動物群體疫病控制理論及其應用

來源：  發布日期：2011-09-03  發布者：曉天  共閱2258次

摘要 本文主要以豬群發疾病的發生為例簡要介紹了疫病預防控制的新理論——病原譜差異性理論，為群體流行病學的控制提供了新的思維方式，同時從生產實踐的角度對當前群發病的預防控制模式進行了深層次的思考。

關鍵詞 病原譜 病原譜值 病原譜差異性 病原譜變化速度

在整個人類歷史的發展進程中，疾病的發生（尤其是瘟疫的發生）從未中斷過，而且動物的疾病和人類的疾病也始終相互交錯發生著，近期發生的SARS和高致病性禽流感使得人類再次驚慌失措。個體（individual）醫學的研究幾乎已經到了巔峰階段，但群體（population ）醫學的研究依然顯得舉步維艱。問題的癥結到底在哪里？此文將主要以豬病的發生為例探討疾病在群體中發生的根本原因。

從二十世紀80年代開始，世界各地都在進行養豬生產模式變革的實驗，其中涉及遺傳、育種、通風、豬流（pig flow）、健康性能、欄舍面積、斷奶日齡、保育方式、室外飼養、豬群群體規模、斷奶-育成模式、上市決策制定，等等。在這些變革中，多點生產（Multi-loci/cite Production）和人工授精（Artificial Insemination，AI）的影響極其重大，但這些變革成功和失敗各幾何呢？

一、問題思考

以下將通過幾個問題的回顧來反思為什么動物的疾病和人的疫病變得越來越難以對付，以期給我們提供新的啟示。

1. 動物的飼養密度：眾所周知，亞洲之所以會成為世界的流感中心（1957年、1968年、1997年和2003年亞洲和香港地區等發生禽流感和人流感），多數學者認為，其中最重要的原因是亞洲人口密度大，動物和人群混居，尤其是豬和禽類近距離飼養。

在動物養殖業中，我們是否可以不再盲目提倡單位面積的載畜量，而是強調單位動物的空間擁有量，提倡動物福利。其實，養殖業現代化不是“現大化”，規?；膊皇恰案呙芏然?。

2. 動物的封閉飼養：人們總是以為只要動物處在封閉的環境中，動物就會很少生病，但往往事與愿違。雖然動物飼養環境越來越封閉，但飼養業中被迫使用的抗生素種類卻在不斷增加，使用的劑量也在不斷加大，人類的食品安全已經受到嚴重的威脅。

為了提高經濟效益，人們一方面將自己飼養的動物進行封閉，但一方面又不斷從外面（尤其是國外）不斷引進新的品種，動物群體的病原譜平衡就這樣一再被打破。

3. 自然選擇和人工選擇發生矛盾：自然選擇和人工選擇雖同樣重要，沒有人工選擇，就不會有玉米、小麥和水稻，但自然選擇仍然是人工選擇的基礎，所以沒有冬天的水稻和夏天的小麥，我們不可違背自然選擇這樣一個基礎的規律。

在動物的飼養實踐中，人類為了追求動物的快速生長，不斷推進育種的進程。飼養的動物（尤其是豬和雞）在人工的保護下，雖然其生長速度越來越快，但抗病能力卻每況愈下。比如在豬的選育種上，人們過度追求瘦肉率，背膘雖然越來越薄，眼肌面積也越來越大，肌間脂肪含量越來越低，而豬的抗病能力越來越差，各種綜合征卻接踵而來，如PRRS，PMWS，PDNS，PRDC，等等。

總之，遵從自然的選擇是長久的，人為的過度干預永遠是短命的。

凡此種種，都成了動物疫病周而復始的部分誘因，但動物疫病反復發生的內在規律是什么呢？引起動物和人發生疾病的直接原因到底是什么？歷史上的有識之士也曾提出了各種各樣的假定（assumption）和假說（hypothesis），這些假說對人類認識疾病和控制疾病，尤其是對傳染病科學的認識起到了很好的推動作用，但隨著人類對疾病認識程度的加深，這些假說也越來越顯現出它們的局限性，比如Koch氏假說，Evans氏假說，自然疫源地的概念，無特定病原的概念，等等。病原學理論已經到了必須充實變革的時候了。

