福好谈病原生态学

樊福好谈病原生态学与猪群健康管理樊福好谈病原生态学与猪群健康管理 现在的猪病越来越复杂，问题到底出在哪些环节，应该采取什么样的措施来指导当前 猪群的健康管理，带着这个问题，本刊记者采访了农业部种猪质量监督检验测试中心（广 州）检测室主任樊福好老师，以下是采访内容，现摘录如下，以飨读者。 记者记者：樊老师，谢谢您接受我们的采访。现在的猪病越来越复杂，到底问题出在哪些 环节，应该采取什么样的措施来指导当前猪群的健康管理呢？ 樊福好樊福好：随着集约化、规模化和工厂化养猪模式的进一步发展，猪病问题越来越复杂， 控制起来越来越棘手。我觉得，我们必须从生态学的角度来考察猪病的控制问题，搞清楚 净化和驯化的关系问题。我们不要一味地去追求猪病的“净化” ，要具体问题具体分析。有 很多猪病只能驯化，不能净化。所以说，掌握和学习生态学知识对于理解猪病的净化和驯 化是至关重要的。 记者记者：那么，什么是生态学呢？ 具体研究哪些方面的内容？ 樊福好樊福好：生态学（Ecology）是研究有机体及其与周围环境相互关系的一门重要学科。 “生态学”一词由德国生物学家海克尔 1866 年最早提出。 生态学研究的内容涉及到多个方面，生态学的分类方法也多种多样，可以按照研究的 生物类别分（微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学） ，按生物系统的结构 层次分（个体生态学、群体生态学、群落生态学和生态系统生态学） ，按照生物栖居的环境 类别分（陆地生态学和水域生态学） ，按照生态学与非生命科学结合分（数学生态学、化学 生态学、物理生态学、地理生态学） ，按照生态学与生命科学其他分支相结合分（生理生态 学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、古生态学） ，按照应用性分支学科分（农业生 态学、医学生态学、环境生态学、信息生态学） ，等等。 记者记者： 研究生态学，要注意什么呢？它的具体内容是什么？它的研究思路又是什么呢？ 研究生态学，必须遵循生态学的三个重要定律：第一定律：人类的任何行为都不是孤 立的，对自然界的任何侵犯都具有无数的效应，其中许多效应是不可预料的（多效应原理） 。 这个规律体现了生物种群的自然调节能力。 第二定律：每一种事物无不与其他事物相互联系和相互交融（相互联系原理） 。该规律 具体表现为食物链、竞争和共生三个方面。 第三定律：人类所生产的任何物质均不应对生存环境中的生物化学循环有任何干扰 （勿干扰原理） 。这个定律告诉人们“不能竭泽而渔” 。 生态学具有明显的定量和动态的特点。生态学的基本原理，通常包括四方面的内容： 个体生态、种群生态、群落生态和生态系统生态。一个健康的生态系统是稳定的和可持续 的，在时间上能够维持它的组织结构和自治，也能够维持对胁迫的恢复力。 从人类的角度来看，健康的生态系统能够在维持它们复杂性的同时满足人类的需求。 生态学基本原理的应用思路是模仿自然生态系统的生物生产、能量流动、物质循环和信息 传递而建立起人类社会组织，以自然能流为主，尽量减少人工附加能源，寻求以尽量小的 消耗产生最大的综合效益，解决目前人类面临的各种生存环境危机。可持续发展观念协调 社会与人的发展之间的关系，包括生态环境、经济、社会的可持续发展，但最根本的是生 态环境的可持续发展。 事实上造成当代世界面临的空前严重的生态危机的重要原因就是以往人类对自然的错 误认识。工业文明以来，人类凭借自认为先进的“高科技”试图主宰、征服自然，这种严 重错误的观念和行为虽然带来了经济的飞跃，但造成的环境问题却是不可弥补的。