豬傳染性胸膜肺炎是由豬胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌(AP)引起的豬的呼吸道疾病,能引起各個(gè)年齡段豬的急性和慢性感染,是一種致死性和高度接觸性的傳染病。以急性出血性纖維素性胸膜炎和出血性肺炎為主要特征,急性病例死亡率可達(dá)80%以上,慢性經(jīng)過(guò)者生長(zhǎng)發(fā)育受阻,易引發(fā)其他病原感染而死亡。自1957年P(guān)attison首次報(bào)道后,此后該病逐漸擴(kuò)散至世界各地,在美洲、歐洲、澳大利亞、亞洲等地均有流行,但各地方所流行的血清型不盡相同,給該病的防治帶來(lái)相當(dāng)?shù)睦щy。目前該病在全世界很多國(guó)家廣泛流行,是國(guó)際公認(rèn)的危害現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)的重要傳染病之一,給全球的養(yǎng)豬業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著我國(guó)引進(jìn)豬不斷增多,該病在我國(guó)也開(kāi)始流行起來(lái)。
由于其病原菌是放線(xiàn)桿菌,所含血清型較多。胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌根據(jù)其生長(zhǎng)是否需要V因子(V因子為輔酶I,即煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD或輔酶II,煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,NADP)和尼克酰胺腺呤二核苷酸,可將其分為兩個(gè)生物型,依賴(lài)外源V因子才能生長(zhǎng)的是生物1型( biotype I),不需要V因子就能培養(yǎng)生長(zhǎng)的是生物Ⅱ型( biotype II)。到1999年,AP已經(jīng)被分離鑒定出了15種血清型(1~15血清型),根據(jù)可溶性英膜多糖(CPS)和脂多糖(LPS)的特性,將生物I型分為13個(gè)血清型,其中5型又分為5a和5b兩個(gè)亞型,將生物Ⅱ型分為2個(gè)血清型,且生物 I型致病性強(qiáng)于生物型Ⅱ。
準(zhǔn)確區(qū)分此病原菌的不同血清型是研制有效預(yù)防疫苗的前提。各種血清學(xué)方法仍是現(xiàn)階段對(duì)胸膜肺炎放線(xiàn)桿升感血清型定的主要手段,但不足之處是,存在一定程度的交叉反應(yīng)以及不能對(duì)新分離的原菌進(jìn)行分型。而采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對(duì)不同基因進(jìn)行擴(kuò)增,根據(jù)擴(kuò)增結(jié)果進(jìn)行血清型鑒定基因分型方法,具有準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),可克服傳統(tǒng)血清學(xué)方法的不足,己經(jīng)逐成為胸膜肺類(lèi)放線(xiàn)桿菌研完中的新的分型方法。
在不同的國(guó)家,血清型的再劃分是高度可變的。某些血清型可能在某一地區(qū)更為普遍,被視為“特定國(guó)家”,但通常在同一國(guó)家會(huì)出現(xiàn)很多種血清型。(表1)
表1 不同國(guó)家主要血清型的類(lèi)型
隨著時(shí)間的推移,各種血清型的存在也會(huì)發(fā)生變化,過(guò)去不存在或存在較少的血清型可能成為最主要的血清型。例如,在聯(lián)合國(guó),2004年以3型為主,2009年以8型為主。
在一個(gè)畜群中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)多種血清型,而且可以從一些農(nóng)場(chǎng)的母豬和育肥豬中分離出不同的血清型。即使在穩(wěn)定的、病毒流行率低的農(nóng)場(chǎng)中,也存在病毒暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。(圖 1)。
