化学消毒剂对微生物的影响（研究进展多种消毒剂活性物质特征及对ASFV作用效力的对比）

波兰国家兽医研究所Małgorzata Juszkiewicz等人发表了一篇关于消毒剂活性物质特性及对ASFV杀灭作用相关内容的综述。目前，针对ASFV消毒效果进行的试验数据依然是缺乏的，本文基于ASFV是包膜病毒的事实，对可借鉴的已有对抗有包膜病毒的消毒剂的一般知识和经验进行了汇总。

文章信息如下：

ASFV是一种大型的包膜DNA病毒，其衣壳由外脂膜下的几个同心的脂质和蛋白层组成，双链(ds) DNA基因组约为190kbp。它属于Asfarviridae科的Asfivirus属。ASFV通过直接接触受感染的猪(气溶胶)、软蜱以及接触被含病毒物质污染的材料或物体(如血液、粪便、尿液或唾液)而传播。野猪也可能通过直接接触或食用受感染的猎物或腐肉传播病毒，因此ASFV很容易被人类转移到养猪场。分子研究领域的新进展为研制一种可用的疫苗带来了希望，但迄今为止还没有研制出一种成功的ASFV疫苗。尽管一些结构病毒蛋白在病毒感染中的作用已被认识，但ASFV的免疫应答机制仍不清楚，目前还没有针对ASF的有效疾病控制策略。ASFV是通过扑杀受感染的猪和维持高生物安全标准来控制的，目前这似乎是阻止ASF传播的唯一途径。

生物安全

生物安全被描述为预防或尽量减少自然发生的传染病、作物和牲畜中的害虫的传播，以及外来入侵生物对经济和环境造成的威胁。它主要关注对动植物健康和生物多样性的威胁，这些威胁可能对人类健康产生间接影响。

对猪肉生产者来说，疾病控制是最具挑战性的领域之一。养猪场生物安全可界定为尽量减少对养猪场及猪只造成不利影响的各类风险的工程。制定和维持具有成本效益的生物安全方案涉及许多因素。这些因素可以看作是链条上的各个环节;生物安全方案的强度取决于它最薄弱的环节。

生物安全的一个重要环节是消毒，它减少了致病性微生物的百分比，在本例中是病毒，消毒达到的程度是使被消毒的物体或表面不再是感染源。消毒对于降低ASFV或其他病原体污染环境的风险至关重要。消毒通常分两步进行：首先进行彻底的机械清洁，然后使用消毒剂。应去除和处理潜在污染的材料，如粪肥，床上用品，稻草和饲料，然后用洗涤剂彻底清洗表面（图3）。用消毒剂喷洒或浸泡富含蛋白质的污染物质是无效的，因为ASFV可以承受相当广泛的pH 变化。

图3 清洁对消毒效果的贡献

微生物对化学消毒剂作用的敏感性从最具抵抗力因而最不敏感的朊病毒到最不具抵抗力因而最敏感的包膜病毒(包括ASFV)不等。（图4）。

图4 微生物按消毒难度的降序排列

病毒对消毒剂的敏感性取决于多个因素，包括病毒类型(包膜或非包膜)、大小、形态和核酸(单链或双链)。 非包膜病毒如肠病毒对常用消毒剂如70%酒精和1%季铵盐化合物的作用比包膜病毒具有更强的抵抗力。此外，包膜病毒在宿主之外的环境中稳定性较差。

理想的消毒剂应具有快速、耐用、无毒、不受环境因素影响的特点，并应具有尽可能广泛的杀微生物活性谱，包括细菌、病毒和真菌等。准确确定消毒剂作用范围和方法，有利于正确使用消毒剂，不正确确定消毒剂的活性参数(浓度、接触时间、范围)，可能导致消毒剂产品使用不当（表1）。

表1 ASFV对物理和化学作用的抵抗力

消毒垫是应用上述标准确保消毒剂有效性的最佳实例。外部消毒垫受到环境影响：风、阳光和高温加速干燥，大雨导致消毒剂溶液稀释，冬季温度低可能会使其冻结。

在使用前检查标签并阅读消毒剂的说明书非常重要。说明书上通常有一个优选的温度范围，对环境条件的敏感性，使用该药剂的目的，并建议稀释保证正确的pH值。

大多数消毒剂的活性取决于溶液的pH值，可以用不同的方法测量（例如，用石蕊试纸）。在外部消毒垫浸泡在酸性消毒剂中的情况下，最佳指示剂可以是溶液的颜色，其从粉红色（活性溶液）变色至无色（活性大大降低）与溶液活性降低相称。