人类是 生物界中的一分子，因此必须与自然界和谐共生，共同发展。 在计算和衡量经济生产中，不应认为自然资源是没有价值的或者认为是无限的，而是 要用生态价值的观念，考虑到经济发展对环境的破坏和影响，利用科技的进步，将破坏降 低到最大限度，同时倡导一种有利于物质良性循环的消费方式，即适可而止、持续、健康 的消费观。 记者记者：刚才您介绍了生态学的基本研究思路，那么它和动物疫病控制有什么关系呢？ 樊福好樊福好：为了解决人类和动物疫病的困扰，我们也必须遵循这样的生态学研究思路。 任何生物的生存都不是孤立的，病原体也不例外。 记者记者：什么是病原生态学呢？ 樊福好樊福好：病原生态学（Patho-ecology）是一门新型的学科，是研究病原与宿主相互关 系的科学，主要从系统生态学的角度研究疾病在时空中的发生、发展的规律和控制方法， 病原生态学基本上属于医学生态学的范畴。 记者记者：病原生态学的研究内容是什么？ 樊福好樊福好：病原生态学涉及到两个方面的重要研究内容：病原和宿主。环境在其中也起 到重要的影响作用，有时甚至通过影响病原对疾病的发生起决定性作用。 记者记者：根据我的理解，宿主就是病原赖以生存的动物机体，比如人和其它动物，是吗？ 樊福好樊福好：是的。根据病原与宿主的关系，宿主可以被分为六种类型：病原携带者、易 感者、潜伏感染者、临床症状者、病死者和免疫者。 病原携带者（Carrier）：指持续性携带病原，但尚未出现临床症状，将来也不会出 现临床症状的宿主。比如对于猪瘟来说，野猪就有可能是携带者；对于流感来说，老鼠就 有可能是携带者。鼠疫的携带者为黄鼠、旱獭等啮齿类动物；狂犬病的携带者为狐、狼、 獾、浣熊、臭鼬、蝙蝠；鸟类为西尼罗病毒的携带者；红冠白脸猴和大斑鼻猴体内含有 SIV，被黑猩猩捕食后形成新的 SIV，后在人体内演化成为 HIV1，而 HIV2 则来自于非洲 黑白眉猴的 SIV；埃博拉出血热病毒最初来源是非洲偏僻地区的灵长类或啮齿类；亨德拉 脑炎病毒的携带者为几种野生的狐蝠（黑狐蝠、庄头狐蝠、小红狐蝠和眼圈狐蝠） ；尼帕脑 炎的携带者为狐蝠；猴痘的携带者为野生的冈比亚土拔鼠、地松树等啮齿类动物；莱姆病 的病原体为伯氏螺旋体，自然宿主为鼠、鹿、浣熊、狼、野兔、蜥蜴和鸟等野生动物。 易感者（Susceptible）：指未感染病原，亦无免疫能力的宿主。比如长期封闭的猪 群，就有可能是 TGE 或 PED 的易感者；长期使用抗生素进行“药物保健”的猪群就很快 成为猪副嗜血杆菌的易感者；长期消毒的猪群更容易成为许多病原的易感者。 感染者（Infection）：指感染了病原，处于潜伏期，但尚未出现临床症状的机体。 感染和病原携带为两个不同的概念。病原携带的宿主没有生理机能的障碍，而感染，生理 机能已经被改变，可以通过检测的方法来确定。 发病者（Diseased）：指感染了病原，已出现临床症状的机体。比如，感染了蓝耳 病病毒出现流产的母猪，感染猪副嗜血杆菌出现关节炎和浆膜炎的保育猪，感染链球菌出 现神经症状的中大猪，感染巴氏杆菌出现鼻孔流出泡沫的生长猪，等等。 病死者（Death）：感染后出现临床症状或根本未出现症状而死亡者，病死者的特殊 性在于它会从群体中消失，导 致群体数量的减少，是流行病 学数学模型中必须考虑的重要 因素。 免疫者（Immune）：指 未携带病原，但有免疫能力的 宿主。携带有病原，但有免疫 力的个体不属于此类别。比如接种过有效猪瘟疫苗的后备母猪群，通过继承免疫获得免疫 力的仔猪等均属于免疫者。