课件：动物分子流行病学.ppt

动物分子流行病学 （Animal molecular epidemiology）,丁壮 教授 博士研究生导师 吉林大学畜牧兽医学院动物医学系 吉林大学预防兽医学国家重点学科,,,,,,,,,SARS,思考,1、疫病的诊断依据？ 2、病原诊断与“正常带毒”的关系？ 3、血清学诊断的实际价值？ 4、疫苗性质与抗体的关系？,新的研究方向,1、病原结构学 2、病原结构功能学 3、病原生态学 4、分子诊断学 5、抗体学 6、？？？,一、概论,1 动物分子流行病学 （Animal molecular epidemiology） 应用分子生物学技术和理论，研究引起动物疫病的病原变异规律、结 构与功能（发病机理、免疫机理等），进而分析疫病在畜禽群中发生、 发展和分布的规律，制定预防、控制和消灭这些疫病的对策与措施的科学概念的含义： 以动物群体为单位； 病原在同一/不同动物群体中分布和变异规律，以便了解疫病自然史； 不同血清型/基因型同一病原分布及演化，有助于确定疫病的重要性及制定有针对性的特异免疫措施； 研究病原生态学； 病原结构与功能； 新型疫苗研发2 研究动物分子流行病学的意义,1、国内外畜禽疫病疫情的 流行和泛滥 2、国家荣誉和人民利益的 需要。

3 动物分子流行病学的研究范围,1、研究一定地区内各种疾病的种类、分布、流行概况； 2、研究某种疫病在一定地区分布和流行情况； 3、研究并阐明某种传染病在特定时间、地点、环境条件下 的流行规律，以便能够有效地预防和控制发生和流行； 4、研究某些疫病的病因与发病机理，探索新的防控措施； 5、研究某些病原的性质与功能，探索新的诊检防手段； 6、研究影响某些疫病流行的外在因素； 7、研究各种传播媒介（如野生动物、啮齿动物、节肢动物等）的分布 、功能等； 8、研究各种病原生态学举例说明 FMDV基因所编码的一个大的聚蛋白可逐级裂解病毒结构蛋白和非结构蛋白，产生的非结构蛋白有L、2A、2BC、3AB、3ABC、3D等； 其中L蛋白的免疫原性比其他非结构蛋白弱，感染动物不一定能产生抗体，即使产生抗体，维持的时间也比较短 病毒感染动物可产生抗2B抗体，但这种抗体在ELISA反应中重复性不好，不能作为检测抗体 2C抗体由于消退的比3ABC快，且免疫牛中可检测到2C抗体，因此也不能作为检测指标 3D又称病毒感染相关抗原，没有型特异性，检测其抗体是评价动物是否接触过抗原的重要指标，也是国际贸易必检项目目前认为仅检测3D抗体不能区分感染动物与免疫动物，因为疫苗中往往含有痕量的非结构抗原，经过多次免疫后，在免疫动物体内也能检测到3D抗体。

3ABC聚蛋白中，3A免疫原性最强，3C免疫原性较弱许多资料认为3ABC作为感染的标志可信度较大检测3ABC抗体是确诊感染的重要指标应用原核表达系统表达的口蹄疫病毒非结构蛋白（NSP）3ABC多肽作为抗原建立了一种可以区分FMDV感染与接种灭活苗免疫牛的间接酶联免疫吸附试验，并通过大量的临床试验确定了血清抗体阳性与阴性效价的临界值 方法的原理为：动物在感染FMDV后既产生结构蛋白抗体，也产生非结构蛋白抗体，而接种纯化灭活病毒后，几乎只产生结构蛋白抗体经过大量试验结果证明，该ELISA方法灵敏度比VIAA AGID（病毒感染相关抗原琼脂糖凝胶免疫扩散试验）高意大利的De等(1997)研制出基于3ABC蛋白的间接捕获ELISA技术，并可区分野毒感染和疫苗毒感染在这套ELISA方法中，应用单抗来捕获在大肠杆菌中表达的3ABCFMDV非结构聚合肽，并将OD值小于0.２的样品判为阴性用此ELISA技术监测了大量的经过免疫的和感染的动物，所有的经过攻毒试验的动物其ELISA试验的OD值都大于0.2，超过99％的经过疫苗免疫的动物ELISA结果为阴性（即小于0.2），显示出该方法良好的敏感性后经特异性试验结果证实，该方法的特异性大于99.5％。

