舒 燕，王升平,3，鄔理洋，曾 艷，周映華,2，胡新旭,2，高書峰,2，，劉惠知

（1. 湖南省微生物研究院，湖南 長沙410009；2. 湖南省農(nóng)用微生物應用工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙410009；3. 飼用微生態(tài)制劑湖南省工程實驗室，湖南 長沙410009）

微生物廣泛存在于自然界中，各種微生物微粒如細菌、病毒、支原體、衣原體、立克次氏體等，懸浮于氣體介質(zhì)中形成的分散體系稱之為微生物氣溶膠。畜禽舍環(huán)境中的病原微生物氣溶膠的存在可引起環(huán)境污染及氣源性傳染病的暴發(fā)流行，影響動物健康，同時危害人類。因此，針對畜禽舍環(huán)境中病原微生物氣溶膠的研究對保障現(xiàn)代畜牧業(yè)健康發(fā)展意義重大。

1 畜禽養(yǎng)殖場病原微生物氣溶膠的來源及危害

動物本身是微生物氣溶膠的主要來源?；疾⌒笄菀约敖】祹Ф拘笄菘赏ㄟ^糞便，排出細菌和病毒，形成病原微生物氣溶膠。尤其是在現(xiàn)代規(guī)?；?、集約化飼養(yǎng)管理的畜禽養(yǎng)殖模式下，畜禽飼養(yǎng)密度高，畜禽舍內(nèi)空氣流動性差，極易形成微生物氣溶膠。段會勇等（2008）運用腸桿菌基因間重復一致序列的聚合酶鏈式反應（ERIC-PCR）技術(shù)，對雞舍大腸桿菌氣溶膠傳播進行了研究，發(fā)現(xiàn)雞的糞便中分離到的大腸桿菌與從舍內(nèi)空氣中分離到的部分大腸桿菌相似性可達100%，從雞場的下風方向分離到的大腸桿菌與從雞舍空氣、糞便中分離到的大腸桿菌相似性可達100%，表明畜禽舍內(nèi)的氣載大腸桿菌來源于動物糞便[1]。而鐘召兵等（2008）用REP-PCR 對雞舍的金黃色葡萄球菌氣溶膠進行了分析，也得出了相同的結(jié)論[2]。此外畜禽通過呼吸道排出的唾液、粘液等物中也含有大量病原微生物，它們也能形成病原微生物氣溶膠，姚美玲等（2010）在對H9N2亞型禽流感病毒氣溶膠發(fā)生實驗中，發(fā)現(xiàn)SPF 雞感染H7N9病毒后可通過咽喉排毒，排出的病毒形成氣溶膠[3]。

畜牧業(yè)生產(chǎn)是病原微生物氣溶膠的另一來源，目前，疫苗仍然是控制動物疾病的主要途徑，活疫苗是病原微生物在人工條件下減毒而成，由于其所需的接種劑量小、免疫力持久，在我國獸用疫苗中得到了廣泛的使用。通過滴鼻、氣霧等免疫方式使用活疫苗時，如雞新城疫Ⅱ系、Ⅳ系活疫苗及傳染性支氣管炎活疫苗等均常采用這種免疫方式[4]，可向空氣散毒，同時疫苗強毒存在仍能引起畜禽感染并在呼吸道和消化道黏膜復制并排出，形成病原微生物氣溶膠。

2 畜禽養(yǎng)殖場微生物氣溶膠的檢測

目前可以用于微生物氣溶膠檢測的方法有很多，如微生物培養(yǎng)計數(shù)法、直接鏡檢法、生物傳感器技術(shù)、基因芯片技術(shù)、PCR 法等，這些檢測方法的建立推動了畜禽養(yǎng)殖場微生物氣溶膠研究的發(fā)展。

