山東農業大學博士學位論文動物舍內微生物氣溶膠及其向周圍環境的傳播摘任石丈微生物是動物舍環境污染的主要因素,動物舍的生物污染可以引起一系列傳染病的流行。近幾年的研究表明,一些氣載病原微生物能夠通過空氣傳播很遠的距離,造成傳染病的流行。過去對畜禽養殖環境微生物氣溶膠的傳播主要是通過舍內外環境中的細菌濃度的變化以及細菌耐藥性及某些致病菌含量等方面來確認的。然而,未能證明舍內外環境分離的微生物氣溶膠的起源及其同源性,沒能獲得充分的證據證明畜禽舍微生物氣溶膠向環境的傳播。因此,本課題測量了個動物舍個雞舍、個豬舍、個牛舍和個兔舍舍內及舍外不同距離上風、和下風、、、、的大腸桿菌和腸球菌含量,在此基礎上,統計舍內、舍外氣載需氧菌的含量對大腸桿菌的耐藥性及其腸毒素的檢測采用分子生物學方法一和一對不同地點分離的大腸桿菌和腸球菌的遺傳相似性進行比較對腸球菌的耐藥基因進行了檢測。根據以上結果確定動物舍微生物氣溶膠的危害性及其向環境中的傳播。動物舍內微生物氣溶膠的含量及其向舍外環境的傳播本試驗采用一級空氣微生物樣品收集器和離心式采樣器在個動物舍舍內空氣、舍外上風、和下風、、、、不同距離收集物氣溶膠,一方面,通過對動物舍環境中氣載需氧菌含量、氣載大腸桿菌含量、氣載腸球菌含量的檢測,以及它們在六級采樣器上的分布規律來推斷其對飼養員及動物自身可能造成的危害,從而使人們對動物產生的微生物氣溶膠及其健康威脅的高度重視另一方面,通過對畜禽舍內、外需氧菌含量的比較分析,從而初步觀察菌群隨著距離增長變化的規律。研究結果表明,在所有檢測的養殖環境中微生物氣溶膠粒子濃度要遠遠高于一般的原野環境,而且大部分粒子的空氣動力學直徑較小,更容易進入呼吸道深部。雖然我們沒有對養殖環境的動物及飼養員的健康作系統的調查,但是長期處在這種高濃度的微生物氣溶膠環境下,對動物體和飼養人員感山東農業大學博士學位論文進行同源性比較鑒定,一方面,可以驗證兩種方法的可靠性另一方面,為研究豬舍養殖環境產生的大腸桿菌氣溶膠向其周圍環境的傳播提供可靠的方法。在本實驗中,我們分析了從個豬舍環境中分離到的株大腸桿菌,一和兩種方法都顯示出了很高的菌株間的區分性。一表現出的指紋圖譜與表現出的指紋圖譜顯示出極高的相似性,從而也說明了這兩種方法的可靠性。結果表明,有的從糞便中分離的大腸桿菌與舍內空氣或舍外下風分離的大腸桿菌的相似性,然而從上風方向分離的大腸桿菌與舍內空氣或糞便中分離的大腸桿菌的相似性較低一。可見,很多從舍內空氣和舍外下風方向分離到的大腸桿菌來源于動物的糞便。動物舍環境大腸桿菌主要毒力基因的檢測及其向舍外環境傳播的鑒定本研究采用多重方法分別對個雞舍及其周圍環境中分離到的株大腸桿菌,個豬舍及其周圍環境中分離到的株大腸桿菌和個牛舍及其周圍環境中分離到的株大腸桿菌進行了種不同的毒力基因、、、飲和的多重檢測,不僅調查了不同動物舍舍內環境中大腸桿菌的種主要毒力基因的攜帶情況,而且還通過對舍內、舍外環境中大腸桿菌的種主要毒力基因的比較檢測分析,研究舍內大腸桿菌中主要毒力基因向舍外環境中的傳播。結果表明,不同的動物舍環境中大腸桿菌其攜帶的種毒力基因型雖然不同,但是都有一定量的大腸桿菌攜帶毒力基因,而且很多是攜帶種或種以上的毒力基因,這些致病性大腸桿菌可以通過舍內外氣體的交換而傳播到舍外環境。