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猪健康领域中一个里程碑式的周年纪念将出现在今年,因为自美国首次发生猪感染未知疾病(如今我们将其称为猪呼吸与繁殖综合征,或简称“蓝耳病”,Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS)以来,今年是第30个年头。
中图分类号:S854 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)06-0001-04
猪呼吸与繁殖综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS;俗称“蓝耳病”)于1987年开始在美国的猪中出现临床症状,随后欧洲的猪于1990年出现了相同的症状,几年后该疾病在亚洲的猪群中暴发。到1995年,该病被公认为是三个养猪生产大陆的地方流行性猪病。
在过去30年里,人们在拓展有关是什么原因导致PRRS的发生和如何控制它的知识方面出现了一系列里程碑式的重大时期。应对PRRS的战斗一直在进行着,同时它可能是世界上对养猪生产造成经济损失最大的猪病。
这次的周年纪念促使我们对这些里程碑式的重大时期和我们不光在单个猪场水平上而且在区域或地区水平上就PRRS控制策略而言已经学到的知识进行反思。
1 PRRS病毒概况
有关PRRS的第一个里程碑时期出现在1991年,当时荷兰和美国的研究人员通过各自的实验发现该病的病因是一个病毒。对比后发现,欧洲和北美的分离株在基因上截然不同。随后,人们普遍把欧洲的毒株称为基因型1型,而北美的毒株称为基因型2型。
尽管两者能够引发相同的临床症状,但这两种病毒在基因型上有40%的差异。研究人员同时发现,基因型1型病毒比基因型2型病毒在各自内部毒株上具有更大的基因多样性。作为动脉炎病毒属中的一个单链RNA病毒,PRRS病毒可以通过变异和重组不断地改变它的基因。30年前,PRRS病毒被分类成两种相对简单的基本类型,如今它被正式承认是一个具有遗传多样性的病毒,它每天在壮大着自己的成员。另外,这个病毒的两个基因型在世界各地均可找到,且并不仅出现在其首次被发现的大陆上。2型PRRS病毒主要流行于亚洲的猪群中,但在欧洲各国的猪群中也能分离到。1型PRRS病毒的单个亚型出现在欧洲之外的五个国家的猪群中。
2 追溯遗传学
猪病毒的基因分型在追溯PRRS的演化方面变得毫无价值。实验表明,尽管有些猪群有一个稳定的常驻感染,但在其他许多情况下,PRRS病毒在猪群中存在一个持续变化的群。PRRS病毒新的毒株在猪群中扎下了根,随后成为猪群中流行的优势毒株,或者很快从猪群中消失。
对早期和后期的PRRS病毒毒株进行比较研究发现,PRRS病毒每年的变异率平均高达0.5%。
因为PRRS病毒多变,兽医可能会将一个养猪场的病毒样本送至实验室进行基因鉴定(测序),进而测定编码该特殊病毒基因上某一易变区域的基因序列。
基因测序的结果可以帮助人们解答大多数的问题,如PRRS阳性猪群是否正遭受新变异株的攻击和感染,是如何通过生产系统传播的。但是,基因测序不可以用来确定哪一个疫苗更适合某一个猪群。
3 产生免疫保护
PRRS控制史上的重大里程碑肯定是一旦病毒得到鉴定,疫苗就能迅速接种,同时首个改良型活病毒疫苗lngelvac PRRS MLV推出并获得批准;尽管PRRS病毒的感染呈现千变万化的特性,但该疫苗在20多年中持续保护着猪群免受此病毒的感染。
此首个疫苗使用2型PRRS源病毒的改良毒株,以模拟野毒感染能够触发猪产生免疫应答但不导致疾病的方式进行。
多年来,无论什么情况下,该疫苗已能可靠地提供抗2型PRRS病毒野毒感染的高效免疫保护力。
该疫苗于1994年进入美国市场,如今已经在亚洲、欧洲和北美19个国家的市场上销售。自2000年起,PRRS疫苗种类的重要内容是推出了能直接应对欧洲的1型PRRS病毒感染的首个疫苗产品。