而携带有伪狂犬病病毒，有免疫力的母猪却不属于免疫者，只 属于携带者，这种情况必须给与足够重视。 从病原生态学的角度考虑，免疫丢失的情况亦必须考虑。 图示为该模型的简图。 根据上述宿主个体的具体状态，人或动物群体存在以下两种极端类型： 完全易感群体：所有群体均为易感者。如现代人类对于天花。 完全免疫群体：所有群体均为免疫者。如现代人类对于脊髓灰质炎。 除了上述两种极端类型外，其余均为混合群体。这其中存在：携带者、易感者、免 疫者，也有可能存在感染者、发病者，甚至出现死亡个体。 记者记者：哦，我明白了。在病原生态学中，病原的宿主不是一种，根据其感染状态，可 以分为各种类别。那么，樊老师，我还有一个问题，就是如何理解病原和宿主之间的关系 呢？ 樊福好樊福好：在病原生态学中，必须掌握病原的两个重要的概念：爆发指数（Outbreak index）和传播指数（Spread index） 。 病原通过传播媒介或环境由病原携带者传递给易感者可能性的高低，称为爆发指数。 这里需要特别指出的是，爆发指数是特指由携带者传染给易感者的速度，而不是指感染者 或发病者传播给易感者的速度。在自然界中，携带者和易感者往往不是同一种动物。但在 人为干预（如接种疫苗）的情况下，携带者和易感者也可能是同一种动物。 记者记者：那么，什么是传播指数呢？ 樊福好樊福好：病原通过感染者传播给易感者速度的快慢，称为传播指数。在病原生态学中， 感染者、发病者与易感者往往是同一种动物。爆发指数与传播指数往往呈现负相关的关系。 记者记者：这两个指数如何进行计算呢？ 樊福好樊福好：病原爆发指数的计算：在没有人为干预的情况下，某个疾病爆发所需要的平 均时间（病原生态学中以“年数”计算）的倒数。 病原传播指数的计算：在没有人为干预的情况下，某个病原从一个感染个体传播到另 外一个易感个体所需要的平均时间（病原生态学中以“天数”计算）的倒数。 例如，假定 SARS 平均 500 年出现一次，则 SARS 的爆发指数是 1/500（0.002） ， SARS 病毒从一个人传播给另外一个所需要的平均时间是 2.4 个小时，则该病毒的传播指 数为 10；流感每 4 个月发生一次，则流感的爆发指数是 3，流感病毒从一个小学生传播给 另外一个小学生的平均时间是 6 个小时，则该流感病毒的传播指数为 4；鼠疫每 10 年发生 一次，则鼠疫的爆发指数是 0.1。但肺鼠疫、败血型鼠疫、腺鼠疫和轻型鼠疫的传播指数依 次降低。TGE 在一个猪场每 4 年发生一次，则 TGE 的爆发指数是 0.25，TGE 从一头猪传 播给另外一头猪所需要的平均时间是 2 天，则传播指数是 0.5；口蹄疫每 3 年发生一次，则 口蹄疫的爆发指数是 0.33，口蹄疫病病毒从一头猪传播给另外一头猪的平均时间是 1 天， 则口蹄疫病毒的传播指数是 1；HIV 从一个人传播个另外一个人需要的平均时间是 100 天， 则 HIV 的传播指数为 0.01；狂犬病的爆发指数比较低，很长时间才能发生一次，假定是 50 年，则狂犬病的爆发指数是 0.02，但发病的人将狂犬病病毒传播给人需要的平均时间是 10 天，则狂犬病的传播指数为 0.1。 （以上计算均采用假设数据，切勿对号入座） 记者记者：爆发指数和传播指数之间有没有特别的联系呢？ 樊福好樊福好：由上述假设可见，狂犬病的爆发指数低，但传播指数很高，用杀“疯狗”的办 法是解决狂犬病的最佳手段，但用杀健康狗的办法就是有点过头了；艾滋病的爆发指数也 比较低，用对付狂犬病的办法来控制艾滋病不失为一种绝好的选择，必须采取严格的封锁 措施。