非洲猪瘟的传播、蔓延、控制以及在波兰的流行趋势

2024-10-31 00:00:00孟霞夏俊花
国外畜牧学·猪与禽 2024年5期

摘 要:非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是一种侵袭家猪和野猪的传染性疾病,对全球养猪业和许多国家的农业经济构成了重大威胁。尽管对该病进行了大量的研究,但尚未研制出有效的疫苗。自2007年以来,非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)一直在东欧和中欧的猪群中流行,覆盖范围越来越大。截至2018年,ASF还在东南亚以前所未有的规模蔓延,几乎摧毁了一些国家的养猪业,造成了巨大的经济损失。ASFV对环境有高度的耐受性,加上缺乏合法的疫苗,这些因素对ASF的传播发挥了关键性作用。因此,猪场的生物安全和消毒是防止ASFV侵入的唯一有效手段。选择有效的消毒剂并正确使用,同时考虑环境条件、接触时间、pH范围和温度等因素,对消毒结果有至关重要的影响。ASF在家畜流行病中很重要,但关于不同消毒剂对ASFV杀灭效果的信息很少。在本综述中,我们利用生物安全原则,特别是消毒原则,总结了ASF的传播、蔓延和疫情控制的最新知识,包括基于波兰对ASF防控方面的经验和观点。

关键词:非洲猪瘟;消毒;生物安全

中图分类号:S858. 文献标志码:A 文章编号:1001-0769(2024)05-0001-10

养猪业是波兰畜牧业中重要的分支之一,对该国的粮食经济做出了重大贡献。2017年,波兰的猪肉产量占其肉类总产量的35%以上,仅次于禽肉产量(占肉类总产量48%以上)。根据波兰中央统计局的数据,2021年12月该国生猪存栏量为10 242.4万头,比上一年度同期下降了12.7%。存栏量的减少发生在所有生产阶段的猪群上,尤其是母猪群,其减少幅度达20.6%。导致波兰养猪缺乏盈利能力的主要原因之一是传染性疾病的发生,特别是那些依据职权控制的疾病,如非洲猪瘟(African swine fever,ASF)。

ASF是影响家猪和野猪最危险的传染性病毒病之一。虽然ASF的传播速度较慢,但与经典猪瘟(classical swine fever,CSF)不同,ASF会不断扩大影响范围。在受感染的猪群中,ASF能够影响很大比例的个体,但不会影响大多数动物,这使在感染早期对ASF的诊断研究变得复杂。在没有其他人为因素的情况下,在受感染的野猪群中,ASF以每年10~12 km的速度传播;除其他因素外,在波兰和其他动物流行病国家中疾病的长距离(长达几百公里)传播中起着关键作用。

ASF由世界动物卫生组织(world organisation for animal health,WOAH)进行官方控制和通报。ASF会影响全球许多生猪和猪肉出口国的经济,以及当地的生猪生产。

2014年,波兰暴发了ASF疫情,持续时间长达8年。在靠近白俄罗斯共和国边境处,野猪暴发了ASF,随后ASF在野猪群中传播,并在猪场中暴发。为了控制ASF,该国的养猪方式发生了重大变化。这一变化包括关闭许多小型和庭院式猪场,因为这些猪场无法引入所需的生物安全措施。值得一提的是,2015年,波兰大约有25万家猪场;到2021年,仅剩下约8.47万家。随着时间的推移,尽管养猪生产者不断提高对生物安全的认识,认为这是保护猪群免受ASF侵害的主要措施。但根据Gobarto S A分析师汇编的数据,波兰的ASF疫情并没有得到明显改善。2021年第一季度,波兰约有23 000个工作岗位被撤销,占全国养猪业岗位总数的20%以上;同时,在2021年的前四个月,生猪存栏量与1月份(2021年)相比减少了10%,约为1.020亿头。据波兰农业食品行业的分析师称,与ASF相关的对波兰猪肉出口的限制,以及由此导致的重要出口市场(如中国、韩国和日本)的丢失,导致猪肉出口量减少了14%。这一减少导致该行业每年平均损失近6.270亿欧元。

