1、生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第 17 卷 第 6 期 2022 年 12 月Vol.17,No.6 Dec.2022 基金项目:国家自然科学基金资助项目(52091545)第一作者:高颍(1998),女,硕士研究生,研究方向为新兴微量污染物的环境行为与控制技术,E-mail: *通信作者(Corresponding author),E-mail:DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20220107001高颍,贲伟伟,郭影,等.畜禽养殖环境中典型病毒的分布、传播与控制J.生态毒理学报,2022,17(6):108-117Gao Y,Be
2、n W W,Guo Y,et al.Distribution,transmission and control of typical viruses in livestock and poultry breeding environment J.Asian Journalof Ecotoxicology,2022,17(6):108-117(in Chinese)畜禽养殖环境中典型病毒的分布、传播与控制高颍1,2,贲伟伟1,*,郭影3,强志民11.中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 1000852.中国科学院大学,北京 1000493.中国矿业大学(北京)化学
3、与环境工程学院,北京 100083收稿日期:2022-01-07 录用日期:2022-02-25摘要:畜禽养殖场作为动物集中的场所,易暴发动物病毒性疾病,一方面严重危害动物健康,给畜牧业造成巨大损失,另一方面一些以养殖动物为源头的人畜共患病毒可能传播至人居环境,以至威胁人类健康。本文对畜禽养殖环境(养殖场及周边环境介质)中典型病毒的分布特征、传播影响因素以及控制措施进行了综述。研究表明,病毒在畜禽养殖场空气、污水及动物粪便中广泛分布,并可通过气溶胶、废水处理排放和粪便堆肥资源化等途径向周边环境介质(空气、地表水和土壤等)中迁移;病毒在不同环境介质中的消亡与传播行为受介质理化性质影响,低温、潮湿
4、以及微碱性 pH 的环境更有利于病毒的存活;从病毒传播风险控制角度,需从气溶胶传播、污水及粪便处理处置等方面形成多介质多途径协同控制方法,从源头上控制病毒向环境中传播。关键词:畜禽养殖;病毒;分布;传播;控制文章编号:1673-5897(2022)6-108-10 中图分类号:X171.5 文献标识码:ADistribution,Transmission and Control of Typical Viruses in Livestockand Poultry Breeding EnvironmentGao Ying1,2,Ben Weiwei1,*,Guo Ying3,Qiang Zhim
5、in11.State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control,Research Center for Eco-Environment Sciences,Chi-nese Academy of Sciences,Beijing 100085,China2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China3.School of Chemical&Environmental Engineering,China Universit
6、y of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,ChinaReceived 7 January 2022 accepted 25 February 2022Abstract:Livestock and poultry farms where animals are concentrated are prone to outbreaks of animal viral dis-eases.On the one hand,the viral diseases seriously harm the health of farmed animals
7、 and cause tremendous lossesto animal husbandry.On the other hand,some zoonotic viruses originating from farmed animals may transmit tohuman residential areas and pose a threat to public health.This paper aims to review the distribution characteristics,influencing factors of transmission,and control
8、 strategies of typical viruses in livestock and poultry breeding envi-ronment(environmental media from livestock and poultry farms and surroundings).The results indicate that viruses第 6 期高颍等:畜禽养殖环境中典型病毒的分布、传播与控制109 are widely distributed in the air,sewage and animal feces in livestock and poultry fa
