Małgorzata Juszkiewicz

1 Departamentul de Boli Porcine, Institutul Național de Cercetare Veterinară, 24-100, Puławy, Polonia

Marek Walczak

1 Departamentul pentru Boli Porcine, Institutul Național de Cercetare Veterinară, 24-100, Puławy, Polonia

Grzegorz Woźniakowski

1 Departamentul pentru Boli Porcine, Institutul Național de Cercetare Veterinară, 24-100, Puławy, Polonia

Abstract

Pesta porcină africană (ASF), cauzată de virusul pestei porcine africane (ASFV), este în prezent una dintre cele mai importante și grave boli ale porcilor, în principal datorită enormelor consecințe sanitare și socio-economice. Aceasta duce la pierderi economice grave, nu numai din cauza ratei de mortalitate de aproape 100%, ci și prin interzicerea exporturilor de carne de porc pe care le declanșează. În prezent, nici vaccinuri, nici agenți chimioterapeutici siguri și eficienți nu sunt disponibili împotriva ASFV. Boala este controlată prin sacrificarea porcilor infectați și menținerea unor standarde ridicate de biosecuritate, care se bazează în principal pe dezinfectare. Unele țări au aprobat și/sau autorizat o listă de biocide eficiente împotriva acestui virus. Acest articol se concentrează pe caracteristicile substanțelor chimice prezente în cei mai populari dezinfectanți de potențială utilizare împotriva ASFV. În ciuda faptului că unele dintre ele au fost aprobate și testate, pare necesar să se efectueze teste direct pe ASFV pentru a asigura eficacitatea maximă a dezinfectanților în prevenirea răspândirii ASF în viitor.

Introducere

Producția de porc în Polonia este unul dintre cele mai importante aspecte ale economiei alimentare a țării. În 2017, producția de carne de porc a reprezentat peste 35% din producția totală de carne (Fig. 1) și s-a situat pe locul al doilea după producția de carne de pasăre (peste 48%) (17). Între 2009 și 2018, populația de porci păstrați în Polonia a rămas mai mult sau mai puțin stabilă, la aproximativ 12 milioane (Fig. 2). Având în vedere piatra de temelie care este carnea de porc, menținerea numărului adecvat de porci în Polonia este un obiectiv strategic al economiei alimentare și poate fi servit asigurând un nivel ridicat de bunăstare a porcilor. Asigurarea bunăstării animalelor, printre alte măsuri, implică păstrarea animalelor libere de boli infecțioase. Unele boli infecțioase cauzează pierderi economice grave, nu numai prin mortalitate ridicată, ci și printr-un impact negativ asupra vânzărilor și exporturilor de carne.

caracteristicile

Producția de carne în Polonia în 2017

Populația de porci (în milioane) în Polonia, 2009–2018 (18)

Pesta porcină africană (ASF), cauzată de virusul pestei porcine africane (ASFV), este în prezent una dintre cele mai importante și grave boli ale porcilor, în principal datorită enormelor sale consecințe sanitare și socio-economice. Infecția în efectivele de reproducție este lentă, dar include un procent semnificativ de animale, provocând mortalitate de aproape 100%. Afectează porcii domestici, mistreții și viermii de diferite grupe de vârstă (26). Ca exemplu al daunelor economice pe care ASF le poate provoca, în 2014 și 2015 valoarea exporturilor de carne de porc și produse din carne de porc din Polonia, Lituania, Letonia și Estonia a fost redusă cu 961 milioane USD de boală, care a fost de aproape 50% din valoarea totală a exportului. Răspândirea necontrolată a ASF poate avea consecințe dezastruoase dacă apare în China, ținând cont de faptul că China conține mai mult de jumătate din populația mondială de porci (35). Prin urmare, este listată ca o boală cu notificări de către Organizația Mondială pentru Sănătatea Animalelor (OIE).

ASFV a fost introdus în Europa în a doua jumătate a secolului XX și a apărut acolo pentru a doua oară în 2007 (8), când virusul a ajuns în Georgia. Apoi, ASFV s-a răspândit în Armenia, Azerbaidjan, Federația Rusă, Ucraina, Belarus și statele baltice (adică Lituania, Letonia și Estonia). Primul caz de ASF în Polonia a fost înregistrat în 2014 (11).

Biosecuritate

Biosecuritatea este descrisă ca prevenirea sau reducerea la minimum a transmiterii bolilor infecțioase naturale, a dăunătorilor din culturi și a animalelor și a amenințărilor reprezentate pentru economie și mediu de către organismele străine invazive. În primul rând, este preocupat de amenințările la adresa sănătății animalelor și plantelor și a biodiversității, care ar putea avea un impact indirect asupra sănătății umane (16).

