兽医科技

新型口蹄疫疫苗的研究进展:聚焦重组空衣壳华派生物技术(集团)股份有限公司研发部 钟丽君编译摘要:口蹄疫(FMD)是一种传染性极强的偶蹄动物疾病,给畜牧业带来巨大经济损失。虽然常用的灭活疫苗在防控口蹄疫方面效果显著,但仍存在诸多缺陷:生产设施需要高生物安全等级,且无法诱导免疫记忆。基于重组空衣壳技术开发的新一代口蹄疫疫苗展现出良好前景。其优势在于生产过程中无需使用病毒,并且保留了完整的构象表位特征。然而,要实现新型高效口蹄疫疫苗的量产,不仅需要具备免疫原性的抗原,还需配套工业级生产工艺。而现今重组空衣壳技术仍存在工艺流程复杂、难以规模化生产等问题。本文旨在系统梳理并比较目前已有的FMDV重组空衣壳生产工艺方案,重点探讨规模化生产的相关策略。前言口蹄疫(FMD)是一种高度传染的病毒性疾病,主要感染偶蹄动物,威胁着全球畜牧业的发展。许多国家仍通过常规疫苗接种计划来控制疫情。目前市场上大多使用的口蹄疫疫苗是通过悬浮培养的BHK-21细胞制备的灭活病毒制剂。然而,当前灭活疫苗生产存在一些缺陷,比如需要昂贵的生物安全设施,以及在灭活过程中存在病毒逃逸或失败的持续风险。这些生物安全问题促使不同国家禁止生产灭活疫苗。口蹄疫病毒完整表位库与空衣壳特有的颗粒结构及重复单元特性,能有效激发免疫保护应答,并且大量文献证实,这种特殊结构的抗原具有更优的免疫效果。因此,使用空衣壳作为类病毒颗粒(VLP)的疫苗和使用编码空衣壳形成基因的遗传物质作为遗传疫苗的疫苗(图1)更具发展潜力。因此,本综述分为两个部分:使用空衣壳的策略:VLPs;利用编码空衣壳的遗传物质的策略:DNA和病毒载体疫苗。图1:口蹄疫灭活疫苗和新型类病毒颗粒及基因疫苗(DNA和病毒载体疫苗):表达系统、抗原组成和免疫反应生产重组FMDV空衣壳可以单独表达病毒结构蛋白VP0、VP3和VP1或表达P1-2A多聚蛋白(该多聚蛋白编码结构蛋白)和3C蛋白酶(负责将多聚蛋白切割为VP0、VP3和VP1)。表达后,一个拷贝的VP0、VP3和VP1会组装成原聚体,随后五个原聚体组合形成五聚体,最终十二个五聚体组装成口蹄疫病毒的空衣壳。1. VLP通过异源表达系统生产的重组口蹄疫病毒空衣壳(VLPs)疫苗是一种新型疫苗。这类病毒样颗粒由结构蛋白自发自组装形成,其结构与病毒相似但不含病毒基因组。VLP疫苗能激发强烈免疫反应的关键特性在于其颗粒形态和重复性蛋白基序结构。科研人员已探索多种异源表达系统,包括细菌、杆状病毒、哺乳动物细胞和植物,用于生产重组口蹄疫病毒VLPs。选择最合适的表达系统时,需综合评估重组VLPs的质量与产量,同时考量技术方案的成本效益、操作简便性以及工业化应用的可扩展性和通用性。1.1 细菌细菌是表达系统中最简单且最具经济性的选择,具有细胞生长速度快、培养条件要求低等优势。然而在口蹄疫病毒(FMDV)空衣壳生产领域,仅有少数研究者采用大肠杆菌作为宿主。通过该系统,结构蛋白可分别克隆至三个质粒中,串联整合于单一质粒中,或分置于两个质粒:一个同时编码VP0和VP3,另一个编码VP1。所有方案均通过共转化技术将大肠杆菌与单个、双或三个质粒共同表达这些结构蛋白。采用单质粒的优势在于仅需一种抗生素即可完成筛选和生产。蛋白质表达完成后,需要通过固定化金属亲和层析进行纯化,并使用SUMO蛋白酶对SUMO蛋白标签进行蛋白酶切,从而获得纯化的结构蛋白,随后组装成病毒样颗粒(VLPs)。与所有原核表达系统类似,大肠杆菌在该体系中不会发生翻译后修饰。现有研究也均未提及VP0蛋白氨基末端缺乏肉豆蔻酰化修饰的现象,而这种修饰对口蹄疫病毒及其他小核糖核酸病毒的病毒颗粒组装和稳定至关重要。因此探究该系统表达的口蹄疫病毒结构蛋白能在不进行肉豆蔻酸修饰的情况下组装成病毒样颗粒(VLPs)的方法将具有重要科学价值。至于肉豆蔻酸缺失是否会影响这些空衣壳的稳定性,目前仍是一个悬而未决的问题。1.2 杆状病毒杆状病毒表达载体系统目前仍是生产重组口蹄疫病毒(FMDV)病毒样颗粒(VLP)最常用的平台。该系统的核心在于,先生产编码口蹄疫病毒基因的重组杆状病毒,随后用其感染昆虫或昆虫来源的细胞系,最终获得VLPs。该表达系统的显著优势在于完全不含可能危害哺乳动物的病毒和细菌毒素。有两种策略对口蹄疫病毒多聚蛋白P1-2A和3C蛋白酶基因进行克隆:一种是通过双启动子系统(多角体蛋白启动子与p10启动子)实现型转录调控,另一种则是采用单启动子系统构建单一转录单元。相较于单独表达结构蛋白,采用多聚蛋白构建病毒样颗粒更具优势。未来的发展应评估通过二硫键形成的方式实现稳定化是否适用于所有血清型,同时应改进纯化工艺以获得工业可行的工艺。此外,从细胞质中提取VLP所需的细胞裂解步骤也是对大规模生产的挑战。1.3 哺乳动物细胞哺乳动物细胞的优势在于,能够生产出与原始蛋白高度相似的重组蛋白。不过,哺乳动物表达系统往往需要更复杂的生产工艺,特别是需要建立稳定细胞系。哺乳动物细胞的表达可以是瞬时表达或稳定表达。此外,表达过程可以通过质粒DNA或重组病毒进行调控。在哺乳动物细胞中生产重组蛋白的经典方法是采用稳定表达。尽管建立稳定细胞系需要耗费时间,但一旦成功建立,重组细胞系就能持续提供重组蛋白。然而当重组蛋白具有毒性时,瞬时表达往往更为合适。研究已证实与开发稳定克隆相比,瞬时表达更适合在贴壁培养的BHK-21细胞中表达P1-2A-3C蛋白,这一现象主要归因于3C蛋白酶的毒性作用。悬浮培养于无血清培养基中的293-6E细胞可实现高密度细胞培养,并便于规模化生产。该系统另一优势在于采用聚乙烯亚胺作为转染试剂,成本效益显著。1.4 植物已有研究报道了利用分子农业技术生产口蹄疫病毒重组空衣壳。通过转基因植物开发新型口蹄疫疫苗,可生产出成本效益高的抗原,这种抗原特别适合口服给药。有研究利用根癌农杆菌基因转移系统,成功培育出稳定转化的苜蓿和番茄植株,这些植株携带P1-2A-3C基因盒。实验数据显示,转基因苜蓿提取物能诱导小鼠产生抗口蹄疫病毒衣壳蛋白的免疫应答,而转基因番茄提取物则在豚鼠体内引发类似反应。但是他们的表达水平均偏低,且未能证实空衣壳结构蛋白的正确组装过程。理论上,重组病毒样颗粒(VLPs)的抗原组成应不受表达系统影响。