现代生物技术在猪病诊断和防治中的应用

摘要：随着生猪养殖业的规模化和集约化发展，各种猪病发生率也呈现出居高不下的态势，猪病的诊断和防治对生猪养殖业的健康发展具有重要意义。近年来，随着分子生物学、基因编辑及免疫学等科学技术的快速发展，一些现代生物技术也被广泛应用于猪病的诊断与防治中，大幅度提高了诊断的精准性和防治的有效性。本文就现代生物技术在猪病诊断与防治中的具体应用进行探讨分析，旨在为猪病的防控工作提供参考依据。

关键词：猪病；现代生物技术；诊断；防治

生猪养殖业是我国畜牧产业的重要组成部分。近年来，随着生猪养殖规模的不断扩大和密集化养殖模式的应用，极大地增加了猪病暴发流行的风险。如猪瘟、非洲猪瘟、猪蓝耳病等重大疫病的发生不仅会严重危害生猪生命健康，给养殖户造成巨大的经济损失，还会对公共健康安全构成威胁。传统的猪病诊断和防治技术在灵敏性、特异性和反应速度上存在一定的局限性，无法满足猪病的快速精准防控的需求。而现代生物技术是一种以生物学为基础、以创建新生物类型和机能为目的的新型技术，在猪病防控领域已得到广泛应用，且效果明显。

1 现代生物技术在猪病诊断中的应用

1.1 聚合酶链式反应（PCR）技术

聚合酶链式反应（PCR）是一种用于放大扩增特点DNA片段的分子生物技术，可将其作为生物体外的特殊DNA定制，其能将微量DNA大幅度增加，以此提高检测精度。PCR检测技术具有较强的操作性、较高的特异性和高效的扩增效果[1]，能通过快速扩增的形式对微量基因进行迅速检测，是用于病原体检测的重要工具。

在猪病诊断中，常规的PCR技术已广泛用于猪瘟、伪狂犬病、猪圆环病毒病等疾病的检测中。近年来，PCR技术又衍生出多种新型技术，包括实时荧光定量PCR（qPCR）和数字PCR（dPCR）等。其中，qPCR技术进一步提升了常规PCR技术的检测速度与准确度，可实现病原体的定量分析；dPCR技术能将样品分割成数万个微反应单元，提高了定量精度和检测灵敏度，适用于低拷贝病毒载量的早期检测。例如，采用qPCR技术对非洲猪瘟进行现场检测时，可在短短2h内得出精确结果；而采用dPCR技术对非洲猪瘟病毒的检测限度能达到2拷贝/μL，检测精度和灵敏度要远远高于常规的PCR技术。

1.2 蛋白克隆表达与纯化技术

蛋白克隆表达与纯化技术主要利用基因克隆技术将目标基因导入生猪细胞内，使其在细胞内表达相应的蛋白质，之后采用蛋白纯化技术在混合物中将目标蛋白质分离出来，以纯化抗原提供全细菌或全病毒抗原。与传统的猪传染性疾病诊断试剂盒检测技术相比，简化了病毒细胞培养、病毒纯化及抗原制备等过程，显著提高抗原特异性和稳定性。该技术选择病原中的免疫优势抗原基因作为表达对象，能在动物感染某特定病原或接种该疾病疫苗后产生较强的免疫应答，能大幅度提高检测灵敏度，降低漏检率。

1.3 基因芯片技术

基因芯片技术是一种先进的高通量核酸分子检测方法，它能在一块小小的芯片上固定多种不同的DNA探针，并与样本中的核酸进行杂交反应，一次性检测出多种猪病病原体的特征基因，快速了解生猪是否感染疾病。

在猪病毒性疾病的检测诊断方面，可将猪瘟病毒、猪蓝耳病毒等的保守基因序列作为探针固定在芯片上。采集猪的血液或组织样本提取总核酸，与芯片进行杂交后，根据杂交信号即可对猪体内感染的病毒类型进行准确筛查[2]。对于猪沙门菌、猪链球菌等细菌感染，可设计特异性的DNA探针，通过基因芯片进行同时检测，实现快速、大批量的病原筛查。对于猪体寄生虫的感染，如囊尾蚴，可将该寄生虫的核糖体RNA或线粒体基因作为探针进行大规模寄生虫感染检测。

