顾文源,张 帅,贾丽娜,赵云环,范京惠,4,左玉柱,4
(1.河北省动物疫病预防控制中心,河北石家庄 050035;2.河北农业大学动物医学院,河北保定 071001;3.曲阳县农业农村局,河北曲阳 073001;4.河北省兽医生物技术创新中心,河北保定 071001)
近年来,养殖模式的转变,加上非洲猪瘟(African swine fever,ASF)疫情的影响,给猪场带来了巨大的生物安全隐患,各猪场只有保证各项生物安全措施落实到位,才能保障养猪业健康稳定发展[1]。ASF 是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染猪引起的一种高度接触性、烈性传染病,临床上急性感染的致死率高达100%[2],给全球养猪业带来了巨大经济损失,为此世界动物卫生组织(WOAH)将其列为须通报动物疫病。ASFV 基因组长度为170~193 kb,编码150~167 个蛋白,且大部分蛋白与病毒复制、免疫逃逸、病毒传播等相关[3]。
目前尚无特效药物和高效疫苗,因此对规模养殖场来说,消灭传染源和保护易感动物变得非常困难,只有做好隔离和消毒工作,切断传播途径,才是防控ASF 的最有效措施。在切断ASF 传播途径过程中,消毒药物的使用是关键,通过消毒可达到阻断ASFV 传播的目的[4]。因此,迫切需要探究出对ASFV 起到有效杀灭作用的消毒药,防止ASF 在场内暴发。本研究通过查阅文献,对当前猪场常用消毒药对ASFV 的杀灭效果进行综述分析,以期找出有效杀灭ASFV 的消毒药,为猪场做好生物安全工作提供帮助,从而促进养猪业的健康发展。
火碱的主要成分是氢氧化钠(NaOH),其纯度通常为94%左右,环境消杀所用火碱溶液的质量分数一般为2%~3%。火碱作为猪场常用消毒剂,消杀范围广,对细菌(芽孢)、真菌、病毒等都有杀灭作用,且价格低廉、渗透力强,适用于猪场大规模消毒。但是,火碱的物理性质和化学性质限制了其应用。如:火碱的溶解度随着温度的降低而降低,导致在5 ℃以下时容易析出NaOH 溶质,从而使其浓度降低,影响消毒效果;火碱为碱性物质,有较强的腐蚀性,不能用于带猪消毒,在使用火碱进行空栏消毒后,要注意在进猪前需要用水冲洗;火碱容易与金属或酸性氧化物反应,因此在使用时,不能长时间与金属接触,也不能长时间暴露在空气中,以免与CO2等酸性氧化物反应。这些都会影响火碱的消毒效果。
火碱消杀ASFV 的机制是ASFV 不耐强酸、强碱,即ASFV 在强酸或强碱环境下可失活。Pirtle 等[5]在ASFV 耐过酸性和碱性试验中发现,有血清存在时,ASFV 能在pH 3.9~13.4 范围内存活,没有血清时,其存活范围是pH 3.9~11.5。因此在使用火碱消毒时,要保证消杀环境的温度。Turner 等[6]在探究温度与ASFV 消杀效果试验中,将质量分数0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的NaOH 溶液分别在4 ℃和22 ℃条件下与ASFV 作用,结果发现在22 ℃时,1.0%和0.5%的NaOH 溶液可将ASFV 完全杀灭,0.2%和0.1%的NaOH 溶液对ASFV 仍有一定的杀灭作用,而在4 ℃时,1.0%的NaOH 溶液对ASFV 仅有一定的杀灭作用,说明低温下1.0% NaOH溶液的消毒效果是不稳定的,0.2%和0.1%的NaOH 溶液则对ASFV 无效(图1)。此外,在使用火碱调配消毒液浓度时,使用pH 试纸出现的误差较大。0.2%的NaOH 溶液对ASFV 不能起到杀灭作用,0.5%时才有杀灭作用,而0.2%和0.5% NaOH 溶液的pH 分别为12.7 和13.1,但是在pH 试纸上两个pH 颜色不便于区分(表1 和图2),并不能观察到具体的pH,可能导致消毒液浓度偏高或偏低,影响消毒效果。因此,在猪场调配火碱消毒液浓度时,应注意使用pH 计准确测量pH,不能简单使用pH 试纸测量。
图1 4 ℃和22 ℃下,不同质量分数NaOH 溶液对ASFV 的灭活效果[6]