但 SARS 的爆发指数很低，传播指数很高，用杀果子狸的办法来控制 SARS 的做法 则是愚蠢的，同样，用杀鸡的办法来控制禽流感也是愚蠢的，用杀猪的办法来控制口蹄疫 同样是不明智的。对于传播指数高，爆发指数低的疾病采用严格的感染宿主和发病宿主封 锁措施是最恰当的选择， “杀”是解决不了问题的，仅仅反映了人类的无能。 为了应对禽流感防控形势，2006 年 2 月 13 日，香港特区政府新修订的公共卫生 （动物及禽鸟） （禽畜饲养的发牌）规例及废物处置条例生效。根据新法，市民不可 散养鸡、鸭、鹅、鸽和鹌鹑 5 类家禽。任何人如未经许可而散养家禽均属于违法，违者可 被罚款 5 至 10 万港元。我相信，这将是人类历史中最愚蠢的行为，将是被子孙后代耻笑的 行为。 病原生态学研究发现，病原的爆发指数越低，继承免疫越弱，群体宿主发病的可能性 越高，传播指数越大；病原的爆发指数越高，继承免疫越强，宿主群体发病可能性越低， 传播指数越小。例如，SARS 病毒的携带者至今仍然是个谜，SARS 的爆发指数非常低，但 SARS 的传播指数非常高；AIDS 的爆发指数也低，但 AIDS 的发病率高，传播指数也高； Ebola 病毒的爆发指数低，但出血热的致死率高，传播指数高；疯狗只有通过撕咬人体才 能传播狂犬病，爆发指数很低，如果不加人为控制，传播指数高，而且疾病非常严重，人 体感染狂犬病后 100%死亡。流感的类型较多，如果从其单一类型考虑，每一种类型的流 感爆发指数也较低。但一旦发生，通过空气传播，流感病毒的传播指数高。由于流感的复 杂性和不完全交叉免疫，流感的致死率低，病情 1 周左右结束。美国科学家的研究显示， 1918-1919 年导致 5000 万人死亡的西班牙流感病毒很可能源自鸟类，实际上是禽流感的变 异，死亡集中在 20-40 岁的年青人，机体的免疫力是导致病死的根本原因，与所谓“高致 病性”似乎无关。 再看一些养猪业中的例子：一个多年不发生猪传染性胃肠炎的猪场，说明该病的爆发 指数低，猪群的继承免疫将逐年衰减，一旦爆发该病，则传播指数非常高，会出现一种猝 不及防的态势。多年不发生口蹄疫的地区，多年不发生蓝耳病的地区，该两种病的爆发指 数较低，若一旦发生口蹄疫和蓝耳病，后果将非常严重。 1998 年在江苏及 2005 年在四川发生了猪链球菌的人类感染，由猪的感染情况看，链 球菌的爆发指数很高，但传播指数相对并不高。但后来某些科研机构宣称是通过疫苗控制 了病情，本人不敢苟同。一个爆发指数很高的疫病完全有可能由于宿主机体自身的免疫功 能起到了作用，与疫苗似不相干。 记者记者：这样看来，人类现行的很多做法还是值得商榷的。 樊福好樊福好：是啊。影响传播指数高低的因素是传播媒介以及病原在该传播途径中的生存 能力。传播速度越快，传播指数越高；病原生存能力越强，传播指数越高。通过空气或水 源传播的病原，往往传播指数较高。 记者记者：那么，病原的毒力到底如何衡量呢？有人说，病毒变异了，毒力就增强了，是 这样吗？ 樊福好樊福好：按照病原生态学的规律，病原在环境中的选择方向是，毒力将逐渐变弱，不 适宜的宿主逐渐成为适宜宿主。一旦病原生活在另外一种不适宜宿主体内，该不适宜宿主 的疾病爆发就不可避免了。病原毒力变弱的目的是为了提高生存能力，更好地繁殖下一代。 老鼠的乳酸脱氢酶升高症病毒适宜在老鼠体内生存，后来生活到了猪身上，猪此时就成了 不适宜宿主，蓝耳病就爆发了。猪瘟病毒通过多年的进化，逐渐在野猪体内生存，野猪成 为适宜宿主，家猪一旦感染就会爆发猪瘟。但随着猪瘟疫苗接种的不规范实施，某些猪瘟 病毒逐渐适应猪的机体，猪成为猪瘟病原的携带者，一旦出现易感猪群，则有可能爆发猪 瘟。 