另一个重要问题是消毒剂在低温下的有效性。大多数消毒剂（尤其是老一代的），在低于-5°C的温度下使用是无效的。为了保持消毒剂在0至-5℃的温度下的有效性，必须向其中加入适量的氯化钠或乙二醇。使用消毒剂时应始终记住的是在冬季时对外部消毒垫及时进行补充。

很难找到针对ASFV的完美消毒剂，因为没有全局整理工作来收集明确描述的有关消毒剂的详细数据。但是，每个国家都批准和/或授权了一份对ASFV有效的消毒剂清单，因此可供参考的范围内，只能使用授权的消毒剂，并且只能根据消毒剂生产厂家的说明进行应用。

对ASFV的消毒剂选择，可借鉴已有对抗有包膜病毒的消毒剂的一般知识和经验，例如：ORF病毒（OV），马病毒性动脉炎病毒（EVAV），伪狂犬病病毒（PRV），猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）和经典猪瘟（CSF）等，以往经验表明，有效灭活ASFV的化合物有如下几种：

1％甲醛，

次氯酸钠（0.03％至0.0075％），

2％苛性钠溶液（最强的杀病毒剂），

戊二醛，甲酸，

1％氢氧化钠或氢氧化钙（4°C时浆液中病毒灭活有效），

酚类 - lysol，lysephoform和creolin，

基于脂质溶剂的化合物，

多组分化合物 - Virkon（1：100），Lysoformin，Desoform，Octyldodeceth-20（OD-20）表面活性剂，活性物质，有机酸，糖类等。

几种消毒剂的特性和作用机理汇总甲醛

甲醛（甲醛，CH 2 O）是一种以水溶性气体形式存在的单醛。它用作液体和气体状态的消毒剂和杀菌剂，主要用作称为福尔马林的水基溶液，其为37％甲醛（w / v）。

甲醛是一种极具反应性的化学物质，可与蛋白质，DNA和RNA相互作用。该相互作用基于烷基化蛋白质的氨基和巯基和嘌呤碱基的环氮原子。甲醛可杀灭细菌、孢子和病毒，但它比戊二醛的作用更慢。

虽然甲醛是一种高级消毒剂，但它的使用受到刺激性烟雾和刺激性气味的限制，即使刺激性烟雾和刺激性气味的含量非常低（<1 ppm）也会产生影响。根据美国职业安全和健康管理局的说法，它属于潜在的致癌物。

甲醛可引起哮喘样呼吸问题和皮肤刺激，如皮炎和瘙痒，或摄入后甚至死亡。这大大限制了其作为ASFV消毒剂的使用范围。在ASFV防控中，甲醛最常用于电气设备进行蒸汽消毒。

次氯酸盐

次氯酸盐是最常用的氯消毒剂，可以作为液体（例如次氯酸钠）或固体（例如次氯酸钙）获得。

氯化合物在清洁表面上是良好的消毒剂，但很快被有机物质灭活，因此丧失消毒活性。

次氯酸钠是一种次氯酸盐，化学式为NaOCl，属于氯释放剂（CRAs）。被称为家用漂白剂的次氯酸钠水溶液（5.25％-6.15％）是家庭中最常用的氯产品。它们被广泛用于硬表面的消毒，也应用于食品和乳制品行业及饮用水（终端处理）。

在水中，次氯酸钠离子化产生Na 和次氯酸根离子（OCl）-与次氯酸（HOCl）形成平衡。次氯酸和次氯酸根离子之间的平衡明显受pH影响。在碱性pH下，次氯酸根离子是有利的; 该溶液相对更稳定，但作为消毒剂效果较差。在较酸性的pH值下，有利于次氯酸的形成。虽然这种化合物比次氯酸根离子稳定得多，但它是一种高效的氧化剂和有效的抗菌剂。

