楊公立,張志誠,趙繼軍,吳曉東,王志亮
(1.青島大學自動化學院復雜性研究所,山東 青島 266071;2.中國動物衛(wèi)生與流行病學中心,山東 青島 266032)
非洲豬瘟(A fricansw inefever,ASF)在全球首次報道于20世紀20年代,當時肯尼亞家豬中出現(xiàn)了一種以出血性發(fā)熱為主要癥狀的疾病,死亡率接近100%[1]。起初發(fā)生疫情的國家主要集中在非洲東部和南部地區(qū),逐漸傳播到非洲中部和西部地區(qū);當葡萄牙(1951年)和西班牙暴發(fā)疫病之后,ASF在歐洲大部分國家開始蔓延傳播;美洲加勒比地區(qū)的古巴(1971年)首次發(fā)現(xiàn)該疫病,后來蔓延到相鄰的巴西[2](1978年);2007年ASF傳播到高加索和俄羅斯聯(lián)邦地區(qū),ASF開始傳入到亞洲大陸,現(xiàn)在高加索和俄羅斯呈地方性流行,給這些國家的養(yǎng)豬業(yè)帶來了毀滅性打擊,尤其是俄羅斯[3]。
由于非洲豬瘟病毒(ASFV)在自然環(huán)境中抗失活能力很強,以及ASF的高死亡率,都使養(yǎng)豬業(yè)產(chǎn)生極大的經(jīng)濟損失。近年來在中國周邊俄羅斯和外高加索地區(qū)都有疫病暴發(fā)的情況,對我國非洲豬瘟的防控提出了新的要求。針對這種具有高傳染性和危害性的疾病,本文以ASF在暴發(fā)地區(qū)的流行模式和疫病傳播方式的研究為基礎,收集整理ASF的流行病學的傳播途徑及其風險因素等,為量化ASF風險輸入的傳播模型提供思路,從而為我國下一步針對性做出防控方案奠定基礎。
ASF起初只在非洲地區(qū)流行,現(xiàn)在已經(jīng)橫跨亞歐大陸傳到了高加索地區(qū)和俄羅斯聯(lián)邦地區(qū)。據(jù)歐洲食品安全局的一項調(diào)查表明,ASF在高加索地區(qū)成為流行病的風險是中等級別,但ASFV的傳播風險很大。ASFV傳到歐盟的風險中等,其中主要原因是動物肉制品食物垃圾。在野豬身上成為地方病的風險,在高加索地區(qū)危害很小,在俄羅斯聯(lián)邦地區(qū)危害一般。同時通過野豬傳到歐盟的風險在俄羅斯較高,因為這里野豬之間聯(lián)系比較密集[4]。
由于在歐洲地區(qū)有嚴格的生物安全等級劃分,分為3個等級:高生物安全(HB)等級、有限生物安全(LB)等級、自由牧區(qū)(FR);針對這三個地區(qū),非洲豬瘟的傳播流行風險是不一樣的[4]。在自由牧區(qū)(FR)、有限生物安全(LB)地區(qū)一旦發(fā)生,疫病傳播的可能性很高,主要是由于這些地區(qū)生物安全措施不到位(法規(guī)不嚴格、牧民疾病意識不強)。
雖然ASF從來沒有發(fā)生在東南亞地區(qū),但是中國擁有近50%的世界生豬存欄[5],豬肉產(chǎn)量也持續(xù)增加,其他東南亞國家生豬存欄量也較高。如果ASF入侵就會導致大規(guī)模的生豬死亡,產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟后果。目前,對ASF在非洲地區(qū)流行的風險研究還很少,沒有可以利用的文獻參考。由于中國與非洲國家的對外貿(mào)易和發(fā)展援助很頻繁,尼日利亞,贊比亞和坦桑尼亞在最近都有ASF流行或暴發(fā)的報道,我國發(fā)生ASF的風險也有所增加。另外在中國,生豬養(yǎng)殖體密度高,規(guī)模小,這也為傳染病的傳播創(chuàng)造了適宜的條件[6]。