然而,由于实验中使用的口蹄疫病毒血清型不同,加之实验疫苗所用抗原剂量和纯度存在显著差异,无法对不同研究的VLP免疫原性进行比较。动物实验中既使用过纯化提取物也采用过粗提物。在已报道的纯化技术中,多数研究采用蔗糖梯度法进行VLP纯化,而仅使用SUMO标签的研究则采用Ni2+树脂。但由于SUMO标签的切割同样需要处理,纯化过程需经过两次色谱分离步骤。未来研究应改进适用于工业化生产的纯化技术,因为蔗糖梯度法与生产要求存在兼容性不足的问题。2. DNA和病毒载体疫苗在基因疫苗中,抗原性所需的基因序列被导入接种动物的细胞内,并通过宿主细胞机制进行表达。抗原完成内源性表达后,肽段会通过主要组织相容性复合体I类和II类途径呈现在细胞表面。因此,这类疫苗能同时引发体液免疫和细胞免疫反应。尽管已有充分证据表明,针对口蹄疫病毒(FMDV)的主要保护性免疫应答是中和抗体,但强烈的细胞免疫反应可能是实现长期免疫并避免持续感染的关键特征。正因如此,这类疫苗成为极具潜力的替代方案。2.1 DNA疫苗DNA疫苗的制备简便快捷,因为只需将目标基因克隆到表达质粒后,后续仅需在大肠杆菌培养中进行质粒生产及纯化。其核心在于实现无内毒素的质粒配方,为此通常采用阴离子交换树脂。疫苗的DNA成分确保了室温稳定性,这对于疫区国家的口蹄疫疫苗接种至关重要。然而,使用裸露DNA作为疫苗时存在转染效率低和DNA快速降解等主要缺陷,编码口蹄疫病毒空衣壳的DNA疫苗诱导保护性免疫应答的效果并不理想。为克服这些局限,研究人员提出了多种策略:包括采用不同质粒骨架、选用不同佐剂以及制定差异化免疫方案等。在DNA疫苗生产中,质粒通常含有一个选择标记基因,以便在大肠杆菌中进行生产。最常用的筛选标记基因是氨苄青霉素和卡那霉素抗性基因。然而,环境传播的风险和抗生素耐药病原体的出现应该鼓励研究人员寻找无抗生素的为应对未来法规要求,需要选择合适的质粒替代方案。2.2 重组病毒载体重组病毒载体可视为一种特殊的基因疫苗,其核心在于将目标抗原编码基因克隆到经过改造的病毒基因组中,并由真核启动子调控。当动物感染重组病毒时,这些基因会被精准导入宿主细胞。相较于DNA疫苗,病毒载体通常更具优势,因为病毒特有的受体能够精准引导外源基因整合到宿主细胞中。但是针对病毒载体本身的免疫反应可能会影响疫苗的整体效果。此外,病毒载体作为疫苗的大规模应用存在一个明显缺陷:需要耗费大量时间和人力来制备重组病毒的纯化制剂,而目前主流技术仍是氯化铯梯度离心法。关于DNA疫苗与病毒载体疫苗的免疫原性的比较更为复杂。例如,DNA疫苗的成分以质粒μg为单位进行测量,而病毒载体疫苗则以重组病毒的感染单位作为衡量标准。通常情况下,病毒载体疫苗能取得更好的保护效果,而,DNA疫苗的优势在于其有极大的简便性。展望利用重组空衣壳生产新型口蹄疫病毒疫苗具有诸多优势,其中最重要的是不需要动用感染性病毒。从经济角度看,可省去复杂且昂贵的生物安全生产设施。从卫生角度看,使用空衣壳能完全杜绝因未完全灭活或病毒逃逸引发疫情的风险。因此,这种新型重组疫苗对目前禁止生产灭活口蹄疫疫苗的国家至关重要。重组空衣壳可以通过表达编码VP0、VP3和VP1的多蛋白以及3C来产生。无论是通过蛋白酶还是单独表达VP0、VP1和VP3,两种策略的效果都存在差异。未来研发时,建议采用优化策略:仅在处理多聚蛋白所需水平表达3C蛋白酶,这样既能减少细胞内蛋白质的切割,又能避免其毒性作用。此外,A型血清株相较于O型血清株能获得更优效果。这种差异可能与空衣壳结构的稳定性问题有关。基因疫苗与目前使用的灭活病毒疫苗存在本质区别。当动物体内完成基因内源性表达后,会自然产生空衣壳病毒颗粒。这种策略旨在构建免疫记忆,相比诱导细胞免疫反应而言更具优势。在基因疫苗领域,利用复制缺陷型人类腺病毒Ad-5表达口蹄疫病毒P1-2A-3C蛋白的重组策略,是当前最成熟的研发方案。该技术已在美国获得针对血清型A的紧急使用授权。与DNA疫苗相比,病毒载体疫苗的生产流程更为复杂且耗时较长,保质期也较短。此外,这些重组病毒疫苗可能引起的环境影响也备受重视。图2 新型口蹄疫疫苗的优势比较理想的口蹄疫病毒(FMDV)疫苗应当能引起持久的保护性免疫应答,同时还应该具有生产安全且工艺简便的优势。选择最佳新型疫苗时,不仅要评估其免疫原性,还需考量生产工艺的规模化可行性,从而确保其在工业生产中的应用价值。许多创新策略因流程复杂耗时,难以实现大规模生产而失败。鉴于重组空衣壳疫苗的免疫原性已获验证,开发口蹄疫新型疫苗时,应重点聚焦于重组空衣壳疫苗。
2025-09-11 16:52:23
光明日报北京7月18日电 记者杨舒日前从中国农业科学院北京畜牧兽医研究所(以下简称“牧医所”)获悉,今年5月12日,一头体重26公斤的克隆犏牛犊在西藏自治区拉萨市曲水县实验站顺利降生,目前已健康存活两个月。这是全球首例体细胞克隆犏牛,由牧医所联合国内科研单位和高校共同完成。该成果不仅攻克了高海拔克隆技术难题,更为青藏高原畜牧业高质量发展和濒危物种的种质资源保护提供了关键技术支撑,标志着我国在高原家畜克隆领域迈入世界领先行列。  犏牛是青藏高原上由牦牛与黄牛杂交而成的独特畜种,在肉、乳生产能力和环境适应性等方面具有优势。然而,这种牛存在雄性不育的致命缺陷,导致其优异基因难以自然传承。同时,牛的体内外胚胎生产与胚胎移植技术也尚未在西藏地区推广。因此,犏牛养殖长期依赖人工杂交,不仅制种成本高,更严重制约了产业规模化发展。  为打破困局,牧医所国家畜禽种质资源库团队从拉萨市曲水县实验站一头9岁的成年犏牛优质个体耳缘提取体细胞,并将细胞核移植到黄牛的去核卵母细胞中,构建克隆胚胎后植入代孕犏牛体内发育。历经高原低温低氧环境的严峻考验,新生克隆犏牛通过剖宫产手术降生。经基因检测鉴定,新生克隆犏牛与供体犏牛完全一致。该技术实现了优良犏牛的“精准复刻”,使其抗逆等性状得以稳定遗传,为大规模繁育优质种源提供了可能,也为改良犏牛性状甚至突破雄性不育屏障奠定了坚实基础。  在氧气稀薄的青藏高原制备克隆动物是生命科学的重大挑战。科研团队攻克了两大技术难关:一是建立了克隆胚胎的高原环境培养系统,通过精准调控温度、pH值等参数确保早期胚胎发育;二是制定了高原环境下代孕母体选择和同期发情处理方案,显著提升了妊娠成功率。据悉,这也是体细胞克隆技术在青藏高原资源原位保种体系中的首次成功应用。