ASFV结构复杂,基因型多样,环境适应能力强,因此给疫苗开发带来了巨大困难,使该病的传播难以得到有效的控制。由于缺乏安全有效的疫苗及有效的治疗方法,ASF不断使疫区国家的猪群大量死亡,造成巨大的经济损失。考虑到猪肉在肉类生产中的重要性,保持养猪业适当的生产水平是粮食经济的一个战略目标,而保持猪场拥有足够高的福利和生物安全水平可以确保这一目标的实现。目前,似乎有必要对猪场进行生物安全和消毒培训。

1 ASF的历史概况与流行情况

Eustace Montgomery于1921年首次描述了在肯尼亚发生的一种高度传染性、致命性的猪病,该病被称为ASF。多年来,ASF只在撒哈拉以南的非洲地区流行,但在1957年,由于人类活动,该病传入葡萄牙。这是ASF首次传入欧洲,由基因Ⅰ型ASFV毒株引发。在接下来的几年中,其他国家也暴发了ASF:西班牙(1960年)、法国(1986年)、意大利(1967、1969和1993年)、马耳他(1978年)、比利时(1985年)和荷兰(1986年)。伊比利亚半岛花了将近40年才根除ASF。自该病首次传入欧洲以来,ASF一直在撒丁岛流行。2021年,撒丁岛总统Francesco Pigliaru通过控制放养的布拉多猪场成功根除了基因Ⅰ型ASFV毒株引发的疾病,宣布该岛根除ASF。不幸的是,2022年1月,在意大利西北部皮埃蒙特地区一头死亡的野猪中分离到了基因Ⅱ型ASFV毒株。这次疫情暴发地距离欧洲(德国东部)最近暴发的疫情暴发地大约800 km,随后该地又暴发过三次疫情。不幸的是,最近的报告已证实,撒丁岛上的Dorgali猪场首次暴发了ASF疫情(基因Ⅱ型)。

欧洲首次发生ASF疫情后,2007年,格鲁吉亚暴发了ASF疫情(基因Ⅰ型)。ASFV从东非传入欧洲的原因可能是部分国家接收了被病毒污染的猪或废弃泔水,这些废弃泔水在到达格鲁吉亚波季港后被喂给猪,ASFV从当地迅速传播到其他国家,包括亚美尼亚、阿塞拜疆(2007年)、俄罗斯(2008年)、乌克兰(2012年)和白俄罗斯(2013年)。随后,2014年,欧盟内部证实了ASF的存在,包括立陶宛、拉脱维亚、爱沙尼亚和波兰。随后几年,ASF传播蔓延至罗马尼亚(2017年)、捷克共和国(2017年)、摩尔多瓦、比利时、保加利亚(2018年)、斯洛伐克(2019年)、塞尔维亚(2019年)、德国(2020年)、希腊(2020年),最近又传播至多米尼加共和国和海地(2021年)。2022年,意大利也确诊了ASF,在此之前,ASF在该国已消失40年之久。2022年1月,北马其顿和泰国首次报道发生了ASF;2022年3月,尼泊尔也首次报道发生了ASF。目前,在波斯尼亚和黑塞哥维那、克罗地亚和科索沃共和国的猪场以及新加坡的野猪和进口生猪中首次确诊ASF。

2018年,亚洲多个国家首次报道了ASF疫情。这导致该病向其他邻国或地区传播蔓延:柬埔寨、中国香港、印度尼西亚、越南、老挝、蒙古、中国台湾、朝鲜、韩国、缅甸、东帝汶、菲律宾和俄罗斯。

自2005年以来,非洲、欧洲和亚洲已超过74个国家发生了ASF,美洲和大洋洲再次出现了该病。根据2021年WOAH发布的一份报告,ASF在36个国家仍处于流行状态,其中欧洲13个、亚洲16个、非洲3个、拉丁美洲2个和大洋洲2个。迄今为止,欧盟只有两个国家成功根除了野猪群中的ASF。捷克共和国是在2018年4月最后一次发现野猪感染ASF,而比利时是在2020年3月。根据WOAH的报告,这两个国家都重新恢复到无ASF的状态。然而,捷克共和国于2022年12月再次暴发ASF,迄今为止未能控制该病。

波兰于2014年2月首次在靠近白俄罗斯共和国边境的波德拉斯基省东部地区发现了ASF,是由位于波德拉斯基省的波兰国家兽医研究所(PIWet PIB)ASF国家参考实验室人员在一头野猪尸体中检测到的。

