附红细胞体病及流行状况
2018-04-14王晓旭王海军郭跃跃赵家平王全凯邢秀梅
关 东,王晓旭,徐 超*,王海军,郭跃跃,赵家平,王全凯,邢秀梅*
(1.中国农业科学院特产研究所/农业部特种经济动物遗传育种与繁殖重点实验室/吉林省特种经济动物分子生物学省部共建国家重点实验室,吉林长春 130112; 2.吉林省野生动物救护繁育中心 ,吉林长春 130119; 3.吉林农业大学,吉林长春 130118)
附红细胞体病(Eperythrozoonosis)又称为嗜血支原体病、黄疸性贫血,是以附红细胞体(Eperythrozoon)为病原引发的人兽共患病,具有传染迅速、病死率高、潜伏性强等特点。由于该病为人兽共患病,近些年感染此病的报道愈来愈多。因此,本文结合附红细胞体病及流行情况做一概述。
1 附红细胞体的发现
20世纪30年代,在啮齿类动物血液中发现了类球状血虫体。后来在许多动物血液中均发现并命名,如温氏血虫体(E.wenyoni)、牛附红细胞体(E.teganodes)、绵羊附红细胞体(E.ovis)、狗附红细胞体(E.felis)、鸡附红细胞体(E.gallians)、猫附红细胞体(E.feils)、鼠附红细胞体(E.cocciodes)、猪附红细胞体(M.suis)、人附红细胞体(E.humanus)。PCR方法分别在白尾鹿[1]、黑熊[2]、达尔文狐狼[3]等野生动物血液中也检测到附红细胞体。
2 附红细胞体的分类地位
人们对附红细胞体的分类尚未确定,1984年第8版《伯杰氏细菌鉴定手册》将附红细胞体归为立克次体目(Rickettsiaies)、无浆体科(Anoplasmataceae),附红细胞体属(Eperythrozoon)。利用16 S rRNA进行系统分析发现附红细胞体属中有几个种应属于柔膜体纲(Mollicutes)、支原体目(Mycoplasmatales)、支原体科(Mycoplasmataceae)、支原体属(Mycoplasma),但Uilenberg认为不应只依据16 S rRNA基因对其进行笼统分类,如犬附红细胞体具有DNA和RNA结构、无明显的细胞器、无核样结构,认为附红细胞体为典型的原核生物。附红细胞体最终分类学地位尚需要通过其生物学特性和整个基因组序列进行综合确定。
3 附红细胞体病的临床症状
感染附红细胞体的动物根据其个体、年龄、抗病能力及对附红细胞体敏感性不同,表现不同的临床症状。动物感染附红细胞体潜伏期一般在2 d~45 d,多数呈隐形感染。有些被感染动物可能数月甚至终生没有症状,有些动物可能会在感染初期突然发病甚至死亡。
临床上此病猪感染机率最高,急性感染时体温骤升至40℃以上,极少数甚至达到42℃,乳房及外阴水肿、呼吸抑制、眼周围分泌物旺盛、尿呈黄色等[4];慢性感染时临床症状不明显,主要表现为衰弱、消瘦、体温长时间升高不退。各生长阶段的猪均可感染发病,仔猪患病表现明显的间质性肺炎和淋巴结肿大,原地转圈或离群躺地,粪便呈深棕色,病程短、食欲不振、易形成僵猪、死亡等;未断奶的小猪通常表现为皮肤苍白和黄疸[5];育肥猪患病有的全身发红,有的皮肤苍白[6]。患病猪也会产生繁殖障碍,母猪被感染则受胎率低,易流产、早产、产弱仔、产仔少、死胎率高,乳房和外阴水肿;公猪则性欲下降、精子活力低、丧失爬跨能力,影响配种效果[7]。
湛小光等[8]研究感染温氏附红细胞体病的牛,发现表现为食欲减退、鼻镜干燥、精神沉郁、步态不稳等症状。研究发现病牛主要表现为体温升高、产奶量下降、乳房和外阴水肿[9]。羊患附红细胞体病表现反刍减少、生长停滞、消痩、黄疸等症状,患病羊的病死率较高。长期感染附红细胞体的病羊出现轻度贫血、体重减轻、羊毛生产减少、运动不耐受症状[10]。
蛋鸡感染表现为食欲不振,饮水减少,体温高达43℃,鸡冠大部分苍白,少部分发绀,眼结膜出现黄染,产蛋率下降 ,排黄色稀粪,偶尔出现神经症状有怪叫声。肉鸡则缩头闭眼,呼吸困难,食欲减退或废绝,排黄色稀粪,很快死亡。