2025-09-11 16:32:24
“‘AI兽医’已投入实际生产,诊断结果及处方推荐获得较高满意度。”8月27日,在2025中国国际大数据产业博览会“华为云CloudPond专属边缘云大会”上,温氏食品集团数字流程部部长邝颖杰说,公司与华为云携手打造“AI兽医”,成功打通“问询-诊断-处方”业务流的诊疗全链路,实现人与AI高度协作。  作为“公司+农户”模式的企业,温氏食品集团需依靠5000余名基层兽医服务数万农户,疾病防控与诊疗是养殖关键环节。邝颖杰表示,此前人工诊疗流程中,兽医需手动问询、诊断、查询资料,耗时久且水平参差不齐。如今,“AI兽医”大模型正在重构诊疗流程。邝颖杰介绍,从自动化大模型诊断、人工确认结果,到结合药物库存、用法用量、配伍禁忌等生成最优处方,再经人工确认后出库,AI替代大量人工环节,不仅提升效率,更规范用药、拉齐基层兽医整体水平,还构建起专家团队远程赋能体系,重塑疾病管理模式。  8月初,温氏食品集团对“AI兽医”进行全国职业兽医资格证考试测试,最终结果远超行业平均水平。邝颖杰说,测试结果表明,AI远超个人知识储备上限。  有关数据显示,我国执业兽医16.5万人,乡村兽医17.7万人,兽医缺口达30万人。邝颖杰表示,未来有望将该模型推广,为散户、中小型畜牧企业提供服务,助力畜牧业生态发展。
2025-09-11 15:09:53
记者近日获悉,中国农业科学院特产研究所特种动物疫病防控团队最新研究发现貉细小病毒VP2蛋白关键氨基酸位点突变对貉致病性增强的分子机制。相关研究成果发表在国际病毒学权威期刊《Journal of Virology》上。貉细小病毒(RDPV)是一种高传染性的病原体,主要感染幼年貉,可导致高致死性出血性肠炎。自2016年以来,流行毒株的毒力显著增强,但其致病性增强的分子机制尚未明确。该研究发现,VP2衣壳蛋白第27和297位的氨基酸突变是区分2016年前后强弱毒株的关键分子标志。通过构建重组病毒并进行实验,发现在强毒株背景下引入上述突变后,病毒在细胞中的复制和吸附能力明显下降,与貉转铁蛋白受体的结合亲和力也显著降低。动物试验进一步证实,突变株的致病性减弱,表现为病毒感染貉的临床症状减轻、组织病毒载量下降以及病理损伤改善。研究还提示,297位点的突变可能通过影响VP2蛋白的结构稳定性及其与宿主受体之间的互作,进而调控病毒的毒力。该研究首次揭示VP2蛋白27和297氨基酸位点对RDPV复制和致病性的关键调控作用,为今后开展靶向毛皮动物以及宠物细小病毒病的防治、疫苗设计和疫情预警提供了重要科学依据。博士研究生许丽文为论文第一作者,硕士研究生曹文雨为共同第一作者,鲁荣光副研究员、白雪研究员为论文共同通讯作者,该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和吉林省科技厅重点研发项目的资助。作者:农民日报·中国农网记者 李丽颖
2025-09-10 14:56:59
当前,非洲猪瘟仍在多地散发、毒株变异加快,生猪产能波动明显;与此同时,蓝耳病、伪狂犬等垂直传播疾病也趁虚而入,多重感染令生物安全体系面临“再升级”的迫切需求。2025年8月24日上午,由中国兽医协会主办,中国兽医协会猪兽医分会、华中农业大学动物医学院、华中农业大学动物疫病诊断中心检测实验室承办,湖北金林原种畜牧有限公司、杭州恒奥科技有限公司协办的“非洲猪瘟等疾病防控与净化专场”在西安国际会展中心举办。湖北金林原种畜牧有限公司动物疫病检测实验室主任王久红在会议上分享了《猪场无疫小区建设及伪狂犬病净化实践》专题报告。湖北金林原种畜牧有限公司动物疫病检测实验室主任王久红一湖北金林原种畜牧有限公司简介湖北金林原种畜牧有限公司成立于1994年,经过多年的发展,已成为一家集种猪育种、生猪养殖、饲料生产、有机茶叶、果木园林种植于一体的科技型、环保型现代农业企业。公司位于湖北省武汉市江夏区,拥有杨湖、天子山、株山猪场和咸宁种芯智造生态牧场四个生产基地,年出栏生猪55万头,其中优质种猪10万头,并配套建设年产20万吨的饲料厂一个,茶业公司一个。公司专注于育种与种养结合,致力于通过引进优质种猪、开展种猪登记、性能测定、遗传评估、选种选配等措施,不断提升种猪质量。2007年,公司从美国引进新美系原种冠军猪后代,通过传统育种与新型基因分子育种技术,成功培育出“林金林”牌种猪,该品牌种猪在行业内获得了高度认可。二猪场生物安全防控1、生物安全操作基本流程框架清晰王久红强调了形成清晰的生物安全操作基本流程框架的重要性,人员应严格按照流程进行采样、检测、隔离、洗澡、更衣等一系列的防控措施,以及对物资和车辆的严格消毒和处理流程,确保每一步都符合生物安全的要求。2、人员管理王久红介绍,从公司大门口进入到生产区要经过层层递进的四道防线,从一个区域到另一个区域,到经过严格的洗澡、更衣、换鞋、消毒等生物安全措施。为每个区域配备专用水鞋,禁止串区,避免交叉感染。她特别强调,要把流程图上墙、责任到人,并互相监督,才能让防线真正固若金汤。3、车辆管理王久红指出专用车辆管理的重要性,并强调了制度上墙,专车专用的原则。无论是消毒车、取样车、物资车还是送餐车,都需要有明确的管理规定。对于外来车辆,则需要经过司机、驾驶室、车辆采样合格后,才能进行洗消和烘烤处理。4、物资管理物资管理也是生物安全防控中的一个重要环节。与供应商签署非洲猪瘟防控协议,物资采样使用纱布手套采集,并严格按照适用消毒方式进行消毒,确保物资的安全。5、中央厨房管理专人专车购买、集中洗消处理,中央厨房将食材煮熟(场内厨房则加工至半熟)、专车运输、消毒柜转运、固定人员打饭等一系列措施,以确保食品的生物安全。6、销售管理销售管理方面,王久红建议合理规划猪只销售路线,减少交叉感染,使用专用车辆转运猪只,并备有场内中转车、栋舍出猪台、中转台,场外中转车、中转站等,实行一车一消毒的政策。7、饲料管理自有饲料厂,并制定饲料厂生物安全流程,做好人车物管控,严格监测饲料原料,从源头保证饲料安全。同时,饲料运输车辆固定路线运输,且不进场,确保饲料的安全运输。8、缓冲区管理缓冲区管理是为了防止疫病的传播。