二、病原譜差異性理論簡介

病原學也叫病因學（Etiology），是一門研究疾病發生機理和規律的學科。

什么叫病原（Pathogen）？凡是能夠引起動物和人正常生理機能改變的一切因素都應該稱為病原。其中包括：

① 細菌、真菌、放線菌、螺旋體、霉形體、立克次氏體、衣原體、病毒以及原蟲、蠕蟲（絳蟲、吸蟲、線蟲）和節肢動物等生物體；

② 力、熱、電、光、原子能、聲音、環境等物理因素；

③ 藥物、激素、毒素、營養物質（過敏和缺乏）等化學因素；

④ 社會心理因素（幼小動物離開母親、斷奶對心理造成的應激、驚嚇等）。

根據上述病原和機體的相互作用方式，為了研究的方便，我們又可以將病原歸為以下兩大類：

① 表觀病原（Apparent Pathogen，AP）：能引起明顯的臨床癥狀和生理機能改變的病原（病原體），如豬瘟病毒，口蹄疫病毒，禽流感病毒，雞新城疫病毒，過度饑餓等。

② 潛在病原（Potential Pathogen，PP）：一般情況下不能引起疾病，但在一定條件的促發下可能引起疾病或導致正常生理機能發生改變的病原（病原體），如某些血清型的大腸桿菌，豬副嗜血桿菌，某些流感病毒，人在感染人類免疫缺陷病毒（HIV）和豬在感染豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）時發生的細菌和真菌的繼發感染，寒冷，斷奶等。

注意：潛在病原和條件性致病菌不是等同的概念。

當然，表觀病原和潛在病原的劃分也不是一成不變的，在一定條件下，兩者可以相互轉化，而且這種轉化是動態的。如在疫苗接種的情況下，某些病原對機體的致病力逐漸下降，這些病原要么從機體中消失，要么成為潛在病原。如機體在饑餓和寒冷等病原的作用下，某些潛在病原也可能乘虛而入成為表觀病原。

動物群或動物個體及其周圍環境中所有的病原（表觀病原和潛在病原）就構成了該動物群或動物個體的病原譜（Pathogenic Spectrum，PS）。

構成病原譜（PS）的所有病原（表觀病原，AP和潛在病原，PP）依據其數量、種類、毒力和空間位置的綜合致病能力，稱之為病原譜值（Value of Pathogenic Spectrum，VPS）。

病原譜值（VPS）是一種多維值，即是一種非線性值，不可以進行簡單的數學運算。

每一個動物或動物群與其他的動物或動物群在病原譜的構成上均可能存在著一定的差異，稱為病原譜差異性（Disparity of Pathogenic Spectrum，DPS）。

計算方式可以模擬為：

DPS ≈∣VPS 1 ? VPS 2∣（這里的雙向箭頭表示比較，而不是加減）

病原譜或病原譜值隨時間變化的快慢程度又稱為病原譜變化速度（Speed of Pathogenic Spectrum，SPS），病原譜變化速度也是衡量疾病發生可能性的一個極其重要的指標。

即SPS=DPS/t（時間） ≈（∣VPS 1 ? VPS 2）/t

如冷空氣的突然降臨，突然的高溫，病原體數量的急劇增加，病原譜變化速度（SPS）就比較大，動物就很容易罹患各種疾病。

另外，病原譜的差異性也同時表現在動物的基因水平、細胞器、細胞、組織、器官、系統、種屬、區域、時序等層次上。如流感病毒主要感染細胞質，新城疫病毒主要感染細胞核，PRRS病毒主要感染巨噬細胞，HIV主要感染CD4+細胞，口蹄疫病毒主要感染上皮組織，HAV、HBV和HCV（人甲型、乙型、丙型肝炎病毒）主要感染肝臟，豬瘟只感染豬和野豬，非洲豬瘟只位于非洲地區，公豬在青春期最容易發生副睪炎等。