人附红细胞体病潜伏期一般在3 d~10 d,轻度感染主要以发热、疲劳、嗜睡等症状为主,重症则以黄疸、贫血、出汗,肝、脾和不同部位淋巴结肿大等症状为主,小儿患病后尿色加深,临床检验出现红细胞、血红蛋白,红细胞比容、血小板计数降低现象,有家禽接触史或家庭中有携带者者易感染此病。
4 附红细胞体病的致病机理
动物体感染附红细胞体初期,免疫力高的动物通过免疫调节可将其清除;免疫力较低的动物,附红细胞体与细胞膜相互作用使细胞膜通透性增加或发生破裂导致溶血。最初在猪附红细胞体表面发现一种黏附蛋白(M.suisGAPDH-like protein 1,MSG1),在有活力或失活的红细胞表面均存在。马培培[11]发现在MSG1黏附作用下,附红细胞体与红细胞膜相互作用,使细胞膜变形、破坏,严重时丧失生物学功能或暴露修饰后的抗原,最终致使红细胞被系统清除。
被感染的机体会产生抗体即M型冷凝素[12],同时攻击受附红细胞体感染的细胞,出现溶血现象;此外,冷凝素还导致Ⅱ型过敏反应,扩大红细胞溶解范围,使红细胞大量减少,出现贫血现象。Heinritzi K在患有附红细胞体的猪体内分离得到冷凝素,检测到冷凝素中只有IgM抗体,此抗体具有冷凝集作用。贾杏林等通过低温诱发猪附红细胞体的试验发现,低温环境患附红细胞体病的几率较高。所以,在养殖过程中为降低损失,应注意环境温度的影响。
附红细胞体会对红细胞造成损伤,也影响红细胞和血液代谢,病猪血液中葡萄糖浓度降低,潜伏感染的病猪降低速度较急性病猪慢且其他参数没有变,而急性病猪会出现血液酸中毒、影响肺的气体交换、红细胞减少及携氧能力下降,导致呼吸困难。
该病可通过红细胞参与免疫调节引起免疫抑制。动物感染此病后,红细胞免疫功能下降,继发感染增加,感染附红细胞体病后仔猪淋巴细胞数略有下降,红细胞感染率先升高后达到一定峰值有所下降[13]。血清蛋白含量、球蛋白含量显著下降,抗体水平降低,在一定程度上抑制体液免疫。但如何引起免疫抑制暂不清楚,需要进一步研究。
5 附红细胞体病的诊断方法
5.1 病原形态学诊断
病原形态学是最常见、最快速的诊断方法,主要有鲜血压片法和血涂片染色法。
鲜血压片是最直接、最简单的诊断方法,镜下看到红细胞呈不规则形状,但易因假阳性结果而造成误诊。此方法在临床诊断上是一种辅助诊断方法[14]。
血涂片染色法主要包括姬姆萨染色法、瑞氏染色法、瑞氏-姬姆萨混染法及吖啶橙染色法。综合比较前3种方法,姬姆萨染色法受pH影响明显,瑞氏染色法染色效果与其存储时间成正比,瑞氏-姬姆萨混染法染色效果最好[15]。吖啶橙染色法则具有特异性强、敏感性高的特点,同时不受红细胞形态学变化所影响,但由于染料底物主要是核苷酸,所以易受带核细胞的影响出现假阳性结果,值得进一步研究。血涂片染色法有时因染色方法有误或镜检误差而看不到病原体,易造成假阴性,导致误诊,所以适用于初步判断。
5.2 血清学诊断
此方法比血涂片染色法诊断更准确、敏感,关于附红细胞体的几种血清学方法有补体结合试验(complement fixation test,CFT)、间接免疫荧光试验(indirect immunoinfluscent assay,IFA)、间接血凝抑制试验(indirect hemagglutination assay,IHA)、酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)等,其中ELISA是最为敏感且快速的诊断方法,但在急性感染诊断中,ELISA法检出率低于实际值。该方法受检测抗原纯度影响可能出现假阴性[16],因此该方法更适用于流行病学调查。
5.3 分子生物学技术
分子生物学诊断技术是一种高效、敏感、精准度高的诊断方法,目前主要通过在16 S rRNA基因序列设计引物诊断与分类不同种属核苷酸片段。如今研究者们已建立的方法有DNA探针杂交技术、聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、PCR-ELISA和环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法。