此外，还可将检测耐药性基因（如猪链球菌的mecA基因）的探针也加入芯片上，能在检测病原体的同时判断出其是否具有耐药性，为临床用药提供参考依据。

2 现代生物技术在猪病防治中的应用

2.1 基因重组疫苗防治病毒性疾病

基因重组技术可用于疫苗研发工作中，将病原体中能引起免疫反应的关键基因提取出来，利用分子克隆技术将其插入到无害的病毒或细菌载体中，制作成能表达抗原蛋白的重组疫苗。具体的操作方法为，先将病毒的目标基因片段分离出来，接入启动子等必要元件构建成带有抗原基因的重组质粒。再将质粒导入安全的病毒或细菌载体内，通过复制缺陷或电穿孔的方法让载体对抗原蛋白进行稳定表达。经培养和纯化处理后，即可获取用于免疫接种的重组疫苗。

例如，可将猪瘟病毒的gp55保护性抗原基因插入到缺陷复制型病毒载体中，制成的活疫苗能够诱导猪体产生较高水平的中和抗体，可有效抵抗猪瘟病毒的感染；将猪圆环病毒的CAP蛋白编码基因插入猪瘟病毒或腺病毒载体中制成的重组疫苗，注入猪体内可激发其强烈的免疫反应，有效预防圆环病毒病。

2.2 基因工程抗体防治细菌性疾病

利用基因工程技术能研发出具有防护和治疗功能的单克隆抗体，用来预防和治疗猪的细菌性疾病。其原理为通过免疫动物获取能产生特定抗体的B淋巴细胞，从中提取mRNA反转录成cDNA。利用PCR技术扩增出编码抗体可变区的轻链和重链基因片段，通过分子克隆技术将这两种基因片段插入到同一个表达载体中，构建出完整的抗体基因结构。再将其转入宿主细胞内表达，即可获取能特异识别靶标细菌的重组单克隆抗体。该抗体对特定细菌抗原具有较强的识别性和亲和力。

通过蛋白质工程手段能进一步提高单克隆抗体效能和稳定性。基因工程单抗不仅可以直接中和细菌产生的毒性物质，还能通过调节生猪自身的免疫系统，增强清除病原体的能力。如，针对猪链球菌表面蛋白LsaA设计的人源化抗体，能够有效抑制细菌的致病过程，成为治疗猪浆膜性肠炎、猪链球菌病等疾病的重要生物制剂。

2.3 基因编辑技术治疗遗传性猪病

CRISPR/Cas9系统等基因编辑技术，现已成为治疗猪遗传疾病的重要工具。根据猪的致病基因突变位点，设计专门识别这一位置的sgRNA，之后将sgRNA、Cas9酶和修复模板一起导入细胞内，由sgRNA引导Cas9在目标位点进行精准切割。细胞在修复DNA断裂时，会以供体模板为蓝本进行修复，替换掉异常基因，以此达到治疗遗传病的目的。

与传统育种中依靠随机组合筛选不同，基因编辑技术可以直接对病因基因进行精确修改，实现定向治疗。这种方法还能避免早期胚胎淘汰的繁琐过程，让原本有遗传缺陷的猪胚胎健康发育[3]。例如，在治疗猪型松尾病等猪先天性肌肉萎缩疾病时，可利用基因编辑精准修复肌肉细胞内的突变，减缓甚至阻止病情发展；在防控猪传染性瘫痪时，可以用锌指核酸酶等工具调控病毒侵入猪体细胞所依赖的受体基因，阻断病毒感染；对于先天性颅骨发育不良等疾病，可通过CRISPR技术精准剔除掉FGFR2基因的异常片段，纠正生猪发育期间的缺陷，改善生长发育状况。

3 结语

随着现代生物技术的不断发展，部分先进的技术已逐步被应用于猪病的诊断与防治中。如PCR及其衍生技术、蛋白克隆表达与纯化技术、基因芯片技术等，显著提高了病原检测准确率和检测效率。利用基因重组技术研发的载体疫苗、基因工程抗体以及基因编辑技术为生猪病毒性疾病、细菌性疾病和遗传性疾病的防治提供了新的途径。

参考文献

[1]宫兆娟，马丕云，于沛江.现代生物技术在猪病诊断和防治中的实践分析[J].猪业观察.2023，（06）：88-90.

[2]王庆伟，王得明.猪病诊断和防治中PCR技术的应用研究[J].新农业.2020，（01）：52-53.

[3]张敏，向黎明，艾洋，李莲，彭炳翔.现代生物技术在猪病诊断与防治中的应用[J].畜牧业环境.2023，（15）：86-89.