针对3ABC抗原的抗体最早可于免疫后8 d测出，并且抗体测出时间可长达至少1年此ELISA方法安全、经济鉴于其优良特点，可参与FMD根除运动和防控计划APMV-1是确切报道的能够在多种禽类唯一具有广泛致病性的血清型 20世纪二十年代—鸡、火鸡 六十年代—鹦鹉、笼养鸟 七十年代—鸽、鹌鹑 八十年代—鸵鸟、孔雀、企鹅 九十年代—鹅 21世纪初—鸭（福建）、猪（上海、江苏、浙江等） —人（Isolation of Avian Paramyxovirus 1 from a Patient with a Lethal Case of Pneumonia Journal of virology, Nov. 2007,p. 12709~12714,,鹅副粘病毒病流行态势,1、副粘病毒的动物感染谱增宽 2、副粘病毒侵犯人类越来越明显,NDV（新城疫病毒）研究背景,4 动物分子流行病学研究的重要意义 1、有利于查明一定地区内各种疫病的种类、分布和流行规律； 2、有利于查明某种疫病在一定地区的分布和流行情况； 3、有利于阐明某种传染病在特定时间、地点、环境条件下的流行规律，以便能够有效地预防和控制其发生和流行； 4、有利于调查某些疫病（尤其是新发现的传染病、老病新形式的出现等）的病因与发病机理，探索新的防控措施； 5、有利于某些病原的性质与功能研究，探索新的诊、检、防手段； 6、有利于研究影响疾病流行的外在因素（如自然环境改变、自然疫源地介入等）； 7、有利于调查各种传播媒介（如野生动物、啮齿动物、节肢动物等）的分布、功能等，以便切断传播途径； 8、有利于研究各种病原的功能性基团及免疫增强剂等，提高特异免疫效应； 9、有利于考核综合性防疫措施执行情况，如检、隔、封、消、处等； 10、有利于对重要人兽共患病及生物战剂的深入研究。

Hendra Virus Disease,1、澳大利亚（1994、2004）两度爆发人、马共患的亨德拉病毒病马呈现严重的呼吸道症状、共济失调和高致死率；人呈现流感样症状/呼吸道症状/反复发作性脑炎症状 2、果蝠是HeV的自然宿主 3、爆发时间和果蝠的繁殖季节有一定联系 4、直接接触是传播的主要途径 5、明显的人兽共患特征，容易通过发病动物传播到人类，而且致病性强、病死率高美国CDC将其列为最高生物安全级别（BSL-4）Locations of henipavirus outbreaks (red stars–Hendra virus; blue stars–Nipah virus) and distribution of henipavirus flying fox reservoirs (red shading–Hendra virus ; blue shading–Nipah virus),二、感染与疾病,1 感染过程 病原微生物侵入动物的机体和动物机体的反应这一对矛盾对立统一的过程2 感染 病原微生物侵入动物机体，并在一定的部位定居、生长繁殖，从而引起机体一系列病理反应的过程3 传染病 凡是由病原微生物引起，具有一定的潜伏期和临床症状，并具有传染性的疾病，称为传染病。

传染病的特征,由特定的病原体引起； 具有传染性和流行性； 机体发生特异性反应； 具有特征性的临床表现； 具有特征性的病理变化； 耐过动物能获得特异性免疫4 特异性免疫,动物患某种传染病痊愈后，或病原微生物（抗原物质）进入机体后，机体可产生针对该种微生物的免疫能力，机体常可抵抗同一种病原体的再次感染，称为特异性免疫 体液免疫： 病原微生物进入机体后刺激B细胞，使其转化为浆细胞，产生多类免疫球蛋白，即抗体免疫球蛋白可分为五大类，即免疫球蛋白G、A、M、D、E，它们是构成体液免疫的基础 细胞免疫： 是指动物体内T淋巴细胞和其它细胞（主要是巨噬细胞）受抗原刺激后，分化、增生、转化为致敏淋巴细胞所表现出来的特异性免疫应答这种免疫应答不能通过血清传递，只能通过致敏淋巴细胞传递，故称细胞免疫5 病原体和宿主在感染过程中的相互关系,一、病原体对宿主的作用 1、病原体侵袭力 2、病原体产生毒素的能力 3、病原体的侵入数量 4、病原体的侵入门户与特异性定位 5、病原体的变异 二、宿主对病原体的作用 1、天然屏障 2、种间屏障 2、非特异性免疫 3、特异性免疫,6 感染的类型,按传染病的病程长短分： 1、最急性型 2、急性型 3、亚急性型 4、慢性型 按传染的发生分： 1、外源传染 2、内源传染,按病原的种类分： 1、单一传染 2、混合传染 3、继发传染 按临床表现分： 1、显性传染 2、隐性传染 3、一过型传染 4、顿挫型传染,7 病毒的持续性感染 是指动物长期持续的感染状态。