Obsert等建立了DNA探针杂交检测猪附红细胞体技术,此技术特异性强,但敏感性不高,不适于轻度感染附红细胞体的病畜。
PCR技术已广泛应用于临床诊断中。Pentecost R L等用荧光定量PCR检测52只绵羊中有16只呈阳性。Guimaraes AM等通过M.suis16 S rRNA 建立了荧光定量PCR诊断方法,发现此方法对于该病敏感度高于常规PCR近100倍。高旭等建立TaqMan荧光定量PCR方法,发现比常规PCR检出率高10%,并且与猪其他常见疾病病原物无交叉反应,完成从定性到定量的突破。王晓星等[17]建立羊附红细胞体套式PCR的检测方法,检测阳性率为71.43%,高于之前报道的套式PCR检测结果。因此,PCR技术因其特异性高,可高效、准确检测大量样品,该技术目前在医疗、科研领域应用较为成熟,作为临床诊断中最常用的方法。
ELISA-PCR又称免疫PCR,是基于PCR和ELISA结合的一种检测技术,夏晓辉等将此方法应用到附红细胞体病的诊断上,PCR-ELISA法最低检出0.36 pgM.suisDNA,特异性极强,敏感性是常规PCR的10倍,时间也较传统PCR-ELISA缩短2 h。
LAMP法扩增反应只需在等温条件下进行,反应条件也相对简便,用肉眼就能观测检测结果,但存在引物设计较为复杂、敏感度过高、不易扩增长链DNA,易造成假阳性结果等问题。将此方法结合横向流动试纸条技术(lateral flow dipstick,LFD)检测,具有较好效果[18]。郑秀红建立了LAMP检测牛附红细胞体方法,最终检测到25.6 fg/μL牛附红细胞体DNA,此方法灵敏度高,适用于基层检测和现场检测。
6 附红细胞体病的流行情况
6.1 我国流行情况
附红细胞体病在我国已有几十年流行史,该病在夏秋季节易广泛流行,可能是由于高温季节,吸血虫、蚊蝇等昆虫繁殖旺盛,带有病原的昆虫通过叮咬等媒介传播此病。流行病调查发现国内大概有20个省份包括63个地区有动物感染记录,包括猪、牛、羊、犬、猫、鸡、人等数10种动物,其中猪感染率最高。许耀成等发现M.suis可引起 “猪红皮病”。Song Q等[19]检测湖北省69个猪场的4 004份血液样品发现阳性率为40.33%。在赣州地区猪群病原阳性率93%,发病率为62%,病死率为29%。黄西梅等用姬姆萨染色法检测百色市右江区14 865只山羊发现山羊附红细胞体病夏秋季感染率最高,羔羊发病率高、放牧散养感染率高,总阳性率为15.8%,病死率为6.5%。彭海生等采用血液压片法和姬姆萨染色法对普洱市12种畜禽(共2 205份)附红细胞体感染情况进行为期6年的调查检验,总感染率为83.84%,猪、黄牛、水牛、马、犬、猫、山羊感染率分别为99.22%、99.02%、96.4%、99.13%、100%、96.1%和82.66%,鸡、麻鸭、番鸭、鹅感染率分别为57.54%、40.33%、40.63%和56.00%。2013年,范世彤发现在患病银狐中幼狐感染率与病死率很高,推测可能与幼狐机体免疫低下和应激反应因素有关。
邰秀珍等在国内最早报道了人的附红细胞体病。路凌怡[20]用吖啶橙染色法检测223例血液患者发现45岁~65岁段感染者最多,其中淋巴瘤患者更易感染附红细胞体病。
以上数据可以看出,附红细胞体病在我国多数省份普遍存在,虽有许多地区发病率不高,但感染率较高,潜在危害较大,足以引起我国养殖业的重视。
6.2 其他国家流行情况
该病在美国、澳大利亚、新西兰、英国、法国、阿根廷等国家及地区均有报道,给养殖业带来巨大损失。Rjeibi M R等[21]报道在突尼斯共检测739只羊全血样品,总体发病率为6.28%,怀疑是通过蜱虫传播此病。Stuen S[22]调查发现在欧洲南部与北部绵羊患病较严重,证实大部分是通过蜱虫传播,而蚊蝇传播也较为普遍。此外,通过鸟类的迁徙也可导致病原体向新的地区域传播。Ohtake Y采用实时荧光定量PCR方法检测19份日本鬣羚血液,发现有5份为阳性。Gagman H A等[23]研究发现,可能由于蚊子、蜱、虱等吸血节肢动物叮咬传播猪附红细胞体病。