一對動物舍內氣載腸球菌向舍外環境傳播的鑒定為了給畜禽舍微生物氣溶膠的產生與傳播提供更充分的證據,以另一種微生物一腸菌作為指示菌,以一方法來研究三種動物舍雞舍、豬舍和牛舍環境中氣載腸球菌向舍外環境中的傳播,從而與大腸桿菌作為指示菌來做對比,進一步證明動物舍舍內微生物氣溶膠向舍外環境傳播的必然性,同時也證明了以腸球菌作為指示菌研究微生物氣溶膠在環境中傳播的可行性。通過對個不同的雞舍株、個不的豬舍株以及個不同的牛舍株舍內及其周圍環境中腸球菌同源性的一分析,結果表明,動物舍內動物的糞便中的腸球菌可以不斷形成氣溶膠,不僅在能夠在舍內空氣中傳播,而且還能夠隨著氣體的交換而傳播到舍外較遠的距離,特別是下風方向。上風和舍外下風方向不同距離空氣中需氧菌的濃度尸,該結果表明,舍內微生物氣溶膠含量較高,隨著舍內外氣體的交換而不斷傳播到舍外一定距,特別是下風內。另外,下風不同距離細菌濃度與上風處一般原野比較,差異顯著尸,舍外下風方向在、和雞舍和牛舍除外之間需氧菌的濃度差異不顯著尸,表明氣載需氧菌在一定的氣象條件下也可以傳播到舍外下風較遠的距離〕。班一對雞舍和牛舍環境中氣載大腸桿菌向舍外環境傳播的鑒定本課題測量了個雞場和個牛場舍內及舍外不同距離的大腸桿菌含量,在細菌學鑒定的基礎上,采用犯一方法對不同地點分離的大腸桿菌鑒定其同源性,獲得大腸桿菌片段指紋圖譜,通過該片段在細菌基因組內的數量和分布之間的關系,比較其遺傳相似性,確定動物舍微生物氣溶膠的向環境中的傳播。一結果表明,從動物的糞便中分離到的大腸桿菌與從舍內空氣中分離到的部分大腸桿菌雞舍為牛舍為相似性可達,從動物舍外下風方向、、和分離到的多數大腸桿菌雞舍為牛舍為與舍內空氣或糞便中分離的大腸桿菌相似性可達。而從動物舍上風分離到的大腸桿菌與舍內空氣或糞便中分離的大腸桿菌相似性較小。所以,得出結論,從上風分離到的多數大腸桿菌并非來源于動物的糞便或者舍內空氣,而很多從舍內空氣和舍外下風方向分離到的大腸桿菌來源于動物的糞便,說明源于動物舍的微生物氣溶膠能夠通過舍內外氣體交換傳播到舍外,依氣象條件傳播到舍外不同的距離,造成周邊環境的生物污染以及病微生物的擴散。舍環境中大腸桿菌耐藥性向舍外環境傳播的鑒定過對同一雞舍內外環境中大腸桿菌耐藥性的調查、分析,證明雞舍內環境中的大腸桿菌可以通過舍內外氣體的交換而傳播到舍外環境中去,可能對附近養殖場及其周邊居民的健康構成潛在的威脅。結果表明,雞舍糞使中及舍內、舍外空氣中分離到的大腸桿菌都對一和完全耐藥對和都敏感,并且沒有發現對這兩種藥物的耐藥菌株。特別是從舍外下風方向上分離到的菌株對藥物的敏感性與從舍內空氣中或者是雞的糞便中分離到的大腸桿菌的耐藥性基本一致,說明這些耐藥菌株來源于動物舍,它們能夠從舍內向舍外環境傳播。一和一對豬舍環境氣載大腸桿菌向舍外環境傳播的鑒定采用班一和一兩種方法進一步對同一豬舍不同地點分離到的大腸桿菌動物舍內微生物氣溶膠及其向周圍環境的傳播動物舍環境氣載腸球菌主要耐藥基因的檢測及其向舍外環境傳播的鑒定為了了解當前養殖環境中細菌的耐藥現狀,仍以腸球菌為指示菌,通過對該菌的耐藥性調查,了解不同場的藥物使用狀況,細菌耐藥譜及其程度,為此后用藥提供指導。