到2016年,ASF在波兰全国范围内缓慢但持续地传播,覆盖了另外两个东部地区——波德拉斯基省和卢贝尔斯基省——以及位于中部的马佐维亚省。马佐维亚省出现的ASF很可能是由人类活动造成的,因为该地区距离最近暴发ASF疫情的野猪群至少100 km。2018年,ASF越过了瓦米安-马苏里安省和次喀尔巴阡省的北部边界。据估计,2019年,即首次确诊野猪暴发ASF疫情后的5年,波兰近25%的地区处于疫区。野猪和家猪暴发ASF的次数逐渐增加,分别在2020年和2021年达到了最大值,随后出现了一定程度的减少(图1)。

2019年,在卢布斯基省(距离最近的ASF疫区约300 km)发现首例野猪感染ASF病例后,波兰加强了被动监测(搜索因ASF而死亡的野猪)和主动监测,包括在卢布斯基省、大波兰地区和下西里西亚省进行猎杀。因此,截至2020年2月底,在“发现死亡”和“猎杀死亡”的野猪中,确认发生了878起ASF疫情。波兰从2014年暴发ASF到2022年底,共发现了502例家猪病例,15 307例野猪病例。尽管养猪业实施了严格限制和生物安全措施,但ASF继续传播蔓延,并对猪肉生产构成了真正的风险。同样重要的是,由于人类活动ASFV有可能远距离传播,传入以前没有发生过ASF的地区和国家。

2 病原体

ASFV是一种大型有包膜的DNA病毒,其复制周期发生在细胞核和细胞质中[核质大型DNA病毒(nucleocytoplasmic large DNA viruses,NCLDV)]。ASFV隶属于ASFV科ASFV属,病毒粒子呈二十面体,直径为260~300 nm。病毒粒子的中央是含有遗传物质的核球,其形式为双链DNA(dsDNA),由核蛋白核心、内部脂质包膜、衣壳和外部脂质包膜所裹。病毒粒子最外层的衣壳由2 760个六聚体和12个五聚体蛋白衣壳组成。外部脂质包膜是在离开受感染的单核巨噬细胞谱系宿主细胞后形成的。

ASFV基因组是一个长170~193 kb的双链DNA,共有151~167个开放阅读框(open reading frame,ORF)。基因组的中心部分是中央保守区(central conservative region,CCR),长约125 kb,其中包含一个400 bp长的可变片段,称为中央可变区(central variable region,CVR)。CCR由左可变区(left variable region,LVR)和右可变区(right variable region,RVR)组成。它们的特点是遗传变异性高,可决定基因组的最终长度。

3 宿主范围和ASFV载体

易感染ASFV的物种隶属于猪科(Suidae),包括家猪(Sus scrofa f. domestica)、野猪(Sus scrofa)、疣猪(Phacochoerus aethiopicus)、红河猪(Potamochoerus porcus)和野生灌丛猪(Hylochoerus meinertzhageni)。此外,在亚太地区的地方性野生物种也被证实感染了ASFV,包括须猪(Sus barbatus)和菲律宾疣猪(Sus philippensis)。

ASFV传入家猪或野猪群后临床表现出的特征是高传染性和高死亡率,但该病也可能从流行病转变为地方病,如目前在拉脱维亚和爱沙尼亚以及20世纪70年代的撒丁岛发生的情况一样。尽管撒丁岛在2018年和2019年分别最后一次报告了家猪和野猪ASF疫情,但其无ASF疫情的地位尚未得到正式确认。在其他动物(疣猪、河猪和野生灌丛猪)中,ASF可能呈亚临床型,因此,这些物种是环境中ASFV的宿主。Frant等(2017)证实,ASFV存在于非洲和欧洲南部(葡萄牙、西班牙、意大利和希腊)常见的钝缘蜱属(Ornithodoros spp. genus)中的软蜱中,并能够复制。在已证实发生在非洲的所谓森林循环中,蜱虫因摄入受感染疣猪的血液而成为病毒的宿主。蜱虫也可以是一种生物媒介,通过子宫、卵巢或性途径在节肢动物体内传播。在上述节肢动物中,ASFV的传染性可持续数月到8年,因此软蜱是环境中病毒的天然宿主。