（1）微生物培養(yǎng)計數(shù)和顯微鏡計數(shù)法是比較傳統(tǒng)的微生物氣溶膠檢測方法，主要用于微生物氣溶膠中微生物的定性檢測與計數(shù)。微生物培養(yǎng)計數(shù)法是通過空氣采樣器采集樣品，到特定的培養(yǎng)介質(zhì)上進行培養(yǎng)，待培養(yǎng)結(jié)束后進行計數(shù)。目前國內(nèi)大都應用此法進行氣溶膠微生物檢測，魏磊等（2012）利用此法在不同季節(jié)對雞舍環(huán)境中氣載需氧細菌及氣載葡萄球菌的含量變化進行了分析[5]，但是此法費時、費力，且只能用于研究氣溶膠中可培養(yǎng)微生物，對氣溶膠中不可培養(yǎng)微生物則無法檢測；據(jù)報道，空氣中可培養(yǎng)微生物在10%以下，并且有的微生物培養(yǎng)時間比較長或者培養(yǎng)條件比較苛刻（如病毒），因此微生物培養(yǎng)計數(shù)法存在相當?shù)木窒扌浴?/p>

（2）顯微鏡計數(shù)法或稱染色計數(shù)法，是通過將微生物DNA 用特定染料進行染色后，借助顯微鏡進行觀察的一種微生物檢測方法。4,6-聯(lián)脒-2-苯基吲哚(DAPI)染色法已被認為是一種標準的測定浮游微生物總量的方法。劉敬博等（2010）分別采用直接培養(yǎng)法和DAPI 染色法測定了畜禽養(yǎng)殖場雞舍和豬舍環(huán)境內(nèi)微生物氣溶膠的濃度,發(fā)現(xiàn)通過培養(yǎng)計數(shù)法所測得的雞舍濃度僅占DAPI 計數(shù)法的1.63%～2.34%，豬舍培養(yǎng)出微生物濃度占DAPI 染色計數(shù)法的1.93%。表明通過染色后的直接熒光鏡檢計數(shù)檢測結(jié)果比培養(yǎng)計數(shù)法準確性更客觀真實，不僅可以檢測空氣中活的微生物,還可以檢測死細胞，是一種比較快捷簡便的空氣微生物檢測方法[6]。

（3）生物傳感器是以生物學組件作為主要功能性元件，將特定的生物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)換為電信號，并對其進行檢測的儀器。當前的生物傳感器因其識別元件不同，而主要有酶傳感器、免疫傳感器、微生物傳感器和組織傳感器、細胞傳感器、DNA 生物傳感器等。美國在2000年就已經(jīng)報道研制出了可檢測肉毒桿菌等病原體的生物傳感器，而Song 等也制備出能夠檢測霍亂病菌的生物傳感器[7]。生物傳感器在較復雜的體系中能夠進行快速連續(xù)監(jiān)測，且具有高選擇性、高靈敏度、低成本等優(yōu)點，可以用于檢測具有多個信號識別位點的病原體。因此生物傳感器已成為最具潛力的微生物檢測技術(shù)之一，并可應用到病原微生物氣溶膠的檢測之中。生物傳感器法因其可對氣溶膠微生物進行快速檢測而在某些緊急情況下具有相當大的意義。

（4）基因芯片技術(shù)是采用原位合成或顯微點樣技術(shù)將大量DNA 探針分子固定于支持物表面,然后與標記樣品雜交，通過對探針分子雜交信號的檢測，進而獲取樣品分子的基因序列信息。基因芯片技術(shù)可實現(xiàn)對樣品的高通量檢測，所需檢測時間短，特異性強。近年來基因芯片技術(shù)已成功應用于微生物如細菌、病毒、真菌的一些重要基因篩選檢測、菌種鑒定研究等。曹三杰等（2007）構(gòu)建了NDV-IBV-AIV-IBDV 基因芯片，可同時檢測家禽的幾種主要氣源性疫病病原體新城疫病毒（NDV）、傳染性支氣管炎病毒（IBV）、禽流感病毒（AIV）和傳染性法氏囊病病毒（IBDV），其檢測靈敏性好，特異性高，檢測結(jié)果也與RT-PCR 方法基本一致[8]。李永強等（2009）以黃病毒屬的日本腦炎病毒(JBEV)作為檢測敏感性的模型,結(jié)合PCR 技術(shù)，對基因芯片的敏感性進行了測定。發(fā)現(xiàn)人獸共患病病毒基因芯片至少可以檢測出300 ng 的隨機PCR 產(chǎn)物核酸量，對病毒的檢測敏感性與特異PCR 檢測敏感性相當。表明該人獸共患病病毒芯片技術(shù)達到了較高的檢測敏感性，利用基因芯片技術(shù)檢測病毒性病原體是可行的[9]。

