奶牛肺炎克雷伯菌乳房炎发生情况及其耐药性

何文娟，刘云祥

(1.北京明日达科技发展有限责任公司，北京 100091；2.中地乳业集团有限公司，北京 100028)

奶牛乳房炎可由多种病原侵染乳房引起，目前世界上已发现的病原有150多种[1-2]，包括细菌、支原体、真菌、病毒等。地域环境、季节气候、牛群品种、生产管理、防控措施的不同，会影响奶牛乳房炎的发生率以及病原菌种类。国外非常重视肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎，认为其是造成奶牛场经济损失的重要原因[3-4]；而我国对其关注度较低，缺乏针对性防控措施，因此在我国对肺炎克雷伯菌乳房炎有必要进行深入研究。

1 肺炎克雷伯菌概述

肺炎克雷伯菌是肠杆菌科克雷伯菌属中主要对人致病的一种革兰氏阴性杆状细菌，常存在于口腔、皮肤和肠道的正常菌群以及自然界中的水、土壤等环境中，1882年被Friedlander首先在大叶性肺炎中分离出来。该菌兼性厌氧，能在15 ℃～40 ℃环境中生长(37 ℃最佳)，最适pH为7.0～7.6，呈卵圆形状，单独、成双或短链状，大小为0.5～0.8 μm×12 μm，在血平板上形成灰白色、黏液状的大菌落，在斜面上能长成白色半流动状粘稠菌落，在含糖培养基上能形成较厚荚膜，可产生荚膜多糖、脂多糖和蛋白质等胞外毒性复合物。肺炎克雷伯菌的荚膜有多种类型，目前已经鉴定出77种[5]。此外，荚膜多糖与肺炎克雷伯菌的致病性密切相关，有荚膜的菌株毒力比没有荚膜的菌株毒力更强。肺炎克雷伯菌主要分布于人和动物的呼吸道、泌尿生殖道和消化道等处[6]。有研究报道，当人或动物机体免疫力正常的情况下，肺炎克雷伯菌不会发病而是潜伏在机体内；当机体免疫力下降时该菌能够突破保护屏障迅速繁殖，并导致人或动物出现明显的临床病症[7]。如果肺炎克雷伯菌以各种形式进入奶牛乳房，会引发奶牛严重的乳房炎。

2 肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎

肺炎克雷伯菌感染乳腺也会像大肠杆菌感染一样引起机体免疫反应，在白细胞杀死菌株后，释放内毒素(LPS)，从而产生炎症反应。与大肠杆菌不同的是，克雷伯菌侵入乳房组织深处，并破坏腺体的分泌能力，在病程上多为慢性病，导致受其感染的奶牛长期产奶量下降。克雷伯菌引起奶牛乳房炎的自发治愈率约35%，通过治疗的治愈率最高也仅50%，远低于其他大肠菌群[7]。

国外对肺炎克雷伯菌引起奶牛乳房炎的报道虽然较多[7-14],但多将克雷伯菌属视为一个整体进行讨论，仅有少量数据明确表明了其引起奶牛临床型乳房炎的比例。Unnerstad等2009年调查发现在加拿大和瑞典，克雷伯氏菌分别占所有临床型乳房炎病例的4%[3]；津巴布韦2013年分离多个奶牛养殖场中乳房炎的致病菌，其中肺炎克雷伯菌约占细菌总数的15.5%[15]。调查还发现，与其他细菌性乳房炎相比，克雷伯菌性乳房炎的抗菌药物治疗效果多不理想，更容易发生死亡或被淘汰[16-17]。

