人工授精技術(AI)是在豬育種中一種最廣泛使用的輔助生殖技術。要維持一個良好的精液貿易,關鍵是嚴格的管理和精確的控制,將傳染性疾病傳染的幾率降到最低。在豬的飼養中,偽狂犬病、布魯氏菌病、chlamydophilosis、豬2型圓環、豬瘟、日本腦炎、鉤端螺旋體病、細小病毒、豬繁殖和呼吸綜合癥、 腮腺炎、口蹄疫和豬水泡病等主要疾病的病原菌可能通過精液傳播。本文總結了這些疾病的病原體與豬AI技術相關性研究的最新進展。
現今,AI技術是豬育種中應用最為廣泛的輔助生殖技術。許多國家,應用AI技術的胎次的占受孕胎次中的大部分。加速繁殖和擴大遺傳價值、經濟儲蓄、計劃生殖管理和疾病控制等方面的關鍵優勢,使得AI技術在養豬行業中得到廣泛應用。具有諷刺意味的是,許多這些優勢同樣可以被看作缺點,AI技術同時也可以傳播、放大遺傳缺陷和傳播傳染病。而AI技術的缺陷也是最近討論的焦點。關于這個問題在豬方面的研究之前已經有報道,如果這些補充性研究內容不作為發展中一個至關重要的知識基礎,將會延誤行業發展。
因為AI技術可以將一頭豬的疾病擴大變成一個群,控制致病菌引入變成一個關鍵因素,其重要性如何強調都不過分。直接或緊密的與公豬接觸是最常見的疾病引入一個路線,這種傳播方式比其他的方式感染率要高出40-100%。依據病原體的特性,污染物、人、病媒昆蟲、鳥類和哺乳動物等在種豬中傳播病原可能性較小,但卻是重要的傳播途徑,因為它們可以長時間的潛伏。

細菌在豬的AI技術使用中,與之相關的傳染性細菌為數不多,包括布魯病,chlamydophilosis和鉤端螺旋體病(表1)。即便如此,我們還是要意識到在公豬的精液中普遍存在一些細菌物種 (Althouse and Lu 2005)。這些細菌以及其他一些因素的存在,使已經污染精液樣品在收集、分析或處理過程中可能污染其他樣本,這在規模化的精液生產中,會對生產的精液的保質期產生不利影響,從而對畜群繁殖性能的擴大產生潛在的重大影響(Althouseet al. 2000)。良好的衛生管理和衛生設施(Althouse 2008年),以及在稀釋液中使用有效的抗菌素,可以有效地控制一些類型的污染物(Althouse et al . 2008)。目前常用的精液稀釋劑的抗生素有很多種(如氨基環醇類、氨基糖甙類、β-內酰胺、林可酰胺類抗生素和大環內酯類),但是它們在對抗傳染性病原體的有效性上還存在不確定性(Althouse and Lu 2005)。
豬普魯氏菌病,主要由布魯氏菌引起(豬鏈球菌1、2、3),該病是引起世界某些國家和地區(如非洲、亞洲和南美洲)豬繁殖失敗的一個主要原因。盡管該病在全球其它地區流行率比較低,但大多數國家其國內的畜群中監測到該病病原。它可以說是一個真正的生殖系統病原菌,布魯氏菌病通過感染公豬的生殖器官(如附件性腺體,睪丸和附睪)引起發病。隨后,Brucella sp.被確認的通過射精感染其他種豬(Lord et al. 1997)。布魯氏菌似乎更容易通過液體介質如牛奶和水(Timoney et al . 1988),提高它的傳播效率,在人工受精技術使用過程中,精液稀釋提高了其傳播的可能性。沒有或是應該沒有公司可以容忍這種病原體的存在,診斷血清學和在急性感染條件下直接培養技術可以有效的識別可疑媒介物并減少帶病牲畜的引入。