即使地方品種和外來品種在病原譜的構成上也存在著一定的差異（尤其是地域上的差異），因此在引進外來品種時必須謹慎小心。

此外，野生動物與周圍環境間在病原譜的構成上差異較小，所以野生動物可以其樂融融地在野生的環境中生活，但家養的動物和野生動物接觸就很危險，容易發生各種疾病。給動物創造一種與自然和諧的環境尤其重要，即將動物和周圍環境之間的病原譜差異減少到最低限度是一種理想的選擇。

總之，病原譜差異性的存在始終是疾病發生的基礎。即：DPS∈（VPS 1 ≠ VPS 2）

為了消除病原譜的差異性，我們既可以通過采用減少一方的病原譜值或增加另一方的病原譜值的方法，又可以通過降低病原譜變化速度的方法來預防和控制疾病。

例如：

VPS1 ≌ VPS2 DPS=│VPS1-VPS2│≈0

VPS1↓≌ VPS2↓ DPS=│VPS1-VPS2│≈0

VPS1↑≌ VPS2↑ DPS=│VPS1-VPS2│≈0

當然增加一方的病原譜值，有時雖可以減少病原譜差異性，但增加病原譜值亦有一定的風險，病原譜值也不是越大越好，如，

例一：VPS1=2，VPS2=3 則DPS=1

例二：VPS1=20，VPS2=30 則DPS=10

結論是：雖然例一和例二中VPS1/VPS2=2/3，但DPS相差很大（1:10），所以VPS不是越大越安全！

以上所述，即為病原譜學（Pathospectrology）的主要內容。

三、病原譜差異性理論應用的思考

病原譜差異性原理在豬的群體疾病預防控制中的實踐應用要點可簡述如下：

1. 關于疫苗：按照DPS理論，接種疫苗的目的是為了減少動物體和周圍環境之間以及與其它動物群之間的病原譜差異性，但疫苗（活疫苗或死疫苗）也是一種潛在的病原，疫苗接種實際上是增加了某機體或某動物群體的病原譜值（VPS）。疫苗接種雖然是一種控制疾病的良好方法，但也不是萬能的，尤其是使用活疫苗更要慎重，因此建議在條件許可時，我國可盡早創造條件停止豬瘟和口蹄疫等疫苗的接種計劃。

2. 由于發病動物和病人的病原釋放量和病原毒力遠遠大于亞臨床感染者，其病原譜值（VPS）較大，所以不可將發病的動物和健康的動物接觸，對病人和發病動物進行隔離尤其重要，隔離患病動物的目的在于防止其他機體的病原譜值（VPS）的迅速增大，即降低病原譜變化的速度。

生產實踐中將腹瀉豬的糞便反過來飼喂母豬，或者將流產母豬的胎兒和胎衣飼喂母豬的做法都是危險的。同樣將病死豬的內臟制成滅活組織勻漿注射到豬體內的做法也是不足取的。但將引進動物與本場健康動物生活環境逐漸接觸的做法是可以容忍的。

3. 按照動物的生長階段分成多階段飼養，表面上看，動物獲得了很好的照顧（包括營養、疫苗注射，環境設施等），但由于動物經常改變居住環境，如果環境狀況不佳，病原譜值（VPS）不斷改變，病原譜差異（DPS）不可消除，疫病也將不會終止。

建議要精心設計并慎重進行分階段飼養和原居住地飼養的對比實驗，不可輕率地得出結論。

4. 斷奶后并群：由于在現代養豬生產中，每個母豬及其所產仔豬被封閉在一個單元內，屬于一個獨立的整體，其病原譜值（VPS）相對固定，但斷奶以后，不同母豬的后代混合在一起，由斷奶應激、心理應激、營養應激、環境應激、社會群體結構改變應激等病原綜合作用，導致并群后的仔豬病原譜差異性（DPS）增加，導致近幾年豬斷奶后多系統衰竭綜合征（PMWS）病例增多。

早期斷奶、多點飼養、飼料加藥和飲水加藥、早期接種疫苗、注射滅活組織勻漿、注射血清、閉群飼養、清群、建群等可能都是控制疾病的方法之一，但都是一些被動的方法，而且效果不能確定；

