關(guān) 淼,趙曉彤,周晨陽(yáng),顧貴波,楊本勇,李井春,趙鳳菊,楊洺陽(yáng),申貫?zāi)?,?蓉,王宏燕,張 健,梁 喬
(遼寧省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,遼寧省動(dòng)物醫(yī)學(xué)研究院,遼寧沈陽(yáng) 110164)
豬流行性腹瀉(Porcine epidemic diarrhea,PED)、豬傳染性胃腸炎(Porcine transmissible gastroenteritis,TGE)和豬輪狀病毒(Porcine rotavirus,PRV)感染分別是豬流行性腹瀉病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)、豬傳染性胃腸炎病毒(Porcine transmissible gastroenteritis virus,TGEV)和豬A群輪狀病毒(Porcine rotavirus group A,PRV-A)引起的以豬嘔吐、腹瀉、脫水為特征的傳染病,具有較高的致死率,給生豬養(yǎng)殖帶來(lái)了重大的經(jīng)濟(jì)損失[1-6]。感染上述病毒后患豬臨床表現(xiàn)極為相似,豬群中一旦出現(xiàn)豬發(fā)病,很快就會(huì)波及全群,尤其在感染仔豬以后的高發(fā)病率和高死亡率,給豬場(chǎng)帶來(lái)毀滅性打擊。同時(shí),還存在多種病原混合感染,成為一個(gè)引人注目的世界性的新問(wèn)題。遼寧省是全國(guó)養(yǎng)豬大省,豬腹瀉病在遼寧省豬群出現(xiàn)新的流行特點(diǎn),散養(yǎng)戶、養(yǎng)殖專業(yè)戶及小規(guī)模飼養(yǎng)場(chǎng)流行時(shí)間短,而大中型規(guī)模場(chǎng)流行時(shí)間較長(zhǎng),新生仔豬發(fā)病率和病死率極高。因此,控制豬腹瀉病成為保證養(yǎng)豬業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。本研究通過(guò)對(duì)遼寧省豬群腹瀉疫病的流行狀況、流行特點(diǎn)等進(jìn)行調(diào)查分析,掌握本地區(qū)疫病流行態(tài)勢(shì),為豬群腹瀉疾病的科學(xué)防治提供科學(xué)依據(jù)。
核酸提取試劑盒、一步法RT-PCR試劑盒、DNA凝膠回收試劑盒、pMD18-T載體、DNA marker等均購(gòu)自寶生物工程(大連)有限公司;PEDV、TGEV、PRV-A三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)試劑盒購(gòu)自北京世紀(jì)元亨動(dòng)物防疫技術(shù)有限公司;熒光定量PCR儀(7500 Fast)購(gòu)自美國(guó)ABI公司;PCR儀(C1000)購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad公司;電泳儀(DYY-6C)購(gòu)自北京六一儀器廠;凝膠成像系統(tǒng)(Gel Doc XR+)購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad公司。
1.2.1 調(diào)查對(duì)象、樣品采集及處理 根據(jù)各地生豬飼養(yǎng)量的不同,按照隨機(jī)抽樣的原則,分別于2016年3、6、9、11月份,在遼寧省每個(gè)地市(縣)調(diào)查規(guī)模豬場(chǎng)1個(gè)~2個(gè),共調(diào)查全省14個(gè)地市58個(gè)縣(市)的規(guī)模豬場(chǎng)70個(gè)。每個(gè)豬場(chǎng)用棉簽采集10份不同窩的仔豬糞便樣品,置于15 mL離心管中,在-20℃保存,共計(jì)700份糞便樣品。
1.2.2 問(wèn)卷與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷,內(nèi)容包括:養(yǎng)殖場(chǎng)(戶)名稱、聯(lián)系人、地址、電話等基本信息;存欄量、飼養(yǎng)方式、仔豬來(lái)源、仔豬斷奶日齡等基本情況;防疫設(shè)施、圈舍通風(fēng)情況、消毒情況、除糞情況、免疫情況等防疫狀況、病死動(dòng)物無(wú)害化處理方式;腹瀉發(fā)病豬群、發(fā)病率、死亡率、腹瀉發(fā)病原因、是否進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室診斷等腹瀉發(fā)病及死亡情況。每個(gè)采樣場(chǎng)(戶)填寫1份調(diào)查表。
