作者:李晨 虞璐 来源: 中国科学报 发布时间:2020-2-4
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刘秀梵:做动物疫病防控“安全卫士”

 

刘秀梵在指导研究生做实验。扬州大学供图

■本报记者 李晨 通讯员 虞璐

基因Ⅶ型新城疫新型疫苗,是我国第一个拥有自主知识产权的新城疫疫苗,也是首个有效防控鹅新城疫的疫苗,可同时预防鸡群和鹅群中的新城疫。自面世以来,该疫苗已累计生产销售75.1亿羽份,在全国31个省、自治区、直辖市推广应用,为养殖企业增效 50 多亿元,取得显著的经济、社会、生态效益。

近日,这项成果在2019年度国家科学技术奖励大会上获得国家技术发明奖二等奖。领衔这项工作的中国工程院院士、扬州大学教授刘秀梵,与动物疫病“斗争”了近半个世纪。今年已79岁的他,依然展现出了惊人的科研创造力。

病毒变异:进口疫苗效果下降

“新城疫,俗称鸡瘟,与高致病性禽流感一样,是危害全球养禽业最严重的两大烈性传染病之一。”刘秀梵介绍,“新城疫”的发病率和死亡率高达100%,已被世界动物卫生组织列为法定报告动物疫病。

我国家禽年饲养量达150亿只左右,新城疫强毒感染现象多发,危害严重,《国家中长期动物疫病防治规划(2012-2020)》将其列为重点防范的一类动物疫病。

“疫苗免疫是防控新城疫的重要方法,我国鸡群新城疫病毒感染率高,所有鸡群都高频率接种疫苗,使用最广泛的是由国外引进的基因II型LaSota疫苗。”刘秀梵说,自上世纪90年代起,我国新城疫的流行特点出现了重大变化,鸡群在高频率接种LaSota疫苗的情况下,仍然普遍发生非典型新城疫。

“使用疫苗之后,鸡群的感染症状虽然不太明显,但死淘率增加,产蛋率下降。另外,原先对新城疫有天然抵抗力的鹅,也大批发病死亡。”新情况的出现,令刘秀梵忧心忡忡,“病毒在进化过程中,基因型发生了变异。”

如何有效防控免疫鸡群非典型新城疫和鹅群新城疫?这两大难题成为了我国乃至全球养禽业的“燃眉之急”。

揭露病毒变异的“元凶”

上世纪90年代末,刘秀梵团队启动流行病学调查,针对我国新城疫病毒展开分子流行病研究,发明了新城疫病毒遗传进化快速分析系统,首次明确了新城疫流行株的优势基因型及其致病机制,为新城疫的精准防控提供了科学依据。

“我们建立了新城疫病毒库,通过对1500多个新城疫病毒分离株的基因型分析,最早发现了基因Ⅶ型新城疫病毒基因组长度特征,证明了鸡群和鹅群中流行的新城疫强毒95%以上都是基因Ⅶ型,无宿主特异性,可以交叉感染致病。”刘秀梵说。

为什么基因Ⅶ型新城疫病毒会引发严重疫情?刘秀梵团队经过研究,进一步揭示了基因Ⅶ型新城疫病毒的致病机制。

这是因为基因Ⅶ型新城疫病毒会造成鸡和鹅免疫器官的严重损伤,导致其免疫抑制。常用的LaSota疫苗与基因Ⅶ型新城疫病毒的基因型、抗原性不匹配,清除病毒能力弱,造成了鸡群非典型新城疫频发和鹅新城疫的暴发。

找出了“元凶”后,尽快研制出一种新型疫苗,成为了压在刘秀梵心头的头等大事。

创制首个新城疫疫苗“种子”

“制备与流行株匹配的新城疫疫苗,首先要获得基因Ⅶ型弱毒株,但基因Ⅶ型新城疫病毒的分离株均为强毒,不符合疫苗种毒的基本要求。”团队核心成员胡顺林博士说,发明新型疫苗株过程中的这第一座“大山”,令人望而却步。

“常规的传代技术,无法使毒力变弱。我们就像在黑暗中找路,研究一时陷入了困境。”胡顺林说,经过几年摸索,在刘秀梵带领下,团队很快放弃传统方法,转向在当时刚刚兴起的反向遗传技术。

