養(yǎng)殖環(huán)境微生物監(jiān)測(cè)及其傳染效果與氣溶膠的發(fā)生、傳播和感染機(jī)制
針對(duì)規(guī)模化畜禽生產(chǎn)中動(dòng)物健康、環(huán)境衛(wèi)生和牧場(chǎng)的廢氣排放造成的社區(qū)環(huán)境污染,以及動(dòng)物源人獸共患病的流行和“超級(jí)細(xì)菌”導(dǎo)致的公共衛(wèi)生問題,受17個(gè)國(guó)家、省部和國(guó)際合作項(xiàng)目資助,申請(qǐng)人系統(tǒng)地對(duì)畜禽場(chǎng)舍內(nèi)外環(huán)境微生物監(jiān)測(cè),在國(guó)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(chǎng)舍外擴(kuò)散;在國(guó)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(jī)制,認(rèn)識(shí)了疫病氣源性傳染的過程與規(guī)律,豐富了流行病學(xué)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(cè)技術(shù)獲得2項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利;一項(xiàng)國(guó)家國(guó)際合作項(xiàng)目驗(yàn)收為優(yōu)秀。
(1)確認(rèn)了畜禽場(chǎng)舍的微生物氣溶膠的來源及其傳播。即對(duì)養(yǎng)雞豬牛兔等場(chǎng)舍(共126個(gè)場(chǎng))及場(chǎng)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(cè),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(chǎng)舍外包括社區(qū)居民環(huán)境的擴(kuò)散,在200m之內(nèi)污染嚴(yán)重。借此,評(píng)估了畜禽舍環(huán)境衛(wèi)生和疫病流行風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)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(xué)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(xué)說。
(2)闡明了源于畜禽舍的微生物氣溶膠向場(chǎng)舍外擴(kuò)散,在國(guó)際上首次把基因組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于畜禽舍的微生物氣溶膠溯源鑒定。采用PFGE、ERIC和REP-PCR對(duì)牧場(chǎng)舍內(nèi)外環(huán)境中分離的指示細(xì)菌溯源發(fā)現(xiàn),從牧場(chǎng)舍外下風(fēng)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(chǎng)動(dòng)物產(chǎn)生的微生物氣溶膠不僅在畜禽群內(nèi)擴(kuò)散,而且能向場(chǎng)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(xué)意義。
(3)發(fā)現(xiàn)了源于動(dòng)物體攜帶毒素基因的病原菌氣溶膠的發(fā)生與傳播。對(duì)養(yǎng)雞豬牛場(chǎng)(共33個(gè))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(yàn)證了畜禽飼養(yǎng)中“超級(jí)細(xì)菌”和泛耐藥菌的出現(xiàn)及擴(kuò)散。應(yīng)用分子生物技術(shù)對(duì)養(yǎng)雞豬牛場(chǎng)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(jí)細(xì)菌:在養(yǎng)雞場(chǎng)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(duì)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(dǎo)致的危害風(fēng)險(xiǎn)。
(5)確認(rèn)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(dá)肺泡,對(duì)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)制與風(fēng)險(xiǎn)。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-04-23