肺炎克雷伯菌是我国多省份引起奶牛乳房炎的最主要革兰阴性菌之一，约占分离致病菌株总数的12%[18]。Gao等人2014—2016报道我国北方七省(黑龙江省、辽宁省、河北省、天津市、北京市、山东省和河南省)较大型奶牛场(>500头)的克雷伯属细菌的平均分离率14.4%[19]，表明牧场大小、卫生条件和管理水平等可能会影响肺炎克雷伯菌在奶牛群中的发病。2019年王乐等人从奶牛乳房炎中，分离出了 6株肺炎克雷伯菌[20]。2019年曹菲菲等人从江苏、广州、河北、安徽、山西、内蒙古、浙江等地区的11个规模化牧场采集了856 份乳房炎牛奶样品，分离得到119 株肺炎克雷伯菌株[21]。He(2020)在2018年—2019年间，对分别位于山东省、黑龙江省和河北省的三家规模化养殖场进行持续跟踪，共采集了患临床型乳房炎奶牛奶样6301份，分离183株肺炎克雷伯菌，平均分离率为2.94%。其中，2018年分离率为3.03%，2019年年平均分离率为2.80%，两年间各省乳房炎源肺炎克雷伯菌的分离率没有显著性差异，表明尽管肺炎克雷伯菌在我国北方地区奶牛中的发病率较低，但其能持续稳定存在，是导致奶牛乳房炎的重要致病菌之一[22]。

3 肺炎克雷伯菌的耐药情况

肺炎克雷伯菌的耐药性较为严重，且多药耐药菌株不断出现，尤其是医源性菌株较为严重。肺炎克雷伯菌染色体中存在SHV-1青霉素酶，对氨苄西林具有先天耐药性[23]；对其他药物的耐药性偶尔会通过染色体突变产生[24]。目前肺炎克雷伯菌质粒是耐药基因的主要来源[25]。研究表明，具有产生超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)能力的克雷伯菌几乎对除碳青霉烯类以外的所有β-内酰胺类抗生素具有耐药性。法国10%至30%的肺炎克雷伯菌菌株产生TEM或SHV家族的质粒介导的ESBLs[26]。1990年至1992年间，5%的肺炎克雷伯菌临床分离株产生ESBLs[27]。Sikarwar(2011年)从印度不同地区收集的20株肺炎克雷伯菌中，54%的菌株具有多重耐药性，60%以上的菌株对氯霉素和四环素耐药，28%～76%的菌株对头孢噻肟耐药[28]。经统计学二项式检验，哌拉西林、卡宾西林、氧氟沙星、氨苄西林、复方新诺明、氯霉素对肺炎克雷伯菌有中度耐药性[28]。Sanchez等发现1998—2010年间3132354株肺炎克雷伯菌的抗生素耐药性监测数据显示，耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌对四环素和丁胺卡那霉素的交叉耐药性较低，但菌株对除了四环素外的其它抗菌药物的耐药性都显著增加[29]。亚胺培南和美罗培南是两种常见的碳青霉烯类抗菌药物，根据我国细菌耐药监测网公布的调查结果，在2005年肺炎克雷伯菌对这两种药物的耐药性比率分别为3.0%和2.9%，但到了2017年该菌对两种药物的抗药性比率就达到了20.9%和24.0%，有约8倍的上升幅度[30]。四川省内分离到的肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物的耐药性比率2014年为2.3%，到2015年就上升到3.4%，虽然上升幅度不高，但这种耐药趋势是需要关注的[30]。

