胞分离培养的PEDV强毒进行驯化,能显著提升了PED的防控水平。而且,进一步通过对分离的PEDV细胞毒进行连续传代弱化,可以定制PEDV的场内驯化方案,从而解决场内自留后备猪PED驯化问题,实现PEDV的控制。
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疫苗免疫和交叉保护
目前,常以G2b亚型毒株制备PEDV疫苗,有研究表明,G2a毒株疫苗效果优于G2b毒株制备疫苗[10]。作为冠状病毒的成员之一,PEDV持续不断发生变异,近期研究人员对2017-2021年国内的流行PEDV毒株进行遗传进化分析,发现目前流行了一种G2c高致病毒株(占比68.27%)[11]。不同亚型PEDV毒株之间只存在部分交叉保护,同时PEDV的不断变异一定程度加剧了防控难度,清晰地了解猪场内部流行的PEDV毒株类型,进而选择合适的疫苗和免疫程序,是防控PEDV的重要基础。
总之,通过PEDV流行毒株监测、母猪群PEDV IgA抗体水平监测、后备猪PEDV病毒液驯化、灭活疫苗强化免疫等多种手段,已经可以很大程度上实现PEDV的成功防控。
(PEDV流行和防控复杂多变,本文为作者临床工作中的一些总结,如有疑问可以联系作者本人讨论,李阳阳博士电话:15952011626,微信同号)参考文献:
1. Maj M, Fake GM, Walker JH, Saltzman R, Howard JA. Oral Administration of Coronavirus Spike Protein Provides Protection to Newborn Pigs When Challenged with PEDV. Vaccines 2021, 9(12).
2. Wang D, Fang L, Xiao S. Porcine epidemic diarrhea in China. Virus research 2016, 226: 7-13.
3. Jung K, Saif LJ, Wang Q. Porcine epidemic diarrhea virus (PEDV): An update on etiology, transmission, pathogenesis, and prevention and control. Virus research 2020, 286: 198045.
4. Chen Q, Gauger PC, Stafne MR, Thomas JT, Madson DM, Huang H, et al. Pathogenesis comparison between the United States porcine epidemic diarrhoea virus prototype and S-INDEL-variant strains in conventional neonatal piglets. 2016, 97(5): 1107-1121.
5. Yamamoto R, Soma J, Nakanishi M, Yamaguchi R, Niinuma S. Isolation and experimental inoculation of an S INDEL strain of porcine epidemic diarrhea virus in Japan. Res Vet Sci 2015, 103: 103-106.
6. Joshi LR, Okda FA, Singrey A, Maggioli MF, Faccin TC, Fernandes MHV, et al. Passive immunity to porcine epidemic diarrhea virus following immunization of pregnant gilts with a recombinant orf virus vector expressing the spike protein. Archives of virology 2018, 163(9): 2327-2335.
7. McVernon J, Wood JG, Campbell PT, Geard N, Glass K, McBryde ES, et al. A User ' s Guide to Infectious Disease Modelling. 2016; 2016.
8. Makita K, Yamamoto T. Basic Reproduction Number as a Measure of the Rapidity of the Inter-farm Spread of Porcine Epidemic Diarrhea during the Initial Phase of the Epidemic in Japan in 2013-20142. Journal of Veterinary Epidemiology 2019, 23: 111-118.
9. Galvis JA, Corzo CA, Prada JM, Machado G. Modeling between-farm transmission dynamics of porcine epidemic diarrhea virus: Characterizing the dominant transmission routes. Preventive Veterinary Medicine 2022, 208: 105759.
10. Liu X, Zhang L, Zhang Q, Zhou P, Fang Y, Zhao D, et al. Evaluation and comparison of immunogenicity and cross-protective efficacy of two inactivated cell culture-derived GIIa- and GIIb-genotype porcine epidemic diarrhea virus vaccines in suckling piglets. Veterinary microbiology 2019, 230: 278-282.
11. Li X, Li Y, Huang J, Yao Y, Zhao W, Zhang Y, et al. Isolation and oral immunogenicity assessment of porcine epidemic diarrhea virus NH-TA2020 strain: One of the predominant strains circulating in China from 2017 to 2021. Virol Sin 2022, 37(5): 646-655.
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