4 保护整个猪群
免疫接种目标的改变发生在2000年中期前后。在此之前,疫苗的主要用途是预防繁育母豬群的繁殖损失。但是,现实的发展是,仅仅在母猪中控制PRRS是不够的。
需要一个全群控制方法,将保护的范围拓展到断奶仔猪和生长猪上。
生长猪感染PRRS病毒后表现出的临床症状不如母猪那样的明显。然而,按经验可知生长肥育猪群拥有更多的猪,并且它们携带着能够传播给更多猪的病毒,所以生长肥育猪群是PRRS病毒的一个大型的潜在感染储库。仔猪在断奶时接种改良型活病毒疫苗被证明可以直接提高生长性能,同时可通过减少病毒的排出来间接地减少潜在的传播。
5 持续的威胁
推荐全群接种疫苗的另一个理由是为了避免猪群内的猪因免疫状态的不同而在免疫力上形成亚群的猪群。当这种亚群形成后,它们会通过将病毒从受感染的携带者传播给易感猪,为PRRS病毒创造一个可以在该群体中长期存活的途径。
根据30年的PRRS预防控制经验,我们已经发现,PRRS病毒会在猪群中持续存在一个很长的时期,它主要存在于猪的淋巴结和扁桃体,这会对无免疫力的猪或猪群带来持续传播的威胁。控制该病面临的主要问题是携带病毒的猪不容易被检查出。
由携带者引发的传播是在不采取某些干扰措施时,尤其在大型猪场中受感染猪群无法净化PRRS病毒的主要原因之一。繁育群一旦受到感染,病毒往往会在猪群中无限地循环感染。当PRRS病毒感染侵入易感的小母猪或经产母猪的亚群时,PRRS临床暴发会周期性地发生。
6 引种、闭锁和暴露(load, close and expose)
PRRS预防史上的一个重大里程碑是生产系统成功阻击了PRRS病毒的流行/再感染循环,因此通过应用一个通常称为“引种、闭锁和暴露”的措施来控制PRRS。引种即猪场尽可能多地引进其能够饲养的后备母猪以满足繁育目标。一旦引种完毕,猪场就立即暂时性地关闭以停止所有新的种猪引入。 由于格外受美国兽医的偏爱,在种群闭锁后使留下的种猪有意接触PRRS病毒,意在提高猪群免疫水平。这种暴露可以通过多种途径实现,但是最广泛的应用方法是通过大规模接种改良型活病毒疫苗来实现。
近几年,在围绕PRRS进行的全部兽医研究中,最具参考性的報道可能是美国的一项大规模的试验。该试验通过61家养猪场研究了“引种-闭锁-暴露”方案在稳定繁育群PRRS病毒感染状况上的效果。利用含活病毒株的血清使繁育猪感染PRRS病毒,并与免疫接种法相比较。
两个指标被运用于评估这些暴露技术的结果。第一个指标是猪群感染后至免疫状态稳定的时间,即在至少连续三个月中生产的断奶仔猪都为PRRS病毒阴性。另一个可选择的指标是,该研究也调查了猪群在发病后其生产力回归到最初水平之前耗费的时间。
通过血清暴露后免疫状态再恢复稳定平均需要26周的时间,而接种疫苗则需要33周,这两种方法在养猪场与养猪场之间都出现了巨大的变异。只有半数的养猪场到210 d时才趋向稳定,剩下的其他养猪场则需要更长的时间,这些数据在为先前感染过PRRS的种猪群制订一个引入PRRS病毒感染阴性的后备母猪的计划时值得重视。
但是,根据猪群感染后生产力回归到最初水平的时间,研究人员发现接种疫苗的猪群比那些用活病毒进行暴露的猪群恢复更快,两者间的差异是显著的:相较于用血清暴露于病毒下的猪群需20周的时间恢复,接种改良型活病毒疫苗的猪群则仅仅平均需要12周的时间恢复。在恢复时间上计算得到的差距表明,通过接种疫苗,每1 000头母猪可多产生1 443头仔猪。
7 改善诊断手段