记者记者：这么说，病原的毒力完全取决于宿主机体，而与病原似乎无关。 樊福好樊福好：完全正确。过去人们一直相信是病原本身确定了其毒力的高低，其实是动物 机体的反应才反映病原毒力的强弱。比如，对猪来说，猪瘟病毒是具备毒力的，但对于人 来说，猪瘟病毒是无毒力的。如果继续深究的话，猪瘟病毒对某些猪是强毒力的，对另外 一些猪是弱毒力的。所以，在病原生态学中，病原的毒力取决于宿主机体的反应状态，而 与病原本身确实无关。在现代的兽医教学中，最缺乏的是对学生进行思维方法的训练，尤 其对学生进行逆向思维的训练就显得尤为必要，而现在的很多学生被训练成知识的储存者， 而不是知识的加工者，只有经过加工的知识才能称为新的知识。 记者记者：那为什么猪瘟疫苗和石门株的毒力不同呢？难道不是两种病原本身决定的吗？ 樊福好樊福好：这个问题问得好。这两种病原确实不同，毒力表现也不一样，所以，人们就 认为病原本身决定了病原的毒力。其实，从本质上来看，还是动物机体本身的反应状态不 同而已，猪对猪瘟疫苗反应弱，对石门株反应强。换句话说，同样对于猪瘟疫苗，当猪的 抵抗力弱时，猪瘟疫苗照样可以致病，这是这些年来屡见不鲜的例子。同样对于石门株， 当猪的抵抗力强时（比如经过了猪瘟疫苗的免疫） ，猪照样不会被感染。所以，最终还是宿 主本身决定了病原的毒力强弱。改变思维方式以后，我们就可以不把眼睛总是盯在病原身 上，给予宿主足够的关注。 记者记者：这个问题很复杂，好难理解，让我好好消化一下，呵呵。那么，您如何评价现 行的疫苗接种策略呢？ 樊福好樊福好：随着疫苗接种的反复进行，病原的爆发指数确实越来越高（因为，疫苗亦为 病原，接种一次疫苗，就相当于猪发了一次病） ，但病原传播速度将越来越慢，继承免疫的 作用在逐渐升高，生物安全的作用会逐渐减少。所以，爆发指数越大的病原，机体群体的 继承免疫发挥的作用也越大。爆发指数越小的病原，机体的继承免疫发挥的作用就越小， 生物安全就显得比较重要。但过渡强调生物安全，就会越削弱继承免疫的发挥。 记者记者：这样看来，生物安全和继承免疫倒成了一对矛盾。 樊福好樊福好：是啊，前者费时费力，后者完全依靠宿主机体，有点“听天由命”的意味。 但就是这样的“听天由命”却造就了现代丰富多彩的大自然。 让我们再看一些例子。 德国媒体引用德国过敏症专家协会专家基尔斯滕斯容格的话说，在孩子早期成长过程 中，身体的免疫系统需要一些病菌的“刺激” ，从而使其达到最强大的状态。父母在家庭清 洁卫生方面不该走极端，每周多次用消毒剂清洁房屋是完全没有必要的。 在柏林墙倒塌之后开展的一次最著名的研究结果显示，东德人罹患过敏症、气喘和其 他自体免疫性疾病的人比较少，而相对富有和洁净、可轻易获得抗生素和疫苗的西德人当 中患有上述疾病的人偏多。 据调查，城市女性生殖器炎症近几年来逐年上升，特别是青年女性中滴虫性阴道炎、 霉菌性阴道炎和慢性宫颈炎发病率极高，这三种病已成为当前女性中主要的生殖系统感染。 科学研究发现，女性阴道中可分离出 20 多种微生物，阴道中主要的常住菌有乳酸杆菌、表 皮葡萄球菌、大肠杆菌、B 群链球菌、类杆菌、白色念珠菌、支原体等。乳酸杆菌等在阴 道自净中起主要作用。由于城市女性过多使用消毒药清洗身体，人为降低了乳酸杆菌等细 菌的爆发指数，破坏了生殖道的病原生态环境，免疫功能下降了。一旦条件允许，女性生 殖器炎症的发生可能性就提高了。人类必须学会去解决生物安全和继承免疫这一对矛盾。 记者记者：有没有关于猪的例子？。 樊福好樊福好：有啊。有文献报道，PRRSV 分为欧洲型和美洲型，两种病毒的毒力有差异。 