奶牛乳房炎分离的克雷伯菌通常也对多种抗生素具有耐药性。Unnerstad等人[3]发现瑞典奶牛乳房炎分离的肺炎克雷伯菌，对庆大霉素不耐药。2018年Jone等人[31]对欧洲9国分离自乳房炎的肺炎克雷伯菌株对阿莫西林/克拉维酸钾、卡那霉素表现出低水平耐药(1.1%～6.4%)，对四环素表现出中等耐药(19.5%)，但对头孢噻呋不耐药。2018年张颖欣等发现国内13个省份收集到的奶样中，耐药型肺炎克雷伯菌的流行率约为13.7%[32]。2019年曹菲菲等分离自奶牛乳房炎样品的119 株肺炎克雷伯菌对氨比西林的耐药率达到了94.96%[21]。Nathisuwan(2001)研究表明克雷伯菌几乎对除碳青霉烯类外的所有β-内酰胺类抗生素具有耐药性[33]。Jonathan(2020年)分析临床乳房炎病例中分离的克雷伯菌耐药性发现，42%的分离株对一种或多种抗生素耐药，如链霉素(38%)、四环素(19%)、大观霉素(13%)、硫索恶唑(13%)和卡那霉素(2%)[34]。肺炎克雷伯菌耐药菌株的不断进化，就会增加该菌对常规抗生素的耐药性，最终增加临床治疗的难度。He(2020)对2018和2019年分离自奶牛乳房炎中的183株肺炎克雷伯菌进行了12种抗菌药物的敏感性试验，结果发现：2018和2019年分离的肺炎克雷伯菌对复方新诺明的耐药率均在90.0%以上，2018年为96.7%、2019年为97.8%，且显著高于其他药物的耐药率(25.0%以下)；对多西环素表现出中等耐药(15.4%～25.0%)；2018年分离株对头孢曲松、头孢噻呋和多西环素耐药率较高于2019年分离株，2019年分离株对氟苯尼考耐药率高于2018年，而对庆大霉素、氟苯尼考、环丙沙星、头孢曲松、替加环素、阿莫西林/克拉维酸钾和卡那霉素表现出较低水平耐(1.0%～7.7%)，对美罗培南和多黏菌素菌不耐药。其他抗生素均表现为低水平耐药，耐药率低于5.0%，其中替加环素、环丙沙星、阿莫西林/克拉维酸钾、卡那霉素维持在1.0%左右的低耐药率，而对美罗培南和多黏菌素菌尚未耐药[22]。

He(2020)对不同地区(河北、黑龙江和山东)奶牛乳房感染肺炎克雷伯菌的耐药率进行比较分析，结果发现各地区肺炎克雷伯菌耐药谱存在差异：河北省分离的肺克对头孢曲松耐药率高于其他省份，对庆大霉素、环丙沙星和卡那霉素敏感；黑龙江省分离的肺克对多西环素耐药率高于其他省份，对头孢曲松、头孢噻呋耐药率低于其他地区，对环丙沙星、阿莫西林/克拉维酸敏感；山东省分离的肺克除对头孢噻呋耐药率高于其他省份外，其他抗生素耐药率都低于其他[22]。

4 肺炎克雷伯菌乳房炎的预防

肺炎克雷伯菌是奶牛临床乳房炎的常见病原，其主要来源是有机垫料。乳头末端污染和临床乳房炎的发生率与卧床垫料中的细菌负荷有关[10]。干净或回收的沙子中的克雷伯氏菌水平通常较低，尤其是当沙子第一次垫卧床时。使用期间，卧床垫料中克雷伯菌株数量增加，如沙床在冬季通常增加约100倍，而夏季增加了1 000倍[11]。克雷伯氏菌可存在于活木中[7]，新鲜锯屑垫料可能是一个来源。其他有机铺垫材料，如再生报纸和稻草也支持克雷伯菌的生长[9]。保持环境卫生和使用无机垫料，如沙子，是控制克雷伯菌乳房炎的良好办法。研究表明，含肺炎克雷伯菌奶牛的粪便排泄到使用无机垫料或其他不含克雷伯菌垫料的畜群中并蓄积，进而感染奶牛乳房[12]。肺炎克雷伯菌局部感染时，通常不建议使用抗生素治疗，一旦使用抗生素治疗，导致菌株死亡释放的内毒素会加重病程；但是在某些情况下，克雷伯菌感染会变成全身性的，在这种情况下又不得不选择包括液体、抗炎药和全身抗菌治疗等全身性和支持性治疗方法[7]。

5 总结

目前，对克雷伯菌慢性感染的发病机制尚不清楚，而且奶牛乳房炎分离的克雷伯菌通常也对多种抗生素具有耐药性，所以对这类细菌感染的防控需重点放在预防上，而不是治疗上。尽管大肠杆菌乳房炎疫苗(J5菌苗)的使用已经证明可以降低包括克雷伯菌属等肠杆菌科细细菌引起乳房炎的严重程度，但是这些疫苗不能降低乳房炎的发病率[13]。因此，当前对克雷伯菌的控制最有效的方式仍然是加强环境管理、保持清洁干燥的卧床和实施合适的挤奶程序。