在欧洲,ASFV的主要宿主是欧亚野猪,可通过两种方式传播:一是感染动物之间的直接接触,二是接触野猪的尸体或感染动物的其他肉品来源,如垃圾箱。ASFV还可以通过气溶胶进行短距离的传播。由于种猪的感染存在季节性,最近Fila等(2020)和Olesen等(2018)分别研究了昆虫在ASF传播中所起的作用。迄今为止,ASFV通过在波兰和中欧国家中发现的硬蜱(蓖麻硬蜱和网状革蜱)传播的可能性尚未得到证实,但在采血后8周内仍可在这些硬蜱中检测到ASFV的遗传物质。同样,对于欧洲自然界中常见的苍蝇和蚊子,例如稳定苍蝇(Stomoxys calcitrans)、家蝇(Musca domestica)、果蝇属的苍蝇和蚊子(Culicidae),尽管在这些昆虫体表检测到了ASFV的遗传物质,但猪要感染ASFV只能通过采食在12 h内吸食了含有ASFV血液的昆虫才发生。因此,可以得出结论,在温带气候中,苍蝇和蚊子不是ASFV传播的重要媒介。人的因素在疾病的传播中可能发挥着重要作用,如以前无ASF疫区的野猪暴发ASFV的病例所证明的那样,距离最近的野猪或家猪ASF暴发地数百千米(马佐维亚和卢布斯基),因此,可以合理地推断导致ASF在如此远的距离上传播的原因是,例如,运输动物卡车的车轮受污染或残留在森林中的肉类受污染,野猪曾以这些肉类为食。根据与这些动物的行为和活动相关的数据,可以知道它们迁移到20 km或更远的地区是不现实的。

4 ASFV对物理和化学试剂的敏感性

多年来,许多科学家一直在研究ASFV的易感性和稳定性。研究证明,ASFV对环境条件具有很高的抵抗力,在低于0 ℃的温度下仍能长时间保持传染性。同样,在-70 ℃条件下,ASFV能够存活数年,且滴度和传染性不会显著下降。当ASFV污染的肉类保存在-20 ℃时,观察到ASFV滴度系统性降低,但仍至少可保持2年的传染性。此外,ASFV还可以在多次冻融循环条件下存活,并且在pH 4~13的范围内保持稳定,在56 ℃下数小时内仍具有传染性。将ASFV污染的肉类腌制或晾干(类似于帕尔马、伊比利亚或塞拉诺火腿所经历的过程),病毒仍可存活一年以上。ASFV具有高度的稳定性,能够在肉类或泔水中长期存活,因此这些物质在ASF的长距离传播中发挥载体作用。这是ASFV进入非疫区的常见途径之一。例如,2007年在格鲁吉亚暴发的ASF疫情就是由从非洲运来受污染的食物泔水饲喂猪引起的。ASFV在感染野猪尸体中持续存在是一个值得讨论的主题。然而,由于野猪尸体中的病毒载量很高,其在ASF传播中的作用不容忽视。由于需要积极寻找野猪尸体等因素,控制该病的传播极为困难。此外,研究证明,一年四季的温度对野猪尸体的腐烂速度有相当大的影响。随着环境温度的升高,残骸分解的时间会变短,从夏季的8 d到冬季的37 d。这可能会影响野猪发生ASF的季节性,其中冬季的暴发次数最多。ASFV高存活率也是影响猪场猪群的一个重要因素。研究证明,排出的ASFV仍保持传染性,4 ℃下,粪便中病毒的传染性可保持8 d,37 ℃下可保持3~4 d;尿液中的病毒,在4 ℃下可保持15 d,在21 ℃下可保持5 d,在37 ℃下可保持2~3 d。

此外,Olesen等通过一项研究证实,移除病死猪一天后,新进入猪圈的猪仍可能会感染ASFV。在这种情况下,猪接触被含ASFV的排泄物污染的环境可能是间接感染的原因。例如,在西班牙,Pejsak等(2017)在4个月前扑杀过患病猪的猪舍中检测到了ASFV。Mazur-Panasiuk等(2019)指出,含有ASFV的排泄物应该是病毒传播的一个重要因素,特别是在猪群和猪场内。

Cycle(2013)证明,通过高温(60 ℃ 20 min或56 ℃ 70 min)、改变pH(小于3.9或大于11.5)或使用已被证明有效的消毒剂,可有效灭活ASFV。