前者毒力强，传播快，发病症状严重，死亡率高；后者毒力弱，传播慢，发病症状缓和。 我国分离的病毒为美洲型，但临床表现接近欧洲型。为何出现这种现象？从病原生态学的 角度分析，欧洲实行严格的生物安全措施，PRRS 的爆发指数较低，所以一旦发生 PRRS， 则病情非常严重。而美洲则与此相反，其采取的生物安全措施比较宽松。但若美洲地区继 续推广采用空气过滤法去控制 PRRS，其命运将与欧洲相似。我国猪群虽然感染的是美洲 型 PRRS 病毒，但盲目采用欧洲式生物安全措施，同样会发生了欧洲蓝耳病的命运。虽然 有人认为，PRRSV 的变异是造成 PRRS 难以控制的原因之一，但本人认为，养殖模式才是 该病发生的主要原因。 猪副嗜血杆菌是猪体内的常在菌群，母猪可以产生免疫力，并将免疫力传递给仔猪， 继承免疫是存在的。但由于实施“早期断奶” 、 “加药断奶” 、 “药物保健”等新技术，母猪 体内的猪副嗜血杆菌被消灭了，继承免疫中断了，所以，仔猪发生猪副嗜血杆菌就不足为 怪了。所以，所谓“高度健康”以及“高度清洁”并不能带来什么好结果。 我们必须按照“病原生态学”的思路来制定具体疾病的控制思路。 记者记者：现行的养殖模式中，哪些因素会导致疾病的难以控制？ 樊福好樊福好：大规模使用抗生素、消毒药和重金属来进行环境的杀菌及消毒终究会降低大 量病原的爆发指数，但却提高了其传播指数， “三大污染”终究会给人类带来严重的灾难， 给养殖业带来严重的灾难。 综上所述，生物隔绝是某些疾病爆发的根本原因。我们必须想法设法提高而不是降低 某些疾病的爆发指数。只有这样，才能提高机体的继承免疫力，从而降低某些病原的传播 指数。 记者记者：樊老师，你能不能具体谈谈一些疾病的控制策略。比如猪瘟、蓝耳、伪狂犬病、 猪副嗜血杆菌、巴氏杆菌、链球菌。等等。 樊福好樊福好：猪瘟疫苗过去是个非常好的疫苗，但随着疫苗接种频率的逐渐增加，其抗体 反应越来越没有规律，甚至出现抗体无反应性的问题，临床上所谓非典型性猪瘟逐渐出现， 给诊断和控制带来困难。之所以出现上述问题，是由于人类近乎“疯狂”地使用猪瘟疫苗 造成。按照病原生态学的原理，野猪是携带者，家猪是易感者，适当接种疫苗，家猪就成 了免疫者，甚至成为完全免疫群体，对于猪瘟问题，我们完全可以高枕无忧了。但是，如 果盲目接种猪瘟疫苗，就产生了猪群中部分猪对疫苗的无反应性，即免疫耐受。若猪瘟野 毒存在于猪群中，这些猪就成了携带者，按照刚才我们的定义，携带者是没有临床症状的， 但相当危险。免疫耐受现象主要出现在怀孕母猪接种和幼小仔猪接种的过程中。对于猪瘟 疫苗，我还是主张“一生一次，足矣”的思路。对于管理规范的猪场，甚至可以停止接种。 记者记者：那么，蓝耳的情况如何呢？蓝耳的问题争议最多了，养猪人往往感到莫衷一是。 樊福好樊福好：是啊。但蓝耳和猪瘟不同，因为他们的感染方式不同。在自然界中，目前没 有发现蓝耳的别种动物的自然携带者，但由于蓝耳病毒在猪体内持续性感染的时间比较长， 存在猪群内的携带者。猪群之间的感染是避免不了的，实施净化措施非常困难，西方国家 提出的“空气过滤”养猪最终将被证明是养猪业中的一场灾难，所以只能选择驯化的措施。 为了避免驯化的副反应，驯化只能在后备猪阶段实施，可以采用疫苗的驯化或自然的驯化 或两者结合。但也要遵循的思路。这里需要强调的是，使用灭活疫苗进行驯化是无效的。 记者记者：那是不是说，小猪不用接种疫苗呢？ 樊福好樊福好：不但小猪不用接种疫苗，怀孕母猪更不用接种疫苗， “一生一次，足矣”嘛。 记者记者：伪狂犬病疫苗是目前猪疫苗中的唯一基因缺失疫苗，对于实施“检测-清除”法 意义