通過對不同動物舍環境中分離的腸球菌對四環素類、氨基糖貳類抗生素大霉素及糖膚類抗生素萬古霉素和主要耐藥基因的檢測,目的了解當前養殖環境中腸球菌的耐藥現狀,并為以后的用藥提理論基礎通過對舍內、舍外不同環境中采集到的腸球菌主要耐藥基因的檢測與比較,研究耐藥腸球菌在動物舍舍內及其周圍環境中的播。結果表明本研究通過對個動物舍株腸球菌耐藥基因的檢測,動物舍環境中存在一定比例的,對一內酞胺酶耐藥腸球菌三種動物舍舍內及其舍外環境分離株都存在不同程度的對四環素類抗生素的耐性,而且,耐藥率較高。其中,雞舍糞便分離株腸球菌的檢出率最高,其次為豬舍糞便分離株有很少幾株腸球菌攜帶和基因,但是,也存在少量的陽性菌株,這是在動物舍環境中首次檢測到,所以應當引起我們足夠的重視絕大多數腸球菌攜帶基因的一種或幾種,只有的腸球菌不攜帶基因,可見,雞、豬、牛舍環境中的腸球菌對氨基糖昔類抗生素耐藥的普遍性同時,統計結果也可以看出,大多數腸球菌都攜帶種或種以上的基因,最多者可以攜帶種基因,一”,一卜`一”一一,可見,腸球對慶大霉素類抗生素耐藥的嚴重性。因此,在獸醫臨床診斷以及治療的過程中不得不引起我們足夠的重視。通過對雞、豬、牛舍舍內動物糞便和舍內空氣及其周邊環境中上風方向、,下風方向、、、、腸球菌耐藥基因,,和,的檢測結果比較后可以看出,舍外環境中的,特別是下風方向分離到的很多腸球菌其攜帶的耐藥基因類型與舍內或動物糞便中的腸球菌其攜帶的耐藥基因類型相同。因此,結合一同源性分析結果,句以確定腸球菌耐藥性也可以在舍內及其周圍環境中傳播。關鍵詞動物舍微生物氣溶膠班一一相似性鑒定毒力基因染壓增大,導致很大的感染風險,能夠產生有明顯臨床癥狀的傳染發生,或隱性感染,或發展為慢性呼吸道疾病以及繼發感染等,該領域還有待于進一步研究通過比較舍內外的氣載需氧菌的含量發現,動物舍舍內氣載需氧菌含量遠遠高于動物舍微生物氣溶膠概述微生物氣溶膠的概念氣溶膠是固態或液態微粒懸浮在氣體介質中的分散體系。微生物以單獨單細胞懸浮狀態、與干燥固體顆粒塵埃、液體微粒液體小滴相連接在空氣中懸浮就形成生物氣溶膠,又稱微生物氣溶膠,車鳳翔,。微生物氣溶膠中的粒子種類非常多,包括病毒、細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、真菌等。微生物氣溶膠以微生物的種類可分為細菌氣溶膠、病毒氣溶膠、真菌氣溶膠九等。自年美國實施“氣溶膠感染”計劃以后,生物氣溶膠的研究在理論和技術上均有突破性進展。只是到了年代,有關畜牧業方面的氣溶膠研究才得到發展。微生物氣溶膠的特微生物氣溶膠從形成到引起感染是由它的特性決定的。來源的多相性報道微生物氣溶膠它可以源于水體液體、大氣氣體、土壤固體及動物、植物和人體組成的自然界。它們之間又可進行交換,使問題更加復雜。植物空氣中的某些細菌、真菌、病毒來源于植物,植物能向空氣釋放大量的細菌,在圍場麥田上方空氣中細菌濃度為,,。植物表層的病毒可由風力或其他動力帶入空氣造成植物空氣傳播感染,。動物及畜牧業生產動物本身帶菌嚴重,例如狗有攜帶金黃色葡萄球菌,牛、羊和其他一些反色動物可從胃排出大量微生物氣溶膠,國外已有人在禽舍內外空氣中采到了雞新城疫病毒和其他致病微生物鴨場的空氣細菌濃度可高達每數萬個牛棚內外煙曲霉抱子高達每立方米集落形成單位,這種情況下,易感動物容易接受病原而感染患病,進而成為傳染源引起流行病。