李芳芳,張 挺,周彩顯,馮新港,杜愛芳,索 勛,李祥瑞,朱興全,胡 敏
(1.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,武漢430070;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海200241;3.浙江省動物預(yù)防醫(yī)學(xué)重點實驗室 浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,杭州310029;4.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,北京100193;5.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,南京210095;6.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所 家畜疫病病原生物學(xué)國家重點實驗室 甘肅省動物寄生蟲病重點實驗室,蘭州730046)
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲(Haemonchus contortus)屬于毛圓科,血矛屬,主要寄生在牛、羊、駱駝等反芻動物的第四胃即皺胃中,偶見于小腸。在常見感染牛羊的消化道線蟲中,捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的感染率和致病力都首屈一指,以羔羊和青年羊發(fā)病率和死亡率最高[1],捻轉(zhuǎn)血矛線蟲引起的血矛線蟲病在全國各地普遍存在。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的大量寄生會長期消耗宿主營養(yǎng),造成養(yǎng)殖成本上升,飼料回報率下降和動物質(zhì)量變差甚至死亡等危害,給養(yǎng)殖業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。目前捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病防控的主要問題是缺乏可用疫苗,現(xiàn)有藥物防治效果不佳并出現(xiàn)抗藥性。2015年立項的國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(項目編號:2015CB150300)將捻轉(zhuǎn)血矛線蟲作為重點研究對象之一,以期為抗捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病新型藥物和疫苗的研制提供理論基礎(chǔ)。
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲具有較強的形態(tài)特征,容易識別。成蟲雌雄異體,肉眼可見,主要寄生在反芻動物的皺胃(圖1),少量寄生于小腸或是游離于皺胃內(nèi)容物中。雌蟲較大,長約3 cm,具有典型的“麻花狀”特征(吸血呈紅色的消化道與白色的生殖器官相互環(huán)繞形成),故該蟲又稱“捻轉(zhuǎn)胃蟲”或“麻花蟲”。陰門位于雌蟲蟲體的后半部分,具有突出的瓣狀陰門蓋(圖2)。雄蟲相對較小,長約2 cm,比雌蟲細(xì),放到清水中仔細(xì)觀察,能看到尾部“Y”字型的交合傘[2](圖3)。偶爾可見正在交配的雌雄蟲,數(shù)條絲狀的雄蟲部分身體鉆入雌蟲的生殖道,部分游離于體外。
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的生活史不需要中間宿主,包括自由生活階段和寄生生活階段。寄生于宿主體內(nèi)的雌雄蟲交配后,雌蟲產(chǎn)卵,卵隨糞便排至外界。蟲卵在適宜的條件下約2 d孵化為一期幼蟲(L1),隨后發(fā)育至二期幼蟲(L2),約7 d即發(fā)育為帶鞘的三期幼蟲(iL3)。三期幼蟲具有感染性,對外界環(huán)境抵抗力強,在不利環(huán)境中可休眠存活長達(dá)1年;具有向莖葉生長的習(xí)性,放牧的牛羊采食時攝入莖葉上的感染性幼蟲而發(fā)生感染。三期幼蟲進(jìn)入宿主體內(nèi)即開始寄生生活階段,經(jīng)口感染的幼蟲經(jīng)消化道最終到達(dá)皺胃,鉆入皺胃黏膜經(jīng)一次蛻皮發(fā)育至四期幼蟲(L4),然后返回胃腔再經(jīng)一次蛻皮逐漸發(fā)育為成蟲。從感染到發(fā)育成熟約20 d[2-3]。
圖1 羊皺胃黏膜上的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲成蟲Fig.1 Adult Haemonchus contortus on abomasum of sheep
圖2 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲雌蟲Fig.2 Adult female of Haemonchus contortus
圖3 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲雄蟲Fig.3 Adult male of Haemonchus contortus
