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非洲猪瘟病毒传播媒介研究进展及猪场高效消毒剂的选用

2020-12-17张靖菊陈孝杰张志博李秀波徐

中国猪业 2020年5期
关键词:消毒剂野猪猪瘟

张靖菊 陈孝杰 张志博 李秀波徐 飞

(中国农业科学院饲料研究所,国家饲料药物基准实验室,北京 100081)

据文献记载,非洲猪瘟于1921年在肯尼亚首次暴发,这种在猪种群间高度传染的病毒,其强毒株的致死率高达100%[1]。在过去的10年间,非洲猪瘟病毒蔓延到高加索山脉、俄罗斯和东欧附近的许多国家,表现出远距离传播的高风险[2]。2018年以前,非洲猪瘟从未在我国出现,但在2018年8月该病传入我国,且短时间内迅速扩散全国,死亡率极高,造成猪肉价格的大幅上涨和养猪业巨大的经济损失。2019年1月至9月间,世界动物卫生组织已经公布了26个新暴发或正在流行非洲猪瘟病毒的国家,包括13个欧洲国家、10个亚洲国家以及3个非洲国家[3]。目前针对非洲猪瘟的有效疫苗尚未研制出,短期内对于疫病发生地仅采取捕杀、处理和掩埋方式控制疫情,有效的生物安全防控是重中之重。

1 非洲猪瘟病毒病原学特点

非洲猪瘟病毒是非洲猪瘟病毒属的双链DNA病毒,也是唯一已知的DNA虫媒病毒[3]。除了结构、基因和复制特点与其他核质大DNA病毒相似外,不同的是非洲猪瘟病毒拥有多层结构和20面体的空间形态[4]。非洲猪瘟病毒有5层结构[1],可分为胞内4层和胞外1层,从内到外依次是包含遗传信息的基因组、包裹住基因组的核心壳层、包裹住核心壳层的双层内膜、20面体的衣壳蛋白,最后是包裹在病毒外的外膜。外膜和大体积使其对外界环境抵抗力高,具体表现为pH耐受范围是4~13,在56℃可存活超过1小时[5],在0℃以下或者4℃时依然保持长时间的感染力;可在血液、粪便和组织中存活时间长达半年;在感染的生的或者未完全煮熟的猪肉制品中存活时间长达3个月,在冻肉中可存活数年[6];60℃经20 min或使用脂溶剂及部分消毒剂可灭活病毒[6],并且在猪群中能够快速高效传播。这些特性均为针对非洲猪瘟的生物安全防控提供参考依据。

2 非洲猪瘟病毒传播媒介研究进展

非洲猪瘟的易感动物是非洲疣猪、南非野猪、欧亚大陆野猪以及家猪。欧亚大陆野猪和野化猪对非洲猪瘟高度易感,感染后发病率和死亡率高低与病毒的毒力大小有关[8],且可以通过直接或间接接触将病毒传给放养的家猪。但有研究表明,如果没有机会再次被感染,非洲猪瘟病毒在野猪群中就会逐渐消失,因此欧亚野猪不能作为非洲猪瘟病毒的贮藏宿主[9],仅在其被感染一段时间内保持传染力。

非洲猪瘟的传播方式经证实的有4种,首先是自然宿主间循环,常发生于非洲丛林,如疣猪-软蜱循环,但在这种循环中疣猪不表现发病症状;其次是钝缘蜱-家猪循环,多见于散养农户,与当地环境有关;然后家猪-家猪循环是非洲猪瘟在全世界范围传播的根因;最后是最新证实的野猪-栖息地循环[10],常见于欧洲。在非洲猪瘟暴发的疫病区域内,野猪与野猪之间,野猪与家猪甚至猪肉食品之间均能传播[11]。

因此非洲猪瘟的传染源除了被污染的饲料、器具外,不仅包括家猪、野猪这种终末宿主,还包括一些重要储存宿主,常见有钝缘软蜱、蚊子、厩蝇等,而正是这些媒介使得病毒有再次暴发的危险。下面将着重阐述这些传播媒介的研究进展。

2.1 软蜱

非洲猪瘟最重要的传播媒介是钝缘软蜱,属于节肢动物门蜱螨目蜱亚目蜱总科软蜱科(Argasidae)钝缘软蜱属(Ornithodoros)。软蜱类节肢动物的存在会加剧非洲猪瘟重新引入、传播和维持的持续威胁,且病毒可在钝缘软蜱体内停留5年之久[12],其所在地成为自然疫源地的可能也较大。已知与非洲猪瘟相关的钝缘软蜱主要有3种:

2.1.1 非洲钝蜱(O.Moubata)

非洲钝蜱在非洲最常见,主要参与疣猪-软蜱循环[13],病毒可在非洲钝蜱体内复制,而且可经卵传播、经期传播和交配传播[14](经卵传播:一类病原体在饱血的蜱体内经一段发育之后,可以进入蜱卵内,当蜱卵发育成幼虫时,又可以进入幼虫的肠道进行繁殖,使幼虫在叮咬易感宿主时传播病原体。经期传播:一类病原体可以从蜱的幼虫阶段经若虫阶段发育繁殖至成虫阶段,成虫的唾液腺内具有对易感寄主有感染性的病毒),主要栖息于非洲疣猪的洞穴,在非洲丛林中持续存在,经证实可叮咬家猪造成疫情暴发[11]。Ravaomanana等[15]人通过非洲猪瘟病毒与丛林猪之间以及非洲钝蜱与马达加斯加西北部家猪和野生猪之间的相互作用水平,来评估它们在马达加斯加疾病流行病学中的潜在作用。对猪血清和组织样本进行了抗非洲猪瘟抗体、病毒DNA和非洲钝蜱唾液抗原抗体的检测后发现,该软蜱可能在一个家猪生长周期内储存病毒。

2.1.2 游走钝蜱(O.Erraticus)

这种钝蜱位于西班牙和葡萄牙[12],非洲猪瘟病毒在其体内只能经期传播。Afonso P等[13]人对野外捕获的游走钝缘蜱进行非洲猪瘟病毒感染实验,发现病毒复制发生在试验感染后4周内,几乎100%的游走钝蜱能在感染后20周内保持高病毒滴度,但在第41周和第61周观察到病毒滴度和感染率下降。该试验表明非洲猪瘟病毒能在游走钝蜱中复制并持续存在,且在自然感染和试验感染中,病毒滴度减少都发生在较晚的时间。

2.1.3 塞氏钝蜱(O.savignyi)

该软蜱在实验室条件下对非洲猪瘟病毒的口腔感染很敏感,能将病毒维持至少106天[13],叮咬猪能引起非洲猪瘟典型的急性感染病例,因此该种钝缘蜱很可能是非洲猪瘟潜在的天然媒介[16]。

2.1.4 其他钝缘软蜱

此外研究发现,还有4种钝缘软蜱能在实验条件下感染非洲猪瘟病毒,分别为美洲的糙皮钝蜱(O.coriaceus)、图卡钝蜱(O.turicata)、帕氏钝蜱(O.parkeri)和波多钝蜱(O.puertoricen)[17],但这些钝缘软蜱是否能在自然条件下感染还未经证实。

上述7种软蜱在我国并未被追踪到,但经Climex软件分析,软蜱在我国云南、贵州、四川东部、重庆、陕西南部、湖南、湖北、江西东北部、安徽、河南、浙江、江苏、山东、河北南部等地适宜生存,为高适宜潜在发生区[18]。我国目前分布有2种钝缘蜱,即特突钝缘蜱(O.tartakovskyi)和左氏钝缘蜱(O.tholozani),主要集中在北部荒漠、半荒漠地区的新疆、陕西和山西[19],其中左氏钝缘蜱可能是非洲猪瘟病毒的潜在媒介。

截至2020年3月,我国发生了3起共计10头野猪感染非洲猪瘟病例,虽未证实有软蜱参与传播,但鉴于国内气候高度适宜钝缘软蜱生长[20],且存在适宜非洲猪瘟病毒生存的软蜱种类,因此为防止家猪-软蜱循环,或者野猪、野化猪带蜱迁徙而使非洲猪瘟病毒持续存在,应长期监视加预防。

2.2 其他宿主

其他小型啮齿动物、蚊子、厩蝇等也都可通过接触感染猪传播非洲猪瘟病毒[21]。厩蝇在吸食感染非洲猪瘟病毒的猪血后,可在24 h内机械传染病毒,有研究表明病毒能在厩蝇体内存活至少2天,在实验中给厩蝇喂食感染非洲猪瘟病毒的血液,12 h后其体内含有可繁殖的病毒,在喂食后3天内仍可以检测到病毒核酸,而且仅1只厩蝇中所含的剂量,在猪身上就足以产生临床症状[22]。最新研究发现水蛭也是潜在宿主[23],在试验中,易感猪在经口摄入养殖60~80天的水蛭(吸食过非洲猪瘟病猪血液)后仍可感染发病,并且潜伏期明显变长,表明水蛭等可作为病毒的储存宿主。

