SPF巴馬小型豬的培育及應(yīng)用

姜 騫，韓凌霞，司昌德，林 歡，高彩霞，郭東春，張 偉，劉家森，曲連東

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所，哈爾濱 150069)

專題研究

SPF巴馬小型豬的培育及應(yīng)用

姜 騫，韓凌霞，司昌德，林 歡，高彩霞，郭東春，張 偉，劉家森，曲連東*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所，哈爾濱 150069)

利用我國(guó)自有資源巴馬小型豬群，完成了疫病凈化，建立了無特定病原體巴馬小型豬實(shí)驗(yàn)豬群。制定了飼育標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)豬遺傳學(xué)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和微生物質(zhì)量控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制訂了黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《無特定病原體豬微生物學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，對(duì)建立的豬群進(jìn)行了遺傳學(xué)和微生物質(zhì)量控制。建立了豬瘟病毒(CSFV)和高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)感染巴馬小型豬感染模型。擴(kuò)增了巴馬小型豬重要細(xì)胞因子及固有免疫相關(guān)的重要分子，從分子水平進(jìn)一步證明巴馬小型豬可以代替家豬進(jìn)行豬病感染實(shí)驗(yàn)。目前建立的豬群已廣泛應(yīng)用在豬瘟病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、豬傳染性胃腸炎病毒、豬圓環(huán)病毒等豬重要疫病防控及致病機(jī)理的研究，實(shí)現(xiàn)了共享利用。本項(xiàng)目的完成解決了實(shí)驗(yàn)用豬瓶頸問題，提升了動(dòng)物疫病研究水平，提供了新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源共享利用，加速了生命科學(xué)研究和生物制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行業(yè)進(jìn)步。

巴馬小型豬；無特定病原體；培育；感染模型

1 研究背景

無特定病原體(SPF)豬是指經(jīng)過人工培育，對(duì)其攜帶的微生物和寄生蟲實(shí)行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的用于科學(xué)研究的特定豬，是生命科學(xué)研究、生物制品生產(chǎn)的重要實(shí)驗(yàn)材料和原材料。我國(guó)盡管是養(yǎng)豬大國(guó)，但在豬只微生物質(zhì)量控制等方面仍然落后發(fā)達(dá)國(guó)家。國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家早在上世紀(jì)50年代就開始了SPF豬的培育，目前少數(shù)國(guó)家已具備成熟的繁育技術(shù)，建立了標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制技術(shù)，大量應(yīng)用于生命科學(xué)研究，并形成市場(chǎng)化。

盡管我國(guó)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源及其標(biāo)準(zhǔn)化取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，尤其是缺少優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)用豬資源，成為制約畜牧業(yè)養(yǎng)殖業(yè)及科學(xué)研究的瓶頸。在實(shí)際科研實(shí)踐中，用普通農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)豬，甚至用小農(nóng)戶散養(yǎng)的豬代替實(shí)驗(yàn)用豬的問題相當(dāng)普遍，不僅遺傳背景雜亂、攜帶病原體和寄生蟲質(zhì)量參差不齊，而且來源混亂，隨意性很大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性差，離散度高，實(shí)驗(yàn)失敗的幾率增大，既造成人力財(cái)力的浪費(fèi)，又嚴(yán)重滯后了畜牧業(yè)發(fā)展和疫病防控，局限了豬病防控的科學(xué)研究進(jìn)程。

2 研究目的

小型豬在體型、大小、生理學(xué)及疾病發(fā)展等方面與人有較大的相似性，是理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，在探索人的生命活動(dòng)規(guī)律以及研究人類疾病的致病機(jī)制治療、預(yù)防、藥物篩選等方面均顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)在50年代初開始了小型豬的培育開發(fā)研究，我國(guó)對(duì)小型豬的研究開始于20世紀(jì)80年代初，雖然起步較晚，但是我國(guó)小型豬原始資源十分豐富，目前我國(guó)的小型豬品種主要有: 五指山小型豬 貴州小型香豬，藏豬版納微型豬，廣西巴馬小型豬等；其中，廣西巴馬小型豬則具有國(guó)內(nèi)其他品種小型豬的絕大部分優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)目前缺少病原微生物學(xué)和寄生蟲學(xué)質(zhì)量控制、遺傳學(xué)背景清晰的SPF 豬種群，缺少質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。巴馬小型豬在分類學(xué)上與普通家豬相同，屬于哺乳綱，偶蹄目，野豬科，豬屬動(dòng)物。小型豬由于它體型矮小、性成熟早、遺傳性穩(wěn)定、繁殖性能強(qiáng)、性情溫馴、部分生理生化指標(biāo)與人類相似等這些特有的生物學(xué)特性，易于實(shí)驗(yàn)操作，適合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的建立。作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，巴馬小型豬在人用豬源生物活性材料生產(chǎn)以及胚胎移植等研究中起著重要作用，實(shí)驗(yàn)用巴馬小型豬有望取代猴、犬等成為被大量使用的新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。微生物學(xué)質(zhì)量控制是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化的重要內(nèi)容之一，由于微生物感染實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可不同程度地干擾試驗(yàn)結(jié)果，污染試驗(yàn)材料，影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)，甚至威脅人類健康。巴馬小型豬的微生物學(xué)質(zhì)量在一定程度上限制了其推廣應(yīng)用， 培育SPF巴馬小型豬基礎(chǔ)群及核心群已迫在眉睫。