由于入侵的病毒不能杀死宿主细胞而形成病毒与宿主细胞间的共生平衡，感染动物可长期或终身带毒，而且经常或反复不定期地向外界排出病毒，但常缺乏临床症状，或其症状与免疫病理反应有关若由此种动物采血或脏器感染同种健康动物时常可成功地引起感染 8 慢病毒感染 又称长程感染是指潜伏期长，发病呈进行性且最后取死亡转归的一种病毒感染其与持续性感染的不同点，在于疾病过程缓慢，但不断发展而且无例外地死亡三、传染病的发展阶段,一、潜伏期 从病原体侵入机体时起，直至出现最初的一些临床症状为止，这一段时间称潜伏期 几种重要传染病的平均潜伏期 炭疽：2~3天 口蹄疫：2~4天 结核病：16~45天 猪瘟：1周 鸡新城疫：3~6天 马传染性贫血： 10~30天,了解潜伏期长短在流行病学上具有重要意义,1、确定检疫（隔离）期限 2、判定传播媒介的种类和数量 3、判断流行过程的长短 4、推算病畜的感染日期 5、确定紧急免疫动物的观察期限 6、处于潜伏期的动物是危险的传染源 根据潜伏期长短，实施有效措施 7、评价防疫措施的效果二、前驱期 潜伏期过后，直至某种传染病的主要症状出现之前，这段时间叫前驱期此期主要呈现大多数传染病初期的一般症状，如T、P、R值增高，精神、食欲差等。

三、明显期 可以理解为典型发病期，即于前驱期之后，呈现某种传染病特有的典型的临床症状或全部主要症状时，称为明显期， 四、转归期 疾病的转归期分三种，一是痊愈：病情好转，主要症状消失，病畜逐渐恢复健康；二是带菌（毒）动物：即临床症状消失，但体内仍带菌（毒），如马传贫、慢性猪瘟、慢性新城疫等；三是死亡：病情恶化，病畜死亡四、病原生态学与疫病流行,疫病流行的生物学基础 1、流行过程是传染病在畜禽群中发生、传播的过程，也是病原 体不断转移 、更换宿主的过程 2、传染过程是个体行为，而流行过程是由个体到群体的过程16,3、传染病要在畜禽群中发生和传播，首先必须发生传染过程， 个体发病后， 病原体从发病个体排出，经过一定的传播途径，侵入新的易感畜体，形成新的传染，并在外界环境因素影响下，不断地发生与连续地传播 4、动物传染病的流行过程必须具备传染源、传播途径和易感畜群三个基本环节这三个基本环节是构成传染病在畜禽群中传播的生物学基础，若缺乏任何一个环节，或者三个环节同时存在，互不相关，新的传染都不可能发生疫病流行的三个环节及其关系,,,,,易感畜群,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,重要概念,1、间接接触传播及其意义 2、经虫媒传播及其意义 （1）基本概念 （2）机械性传播 （3）生物学传播 （4）虫媒性疫病的流行特点 3、垂直传播及其意义 4、畜禽易感性与流行的关系 5、病原生态学及其意义 6、发病率、死亡率、致死率 7、流行指数、流行潜力及其关系 8、流行过程的季节性及其意义 9、疫源地及其消灭疫源地的条件,分子流行病学调查的内容,第一部分 1、畜主、畜别、数量、年龄、地点、疫情分布； 2、发病日期、发病数量、主要症状和病理变化； 3、病前接触史、外引动物史、预防接种史、。