次氯酸钠具有广谱的抗微生物活性。它是对细菌、病毒、真菌、孢子有效，具有相对低的残留毒性，并且可以大量低成本地制造，但是很快被有机物质失活。

尽管氯的精确作用机理尚不清楚，但通常认为氯对微生物的致死作用是由加入的次氯酸氧化（或氯化）细胞蛋白产生的，具有对多种官能团的反应性。几乎所有测试的病毒都证明对某些氯含量敏感，而次氯酸钠通常被推荐作为病毒病原体的标准消毒剂。据报道，25种不同的病毒可被含有200 ppm的有效氯在10分钟内被灭活。

因为低浓度的溶液对ASFV可有效消毒，次氯酸钠是推荐用于灭活ASFV的化合物之一。

此外，使用次氯酸钠作为消毒剂对副痘病毒的研究证实了其在包膜病毒失活方面的有效性。次氯酸盐是OIE和美国动物生物制品国际合作研究所推荐用于痘病毒的消毒剂之一。

次氯酸盐可以被认为是一种通用的消毒剂，然而，它的有效性因长期储存而降低，因此有必要在使用前检查其活性。为了达到令人满意的消毒效果，需要浓度为0.5％的活性氯。

碱性化学品

氢氧化钠（苛性钠）以及氢氧化钙（石灰）和碳酸钠（洗涤苏打）是碱性化学品的成员。

烧碱是一种强大的消毒剂。其消毒作用是基于游离氢氧根离子的形成，其导致蛋白质变性，脂肪的皂化和碳水化合物的形成。与次氯酸盐相比，它具有在有机物存在下依然有效的优势。

氢氧化钠已被证明可有效灭活脂质包膜病毒，如人类免疫缺陷病毒和伪狂犬病病毒。

氢氧化钙（石灰）通常用于改变土壤pH值，稳定动物粪便并使气味最小化，并且在农业区域中容易获得。作为消毒剂，已显示氢氧化钙在浆液和废水处理过程中可降低病原体水平，特别是病毒。已经有两种利用其有效性的技术被确定为可能适用于猪粪中ASFV的灭活：一种是热处理，另一种是用碱性化学品，特别是氢氧化钠或氢氧化钙 。这些方法相对容易，而且便宜，并且处理过的浆料（特别是在热处理后）可以用通常的方式处理。发现ASFV可被Ca（OH）2在1％和30％（w / v）下在4°C和22°C下30分钟内灭活; NaOH在22℃下1％，0.5％和0.2％（w / v）有效，在4℃下1％和0.5％（w / v）有效，0.2％在该温度下无效。温度对其用于对ASFV的化学失活效力有影响。

防控ASF等疾病，必须采取消毒措施，房间和运输工具可用2％的苛性钠溶液清洗，1％得苛性钠溶液可用于手部消毒。2％的苛性钠溶液是灭活ASFV的最强化合物。

戊二醛

戊二醛是一种重要消毒剂，特别是用于低温消毒。

戊二醛的水溶液是酸性的，通常，在这种状态下，不能杀灭孢子。它在pH 7.5±0.85下的作用最强，在其他pH值下，其作用可能会减弱36倍之多。

在有机杂质存在下，其消毒效果稍差。

革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌、真菌和病毒对戊二醛敏感，而细菌孢子和结核分枝杆菌对戊二醛中度敏感。

戊二醛作为潜在的杀病毒剂也可用于灭活ASFV。该机制的实际作用尚不清楚，但它涉及通过变性蛋白质破坏生物膜，代谢蛋白质-DNA交联的干扰和衣壳变化而杀灭病毒。它对金属无腐蚀性，不损坏透镜仪器、橡胶或塑料。这就是为什么它通常被用来消毒塑料，不能被高温消毒。

戊二醛是一种有毒的潜在致癌物，在消毒过程中应监测戊二醛的暴露量，以确保消毒过程中的安全性。

苯酚

苯酚（酚）碳酸（C 6 H 5 OH，羟基苯）具有结晶形式（白色或无色晶体）并且发出特有的强烈气味。它是最古老的防腐剂之一。

苯酚在0.1％-1％的浓度下具有抑菌作用，在1％-2％时具有杀菌和杀病毒作用。5％的苯酚溶液在48小时内可杀死炭疽孢子。

EDTA和适宜较高的温度可增强了杀菌活性; 然而，它的消毒作用可被碱性介质（通过电离）、脂质、肥皂和低温降低。

在高浓度下，苯酚作为原生质毒物，穿透并破坏细胞壁，沉淀细胞蛋白质。低浓度的苯酚和较高分子量的苯酚衍生物通过使大量酶系统失活和必需代谢物从细胞壁渗漏而导致细菌死亡。苯酚对有机物具有良好的渗透力，主要用于对有机物质（如感染食物和排泄物）进行消毒。