因此，本項(xiàng)目開展了SPF巴馬小型豬的培育及應(yīng)用研究，解決實(shí)驗(yàn)用豬瓶頸問題，提升我國(guó)動(dòng)物疫病防控能力，實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源共享利用。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目通過阻斷外界病原體的再感染、豬病的凈化等措施，凈化了豬瘟等15種豬病，微生物學(xué)質(zhì)量可控，成功培育了無特定病原體巴馬小型豬。提出了豬微生物學(xué)質(zhì)量控制監(jiān)測(cè)技術(shù)，首次制定了無特定病原體豬微生物學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范(地方標(biāo)準(zhǔn))，已頒布實(shí)施。建立了遺傳學(xué)微衛(wèi)星位點(diǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，遺傳學(xué)分析表明培育的無特定病原體豬符合遺傳學(xué)封閉群特征。建立了高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)感染巴馬小型豬模型和豬瘟病毒(CSFV)感染巴馬小型豬模型。進(jìn)行了重要細(xì)胞因子及固有免疫相關(guān)的重要分子比較分析，巴馬小型豬與家豬具有較高的同源性。確定了豬群的SLA單倍型并獲得了ISAG SLA命名委員會(huì)的官方命名。開發(fā)了新型豬用隔離器，解決了豬糞便經(jīng)常堵塞排污管的問題，降低了糞尿混合滋生細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)，獲得了實(shí)用新型專利。

4 討論

本項(xiàng)目主要以我國(guó)自有巴馬小型豬為基礎(chǔ)豬群，采用自繁自養(yǎng)封閉交配的方式繁育，飼養(yǎng)在正壓隔離環(huán)境及屏障環(huán)境條件下，通過控制飼料和飲水質(zhì)量，以及人員流動(dòng)和物品流動(dòng)等措施，阻斷外界病原體的再感染；通過滅活疫苗免疫，抗生素治療和疫病監(jiān)測(cè)，凈化了主要病原體，成功培育了無特定病原體巴馬小型豬核心群；制定了適合我國(guó)自身的巴馬小型豬的飼育標(biāo)準(zhǔn)，用于豬群的飼育；制定了黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《無特定病原體豬微生物學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，并頒布實(shí)施；制定了巴馬小型豬遺傳學(xué)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了遺傳學(xué)微衛(wèi)星位點(diǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)豬群進(jìn)行了遺傳學(xué)監(jiān)測(cè)，符合豬封閉群遺傳特征；分析了巴馬小型豬豬群SLA單倍型特征，獲得ISAG SLA命名委員會(huì)官方命名1份；進(jìn)行了巴馬小型豬重要細(xì)胞因子和主要固有免疫相關(guān)分子的同源性序列分析，從分子水平證明了巴馬小型豬代替家豬作為理想實(shí)驗(yàn)豬的可行性；選擇無特定病原體巴馬小型豬，通過觀察臨床癥狀、觀察組織臟器的病理變化、檢測(cè)血清中抗體及檢測(cè)組織臟器中病毒載量，評(píng)價(jià)了巴馬小型豬對(duì)豬瘟、豬繁殖與呼吸綜合征病毒的敏感性，建立了豬瘟和豬繁殖與呼吸綜合征病毒巴馬小型豬感染模型。建立的無特定病原體巴馬小型豬已廣泛應(yīng)用于豬瘟、豬繁殖與呼吸綜合征、豬傳染性胃腸炎、豬圓環(huán)病毒等豬重要疫病的科學(xué)研究、疫苗生產(chǎn)及檢驗(yàn)。本項(xiàng)目的完成解決了實(shí)驗(yàn)用豬瓶頸問題，提升了動(dòng)物疫病研究水平，提供了新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種質(zhì)資源的共享利用。

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Breeding and application of SPF Bama miniature pig

JIANG Qian，HAN Ling-xia，SI Chang-de，LIN Huan，GAO Cai-xia， GUO Dong-chun，ZHANG Wei，LIU Jia-sen，QU Lian-dong*

(State Key Laboratory of Veterinary Biotechnology, Harbin Veterinary Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150069, China)

In this study, a Specific Pathogen-Free (SPF) Bama miniature pig herd was established. The standards for breeding experimental pigs, genetic test and microbiological quality control had been drafted. The local standards of Heilongjiang province “SPF” technical specifications for microbiological monitoring of pigs had been formulated. The genetic and microbiological quality criterion had been used to control of the SPF pig herd. Classical swine fever virus (CSFV) and highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection models of Bama miniature pigs were established, especially the infection miniature pig model of PRRSV was used to evaluated commercially vaccine. The comparison of the cytokine homology between Bama miniature pigs and domestic pigs showed that the Bama miniature pigs can be used to instead of domestic pigs as an ideal experiental animal. At present the SPF Bama miniature pig colonies have been widely used to study the mechanism of prevention and pathogenic in the classical swine fever virus, porcine reproductive and respiratory syndrome virus and porcine transmissible gastroenteritis virus and porcine circovirus and so on. The completion of the project solved the bottleneck problem of the experimental pig usage which provided a new ideal experimental animal for animal disease and life science research.

Bama miniature pig; Specific Pathogen-Free; Breeding; Infection model

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2008-04,2009-15)；黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目(2014-38)；黑龍江省科技攻關(guān)(PC08S01)。

姜騫(1975-)，女，助理研究員，研究方向：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物病毒學(xué)。E-mail： jiangqian623@sina.com.cn

曲連東(1964-)，男，研究員，研究方向：預(yù)防獸醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)。E-mail： qld@hvri.ac.cn

R-33

A

1671-7856(2017) 05-0001-03

10.3969.j.issn.1671-7856. 2017.05.001

2016-11-11