1.2.3 PEDV、TGEV、PRV-A三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè) 將采集到的仔豬糞便按照1∶5的比例使用PBS進(jìn)行稀釋,顛倒混勻后靜止5 min,吸上清備用。按照RNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)要求提取樣品總RNA。之后按照 PEDV、TGEV、PRV-A三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)要求對(duì)700份糞便樣品進(jìn)行豬腹瀉3種疫病的實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)。
1.2.4 PEDV S1基因擴(kuò)增及序列測(cè)定 參照GenBank國(guó)內(nèi)外已注冊(cè)的PEDV病毒株的S1基因序列以及外文文獻(xiàn),合成1對(duì)引物,上游引物序列為:5′-ATGTTGTGTTAGGCTTGTTG-3′,下游引物序列為:5′-ACTAACAGGCGTGTTGTAA-3′,引物由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。選取經(jīng)PEDV、TGEV、PRV-A三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)后,PEDV陽(yáng)性結(jié)果中Ct值較小的陽(yáng)性糞便樣本,按照RNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)重新提取樣本總RNA,并進(jìn)行PEDV S1基因全序列RT-PCR擴(kuò)增。RT-PCR反應(yīng)體系為50℃ 45 min;94℃ 2 min;94℃ 30 s、50℃ 30 s、72℃ 2.5 min,共34個(gè)循環(huán);72℃ 10 min。產(chǎn)物經(jīng)10 g/L瓊脂凝膠電泳鑒定、純化后克隆到pMD-18T載體后,陽(yáng)性質(zhì)粒由寶生物工程(大連)有限公司測(cè)序。
1.2.5 PEDV S1基因核酸序列分析 用DNAStar軟件對(duì)測(cè)定的PEDV S1基因序列進(jìn)行拼接和編輯,應(yīng)用MegAlign軟件對(duì)測(cè)定的核苷酸序列與從GenBank中選取國(guó)內(nèi)外的16個(gè)S1基因參考序列進(jìn)行同源性比較,并繪制遺傳進(jìn)化樹(shù),進(jìn)行系統(tǒng)多樣性及遺傳變異分析。
共計(jì)調(diào)查70個(gè)規(guī)模豬場(chǎng),其中發(fā)生過(guò)腹瀉豬場(chǎng)41個(gè),占58.6%(41/70),未發(fā)生過(guò)腹瀉豬場(chǎng)29個(gè),占41.4%(29/70)。進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)室診斷的有18個(gè)場(chǎng)(戶),占25.7%(18/70)。發(fā)病原因中,大腸埃希菌感染占發(fā)病場(chǎng)(戶)的56.1%(23/41);PEDV占發(fā)病場(chǎng)(戶)的26.8%(11/41);TGEV占22%(9/41);原因不清楚的占34.1%(14/41);其中其他原因有晝夜溫差大,奶水不足,斷奶應(yīng)激等。使用抗生素治療效果明顯的14個(gè)場(chǎng)(戶),占發(fā)病場(chǎng)(戶)的34.1%(14/41);效果一般的20個(gè)場(chǎng)(戶),占48.8%(20/41);治療無(wú)效的7個(gè)場(chǎng)(戶),占17.1%(7/41)。發(fā)生腹瀉的豬場(chǎng)里,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的增加,腹瀉發(fā)生的比例逐漸下降,但存欄量3 000頭~4 999頭的豬場(chǎng)發(fā)生腹瀉的比例比存欄量1 000頭~2 999頭的豬場(chǎng)高。其中存欄量在3 000頭~4 999頭的腹瀉流行率最高為78.9%,存欄量超過(guò)10 000頭的養(yǎng)豬場(chǎng)的腹瀉流行率為50%(表1)。