（5）PCR 技術(shù)對病原微生物氣溶膠的檢測，是通過采樣器采集空氣的微生物樣品，再經(jīng)過DNA 或RNA 提取、PCR 擴增和凝膠電泳圖譜分析等達到檢測微生物的目的。Fallschissel 等（2009）通過實時定量聚合酶鏈反應（qPCR）來檢測禽舍空氣中的沙門氏菌，結(jié)果表明用qPCR 檢測沙門氏菌屬氣溶膠的可行性[10]。Chen 等（2004）利用多重實時熒光PCR 技術(shù)對SARS 病毒進行了檢測[11]，徐潛等（2005）分別用RT-PCR 和病毒分離培養(yǎng)方法對空氣樣中SARS 病毒進行了檢測[12]。劉凡等（2011）利用巢式PCR 對廣東省四家醫(yī)院空氣微生物氣溶膠進行了研究，表明利用PCR 技術(shù)對空氣微生物氣溶膠進行檢測可行[13]。PCR 方法由于特異性強、操作簡便，運用PCR 技術(shù)可檢測細菌和病毒的DNA，通過反轉(zhuǎn)錄PCR 也可檢測RNA 病毒，其是最新發(fā)展的熒光定量PCR 可對還可以實現(xiàn)對DNA 或RNA 的絕對定量分析，因此最近幾年在空氣微生物氣溶膠的研究中使用越來越多，也顯示了其在微生物氣溶膠檢測方面良好的應用前景。

3 畜禽養(yǎng)殖場微生物氣溶膠的防控

畜禽舍作為動物生活的地方，是病原微生物氣溶膠產(chǎn)生的主要場所，因而也是養(yǎng)殖場產(chǎn)生效益、控制疾病感染的關(guān)鍵地方。而微生物氣溶膠傳播速度快，傳播距離遠，難于防御。國內(nèi)對微生物氣溶膠的防治一直以來依賴于傳統(tǒng)的消毒劑和抗生素的使用，而新型無毒害、安全的畜禽舍病原微生物氣溶膠防治方法研究還較少，主要集中在中草藥空氣消毒殺菌劑和拮抗益生菌的研制。

（1）目前我國對病原微生物氣溶膠的防控主要為化學消毒劑和抗生素的使用?；瘜W消毒劑的使用可以通過殺死或抑制病原微生物的生長，從而減少畜禽疾病的發(fā)生和傳播。常用的化學消毒劑有很多，如酸、堿、含氯化合物、醛類、酚類、季銨鹽類等，消毒劑對畜禽舍病原微生物氣溶膠具有廣譜高效、價格較低廉、使用方便等特點，如氫氧化鈉（燒堿），可用于氣溶膠中烈性傳染病病原體（如口蹄疫病毒等）污染畜舍環(huán)境的消毒，甲醛可用于畜禽舍環(huán)境的熏蒸消毒，殺死畜禽舍氣溶膠中病原微生物。但是，化學消毒劑的毒性、刺激性對人和動物的健康有嚴重的損害作用，同時污染環(huán)境。如甲醛毒性大，有致癌作用，對使用者的健康有很大的危害，酸堿類消毒劑在使用過程中有一定的腐蝕性等，而某些過去曾被視為低毒或無毒的消毒劑，近年來卻發(fā)現(xiàn)在一定條件下仍具有相當?shù)亩尽⒏弊饔谩?/p>

（2）防控畜禽舍病原微生物氣溶膠的另一個方面是應用抗生素治療患病畜禽，減少其對畜舍環(huán)境病原微生物的排放。但抗生素的大量使用甚至是濫用現(xiàn)象容易引起細菌耐藥菌株的產(chǎn)生，甚至是超級細菌的出現(xiàn)，動物內(nèi)源性感染和畜產(chǎn)品及環(huán)境藥物殘留等一系列問題，直接造成了動物免疫下降，真正發(fā)病時無藥可用的尷尬局面，同時“有抗食品”直接危害人類健康，因此一種安全、環(huán)保的控制養(yǎng)殖場微生物氣溶膠的可靠方法是人們所需要的。