3 针对非洲猪瘟病毒及其传播媒介的消毒防控工作

3.1 钝缘软蜱的消毒防控

对于钝缘软蜱的消毒防控最重要的是前期监测,分2个方面,一是检测软蜱中的非洲猪瘟病毒,因为软蜱的成虫和第5个若虫期是检测病毒感染的最佳时期[24]。二是检测猪场中是否存在软蜱,可用血清学方法检测猪血液中是否存在抗该蜱的抗体[25]。针对传播媒介的防控结束后则是猪场灭蜱防控[26]。目前针对蜱虫的化学杀虫剂包括N·二乙基·甲苯酰胺以及其他一些氯化烃类、有机磷酸酯类、氨基甲酸盐和拟除虫菊酯类药物[27],但其中能用于猪场的仅占一小部分。广东省畜牧兽医局组织有关专家制定并于2018年9月11日发布的《防控非洲猪瘟消毒杀蜱流程与用药指引》指出目前可用于养猪场、生猪批发市场和屠宰场等对蜱有效的药物为40%辛硫磷浇泼溶液、氰戊菊酯溶液等[28]。非化学杀虫剂如麻疯树、番荔枝、长叶、菊芋、角砾、桉树、川楝、百里酚等均具有一定的蜱虫杀灭效果,因而也在积极地研究中[29]。

事实上,杀虫剂的灭蜱效果并不好,因为有大量的蜱蛹和若虫藏的较深,不易被发现,所以软蜱仅暂时性减少,而抗蜱疫苗是优选。普通杀虫剂极易产生耐药性,通过抗蜱疫苗[30]进行免疫控制是一种替代传统杀虫剂的有吸引力的选择,但面临诸多挑战,目前耐多种杀虫剂蜱毒株库需要被检测和建立,多项后续问题亟待解决。

3.2 非洲猪瘟消毒剂的选择

非洲猪瘟病毒能够进行远距离跳跃性传播,这与病毒强大的抵抗力、独特的虫媒循环以及交通运输等因素分不开[31]。研究表明该病毒并不能通过远距离气溶胶传播,直接接触或间接接触是主要途径,病毒附着于各种媒介、人员、车辆、器具、饲料、垫料,甚至水源,从而远距离伺机接触易感动物[32]。

因此,猪场生物安全防控除了前文所述的切断传播媒介以外,阻止场外病毒的传入才是未来多数猪场复养的关键,这其中消毒工作便是重中之重[33]。2020年2月29日农业农村部关于印发《非洲猪瘟疫情应急实施方案(2020年版)》的通知中针对猪场道路、车辆、生产加工区、生活区和人员等环节推荐了相应的消毒剂大类,但鉴于市面上消毒剂种类繁多,对于非洲猪瘟病毒而言高效安全的消毒剂推荐有待进一步商榷。以下将重点阐述针对非洲猪瘟病毒的高效消毒剂及其用途[34]。

3.2.1 过氧化物类

过氧化物类消毒剂可使菌体内活性基团氧化而起杀灭作用,蛋白质合成受阻,酶、核酸发生致死性结构变化,主要包括过氧乙酸、双氧水、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。其中二氧化氯杀菌能力是次氯酸类的3~5倍,对病原微生物具有极强的杀灭作用,并且具有无残留毒性、对动物机体危害小、不污染环境等优点,是世界卫生组织认证的A1级高效消毒剂,加上非洲猪瘟病毒可通过水源传播,二氧化氯又是高效理想的饮水消毒剂,所以其完全适用于非洲猪瘟病毒的防控。主要适用于水槽、饮水消毒。