在过去的几年中,PRRS控制策略中的诊断方法毫无疑问有了改进。刚开始,用于检测抗体的酶联免疫吸附试验(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)通常是诊断猪是否感染PRRS病毒的唯一方法。虽然ELISA试验应用面广且快速,但其有局限性:其能够证明猪受到了PRRS病毒的感染,但并不能证明病毒实际存在。猪和猪之间的免疫应答差异大,同时抗体数量并不总是和分离株的毒力相关。另一个里程碑是认识到在感染野毒株后借助ELISA试验测得的抗体与机体的保护力并无关联。PRRS病毒的特征之一是它能够在猪体内诱导产生异常的免疫应答,因此能够逃避正常的免疫防御机制。感染会导致机体产生抗体,但是感染后 7 d~14 d产生的抗体并没有免疫保护作用。中和抗体在受到感染和感染一些病毒株后至少21 d才会诱发产生,实际上这些中和抗体并不能大量产生。
这表明需要其他能够测定中和抗体和细胞免疫力的检测方法。这些正在开发的新的商品化检测方法将会成为PRRS控制史上的下一个里程碑。直接检测病毒很可能是对持续感染的猪群进行全面诊断的一个更好的选择,这种检测方法被称为聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)。这种方法检测成本昂贵但灵敏度高,它可以检测许多组织中的PRRS病毒。除了通常用于检测血液样本外,PCR越来越多地被用于口腔液的检测。在美国,因为采样方法更为简便,自2010年起口腔液检测量提升了10倍。
这些诊断方法可联合用于确定猪群的PRRS病毒暴露状态或病毒在繁育猪群中的活跃状态。
通常,这可能始于利用PCR检测断奶仔猪的样本和对母猪每月增加一次ELISA试验。作为一次革新,某些猪群需要在肥育后期增加几次ELISA检测,以验证免疫流程,或检查猪群是否已暴露在病毒之下。
8 分析控制方法
对PRRS了解的不断加深已经产生了一系列可控制该疾病的行动方案。10多年前,勃林格殷格翰公司技术团队通过将结构应用到决策过程中开发了一个方案分析的系统方法,这标志着PRRS防控史上一个新的里程碑。
这种方法被称作为PRRS控制五步法,首先,目标必须一致。在饲养密度低的地区,一些养猪生产者或许甚至想消灭此病毒;在其他情况下,该目标可以尽量减少疾病传播的风险或者降低猪场感染后引发的经济影响。
随着目标的确定,步骤二是考虑有关生产链现状的诊断信息。步骤三是讨论了解现如今的约束情况,例如从养猪场布局到选址。步骤四为评估预防感染的潜在解决方案,尽最大可能提高猪群的免疫力,并减少与病毒的接触。最终,步骤五为执行所选定的方法,并监测结果。
多项基本原则支撑着整个过程。首先,每一个养猪场都是不同的,同时所有的控制策略必须依照各个场的需求定制。其次,控制不仅是接种疫苗那么简单,必须是一个受到良好生物安全和精心管理支撑的有针对性的适宜的疫苗接种计划。
9 描绘流行病学数据
首先在美国而目前在欧洲,PRRS专职兽医正在为他们自己负责的地方和国家或全球收集疾病的数据寻求网络的帮助。这些数据来自一个由美国戴维斯-加利福尼亚大学开发的基于网络的系统——PRRS生物信息门户网站。
该门户网站能够提供当地和各个区域PRRS暴发的各级信息,包含发病的地理位置以及包括发病毒株在内的详细信息。该网站在描述流行病学情况和疾病如何传播方面的价值,对那些想要在特定区域的猪场中控制该病的人们极为明显。
10 联合起来一起控制
在过去30年间,PRRS的控制已经取得了巨大的成绩,但是这条道路还将一直走下去,因为全球性的挑战依然巨大。可确保猪群中所有猪(包括生长猪)获得充分免疫保护的猪场协同控制仍未得到普及。在另一方面,区域性控制的呼声正在增长,因为养猪生产者和他们的顾问意识到PRRS不是能凭一己之力来与之抗衡的,除非你的猪场位于养猪密度较低的地区。从30年应对PRRS中获得的主要经验教训之一,是如果不与你周边猪场协作并与之分享信息,你想清除此感染则将会经历一段艰难的时期。
每当猪场的经营者联合起来一同应对此疾病时,就会成为PRRS控制史上的一个里程碑,因为这是迈向长期控制PRRS的最明确的道路。□□