在世界動物衛(wèi)生網(wǎng)站(OIE)收集到2009—2013年非洲豬瘟全球暴發(fā)分布圖(以6個月為單位),從圖1我們可以更直觀地看到ASF發(fā)病全球擴散過程。主要集中在非洲地區(qū),但是俄羅斯最近幾年連續(xù)暴發(fā)疫病,對我國ASF的防控提出嚴格要求。
ASF是由ASFV引起的一種高死亡率疾病,而且ASFV的寄生環(huán)境很多,生命力很強,一旦ASF在某一地區(qū)暴發(fā),很難做好防控工作和消滅任務,大部分都會成為地方性疾病。據(jù)一項試驗表明,ASFV還可以在豬肉冷凍制品存放1000d之后檢測到,在15周之后的動物血液中檢測到,而且發(fā)生過疾病后的豬圈1個月之后還能發(fā)現(xiàn)ASFV[7]。W ilkinson實驗表明,非洲豬瘟病毒可以在感染了6個月的豬的淋巴組織中檢測出來。所以,ASFV的傳播能力極強,也造成了ASF的難防、難控、難清除的特點。
ASF通過直接接觸和間接接觸2種方式傳播。直接接觸包括易感染豬和被病毒感染的豬之間接觸、飼喂帶毒或受污染的豬產(chǎn)品、被帶毒和感染的吸血昆蟲如蜱叮咬的方式傳播[8]。在動物實驗中,在感染的豬和易感的豬個體之間的直接接觸總是會導致ASF感染,因此ASFV通過直接接觸就會有高感染率。但是在實驗中豬體內(nèi)往往不會產(chǎn)生ASF的抗體,針對ASF產(chǎn)生抗體的比例還沒有文獻可以確定。
圖1 2009—2013年非洲豬瘟全球分布圖
當豬感染低毒性時也能觀察到直接接觸傳播的發(fā)生,盡管在這種情況下感染率(42%~50%)相比具有高毒性感染時觀察到(100%)要低[9]。另外一個實驗,確定ASF是否可以在空氣中傳播,在2~3m2地方圈養(yǎng)10頭豬,在6d的時間內(nèi)有8頭被感染[10]。蒙哥馬利(1921)表明,ASFV直接接觸傳播會在采取雙層柵欄時被阻止。
直接傳播還有其他途徑,包括口腔、鼻腔、皮下和眼部,這些傳播途徑只需要非常少量的病毒就會發(fā)生感染。另外有些豬在感染后體內(nèi)會產(chǎn)生抗體,對ASFV有一定的中和作用,但是不能徹底地消除病毒,還會有ASFV存在動物體內(nèi)。所以食用表面看起來健康但實際含有ASFV的豬器官,那么豬器官就會成為主要的病毒傳播媒介來傳播病毒,并且這種途徑在ASFV的傳播中起到很重要的作用[11]。
在間接接觸模式上,野豬等ASFV宿主都可以通過間接方式傳播病毒。研究顯示ASFV空氣傳播距離有限,傳播有效距離在2m以內(nèi)[12]。所以病毒的間接傳播模式中主要還是通過媒介傳播,除蜱類叮咬傳播ASFV外,蚊子對家畜的叮咬也可以傳播ASFV。野生動物作為ASFV的宿主,在很多地區(qū)也會起到傳播作用。研究資料表明,人的活動、生豬運輸車輛和其他污染物有利于ASFV的傳播。但是還沒有確切的研究表明水源、老鼠等嚙齒目動物移動和鳥類遷飛等對ASFV傳播是否有影響[13]。同樣目前也沒有確定動物之間交配是否傳播ASFV;但是實驗中患病的生豬產(chǎn)生的精液中有大量的ASFV,精液有可能成為ASFV傳播的一個途徑[14]。
在非洲以外的地區(qū),ASFV的傳播方式可以分為涉及蜱和沒有任何蜱參與2種方式,同時對于一些特定的傳播方式和病毒的毒性有關。在歐洲過去的疫情暴發(fā)中,發(fā)現(xiàn)病毒入侵往往是由于污染的生肉或未煮過的泔水喂養(yǎng)家畜。人類活動、動物運輸工具以及污染物的間接接觸都會促進ASFV傳播;在伊比利亞半島,健康豬和病豬之間的血液的直接接觸傳播已經(jīng)被證實為最主要的傳播路徑[15]。
