養(yǎng)殖環(huán)境微生物監(jiān)測及其傳染效果與氣溶膠的發(fā)生、傳播和感染機制
針對規(guī)模化畜禽生產(chǎn)中動物健康、環(huán)境衛(wèi)生和牧場的廢氣排放造成的社區(qū)環(huán)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(wèi)生問題,受17個國家、省部和國際合作項目資助,申請人系統(tǒng)地對畜禽場舍內(nèi)外環(huán)境微生物監(jiān)測,在國內(nèi)首次闡明密集的畜禽飼養(yǎng)使微生物氣溶膠的含量升高、環(huán)境質(zhì)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(fā)生、傳播及感染機制,認識了疫病氣源性傳染的過程與規(guī)律,豐富了流行病學理論。
從事該領(lǐng)域工作20余年,37名博、碩研究生參與,發(fā)表SCI論文35篇,總影響因子116,他人引用536次;檢測技術(shù)獲得2項國家發(fā)明專利;一項國家國際合作項目驗收為優(yōu)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(yǎng)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(nèi)毒素、真菌及真菌毒素監(jiān)測,獲得了其含量及不同菌群的構(gòu)成成分;揭示了養(yǎng)殖環(huán)境微生物氣溶膠向場舍外包括社區(qū)居民環(huán)境的擴散,在200m之內(nèi)污染嚴重。借此,評估了畜禽舍環(huán)境衛(wèi)生和疫病流行風險及對從業(yè)人員的傳染危害,制定了防控措施;創(chuàng)立了規(guī)模化生產(chǎn)“環(huán)境性疫病學說”;提出了舍微生物氣溶膠既是環(huán)境質(zhì)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(shù)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(nèi)外環(huán)境中分離的指示細菌溯源發(fā)現(xiàn),從牧場舍外下風方向(10-200m)分離的多數(shù)微生物來源于舍內(nèi)空氣或糞便(糞便中分離到的與舍內(nèi)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(chǎn)生的微生物氣溶膠不僅在畜禽群內(nèi)擴散,而且能向場舍外環(huán)境傳播。首次構(gòu)建了氣源性傳染病的傳播模式,有公共衛(wèi)生和流行病學意義。
(3)發(fā)現(xiàn)了源于動物體攜帶毒素基因的病原菌氣溶膠的發(fā)生與傳播。對養(yǎng)雞豬牛場(共33個)舍內(nèi)、舍外環(huán)境分離的380株氣載大腸桿菌攜帶主要毒素基因的解析發(fā)現(xiàn),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(yǎng)中“超級細菌”和泛耐藥菌的出現(xiàn)及擴散。應用分子生物技術(shù)對養(yǎng)雞豬牛場舍內(nèi)、舍外環(huán)境分離的426株腸球菌和149株金葡菌耐藥基因鑒定,發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)的超級細菌:在養(yǎng)雞場舍內(nèi)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(nèi)酰胺酶類抗生素耐藥等。揭示了養(yǎng)殖環(huán)境耐藥菌的產(chǎn)生與傳播狀況和濫用抗生素導致的危害風險。
(5)確認養(yǎng)殖環(huán)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(yǎng)員的感染危害更大。該結(jié)果為養(yǎng)殖環(huán)境飼養(yǎng)衛(wèi)生管理及衛(wèi)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(fā)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(nóng)業(yè)大學
2021-04-23