原题名:The milestones in 30 years of PRRS control strategies(英文)
原作者:Poul Henning Rathkjen(德国勃林格殷格翰动物保健公司PRRS全球高级技术经理)
中图分类号:S854 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)06-0001-04
猪呼吸与繁殖综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS;俗称“蓝耳病”)于1987年开始在美国的猪中出现临床症状,随后欧洲的猪于1990年出现了相同的症状,几年后该疾病在亚洲的猪群中暴发。到1995年,该病被公认为是三个养猪生产大陆的地方流行性猪病。
在过去30年里,人们在拓展有关是什么原因导致PRRS的发生和如何控制它的知识方面出现了一系列里程碑式的重大时期。应对PRRS的战斗一直在进行着,同时它可能是世界上对养猪生产造成经济损失最大的猪病。
这次的周年纪念促使我们对这些里程碑式的重大时期和我们不光在单个猪场水平上而且在区域或地区水平上就PRRS控制策略而言已经学到的知识进行反思。
1 PRRS病毒概况
有关PRRS的第一个里程碑时期出现在1991年,当时荷兰和美国的研究人员通过各自的实验发现该病的病因是一个病毒。对比后发现,欧洲和北美的分离株在基因上截然不同。随后,人们普遍把欧洲的毒株称为基因型1型,而北美的毒株称为基因型2型。
尽管两者能够引发相同的临床症状,但这两种病毒在基因型上有40%的差异。研究人员同时发现,基因型1型病毒比基因型2型病毒在各自内部毒株上具有更大的基因多样性。作为动脉炎病毒属中的一个单链RNA病毒,PRRS病毒可以通过变异和重组不断地改变它的基因。30年前,PRRS病毒被分类成两种相对简单的基本类型,如今它被正式承认是一个具有遗传多样性的病毒,它每天在壮大着自己的成员。另外,这个病毒的两个基因型在世界各地均可找到,且并不仅出现在其首次被发现的大陆上。2型PRRS病毒主要流行于亚洲的猪群中,但在欧洲各国的猪群中也能分离到。1型PRRS病毒的单个亚型出现在欧洲之外的五个国家的猪群中。
2 追溯遗传学
猪病毒的基因分型在追溯PRRS的演化方面变得毫无价值。实验表明,尽管有些猪群有一个稳定的常驻感染,但在其他许多情况下,PRRS病毒在猪群中存在一个持续变化的群。PRRS病毒新的毒株在猪群中扎下了根,随后成为猪群中流行的优势毒株,或者很快从猪群中消失。
对早期和后期的PRRS病毒毒株进行比较研究发现,PRRS病毒每年的变异率平均高达0.5%。
因为PRRS病毒多变,兽医可能会将一个养猪场的病毒样本送至实验室进行基因鉴定(测序),进而测定编码该特殊病毒基因上某一易变区域的基因序列。
基因测序的结果可以帮助人们解答大多数的问题,如PRRS阳性猪群是否正遭受新变异株的攻击和感染,是如何通过生产系统传播的。但是,基因测序不可以用来确定哪一个疫苗更适合某一个猪群。
3 产生免疫保护
PRRS控制史上的重大里程碑肯定是一旦病毒得到鉴定,疫苗就能迅速接种,同时首个改良型活病毒疫苗lngelvac PRRS MLV推出并获得批准;尽管PRRS病毒的感染呈现千变万化的特性,但该疫苗在20多年中持续保护着猪群免受此病毒的感染。
此首个疫苗使用2型PRRS源病毒的改良毒株,以模拟野毒感染能够触发猪产生免疫应答但不导致疾病的方式进行。
多年来,无论什么情况下,该疫苗已能可靠地提供抗2型PRRS病毒野毒感染的高效免疫保护力。
该疫苗于1994年进入美国市场,如今已经在亚洲、欧洲和北美19个国家的市场上销售。自2000年起,PRRS疫苗种类的重要内容是推出了能直接应对欧洲的1型PRRS病毒感染的首个疫苗产品。
4 保护整个猪群
免疫接种目标的改变发生在2000年中期前后。在此之前,疫苗的主要用途是预防繁育母豬群的繁殖损失。但是,现实的发展是,仅仅在母猪中控制PRRS是不够的。