王久红提到为保障净化工作的顺利进行,湖北省及市、区各级政府大力推动各类疫病净化工作,将江夏区几乎所有散养户“清”或“劝”退,只保留规模场,使整个江夏区形成一个大型“缓冲区”。同时,公司生物安全员定期巡逻、采样监测,确保缓冲区内生物安全。9、风险评估风险评估是提升生物安全水平的重要手段。定期开展生物安全评估,不断完善、升级生物安全水平。通过风险评估,制定生物安全计划,进行内审和风险点整改。10、场内生物安全管理王久红指出,猪场应持续开展消毒剂的评估,并筛选出敏感消毒剂,并对猪场日常用具进行定期消毒。同时,针对部分净污交叉处制定净污道管理办法,关键交叉点设置烧碱消毒池。对于病死猪的无害化处理过程中严格防控,确保无交叉感染。水源管理方面,定期监测水质、监测水中病毒、细菌情况,实验室筛选敏感水质消毒剂消毒。媒介管理则包括做好场区媒介管理,做好防鸟、防鼠等工作,定期灭鼠、驱蝇。11、加强培训、持续宣贯最后,报告强调了加强培训和持续宣贯的重要性。通过开发小程序,持续不断开展生物安全培训、教育工作。同时,采取防控非洲猪瘟绩效激励机制,增强员工责任心,持续生物安全意识管理。三猪群健康管理及净化成果王久红首先强调了实验室在猪群健康管理中的核心作用。实验室具备病原学、血清学和细菌学等全方位的检测能力,既能保证操作流程的规范化,又能确保记录的完整、可追溯,从而为猪群健康评估和疾病监测奠定坚实基础。在此基础上,团队还利用高通量测序(NGS)技术,主动筛查潜在病毒,进一步巩固防疫屏障。为持续跟踪猪群健康状况,公司定期赴屠宰场开展现场监测,并结合药敏试验结果,精准筛选最敏感药物,既提高疗效,又减少盲目用药。通过不断升级、落实以上各项关键生物安全措施,并建立、落实系统的净化方案和监测方案,湖北金林原种畜牧有限公司于2023年5月通过省级猪伪狂犬病净化场验收并完成整改工作,2024年7月通过国家级猪伪狂犬病净化场验收;2023年3月通过省级无非洲猪瘟小区验收并完成整改工作,2023年12月通过国家级无非洲猪瘟小区验收。笔记整理:新猪网 | 邑晴
2025-09-10 14:48:10
2025年8月22日上午,由中国兽医协会主办,中国兽医协会兽医科学用药分会、扬州大学兽医学院承办,成都齐碳科技有限公司协办的“细菌耐药性与兽药残留控制专场”在西安国际会展中心成功举办。浙江大学动物科学学院彭大鹏教授在会议上分享了《畜禽养殖合理用药与残留控制》专题报告。浙江大学动物科学学院彭大鹏教授浙江大学动物科学学院彭大鹏教授分享了畜禽用药的主要类型与现状,深入分析了药物残留的来源及其对食品安全和公共健康的危害,重点介绍了畜禽养殖中合理用药的技术措施,以及药物残留控制的策略与监管体系。同时,他还探讨了当前畜禽用药管理面临的挑战与未来发展趋势,为畜禽养殖业的科学用药和可持续发展提供了思路与方向。1.畜禽用药的主要类型与现状畜禽养殖业是世界各国农业生产的重要组成部分,为人类提供了丰富的畜禽产品,如肉类、蛋类和奶制品。然而,为了提高畜禽养殖业的生产效益,养殖者常常会使用药物来预防和治疗畜禽疾病,促进畜禽生长,以及改善养殖环境。畜禽用药主要指在动物养殖过程中为预防、治疗和促进畜禽生长所使用的各种药物,涵盖抗生素、驱虫剂、抗病毒药物、激素类和免疫调节剂等。近年来,随着我国畜牧业的快速发展,用药规模逐年扩大,用药规范性、安全性和环境影响问题逐渐受到关注。1.1 畜禽用药的主要类型抗微生物药:抗生素类、合成抗菌药。抗寄生虫药:抗蠕虫药、抗原虫药、杀虫药。中枢神经系统药物:中枢兴奋药、镇静药与抗惊厥药、麻醉性镇痛药、全身麻醉药与化学保定药。其他:外周神经系统药物、抗炎药、泌尿生殖系统药物、抗过敏药、局部用药物、解毒药、拟肾上腺素类药、非吸入麻醉剂、复方药物、免疫抑制剂、受体拮抗剂。1.2畜禽用药现状分析2019年中国兽医药品监察所对中国兽药产业生产的兽用抗菌药物和外国企业向中国进口的兽用抗菌药物的数量,品种等进行了统计分析。2008年-2018年抗微生物药销售额占比变化情况发现,化学制剂占全部兽药品种的60%以上,虽逐年递减,但是比例高居不下。且多年来,兽用抗菌药物化学制品占所有兽用化学药物的70%~75%,所以在养殖过程中主要还是依靠抗菌药物来维持养殖业的发展。相关政策虽限制了部分兽用化学药品的生产,但兽用抗菌药在兽用化学药品的使用中仍然占据主导地位。2009-2014年,我国每年兽用抗菌药的用量呈现持续上涨的趋势,2014年使用量达到最大值,为69292吨;随后至2018年,兽用抗菌药的使用量一直呈现逐年下降的趋势,2019年略有反弹。2015年7月农业部第6次常务会议审议通过的《全国兽药(抗菌药)综合治理五年行动方案(2015-2019年)》、2016年农业部与国务院食品安全办公室等5部门开展畜禽水产品抗生素、兽药残留超标治理专项整治行动有关。但即使在2018年降低至29774吨时,其用量仍高于2009年。这主要是由于我国对相关肉食性产品的需求在不断加大,产量大幅提高的过程中也增加了抗菌药物的投入使用。2020年兽用抗菌药的使用途径分类情况:中国境内使用的全部抗菌药总量为32776.298吨,其中中国境内兽药企业生产销售32543.541吨,占比99.29%,进口总量232.757吨,占比0.71%。中国境内使用的兽用抗菌药品种共68种,其中中国境内生产的抗菌药65种,进口兽用抗菌药13种。中国境内使用抗菌药制剂种类共216种,其中中国境内生产的制剂208个,进口制剂23个。按兽用抗菌药类别计,使用量排名前三位的依次为:四环素类,10002.733吨,占比30.52%;磺胺类及增效剂,4287.876吨,占比13.08%;β-内酰胺类及抑制剂,4112.629吨,占比12.55%;使用量最少的是安沙霉素类(0.13吨)。2020年我国兽用抗菌药品种及分类:以混饲途径为主,总量为13184.734吨,占比40.226%;饮水途径使用总量为11208.270吨,占比34.196%;注射途径使用总量为3572.531吨,占比10.900%;其他途径使用总量为4810.762吨,占比14.678%。2020 年促生长用兽用抗菌药使用量为9403.211吨,占比28.69%。1.3总结2020年中国境内使用的兽用抗菌药总量为32776.298吨,较2019年增长6.06%,但是与启动遏制动物源细菌耐药性行动计划的2017年相比下降21.9%。