图2 不同pH 试纸测试结果
表1 不同NaOH 溶液质量分数与pH 对照
醋酸具有杀菌消毒作用,可破坏病原的蛋白结构,使蛋白变性,从而达到杀菌消毒的作用。Juszkiewicz 等[7]在探究醋酸对ASFV 杀灭作用时,分别在牛血清蛋白(BSA)、BSA 混合酵母提取物(BSA+YE)中加入不同质量分数的醋酸,在10 ℃下作用30 min,通过检测ASFV 平均对数减少量来评价醋酸的杀毒效果。结果(表2)显示,3.0%的醋酸对ASFV 有杀灭效果,2.0%的醋酸只有在BSA 中有杀灭效果,可以看出有机物如酵母提取物的存在,可能支持病毒复制过程或导致消毒效果降低,因此在使用醋酸消毒时,要严格控制醋酸浓度,通过增加酸度来提高消毒效果。
表2 醋酸对ASFV 的杀灭效果[7]
除了醋酸,应用于猪场消毒的还有柠檬酸。Krug 等[8]做出了第一个在物体表面杀灭ASFV 的试验报告(表3),22 ℃下,分别在塑料和钢板表面将柠檬酸与ASFV 作用。结果显示:质量分数1.0%的柠檬酸溶液能够将塑料和钢板表面的ASFV 减少4 个对数单位以上,2.0%的柠檬酸溶液在塑料面上表现出更好的ASFV 消毒效果,而0.5%的柠檬酸溶液未见消毒效果。因此,在使用柠檬酸消毒时,首先要确定消毒表面的材质,其次要选择最适消毒浓度。
表3 不同质量分数柠檬酸溶液对ASFV 的杀灭效果[8]
过硫酸氢钾分为单过硫酸氢钾和过硫酸氢钾复合盐两种,其中单过硫酸氢钾吸潮或溶于水中时会迅速分解释放出活性氧和硫酸钾,具有较强的氧化能力[9]。Sovijit 等[10]在检验过硫酸氢钾对ASFV 杀灭效果试验中,将不同稀释度的单过硫酸氢钾与ASFV 在20 ℃和4 ℃下分别作用1、5、30 min,通过猪红细胞吸附PAM 细胞所显示的对感染细胞的细胞病变效应来评估病毒杀灭效果。结果显示(表4),在4 ℃和20 ℃条件下,单过硫酸氢钾的杀毒效果差距不大,但同一温度和稀释度下,消毒效果随着消毒时间的增加而增强。
表4 过硫酸氢钾对ASFV 的杀灭效果[10]
过硫酸氢钾复合粉由过硫酸氢钾复合盐、十二烷基苯磺酸钠、氯化钠、有机酸等配制而成[11],其作用机理为以复合盐为主要活性成分建立一个平衡稳定系统,溶于水后经由链式反应释放出活性氧,进而形成羟基自由基、过氧化氢自由基、次氯酸等多种活性成分,干扰病原体的DNA或RNA 合成,使病原体蛋白质凝固变性,进而干扰病原体酶系统的活性、影响其代谢,增加细胞膜通透性,造成酶和营养物质流失,病原体溶解破裂,从而达到杀灭病原体的效果[12]。
过硫酸氢钾复合粉对于ASFV 的杀灭作用非常明显,其杀毒力强、广谱、作用持久,可有效杀灭不同结构的细菌、病毒等病原微生物,常用于畜禽舍、空气、环境和饮用水等的消毒[12]。张交儿等[13]采用悬液定量灭活试验和细胞培养法,观察过硫酸氢钾复合粉对ASFV 的灭活效果,结果发现质量浓度为1 000 mg/L 的过硫酸氢钾复合粉溶液作用5 min,可有效灭活悬液内的ASFV。过硫酸氢钾复合粉还有快速高效和稳定的杀毒优势,在过硫酸氢钾复合粉有效氯含量测定中,随着其在空气中暴露,有效氯含量并未大量流失,因此非常稳定。此外,过硫酸氢钾复合粉还具有多途径、多靶点杀灭病原微生物的优势,被广泛应用于猪场消毒。但是需要注意的是,由于过硫酸氢钾自身的毒性作用,在消毒时其稀释度最好不要高于1:100。
卤素类消毒剂主要包括漂白粉、碘制剂(聚维酮碘、碘伏、碘酸)、二氯异氰尿酸钠(60%),三氯异氰尿酸钠(89%)等,其作用特点是杀菌广谱,对细菌繁殖体、芽孢以及病毒、真菌、原虫均有杀灭作用,但杀菌作用易受有机物、酸碱性影响,还有一定的漂白性和腐蚀性[14]。