表1 不同規(guī)模豬場(chǎng)腹瀉發(fā)生情況
本次問(wèn)卷調(diào)查中發(fā)生腹瀉的場(chǎng)(戶)均有哺乳仔豬發(fā)生腹瀉癥狀,發(fā)生率為100%(41/41),哺乳仔豬共計(jì)83 314頭,發(fā)病10 142頭,發(fā)病率為12.2%,死亡3 786頭,死亡率為4.5%;調(diào)查發(fā)生腹瀉的場(chǎng)(戶)保育仔豬發(fā)生腹瀉比率為39%(16/41),但是發(fā)生頭數(shù)少,發(fā)病率為3.5%,死亡率為1%(表2);其他日齡的豬無(wú)發(fā)生或表現(xiàn)為一過(guò)性癥狀。表明豬腹瀉主要集中發(fā)生于哺乳仔豬,保育仔豬次之,在飼養(yǎng)生產(chǎn)中,應(yīng)該注意哺乳仔豬圈舍的衛(wèi)生及保溫情況,以減少哺乳仔豬腹瀉的發(fā)生。
按照問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果,針對(duì)哺乳仔豬進(jìn)行時(shí)間分布上的數(shù)據(jù)分析,顯示在2016年中,11月份的發(fā)病率最高,為35.9%,6月份發(fā)病率最低,為1.4%(表3)。結(jié)果表明仔豬腹瀉一年四季均可發(fā)生,但不同季度差異較大,寒冷的冬春季節(jié)發(fā)病率最高,應(yīng)在冬春交際加強(qiáng)哺乳仔豬的飼養(yǎng)管理。
表2 哺乳仔豬和保育仔豬腹瀉發(fā)病及死亡情況
表3 2016年4個(gè)季度哺乳仔豬腹瀉發(fā)病及死亡情況
對(duì)遼寧省14個(gè)市按照問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行哺乳仔豬發(fā)生情況分析,其中,盤錦、葫蘆島、營(yíng)口地區(qū)的發(fā)病率和死亡率最高,發(fā)病率分別為44.9%、29.9%和29.9%,死亡率分別為8.8%、21.2%和16.3%;而本溪、鐵嶺、阜新的發(fā)病率最低,分別為0.7%、2.4%和2.6%,死亡率分別為0.4%、0.2%和0.4%(表4)。將遼寧地區(qū)按照地理位置劃分為4個(gè)區(qū)域,問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果按照區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表5),統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,發(fā)病率遼西最高(24.9%),遼東最低(2.8%);死亡率遼西最高(7.3%),遼東最低(0.6%)。表明不同地區(qū)仔豬腹瀉病的發(fā)病率差異較大,在制定全省免疫策略時(shí)應(yīng)有所側(cè)重,針對(duì)不同地區(qū)制定不同的防疫策略,在日常監(jiān)測(cè)工作中對(duì)仔豬腹瀉發(fā)生率高的地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)。
表4 遼寧省不同市哺乳仔豬腹瀉發(fā)病及死亡情況
表5 遼寧省不同區(qū)域哺乳仔豬腹瀉發(fā)病及死亡情況Table 5 Morbidity and mortality of diarrhea of suckling piglets in different areas of Liaoning province