药物品种数量排名前3位的分别为磺胺类及增效剂、β-内酰胺类及抑制剂和氟喹诺酮类。按药物类别统计,使用量排名前3位的药物类别依次为四环素类、磺胺类及增效剂和β-内酰胺类及抑制剂,占比分别为30.52%、13.08%和12.55%。按使用途径分类统计,兽用抗菌药以混饲途径给药为主,占比40.23%;其次为饮水途径,占比34.20%;注射途径和其他途径占比分别为10.90%和14.68%。按使用目的分类统计,促生长用途占比28.69%,治疗用途占比71.31%。未来我国兽用抗菌药的主要类型可能仍以四环素类、磺胺类及增效剂β-内酰胺及抑制剂类。2.药物残留的来源与危害2.1 兽药残留的主要来源2.1.1养殖环节用药不规范2.1.2 饲料添加剂滥用与环境污染2.1.3 流通环节监管漏洞2.2 兽药残留的多维度危害2.2.1 对畜禽动物的危害畜禽养殖过程中,一部分抗生素是以药物的形式用于动物治疗,另一部分则是通过饲料添加剂进入动物体内。据统计,近年来我国平均每年约有6000吨的抗生素被用作饲料添加剂,以促进生长。这些抗生素在畜禽动物体内残留会对其造成危害。残留于动物体内的抗生素不但会随着血液循环进入组织器官,直接抑制吞噬细胞的功能,还会通过二重感染间接对吞噬细胞的功能产生抑制作用。这不但会抑制动物的免疫力,增加动物大规模患病的风险,剂量过大时还可诱发畜禽呼吸肌肉麻痹,抑制呼吸甚至死亡。2.2.2 人体健康风险畜禽动物体内残留的抗生素会通过食物链最终进入人体。兽药残留超标食品的短期大量摄入可引发急性中毒反应,即急性中毒与慢性疾病。部分人群对特定药物存在高度敏感性,残留药物可能引发严重过敏反应,即过敏反应与特异质毒性。2.2.3 耐药性危机加剧残留于环境中的抗生素能够对微生物产生选择性压力。动物体内残留抗生素形成的亚致死浓度环境,成为细菌耐药性产生的“温床”,耐药基因传递导致超级细菌。抗生素耐药性蔓延将大幅延长疾病疗程,增加治疗难度和成本。美国及欧洲已有超过200万人死于耐药病原体感染。我国作为畜禽养殖和消费大国,面临更为严峻的耐药菌挑战。抗生素治疗失效将导致更高级别药物的使用,形成恶性循环,给医疗卫生系统带来沉重负担。2.2.4 环境污染与生态破坏药物代谢物进入生态系统。约30-90%的兽药以原型或活性代谢物形式随粪尿排出体外,这些物质通过有机肥料施用进入农田,或经水体扩散,造成土壤微生物群落失衡、水体富营养化等问题。食物链累积与生态毒性。兽药在环境中虽浓度较低,但具有生物累积性和生物放大效应。持久性药物可在生物体内富集,经食物链传递后浓度显著提升。喹诺酮类、磺胺类等抗生素对水生生物表现发育毒性和生殖毒性。五氯酚酸钠等禁用药物在环境中降解缓慢,对生态系统造成长期危害。3.畜禽养殖中合理用药的技术措施3.1 畜禽养殖中合理用药原则 合理用药是指在动物临床诊疗中,根据畜禽的具体情况和临床症状,合理选择药物种类、用药剂量、用药时机,并遵循药物管理的原则,以确保治疗效果最大化,同时使不良反应和风险最小化。合理用药还包括了对潜在的耐药性风险进行评估,以防止耐药性菌株的扩散。3.1.1 药物选择原则在合理用药中首要考虑是选择合适的药物。3.1.1.1病原体鉴定在治疗前应尽量明确引起疾病的病原体,以确保选择对其有效的药物药物特性:考虑药物的抗菌谱、疗效、安全性和药物残留等特性。3.1.1.2 药物耐药性了解目标病原体的耐药性情况,避免使用已经广泛耐药的药物。3.1.1.3动物个体差异考虑不同畜禽品种的生理差异,选择适合的药物。3.1.1.4同类药物选择优先选择低抗生素压力的药物,避免滥用广谱抗生素。3.1.2用药剂量原则用药剂量是合理用药的关键因素之一。剂量不足可能导致治疗失败,而过量使用可能引起不良反应或药物残留。    应根据动物种类、体重、年龄和疾病的严重程度等因素进行合理计算用药剂量,并遵循药物说明书中的推荐用法。3.1.3 用药时机原则用药时机是合理用药的重要方面。药物应在疾病的早期阶段开始使用,以提高治疗效果。药物的给药间隔和疗程应根据疾病的性质和治疗反应进行调整,避免过早停药或过长疗程,从而减少耐药性的风险。3.2 畜禽养殖中合理用药方法3.2.1 抗生素的合理用药(图8)抗生素是畜禽养殖中常用的药物,也是滥用最严重的一类药物之一。为了合理使用抗生素,采取以下方法。3.2.1.1 确定病原体敏感性在开始治疗之前,应进行病原体药敏实验,以确定哪种抗生素对目标病原体最有效。这有助于避免不必要的抗生素使用和减少耐药性的发展。3.2.1.2 使用窄谱抗生素窄谱抗生素通常对特定类型的病原体更有效,因此在可能的情况下,应首选窄谱抗生素,而不是广谱抗生素。这可以减少对环境中的正常微生物群落的影响,并降低抗生素耐药性的风险。3.2.1.3 遵循用药周期抗生素治疗应始终遵循完整的疗程,即使动物在用药初期出现好转,过早停药可能导致病原体未被完全清除,从而增加耐药性的风险。3.2.1.4 科学配伍与轮换协同配伍:青霉素+链霉素增强杀菌,但避免青霉素+四环素(拮抗)。轮换用药:每2-3月更换球虫药(如化学合成类→聚醚类),延缓耐药性3.2.1.5 特殊时期管理休药期:屠宰前停药(如敌菌净休药期10天)免疫期禁用:庆大霉素、氯霉素抑制疫苗效果3.2.2 疫苗的合理使用除了药物治疗,疫苗也是预防和控制畜禽疾病的重要手段。合理使用疫苗可以减少疾病传播,降低药物使用的需求。3.2.2.1 确定适当的疫苗类型根据畜禽的种类和养殖环境,选择适当的疫苗种类,包括弱毒疫苗、灭活疫苗或亚单位疫苗。3.2.2.2 制定疫苗接种程序根据畜禽的生长发育阶段和季节性疾病流行情况,制定疫苗接种程序,确保畜禽获得充分的免疫保护。3.2.2.3 监测疫苗效果定期监测疫苗的效力,确保疫苗在养殖场中发挥最佳作用。如果抗体水平下降,及时进行补免。3.2.3 药物残留和环境污染管理合理用药也包括了管理药物残留和减少环境污染的措施。3.2.3.1 遵守药物使用说明始终按照药物说明书中的推荐剂量和截止日期使用药物,以减少残留物的存在。3.2.3.2 严格控制药物的存 储和处置确保药物安全存放,防止非法取用或泄漏,并采取适当的方法处置过期或废弃的药物。