5 疾病控制:通过行政手段防治ASF

ASF被认为是最危险的猪病之一,会严重影响养猪业,因此被列入WOAH的疾病清单;欧盟和欧洲以外的多个国家对其控制进行了严格的规定。所采取的措施包括监测、流行病学调查和控制猪群的流动(家猪和野猪),以扑杀野猪和受ASF疫情影响的家猪。严格落实检疫和遵守生物安全原则,以及使用经过证实有效的消毒剂是必不可少的。由于发现因ASF而死亡的猪尸体的地方不同(野猪往往死于森林或猪场中,家猪常病死于猪场),对发现疫情的区域(环境)采用的消毒方法没有通用的方案。如果猪场确诊暴发了ASF,则要对所有猪进行扑杀和处理,同时对饲养动物的设施进行清洗和消毒,使用对ASFV具有杀灭作用的消毒剂。兽医检查后应采取相应的措施,以减少将疾病传播到更多猪场或其他实体(如肉类加工厂和饲料公司)的可能性。还应核实每个案例是否遵循了生物安全原则,因为这是获得赔偿金所必需的。根据欧盟委员会的指导方针,已经出台了一些与ASF区域标识有关的规定。目前,与控制疾病暴发有关的条例没有改变,Ⅰ区以蓝色标示,Ⅱ区以粉色标示,Ⅲ区以红色标示。在ASF暴发周围划定红色区域(最小半径为3 km)和粉色区域(在红色区域外至少7 km)(图2)。这些地区内的猪场分别被禁止在40 d和30 d内运送猪,在此之后,只有在获得当地兽医的许可后,才能将猪群从猪场中转运出去。此外,在限制区域,必须在计划移动猪群前15 d内对猪群进行实验室检测,并在屠宰前24 h进行临床检查(针对蓝区和红区内的猪群);粉色区猪群在转出和屠宰前进行检测即可。在完成消毒程序40 d后,可以重新安置之前确诊暴发ASF的猪场,但在重新安置后,新入的猪群必须进行血清学检测,以检测ASFV抗体。

6 野猪群中ASF的预防、监测和调控

行政行动必须得到项目支持,以监测家猪和野猪群的流行病学情况。检测ASF的经验表明,被动监测,即寻找和检查野猪尸体,是最有效的。在红色区(限制区Ⅲ),ASFV遗传物质阳性的胴体比例超过60.0%,而主动监测(检查被射杀的野猪)在同一区域显示的阳性结果约0.8%,证明这种方法对确定野猪群中与ASF相关的当前流行状况的用处并不大。然而,主动监测是ASF全面监测计划的重要组成部分,因为在没有临床体征的野猪体内检测到病毒,可以及早发现疾病,随后进行快速干预,从而降低病毒传播到其他地方的风险。对被射杀的野猪进行血清学监测也很重要,以确定ASF在猪群中的病程特征(例如,从流行病到地方性疾病的转变)。在出现ASF超过8年的国家(爱沙尼亚和拉脱维亚),野猪血清阳性的比例超过20.0%,这与波兰的情况不同,波兰的血清阳性保持在1.5%~2.0%。

野猪是环境中ASFV的主要储存库,野猪数量的不断增长增加了病毒传播到新的地理区域的机会,也增加了ASF在野外长期持续存在的可能性,从而增加了引入家猪群中的风险。捷克共和国的例子表明,通过有针对性地减少疫区周围的野猪数量,疫区很快恢复无ASF状态(自2018年以来),这说明对野猪进行密集扑杀能够迅速消灭ASF。不幸的是,2022年12月,ASF重返捷克共和国,在野猪群中再次检测到了ASFV。因此,这些措施只有在病原体“定点”引入野猪群的情况下才有效。比利时(自2020年起成为无ASF国家)实施的组合式控制措施,包括围栏、狙击射击和诱捕野猪,以及最重要的寻找和处理野猪尸体,其强度与流行病学情况相适应,目前被认为是控制ASF的有效措施。尽管对野猪进行彻底射杀存在争议,但这是欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)等机构推荐的从野生动物种群中根除ASF的有效措施之一。然而,考虑到受ASF影响的国家的经验,不可能采用完全有效的野猪灭绝策略。