Controlul bolilor este unul dintre cele mai provocatoare domenii pentru producătorii de carne de porc. Securitatea fermei de porci poate fi definită ca planificarea și implementarea unui program pentru a reduce la minimum diferite tipuri de risc care pot avea efecte dăunătoare asupra fermei și a porcilor. Mulți factori sunt implicați în dezvoltarea și menținerea unui program de biosecuritate rentabil. Acești factori pot fi considerați ca verigi într-un lanț; un program de biosecuritate este la fel de puternic ca cea mai slabă verigă a acestuia (19).

O verigă importantă în biosecuritate este dezinfecția, care reduce procentul de microorganisme patogene, în acest caz viruși, într-o asemenea măsură încât obiectul sau suprafața dezinfectată nu mai sunt o sursă de infecție. Dezinfectarea este vitală pentru a reduce riscul de contaminare a mediului cu ASFV sau alți agenți patogeni. De obicei, are loc în doi pași: o curățare mecanică aprofundată urmată de aplicarea dezinfectantului. Materialele potențial contaminate, cum ar fi gunoi de grajd, așternut, paie și furaje, trebuie îndepărtate și eliminate, iar apoi suprafața trebuie spălată bine folosind detergenți (Fig. 3). Pulverizarea sau înmuierea materialelor contaminate bogate în proteine ​​cu dezinfectant este ineficientă deoarece ASFV poate rezista la modificări de pH destul de extinse (27).

Contribuția curățării la eficiența dezinfectării (29)

Sensibilitatea microorganismelor la acțiunea dezinfectantă chimică variază de la cel mai rezistent și, prin urmare, cel mai puțin sensibil, prioni, la cel mai puțin rezistent și, prin urmare, cel mai sensibil, viruși înveliți (inclusiv ASFV) (Fig. 4).

Microorganisme în ordinea descrescătoare a dificultății pentru dezinfectare (29, 34, 36)

Susceptibilitatea virală la dezinfectanți depinde de mai mulți factori, inclusiv tipul de virus (învelit sau neînvelit), dimensiunea, morfologia și acidul nucleic (monocatenar sau dublu catenar) (22, 36, 39). Virușii neînveliți, cum ar fi enterovirusurile, sunt mai rezistenți decât virusurile înveliți la acțiunea dezinfectanților utilizați în mod obișnuit, cum ar fi 70% alcool și 1% compuși de amoniu cuaternari (6). În plus, virusurile învelite sunt mai puțin stabile în afara gazdelor lor (4, 39).

Trăsăturile dezinfectantului perfect ar trebui să fie acțiunea rapidă, durabilitatea, netoxicitatea și impermeabilitatea față de factorii de mediu și ar trebui să aibă cel mai larg spectru posibil de activitate biocidă, inclusiv împotriva bacteriilor, virușilor și ciupercilor. Determinarea precisă a sferei acțiunii dezinfectante facilitează aplicarea corectă a metodei de dezinfectare, iar determinarea incorectă a parametrilor activității (concentrație, timp de contact, interval) poate duce la utilizarea necorespunzătoare a produselor dezinfectante (40) (Tabelul 1).

tabelul 1

Rezistența ASFV la acțiunea fizică și chimică (46)

ActionResistance
TemperaturaFoarte rezistent la temperaturi scăzute. Căldură inactivată cu 56 ° C/70 min; 60 ° C/20 min.
pHInactivat cu pH 11,5 în mediu fără ser. Serul crește rezistența virusului, de exemplu, la pH 13,4 rezistența durează până la 21 ore fără ser și 7 zile cu ser.
Produse chimice/dezinfectanteSensibil la eter și cloroform. Inactivat cu 8/1.000 hidroxid de sodiu (30 min), hipocloriti ca 2,3% clor (3 min), 3/1.000 formalina (30 min), 3% ortofenilfenol (30 min) si compusi de iod.
SupravieţuireRămâne viabil pentru perioade lungi de timp în sânge, materii fecale și țesuturi, în special produse din carne de porc infectate sau neființate. Se poate înmulți în vectori (Ornithodoros sp.).

Este greu să găsești dezinfectantul perfect împotriva ASFV, deoarece nu există niciun efort global de colectare pentru a aduna date detaliate descrise în mod explicit cu privire la dezinfectanți. Cu toate acestea, fiecare țară a aprobat și/sau autorizat o listă de biocide eficiente împotriva ASFV și, prin urmare, ar trebui utilizate numai biocide autorizate și aplicate numai conform instrucțiunilor producătorului. Cunoștințe generale acumulate și experiență în utilizarea dezinfectanților împotriva virusurilor învelite, de ex. Virusul ORF (OV), virusul arteritei virale ecvine (EVAV), virusul pseudorabiei (PRV), virusul porcinei de reproducere și sindrom respirator (PRRSV) și pesta porcină clasică (LCR), au arătat că compușii chimici eficienți în inactivarea ASFV sunt după cum urmează (12, 37):

Hipoclorit de sodiu (0,03% - 0,0075%),

Soluție de sodă caustică 2% (cel mai puternic agent virucid),

1% hidroxid de sodiu sau calciu (eficient la inactivarea virusului în suspensie la 4 ° C),

Fenoli - lizol, lizofoform și creolină,

Compuși chimici pe bază de solvenți lipidici,

Compuși multi-constituenți - agenți tensioactivi Virkon (1: 100), lizoformină, desoform, Octyldodeceth-20 (OD-20), substanțe active, acizi organici, glicozal etc.

