魏述亮,邱家章,張恒彬
(山東裕城生物技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 251403)
豬鏈球菌?。⊿wine Streptococosis),作為豬養(yǎng)殖行業(yè)最為常見的病癥之一,臨床主要表現(xiàn)為:仔豬腦膜炎、豬敗血癥、豬心肌內(nèi)膜炎、豬肺炎等等[1],對養(yǎng)殖戶帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。近年來研究發(fā)現(xiàn),該病毒力因子復(fù)雜、發(fā)病機(jī)理眾多、防治難度大,引起了越來越多科研工作者的重視。
豬鏈球菌作為革蘭氏陽性球菌的一種,無芽孢、鞭毛,呈短鏈狀,有莢膜,通常為圓形或橢圓形,早期培養(yǎng)出現(xiàn)莢膜,有菌毛,在含血液、血清或葡萄糖的培養(yǎng)基中生長良好。根據(jù)血平板類型不同,培養(yǎng)時產(chǎn)生的溶血環(huán)略有差異,豬鏈球菌在多數(shù)血平板呈 α溶血,在馬等動物血平板呈 β溶血[2]。它能夠發(fā)酵棉子糖、蔗糖、山梨醇、海藻糖和乳糖;不發(fā)酵甘露糖和阿拉伯糖。生存能力表現(xiàn)較強(qiáng),在動物尸體內(nèi)能存活 6周左右(溫度 4℃以內(nèi)),脫離動物機(jī)體在一般水體中能存活 2周左右。常用殺菌劑可將其滅殺,如含氯、乙醇、季銨鹽類等。
豬鏈球菌血清表現(xiàn)類型復(fù)雜,種類眾多,根據(jù)莢膜多糖抗原進(jìn)行分類,目前已發(fā)現(xiàn)的血清型有 35種之多,但不是所有的都具有致病性。截至目前,能引起動物感染較強(qiáng)病癥的主要為 1、2、7和9型,其中能導(dǎo)致人類致病或致死的主要為血清2型,可采用專業(yè)診斷試劑進(jìn)行鑒別[3]。
從流行病學(xué)角度分析,豬鏈球菌病的發(fā)病無顯著季節(jié)性特征,一般在天氣炎熱時發(fā)病率略高于其他季節(jié),該病發(fā)病通常出現(xiàn)大面積流行性,致死率高,多呈現(xiàn)地域性流行。感染對象不局限于豬,馬、牛、羊、犬、貓等也易被病菌感染,臨床表現(xiàn)與豬相似。在科學(xué)研究中,研究人員通常用小鼠作為感染動物研究對象[4]。
豬鏈球菌病常見于 1~3個月齡的仔豬,感染后病癥嚴(yán)重。其中在正常的豬群中,鏈球菌 2型幾乎存在于所有的豬體內(nèi),扁桃體為定值的靶向器官。以致病豬和病死豬的尸體為豬鏈球菌病的主要傳染源,除此之外,已痊愈的帶病毒豬以及帶病毒尚無癥狀的健康豬也是其傳染源。通過研究發(fā)現(xiàn),如母豬生殖系統(tǒng)中帶有病毒,那其所生產(chǎn)的仔豬也有很大幾率發(fā)生感染,且仔豬在哺乳過程中也易感染病毒。
鏈球菌病毒感染動物機(jī)體的方式多種多樣,主要感染途徑有消化道、呼吸道、皮膚接觸、傷口感染等等,環(huán)境傳播已水體傳播和污染環(huán)境空氣傳播為主。在人獸之間的傳播途徑與之類似,人類感染人群主要集中在養(yǎng)殖場工作人員及豬肉屠宰加工工人,目前為止尚未發(fā)現(xiàn)人與人之間的傳播。
一般發(fā)生在流行初期,突然發(fā)病,體溫升至41~42 ℃,在數(shù)小時至 1 d內(nèi)死亡。急性病例,常見精神沉郁,體溫 41 ℃ 左右,呈稽留熱,減食或不食,心跳加快,眼結(jié)膜潮紅,流淚,有漿液性鼻液,呼吸淺而快。部分病豬在發(fā)病的后期,耳尖、四肢下端、腹下可見有紫紅色或出血性紅斑,有跛行病程2~4 d。
多發(fā)于哺乳仔豬和保育仔豬,與水腫病的癥狀相似。發(fā)病初期患豬體溫升高,食欲廢絕,便秘,有漿液性或粘液性鼻液,繼而出現(xiàn)神經(jīng)癥狀,轉(zhuǎn)圈,空嚼,磨牙,直至后軀麻痹,共濟(jì)失調(diào),側(cè)臥于地,四肢作游泳狀,頸部強(qiáng)直,角弓反張,甚至昏迷死亡。部分豬出現(xiàn)多發(fā)性關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)腫大,病程5~10 d。
