【國家獎(jiǎng)】峰回路轉(zhuǎn)鑄利劍 一念花開滿目春
如果說農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基石,畜牧業(yè)就是這一基石的重要組成部分,而動(dòng)物疫病防控就是畜牧業(yè)健康發(fā)展的重中之重,也是我國生豬產(chǎn)業(yè)與發(fā)到國家主要差距所在。中國工程院陳煥春院士認(rèn)為“生得少,死得多,長得慢”是壓在養(yǎng)豬業(yè)頭上的三座大山,豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)、豬流行性腹瀉病毒(PEDV)和豬輪狀病毒(PoRV)引起的豬病毒性腹瀉就屬于“死得多”那座大山。這三種病毒可導(dǎo)致7日齡以內(nèi)仔豬死亡率高達(dá)100%,導(dǎo)致“連窩端”,被譽(yù)為哺乳仔豬死亡的“第一殺手”,且無有效的治療藥物,每年因此造成的經(jīng)濟(jì)損失超過百億元。
針對我國這三種病毒普遍存在且混合感染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問題,遏制其帶來的嚴(yán)重產(chǎn)業(yè)危害,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所豬消化道傳染病創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家馮力研究員帶領(lǐng)項(xiàng)目組歷經(jīng)12年艱苦卓越的科學(xué)攻關(guān),發(fā)明了我國首個(gè)安全、高效豬傳染性胃腸炎、豬流行性腹瀉、豬輪狀病毒(G5型)三聯(lián)活疫苗(以下簡稱豬病毒性腹瀉三聯(lián)活疫苗),攻克了三種病毒混合感染無疫苗可用的產(chǎn)業(yè)難題,實(shí)現(xiàn)了豬病毒性腹瀉精準(zhǔn)高效的防控。因貢獻(xiàn)突出,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益重大,該項(xiàng)目獲得2018年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
成功:源自于近30年的堅(jiān)守與執(zhí)著
20世紀(jì)五十年代,豬傳染性胃腸炎就在我國出現(xiàn),七十年代,豬流行性腹瀉和豬輪狀病毒在我國豬群中出現(xiàn)。由于當(dāng)時(shí)生豬產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,并沒有引起人們的注意。但是哈獸研的老一輩科學(xué)家很早就開始關(guān)注這一生產(chǎn)實(shí)際問題,1976年就開始啟動(dòng)了相關(guān)的研究。1991年,剛剛大學(xué)畢業(yè)的馮力加入有著悠久研究歷史的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所豬消化道傳染病研究室,從此開啟了努力拼搏,傳承夢想的科研征程。面向行業(yè)需求,解決重大問題,一直以來都是馮力及其團(tuán)隊(duì)秉持的科研原則。剛?cè)牍F研工作的馮力一頭扎進(jìn)這場沒有硝煙的防控戰(zhàn)爭。與老一輩科學(xué)家一起開展了病原學(xué)、診斷技術(shù)及防控技術(shù)的研究,也歷練了科研素質(zhì)和科研才能。進(jìn)入21世紀(jì),隨著生豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,腹瀉疫病混合感染問題越發(fā)嚴(yán)重。馮力研究員作為一直以來深耕在科研與生產(chǎn)一線的豬病專家,憑借多年積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和敏銳的科研眼光,鎖定豬傳染性胃腸炎病毒、豬流行性腹瀉病毒和豬輪狀病毒三聯(lián)活疫苗作為他的研究目標(biāo)。在三種病毒種,有兩種冠狀病毒,其血清型單一,但是輪狀病毒血清型眾多,中國流行情況如何,必須先摸清楚,疫苗的研發(fā)才能有的放矢。為了了解疫情,掌握豬腹瀉病的流行和感染狀況,摸清輪狀病毒優(yōu)勢基因型,馮力和他的團(tuán)隊(duì)從南海之濱到北國的塞外,從茫茫戈壁到無垠草原,哪里有豬群發(fā)生腹瀉,哪里就有他們的身影。他們克服養(yǎng)豬場都建在遠(yuǎn)離城市的農(nóng)村或山區(qū),交通極不方便的困難,跋山涉水,深入疫情發(fā)生地開展流行病學(xué)調(diào)查,明確了三種病毒是我國主要腹瀉病原,在眾多的豬輪狀病毒基因型中,G5型為優(yōu)勢基因型。明確了引起腹瀉的主要病因,為疫苗的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)有力的科學(xué)依據(jù),猶如一座燈塔,照亮了前行的方向。
