文│陳亮(四川省三臺(tái)縣動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心)
牛結(jié)核病被世界動(dòng)物衛(wèi)生組織列為法定報(bào)告的動(dòng)物疫病,我國(guó)將其列為二類動(dòng)物疫病。該病可以在人類和家畜或者野生動(dòng)物之間傳播,危害巨大,有學(xué)者指出,“牛結(jié)核病是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最具破壞力的傳染病之一”。牛奶及其制品是人類經(jīng)常飲用(食用)的食品,其受到污染也會(huì)導(dǎo)致人類感染。由于誤食受污染的乳制品而感染肺結(jié)核的患者占總患者的10%以上。由于抗生素濫用、牲畜調(diào)運(yùn)增多等因素,牛結(jié)核病的發(fā)生率顯著提升,嚴(yán)重影響了養(yǎng)牛業(yè)的健康發(fā)展,公共衛(wèi)生安全也受到威脅。由于牛結(jié)核病還沒有有效的疫苗,多數(shù)國(guó)家通過監(jiān)測(cè),將檢測(cè)出的陽(yáng)性個(gè)體進(jìn)行撲殺來防控牛結(jié)核病。為了更好地預(yù)防和控制牛結(jié)核病,筆者對(duì)牛結(jié)核病的病原學(xué)特性、流行病學(xué)特點(diǎn)和診斷技術(shù)等進(jìn)行綜述,希望為控制和消滅牛結(jié)核病提供部分理論支撐。
牛結(jié)核病的病原為分枝桿菌屬的牛分枝桿菌。牛分枝桿菌為革蘭氏陽(yáng)性菌,為專性需氧菌,長(zhǎng)1.5~4微米,寬0.2~0.5微米,無鞭毛,無運(yùn)動(dòng)性,不形成芽孢。體外培養(yǎng)牛分枝桿菌時(shí),溫度需設(shè)定為37.5℃,pH=5.9~6.9,在此條件下,該菌可較好生長(zhǎng),但生長(zhǎng)速度較慢。牛分枝桿菌對(duì)外界環(huán)境的抵抗力很強(qiáng),在陰濕處可存活5個(gè)月以上,干燥環(huán)境下可存活10個(gè)月,在水中可存活半年,在糞便和土壤中可以存活6~7個(gè)月。但分枝桿菌在高溫下不易存活,陽(yáng)光暴曬2小時(shí),60℃下10~30分鐘,85℃下5分鐘,90℃下1分鐘都可以殺死該菌。
病畜和帶菌畜是牛結(jié)核病的主要傳染源,病畜和帶菌畜的分泌物和排泄物中均帶菌。牛分枝桿菌可以通過呼吸道、消化道和皮膚黏膜傳播。結(jié)核病病??人詴r(shí),會(huì)將帶有牛分枝桿菌的飛沫排放到空氣中,?;蛘咂渌麆?dòng)物吸入帶菌的飛沫就會(huì)感染結(jié)核病。食用被結(jié)核菌污染的食物或未經(jīng)消毒的乳產(chǎn)品也會(huì)感染結(jié)核病。牛分枝桿菌易感染牛尤其是奶牛,其次是人、禽類和野生動(dòng)物等。該病無明顯的季節(jié)性,一年四季均可發(fā)生,在農(nóng)村散發(fā),規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)因圈舍通風(fēng)差,互相接觸多,多呈區(qū)域性流行。
1.細(xì)菌學(xué)方法。
(1)涂片染色法。采集典型病變組織(如肺、肝)樣進(jìn)行涂片,并使用萋尼二氏抗酸染色法染色,在顯微鏡下觀察,可以發(fā)現(xiàn),分枝桿菌會(huì)被染成紅色,而其他細(xì)菌會(huì)被染成藍(lán)色。涂片染色法操作簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單,是使用較普遍的方法。但此方法無法鑒別出分枝桿菌和非典型分枝桿菌,缺乏特異性,而且實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性不高,只適合檢測(cè)病菌數(shù)量多的組織樣品。因此,涂片染色法一般用于初步診斷,如需確診還需要結(jié)合其他的診斷技術(shù)。
(2)細(xì)菌培養(yǎng)法。培養(yǎng)法是診斷牛結(jié)核病的標(biāo)準(zhǔn)方法。采集病牛鼻腔中的分泌物進(jìn)行細(xì)菌分離培養(yǎng),根據(jù)菌落的形態(tài)結(jié)構(gòu)判定是分枝桿菌還是其他細(xì)菌。此法對(duì)病菌含量較低的組織樣也可以檢測(cè)出,且靈敏度高。但由于結(jié)核菌生長(zhǎng)周期長(zhǎng),一般為4~8周,而且培養(yǎng)成功率僅占發(fā)病病例的10%~20%。為了避免污染物帶來的影響,可以使用高效液相色譜去污法控制樣品中污染物的生長(zhǎng),這樣可以縮短樣品處理的時(shí)間,縮短牛分枝桿菌的分離時(shí)長(zhǎng),從而幫助菌落的早期生長(zhǎng)。
(3)噬菌體生物擴(kuò)增法。分枝桿菌噬菌體具有特定的宿主菌譜,且只能感染活的分枝桿菌。分枝桿菌噬菌體感染宿主后,可以在把宿主菌完全裂解前持續(xù)增殖,子代的噬菌體就會(huì)隨著菌體的裂解而釋放,與相應(yīng)的指示細(xì)胞結(jié)合后又通過裂解指示細(xì)胞釋放,最后在瓊脂平板上呈現(xiàn)出透明的噬菌斑。根據(jù)瓊脂平板上是否有噬菌斑就可以判斷樣品中是否含有活的分枝桿菌。該方法在國(guó)外已商品化應(yīng)用,我們近些年才開始重視和使用。
2.分子生物學(xué)診斷技術(shù)。