鑒于ASFV傳播因素眾多,同樣在傳播過程中起到的作用也有所不同,下面我們重點介紹幾種主要的傳播因素,包括蜱蟲、野豬、豬和豬產(chǎn)品貿(mào)易、人類活動、養(yǎng)豬體系和公共服務管理水平等等。
2.3.1 蜱蟲
在非洲東部和南部,蜱蟲是最主要的宿主;同時蜱蟲的生命力也很強,不會被ASFV感染但是可以作為ASFV的載體來傳播,感染的蜱蟲也可以通過叮咬動物傳播病毒[13]。在亞洲地區(qū),關于軟蜱屬的知識是稀缺的,其分布和潛在的疾病傳播研究還需要繼續(xù)進行。
到目前為止,所有無脊椎動物當中只發(fā)現(xiàn)軟蜱科鈍緣蜱屬在自然條件下和試驗條件下表現(xiàn)出了傳播ASFV的能力。在傳統(tǒng)的養(yǎng)豬生產(chǎn)系統(tǒng)中,養(yǎng)豬場所常常帶有裂縫,蜱極可能會在這種環(huán)境中存活。由于蜱蟲的生命周期很長(一般長達15年),并且它體內(nèi)的病毒感染能力可持續(xù)長達5年,在破舊的建筑縫隙中不易清除,因此蜱在維持和傳播ASFV方面起到重要作用。這種維持病毒延續(xù)的作用可能導致該病在某個地區(qū)發(fā)展為地方性流行[4]。
然而,有研究表明由于蜱蟲的生存習慣,在宿主的身上停留時間很短,不會造成病毒的地理傳播。關于軟蜱科分布相關的數(shù)據(jù)有限,因此很難預測它們的分布情況。這樣在非洲,就形成了豬與蜱之間的循環(huán)傳播感染,很難做到根除ASF。目前還沒有有效的方案可以根除蜱蟲,唯一有效的方法就是放棄使用被蜱蟲感染的豬圈舍[4]。
2.3.2 野豬
野豬作為病毒的另一種宿主,對ASFV跨境傳播有很大的作用,特別是在野豬密度很大的地方。在俄羅斯聯(lián)邦地區(qū),野豬會傳播病毒到很遠的地方或者沒有疫病的地方,主要通過連續(xù)的地理分布傳播而不是具有傳染性動物長距離活動導致的[4]。然而,現(xiàn)在對ASFV在野豬中的流行病學知識了解很少。野豬能夠適應各種環(huán)境,同時野豬的生存習慣是高密度群居,這就導致了野豬之間很容易直接接觸傳播疾??;但是野豬群體之間接觸不太頻繁,除非在交配季節(jié)群體之間活動比較頻繁和雄性活動也比較多[4](在歐洲主要是在7月)。同時對野豬數(shù)量的影響主要是狩獵,特別是非法狩獵,在非法狩獵過程中會由于感染病毒的野豬而導致病毒的跨地區(qū)傳播,在俄羅斯聯(lián)邦地區(qū),狩獵行為有嚴格的法律規(guī)范要求。在人類生活區(qū)域周邊活動并以生活垃圾為主的野豬群是ASFV的易感染群體和危險群體。
野豬的活動范圍很大很自由,野豬和家豬的直接接觸也會發(fā)生,從而導致了直接接觸傳播病毒。中國的野豬分布主要在東北三省、內(nèi)蒙古、云貴地區(qū)、福建、廣東地區(qū);國外撒丁島、西班牙、葡萄牙、羅馬尼亞等地區(qū)有較多的野豬群體分布,它們和家豬的直接接觸發(fā)生的概率很高;在車臣共和國和印古什共和國的大部分地區(qū),因ASF病死的野豬常常會被回收食用,這就導致了ASFV的循環(huán)流行;但是野豬在ASF流行病學中的作用還沒有研究明確表述出來。
2.3.3 豬及豬產(chǎn)品貿(mào)易
豬或豬產(chǎn)品貿(mào)易也對ASF的傳播有影響,邊境檢疫站能夠在豬和豬制品的合法貿(mào)易方面很好的控制ASF的傳播,但是非法進口在很多地區(qū)是無法量化和控制,也是很多地區(qū)ASF入侵的主要原因。為了更好地控制ASF,歐盟委員會要求立法,各成員國不得自己授權進口豬以及豬制品國家,除非該國家在過去至少12個月沒有報道ASF疫情。同時歐盟委員會還進行評估各成員國食品安全和邊境檢疫站的工作,做好統(tǒng)一監(jiān)督,統(tǒng)一防控工作[4]。鑒于最近在歐盟周邊國家有ASF疫病報告,歐盟要求所有的來自高加索地區(qū)、俄羅斯聯(lián)邦的生豬和豬肉產(chǎn)品貿(mào)易都被禁止。由于ASF會在患病豬體內(nèi)長時間地存留而不表現(xiàn)癥狀,所有畜群存在隱性帶毒動物,因注射行為導致ASFV大面積傳播也是一個重要的因素[13]。