明確了方向和目標(biāo),并不意味著成功,前行的路上還布滿荊棘??蒲斜緛砭蜎]有一條可以復(fù)制的道路可走。
在“豬傳染性胃腸炎、豬流行性腹瀉、豬輪狀病毒三聯(lián)活疫苗創(chuàng)制與應(yīng)用”項(xiàng)目攻關(guān)中,他們遇到的第一個(gè)難題就是腹瀉相關(guān)病毒的分離培養(yǎng)。馮力舉了個(gè)例子,從1978年開始,全世界的科學(xué)家都在探索如何能使豬流行性腹瀉病毒適應(yīng)細(xì)胞?!斑m應(yīng)細(xì)胞是什么概念呢?病毒可以在豬體內(nèi)繁殖,導(dǎo)致豬只發(fā)病,而研發(fā)活疫苗,必須讓病毒在體外細(xì)胞進(jìn)行繁殖,全世界科學(xué)家投入10年的時(shí)間,在1988年才把這個(gè)難題解決掉,可想而知病毒的分離有多難。但再難也要做,因?yàn)榉蛛x不出病毒,后續(xù)的所有工作都無法進(jìn)行?!瘪T力說。
當(dāng)夜幕已經(jīng)布滿繁星,馮力實(shí)驗(yàn)室的燈光依舊亮著,那是馮力和他的團(tuán)隊(duì)在討論實(shí)驗(yàn)方案。千百次的失敗,不同方案的探索,他和他的團(tuán)隊(duì)解決了一個(gè)又一個(gè)難題。成功分離三種病毒后,如何既達(dá)到病毒致弱的效果,又能保證它的免疫原性不受影響呢?這是馮力團(tuán)隊(duì)遇到的第二個(gè)難題。他們根據(jù)病原在本動(dòng)物上抗原性得以恢復(fù)的原理,采取了固相病毒蝕斑克隆和豬體交替?zhèn)鞔募夹g(shù),解決了這個(gè)難題。對于操作過程,馮力做了簡單描述:“病毒回到豬體,它的抗原性會(huì)恢復(fù),只有反反復(fù)復(fù)地從細(xì)胞到豬體,再從豬體到細(xì)胞這樣交替致弱,才能既保證病毒的致弱性、安全性,又保證它的免疫原性,找到那個(gè)最合適的平衡點(diǎn)?!?/p>
隨著研究的深入,難題一個(gè)個(gè)接踵而至。原來病毒都是在原代細(xì)胞中培養(yǎng),后續(xù)他們發(fā)現(xiàn)原代細(xì)胞有好的一面也有不好的一面。不好的是,疫苗生產(chǎn)不穩(wěn)定,另外容易引起外源病毒的污染,如果檢驗(yàn)環(huán)節(jié)沒做好,投放到市場上甚至?xí)斐蓾撛诘纳锇踩[患。考慮到這些,在培養(yǎng)病毒時(shí),他們采用傳代細(xì)胞系完全代替原代細(xì)胞系。這項(xiàng)工作說起來簡單,做起來就沒有那么輕松,什么樣的細(xì)胞系,既要滿足無“三致”還要保證病毒的高效繁殖,科研人員可以全面監(jiān)控細(xì)胞的各個(gè)指標(biāo),如支原體、霉菌、真菌污染等情況,全面保證細(xì)胞的純凈和安全。馮力形容,病毒的繁殖就像種莊稼一樣,只有把它種在肥沃的土地上,才能長出優(yōu)質(zhì)的果實(shí)?;氐讲《九囵B(yǎng)上,就是只有選出純凈而且狀態(tài)好的細(xì)胞才能使病毒有效的繁殖,不受其他因素的干擾。
馮力介紹,三聯(lián)活疫苗不是單單把三個(gè)病毒混在一起那么簡單,為保證三個(gè)病毒混在一起效果不打折,在如何提高效價(jià)方面他們也投入了大量的精力。除此,在疫苗株與野毒株的區(qū)分,包括檢驗(yàn)工作上他們同樣也遇到了很多難題,但逢山開路、遇水搭橋,難點(diǎn)被他們一一解開了。
通過堅(jiān)持不懈的攻關(guān),他們發(fā)明了適應(yīng)傳代細(xì)胞系的安全性高、免疫原性好,具有獨(dú)特分子標(biāo)記的弱毒株,攻克了三種豬腹瀉病毒難以適應(yīng)細(xì)胞、致弱過程中免疫原性減弱、強(qiáng)弱毒株難以區(qū)分的世界性難題。通過篩選敏感傳代細(xì)胞系,優(yōu)化等輔助因子使病毒成功適應(yīng)細(xì)胞。在病毒致弱過程中,采用敏感細(xì)胞系和未吃初乳仔豬交替繼代,結(jié)合固相病毒蝕斑克隆及全基因組測序等技術(shù),優(yōu)選安全性高、免疫原性好的克隆株,獨(dú)創(chuàng)了豬腹瀉病毒分離致弱體系,發(fā)明了安全、穩(wěn)定、免疫原性好并具有獨(dú)特分子標(biāo)記三種弱毒株,為三聯(lián)活疫苗的創(chuàng)制及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了關(guān)鍵性基礎(chǔ)。除此之外,他們創(chuàng)建的傳代細(xì)胞系替代原代細(xì)胞系的生產(chǎn)新工藝,突破了原代細(xì)胞培養(yǎng)過程中外源病毒污染難以控制的技術(shù)瓶頸,能降低生產(chǎn)成本約2/3,為疫苗制造與檢驗(yàn)規(guī)程及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了新路徑。