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲對宿主的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一,造成宿主胃黏膜的機械性損傷。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲口囊內(nèi)具有背矛狀小齒,蟲體吸附于胃黏膜上,口矛能刺破胃黏膜,導(dǎo)致胃黏膜大面積的損傷及潰瘍和炎癥。第二,蟲體以宿主的血液為食,奪取宿主的營養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計,100條蟲體每天能吸血約1.5 mL,通常畜體大量感染時體內(nèi)有上千條成蟲,能造成大量血液的損失。同時成蟲還能分泌抗凝血酶,即使蟲體離開胃黏膜,傷口仍不能迅速愈合,從而加劇畜體血液的流失。第三,分泌毒素,干擾宿主的造血功能,抑制宿主的神經(jīng)系統(tǒng)活動,最終導(dǎo)致畜體消化吸收功能紊亂,抵抗力下降,生長發(fā)育受阻[2]。第四,超敏反應(yīng)。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲再次感染時,有時出現(xiàn)原有的和新感染的蟲體全部被清除的現(xiàn)象。超敏反應(yīng)往往會導(dǎo)致宿主的生理功能紊亂或組織的損傷[4]。
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病急性和亞急性感染臨床癥狀主要表現(xiàn)為不同程度的貧血;可視黏膜如眼結(jié)膜、口腔黏膜、鼻黏膜等蒼白;上、下頜間,下腹部和四肢發(fā)生水腫,腹瀉和便秘相交替等。而慢性感染常表現(xiàn)為發(fā)育不良,虛弱和漸進(jìn)性消瘦[3]。
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的診斷通常先考慮它的流行病學(xué)及臨床癥狀,然后再根據(jù)糞便蟲卵檢查或胃腸剖檢進(jìn)行確診。若在流行發(fā)病季節(jié)(5~6月和8~10月)[5-6],動物有出去攝食牧草或飲水的經(jīng)歷,并且臨床上出現(xiàn)精神萎靡,被毛粗亂,貧血消瘦,可視黏膜蒼白,便秘腹瀉交替出現(xiàn)等癥狀,應(yīng)該考慮捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的感染。為進(jìn)一步確診,可采取飽和食鹽水漂浮法檢測糞便中的蟲卵。糞便排出的蟲卵常為桑葚胚,約(75~95) μm×(40~50) μm,灰黃色,橢圓形,卵殼薄,一端或兩端有新月形的空隙,內(nèi)含20~30個胚細(xì)胞[7](圖4)。另外對感染病畜進(jìn)行剖解后,在皺胃中尤其是胃與十二指腸的交界處發(fā)現(xiàn)大量麻花狀的蟲體也可確診。
對于捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的治療,目前主要依賴于左旋咪唑、伊維菌素、阿苯達(dá)唑、丙硫咪唑等廣譜高效、毒性較低的驅(qū)蟲藥物。但不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)該地是否存在耐藥蟲株或耐藥蟲株的種類,合理地選擇藥物的種類及劑量,以發(fā)揮最好的驅(qū)蟲效果。在福建省、湖南省、陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地區(qū)均有報道顯示捻轉(zhuǎn)血矛線蟲出現(xiàn)不同種類不同程度的耐藥性[8-11]。因此只有結(jié)合自身養(yǎng)殖場的實際情況,才能準(zhǔn)確地選擇有效藥物,制定科學(xué)的驅(qū)蟲程序。同時,建議采取多種驅(qū)蟲藥物輪換用藥或聯(lián)合用藥的方法以減少耐藥蟲株的產(chǎn)生。另外還需要注意休藥期,左旋咪唑、丙硫咪唑、阿維菌素等休藥期長短不一,分別為7、14、35 d,用藥必須在休藥時期之前,否則家畜不能屠宰使用[12]。
圖4 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲糞便中的蟲卵Fig. 4 Eggs from the faeces of animal infected with Haemonchus contortus
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的防控應(yīng)遵循三個原則:控制傳染源,切斷傳播途徑和保護(hù)易感動物。這就要求我們強化引進(jìn)制度,加強飼養(yǎng)管理和注重環(huán)境衛(wèi)生。
控制傳染源一方面應(yīng)完善引種審批制度,嚴(yán)格落實引種隔離,杜絕引進(jìn)攜帶捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的羊[13];另一方面,要及時治療甚至淘汰嚴(yán)重患病動物。定期檢測羊群糞便,當(dāng)每克糞便中的線蟲蟲卵數(shù)(EPG)達(dá)到1000個以上時,要及時對羊群進(jìn)行治療性驅(qū)蟲[14],還要根據(jù)地方流行特征進(jìn)行預(yù)防性驅(qū)蟲[15]。
切斷傳播途徑一方面需要防止蟲卵或幼蟲的污染,另一方面要減少或杜絕動物與污染源的接觸。加強環(huán)境衛(wèi)生管理:每天打掃圈舍,清理糞便,定期消毒,防止糞便污染飼料或飲水;糞便集中進(jìn)行堆集發(fā)酵處理。合理安排放牧:選擇干燥的牧場,避免低洼潮濕地帶。避免在清晨、傍晚和陰雨天進(jìn)行放牧[16]。合理安排放牧周期,有條件的地方可以進(jìn)行輪牧。