2.3.4 人類活動
人類活動也在ASF的傳播中起到關鍵作用,俄羅斯等對國家狩獵行為有嚴格的規(guī)定,這樣可以有效地降低因為狩獵造成病毒傳播。國際航空、船舶運輸產(chǎn)生的肉制品食物垃圾由于處理不當會造成病毒的傳播,這一傳播方式在很多國家都被證實[2],如1957年西班牙首次暴發(fā)就是這一原因。在歐盟邊境地區(qū)存在很多的臨時工,雖然這些臨時工可以有效緩解當?shù)貏趧訅毫Φ且矔捎跀y帶感染的豬肉制品造成病毒跨境傳播[4]。
2.3.5 養(yǎng)豬體系
養(yǎng)豬體系對ASF的控制有直接的影響,在高加索地區(qū)和俄羅斯聯(lián)邦地區(qū)庭院喂養(yǎng)體系有低投入的特點,泔水喂養(yǎng)以及在外尋找食物垃圾,缺乏標準的喂養(yǎng)要求和幾乎沒有生物安全意識,造成這些地區(qū)極易發(fā)生ASF的流行。然而歐洲地區(qū),有較高的生物安全體系,特別是高生物安全(HB)地區(qū),在這一地區(qū)發(fā)生ASF流行的風險很低。改善當?shù)仞B(yǎng)豬體系,制定嚴格法律管理,普及動物疫病知識,提高養(yǎng)殖戶的防病意識,這些都可以在根本上阻止ASF的傳播。
2.3.6 公共服務管理水平
獸醫(yī)服務人員水平對ASF的流行也有一定的影響,由于非洲豬瘟的癥狀很像豬出血熱癥狀,很容易被誤解為古典豬瘟,ASF正確的診斷可以有效地及時預防疾病的進一步蔓延,加強獸醫(yī)的能力和養(yǎng)殖戶的防病意識做到早發(fā)現(xiàn)早防控可以減小疾病損失。此外,動物衛(wèi)生公共服務人員對ASF的認識和衛(wèi)生習慣也間接影響其傳播過程[14]。接觸ASFV人員的衣服、工具等都可能受到污染,要對這些進行嚴格規(guī)范的處理,嚴防病毒的傳播。
同時一個國家關于動物衛(wèi)生的法律法規(guī)政策在ASF傳播中也很重要;特別是邊境檢疫站的要求、動物屠殺的補償措施、動物貿(mào)易流程的法律約束、ASF應急策略等等。要在豬的飼養(yǎng)、收購、屠殺、貿(mào)易一個完整體系中,每個環(huán)節(jié)針對以上提到的傳播風險因素,做好ASF的預防工作。
各國或地區(qū)依據(jù)本國以及周邊國家的疫病情況采取不同的措施。在非洲地區(qū),由于家豬的飼養(yǎng)、收購、屠宰、出售流程沒有嚴格的生物安全要求,所以ASFV很容易流行傳播。如在剛果,生豬會被沿著剛果河等河流販賣交易,在交易過程中感染ASFV的豬就會流通到各地。很多屠宰場存在上述的問題,污水處理系統(tǒng)、屠宰下腳料等都存在傳播病毒的風險。因此在非洲地區(qū),對ASFV的流行病傳播防控中,主要是考慮生豬交易市場、屠宰場等規(guī)范化。如馬達加斯加,在2000年就提出要禁止生豬交易市場和散養(yǎng)豬的政策,政策的落實不到位導致產(chǎn)生的效果一般。同時在整個非洲范圍內(nèi),各個國家之間應加強對野生動物的跨境遷移和活豬以及豬制品貿(mào)易的關注和監(jiān)管[2]。