需要一个全群控制方法,将保护的范围拓展到断奶仔猪和生长猪上。
生长猪感染PRRS病毒后表现出的临床症状不如母猪那样的明显。然而,按经验可知生长肥育猪群拥有更多的猪,并且它们携带着能够传播给更多猪的病毒,所以生长肥育猪群是PRRS病毒的一个大型的潜在感染储库。仔猪在断奶时接种改良型活病毒疫苗被证明可以直接提高生长性能,同时可通过减少病毒的排出来间接地减少潜在的传播。
5 持续的威胁
推荐全群接种疫苗的另一个理由是为了避免猪群内的猪因免疫状态的不同而在免疫力上形成亚群的猪群。当这种亚群形成后,它们会通过将病毒从受感染的携带者传播给易感猪,为PRRS病毒创造一个可以在该群体中长期存活的途径。
根据30年的PRRS预防控制经验,我们已经发现,PRRS病毒会在猪群中持续存在一个很长的时期,它主要存在于猪的淋巴结和扁桃体,这会对无免疫力的猪或猪群带来持续传播的威胁。控制该病面临的主要问题是携带病毒的猪不容易被检查出。
由携带者引发的传播是在不采取某些干扰措施时,尤其在大型猪场中受感染猪群无法净化PRRS病毒的主要原因之一。繁育群一旦受到感染,病毒往往会在猪群中无限地循环感染。当PRRS病毒感染侵入易感的小母猪或经产母猪的亚群时,PRRS临床暴发会周期性地发生。
6 引种、闭锁和暴露(load, close and expose)
PRRS预防史上的一个重大里程碑是生产系统成功阻击了PRRS病毒的流行/再感染循环,因此通过应用一个通常称为“引种、闭锁和暴露”的措施来控制PRRS。引种即猪场尽可能多地引进其能够饲养的后备母猪以满足繁育目标。一旦引种完毕,猪场就立即暂时性地关闭以停止所有新的种猪引入。 由于格外受美国兽医的偏爱,在种群闭锁后使留下的种猪有意接触PRRS病毒,意在提高猪群免疫水平。这种暴露可以通过多种途径实现,但是最广泛的应用方法是通过大规模接种改良型活病毒疫苗来实现。
近几年,在围绕PRRS进行的全部兽医研究中,最具参考性的報道可能是美国的一项大规模的试验。该试验通过61家养猪场研究了“引种-闭锁-暴露”方案在稳定繁育群PRRS病毒感染状况上的效果。利用含活病毒株的血清使繁育猪感染PRRS病毒,并与免疫接种法相比较。
两个指标被运用于评估这些暴露技术的结果。第一个指标是猪群感染后至免疫状态稳定的时间,即在至少连续三个月中生产的断奶仔猪都为PRRS病毒阴性。另一个可选择的指标是,该研究也调查了猪群在发病后其生产力回归到最初水平之前耗费的时间。
通过血清暴露后免疫状态再恢复稳定平均需要26周的时间,而接种疫苗则需要33周,这两种方法在养猪场与养猪场之间都出现了巨大的变异。只有半数的养猪场到210 d时才趋向稳定,剩下的其他养猪场则需要更长的时间,这些数据在为先前感染过PRRS的种猪群制订一个引入PRRS病毒感染阴性的后备母猪的计划时值得重视。
但是,根据猪群感染后生产力回归到最初水平的时间,研究人员发现接种疫苗的猪群比那些用活病毒进行暴露的猪群恢复更快,两者间的差异是显著的:相较于用血清暴露于病毒下的猪群需20周的时间恢复,接种改良型活病毒疫苗的猪群则仅仅平均需要12周的时间恢复。在恢复时间上计算得到的差距表明,通过接种疫苗,每1 000头母猪可多产生1 443头仔猪。
7 改善诊断手段
在过去的几年中,PRRS控制策略中的诊断方法毫无疑问有了改进。刚开始,用于检测抗体的酶联免疫吸附试验(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)通常是诊断猪是否感染PRRS病毒的唯一方法。虽然ELISA试验应用面广且快速,但其有局限性:其能够证明猪受到了PRRS病毒的感染,但并不能证明病毒实际存在。猪和猪之间的免疫应答差异大,同时抗体数量并不总是和分离株的毒力相关。另一个里程碑是认识到在感染野毒株后借助ELISA试验测得的抗体与机体的保护力并无关联。PRRS病毒的特征之一是它能够在猪体内诱导产生异常的免疫应答,因此能够逃避正常的免疫防御机制。感染会导致机体产生抗体,但是感染后 7 d~14 d产生的抗体并没有免疫保护作用。中和抗体在受到感染和感染一些病毒株后至少21 d才会诱发产生,实际上这些中和抗体并不能大量产生。