盡管Chlamydophila菌偏向轉移至腸道,在公豬體內卻引起泌尿生殖系統失調,同時在許多豬體內潛伏無癥狀表現(Althouse 2007)。從流行病學分布數據來看這種疾病在世界上發病個體很少,但這種疾病卻在全世界普遍存在,直接證據證明,Chlamydophila隨種公豬精液排出,并長時間存活 (Kauffold et al . 2006)。考慮到chlamydophila在初級感染個體中的穩定性及潛伏性,該病存在通過人工受精傳播的風險。細胞培養、PCR技術和組織病理學方法被用來識別這種病原物(Kauffold et al . 2006)。因為缺乏該病原體與繁殖性能關系的完整知識,目前對該病仍然沒有明確的控制措施。
鉤端螺旋體病,由Leptospira interrogans引起,是豬中一種常見的細菌性疾病,可以導致生殖效率低下。該病在全世界廣泛分布,擁有多個血清變型,其中一些人畜共患。該病原菌可以集中在易感公豬的泌尿生殖束(Ellis et al . 1986),形成隱性帶病個體。急性菌血癥可能導致病原菌隨精液排出。有明確的證據表明在許多物種中,該病可以通過未經稀釋的或稀釋的精液傳播 (Kiktenko et al。1976;Vinodh et al . 2008),流行病學也表明了其在豬中的傳播 (Boqvist et al . 2002)。由于該病對豬群造成的廣泛的直接和潛在經濟損失,出現了可利用的有效的商業疫苗,可以用來控制畜群感染。鉤端螺旋體常見于溫濕環境,因此,避免表面水形成和適當的飲用水消毒可以有效的幫助控制該病原體傳染。接種疫苗是種群控制程序中的一個有效手段。
病毒與細菌相比,似乎病毒病原體更容易干擾種豬生育,并可能通過精液傳播疾病(表1)。如豬圓環2型(PCV2)、豬細小病毒(PPV)和豬生殖和呼吸綜合征(PRRS)等病毒病原體似乎存在于全球的養豬行業,其他如偽狂犬病、古典豬瘟⁄豬霍亂、日本腦炎、藍眼睛疾病、口蹄疫和豬水泡病等病毒病原體主要為地區性。
口蹄疫(FMD)是一種高傳染性和入侵性病毒。除了豬,其他所有偶蹄動物也都可以是口蹄疫的自然宿主。這種病毒通常通過呼吸道進入體內,可能在上皮細胞復制,然后傳播到全身的組織(像生殖道)。口蹄疫通過排泄物和分泌物傳播,包括精液(McVicar et al .1978)。豬水泡疾病雖然有相似的臨床癥狀,但其發病機理稍有不同。口蹄疫和豬水泡疾病都是世界動物衛生組織公布的需報告疾病。診斷篩查和其他預防措施有助于減少這些疾病的引入。
日本腦炎(乙型腦炎)是一種通過蚊子傳播的疾病,這種疾病可能導致繁殖失敗。種公豬一旦被感染,病毒就可能導致其生殖道炎癥(即睪丸炎),進而產生具有傳染性的帶病精液(Ogasa et al.1977)。這種疾病存在于澳大利亞的大部分地區,具有人畜共患的可能性。診斷測試和使用適當的疫苗有助于減少將該病通過人工授精傳播的可能性。
豬細小病毒是一種非常穩定的病毒,在全球養豬業無處不在。在接種有效的疫苗之前,PPV是一個很常見的豬生殖問題的來源。它是一種相對耐熱的病毒,通常會通過口鼻感染公豬。一旦感染,將定植在公豬的生殖道,并通過精液導致病毒傳染(Cartwright and Huck 1967),PPV定植在子宮可導致母豬感染 (Lucas et al.1974)。鑒于此,生產者應制定嚴格的管理制度并結合有效的程序疫苗接種來確保豬群不會暴露在病毒中。
豬繁殖和呼吸綜合癥是當今導致豬繁殖失敗的一個主要的原因。該疾病的傳播可通過多種途徑,包括通過受感染的精液受精過程(Prieto et al.1997)。通過含有PRRS病毒的精液接觸是最常見的急性感染方式。排出的精液的時機不同其感染性似乎有所不同,連續或間歇排出的精液導致的感染可能發生天幾天或幾個月后表現癥狀(Christopher-Hennings et al.1996)。該病毒是一種可變的RNA病毒,如果在下游傳播豬群將伴隨著嚴重的健康問題,種豬中不能容忍這種病毒出現。