張玉霞,董雯雯,李峰,袁小遠
(山東省農業科學院家禽研究所,山東 濟南 250100)
SPF 動物是指飼養在隔離屏障內,不攜帶主要潛在感染或條件致病及對科學實驗有重大干擾的病原,并具有良好的遺傳性能及繁殖能力的實驗動物[1]。SPF 級動物因其遺傳性質穩定、敏感性高[2],在藥物和疫苗研制[3-4],克隆技術[5]等領域應用廣泛。在我國生命科學實驗動物中SPF 雞和雞胚已經研究相對成熟,基本實現了規模化生產,用于家禽疫苗生產與檢驗、毒種制備等[6-9],為我國家禽發展提供了先決條件和重要保證。
同時,隨著集約化養殖的發展,我國也成為全世界鴨、鵝等水禽出欄量最多的國家。隨之而來的鴨病來勢洶洶,有些病原可造成重大疫情,對水禽養殖業危害嚴重。標準化的SPF 鴨和鴨胚是農業領域科學研究水禽疾病和多種水禽生物制品研發、生產與檢定等環節必不可少的實驗動物和原材料,因此,培育SPF 鴨為我國的水禽疫病研究防控提供技術保障。本文在對我國SPF 鴨產業發展成果總結的基礎上,重點分析了產業發展存在的若干問題和未來研究方向。
隨著我國經濟的不斷發展,居民生活水平的提升,我國家禽相關產品的需求量大大提高。雖然我國肉鴨、蛋鴨產業規模化發展起步較晚,但是借鑒了雞、豬養殖業發展的經驗,產業化格局正在迅速形成。國家統計局、農業農村部發布的數據顯示,2022 年我國家禽出欄量達到161.4 億只,鴨出欄量占據家禽出欄總量近1/3 左右,鴨肉、鴨絨初級產品的總價值達到500 億元[10]。
養鴨業迅猛發展的同時,也遇到制約其健康發展的瓶頸問題,其中之一是水禽疫病。目前國內水禽專用的疫苗種類有限,水禽養殖多依賴水資源,消毒工作操作比較困難等因素均造成鴨病形勢復雜,除了傳統的鴨瘟、鴨肝炎、鴨疫里默氏菌外,禽流感、沙門氏菌、小鵝瘟、大腸桿菌等病原也對鴨養殖業造成一定的危害外,近年來流行的鴨坦布蘇病毒和鴨呼腸孤病毒等也進一步增加了養鴨難度[11-12]。這些疫病不僅給水禽帶來了高昂的養殖成本,還污染了周圍環境并影響食品安全,成為阻礙了產業健康發展的一個重要因素[13],也使得鴨病一度成為禽病研究的熱點。
鴨病病原的基礎性研究,鴨類疫苗和診斷試劑的開發研制,鴨胚都是必備的原材料。普通級鴨胚可能污染細菌和病毒,如白血病、支原體、呼腸孤病毒等都可通過鴨胚傳播[14-15],用普通鴨胚制作的疫苗接種有散毒的風險;此外,普通鴨胚中可能含有母原抗體等影響病毒增殖等,對疫病敏感性低,獲得的實驗數據重復性差、準確率低[16];另外,普通鴨制備的血清“陰而不陰,陽而不強”,不具備充當診斷試劑的條件,嚴重阻礙了鴨疫病研究及防控工作進展。因此生產標準化的SPF 鴨和鴨胚成為研究水禽疾病和多種水禽生物制品研發、生產與檢定的迫切需要。
此外,乙型肝炎病毒(HBV)感染是影響人類健康的重要問題[17],據WHO 報道,全球約2.4 億人為慢性HBV 感染者。鴨肝炎模型是目前使用較多的乙肝研究動物模型[18-19],對于了解病毒感染的病理生理學、病毒復制及藥物療效評價等有重要意義。另外由于鴨生活能力強,對家禽常見傳染病,鴨比雞少1/3 左右,適合人類疫苗的生產和檢驗。因此,開展SPF鴨和鴨胚的培育不僅為農業健康發展提供保障,而且能為保障人類生命健康提供重要材料,在病毒分離、生物制品開發和疫苗評價等多個方面具有良好的應用前景[20-21]。
動物增量是實驗動物科技發展的核心任務,是對生命科學研究提供支撐和服務的基礎。張曉娜等[22]對臺灣及日本MHC 單倍型SPF 鴨進行了報道,但未見培育成功,哈爾濱獸醫研究所研究團隊建立的SPF 鴨生產中心是目前國內唯一的SPF 種鴨群。通過對地方品種紹興麻鴨、金定鴨鴨群通過正壓隔離器種飼養、種卵滅活疫苗免疫、阻斷物流/人流污染、鈷60 輻照飼料和酸化飲水等多種措施凈化了包括禽呼腸孤、禽流感H5、H7、H9 亞型、新城疫、減蛋綜合癥、鴨肝炎、鴨腸炎、鴨圓環、鴨細小病毒病在內的10 種常見鴨病病原。育成HBK-B、HBK-Q、HB/Bn 三個品種6 個品系[23-24],建成了基礎核心群,數據顯示鴨胚產量累計達到2 萬枚,用于保障部分科學研究,相對于SPF 雞胚4 千萬枚的年產量和巨大的應用需求,SPF 鴨及鴨胚生產數量還有一定的差距,還未形成產業化,對于遺傳學、營養學、環境檢測以及病原學檢測指標還未形成完善的控制體系。另外該中心位于中國東北部,物流成本和運輸質量也增加了各生物制品公司對SPF 鴨及鴨胚廣泛應用的難度系數和成本。