3.2.3.3 监测环境污染定期监测养殖环境中的药物残留和污染情况,以及其对水源和土壤的影响,必要时采取措施进行清理和修复。4.药物残留控制策略与监管体系4.1 药物残留控制策略4.1.1 药物源头减量4.1.1.1 品种选择:养殖场引入畜禽品种时,应根据当前饲养场的生产需求、目的以及自然气候条件,从持有《种畜禽生产经营许可证》的场选择生产水平高、抵抗能力强、遗传性能稳定的品种,引入的品种不携带特定疾病,不从疫区引入品种,通过良种增加对疫病的抵抗,保证畜禽产品安全和品质提升。4.1.1.2 管理措施提高畜禽饲养管理水平可增强机体抵抗力,提升动物健康水平,从养殖环节减少兽药应用。4.1.1.3 饲养密度统筹考虑养殖效益、动物健康、环境承载力,参照《绿色食品畜禽卫生防疫准则》(NY/T473)对畜禽养殖数量控制,提高动物抗病力,实现畜禽减抗健康养殖,在供给优质、安全、健康、营养的畜禽产品同时减少畜禽粪便中兽药残留量。4.1.1.4 舍内环境应根据畜禽养殖特点,合理规划和控制养殖舍内光照、温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、悬浮颗粒物等影响因素,通过光照、通风、控温等设备设施,降低不良因素的刺激。安装养殖环境智能控制系统,配备自动喂料、饮水与清粪装备,实现舍内环境管理智慧化和精细化,结合节水、节料和干清粪等清洁养殖技术,从而营造适宜的养殖环境、提升动物生活质量、增强机体免疫力,降低疾病发生与兽药的使用。4.1.1.5 消毒防疫养殖场应制定科学合理的消毒和防疫程序,参照NY/T473健全防疫体系。对畜禽、生产区域、生产和运载工具、工作人员等进行严格的灭菌消毒,根据不同病原特征和消毒对象选择消毒剂,不得随意加大剂量,注意消毒剂之间的配伍禁忌,当发生疫情时,应适当增加消毒频次。养殖场应主动实施程序化免疫,选择经国家批准使用的疫苗,按照说明书推荐方式使用。4.1.1.6 人员管理养殖场建立人员管理规范,强化养殖与兽医从业人员养殖标准化和科学合理用药培训,鼓励将养殖场的信息化学习系统对接兽药管理机构与协会的新媒介,充分利用专业机构的科技优势,学习养殖新技术与安全用药知识,持续提高从业人员素养,规范兽药的用药行为。4.1.1.7 投入品控制饮水、饲料和兽药投入品是畜禽粪便中兽药残留的重要来源,加强输入途径的控制,使用合格产品,鼓励使用安全、高效、低残留的兽药替代产品,促进绿色养殖发展,从源头减少兽药使用量。4.1.1.8 饮水控制选择水质较好的自来水、河水或井水作为水源,定期送检,水质达规定要求。通过饮水给药治疗的,不得超范围、超剂量使用药物,不得使用禁用药物,严格遵守休药期等有关规定。4.1.1.9 饲料控制严格执行药物饲料添加剂“禁抗”规定(部公告第194号),不得在饲料中添加禁用药物。通过饲料给药治疗的,不得超范围、超剂量使用,严格遵守休药期、配伍禁忌等有关规定。4.1.1.10 兽药控制养殖场应积极参与《全国兽用抗菌药使用减量化行动方案(2021-2025年)》。建立兽药采购、储存、使用等环节管理要求和操作规程,遵从兽用处方药管理、分级管理、安全间隔期、休药期等管理制度,在兽医指导下按照使用剂量和范围对症用药,不凭经验、不乱用或滥用兽药,严格执行《食品中兽药最大残留限量》(GB31650)、《食品动物中禁止使用的药品及其他化合物清单》(部公告第250号)、养殖用药明白纸及相关公告中禁用药物,系统规范兽药使用行为。按照规定进行动物疾病的预防、监测、控制和净化,鼓励使用安全、高效、低残留的中兽药、低聚糖、微制剂、噬菌体等抗菌药物替代产品。通过多途径多手段降低兽药使用量。4.1.2 粪污无害化处理4.1.2.1 粪便分类处置将治疗期间的畜禽粪便与常规饲养产生的粪便分别收集,兽药污染的畜禽粪便,在正式处理前开展预处理,包括但不限于将畜禽粪便与其他一同发酵的干物质混合对高浓度兽药进行稀释(降低残留初始浓度)、增加粪便的光照或紫外线暴露、或添加降解菌等多种方式,充分利用光解、温度、微生物等非生物和生物活动,促进粪便中兽药的降解和去除。4.1.2.2 粪便处理模式畜禽粪污禁止直接还田应用,鼓励应用先进的粪便处理技术。规模养殖场、畜禽粪污处理企业或区域性粪污集中处理中心,根据配置的设施,选择适宜的粪便处理方式,优先选择主管部门在畜禽粪污资源化利用主推技术中的粪污沼液厌氧处理、好氧堆肥处理等方式。畜禽粪污处理还应符合《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596)、《畜禽粪便无害化处理技术规范》(GB/T36195)等相关规定。4.1.2.3 生物菌剂利用微生物菌株安全性应符合《微生物肥料生物安全通用技术准则》(NY/T1109)的规定,在畜禽粪便处理过程中添加适宜的生物菌剂,提高粪肥的处理温度,延长高温持续的时间,提高粪肥中兽药的降解,显著降低兽药残留量。4.1.2.4 粪肥产品质量对于畜禽粪便处理后形成的粪肥产品,产品标准对兽药含量有要求的应符合该产品标准的要求;产品标准对兽药含量没有规定,为保障畜禽粪肥产品中兽药风险可控、提高商品肥价值,对风险评估结果证明存在安全隐患的可提出预警值,作为生产经营管理的依据。产品还应符合《有机肥料》(NY525)、《肥料中有毒有害物质的限量要求》(GB38400)等相关规定。4.1.3 防控记录应用收集、记录、整理畜禽粪肥中兽药风险防控的各类信息和资料,建立档案,妥善保存。主要信息和资料包括药物种类、使用时间、方式用量、防控措施和效果评价等。对记录数据定期梳理分析评价,不断完善畜禽粪肥中兽药风险防控技术。4.2 药物残留监管体系4.2.1 严格立法4.2.2 严格执法4.2.3 严格处罚5.当前的挑战与发展趋势5.1 当前挑战耐药性风险上升:动物源细菌耐药性加剧,磺胺类、四环素类耐药率超60%。兽药质量隐患:中兽药抽检不合格率高,部分企业虚标成分。中小养殖场用药不规范:超剂量用药、休药期未落实,自配料非法添药问题突出。5.2未来发展趋势替抗产品研发加速:微生态制剂(枯草芽孢杆菌DSM33862)、中草药制剂成为重点方向,欧盟2025年新批菌株提供技术参考。智慧化监管深化:区块链溯源、快速检测技术(胶体金试纸条10分钟出结果)应用推广。中药产业政策倾斜:兽用中药企业纳入农业产业化龙头支持范围,享受加工补贴。通过AI技术,畜禽用药正从“经验依赖”转向“数据智能”,在保障食品安全的同时提升养殖效益。该转型已不是选择题,而是产业可持续发展的必由之路。笔记撰写:达剑森(扬州市邗江区动物疫病预防控制中心)