二個動物的每次噴嚏散發到空氣中多個含有微生物的微滴,有時多達個。在畜禽舍中,由畜禽排出的微生物、飼料、飲水、墊草中的微生物經過風化、腐蝕或者磨耗的過程,通過空氣氣流彌山東農業大學博士學位論文散,與水、塵埃顆粒相結合,懸浮在空氣中形成氣溶膠,。現代化動物養殖場飼養密度高,舍內空氣流動性較差,濕度大,缺乏直射陽光,有利于微生物的存活和繁殖,是微生物氣溶膠種類多、含量高、難控制的重點場所。據報道,動物舍空氣中含有鏈球菌、葡萄球菌、巴氏桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌和魏氏梭菌等致病菌和雞新城疫、禽流感、馬立克氏病等病毒,這些微生物可導致畜禽多種疾病,尤其是呼吸道疾病,柴同杰等,。對病死畜禽處理不當也可能在附近形成氣溶膠,引起疾病傳播,據報道在掩埋死亡動物的地域放映電影,發生了吸入性肺炭疽。人類及其生產活動人類是許多場所特別是公共場所空氣微生物的來源。一個正常人在靜止狀態每分鐘向空氣排放一個細菌,活動時排放量多達成千上萬,每次咳嗽或打噴嚏可排放一個帶菌顆粒,即使是大聲說話也排放大量微生物氣溶膠車鳳翔等,。許多微生物氣溶膠來源于各類生產活動,除了農業、林業、畜牧業生產活動可產生大量的微生物氣溶膠外,許多工業生產活動如發酵、制藥、食品、制革和毛紡織生產均造成空氣微生物污染,并導致嚴重后果。報道,美國屠宰場空氣中存在大量的布氏桿菌,并造成例布氏桿菌病的嚴重后果,證明,美國一些毛紡廠空氣中有大量的炭疽芽胞,曼徹斯特某工廠每人每吸入炭疽芽胞粒子達一個。污水污物處理城市生活污水,動物養殖場、屠宰、制革及洗毛廠等排出的污水都溶有大量微生物,水中的微生物可隨水花濺起和泡沫形成等過程形成氣溶膠。某污水處理廠反應池、污泥濃縮池、廠前區的空氣均可采集到正常區域不易收集到的金黃色葡萄球菌、綠色鏈球菌、大腸桿菌、不動桿菌屬、變形桿菌等,認為廠區空氣已受到污水處理過程中產生的微生物氣溶膠的污染余貴英等,。生活垃圾和動物糞便都含有大量的細菌、寄生蟲及其卵甚至病毒,垃圾處理過程能殺死其中的絕大部分微生物和寄生蟲及其卵,但在暴露、翻動、分散和集中等過程中都可能產生微生物氣溶膠。柴杰報道,某生物垃圾加工廠供料廳氣載需菌總數浮動于一,厭氧菌為一。自然界開空氣,也就離不開微生物氣溶膠。呼吸道的易感性、人和動物接觸微生物氣溶膠的密切性和頻繁性決定了感染的廣泛性。微生物氣溶膠的成分及所造成的危害空氣是人類和畜禽賴以生存的重要因素之一。薇生物對人類和畜禽健康及生產能的影響在很多情況下是通過空氣污染造成的,空氣微生物的污染程度是衡量空氣質量的重要標志之一。空氣本身并不具有固定的微生物群系,它只是由于種種原因暫時進入空氣中的過客車鳳翔,。但是由于人類和畜禽活動的參與,使得微生物在畜禽舍內空氣中形成一個相對穩定的存在形式。目前人們評價空氣質量狀況有多種方法,如通過測量空氣中有害細菌含量及組成誠,,,,測量某種致病菌含量屈鳳琴,測量空氣中有害氣體含量,等方法。