自2001年起,团队从200多株基因Ⅶ型新城疫病毒流行株中,筛选获得了在鸡胚中繁殖效价高、免疫原性强、交叉保护性好的毒株作为供体,构建了含有该毒株基因组全长的感染性克隆,在国际上首创了基因Ⅶ型新城疫强毒直接致弱的反向遗传技术平台,突破了常规手段无法致弱Ⅶ型强毒的技术瓶颈,实现了强毒株的精准、快速致弱。

“构建病毒反向遗传技术平台,就像建房子一样,需将病毒复制、转录、翻译等‘元件’提供好,在细胞里进行装配,形成完整的病毒粒子。”胡顺林说,在成功之前,团队走了不少弯路,“无论失败多少次,刘老师一直信心满满,他就是大家的‘指路明灯’。”

2006年,刘秀梵团队成功发明出基因Ⅶ型新城疫疫苗毒株A-NDV-Ⅶ,是国际上首个基因Ⅶ型疫苗株,也是我国第一个拥有自主知识产权的新城疫疫苗株,打破了我国新城疫疫苗株完全由国外引进的局面。

该疫苗株与国际通用疫苗株LaSota性能参数相比,毒力更弱、免疫原性更好,免疫后产生的抗体滴度高4倍以上,清除病毒的能力强10倍以上,不仅用于鸡还可用于鹅。

“制备出了疫苗株,我们就有了研制疫苗的‘种子’。”刘秀梵笑着说。

创建疫苗质量评价体系

刘秀梵团队利用发明的致弱毒株A-NDV-Ⅶ为种毒,研制出了国际上第一个注册的基因Ⅶ型新城疫病毒灭活疫苗,解决了我国鸡群和鹅群新城疫防控的重大问题。2014年,该疫苗获得国家一类新兽药证书。

“创建Ⅶ型新城疫灭活疫苗的质量评价体系,是项目研究中面临的另一大难题,但对于提升我国新城疫疫苗的整体研发水平具有重大意义。”刘秀梵说,现有疫苗的效力检验标准具有很强的主观性,而且评价标准较低,造成常规疫苗不能提供理想的免疫保护,导致免疫鸡群中普遍发生新城疫强毒的持续感染和流行。

经潜心研究,刘秀梵团队创建了Ⅶ型新城疫灭活疫苗的质量评价体系。基因Ⅶ型灭活疫苗与LaSota灭活疫苗的质量标准相比,抗体效检标准提高了4倍,临床保护标准提高到至少90%不发病,团队创新性引入排毒检验标准,要求至少70%不排毒,大幅提高了疫苗质量评价标准,且更加客观、科学。

2014年11月,原农业部颁布了该疫苗新的试行规程和质量标准。

助力疫病净化

“新城疫疫苗在我国禽群中使用相当频繁,蛋鸡和种鸡在饲养周期需要接种新城疫疫苗10次以上,免疫应激大,影响生产性能。”刘秀梵说,依据新疫苗免疫后抗体水平高、维持时间长的优点,研究团队在全国大型蛋鸡养殖生产企业实施了新城疫的“免疫减负”计划。

北京华都峪口禽业有限责任公司负责人介绍,经减负后,该公司种鸡新城疫疫苗的免疫次数减少到了5次,免疫成本降低的同时,生产性能也得到了提高。减负前后的对比数据显示,成本每年降低约340万元,母雏销售量每年增加约352万只。

目前,基因Ⅶ型新城疫灭活疫苗已转让7家兽医生物制品龙头企业,一期转让经费达5600万元,累计生产销售75.1亿羽份,生产企业获得直接经济效益 2.5亿元,已在全国31个省、自治区、直辖市推广应用,为养殖企业增效 50 多亿元,产生了显著的经济效益。

农业农村部兽医公报显示,该疫苗自获准应用以来,我国新城疫的发生数大幅下降,家禽病死率降低,有效减少了病死禽处理带来的环境压力,产生了显著的社会和生态效益,为《国家中长期动物疫病防治规划》中新城疫净化目标实现提供了关键技术支撑。

“动物与人,是一个大的公共卫生系统。动物疾病与人体健康息息相关,我们要把生态环境的健康当作一个整体来对待。”刘秀梵说。

《中国科学报》 (2020-02-04 第3版 农业科技)
 
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