2025-09-10 14:41:09
2025年8月22日上午,由中国兽医协会主办,中国兽医协会兽医科学用药分会、扬州大学兽医学院承办,成都齐碳科技有限公司协办的“细菌耐药性与兽药残留控制专场”在西安国际会展中心成功举办。华南农业大学兽医学院曾振灵教授在会议上分享了《兽用抗菌药物的PK-PD及其研究进展》专题报告。华南农业大学兽医学院曾振灵教授华南农业大学兽医学院曾振灵教授围绕抗菌药物的PK-PD同步模型进行了授课,重点讲解了该模型在指导抗菌药物精准用药中的作用机制和应用价值,并结合当前研究成果系统介绍了兽用抗菌药物PK-PD研究进展与趋势,为推动科学用药提供了理论依据与实践参考。抗菌药物的PK-PD同步模型一)什么是抗菌药物?抗生素,曾称抗菌素,是细菌、真菌、放线菌等微生物在生长繁殖过程中产生的代谢产物,在很低浓度下即能抑制或杀灭其他微生物的化学物质,如青霉素、土霉素等。化学合成抗菌药:也能够抑制或者杀灭微生物,但它是用人工的方法化学合成的抗菌药物,如磺胺药、恩诺沙星等。药物效应动力学(PD):药物对人体(动物体)作用、作用机制。药代动力学(PK):人体(动物体)对药物吸收、分布、代谢、排泄。二)PK-PD同步模型通过测定药物浓度-时间-效应数据,可以拟合出药物浓度及其效应的经时过程曲线,从而将药动学与药效学数据结合起来,称为药动学-药效学同步(结合)模型(简称PK-PD模型)。许多研究认为,PK-PD模型是抗菌药物发挥最大药效,毒副作用、耐药性等降到最低的重要基础,是精准、合理用药的基础。有人把它称之为“药理学的未来”。PK-PD同步模型的研究真实地反映了动物体-抗菌药-细菌之间的动态相互变化关系,是抗菌药物精准、合理应用的重要研究工具。三)评价药代动力学的主要参数:峰浓度(Cmax)、达峰时间(Tmax)、表观分布容积(Vd)、消除半衰期(T1/2)、体清除率(CIB)、血药浓度-时间曲线下面积(AUC)及生物利用度(F)等。四)评价药效学的主要指标:最低抑菌浓度(MIC50,MIC90)、最低杀菌浓度(MBC50,MBC90)、防突变浓度(MPC)、突变选择窗(MSW)、累积抑菌百分率、杀菌曲线、联合药敏指数(FIC指数)、抗生素后效应(PAE)。五)PK-PD研究的意义:更准确地反映抗菌药物的作用时间过程;根据PK-PD原理制定精准给药方案,提高清除病原菌,改善临床治疗效果;减少细菌耐药性的产生;创新抗菌药注册申报,老抗菌药再评价。六)%T>MIC与疗效的关系:对于β-内酰胺类药物,%T>MIC的时间达到50%以上,细菌的清除率可达85%以上。青霉素或头孢菌素治疗实验性动物肺炎链球菌感染,%T>MIC的时间达到50%~100%,动物的存活率可达90%~100%。七)细菌的防突变浓度(MPC):以MIC为依据的抗菌治疗立足于“消除感染”,为防止突变株出现和被选择形成耐药菌群,在氟喹诺酮类药物对金葡菌、肺炎链球菌和分支杆菌的作用研究中提出“防突变浓度”的新概念。MPC是药物的临界浓度值,高于该值,选择性耐药的变异菌株增殖发生率很小;实验表明,MPC通常高于MIC4~8倍;应用MPC值,能预测在达到根除感染目的同时,兼顾预防耐药性的产生。PK-PD模型优化抗菌药物的精准用药一)制定动物精准用药的原则根据动物病原菌体外药敏、PK-PD与临床结果及细菌、动物的感染部位综合考虑。优选药物:针对不同病原菌药敏试验选药。优化给药方案:根据PK-PD特点(血及组织)。二)时间依赖性抗菌药TMIC应超过给药间隔的50%,抗菌活性达到了最大化,清除细菌的速度快。药物浓度为4~5倍MIC时杀菌率即处于饱和,即使再增加药物剂量,疗效也不会明显增加。其杀菌范围主要依赖于接触时间。没有或很少有抗菌药后效应,维持其血药浓度的时间取决于药物的消除半衰期。三)不合理的给药方案:临床上将阿莫西林普通制剂肌注或内服给药剂量提高到20~30mg/kg体重,减少给药次数为每天1次。这种用药方法是不合理的。肌注或内服给药时,阿莫西林在大多数动物体内的消除半衰期1-2h。随意延长给药间隔时间,T>MIC达不到超过给药间隔时间大于50%的要求。时间依赖性药物需要每日多次给药,以维持T>MIC超过给药间隔时间的50%。兽医临床上将青霉素给药剂量提高到10万单位/kg体重,肌内注射,减少给药次数为每天1次。这种用药方案不合理。肌注给药时,青霉素在大多数动物体内消除半衰期小于1h。随意延长给药间隔时间,T>MIC达不到超过给药间期50%的要求。四)浓度依赖性抗菌药:其血药浓度Cmax/MIC>8~10,能产生良好的抗菌效果。其对致病菌的杀菌作用取决于峰浓度。AUC24h/MIC>125时,产生疗效快,能有效地杀灭细菌和抑制耐药菌株产生,临床有效率可达90%以上。一般具有良好的抗菌药后效应,如氨基糖苷类的PAE为0.75~7.5h。五)合理的给药方案:1、以氨基糖苷类抗生素为例:具有耳、肾毒性。耳蜗和肾小管对氨基糖苷类药物摄取具有饱和性,短时较高血药浓度不增加其对药物的摄取,不增加毒性。高浓度不易产生耐药性,低浓度易诱导适应性耐药,高剂量少次数给药可避免耐药。每日单次给药,容易操作,毒副反应少,临床疗效不变或更好。2、以恩诺沙星为例:高浓度不易产生耐药性,低浓度易诱导适应性耐药,高剂量少次数给药可避免耐药。FDA批准:猪每日给药2次(2.5mg/kg)连用3天,改为给药1次(7.5mg/kg),有必要时48h后再用1次。容易操作,毒副反应少,临床疗效不变或更好。六)抗菌药的联合应用:除了选择疗效好的药物、调整药物剂量外,联合用药也可缩小或关闭MSW。两药同时处于各自的MIC之上,细菌需要同时发生两种耐药突变才能生长。联合用药能够达到关闭MSW,降低耐药率的目的。特别是对于MPC很高的药物,如抗结核药,加大剂量,不良反应增多。兽用抗菌药物PK-PD研究进展一)恩诺沙星对雏鸡肺炎克雷伯菌感染的疗效及适宜剂量方案如何?