應(yīng)用:助力養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展
2014年,為了將這項(xiàng)科研成果盡快應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際,馮力和他的團(tuán)隊(duì),深入到基層,開展豬病毒性腹瀉防控知識和技術(shù)的宣傳,手把手的將技術(shù)教給養(yǎng)殖戶和技術(shù)員。目前三聯(lián)活疫苗已推廣到我國除臺(tái)灣、香港、澳門以外的所有省、市、自治區(qū),已推廣2560萬頭份,免疫覆蓋仔豬1.54億頭,對三種病毒混合感染引起的腹瀉防控收到了很好的效果,斷奶仔豬數(shù)得到了提升,達(dá)到了一針免疫防控三種疫病的效果。同時(shí)因?yàn)闇p少了免疫次數(shù),降低了免疫勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了免疫應(yīng)激,極大的方便了免疫接種,受到使用者的一致好評。 因防控效果顯著,三聯(lián)活疫苗產(chǎn)品曾被南方報(bào)業(yè)傳媒集團(tuán)評價(jià)為“2016中國生豬產(chǎn)業(yè)榜年度最受關(guān)注新產(chǎn)品”。因貢獻(xiàn)突出,項(xiàng)目成果相繼獲得國家發(fā)明專利2項(xiàng);國家二類新獸藥證書1項(xiàng);黑龍江省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng);中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng);中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院杰出科技創(chuàng)新獎(jiǎng)1項(xiàng);制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng);發(fā)表文章百余篇,并被Nature等雜志引用,極大地推動(dòng)了國內(nèi)外三種腹瀉病防控理論與技術(shù)體系的豐富和完善。
初心:傳承與發(fā)展并存
馮力說,從70年代開始研究豬病毒性腹瀉防控至今,40多年過去,從80年代的單苗到現(xiàn)在的三聯(lián)活疫苗,它是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,雖是在他們這代人手上結(jié)出的果實(shí),但卻是兩代人辛苦奉獻(xiàn)、不斷積累的結(jié)果。
他的碩士導(dǎo)師馬思奇、王明就是為事業(yè)奉獻(xiàn)了一輩子的老先生。他們腳踏實(shí)地,為科研百折不撓。即使退休了,還是常常進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。不光是他們,所里的很多老前輩都是這樣,他們的這種精、氣、神深深感染了馮力等一代一代哈獸研人。馮力說:“他們是我人生中科學(xué)研究、臨床經(jīng)驗(yàn)的啟蒙老師,也是塑造我不斷進(jìn)取的科研精神的前輩,很多工作之所以能開展下去,正是因?yàn)橛兴麄冞@樣的前輩,為我們打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),給了我們底氣。豬病毒性腹瀉三聯(lián)活疫苗在2015年的3月24號上市那天,我非常激動(dòng),產(chǎn)品上市就像自己的孩子考上大學(xué)后,畢業(yè)成家立業(yè)了一樣?!?/p>
雖然腹瀉的防控取得了階段性勝利,但馮力和他的團(tuán)隊(duì)并沒有止步于此,他清醒的意識到科研沒有止境。面對2014年、2015年、2017年新出現(xiàn)的引起豬只腹瀉的冠狀病毒,呼腸孤病毒,面對疫病防控的更高要求,他和他的團(tuán)隊(duì)意氣風(fēng)發(fā),又一頭扎到實(shí)驗(yàn)室,開始了從新冠狀病毒、豬輪狀病毒等腹瀉病原的基礎(chǔ)理論到實(shí)踐全新研究當(dāng)中。馮力說:“習(xí)近平總書記在致中國農(nóng)科院建院六十周年的賀信中,提出了農(nóng)業(yè)科研要“面向世界農(nóng)業(yè)科技前沿、面向國家重大需求、面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)主戰(zhàn)場”為我們農(nóng)業(yè)科研指明了方向,我們必須按照習(xí)近平總書記的要求,開展我們的科研工作,不忘初心,砥礪前行,為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè),為鄉(xiāng)村振興貢獻(xiàn)科研人員的一份力量。”
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