在猪场中应用的卤素类消毒剂如二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸钠等,均为白色粉末,作为高效消毒剂,对各种病原均具有良好的杀灭作用,可用于对猪舍内外环境、饮水、粪污等的消毒。程晶等[15]在测试消毒剂对ASFV 的灭活效果时,利用二氯异氰尿酸钠等消毒剂对暴发ASF 后的废弃猪场进行环境消杀,并用荧光定量PCR 方法检验其杀灭效果,发现二氯异氰尿酸钠粉用水800 倍稀释后,能在0.5 h 内有效灭活ASFV,因此在猪场环境消杀时,可以使用二氯异氰尿酸钠杀灭ASFV。但是二氯异氰尿酸钠具有强烈的氯气味,刺激性较强,具有一定的金属和天然纤维腐蚀性和较强的漂白性,其水溶液稳定性差,并且随着温度降低,消毒效力减弱,因此在冬季使用时,要通过适当延长消毒时间以达到消毒效果。此外,粪尿、羽毛、血液等可降低二氯异氰尿酸钠的消毒效力,因此在消毒前要冲洗消毒区域,将粪尿、血液等冲洗干净。
醛类消毒剂同样被广泛应用于猪场消毒,常用醛类制剂有福尔马林(40%甲醛溶液)、聚甲醛(含甲醛91%~99%)、浓戊二醛(20%~25%)、稀戊二醛(2%)、复方戊二醛,无论是气体还是液体状态,其均能与蛋白的氨基相结合,从而导致蛋白变性[15]。因此,醛类消毒药剂是一种广谱杀菌药剂,对细菌、病毒以及霉菌等均有杀灭效果。Juszkiewicz 等[7]在戊二醛、甲醛对ASFV 的消毒研究中,将质量分数1.0%、0.5%、0.1%的戊二醛溶液和1.6%、0.8%、0.4%的甲醛溶液在10 ℃条件下与ASFV 作用。结果(表5)显示:0.1%、0.5%和1.0%的戊二醛溶液均对ASFV 有杀灭作用,可应用于带猪消毒,而0.4%、0.8%和1.6%的甲醛溶液对ASFV 无杀灭作用。
表5 戊二醛、甲醛对ASFV 的杀灭效果[7]
ASF 是当前影响养猪业最严重的疫病之一,严重影响和扰乱了养猪业的发展和国际贸易,对养猪业造成严重社会经济影响。由于尚无有效ASF疫苗,目前ASF 防控最有效的措施就是消毒。消毒是降低和切断病原微生物传播的最有效手段,是疫病预防和控制的基础,而消毒药的选择是消毒的关键[16]。本文通过查阅文献对当前猪场常用消毒药的ASFV 杀灭效果进行分析,以期为ASF 防控提供帮助,为猪场生物安全措施实施提供借鉴。
火碱作为猪场常用消毒药,杀灭ASFV 效果明显,22 ℃下,0.5%的NaOH 溶液可将ASFV 完全杀灭,但在使用火碱时,要注意配制适合的浓度,因NaOH 溶液浓度差别很大时,pH 相差并不大,因此在猪场实际生产调配时要使用pH 计准确测量pH,不能简单使用pH 试纸测量;22 ℃下火碱杀灭ASFV 的效果强于4 ℃条件下,因此在猪场路面等外环境和人员通道、复产栋舍及粪坑等内环境消毒时,可通过适当提高消毒环境温度来提高消毒效果,尤其是在北方冬季,猪场外环境消毒时,可选择温度较高时加强消毒,栋舍内环境则需通过取暖设备严格把控环控温度以确保火碱的消毒效果;此外,由于火碱为强碱,不可用于金属消毒和带猪消毒。
醋酸同样具有杀灭ASFV 的作用,3.0%的醋酸在10 ℃下与ASFV 作用30 min,可观察到消杀效果,但有机物如酵母提取物等可能会降低其消毒效果,因此在使用醋酸消毒时,要注意消毒对象,同时可通过增加酸度来提高消毒效果;1.0%的柠檬酸在钢板和塑料表面表现出很好的消毒作用,而2.0%柠檬酸则仅在塑料表面对ASFV 有效,因此在使用柠檬酸消毒时,需根据消毒表面材质选择适当浓度,如塑料漏粪板消毒可选用2.0%的柠檬酸,钢材质栏杆和料槽消毒时要选用1.0%的柠檬酸。
单过硫酸氢钾和过硫酸氢钾复合粉都具有杀灭ASFV 的效果,但过硫酸氢钾复合粉的效果更佳,使用时要注意因其自身的毒性,调配时稀释度不要高于1:100。二氯异氰尿酸钠可用于ASF 暴发后猪场环境消杀,但要注意在消毒前将动物粪尿、羽毛、血液等冲洗干净,避免降低二氯异氰尿酸钠的消毒效力;0.1%、0.5%和1.0%的戊二醛溶液均具有消杀ASFV 作用,且戊二醛刺激性小、腐蚀性低、安全低毒,消毒过程中不散热。
综合以上消毒药,可以看出在日常ASF 防控过程中,对于环境消毒,可用火碱或二氯异氰尿酸钠,对于带猪消毒,可用戊二醛。在一系列生物安全措施中,消毒是最重要的一环,应根据猪场条件,选用合适的消毒药杀灭ASFV,以有效防控ASF,保证猪场生物安全的实施。