圖1 對(duì)血清型2型的血清型陽(yáng)性率和胸膜炎發(fā)病率(Busch E,2010 年 )。
各種年齡、性別的豬都有易感性,其中6周齡至6月齡的豬較多發(fā),但以3月齡仔豬最為易感。本病的發(fā)生多呈最急性型或急性型病程而迅速死亡,在豬群中急速暴發(fā),發(fā)病率和死亡率一般為50%左右,最急性型的死亡可達(dá)80%~100%。病豬和帶菌豬是本病的傳染源。種公豬和慢性感染豬在傳播本病中起著十分重要的作用。APP主要通過(guò)空氣飛沫傳播,在感染豬的鼻汁、扁桃體、支氣管和肺臟等部位是病原菌存在的主要場(chǎng)所,病菌隨呼吸、咳嗽、噴嚏等途徑排出后形成飛沫,通過(guò)直接接觸而經(jīng)呼吸道傳播。本病的發(fā)生具有明顯的季節(jié)性,多發(fā)生于4~5月和9~11月。飼養(yǎng)環(huán)境突然改變、豬群的轉(zhuǎn)移或混群、擁擠或長(zhǎng)途運(yùn)輸、通風(fēng)不良、濕度過(guò)高、氣溫驟變等應(yīng)激因素,均可引起本病發(fā)生或加速疾病傳播,使發(fā)病率和死亡率增加。
總之,血清型的多變性和存在性對(duì)準(zhǔn)確診斷和多血清型重點(diǎn)預(yù)防措施有著巨大的要求。除了與血清型特異性脂多糖決定因素有關(guān)的毒力因子外,還有3種Apx毒素與胸膜肺炎的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。
毒素是許多病原性細(xì)菌的毒力因子之一,對(duì)大部分病原性細(xì)菌也是如此。通過(guò)對(duì)毒素的特征和作用機(jī)制的研究,給診斷、治療、預(yù)防和控制細(xì)菌性傳染病提供了重要的理論基礎(chǔ)。研究人員通過(guò)基因克隆、序列分析、定點(diǎn)突變等技術(shù)的能夠構(gòu)建大量的雜合毒素并得到原始毒素和重組毒素。毒素的研究又出現(xiàn)了氣分子遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)工程等新方法。在前人研究的基礎(chǔ)上,研究人員己經(jīng)不僅能夠推測(cè)毒素的初級(jí)結(jié)構(gòu),而且對(duì)其細(xì)胞、亞細(xì)胞及分子水平的作用機(jī)制有了更深的了解,另外,對(duì)毒素結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系及其在致病過(guò)程中作為毒力因子的作用方式以及具體作用也有了更明確的認(rèn)識(shí)。ApX毒素作為APP的毒力因子在致病性方面的作用己經(jīng)得到證實(shí)。
Apx毒素屬于RTX毒素之一,具有溶血活性和細(xì)胞毒性作用。它不僅可以溶解紅細(xì)胞,更重要的是它具有調(diào)節(jié)白細(xì)胞活性的功能。這一點(diǎn)對(duì)它的致病性尤為重要。其中APXI和ApX2的活性屬于溶血素,而ApX屬于白細(xì)胞毒素。 APX毒素通常由不同的血清型以不同的組合而產(chǎn)生。因此,對(duì)ApxI、ApxII和ApxIII的主動(dòng)免疫提供了獨(dú)立于感染所涉及的血清型的保護(hù)。
免疫接種是預(yù)防和控制該病的主要措施,目前我國(guó)用于預(yù)防APP的主要疫苗是滅活疫苗。這種滅活疫苗對(duì)于同種血清型的感染可降低死亡率,但不能降低發(fā)病率和慢性感染,不能阻止肺部病變,更不能對(duì)異型菌提供交叉保護(hù)。由于慢性感染影響豬的生長(zhǎng)速度,降低飼料報(bào)酬,給養(yǎng)豬業(yè)造成巨大損失。臨床上迫切需要更加安全、有效的疫苗來(lái)預(yù)防和控制該病的發(fā)生與流行。通過(guò)對(duì)胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌毒力因子的研究,證實(shí)分泌毒素為其最重要的毒力因子,同時(shí)也是其最重要的免疫原性因子,加有類(lèi)毒素的滅活疫苗保護(hù)力大為提高。
