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为解决空气传播病毒在畜禽养殖中难以控制的问题，研究人员开展了静电除尘器（ESP）对甲型流感病毒（IAV）和猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）空气传播影响的研究。结果显示 ESP 能有效去除病毒气溶胶颗粒，延迟感染。这为防控养殖设施中空气传播病毒提供新方向。
在现代化的畜禽养殖产业中，动物们生活在相对封闭且通风受控的环境里，这虽然便于管理，但也带来了一个棘手的问题 —— 空气传播疾病极易爆发和传播。像猪繁殖与呼吸综合征（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS）、猪流感（Swine Influenza）这类疾病，可通过气溶胶传播，给养猪业造成巨大的经济损失。以 PRRS 为例，它能让母猪繁殖失败，各年龄段的猪都可能出现呼吸障碍，在美国，2006 - 2010 年期间，每年因它造成的损失近 6.64 亿美元。甲型流感病毒（Influenza A virus，IAV）不仅影响猪的生产性能，还因有产生新变种的潜力，对公共卫生构成威胁。
目前常用的空气过滤系统存在诸多弊端，比如压力降会增加通风系统的能耗，购买、安装和更换过滤器的成本也很高，而且过滤器只是收集颗粒，无法灭活病毒，存在病毒再次悬浮传播的风险。所以，研发新的技术来控制传染性气溶胶的传播迫在眉睫。
在这样的背景下，美国明尼苏达大学（University of Minnesota）的研究人员展开了一项重要研究。他们评估了单级线板式静电除尘器（Electrostatic Precipitator，ESP）对 IAV 和 PRRSV 空气传播的缓解作用，相关研究成果发表在《Veterinary Research》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- 动物隔离系统与实验设置：使用专门设计的模块化动物隔离器系统，在生物安全二级（BSL - 2）条件下开展实验。将接种病毒的猪放在 ESP 上游的隔离器中，未接种的哨兵猪放在下游，通过控制气流单向流动模拟自然传播路径。
- 样本采集：每天采集猪的鼻拭子、空气样本和环境擦拭样本。空气样本利用安德森级联撞击器（Andersen cascade impactors）在 ESP 上下游采集，用于分析不同粒径带病毒颗粒的情况；鼻拭子和环境擦拭样本则用于检测病毒 RNA。
- 样本检测：运用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time Quantitative Polymerase Chain Reaction，RT-qPCR）技术检测样本中的病毒 RNA，并通过病毒分离实验确定样本中是否存在活病毒。
下面来看具体的研究结果：
- 病毒鼻腔排毒定量：IAV 接种猪从接种后 1 天到 6 天持续排毒，2 天达到峰值。在 ESP 关闭的阳性对照实验中，哨兵猪 1 天接触气溶胶后 2 天检测呈阳性；ESP 开启时，哨兵猪检测阳性时间延迟至 5 - 6 天。PRRSV 接种猪在 2 - 10 天排毒，ESP 关闭时，哨兵猪 2 天检测阳性；开启时，阳性时间延迟至 7 - 10 天。
- 空气传播病毒颗粒的病毒载量和粒径分布：IAV 阳性对照实验中，ESP 上下游在多个粒径范围都能检测到病毒 RNA，且上游大粒径（>8μm）颗粒病毒载量较高。ESP 开启后，下游在哨兵猪检测阳性前，仅在部分粒径范围检测到低浓度病毒 RNA，整体去除效率达 96.91% - >99.97%，大粒径（>6.5μm）颗粒去除效率更高。PRRSV 实验中，ESP 关闭时，上下游在 6 - 10 天检测到低水平病毒 RNA；开启后，几乎检测不到。
- 环境擦拭样本中的病毒载量定量：IAV 实验中，ESP 关闭时，下游环境擦拭样本在哨兵猪检测阳性前就呈阳性；开启时，多在哨兵猪阳性后或同一天呈阳性。PRRSV 实验中，上游擦拭样本病毒 RNA 浓度变化大，下游多在哨兵猪阳性后呈阳性。
研究结论和讨论部分表明，ESP 在减少空气中带病毒颗粒数量方面效果显著，能延迟病毒传播至哨兵猪的时间，其对 IAV 的去除效率与其他研究相符。不过，尽管 ESP 能大幅降低空气中带病毒颗粒浓度，但仍有哨兵猪感染，可能与多种因素有关，如细胞培养方法的灵敏度、空气交换率、采样方法等。此外，不同粒径带病毒颗粒在病毒传播中的作用还需进一步研究。对于 PRRSV，实验中检测到的病毒水平有限，可能是多种原因导致，还需用其他毒株进一步测试。环境采样结果也显示 ESP 能减少表面病毒沉积。相对湿度和气流对 ESP 的去除效率、工作稳定性等有影响，后续还需在实地条件下深入研究。总之，该研究为 ESP 在动物养殖设施中防控空气传播病毒提供了有力证据，展示了其潜在应用价值，但还需更多实地研究来充分评估。