9、rms,and tend to spread to thesurrounding environmental media(e.g.,air,surface water and soil)through the transmission routes including aero-sols,wastewater disposal and utilization of manure compost.The inactivation and transmission of viruses in differ-ent environmental media are affected by the ph
10、ysico-chemical properties of media.Low temperature,moisture andslightly alkaline pH are conducive to the survival of viruses.From the perspective of risk control of viruses,it isnecessary to develop a collaborative system for preventing the virus transmission through multi-media and multi-paths incl
11、uding aerosol dissemination and sewage/fecal disposal,which could help to control the spread of virusesat the sources.Keywords:livestock and poultry breeding;virus;distribution;transmission;control 近年来,畜禽养殖逐渐向集约化、规模化发展,随着动物饲养密度的提高,动物患病风险增加,疾病防控难度也相应增大。据调查显示,70%以上的动物疾病都以病毒性疾病为主1。动物病毒性疾病的暴发不仅会影响畜禽产品的质
12、量,导致动物大量死亡,给畜牧业造成巨大经济损失;一些以养殖动物为源头的人畜共患病毒甚至会传播至人居环境,威胁人类健康。例如 2009 年甲型 H1N1 流感在全球蔓延2,20142015 年 H5N2 亚型高致病性禽流感在美国暴发等3,均是由人畜共患病毒引起的大规模流行病疫情。畜禽养殖场作为重要的病毒污染来源,明确其中病毒的分布特征以及向环境中传播的途径及规律,对从源头上控制病毒向人类传播、防止疫情的初期暴发具有重要意义。本文基于对国内外相关研究的分析,对畜禽养殖环境中典型病毒的种类及浓度进行了小结,对其在多种环境介质中的传播规律及影响因素进行了分析,并介绍了养殖场病毒风险多途径控制技术,以期
13、为加强畜禽养殖场病毒风险防控提供参考。1病毒在空气中的分布与传播(Distribution andtransmission of viruses in air)1.1病毒气溶胶的分布(Distribution of viral aero-sols)气溶胶途径是病毒传播的一种重要方式,具有传播速度快、距离远以及难以控制等特点4。畜禽养殖场中很多种病毒都可以通过气溶胶进行传播,如猪的甲型流感病毒(influenza A virus,IAV)、口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and r
14、e-spiratory syndrome virus,PRRSV)和猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)等,以及家禽的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)、马立克氏病病毒(Mareks disease virus,MDV)和禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)等5。病毒气溶胶的传播可造成养殖场内部动物疫病的集中暴发,更可能进一步通过空气扩散,导致邻近养殖场动物的感染,一些人畜共患病毒的气溶胶甚至会形成更大范围的传播,威胁到周边居民的身体健康4,6。多项研究已经在实验室模拟条件下验
15、证了病毒气溶胶的传播风险。李欣2发现猪源甲型 H1N1 流感病毒分离株可形成病毒气溶胶,且能够引起猪群的气源性感染。郝海玉7证明感染鸡排出的 MDV能形成气溶胶,并会迅速传播感染整个鸡群,且存在传播至邻近禽舍的风险。Kaplan 等8使用流感病毒感染动物模型评估了甲型 H3N2 流感病毒气溶胶的传播风险,发现该病毒可通过气溶胶途径从感染猪传染至雪貂,因此推断该病毒可能会通过气溶胶途径由猪传播给人类。表 1 总结了畜禽养殖环境中病毒气溶胶的分布特征,可以看出,受感染动物释放的病毒可以在畜禽舍内、养殖场周边以及活禽市场的空气中广泛分布和传播。畜禽舍内相对封闭,病毒气溶胶浓度较高。在位于中国、美国和
16、加拿大等地的畜禽舍内空气样品中,AIV、IAV 和猪圆环病毒 2 型(porcine circovirus type 2,PCV2)等病毒的阳性检出率为 23.3%90.4%2,4,9-11,其中传染性 IAV 占阳性样本的 16.3%51.4%9-10,病毒浓度最高可达106107copiesm-32,10-11。当病毒气溶胶从畜禽舍排出后,将进一步随空气扩散,导致周边空气的污染。据报道,在位于中国和美国的一些养猪场附近的空气中,IAV、PEDV 和 PRRSV 等病毒的阳性检出率为 4.2%67.8%2,9,12-13。一些病毒气溶胶可顺风传播至较远距离。Brito 等13在美国某猪场下风向30 m 处的空气中检测到 PRRSV 的浓度高达 106TCID50mL-1;Alonso 等12在美国多家猪场下风向0.02 16.09 km 处的空气中检测到 PEDV 的浓度高110 生态毒理学报第 17 卷表 1 病毒气溶胶在畜禽养殖场及周边环境中的分布Table 1 Distribution of viral aerosols in livestock and poultry far