目前APP的疫苗一般是采用肌肉注射的方法進(jìn)行免疫。注射免疫操作困難,而且肌注普通的細(xì)菌滅活苗往往對(duì)注射部位造成損傷,易引起豬群緊張,及伴隨的炎癥反應(yīng)、肌體發(fā)熱等副作用,特別對(duì)初生仔豬往往造成很大傷害。與其他呼吸道病原菌一樣,胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌也是通過(guò)黏膜表面進(jìn)入宿主。研究發(fā)現(xiàn),用口服疫苗劑量就能夠誘導(dǎo)很高的免疫反應(yīng),當(dāng)?shù)?次免疫時(shí)加大10倍的劑量,動(dòng)物能夠克服免疫耐受,維持很高的系統(tǒng)免疫。人們期望開(kāi)發(fā)一種能誘導(dǎo)黏膜免疫反應(yīng)的疫苗,同時(shí)盡可能地解決上述問(wèn)題,于是開(kāi)始嘗試開(kāi)發(fā)豬胸膜肺炎的口服疫苗作為一種新的防治手段。
COGLAPIX是一種以細(xì)菌類(lèi)毒素為基礎(chǔ)的疫苗,它對(duì)所有的血清型都有很強(qiáng)的保護(hù)作用。面對(duì)現(xiàn)存血清型的可變性,只有類(lèi)毒素疫苗可以為其提供保障。COGLAPIX疫苗既可以保障安全,又可以保障功效。
將提取的三種毒素乳化后分別免疫小兔,共免疫三次,間隔時(shí)間為兩周,對(duì)照組用PBS乳化后同時(shí)進(jìn)行免疫。每免疫兩周后斷尾采血并分離血清,將血清做十倍稀釋后再作倍比稀釋。
結(jié)果表明,Coglapix對(duì)Apx類(lèi)毒素有很強(qiáng)的免疫反應(yīng)。免疫后兩周,在兔血清中接種有顯著抗Apx的抗體。根據(jù)特異性單克隆抗體,采用3種室內(nèi)Apx特異性競(jìng)爭(zhēng)性ELISA方法對(duì)誘導(dǎo)抗體滴度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
已在許多實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí),Coglapix所誘導(dǎo)的高度的臨床保護(hù)作用,與血清型特異性無(wú)關(guān),這項(xiàng)研究將在24周內(nèi)使用疫苗以抵御APP血清型1、2和7的挑戰(zhàn)。與未接種疫苗對(duì)照組相比,Coglapix疫苗接種豬肺病變的發(fā)生率和范圍明顯降低(表3和表4)
在飼養(yǎng)豬群的農(nóng)場(chǎng),這種持久的免疫力也提供了有效的預(yù)防措施。與其他疫苗的比較試驗(yàn)顯示,Coglapix在預(yù)防APP方面的效果更好(圖2)。類(lèi)毒素菌苗組具有較高的毒素抗體和間接血凝抗體,類(lèi)毒素菌苗組攻毒后基本沒(méi)有表現(xiàn)出臨床癥狀,剖檢肺部病變輕微;空白對(duì)照組臨床癥狀明顯,剖檢呈現(xiàn)典型的胸膜肺炎病變??贵w檢測(cè)和攻毒結(jié)果顯示類(lèi)毒素菌苗對(duì)于強(qiáng)毒APP的感染保護(hù)效果能顯著降低臨床發(fā)病,減輕肺部病變,可以取代細(xì)菌滅活苗用于胸膜肺炎的免疫預(yù)防。攻毒結(jié)果還顯示毒素抗體和保護(hù)力呈正相關(guān)。
表3 肺部病變發(fā)生率(%)
表4 肺損害評(píng)分
圖2 肺損害評(píng)分
豬場(chǎng)有多種血清型存在,而且在某一特定農(nóng)場(chǎng)出現(xiàn)一種不同血清型的新毒株的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)存在,因此需要對(duì)所有血清型進(jìn)行廣泛的保護(hù)。類(lèi)毒素疫苗比滅活疫苗具有更高的免疫活性,甚至對(duì)與疫苗同源的血清型也是如此。
Coglapix對(duì)各種血清型的AP菌株具有持久的保護(hù)作用,并能在不同的條件下預(yù)防豬胸膜肺炎。