Caracteristici și mecanisme de acțiune a dezinfectanților

Hidroxidul de sodiu (sodă caustică) împreună cu hidroxidul de calciu (var) și carbonatul de sodiu (sodă de spălare) sunt membri ai grupului de produse chimice alcaline. Soda caustică este o bază puternică. Acțiunea sa dezinfectantă se bazează pe formarea ionilor de hidroxid liber, care determină denaturarea proteinelor, saponificarea grăsimilor și distribuția glucidelor. Are avantajul suplimentar de a fi eficient în prezența materialului organic. S-a dovedit că hidroxidul de sodiu este eficient în inactivarea virușilor înveliți cu lipide, cum ar fi virusul imunodeficienței umane și virusul pseudorabiei (15).

Glutaraldehida este o dialdehidă importantă care este utilizată ca dezinfectant și sterilizant, în special pentru dezinfectarea la temperaturi scăzute. Soluțiile apoase de glutaraldehidă sunt acide și, în general, în această stare, nu sunt sporicide (23, 34). Funcționează cel mai puternic la pH 7,5 ± 0,85. La alte valori ale pH-ului, acțiunea sa poate fi de până la 36 de ori mai slabă. În prezența impurităților organice este puțin mai eficient. Bacteriile Gram-pozitive și Gramnegative, ciupercile și virusurile sunt sensibile la glutaraldehidă, în timp ce sporii bacterieni și micobacteriile tuberculoase sunt moderat sensibile (25). Glutaraldehida ca agent potențial virucid este, de asemenea, utilizată pentru a dezactiva ASFV. Acțiunea reală a mecanismului este necunoscută, dar implică distrugerea membranelor biologice prin denaturarea proteinelor, perturbarea legăturilor metabolice proteină-ADN și modificări ale capsidei. Nu este coroziv pentru metal și nu deteriorează instrumentele cu lentile, cauciucul sau materialele plastice (34). De aceea este utilizat în mod obișnuit pentru sterilizarea materialelor plastice care nu pot fi sterilizate la temperaturi ridicate. Este toxic și este potențial cancerigen, astfel încât expunerea la glutaraldehidă ar trebui monitorizată pentru a asigura siguranța în timpul dezinfectării (25).

Compușii cuaternari de amoniu (QAC) sunt compuși ionici care conțin patru grupe organice în moleculă și sunt legați de atomi de azot (inclusiv trei legături covalente și o legătură de coordonare). Gradul de amină este determinat de numărul de atomi de hidrogen și de perechi libere de electroni de azot substituiți cu atomi de carbon în molecula de amoniac. Elementul hidrofil al moleculei este un cation de azot, iar fragmentul hidrofob este un lanț alchil. Această structură chimică oferă proprietăți unice de activare la interfață și interacțiune cu suprafața (21). Activitatea de suprafață a QAC-urilor este, de asemenea, determinată de lungimea lanțului de carbon alifatic; cel mai mare este în prezența a 12-14 atomi de carbon. Multe produse antimicrobiene conțin amestecuri de QAC și alte adăugiri pentru a crește eficacitatea lor sau pentru a viza un anumit grup de organisme. QAC sunt agenți activi cu membrană, care interacționează cu membranele citoplasmatice ale bacteriilor. Activitatea lor hidrofobă îi face, de asemenea, eficienți împotriva virușilor înveliți. QAC-urile interacționează, de asemenea, cu ținte intracelulare și se leagă de ADN. De asemenea, sunt eficiente împotriva virușilor și sporilor neînveliți, în funcție de formularea produsului (13).

QAC-urile sunt utilizate pe scară largă ca dezinfectanți, dar nu sunt recomandate ca antiseptice, deoarece pe piele și țesut eșecul lor a fost recunoscut în urma mai multor focare de infecții asociate cu utilizarea lor. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit la igienizarea obișnuită a mediului a suprafețelor non-critice, cum ar fi podele, mobilier și pereți. QAC-urile prezintă în general o toxicitate scăzută, dar contactul prelungit cu acestea poate irita pielea și căile respiratorii. Există teste care confirmă faptul că concentrația 0,003% de QAC a fost foarte eficientă împotriva a patru virusuri învelite, inclusiv virusul pestei porcine africane. QAC-urile au indus detașarea virusurilor învelite și au avut un efect mult mai puternic împotriva acestor virusuri decât alți dezinfectanți (37). ASFV este ușor inactivat de solvenți lipidici datorită anvelopei sale (5). Mecanismele de acțiune ale dezinfectanților principali sunt prezentate în Tabelul 2 .

masa 2

Mecanismele de acțiune a dezinfectanților (29)