（3）中草藥空氣微生物消毒劑因其氣味芳香，對人和動物無害，使用效果和常規(guī)化學消毒劑效果相當，是近年來人們開始關(guān)注的畜禽舍病原微生物氣溶膠消毒劑。如朱艷（2010）使用艾葉、蒼術(shù)噴霧劑對病房空氣微生物的消毒效果進行了研究，發(fā)現(xiàn)艾葉、蒼術(shù)噴霧劑能有效殺滅空氣中微生物，具有良好的消毒效果，與過氧乙酸消毒組無顯著性差異（P＞0.05）[14]，胡捷等（2013）使用中藥制劑復方香艾液對室內(nèi)空氣消毒的效果進行了研究，發(fā)現(xiàn)復方香艾液進行氣溶膠噴霧法能有效抑制空氣中病原微生物，并能維持較長時間抑菌效果[15]。不過中草藥空氣微生物消毒劑也存在著一些不足之處，如中草藥制劑提取工藝復雜，費用過高，效果有時不太穩(wěn)定等，這些因素都制約著中草藥空氣微生物消毒劑的發(fā)展和推廣應用。

（4）近年來，微生物拮抗益生菌是除了中草藥外的另一種綠色、安全的病原微生物氣溶膠防控手段，微生物拮抗菌主要通過營養(yǎng)或空間競爭、分泌抑菌物質(zhì)等方式來殺死或抑制病原菌的生長繁殖，減少疫病的發(fā)生，降低畜禽舍有害氣體的排放，減少對環(huán)境的污染。仝永娟等（2013）將三株芽孢桿菌制成復合菌劑，針對復合制劑對雞舍空氣微生物的影響進行了研究，發(fā)現(xiàn)用復合芽孢桿菌噴灑雞舍，與使用消毒劑有相似的功效，均能夠有效抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長，與使用消毒劑組無顯著差異（P＞0.05）[16]，同時還能改善雞只健康，降低死淘率。拮抗菌多源于益生菌，拮抗菌以其無殘留、綠色安全等優(yōu)點逐漸替代抗生素，得到越來越多的關(guān)注、研究和應用，是畜禽舍病原微生物氣溶膠防控可以考慮的新方法。同時通過改善動物衛(wèi)生管理，對減少畜禽舍病原微生物、提高畜牧業(yè)生產(chǎn)水平和畜產(chǎn)品質(zhì)量也有著十分重要的意義。

4 展望

在現(xiàn)代的規(guī)?；笄萆a(chǎn)體系中，集約化的現(xiàn)代養(yǎng)殖帶來了生產(chǎn)效率的提高，但是畜禽環(huán)境中病原微生物氣溶膠帶來的危害也正在慢慢加大，畜禽舍病原微生物氣溶膠導致現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)中畜禽抗病力下降，甚至是發(fā)病死亡，在很大程度上制約了現(xiàn)代化畜禽生產(chǎn)的快速發(fā)展。

我國對空氣微生物氣溶膠研究起步晚，主要側(cè)重對空氣中微生物氣溶膠種類[17-19]、含量[20-21]及傳播模式[22-24]的研究，研究還不夠深入，對于微生物氣溶膠的防治的研究較少，主要著重于傳統(tǒng)化學消毒劑的應用；因此要想可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)代畜養(yǎng)殖牧業(yè)，綠色、安全、有效的病原微生物氣溶膠防治手段將是該領(lǐng)域今后發(fā)展的方向，這也是健康養(yǎng)殖、綠色養(yǎng)殖、生態(tài)養(yǎng)殖的必經(jīng)之路。

[1]段會勇,柴同杰,蔡玉梅，等.ERIC-PCR對雞舍大腸桿菌氣溶膠向舍外環(huán)境傳播的鑒定[J]中國科學,2008,38(1):74-83.

[2]鐘召兵,柴同杰,段會勇，等.雞舍環(huán)境金黃色葡萄球菌氣溶膠產(chǎn)生及其傳播的REP-PCR鑒定[J].畜牧獸醫(yī)學報,2008,39(10):1395-1401.