控制仔豬疾病的主動方法應該是讓仔豬在母源抗體的保護下接觸病原（生物的、物理的、化學的和社會心理的）。

具體做法：在仔豬斷奶前10——15天，先并群。

益處：⑴、提前建立豬群社會結構心理；⑵、消除病原譜差異性。

所以，仔豬斷奶前，將其混合并群，在母源抗體的保護下，使不同母豬所產仔豬的病原譜值（VPS）接近相等，斷奶后的病原譜差異性（DPS）減少，降低疾病發生的可能性。

作者據此提出的“斷奶前并群技術”已經在某些豬場顯示出了較好的生產效益。

5. 引種問題：封閉飼養可以使動物群內的病原譜值（VPS）保持相對穩定，但該動物群卻不是一個真正封閉的群體，它需要不斷從外界引進動物，這樣相對穩定的病原譜值（VPS）就會不斷出現波動?？茖W研究發現，新動物的引進（Introduction of new animals into a herd）仍然是當前PRRS發生的主要原因。

引進新動物后發病的原因就是新動物群和原動物群的病原譜值（VPS）相差很大。

在引種問題上，我們必須強調健康匹配（Health Match）的概念，即“門當戶對”，不可盲目地不加選擇地引進外地或外國所謂高度健康（High Health Status）豬群，否則也就可能“紅顏薄命”。因為管理良好的動物場和管理不良的動物場之間病原譜值（VPS）相差很大，即存在懸殊的病原譜差異性（DPS）。利用病原譜差異性理論來指導引種，努力降低雙方的病原譜差異尤為必要。

所以對引進的豬只必須進行環境適應（Acclimatization）才是最理想的方法，對這些豬只可以通過自然接觸（Natural Exposure）的方式，來達到馴化（Acclimatization）的目的，動物群最終會處于穩定（Stabilization）狀態，即消除了病原譜差異性（DPS）。

積極的方法也包括通過嚴格的管理降低本場的病原譜值（VPS），使其接近所引動物場的病原譜值（VPS）。

同樣道理，飼養的動物接觸野生動物（如野鳥，老鼠等）確實也很危險，但不接觸也很困難。蚊、蠅和老鼠都是自然界的物種，完全消滅它們不容易，也不可能，況且這些動物不一定都帶有病原，比較理想的辦法是將這些動物控制在盡可能小的范圍之內，即使飼養動物接觸這些動物，病原譜值（VPS）也不會迅速增大，即病原譜改變的速度會降低。

另外，很多豬場在引進新的豬只后立即注射疫苗（如口蹄疫、豬瘟等），以為這樣就會萬事大吉，但往往也是事與愿違。因為引進豬只時，本身病原譜差異性比較大，加上中途運輸和地域病原譜的差異，如果再接種疫苗，DPS會迅速增大，往往促使發生新的疫情。

6. 母源抗體保護：由于對母源抗體的錯誤認識導致了一些錯誤免疫程序的出現，如有些農場反復注射疫苗使機體的抗體水平始終處于很高的狀態，再有如實驗室中用攻毒的方法來模擬自然感染的過程等。

因此，我們應該重新考慮母源抗體影響疫苗接種效果這一結論。

研究發現，血液中母源抗體低的幼小動物是不易存活的?？贵w保護下的自然感染建立的免疫是長久的，抗體保護下的免疫是牢固的；讓仔豬和母豬病原（尤其是潛在病原，PP）漸近性接觸，使其建立穩固的免疫力遠遠比將仔豬和母豬過早隔開更為重要。

現在有些飼養場試圖采用過早斷奶來割斷母豬病原傳遞給仔豬，但采用早期斷奶實際上是延長了幼小動物微生物區系的建立時間，反而導致機體對更多的微生物（包括潛在病原）更加敏感，在過早斷奶后免疫力嚴重不足；使得混群后的動物群之間病原譜差異性（DPS）加大，即病原譜變化速度（SPS）加大。

很多專家認為，營養充足就可以消除過早斷奶帶來的不利影響，但即使如此，也并不能代替機體免疫力的主動建立。過早期斷奶，既降低了母豬的使用年限，又降低了仔豬對疾病的抵抗能力。因為動物任何一種行為的改變都需要成千上萬年的時間，不可能一蹴而就，否則就會弄巧成拙。因此，我們不要試圖再對豬只實施過早期斷奶。