其与临床推荐剂量是否匹配?给药剂量>10mg/kg时,可观察到杀菌活性;剂量≤40mg/kg时,无法实现细菌的完全清除。基于血浆游离药物数据拟合得出AUC72h/MIC的剂量为14.16mg/kg;该剂量较我国临床推荐的7.5mg/kg偏高,在治疗MIC≥0.125μg/mL的肺炎克言伯菌感染时需慎重考虑。二)利福昔明乳管内注入对大肠杆菌引起的奶牛乳房炎效果显著,Wang等通过建立PK/PD模型,评估目前给药方案的治疗效果。AUC24h/MIC超过57.80h时可实现最佳抗菌效果;临床推荐的利福昔明100mg/乳区、每12小时一次的给药方案对大肠杆菌引起的牛乳腺炎治愈率达91.08%。三)Zhang等采用体外动态感染胸膜放线杆菌模型,模拟达氟沙星在猪血浆中的浓度变化,分析其PK-PD参数与抗菌活性的关系。AUC24h/MIC99与抗菌活性拟合最佳,抑菌、杀菌和根除效应对应数值分别为2.68、33.67和71.58h,可为达氟沙星治疗胸膜肺炎放线杆菌感染提供指导。四)Lu等通过体外动态模型评估达氟沙星对多杀性巴氏杆菌的PK-PD靶值及耐药机制,并基于MSW假说优化给药方案。抑菌、杀菌和根除效应对应的AUC24h/MIC分别为34、52、64h。耐药突变株富集与AUC/MPC相关,外排泵及调控基因过表达是耐药原因,最低突变预防靶值(AUC24h/MPC)比值为19h。该菌对达氟沙星耐药呈浓度依赖性,符合MSW假说。而当前2.5mg/kg的临床给药方案可能因诱导耐药存在治疗失败风险。五)Yang等通过建立PK-PD模型优化恩诺沙星对副猪嗜血杆菌的给药方案。对健康猪和感染猪肌内注射2.5mg/kg恩诺沙星,两者的AUC和CL差异显著,提示病菌可能改变恩诺沙星的药代动力学特征。恩诺沙星对该菌的MIC、MBC均为0.125μg/mL,MPC为0.6μg/mL,其抗菌作用呈浓度依赖性。六)抗生素联用PK-PD模型的研究进展1.联合用药动态相互作用量化2023年研究发现氨苄西林与头孢曲松联用时,通过PK-PD建模,测定相关的药代动力学参数,二者联用时CRO>1mg/L是有增效作用,并允许AMP剂量下调,优化临床给药方案。2.给药方式与PK-PD模型创新2023年有研究人员探讨美罗培南延长输注与间断推注单药及联合多黏菌素对铜绿假单胞菌生物被膜的疗效。发现美罗培南延长输注联合黏菌素,可优化PK-PD参数,抗菌效果较好。3.特殊种群模型精细化2021年,有研究人员探讨健康犬与危重犬静脉注射阿莫西林/克拉维酸的群体药代动力学,优化给药方案:危重犬优先延长输注时间(至3小时)而非增加剂量,以提升fT>MIC。ENR单药:>2×MIC时24h内完全杀菌。CEQ单药:≥1×MIC时抑菌,但易反弹。ENR+CEQ联用产生协同或相加作用;优势为0.5×MIC ENR+低浓度CEQ即可增强杀菌效果。CEQ的%T>MIC需求从48.66降至18.04,抗菌活性显著提升。同时,ENR单药治疗24-30h后,诱导出低水平耐药株(MIC升高4-8倍)。联用方案未诱导CEQ耐药株,提示联用可延缓耐药。首次量化ENR+CEQ联用对抗肺炎克雷伯菌的PK-PD参数,为兽医临床优化剂量方案及控制耐药性提供实验依据。研究人员将氨苄西林-头孢曲松联用对抗粪肠球菌,并测定小鼠模型相关的药动学-/药效学指标,优化临床给药方案。在优化的粪肠球菌小鼠感染模型中,测试两种新指标(头孢曲松阈值以上时间、氨苄西林超过MIC以上时间)以明确头孢曲松对氨苄西林的增强作用,并通过模拟人类用药剂量评估临床相关性。AMP+CRO的体内疗效由T>threshold(CRO)和T>MICI(AMP)双指数驱动。联用CRO时,低剂量AMP(25mg q6h)可达与单用高剂量AMP(500mg q6h)相同的T>MICI。该实验通过新型的PK-PD指数,阐述了两种抗生素联用增效的机制,指出联用的剂量配比,为优化肠球菌感染联合治疗提供依据。研究人员探讨美罗培南延长输注与间断推注单药及联合多黏菌素对铜绿假单胞菌生物被膜的疗效。该实验探讨美罗培南(单药或联合粘菌素)通过间歇推注(IB)vs延长输注(EI)给药对铜绿假单胞菌生物膜的疗效,并确定最佳PK-PD参数。通过测定杀菌效果、PK/PD参数(T>MIC、Cmax/MIC、AUC/MIC)、耐药演变进行分析。目前制定药物敏感性标准的机构主要有:美国临床和实验室标准协会(CLSI)、欧洲药敏试验委员会(EUCAST)考量折点时用到的PK-PD标准包括:体外数据、动物模型、临床数据,以及静态与杀菌效应等。该研究以马用抗菌药马波沙星(Marbofloxacin,MBX)建立PK-PD临界值,以支持制定针对马属动物的临床折点(CBP),用于指导抗菌药敏感性测试(AST)结果的解读。研究采用群体药动学(POP PK)模型(二室模型)及蒙特卡洛模拟(MCS)生成5000条虚拟药时曲线,计算游离药物AUC/MIC(fAUC/MIC)在PDT=72h时的革兰氏阴性菌的PK/Pdsut是0.625mg/L,而大肠杆菌MIC90=0.0312mg/L,MBX(2mg/kg)对肠杆菌科(如大肠杆菌)感染可能有效(MIC90接近PK/PDsut),马波沙星对大肠杆菌的折点为0.625μg/mL。马用抗生素青霉素对金黄色葡萄球菌折点为0.25mg/L头孢噻呋对仔猪胸膜肺炎放线杆菌折点为2ug/ml磷霉素对大肠杆菌折点为16.0mg/L,针对动物的临床断点泊沙康唑对白色念珠菌折点为0.06mg/L小结PK-PD同步模型整合了药物浓度-时间-效应三者之间的关系,已成为抗菌药物合理用药,减缓细菌耐药性产生,以及在新兽药研发过程中的重要手段。针对不同的适应证,建立基于PK-PD的治疗方案,为兽医临床上提供科学的给药方案。对于宠物医院可根据基于MPC的PK-PD-MSW模型制定合理的个体化精准给药方案,减少细菌耐药性的产生。目前中国的畜禽养殖中,很少有养殖企业进行设计个体化的用药方案,仍存在抗菌药物不合理使用的现象,如何采用PK-PD同步模型,通过增加剂量、联合用药、选择首选的抗菌药物等方法来实现在兽医临床上减少细菌耐药性的发生,尚需进一步研究解决。笔记撰写:达剑森(扬州市邗江区动物疫病预防控制中心)
2025-09-10 14:19:00