[3]姚美玲.H9N2亞型禽流感病毒氣溶膠發(fā)生與傳染機制及其感染SPF雞的特點[D].山東農(nóng)業(yè)大學,2010.

[4]李桂蘭,邵國青,張 映.活疫苗的氣霧免疫進展[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展,2008,8,1563-1564.

[5]魏 磊,崔金生.不同季節(jié)雞舍環(huán)境中細菌氣溶膠含量的變化分析[J].中國家禽,2012,34(4):59-63.

[6]劉敬博,柴同杰,苗增民，等.培養(yǎng)法和染色法對養(yǎng)殖環(huán)境中微生物氣溶膠濃度的檢測[J].動物醫(yī)學進展,2010,31(S):86-89.

[7]張 杰,劉永生.傳感器在致病菌檢測上的應用[J].中國農(nóng)學通報,2010,26(17):13-16.

[8]曹三杰,文心田,肖馳，等.應用基因芯片技術(shù)檢測禽4種主要疫病的研究[J].中國獸醫(yī)學報,2007,27(3):311-314.

[9]李永強,康曉平,王偉周，等.人獸共患病病毒基因芯片檢測敏感性的測定[J].解放軍醫(yī)學雜志,2009,34(2):219-222.

[10]Fallschissel K,K mpfer P,J覿ckel U.Direct detection of salmonella cells in theairof livestock stablesby real-time PCR[J].AnnalsofOccupational Hygiene,2009:53(8)869-868.

[11]陳蘇紅,張敏麗,黃 堅，等.SARS冠狀病毒實時熒光RT-PCR定量檢測.生物化學與生物物理進展,2004,31(3):249-253.

[12]徐 潛,范欽穎,段 寧，等.醫(yī)院SARS重癥監(jiān)護病區(qū)空氣傳播途徑的研究.中華醫(yī)院感染學雜志,2005,12:1380-1382.

[13]劉 凡,余淑苑,張寶瑩，等.綜合醫(yī)院分枝桿菌氣溶膠采樣及巢式PCR檢測方法研究.[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2011,21(9):2307-2311.

[14]朱 艷.艾 葉、蒼術(shù)噴霧劑對病房空氣消毒的效果觀察[J].中醫(yī)藥導報,2010,16(03):75-76.

[15]胡 捷,段家懷,江小工，等.復方香艾液3種空氣消毒方法效果及殺菌作用對照研究[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2013,22(12):1261-1263

[16]仝永娟,薩仁娜,張宏福.三株芽孢桿菌抑菌活性分析及對肉雞舍空氣微生物的影響.[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2013,46(20):4344-4353.

[17]馬瑞華,柴同杰,李培霞，等.醫(yī)院病房環(huán)境空氣中腸桿菌的檢測和分析[J].實用護理學雜志,2000,16(4):32-33.

[18]喻道軍,葉麗杰,程 明，等.對大學校園空氣微生物污染調(diào)查[J].預防醫(yī)學情報雜志,2011,27(10):766-769.

[19]傅本重,趙洪波,永保聰.昆明市不同功能區(qū)夏季空氣微生物污染監(jiān)測[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2012,28(3):104-106.

[20]魏 磊,崔金生.不同季節(jié)雞舍環(huán)境中細菌氣溶膠含量的變化分析[J].中國家禽，2012,34(04):59-60.

[21]段會勇,朱永紅,梁 巖.牛舍內(nèi)微生物氣溶膠含量檢測[J].中國草食動物科學,2013,33(3):47-51.

[22]劉鳳芝,柴同杰,王海榮，等.綠色熒光蛋白標記大腸桿菌氣溶膠的發(fā)生及其傳播模式[J].畜牧獸醫(yī)學報,2009,40(6):886-891.

[23]曹永芝,馬衛(wèi)明,陳書民，等.高致病性豬繁殖與呼吸綜合癥病毒(PRRSV)氣溶膠的發(fā)生與傳播機制[J].中國獸醫(yī)學報,2010,30(2):154-158.

[24]黃藏宇.豬場微生物氣溶膠擴散特征及舍內(nèi)空氣凈化技術(shù)研究[D].浙江師范大學,2012.