这表明需要其他能够测定中和抗体和细胞免疫力的检测方法。这些正在开发的新的商品化检测方法将会成为PRRS控制史上的下一个里程碑。直接检测病毒很可能是对持续感染的猪群进行全面诊断的一个更好的选择,这种检测方法被称为聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)。这种方法检测成本昂贵但灵敏度高,它可以检测许多组织中的PRRS病毒。除了通常用于检测血液样本外,PCR越来越多地被用于口腔液的检测。在美国,因为采样方法更为简便,自2010年起口腔液检测量提升了10倍。
这些诊断方法可联合用于确定猪群的PRRS病毒暴露状态或病毒在繁育猪群中的活跃状态。
通常,这可能始于利用PCR检测断奶仔猪的样本和对母猪每月增加一次ELISA试验。作为一次革新,某些猪群需要在肥育后期增加几次ELISA检测,以验证免疫流程,或检查猪群是否已暴露在病毒之下。
8 分析控制方法
对PRRS了解的不断加深已经产生了一系列可控制该疾病的行动方案。10多年前,勃林格殷格翰公司技术团队通过将结构应用到决策过程中开发了一个方案分析的系统方法,这标志着PRRS防控史上一个新的里程碑。
这种方法被称作为PRRS控制五步法,首先,目标必须一致。在饲养密度低的地区,一些养猪生产者或许甚至想消灭此病毒;在其他情况下,该目标可以尽量减少疾病传播的风险或者降低猪场感染后引发的经济影响。
随着目标的确定,步骤二是考虑有关生产链现状的诊断信息。步骤三是讨论了解现如今的约束情况,例如从养猪场布局到选址。步骤四为评估预防感染的潜在解决方案,尽最大可能提高猪群的免疫力,并减少与病毒的接触。最终,步骤五为执行所选定的方法,并监测结果。
多项基本原则支撑着整个过程。首先,每一个养猪场都是不同的,同时所有的控制策略必须依照各个场的需求定制。其次,控制不仅是接种疫苗那么简单,必须是一个受到良好生物安全和精心管理支撑的有针对性的适宜的疫苗接种计划。
9 描绘流行病学数据
首先在美国而目前在欧洲,PRRS专职兽医正在为他们自己负责的地方和国家或全球收集疾病的数据寻求网络的帮助。这些数据来自一个由美国戴维斯-加利福尼亚大学开发的基于网络的系统——PRRS生物信息门户网站。
该门户网站能够提供当地和各个区域PRRS暴发的各级信息,包含发病的地理位置以及包括发病毒株在内的详细信息。该网站在描述流行病学情况和疾病如何传播方面的价值,对那些想要在特定区域的猪场中控制该病的人们极为明显。
10 联合起来一起控制
在过去30年间,PRRS的控制已经取得了巨大的成绩,但是这条道路还将一直走下去,因为全球性的挑战依然巨大。可确保猪群中所有猪(包括生长猪)获得充分免疫保护的猪场协同控制仍未得到普及。在另一方面,区域性控制的呼声正在增长,因为养猪生产者和他们的顾问意识到PRRS不是能凭一己之力来与之抗衡的,除非你的猪场位于养猪密度较低的地区。从30年应对PRRS中获得的主要经验教训之一,是如果不与你周边猪场协作并与之分享信息,你想清除此感染则将会经历一段艰难的时期。
每当猪场的经营者联合起来一同应对此疾病时,就会成为PRRS控制史上的一个里程碑,因为这是迈向长期控制PRRS的最明确的道路。□□
原题名:The milestones in 30 years of PRRS control strategies(英文)
原作者:Poul Henning Rathkjen(德国勃林格殷格翰动物保健公司PRRS全球高级技术经理)