患豬體溫升高,被毛粗亂,呈現(xiàn)關(guān)節(jié)炎病狀,表現(xiàn)一肢或肢關(guān)節(jié)腫脹,高度跛行,甚至不能起立。病程 2~3周。小部分哺乳仔豬也可發(fā)生,常常因搶不上吃奶而逐漸消瘦。
病豬淋巴腫脹,堅硬,有熱痛感,采食、咀嚼、吞咽和呼吸較為困難,多見于頜下淋巴結(jié)化膿性炎癥,咽喉、耳下、頸部等淋巴結(jié)也可發(fā)生。一般不引起死亡,病程為 3~5周。病豬經(jīng)治療后腫脹部分中央變軟,皮膚壞死,破潰流膿,并逐漸痊愈。
病豬死后血液凝固不良呈污穢色。心冠脂肪水腫,心內(nèi)外膜有出血點(diǎn)或出血斑;心包、胸腔積液,呈黃色,有時積液中有纖維蛋白;鼻黏膜、喉頭、氣管、黏膜充血或出血,有泡沫狀物;肺充血、水腫;肝瘀血腫大,呈暗紫色,有時呈黃色;脾瘀血腫大,呈暗黃色,病程稍長的多為黃色;膀胱皺縮,少尿或無尿,全身淋巴結(jié)出血腫大或水腫,有的淋巴結(jié)周圍結(jié)締組織水腫或呈膠凍樣;胃和小腸黏膜有不同程度的出血,腸系膜水腫;神經(jīng)癥狀嚴(yán)重的腦膜充血、出血,嚴(yán)重的甚至腦膜出血或腦膜下積液。
自建國后有首次報道記錄以來,關(guān)于豬鏈球菌病大面積暴發(fā)案例越來越多,其中人感染情況頻發(fā)[5],造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失及社會影響。1999年江蘇一豬養(yǎng)殖場大面積疫情暴發(fā),引起萬余頭豬死亡,養(yǎng)殖人員25人感染,其中14人死亡,死亡率高達(dá) 56 %。2005四川省大面積豬鏈球菌病暴發(fā),涉及 9個地市,數(shù)萬頭豬死亡,206感染,其中死亡人數(shù)高達(dá) 38人。以上致人傳染死亡主要為 2型豬鏈球菌,因此近年來越來越多的研究人員聚焦于此,開展毒力因子、發(fā)病機(jī)理及防治免疫研究,并取得了一定的科研成果。
研究證實(shí),該菌經(jīng)呼吸道進(jìn)入機(jī)體,起初定值于機(jī)體扁桃體及呼吸道黏膜內(nèi),在突破機(jī)體局部屏障后入侵淋巴系統(tǒng)和血液系統(tǒng),通過血液循環(huán)散播至機(jī)體各組織,產(chǎn)生毒力因子,進(jìn)而引發(fā)各種臨床癥狀,主要表現(xiàn)為急性腦膜炎、肺組織病變、關(guān)節(jié)炎癥等。截止目前,該細(xì)菌在動物機(jī)體內(nèi)的具體傳播機(jī)制尚未有明確研究報道,對于該方面的研究主要聚焦在細(xì)菌導(dǎo)致腦膜炎的機(jī)制方向上。
研究發(fā)現(xiàn),豬鏈球菌的毒力因子主要包括 7種,具體如下:
為細(xì)菌細(xì)胞壁的主要組成部分,由多種同多糖、異多糖組成,分子量達(dá)18萬ku上下,在眾多毒力因子的起決定作用,其具體成分及結(jié)構(gòu)受細(xì)菌血清型影響,保護(hù)細(xì)菌免受機(jī)體免疫系統(tǒng)的吞噬。
黏附素存在于細(xì)菌表面,保證細(xì)菌能夠黏附在受感染機(jī)體內(nèi),保證細(xì)菌在機(jī)體內(nèi)定植,為感染提供前提條件。在豬鏈球菌中,黏附素[7]主要分為兩種,一種為 18 ku,存在于大多數(shù)血清型菌體中;另一種為 39 ku,主要存在于 2型豬鏈球菌中,其粘附性對機(jī)體具有較強(qiáng)的致病力。
為細(xì)菌在生長過程中產(chǎn)生的一種血液毒素,是蛋白毒素的一種,膽固醇能夠不可逆的抑制它的溶血性,與介導(dǎo)細(xì)菌的入侵和裂解細(xì)胞密切相關(guān)[8]。其作為一種成孔毒素,在病毒定值于呼吸系統(tǒng)黏膜后,破壞呼吸道上皮組織,使大量繁殖的細(xì)菌進(jìn)入呼吸道毛細(xì)血管系統(tǒng),最終擴(kuò)散近循環(huán)系統(tǒng)。