7. 消毒策略：我們應該改變頻繁使用消毒液沖洗欄舍的做法，盡量使動物欄舍內的病原譜值（VPS）保持相對穩定性，減少病原譜差異性（DPS）對機體的刺激；即：不要經常去擾亂動物群的病原穩定（Stabilization）狀態；消毒應該主要針對外部，尤其是針對外部的表觀病原；針對外部的消毒可防止豬群內的病原譜值（VPS）擴大，而對內部來說，保持豬群內的病原譜（表觀的和潛在的病原）穩定性，防止病原譜差異性（DPS）增加也同樣重要；

8. 病豬欄（Hospital pen）的設立：現實情況是，很多病豬隔離后的生活條件反而更差，病豬欄反而成了豬淘汰欄，其病原譜值（VPS）不斷加大。設立病豬欄的實際目的是提供給病豬溫暖舒適的環境，提供墊草或木屑，提供給病豬充足的飲水、電解質和維生素等，逐漸降低其病原譜差異性（DPS）。每個病豬欄只可存放2-3頭豬（不超過5-6頭），同時設立專人負責管理。

9. 重新思考初生動物處理程序：為了片面追求生產效益，很多養殖業者對豬只實施剪牙（Teeth clipping）、斷尾 (Tail docking)、打耳號 (Ear notching、Ear nibbling)、去勢 (Castration)，補鐵等處理。實際上，科學研究發現：⑴、這些處理會引起動物短期或長期的疼痛；引起過敏反應；引起動物心率的改變；減少動物的增重；降低動物的免疫力；影響動物的內分泌和動物的行為；⑵、剪牙盡管可以減少母豬和仔豬的損傷，但生長速度和死亡率并沒有得到改善；⑶、斷尾雖然可以部分減少豬場的咬尾癥發生的數目，但根本不能清除咬尾的發生，況且尚有其他方面的因素需要考慮。隨著中國成為WTO成員國后，這些涉及動物福利的問題更有慎重考慮的必要。

另外，這些處理措施實際上也是提高了動物群的病原譜值（VPS）。

10. 由于精液可以攜帶很多病原，而且有些微生物病原體更容易通過粘膜感染，“人工授精”雖然提高了雄性動物的使用效率，但導致動物群的病原譜值（VPS）波動更快，所以應該提倡“相對固定配偶技術”，不可盲目“濫交”，應該在一定范圍之內提倡“從一而終”。應該對人工授精建立配種檔案記錄制度，追索健康問題的發生原因。

11. 抗體監測：抗體水平參差不齊，遠遠比畜群整體處于低水平抗體的危害更大。統計研究表明抗體水平不一致的豬群中豬只的淘汰率遠遠大于抗體水平一致（無論高或低）的豬群。

使動物機體免疫狀態趨于一致的目的就在于減少病原譜差異性（DPS）。

緊急接種的目的也在于迅速擴大健康和假定健康動物群的病原譜值（VPS），減小病原譜差異性（DPS）（但這是不得已的辦法）。

在血清學監測中，我們也必須強調動態監測概念的重要性。

12. 從表面上看，使用藥物好像也是減少了病原譜值（VPS），但濫用藥物導致的一個耐藥的菌株的致病強度比普通菌株的致病強度更大，而致病強度是構成病原譜值（VPS）的主要因素。所以科學合理地有計劃地用藥將是人類的明智之舉，尤其要謹慎使用廣譜抗菌藥和消毒藥。

總之，為了提高動物群的安全性，確保動物健康，既要減小其病原譜值（VPS），又要減少病原譜差異性（DPS），同時也要降低病原譜改變的速度（SPS）。

病原譜差異性（DPS）理論只是理論化的探討，其焦點依然是處理群體流行病學問題，該理論既可適用于除豬以外其它動物的疾病控制，也可適用于人類疫病的預防控制模式。

病原譜差異性理論尚處于初始階段，其內容還需要不斷豐富、完善和發展。最后作者聲明，病原譜差異性理論不是解決和思考一切問題的靈丹妙藥，也不代表任何標準，其中的錯誤和偏頗只能請讀者自鑒。

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