7 开发ASF疫苗的前景

尽管针对ASF的疫苗已经研究了几十年,但尚未成功研制出一种安全的商业化疫苗。难以开发出有效的疫苗与ASFV拥有复杂的结构、能够逃避宿主的免疫应答以及受感染或接种疫苗的猪缺乏诱导产生完全中和病毒的抗体有关。另一项挑战是通过开发出一套策略,基于兼容的诊断测试(分子学和血清学),可靠地区分接种疫苗的动物和自然感染的动物(DIVA策略,区分自然感染的动物和接种疫苗的动物)。如使用感染ASFV的细胞培养物的匀浆、含有被感染的外周血白细胞的上清液、纯化的灭活ASFV病毒颗粒、含或不含佐剂的灭活毒株。在实验接种和自然感染猪中,减毒株和基于肽结构的疫苗未能使猪获得针对ASF的充分保护。最有希望的结果是利用经过基因修饰的减毒株获得,因为它们可诱导动物产生细胞介导的免疫应答。

2020年,ASF疫苗的研发取得了突破性进展。来自美国普拉姆岛的研究团队发表了基于177L基因缺失的病毒株疫苗(ASFV-G-DⅠ177L)的研究结果。目前,这种ASFV基因缺失株是开发ASF疫苗最有希望的候选株,因为它可诱导动物产生对ASFV亚洲和欧洲变异株的免疫力。在研究期间,观察到三分之一的受试猪在接种ASF疫苗后的第2周表现出对ASFV的免疫力,而在应用实验疫苗后的第4周,所有的猪都达到了完全免疫。2021年,该研究团队还进行了一项通过口-鼻途径接种实验性疫苗的研究。结果证明,通过这种途径接种疫苗的猪对ASFV感染具有免疫力,为未来开发有效的野猪用疫苗带来了希望。另外,至少还有两种重要的候选疫苗株。第一种候选疫苗“ASFV-G-DMGF”被用于野猪的口服接种和家猪的肌内免疫。然而,在家猪中,候选疫苗在接种两次后可诱导动物产生完全免疫;在口服的野猪中,50%的野猪出现了血清转换;在剩余的一组野猪中,2头发生了急性致死性感染,2头出现了轻度和短暂的病程。另一种原型疫苗ASFV HLJ/18-7GD是通过敲除7个基因获得的,接种后可对致死性ASF感染产生完全免疫力。此外,在家猪上没有观察到候选疫苗株毒力可能恢复的迹象,但该原型疫苗株仍需在野猪上进行测试,因为野猪是ASF在欧洲猪群中传播的一个主要问题。尽管结果令人兴奋,但开发出来的候选疫苗株仍需通过一系列安全性、副作用、潜在的稳定性测试,最重要的是在田间条件下的功效测试,然后才能上市。此外,要将疫苗推向市场,必须修改欧盟禁止治疗和接种ASF疫苗的现行立法。然而,最近有新闻报道称,越南政府已将两种国产ASF疫苗商业化:基于ASFV-G-ΔⅠ177L株的NAVET-ASFVAC疫苗和基于ASFV-G-Δ-MGF株的AVAC ASF LIVE疫苗。遗憾的是,发现三种新的基因Ⅰ型和Ⅱ型ASFV重组体的报道并不令人乐观,因为它们可能会对疫苗的效力造成额外的重大问题。因此,目前,疾病的早期识别、可靠和快速的实验室诊断、对感染ASFV的猪群进行行政扑杀,以及采用官方根除方法所规定的生物安全措施,在控制ASF方面发挥了关键作用。

8 猪群的生物安全

在缺乏有效的商业疫苗的情况下,生物安全极为重要,事实上,这是防止ASFV感染传播的唯一有效措施。除了限制疾病在环境中的传播外,遵守生物安全原则,可以加强对猪场的保护,防止猪群感染。多年的观察以及先前开发的生物安全模型表明,即使是基本的生物安全标准应用也可显著减少和限制ASFV的传播。生物安全不仅广义地定义为与建筑物、设施内的移动规则和农业设备有关的生物安全,而且更重要的是,还定义为人们和公众对与传染性疾病发生相关的威胁规模和可能后果的认识。准确、易理解的指南、培训和支持是正确应用生物安全原则和规则的基础。在猪场保护方面,有两种类型的生物安全,即外部生物安全和内部生物安全。外部生物安全是指旨在确保猪场不从外部环境引入病原体的措施,其中包括用栅栏围住猪场,猪场与猪场之间保持适当的距离,在有针对性地将新动物引入畜群之前进行必要的检疫,最大限度地减少未经许可的人进入猪场,清洗和消毒每辆进入猪场的车辆,防止动物进入饲料,保护窗户,防止野生动物、啮齿动物、家禽甚至昆虫进入,这些动物偶尔会成为疾病传播的媒介。内部生物安全包括旨在限制疾病在猪场区域内传播的管理,包括对设施进行消毒,根据“全进全出”原则管理动物的流动,将脏区和净区分开,更换防护服,净区和脏区使用单独的设备,以及实施预防计划对猪群进行预防性接种和管理。有效的生物安全的关键原则之一是使用有效的消毒技术,猪场工作人员和猪场访客(包括兽医)遵守既定的消毒规程。