Jaboński A[24]在3只印第安纳猪(3/40)和32只巴西母猪(3/40)检测有此病。Toledo M A等[25]在巴西南里奥格兰德州通过实时荧光定量PCR测定147份猪血样发现有122只为阳性,感染率为76.19%。Potkonjak A在塞尔维亚用PCR测定46只猪发现有20只为阳性,阳性率为43.47%。Watanabe Y在日本的11个农场中采用实时荧光定量PCR在120头健康猪血液中出6头患有此病,携带率为5%。Ritzmann M在德国南、西、东部的196个猪场采用实时荧光定量PCR在1176份抗凝血样中,得出感染率分别为17.5%、13.5%和11.1%,总体感染率为13.9%,通过结果可以看出,日本、德国相较于其他国家猪感染率低,说明在一定程度上可能更加重视该病。
7 公共卫生安全探讨
迄今为止,人类已发现的人兽共患病共有200多种,其中新发现的有30多种,附红细胞体病为其中的一种,由于该病疫苗目前尚未研制成功,严重威胁动物和人类安全。韩子强根据查阅文献得出,统计在2001年-2012年我国共有20个省份已有许多人和动物感染附红细胞体病,人平均感染率为41.88%,猪、牛、羊、兔平均感染率为62.51%,猪感染率最高。随着经济水平的增长,生活质量的提升,人们更关注食品的安全、身心的保健和疾病的预防,但很多人忽视卫生安全带来的严重后果。目前,附红细胞体可通过家养宠物、日常饮食及动物产品等媒介感染人。因此,附红细胞体病对人类的威协需引起我们重视。
在家养动物中,不同动物种属之间有交叉感染性。随着老龄化情况加剧,犬、猫、兔等宠物成为人们生活中的精神伴侣,这也成为人兽共患病传播主要途径之一。2012年我国就有近1.3亿只犬,全球排名第一。赵雯玮对10年来宠物医院接诊犬感染附红细胞体病统计,发现发病率超过接诊数的一半。郭智[26]对大连地区52只门诊犬和犬场犬检测,发现附红细胞体感染率为100%,发病率为61.54%。彭海生对人们身边经常接触的动物进行为期6年的跟踪调查,发现许多动物(如猪、牛、马、犬、猫)附红细胞体感染率高达90%以上,有的动物感染率甚至高达100%。在人与动物接触中,可能会因密切接触或蚊虫叮咬将该病传播给人类。
根据中国统计局相关数据显示,2015年我国肉类产量分别是猪肉5 486.55万吨、牛肉700.09万吨、羊肉440.83万吨[27],而猪、牛、山羊也是患此病概率较高的动物。胡永灵抽查衡阳、永洲、郴州3个地区共1 600份猪血液样品发现附红细胞体感染率在95%~100%。庄桂玉调查青岛市3 000只肉兔发现附红细胞体综合感染率为46.33%。可见这对肉类食用者及养殖户的人身安全的构成巨大威胁。目前,在一些地区病畜较多,很多病畜屠宰后售向市场,在此过程中可能没有合理的检疫指标及食品安全管理不到位等现象,这极大增加此病传播几率。
常艳军发现养殖户中有许多人感染附红细胞体,在技术人员中也有感染病例,其中有许多因采血、接种疫苗等过程中操作不当或未对器械消毒及忽视卫生安全感染此病。
通过对国内外相关文献报道比较可发现,附红细胞体病对我国公共卫生安全方面具有重大的潜在威胁,普通人群和养殖户对此病的重视程度和防范意识还不够,一旦发生强致病性突变,将导致此病大范围流行。如今,在许多重大疾病经过多年努力被科学研究所攻破时,应逐渐重视附红细胞体等所不被人们关注的暂时危害性较低的人兽共患病,防止其脱离于人们视线之外,严重影响养殖产业发展及危害人身生命安全。对此,不仅要靠科学研制疫苗,探究机理等控制疾病发生,更要加强防范意识、做好相应管理措施及制定严格的检测标准等,在攻破此病的道路上共同努力。
8 展望
近年来,国内外一些地区附红细胞体病发病趋势愈演愈烈,相关报道也逐渐增多,而我国对该病的研究相对于国外还不够深入,更多研究局限于基础调查、诊断与药物治疗等。未来需要通过病原学分析,结合分子生物学等技术综合诊断,攻破研制疫苗难的关卡。相信通过人们的不断努力,一定会成功制备疫苗及完善病情监控手段,行之有效控制该病的发生与传播。