酚类是苯酚衍生物。这些消毒剂通过膜损伤和蛋白质的变性和凝固起作用。它们对包膜病毒有效，包括ASFV，另外，其对立克次氏体、真菌和细菌均有效。它们在有机材料存在下比其他消毒剂更活跃。

甲酚、六氯酚、烷基和氯衍生物以及二苯基比苯酚本身更具活性。苯酚甲基衍生物是甲酚，甲酚是三种异构体的混合物，是另一种重要的消毒剂，其消毒活性比苯酚强十倍。甲酚是通过蒸馏煤焦油得到的。甲酚和树脂皂的混合物是creolin（creolinum），甲酚和钾皂的混合物是lysol（lysolum），用于仪器和医疗设备的消毒（浓度为3％-5％），手（浓度为1％-2％），地板、墙壁和家具（浓度为5％-10％）。浴室用10％的溶液消毒。甲酚是一种深棕色、浓稠的液体，当与水混合时形成悬浮液。

季铵化合物

季铵化合物（QAC）是离子化合物，在分子中含有四个有机基团并与氮原子连接（包括三个共价键和一个配位键）。胺等级由氨分子中的碳原子取代的氢原子数和自由对氮电子决定。分子的亲水性元素是氮阳离子，疏水性片段是烷基链。这种化学结构在界面处提供独特的活化特性并与表面相互作用。QAC的表面活性也由脂族碳链的长度决定; 最高的是存在12-14个碳原子。许多抗菌产品含有QAC和其他添加剂的混合物，以增加其功效或针对特定的一组生物。QAC是膜活性剂，与细菌的细胞质膜相互作用。它们的疏水活性也使它们对包膜病毒有效。QAC还与细胞内靶标相互作用并与DNA结合。根据产品配方，它们对无包膜病毒和孢子也有效。

QAC广泛用作消毒剂，但不建议用作防腐剂，因为在皮肤和组织上，在几次与其使用相关的感染爆发后，它们在防腐方面被打上失败的标签。

它们通常用于非关键表面的普通环境卫生，例如地板、家具和墙壁。QAC通常显示低毒性，但长时间接触它们会刺激皮肤和呼吸道。有测试证实，0.003％浓度的QAC对四种包膜病毒非常有效，包括非洲猪瘟病毒。QAC诱导了包膜病毒的分离，并且比其他消毒剂对这些病毒具有更强的作用。

由于其包膜，ASFV很容易被脂质溶剂灭活。主要消毒剂的作用机理见表2。

表2 消毒剂的作用机理

结论

猪粮安天下，养猪生产是世界粮食经济最重要的方面之一，确保养猪场的生物安全及疫病防控至为关键。

一些病毒性疾病可以通过疫苗接种程序预防和控制，但是，目前，既没有疫苗也没有安全有效的化学治疗药物可用于抗ASFV。感染猪的有效隔离通常是有问题的或不切实际的，养猪人通常严重依赖化学消毒。因此，选择合适的消毒剂并有效地应用它们以减少病毒性疾病的传播是极其重要的。虽然目前有些消毒剂的功效研究有了一些数据，但似乎有必要直接在ASFV上进行测试，以确保消毒剂的最大效果，并防止ASF在未来扩散。

考虑到上文提到消毒剂的多样性和属性以及ASFV是包膜病毒的事实，当满足以下某些条件时，消毒应该是有效的：

1.用洗涤剂进行机械清洁，确保去除蛋白质，

2.使用推荐的，经过测试和批准的消毒剂，

3.达到适当的温度，

4.使用建议的消毒剂浓度，

5.确保建议的接触时间。

消毒是预防ASF整个生物安全计划中最重要的组成部分之一。所有与猪场有关的工人都应严格遵守上述条件。

本文还介绍了波兰2017年肉品产量、猪肉饲养量和ASF对波兰的影响等内容。

图1 2017年波兰肉品产量

图2 2009年-2018年波兰生猪饲养量（单位：百万头）

本文由《中国动物保健》周盼伊校对整理

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