溶菌酶釋放蛋白及胞外蛋白因子均為 2型豬鏈球菌重要毒力因子之一。溶菌酶釋放蛋白是細(xì)菌的胞壁蛋白,分子質(zhì)量為 136 ku,具有黏附上皮細(xì)胞和介導(dǎo)細(xì)菌侵襲作用,還能誘導(dǎo)上皮細(xì)胞和巨細(xì)胞凋亡[9],促進(jìn)感染過程。細(xì)胞外蛋白因子是一種分泌性蛋白,分子質(zhì)量為 110 ku,目前作用不詳。根據(jù)MRP和EF的有無可將2型豬鏈球菌分為 3種表型:MRP+EF+,致病力最強(qiáng);MRP+EF-,致病力較弱;MRP-EF-,無致病力,MRP和EF也是判定菌株致病力的標(biāo)準(zhǔn)。
王花茹等[10]對 2型豬鏈球菌的纖維蛋白結(jié)合蛋白開展了具體研究,其通過化學(xué)手段分離純化了豬鏈球菌的纖維結(jié)合蛋白,該蛋白能保護(hù)細(xì)菌免受豬免疫系統(tǒng)的吞噬,同時還具備黏附素的功能,在保證細(xì)菌定值機(jī)體的同時保護(hù)菌體。同時其還發(fā)現(xiàn)該蛋白能幫助細(xì)菌黏合在人體纖維蛋白中,是使人類致病的重要因素之一。
其為最晚發(fā)現(xiàn)的毒力因子,經(jīng)研究人員DNA分析,該脫氫酶中含有一份開放性的閱讀框,其能對四百多個氨基酸殘基進(jìn)行編碼。該酶可以和感染豬鏈球菌豬血清發(fā)生反應(yīng),目前作為檢測豬鏈球菌的抗原物質(zhì)之一。
先前,針對豬鏈球菌病主要以抗生素藥物治療為主,針對具體細(xì)菌類型,選擇合適的抗生素藥物混入飼料內(nèi),在藥物使用過程中應(yīng)防止細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性,用藥最好經(jīng)過藥敏試驗(yàn)篩選敏感藥物,并經(jīng)常變換使用藥物。近年來,隨著中獸藥的快速發(fā)展,中藥在治療豬鏈球菌病中的優(yōu)勢逐漸凸顯出來,其中地丁、蒲公英、金銀花等藥物被廣泛用于該病治療。
作為最行之有效的預(yù)防手段之一,免疫預(yù)防能夠有效控制豬鏈球菌病的大面積暴發(fā)。相對其他種類細(xì)菌,鏈球菌的血清型多種多樣,存在地域性差別,不同血清型抗原的交叉免疫效果較差。對此,研制疫苗的關(guān)鍵就在于選擇具有代表性的血清型作為疫苗株。Okwumabua等[11]研究表明,2型豬鏈球菌中 38 ku蛋白具有顯著代表性,其為目前診斷應(yīng)用最廣的抗原。
Wisselink等[12]研究發(fā)現(xiàn),MRP、EF也可以作為研制鏈球菌疫苗的代表標(biāo)志物,并開發(fā)了WO作為佐劑的 MRP+EF+亞單位疫苗,已能有效預(yù)防2型豬鏈球菌。
李明等[13]利用 2型豬鏈球菌株 MRP和EPF的 NDA序列表達(dá)合成 74 ku蛋白作為免疫原,具有較好的保護(hù)效果。
范紅結(jié)等[14]通過馬鏈球菌獸疫亞種類M蛋白和豬鏈球菌 MRP融合表達(dá),發(fā)現(xiàn)表達(dá)產(chǎn)物具有類M蛋白和MRP的雙重抗原性,融合蛋白對仔豬的免疫保護(hù)率為60%。
污染環(huán)境中細(xì)菌傳播作為主要傳染源之一,因而環(huán)境衛(wèi)生對于防治豬鏈球菌病有著重要作用,其中母豬作為重點(diǎn)關(guān)注對象,其飼養(yǎng)管理顯得額外重要。在現(xiàn)在豬養(yǎng)殖場現(xiàn)代化、規(guī)模化提前下,豬舍的環(huán)境管理逐漸趨于智能化,豬舍衛(wèi)生環(huán)境管理主要為:(1)外來豬需確保無疫病。(2)注重環(huán)境衛(wèi)生及通風(fēng),豬舍布局科學(xué)合理,養(yǎng)殖密度適中。(3)定期消毒能夠有效防止豬鏈球菌病的發(fā)生,也能有效殺滅其他細(xì)菌。