對(duì)70個(gè)場(chǎng)(戶)共計(jì)700份糞便樣品進(jìn)行PEDV、TGEV、PRV-A三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果2016年4個(gè)季度中只有第一季度檢測(cè)到豬腹瀉病毒核酸陽(yáng)性,其余3個(gè)季度檢測(cè)結(jié)果均為陰性。2016年第一季度中采集了25個(gè)場(chǎng)(戶),每個(gè)場(chǎng)(戶)10份,共計(jì)250份糞便樣品,熒光RT-PCR檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。由表6數(shù)據(jù)可知,PEDV樣品陽(yáng)性率為36%(27/75),場(chǎng)陽(yáng)性率為48%(12/25);PRV-A樣品陽(yáng)性率為41.3%(31/75),場(chǎng)陽(yáng)性率為56%(14/25);TGEV均未檢出。表明在遼寧省范圍內(nèi)養(yǎng)豬場(chǎng)(戶)仔豬病毒性腹瀉主要由PEDV和PRV-A引起,在臨床上要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室診斷以確定致病原因,對(duì)癥治療,并有針對(duì)性的制定防疫策略。
將2016年測(cè)定的12株P(guān)EDV S1基因序列與GenBank中登錄的16株國(guó)內(nèi)外PEDV S1基因序列以及3株本實(shí)驗(yàn)室2015年測(cè)定的PEDV S1基因序列進(jìn)行核酸序列比對(duì)分析發(fā)現(xiàn),本研究中測(cè)定的2016年遼寧地區(qū)12株P(guān)EDV的S1基因4株全長(zhǎng)為2376 bp,8株為2367 bp。
根據(jù)PEDV S1基因同源性分析,12株2016年遼寧PEDV分離株之間的同源性為92.6%~100%。其中遼東地區(qū)PEDV 3株分離株之間同源性為93.7%~99.9%,遼北地區(qū)PEDV 3株分離株之間同源性為97.5%~99.3%,遼南地區(qū)PEDV 3株分離株之間同源性為99.6%~100%,遼西地區(qū)PEDV 3株分離株之間同源性為93%~97.8%。分離株2016LNeast2與2016LNwest3同源性最低(92.6%),2016LNsouth2與2016LNsouth3同源性最高(100%)。
12株2016年遼寧PEDV分離株與歐洲株CV777的同源性為91.3%~94.7%,與韓國(guó)株KNU-0802的同源性為91.2%~95.8%,與日本株83P-5同源性為91%~94.9%,與中國(guó)株LZC、CH8以及HuN株的同源性分別為90.5%~93.9%、92.5%~97.4%和92.1%~97.9%。
表6 2016年第一季度豬腹瀉三重實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)結(jié)果
RT-PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂凝膠電泳分析顯示,擴(kuò)增出12條約2 300 bp的特異性片段,與預(yù)期大小相符(圖1)。并按照供試病毒樣本采集年份和區(qū)域?qū)⒎謩e命名為2016LNeast1、2016LNeast2、2016LNeast3;2016LNwest1、2016LNwest2、2016LNwest3;2016LNsouth1、2016LNsouth2、2016LNsouth3;2016LNnouth1、2016LNnouth2、2016LNnouth3。
12株2016年遼寧PEDV分離株與3株2015年遼寧PEDV分離株之間的同源性為93.1%~99.6%,其中2015-2株與2016LNeast2株、2015-3株與2016LNwest1的同源性均為93.1%,2015-1株與2016LNsouth1株的同源性最高,為99.6%。
M.DNA標(biāo)準(zhǔn)DL 2 000;1~12.樣品S1基因;13.陰性對(duì)照M.DNA Marker DL 2 000; 1-12.S1 gene of samples; 13.Negative control