保護(hù)易感動物,一方面要加強飼養(yǎng)管理,提高動物自身免疫力。要注意飼料的營養(yǎng)和衛(wèi)生,飼料營養(yǎng)應(yīng)該全面,適時合理補充精料,增強動物的抵抗力[17]。特別要注重對幼齡動物的照料和管理。幼齡羊由于免疫系統(tǒng)尚未健全,常常容易被感染,嚴(yán)重影響其生長發(fā)育。因此羔羊在斷乳(一般3~4月齡)后,應(yīng)及時將生產(chǎn)母羊分群并及時對羔羊進(jìn)行首次驅(qū)蟲,可有效避免捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病對幼齡羊的危害[18]。另一方面要加強環(huán)境衛(wèi)生管理,尤其是以圈養(yǎng)方式為主時,一定要合理的建設(shè)圈舍,保持干燥通風(fēng),整潔干凈,飼養(yǎng)密度適宜,為動物提供舒適健康的生長環(huán)境??丈嵝璩S?% ~ 5% 的NaOH進(jìn)行噴灑消毒。
除了上述防控原則和措施,對捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的宣傳教育也是不容忽視。只有深刻了解該病的危害和嚴(yán)重性,才能引起養(yǎng)殖人員的重視,從而加強對該病的預(yù)防和治療。這也需要當(dāng)?shù)匦竽莲F醫(yī)局和科研單位加強對寄生線蟲病的宣傳教育,可以采取在基層開展專題知識講座或是印發(fā)宣傳冊等方式提高養(yǎng)殖戶對寄生線蟲病的認(rèn)識理解和防范意識;與養(yǎng)殖戶建立密切的聯(lián)系,指導(dǎo)他們?nèi)粘纳x病的監(jiān)測和反饋,結(jié)合科學(xué)研究,給基層養(yǎng)殖人員提供更科學(xué)有效的治療和防控方案。
隨著國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目“牛羊重要寄生蟲致病機制的分子基礎(chǔ)”(項目編號:2015CB150300)的順利開展,捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染與致病分子機制的研究取得了重要階段性成果。目前已鑒定并研究了捻轉(zhuǎn)血矛線蟲TGF-β信號通路重要基因,通過RNAi或抑制劑方法發(fā)現(xiàn)這些基因能顯著影響捻轉(zhuǎn)血矛線蟲在體外從脫鞘三期到四期的生長發(fā)育過程[19]。感染的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲三期幼蟲具有耐干燥的特性,mRNA差異顯示技術(shù)篩選了干燥環(huán)境中蟲體的差異表達(dá)基因,RNAi實驗確定了Hc-ubq和Hc-gst在線蟲耐干燥中起重要作用[20]。同樣,用mRNA差異顯示技術(shù)比較正常幼蟲和四期早期滯育幼蟲的差異表達(dá)基因,鑒定出Hc-fau影響蟲體的壽命和繁殖[21]。在捻轉(zhuǎn)血矛線蟲三期和四期蟲體轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的基礎(chǔ)上,篩選出一些線蟲蛻皮相關(guān)基因和凝集素相關(guān)基因,其中Hc-clec-60基因影響蟲體的大小和繁殖[22]。用雙向差異熒光凝膠電泳技術(shù)分析不同發(fā)育時期捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的差異表達(dá)蛋白[23],篩選出多個與生長發(fā)育相關(guān)的關(guān)鍵酶分子,其中天冬氨酸蛋白酶抑制劑能顯著抑制胃蛋白酶活性,可能參與調(diào)節(jié)宿主的免疫應(yīng)答[24]。精氨酸激酶(rHc-AK)、絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶(serine threonine phosphotase,STP)作為重要的排泄分泌(excretory-secretory antigens,ES)蛋白,參與宿主免疫反應(yīng),并在與山羊外周血單核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)相互作用過程中表現(xiàn)出明顯的免疫調(diào)節(jié)特性,可作為控制感染的潛在分子靶點[25-27]。另外還鑒定了脂肪酸代謝酶相關(guān)基因Hc-daf-22和Hc-maoc-1,研究發(fā)現(xiàn)它們與脂肪的儲存和蟲體壽命有關(guān)[28-29]。研究建立的離體綿羊皺胃模型,可以模擬捻轉(zhuǎn)血矛線蟲早期感染對皺胃組織的影響,為捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染機制及與宿主相互作用的研究提供有效的體外模型[30]。關(guān)于捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染與致病機制的研究還在不斷的深入進(jìn)行中,這些研究結(jié)果將為未來開發(fā)抗捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病新型藥物和疫苗奠定堅實基礎(chǔ),為建立新的防控策略做出重要貢獻(xiàn)。