3.2.2 碘类

碘类消毒剂包括聚维酮碘、聚醇醚碘、碘酸溶液等[35]。碘的沉淀作用和卤化作用能够解决一般消毒剂的渗透性问题,它能与蛋白质氨基酸链上的羟基、氨基、烃基、巯基结合导致蛋白质变性,发生卤化,从而使病毒失去生物活性。非洲猪瘟病毒的pH耐受范围在4~13,而碘类消毒剂杀菌能力受pH影响较小,由碘、磷酸、硫酸、表面活性剂制成的碘酸复合溶液就可以在酸性条件下有效杀灭病毒,因此碘酸溶液便可作为非洲猪瘟的高效消毒剂,适用于车辆及运输工具、场地消毒、洗手盆、栏舍常规消毒等。

3.2.3 含氯类

含氯消毒剂包括无机氯化合物(如次氯酸钠、次氯酸钙)[36]、有机氯化合物(如二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、氯铵T等)。这类消毒剂可杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、病毒、真菌、结核杆菌和抵抗力最强的细菌芽孢[37]。对非洲猪瘟病毒而言是高效消毒剂,但缺点是不稳定,容易受光、热和潮湿影响,丧失有效成分,猪场消毒时保证2.3%有效氯30 min,适用于车辆及运输工具、洗手盆、场地消毒等。

3.2.4 强碱类

强碱类消毒剂主要包括NaOH和CaO,高浓度的OH-能水解菌体蛋白和核酸,使酶系统和细胞结构受损,从而对细菌和病毒有很强的杀灭作用,高浓度可以杀灭芽孢[36]。养殖场常用2%~3%烧碱加10%~20%石灰乳消毒及刷白墙壁、屋顶、地面等,配制烧碱溶液时提高温度、加入食盐,消毒效果更佳。该类消毒剂对非洲猪瘟病毒属于高效消毒剂,适用于大门、更衣室、脚踏地、消毒池、生产线道路、生活区、环境以及空栏消毒。

3.2.5 醛类

醛类消毒剂包括甲醛、环氧乙烷、戊二醛、戊二醛癸甲溴铵等[38],其中戊二醛的作用是甲醛的10倍,且相对安全、低毒,是国际食品安全及公共卫生组织公认的单一成分消毒剂中消毒能力最强的一类。戊二醛能通过醛基与氨基、羧基、羟基和巯基产生交联作用,肽聚糖、RNA、DNA、细胞膜功能酶和蛋白质丧失活性而使微生物灭亡[36]。戊二醛在酸性条件下,更加稳定,有效戊二醛含量充足。醛类消毒剂对非洲猪瘟病毒属于高效消毒剂,但略带毒性,适用于车辆及运输工具、场地消毒、洗手盆、栏舍常规消毒等。

3.2.6 酚类

酚类消毒剂有苯酚(邻苯基苯酚)、煤酚皂溶液(来苏尔)、复合酚等[39]。酚类消毒剂因其亲脂性对于有囊膜病毒效果很好,因此是非洲猪瘟病毒的高效灭菌剂,如3%邻苯基苯酚(30 min)可灭活病毒,但毒性较大,对皮肤有刺激性,且有恶臭,加之对环境污染较大,正逐步受到限制,适用于车辆及运输工具、场地消毒、栏舍常规消毒、空栏消毒等。

除此之外有2个重要环节的消毒值得注意,第一是饲料消毒,可用紫外灯照射2~3 h。第二是带猪消毒,建议使用聚维酮碘、过硫酸氢钾、柠檬酸、二氯异氰尿酸钠、溴氯异氰尿酸钠等。具体药物也可参考美国环境保护总署批准用于非洲猪瘟病毒的消毒剂[40]。

4 展望

研究非洲猪瘟病毒的流行病学特点和虫媒特性是一种长远准备。一方面,养殖场(户)要强化生物安全防护措施,避免饲养的生猪与野猪接触。另一方面,对猪-蜱循环也应当引起重视,在钝缘软蜱分布地区进行监测,疫点、疫区、受威胁区的养猪场户要采取杀灭钝缘软蜱等控制措施,从而避免像非洲国家百年间持续复发循环的被动局面。此外,抗蜱杀虫剂和抗蜱疫苗还有待研究,耐多种杀虫剂蜱毒株库也需要被检测和建立。

目前,我国非洲猪瘟防控成效显著,但原本较大的污染面使病毒趋向于持续存在,对抗非洲猪瘟成了我国养猪业长期而艰巨的任务,加之并无能够投入生产使用的有效疫苗,制定完善的消毒防控措施对国内猪场来说尤为重要。相信不久的将来,猪场复养会一步步提上日程,国内养猪业定能恢复往日荣光并更快发展。

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