用MegAlign軟件將12株P(guān)EDV S1基因序列與GenBank中已公布的國(guó)內(nèi)外參考序列進(jìn)行核酸序列比對(duì),并構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(圖2)。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析顯示,PEDV可以分為3個(gè)亞群,除了2016LNeast2和2016LNwest1病毒株之外的其他10株P(guān)EDV遼寧分離株屬于第3亞群,同屬該亞群的還有6株中國(guó)其他地區(qū)PEDV分離株SH、YS、SD-QD-2015、CHGD-01、HuN、CH8,2株韓國(guó)PEDV分離株CNU-091222-01、KNU-0802,以及2015年3株遼寧PEDV分離株2015-1、2015-2和2015-3。其中2016LNnorth1、2,2016LNsouth1、2、3以及2016LNwest3與2015年3株親緣關(guān)系較近,處于同一分支;2016LNwest2與SH、YS親緣關(guān)系較近,2016LNeast1、3與SD-QD-2015親緣關(guān)系較近,2016LNnorth3與CH8親緣關(guān)系較近。2016LNeast2與4株中國(guó)其他地區(qū)PEDV分離株CH-JLGZL-2011、JS-2004-2、DX、LJB-03屬于第2亞群。歐洲株CV777,2006年中國(guó)LZC株,韓國(guó)DR13株以及日本83P-5組成第1亞群。而2016LNwest1雖然與第1亞群,第2亞群處于同一大分支,但是又獨(dú)立成一亞支。結(jié)果表明在遼寧地區(qū)不同時(shí)期的不同地區(qū),有處以同一分支的優(yōu)勢(shì)毒株流行,又有不同進(jìn)化來(lái)源分支的其他毒株存在,同時(shí)可能存在基因變異的新毒株。
本研究調(diào)查了遼寧省14個(gè)地市58個(gè)縣(市)的70個(gè)規(guī)模豬場(chǎng)的腹瀉流行情況,通過(guò)填寫調(diào)查問(wèn)卷和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析,為遼寧省腹瀉的診斷、免疫策略的制定以及防制提供參考和理論依據(jù)。問(wèn)卷調(diào)查中調(diào)查的70個(gè)規(guī)模豬場(chǎng),發(fā)生過(guò)腹瀉場(chǎng)41個(gè),場(chǎng)陽(yáng)性率為58.6%;哺乳仔豬存欄83314頭,發(fā)病率為12.2%,死亡率為4.5%。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),在第一季度的25個(gè)場(chǎng)(戶)75份樣品中,PEDV樣品陽(yáng)性率為36%(27/75),場(chǎng)陽(yáng)性率為48%(12/25);PRV-A樣品陽(yáng)性率為41.3%(31/75),場(chǎng)陽(yáng)性率為56%(14/25);未檢出TGEV。說(shuō)明在遼寧省范圍內(nèi)PEDV的場(chǎng)陽(yáng)性率較高,應(yīng)引起養(yǎng)殖戶的注意,注重場(chǎng)的腹瀉凈化。
引起腹瀉的原因是多種多樣的,在問(wèn)卷調(diào)查中,致病性大腸埃希菌感染也是引起腹瀉發(fā)生的重要原因。因?yàn)楹芏囵B(yǎng)殖場(chǎng)(戶)并未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室診斷進(jìn)行最后確診,所以具體病因無(wú)法確定,PEDV可能與大腸埃希菌、PRV-A等引起腹瀉的病原混合感染引起腹瀉。豬群發(fā)生腹瀉癥狀以后應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室診斷以明確感染病原,針對(duì)致病原因制定治療方案,降低因?yàn)楦篂a而引起的經(jīng)濟(jì)損失。
通過(guò)本研究調(diào)查,遼寧省不同地區(qū)的豬養(yǎng)殖場(chǎng)(戶)均有不同程度的PEDV感染,多發(fā)生于第一季度,冬春交接之際,不同地區(qū)和時(shí)間PEDV、PRV-A的感染率不同,表明低溫是激發(fā)腹瀉發(fā)生的主要因素之一。在冬春氣溫較低,溫差較大的季節(jié),應(yīng)該注意豬舍保暖,調(diào)節(jié)溫濕度,降低因冷熱溫差而引起的應(yīng)激反應(yīng)。豬場(chǎng)的衛(wèi)生環(huán)境對(duì)腹瀉的發(fā)生也有至關(guān)重要的影響,改善養(yǎng)殖環(huán)境,及時(shí)清理尿污糞便,加強(qiáng)消毒,保持豬舍干凈衛(wèi)生。此外,提高仔豬免疫力,飼料中添加微生態(tài)制劑,都有利于降低腹瀉類疾病的發(fā)生。