SPF 鴨和鴨胚是生命科學研究的高標準化實驗動物,是對病毒學研究及生物制品生產和鑒定的標準化原材料,其質量好壞,直接關系到科研成果的質量。目前,對SPF 鴨微生物學檢測目前搜索到的標準有兩個:黑龍江省地方標準[25]和中國實驗動物學會團體標準[26]全國信息與文獻標準化技術委員會.文獻著錄:第4 部分 非書資料:T/CALAS 18-2017[S] .北京:中國標準出版社,2017:3] ] ,農業部尚無國家標準公布。主要監測的病原包括6 種病毒病:網狀內皮增生癥、禽腺病毒三群(EDS-76)、鴨肝炎病毒、鴨腸炎病毒(鴨瘟)、禽流感病毒、新城疫病毒;3 種細菌病:沙門菌、鴨疫里默氏桿菌、巴氏桿菌,1 種衣原體。對我國新流行的危害較嚴重其他的傳染性疾病如:呼腸孤病毒、鴨坦布蘇病毒、鴨圓環病毒、番鴨細小病毒、細小病毒(短喙綜合癥)、禽白血病、鴨支原體、鴨腺病毒感染(除EDS-76 以外)、鴨大腸桿菌病等沒有涉及,凈化病原的數目低于OIE 公布的可感染鴨的 15 種病原數。
SPF 鴨配合飼料(T/CALAS 17-2017),規定了SPF 鴨育雛期、育成期、產蛋前期及產蛋高峰期配合飼料的質量要求、營養成分測定要求、衛生要求、檢測規則以及標簽、包裝、貯存和運輸要求。SPF 鴨飼養管理標準(T/CALAS 38-2017)與SPF 雞飼養管理標準一起被寫入管理指南,無專門的飼養管理標準。
綜上,SPF 鴨飼養管理及微生物控制多采用地方標準或團體標準,制定符合我國實際的SPF鴨病原微生物控制標準,及時把這些疾病檢測納入實驗動物檢測標準中,進一步提高SPF 鴨的病原學檢測、質量管理及營養學等監測體系是SPF鴨行業發展的基本要求。
中國是世界第一養鴨大國,但由于歷史和經濟發展制約,我國在鴨的育種方面進展遲緩,種源問題一直制約中國養鴨業的發展。目前,我國種鴨基本依賴國外進口,約占國內種鴨市場的70%[27]。SPF 雞目前也是從國外引進種蛋,許多老牌的SPF 雞場多存在遺傳標記不清,遺傳背景不明、近交退化的現象。為了盡快避免這種SPF鴨再重蹈覆轍,從我國優質地方鴨種選育生產性能良好、遺傳穩定性,無烈性傳染病和垂直傳染病的基礎種鴨群,開展飼料利用率、肉品質性狀、繁殖性能、抗病性能等相關性遺傳機制研究,通過種質特性評定和篩選,建立各品系基礎群,以逐漸達到SPF 標準,并實現規模化生產是SPF 鴨產業化的重中之重。
營養對確保鴨健康生長,生產性能的發揮具有重要的作用,我們建立的SPF 鴨飼養標準仍采用SPF 雞的飼料配方與標準,二者生理特點存在較大差異,需要對其科學性與實用性進一步檢驗,確保既能發揮SPF鴨最佳生產性能又不造成浪費。目前我們已對鴨的飼料及營養科學有了一定的積累,但缺乏不同日齡、特定品種、不同性別營養與代謝的系統性研究數據,不同滅菌方式對營養和飼料利用率的影響、維生素對種蛋受精率、孵化率和活性等的影響等均缺乏系統研究,因此,加強SPF 鴨營養代謝、飼料及滅菌標準的研究,對SPF 鴨的培育至關重要。
我國SPF 鴨行業尚處于初期發展階段,病原衛生的監測種類和程序還不是很健全,相對于發達國家診斷方法標準規范,診斷試劑商品化標準化程度較低,我國對于疫病的監測主要采用傳統的血清學方法,如瓊擴實驗、血凝抑制試驗、平板凝集實驗和酶聯免疫吸附試驗(ELISA),或者敏感性特異性不強,或者成本高昂,影響實驗動物的檢測數量和檢測頻率,進而影響實驗動物的凈化品質。商品化的ELISA 試劑盒,一般是檢測雞的病原或抗體,而針對鴨疫病診斷一般需再更換特異的二抗,因此研發快速、準確、高通量的檢測方法和檢測試劑盒,建立便于復核的針對一種病原微生物的幾種監測方法,是我國SPF 鴨行業走向正規化、國際化的必由之路。另外,除了SPF 鴨和鴨胚外,開發形式多樣的生物制品和技術服務如SPF 鴨血(全血、抗凝血、血細胞、血清、血漿)、SPF 鴨胚細胞和飼料等也可成為SPF 鴨行業提高附加值的方向之一[28-29]。
SPF 鴨和鴨胚被主要用于病毒的分離、鑒定,以及病原微生物的致病分子機制等方面的研究,為多項重大課題順利進行提供了必需的實驗材料和支撐,取得了豐碩的成果。21 世紀是生命科學的世紀,SPF 鴨也將面臨前所未有的發展機遇,相信隨著品種品系數量不斷增加和質量提高,將在家禽領域扮演更重要的角色。