(1)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR技術(shù))是將特定的DNA片段或cDNA片段在體外特定條件下短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的片段,其靈敏性、特異性和檢測(cè)速度都得到認(rèn)可。目前,常用的包括逆轉(zhuǎn)錄PCR法、套氏PCR法、單管套式逆轉(zhuǎn)錄PCR法、實(shí)時(shí)熒光PCR法、酶聯(lián)PCR法等。PCR技術(shù)靈敏度高,檢測(cè)速度快,還可以有效避免其他非結(jié)核分枝桿菌的干擾,但由于此檢測(cè)方法需要專業(yè)的檢測(cè)人員和專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備,所以多在檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用。
(2)DNA核酸探針檢測(cè)法。將特異性的DNA片段使用特殊的示蹤劑進(jìn)行標(biāo)記作為探針,在特定條件下與待檢樣品DNA分子上的遺傳片段進(jìn)行互補(bǔ)雜交。這樣就可以確定結(jié)核分枝桿菌的種類。目前比較常用的有cDNA探針、全染色體核酸探針、寡聚核酸探針和克隆核酸探針等。
(3)全基因組測(cè)序。全基因組測(cè)序技術(shù)是將待測(cè)樣品的基因進(jìn)行高通量測(cè)序,從而得到全基因組序列,再使用生物信息學(xué)技術(shù)進(jìn)行分析,從基因組學(xué)層面進(jìn)行調(diào)查。全基因組測(cè)序技術(shù)可以結(jié)合數(shù)學(xué)模型,鑒別和分析同一地區(qū)不同物種間的毒株型,進(jìn)而了解跨物種的動(dòng)態(tài)傳播方式。此方法全面、精準(zhǔn),而且快捷高效,但成本和技術(shù)要求較高,只適用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。
3.免疫學(xué)診斷技術(shù)。
(1)皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)試驗(yàn)。ESAT-6和CFP-10是結(jié)核菌素早期分泌的抗原,是做皮試反應(yīng)的首選抗原。將分離純化的抗原注射到牛頸中部或者尾褶部皮膚皮內(nèi),觀察比較注射前和注射后72小時(shí)的皮膚腫脹情況,從而判斷是否患牛結(jié)核病。此方法的缺陷是特異性低,無法區(qū)分出因感染其他分枝桿菌而致敏的動(dòng)物,而且對(duì)那些因病情嚴(yán)重而免疫力低下的動(dòng)物也容易出現(xiàn)假陰性。那些感染了副結(jié)核分枝桿菌等環(huán)境分枝桿菌的動(dòng)物也有可能出現(xiàn)假陽(yáng)性。提純結(jié)核菌素的質(zhì)量和劑量,檢測(cè)人員的操作經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)等均會(huì)影響結(jié)果。為了消除禽分枝桿菌的干擾,現(xiàn)在使用較多的是比較皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)。在牛頸部一側(cè)相隔大于12厘米的位置分別注射牛結(jié)核菌素和禽結(jié)核菌素,注射量超過2000國(guó)際單位/頭,注射完成后觀察到豌豆?fàn)畹墓陌?,即代表皮?nèi)注射成功。
(2)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)。牛感染牛分枝桿菌后,B淋巴細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的免疫應(yīng)答,產(chǎn)生與疾病發(fā)展態(tài)勢(shì)呈正相關(guān)的抗體。該實(shí)驗(yàn)原理是利用具有特異性的抗原(如融合蛋白)作為酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)的診斷抗原,檢測(cè)血清內(nèi)是否含有結(jié)核菌抗體。該方法操作便捷、快速、靈敏度高。缺點(diǎn)是牛分枝桿菌的抗原性較弱,假陽(yáng)性出現(xiàn)概率大。
(3)γ-干擾素診斷法。利用牛結(jié)核刺激抗原,如提純結(jié)核菌素,與體外培養(yǎng)出的致敏淋巴細(xì)胞結(jié)合,致敏淋巴細(xì)胞會(huì)分泌出大量的γ-干擾素,然后通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)來檢測(cè)γ-干擾素的表達(dá)水平,從而得到判定結(jié)果。健康牛的淋巴細(xì)胞不會(huì)以特定的方式產(chǎn)生γ-干擾素,所以該法可以降低檢測(cè)假陽(yáng)性和假陰性的發(fā)生率。此法與皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)結(jié)合使用,檢測(cè)準(zhǔn)確度較高,而且由于在體外進(jìn)行,不會(huì)干擾牛本身的免疫情況,同一頭??蛇M(jìn)行多次試驗(yàn)。但此方法成本較高,不適合基層大范圍使用。
牛結(jié)核病的防控對(duì)促進(jìn)畜牧業(yè)健康發(fā)展,保障人類健康具有重要意義。臨床上可以使用細(xì)菌學(xué)、分子生物學(xué)和免疫學(xué)方法對(duì)結(jié)核病進(jìn)行診斷,但由于分子生物學(xué)技術(shù)需要專業(yè)儀器,且技術(shù)要求高,血清學(xué)技術(shù)所需試劑,價(jià)格昂貴。目前,較普遍的診斷方式是先通過結(jié)核菌素皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)進(jìn)行初步判定,對(duì)疑似病例再使用分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)一步確診。