圖2 PEDV S1基因系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)
通過(guò)多重?zé)晒釸T-PCR檢測(cè),遼寧省主要流行的是PEDV和PRV-A,其中PRV-A樣品陽(yáng)性率及場(chǎng)陽(yáng)性率都略高于PEDV。劉云波等[7]2013年對(duì)全國(guó)13個(gè)省1282份臨床腹瀉樣品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,PEDV、TGEV及PRV-A的陽(yáng)性率分別為24.49%、2.65%和3.20%,表明PEDV仍然是臨床引起仔豬腹瀉的主要病原。同時(shí),本研究結(jié)果及全國(guó)調(diào)查結(jié)果顯示,PRV-A感染率出現(xiàn)了明顯的上升趨勢(shì),需要在臨床上注意鑒別診斷,在治療上有針對(duì)性的制定治療方案,同時(shí)加強(qiáng)PRV-A的防疫工作。
隨著養(yǎng)豬業(yè)的快速發(fā)展以及集約化養(yǎng)殖方式的普及,近年來(lái)在冬春交際PED多次發(fā)生流行。雖然PEDV首次在歐洲發(fā)現(xiàn),但是它已經(jīng)導(dǎo)致多個(gè)亞洲養(yǎng)豬國(guó)家的重大經(jīng)濟(jì)損失,包括韓國(guó)、中國(guó)、日本、越南和菲律賓。并且從2013年4月以來(lái),美國(guó)、加拿大和墨西哥都有PEDV大流行的報(bào)道[8]。而隨著PEDV的流行,該病毒也在發(fā)生著變異,Yang D K等[9]通過(guò)對(duì)2014年在韓國(guó)發(fā)生的PED進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),一種新的PEDV變異株在韓國(guó)流行,與1998年的SM98分離株的同源性為93.08%。杜曉莉[10]通過(guò)對(duì)2010-2013年浙江省的臨床腹瀉樣品進(jìn)行研究表明,PEDV臨床檢出率由2010年的42.86%升高到2013年的70%以上,臨床檢測(cè)毒株的S1基因與傳統(tǒng)毒株CV777的S基因以及中國(guó)最早檢測(cè)的基因序列親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。
通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)可以看到,在遼寧地區(qū)不同時(shí)期的不同地區(qū),有處以同一分支的毒株流行,說(shuō)明這一分支的毒株為遼寧地區(qū)的優(yōu)勢(shì)毒株。同時(shí)又有不同分支的其他毒株存在,說(shuō)明它們具有不同的進(jìn)化來(lái)源。通過(guò)核酸序列比較發(fā)現(xiàn)第1亞群和第2亞群具有相似的基因變化和缺失,同時(shí)在不同位置有不同的堿基變化,而2016LNwest1與這兩個(gè)亞群的基因變化類似,處于同一大的分支,但是它在第1596位堿基由T→C,在第1601位以及第1634位發(fā)生了堿基缺失,因此單獨(dú)列一分支。說(shuō)明PEDV在遼寧地區(qū)的發(fā)展過(guò)程中,基因發(fā)生一定的變化。
本研究通過(guò)對(duì)2016年遼寧地區(qū)規(guī)?;B(yǎng)豬場(chǎng)進(jìn)行豬病毒性腹瀉流行情況及PEDV分子流行病學(xué)的深入調(diào)查和研究,可以了解遼寧地區(qū)豬病毒性腹瀉的流行狀況,確定主要流行病毒,明確主要流行病毒的優(yōu)勢(shì)毒株及遺傳演化規(guī)律,為遼寧地區(qū)豬病毒性腹瀉類疫病高效疫苗的研發(fā)奠定基礎(chǔ),為遼寧地區(qū)豬腹瀉的免疫實(shí)施方案的制定提供理論依據(jù),為PEDV的科學(xué)防控提供可靠的技術(shù)保障。