目前提供充分保護與防止再感染和排泄病毒的疫苗還沒有出現。已知修改的活疫苗在精液中有排出(Madsen et al.1998;Amonsin et al.2009)。 大多數出售⁄用于美國的精液,每日在分裝和稀釋使用之前,種豬精液生產者會通過PCR技術抽查精液中的PRRSV病毒。使用PCR測試可以很容易診斷血清、血液、精液或唾液中的PRRSV。引入的公豬排查工作應先于種群感染。過濾進入種群的空氣和生物安全措施是目前最好的控制方法 (Dee et al.2010)。
豬藍眼睛病,是發現在中美洲的一種病原體。豬通常通過吸入病毒感染,可導致生殖道炎癥和水腫(即睪丸炎,附睪炎),并且排出的精液含有病毒(Solis et al.2007)。血清學測試可作為篩選種豬手段,也可在地區診斷實驗室診斷病原體的存在。
目前人們正在尋找提高雄性生殖系統抗病毒免疫的方法 (Christopher-Hennings et al . 2008),在找到方法之前,控制病毒病原體應該遵循前面概述的類似于防控細菌病原體的方法。
偽狂犬病,由1型皰疹病毒引起,是一個重要的全球性疾病,主要通過動物接觸傳播。感染個體后,病毒首先入侵呼吸系統,也可以在種豬生殖道復制,因此,在精液中可以發現病原體(Medveczky and Szabo 1981;Selivanov and Sedov 1986)。此外,在病毒血癥個體中,精液中被感染的白細胞失去免疫作用,進而導致鉤端螺旋體病感染。1型皰疹病毒在各種的環境中,包括液體介質中可以保持穩定,因此具有很強的潛伏性,該病也因此而出名,它會出現發病和潛伏的周期。盡管這種病毒不是引起生殖道感染主要的常見原因,它確實有上皮趨向性,有允許通過人工授精技術傳播的潛在危險。血清學篩除帶病公豬是保持該病原體不會傳染的有效的管理手段。在控制或根除該病上計劃疫苗接種也是一種有效措施。
豬圓環病毒2型(PCV2)有多種的患病性狀(包括影響繁殖性狀),貫穿豬生產整個過程,該病也因此著名(West et al.1999)。它在全球范圍內均有發現,可以認為,目前雖不是全部但大多數畜群帶有PCV2。公豬精液已經分離出PCV2 (Larochelle et al.2000),盡管它通常存在于數量很低的白細胞中或游離于精液中。最近有實驗表明,通過AI技術用PCV2可以誘導母豬繁殖失敗(Madson et al.2009)。PCV2似乎可以間歇性地從患病個體中被分離出來,并且它在環境中相當穩定。使用有效的疫苗后,在公豬中檢測到PCV2幾率降低,并且不再是豬群的主要病原體。
古典豬瘟或豬霍亂,是一個高度傳染性的豬病。盡管世界許多地方已經根除該病,但是它仍然存在于其他領域,尤其是一些保持野豬群體的地區。該病毒相對穩定,并且在公豬精液中被發現(Choi and Chae, 2003),隨后在荷蘭發現該病可以通過AI技術在豬群中傳播(de Smit et al.1999)。該病毒也被檢出感染精液的白細胞,并隨之傳播。豬群中應該排查來自可疑豬群可疑公豬的這種高突變性的RNA病毒。疫苗可以有效的控制⁄根除該疾病。
結論:由于大量用于豬人工授精的精液存在著使傳染性病原體廣泛傳播的危險,考慮到當地和區域疾病威脅,全面深入而有效的協議應該在每個種豬群體建立。盡管超出這個評論范圍,代理商關注精確的流行病學的發病機理和傳染性病原體,對生物安全協議健康發展至關重要。有效的控制方法應該包括一系列的措施:獸醫—獸醫的溝通、診斷預防和有效的疾病控制(如生物安全、隔離、溫度馴化[包括疫苗接種]、恢復和監控)策略。結合適當的方法,這些策略對于保護地區疫病安全和全球精液貿易具有很高的價值。