微生物的含量多少及組成成分,特別是某些致病性微生物的存在如致病性大腸桿菌、沙門氏菌、巴氏桿菌等,是導致空氣污染和引起動物甚至人類發病的重要原因。空氣中極少量的病原微生物就可以直接導致畜禽的呼吸道感染,尤其是下呼吸道感染一定含量的選擇性病原微生物在適宜的條件下致病高濃度的非病原微生物導致機體免疫負荷過重,抵抗力降低,易感性升高,。研究證明,畜的許多烈性傳染病大都是氣源性傳染病,病原借助于空氣或以空氣為媒介傳播。因此,研究空氣中微生物的含量及組成,也是評價空氣質量狀況的一種有效的方法。此領域的研究在國內外都有,但是國內的研究水平及深度要遠遠落后于國外。畜禽舍中生物氣溶膠的成分研究畜禽舍微生物主要有細菌、真菌和病毒。在動物舍分離到的細菌主要有葡萄球菌、鏈球菌、需氧芽抱菌、腸桿菌等,有的動物舍還分離到厭氧芽抱菌,金色葡萄球菌、沙門氏菌、腸原性致病性大腸桿菌和產氣英膜桿菌等致病菌也已得到證實。由于圈舍衛生狀況不同,畜禽舍內的微生物含量顯示了浮動值,禽舍空氣細菌含量最高,特別是地面平養雞舍,它的空氣中細菌含量比其它動物舍高出千萬倍,比居民區的濃度高出更多。微生物氣溶膠造成的危害動物舍內微生物氣溶膠及其向周圍環境的傳播微生物是動物舍環境污染的主要因素,動物舍的生物污染可以引起一系列傳染病的流行。動物舍空氣中的細菌包括致病菌、條件性致病菌和非病原菌,,它們在一定程度上均可導致動物或飼養員的感染,·,毋,,。甚至極少量的致病菌就可直接導致呼吸道的感染,特別是下呼吸道的感染衛,,。所以,空氣中微生物氣溶膠的污染不僅能夠影響人及動物的健康,而且使一些傳染性人獸共患疾病病原體在人和動物間的傳播。微生物氣溶膠對畜牧業的危害世界各國由于動物傳染病造成的經濟損失十分巨大,我國每年由傳染病引起動物死亡造成的損失高達億元。例如年北京某雞場一次微生物氣溶膠呼吸道傳染病,致使萬雞發病,發病率達,病死率,產蛋率由下至,近年來,口蹄疫在歐洲、亞洲等地不斷發生,筆者認為口蹄疫的大面積流行,其原因是口蹄疫病毒氣溶膠可借助空氣從一個牧場播到下風向一的另一牧場,造成流行,此外,炭疽桿菌芽胞也可在大氣中懸浮較長時間并引起人畜吸入性炭疽流行。根據一年全國疫病普查結果,畜禽傳染病有種之多,其中細菌性疾病種,病毒性疾病多種,真菌性疾病種。危害嚴重或局部發生但潛在危害性較大的有種。在這些畜禽傳染病中,多數傳播途徑為氣源性傳播,如結核病、球抱子菌病、口蹄疫,霍亂、流感、新城疫、犬瘟熱等,它們的病原微生物均能在空氣中形成氣溶膠,經呼吸道感染人畜。報道,以畜舍為污染源的口蹄疫病毒氣溶膠在以內不沉降,且至少傳播。報道,畜糞堆的大腸桿菌氣溶膠在下風向空氣中呈現陽性,而且隨風速增大空氣中細菌增多報道,煙曲霉氣溶膠擴散到下風向,條件適宜可達,在此范圍內的易感動物則容易被侵害而成為傳染源,使流行病發生。微生物氣溶膠是氣源性傳播的關鍵因素,氣源性傳染病不同于經其他途徑傳播的疾病,它們傳播速度快,距離遠,效率高,難于防御。等在一個由高的墻分隔成個豬欄的豬圈中以豬瘟病毒形成氣溶膠,結果發現飼養在其中的豬只,有頭立即感染,頭后感染,另有頭后感染。用李斯特氏菌通過皮下注射、消化道飼喂和氣溶膠感染三種方法感染小白鼠,發現經呼吸道吸入氣溶膠感染最有效。研究發現用新城疫氣溶膠直接輸入氣管感染雞,需要的量比通過消化道的量小倍。