在歐洲和高加索地區(qū),由于歐洲歷史上的幾次疫病暴發(fā)都與非法進口豬肉和游客無意識地帶入有ASFV污染的豬肉制品有關。在2001年歐盟專門制定了《動物副產(chǎn)品法規(guī)》,這一法規(guī)對動物的下腳料、泔水的處理有嚴格的法律規(guī)定,很好防止ASF疫病蔓延。但是在高加索地區(qū)由于缺乏這些法規(guī),導致了ASF的暴發(fā)和蔓延。商業(yè)化的養(yǎng)殖體系可以通過嚴格的動物運輸和屠宰流程來防控ASF,而散養(yǎng)體系由于沒有嚴格的法規(guī)導致ASFV很容易傳播。所以針對散養(yǎng)體系來預防ASF的蔓延,首先需要制定正確嚴格的法規(guī)來提高生物安全水平,嚴格限制動物運輸,提高養(yǎng)殖戶的防病意識。2004年,歐盟通過了一項旨在清除撒丁島ASF流行的計劃,主要內(nèi)容是對野豬和家豬的疫情進行監(jiān)測,實施更為嚴格的生物安全措施,對出口豬肉產(chǎn)品進一步嚴格控制。
圖2 非洲豬瘟全球發(fā)病案例數(shù)時間序列
在美洲地區(qū),雖然美國的豬肉進口量一直很大,但是有嚴格的疫病防控方案,能夠很好地控制外來疫病的入侵。但是加勒比以及中美洲的一些國家經(jīng)濟發(fā)展緩慢、資金缺乏,部分國家政局動蕩,這些因素也導致ASF控制措施不到位和動物疫病的傳播[2]。
在大洋洲地區(qū),澳大利亞很多家豬會進入野生環(huán)境,導致野豬數(shù)量增加,因此野豬成為澳大利亞的一個風險因素。在中國周邊鄰國中,俄羅斯ASF的暴發(fā)和不斷擴散對我國防控形勢提出了嚴格的要求,所以我國要加強出入境檢疫工作。同時還要借鑒其他地區(qū)的經(jīng)驗,完善我國現(xiàn)有的動物安全法律體制,制定充分可行的應急預案,以應對ASF的意外發(fā)生。
通過從OIE網(wǎng)站收集全球非洲豬瘟數(shù)據(jù),我們進行初步分析得到以下結論,可以為下一步進行風險分析模型建立提供數(shù)據(jù)支持。
依據(jù)已有的數(shù)據(jù)做出全球發(fā)病案例數(shù)的時間序列,從2005年到2013年,發(fā)現(xiàn)疫病暴發(fā)次數(shù)較多的主要集中在6月到9月份之間(圖2)。具體原因還有待以后繼續(xù)研究分析。
目前全球共有29個國家存在非洲豬瘟,其中有21個國家自初次確診該病以來,連續(xù)存在5年以上。大部分都是非洲國家,也包括高加索地區(qū)和俄羅斯聯(lián)邦以及歐洲一些國家。
ASF已經(jīng)在非洲、歐洲、高加索地區(qū)以及南美洲暴發(fā),現(xiàn)在還有持續(xù)暴發(fā)并且蔓延的趨勢。雖然在亞洲還沒有發(fā)現(xiàn)ASF,但是亞洲主要的生豬養(yǎng)殖集中在東亞和東南亞,特別是中國大約養(yǎng)殖了全球一半數(shù)量的生豬,同時豬肉需求量不斷上升,國外進口數(shù)量也不斷增加。周邊國家最近也有ASF暴發(fā)情況,對我國ASF防控提出嚴峻的考驗。中國現(xiàn)有的很多養(yǎng)殖場都是場地小密度大,為ASFV傳播提供了便利的環(huán)境。
通過分析ASFV傳播過程中各個傳播因素,發(fā)現(xiàn)ASF的傳播過程是一個復雜的疫病傳播系統(tǒng),需要綜合多學科,多因素,多角度來評估分析傳播風險,從而更加全面地了解ASF傳播動力系統(tǒng)以及傳播特性。本文綜合已有的文獻資料全面地總結了ASF在全球的流行歷史以及分布,概括了在已發(fā)病地區(qū)被認為的主要傳播因素和傳播路徑,這樣為下一步進行ASF建模風險分析提供理論支持。
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