爱荷华州立大学之兽医诊断实验室

2017-06-19 14:21:36    作者: 杨亮 富朗特

前方报道,今天富朗特带大家参观爱荷华州立大学兽医诊断实验室。爱荷华州立大学兽医诊断实验室从属于兽医学院,是一个高度专业和先进的大型 ...

前方报道,今天富朗特带大家参观爱荷华州立大学兽医诊断实验室。
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爱荷华州立大学兽医诊断实验室从属于兽医学院,是一个高度专业和先进的大型兽医诊断实验室,每年处理超过73000份样品,并出具多达150万份各类专业报告,在美国的动物医学领域享有卓著的声誉。它也是爱荷华州唯一通过全部认证和具有全套专业检测能力的兽医学诊断实验室。
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该实验室还是美国12个国家动物健康实验室之一,并且是美国国家本土疾病监控和外来及新发疾病监测网络的关键成员。检测项目包括组织病理学、细菌学、病毒学、分子生物学、血清学、毒理学、临床药学等。实验室对于检测结果同时还能提供完整的专业的解释和咨询。
该实验室的人员配备齐备,其中包括20 多位来自兽医学院的教授,110多名专业技术人员,加上学生、博士后和访问学者等共计180多人。最近还将投入1.2亿美元,进行全面的翻新和升级。
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爱荷华州立大学兽医诊断实验室的工作流程就是美国兽医诊断实验室的典型工作流程。这里我们简单地给大家做一个介绍。
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首先是样品送样。全美各地有三种送样到实验室的形式,一种是当地养殖场,直接开车送样过来,8:00-17:00现场接待,在其他时间可以自行送样过来,放置在门口的冰箱里;第二种是通过快递寄送过来,美国的物流业非常发达,很快可以收到样品,这也是最主要的样品来源;第三种是大动物活体或尸体直接送到大的解剖间来。
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实验室收到样品后,就要将样品根据要求分到各个科室去做检测。检测的完成速度根据实验方案的不同而不同,比如说分子病理学科室早上收到样品,当天下午就可以出具结果报告。这些样品中70%样品是猪的,10%是牛的、10%来自家禽,剩下的10%是其他动物的样品。
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这个冰箱就是放置要送到不同科室的样品。各科室每五分钟会查一次看看是否有送给本科室的样品,这个冰箱两边均可以打开,所以各科室取样品不需进到病理科室去。
具体到猪病送样检测,全美有三个大的专业诊断中心,是爱荷华州立大学的兽医诊断实验室、明尼苏达兽医诊断实验室,还有北达科他州立大学兽医技术中心。爱荷华州立大学拥有美国唯一一个国家级猪养殖教育中心,毫不奇怪的,爱荷华州立大学兽医诊断实验室所收集的猪病样品是全美第一,并且远远超过第二名。
猪场送来组织样品时,并不知道是什么导致了疾病发生,需要做全面的检查。均会先由病理学家进行组织切片、读片等之后,再分送到相关科室,做进一步的检测。所以在组织病理实验室有七位教授负责进行组织切片并用免疫组化、探针杂交等手段来进行检查。而很多送来做明确检查的样品,比如血清、口腔或者精液样品做蓝耳病方面的检测,则并不需要病理学家做先期检查,而会直接送到血清学科室做PCR或者病原、抗体等检测。
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在样品的分类处理方面我们国内还是有较大的提升空间的。
细菌学科室,有自己做细菌培养、鉴定特有的方法。例如Meidi系统可以在不知道具体细菌类型的情况下,通过Peptide的数据库比对,来对病原菌进行快速鉴定。这样就不需要采用费时费力的传统生物化学等方法了。
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Meidi就是指Microflex这个仪器,功能好强大
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Philip Gauger博士向我们介绍了分子实验室的基本情况。Gauger在爱荷华州立大学担任副教授和分子诊断实验室主任。他同时也是美国兽医医疗协会会员,爱荷华州立大学兽医诊断中心高级兽医师。Gauger教授致力于猪流感病毒的分子致病机理, 临床诊断及预防研究。他曾作为演讲嘉宾在去年参加了“第一届南农中美猪业高峰论坛”。
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分子生物学检测方面包括四个项目组:
一个项目组是做实验时、高通量PCR检测。实验室引以为自豪的JANUS 自动加样PCR工作站,可以同时进行1536个PCR反应,一台售价高达35万美元。PCR能够快速、高效地鉴定出各种病原微生物,是诊断实验室的主要实验手段之一。
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这是超牛的JANUS,估计行家一看便知

一个项目组是做HATS(Health Assurance Testing Service),实验室可以为种猪、繁育猪提供实时的健康监控,并且在当天提供猪繁殖与呼吸综合症病毒、猪流行性腹泻病毒、猪丁型冠状病毒的实时PCR检测数据。
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在HATS实验室中快乐玩耍绳子的猪

一个项目组是做测序、分析,利用各种分子生物学手段进行光谱的动物病因诊断和分析。包括实时PCR,定量PCR,基因测序结果比对等等。
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一个项目组是病毒分离,核酸提取等。这是其他各组进行后续实验的基础,所以核酸提取的质量尤为关键。
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血清学检测科室可以进行各项综合实验,如血凝抑制、ELISA、免疫荧光、AGIT等等。每年进行的抗体相关实验高达55万次。血清学的检测结果可以用来监测家畜家禽种群的健康状况,为进出口动物提供健康保证,帮助开发新的相关检测诊断方法等等。
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爱荷华州立大学兽医学院Department of Veterinary Diagnostic and Production Animal Medicine专业方向的Steve Ensley教授是兽医毒理学家,主持分析化学和毒理学科室。他给我们介绍了如何进行饲料营养安全方面的测定。如饲料、玉米中的的毒素,骨头的维生素D3的水平等等。 毒理学和营养实验室的任务是为疑似毒素提供咨询、建议和解释。咨询包括用于确定医生诊断的特定样品或标本的信息。为此尽可能完整的相关信息对于诊断是非常重要的
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分析化学毒理学试验室有三台专门用于测定维生素的HPLC。通过对于大量猪场的维生素分析,他们累积了丰富的维生素使用与测定的经验。在我们富朗特的实验室内,也有着同样的仪器设备。HPLC现已是维生素主要的分析方法,具有快速、准确、精密等特点。
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实验室还装备有测定微量元素的设备如质谱仪,测定霉菌毒素的设备,测定超痕量重金属的设备如ICP(Inductively Coupled Plasma,电感耦合等离子体质谱仪)等等。其中ICP是20世纪80年代发展起来的无机元素和同位素分析测试技术,它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合,而形成一种高灵敏度的分析技术。
比较而言,国内的兽医诊断重点实验室的仪器设备和人员配置都不比爱荷华州立大学的同行差,但是和生产的结合远远不如对方紧密。
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最后我们来到了兽医学院诊断实验室的小动物诊所,这里布局高大上,色彩明丽,让人不禁想起建筑大师Frank Lloyd Wright和爱荷华州立大学的渊源。
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本次报道,特别鸣谢:

爱荷华州立大学兽医学院:
Jiangqiang Zhang教授
Qi Chen博士
Philip Gauger教授
Steve Ensley教授
李干武教授

南京农业大学:
陆承平教授
范红结教授

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感谢以下媒体对本次参观访问作联合报道:
中国猪业高层交流论坛
博亚和讯
农财宝典
国外畜牧学-猪与禽
养猪信息网

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责任编辑:龙振辉
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