9 消毒

在机械清洗的支持下,消毒是灭活猪病原体、防止传染性疾病传播的基础,也是疫情暴发后猪场重新饲养前所必需的。完整的消毒过程应包括彻底的机械清洗和正确的消毒两步。应清除和处理可能受到污染的物质,如粪便、垫料、稻草和饲料,用洗涤剂彻底清洗猪舍的地板和墙壁表面,然后干燥和消毒。最佳的消毒剂应具有作用快速、稳定、无毒性和耐环境的特点,重要的是,它应具有尽可能广泛的杀菌和杀毒谱,可以对抗细菌、病毒和真菌。消毒时使用的参数选择不当(如浓度、接触时间和应用范围),可能会导致消毒无效和失败。应根据制造商的说明书,使用经过验证对ASFV有效的授权消毒产品。

由于缺乏有关抗ASFV消毒剂的准确描述和详细数据,难以推荐理想的消毒剂。不过,一些欧盟成员国已制定了一份对ASFV有效的授权消毒剂清单。这一分类是基于使用消毒剂对付包膜病毒,如马动脉炎病毒(equine arteritis virus,EVAV)、伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)和经典猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)的常识和经验。迄今为止,被认为可有效灭活ASFV的化合物包括:

-1%甲醛;

-次氯酸钠(0.007 5%~0.03%);

-2%烧碱溶液(最强的消毒剂);

-戊二醛、甲醛;

-1%氢氧化钠或氢氧化钙(在4 ℃悬浮液中灭活病毒);

-酚类,如来苏儿和克勒奥林;

-基于脂质溶剂的化学品;

-多组分化合物,如卫可(1∶100)、溶双胍、德素芳(Desoform)和OD 20—表面活性剂、活性物质、有机酸、糖醛等。

虽然以前从未测试过上述化合物对ASFV的杀灭功效,但仍被推荐为有效的化合物,通常用于生产市售的消毒剂。根据对其他病毒的杀灭经验来假定某种消毒剂对ASFV的杀灭功效,可能会出现错误,导致灾难性后果,是因为关键的生物安全消毒过程无效,从而增加ASF传播的风险。尽管它们在控制疾病传播方面具有重要意义,但直到最近,关于化合物对杀灭ASFV有效性的信息仍然很少。多年来发表的相关研究结果主要涉及所选活性物质对不同类型物体表面上的ASFV的效力。为了澄清对迄今为止使用的消毒剂有效性的疑问,并确认它们对ASFV的杀毒活性,Juszkiewicz等(2020)、Juszkiewicz等(2019)、Pan等(2021)、Pan等 (2021)、Paliy等(2020)分别开展了相关研究。Juszkiewicz等(2020)、Juszkiewicz等(2019)发现,次氯酸钠对ASFV的杀灭效果最高,即使在浓度为0.3%和高污染条件下也有效。事实证明,氯在其组成中起关键作用,必须在0.5%的范围内,如果长期储存会降低活性氯的含量,从而降低次氯酸钠的消毒效果。对ASFV有同样高的灭活作用的化合物是烧碱,据Juszkiewicz等(2020)的研究报告,烧碱能使ASFV灭活的最终浓度为1%、2%和3%,但在高污染条件下的最低浓度除外。然而,氢氧化钙对ASFV的灭活功效与消毒过程中的温度范围有关。在22 ℃下,0.2%、0.5%和1.0%的氢氧化钙对ASFV的杀灭效果都很好;而在4 ℃下,只有0.5%和1.0%的氢氧化钙才有效。在相同浓度(0.5%、1.0%和2.0%)下测试过氧硫酸钾、苯酚和苯扎氯铵,不论污染水平如何,这3种化合物在浓度为1.0%时均有效,但苯扎氯铵在检测的最高浓度(1.0%)时仅在低污染水平下才显示出杀灭病毒的活性。在所有测试浓度下,戊二醛对ASFV具有很强的杀毒作用。Juszkiewicz等 (2019)、Pan等(2021)证明,ASFV能被基于碘、次氯酸钠和过氧硫酸钾的商用消毒剂灭活。消毒领域的一项重大创新是研究植物提取物及其对ASFV的杀灭能力。Juszkiewicz等(2021)证实了薄荷对ASFV有良好的灭活效果。未来,天然植物提取物的抗病毒活性可能有助于开发出生态友好型的消毒剂。

