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養殖環境微生物監測及其傳染效果與氣溶膠的發生、傳播和感染機制

針對規模化畜禽生產中動物健康、環境衛生和牧場的廢氣排放造成的社區環境污染，以及動物源人獸共患病的流行和“超級細菌”導致的公共衛生問題，受17個國家、省部和國際合作項目資助，申請人系統地對畜禽場舍內外環境微生物監測，在國內首次闡明密集的畜禽飼養使微生物氣溶膠的含量升高、環境質量變壞、并向場舍外擴散；在國際上首次建立了病毒氣溶膠傳染模型，揭示了禽流感等4種病毒氣溶膠的發生、傳播及感染機制，認識了疫病氣源性傳染的過程與規律，豐富了流行病學理論。從事該領域工作20余年，37名博、碩研究生參與,發表SCI論文35篇，總影響因子116，他人引用536次；檢測技術獲得2項國家發明專利；一項國家國際合作項目驗收為優秀。（1）確認了畜禽場舍的微生物氣溶膠的來源及其傳播。即對養雞豬牛兔等場舍（共126個場）及場舍外不同距離的氣載需氧菌、厭氧菌、革蘭氏陰性菌及內毒素、真菌及真菌毒素監測，獲得了其含量及不同菌群的構成成分；揭示了養殖環境微生物氣溶膠向場舍外包括社區居民環境的擴散，在200m之內污染嚴重。借此，評估了畜禽舍環境衛生和疫病流行風險及對從業人員的傳染危害，制定了防控措施；創立了規模化生產“環境性疫病學說”；提出了舍微生物氣溶膠既是環境質量指征，又是病原傳播感染媒介的學說。（2）闡明了源于畜禽舍的微生物氣溶膠向場舍外擴散，在國際上首次把基因組學技術應用于畜禽舍的微生物氣溶膠溯源鑒定。采用PFGE、ERIC和REP-PCR對牧場舍內外環境中分離的指示細菌溯源發現，從牧場舍外下風方向（10-200m）分離的多數微生物來源于舍內空氣或糞便（糞便中分離到的與舍內空氣中的部分大腸桿菌（雞舍34.1%、牛欄41.8%）來源相同）。揭示了牧場動物產生的微生物氣溶膠不僅在畜禽群內擴散，而且能向場舍外環境傳播。首次構建了氣源性傳染病的傳播模式，有公共衛生和流行病學意義。（3）發現了源于動物體攜帶毒素基因的病原菌氣溶膠的發生與傳播。對養雞豬牛場（共33個）舍內、舍外環境分離的380株氣載大腸桿菌攜帶主要毒素基因的解析發現，雞舍攜帶LTa基因的菌株最多為53.85%（63/117）、豬舍攜帶LTa和STb基因的分別35%和30%、牛舍58.74%大腸桿菌攜帶1至4種毒素基因。探明了畜禽傳染病病原的傳播過程。（4）驗證了畜禽飼養中“超級細菌”和泛耐藥菌的出現及擴散。應用分子生物技術對養雞豬牛場舍內、舍外環境分離的426株腸球菌和149株金葡菌耐藥基因鑒定，發現了傳統的超級細菌：在養雞場舍內外8株金葡菌為MRSA-耐甲氧西林金葡菌，并攜帶耐藥基因；36株腸球菌攜帶耐萬古霉素vanA或vanB基因。14.55%（62/426）的腸球菌對β-內酰胺酶類抗生素耐藥等。揭示了養殖環境耐藥菌的產生與傳播狀況和濫用抗生素導致的危害風險。（5）確認養殖環境3%-13%氣溶膠粒子屬于PM2.5。在雞豬牛舍分別為3.7%、4.9%、13.4%的粒子Dae50＜1µm，這些粒子能夠到達肺泡，對動物及飼養員的感染危害更大。該結果為養殖環境飼養衛生管理及衛生標準的制定提供參考，豐富了感染理論。（6）建立了AIV、NDV等病毒氣溶膠的發生、傳播及感染模型，闡明其氣源性傳染的機制與風險。

山東農業大學 2021-04-23

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