WOAH推荐了一系列灭活ASFV的消毒剂: 0.8%氢氧化钠(30 min)、2.3%次氯酸盐(3 min)、0.3%福尔马林(30 min)、3% n-苯基酚和碘化合物(30 min)。尽管WOAH提出了建议,但Juszkiewicz等(2020)的研究未能评估甲醛对ASFV的有效性,原因是甲醛对细胞培养物具有较高的细胞毒性。

除化学消毒外,在60 ℃下30 min、在pH< 3.9或>11.5的无血清培养基中,ASFV可被灭活。Zhang等(2020)在一项研究中发现,臭氧水对ASFV也有杀灭作用。然而,只有5 mg/L的臭氧水能够将病毒滴度降低到所需的消毒标准4log10。

10 小结

由于ASF的持续蔓延,截至2023年7月底,波兰共确诊523例家猪病例和17 391 502例野猪病例,造成的经济损失难以估计。缺乏商业化的ASF疫苗,通过行政手段控制ASF传播的能力受到了限制,即对发病猪的扑杀和处理。目前,预防ASF的唯一措施包括执行和遵守严格的生物安全措施,正确实施生物安全的关键要素之一是有效消毒。虽然一些国家已经列出了一份可用于预防ASF的杀毒产品清单,但它们的有效性大多是间接估计获得的,仅基于它们对其他包膜病毒的测试结果。到目前为止,由于缺乏消毒剂对ASFV杀灭效果评估的数据,导致人们普遍使用对ASFV的杀灭功效未经证实的消毒剂,这可能会导致ASF失控传播。不过,近年来,一些研究试图解决这一问题。根据现有的研究,甲醛、次氯酸钠、烧碱、戊二醛、苯酚、苯扎氯铵、过氧硫酸钾、乙酸这8种物质对ASFV具有杀灭效果。这些化学试剂中的大多数在WOAH推荐的浓度下可以使ASFV失活,其中次氯酸钠、戊二醛、烧碱和过氧硫酸钾的杀毒效果最高。对ASFV最无效的消毒剂为苯扎氯铵。此外,在实际消毒之前,预清洁步骤对于去除污染物的重要性已得到证实。长期接触化学消毒剂可能会对人和动物的健康造成严重的后果,因此需要进一步研究植物提取物在杀灭病毒上的有效性,以找到一种安全有效的植物替代品。Juszkiewicz等(2021)选取了14种植物提取物,研究它们对ASFV的灭活效果,结果表明只有薄荷提取物对ASFV具有较高的杀病毒活性。

上述研究首次确定了最有效的化学物质和消毒条件,以确保消毒过程对ASFV的有效性。这一创新的另一个要素是确定了天然植物提取物的杀病毒活性,这些提取物将来可能成为生态消毒剂的成分之一。

在针对ASF的安全疫苗获得批准之前,生物安全和有效消毒是防止ASF传播的重要措施。培训猪场工作人员严格遵守生物安全规则,并指导他们有效使用消毒剂是至关重要的。为饲养人员提供这方面的知识,可以加强对ASF等疾病的控制,保障相关动物的健康和福利。实施正确的生物安全措施和使用有效的消毒剂,可显著降低疾病传播的风险,确保养猪业的稳定和可持续发展。

原题名:African swine fever: transmission,spread,and control through biosecurity and disinfection,including Polish trends(英文)

原作者:Małgorzata Juszkiewicz,Marek Walczak,Grzegorz Woźniakowski和Katarzyna Podgórska