鸡肠炎沙门氏菌研究进展

吕兴帮，郝 贺，张 博，张永英，2，钟翠红通信作者

(1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北 邯郸 056000；2.河北省禽病工程技术研究中心，河北 邯郸 056000)

1 细菌病原学

沙门氏菌为肠杆菌科兼性厌氧菌，沙门菌属可分为肠道沙门菌和邦戈尔沙门菌，到目前为止，已经鉴定出2 500多个血清型。肠炎沙门氏菌属肠道沙门菌亚种，可感染家禽，是家禽养殖中主要的病原菌，肠炎沙门氏菌也可感染人并造成食源性疾病传播，其通常在食品加工过程中发生感染传播，可粘附在冰箱、加工车床等固体表面，亦可感染蛋类和肉类食品，对公共健康造成严重威胁。家禽是肠炎沙门氏菌的天然感染对象，1周龄以下的雏鸡表现为高致病性，感染的雏鸡常表现出精神萎靡，食欲减少，排白色粪便，常有糊肛现象，急性感染可致雏鸡死亡，发病雏鸡心脏表现出不同程度的损伤，肝脏表现出点状出血或者局部坏死，蛋鸡感染后卵巢和卵泡也会损伤变形。然而，肠炎沙门氏菌很少引起1月龄以上的鸡死亡，成年鸡通常不表现临床症状，鸡的产蛋量也无明显变化，但这种隐性感染鸡只的肉制品或蛋制品会成为肠炎沙门氏菌的载体，通过食物链传播使人感染，从而危害公共卫生。

2 耐药性发展

抗生素是畜禽生产中常用的治疗药物，然而，抗生素的长期使用导致了肠炎沙门氏菌的多重耐药性。2010年Mezal等[1]从临床样本分离出32株肠炎沙门氏菌。32株临床分离株中有10株对氨苄西林、氯霉素、庆大霉素、卡那霉素、萘啶酸、磺胺甲恶唑、链霉素和四环素敏感；有21株对氨苄西林和四环素耐药；1株对萘啶酸耐药。2019年Song Y等[2]从家禽养殖场采集了3 508份样本，共检出沙门氏菌126株，阳性率为3.59%。对95株沙门菌进行药敏试验、耐药基因检测和血清分型，得出肠炎血清型约占分离株的23.16%；95株菌株对红霉素的耐药率为100%，对四环素的耐药率为68.42%，对链霉素和氨苄西林的耐药率为53.68%；利用PCR检测β-内酰胺和硫磺酰胺的耐药基因，发现sulII和aaC4的检出率分别为52.63%和23.16%；2018年Zhou X等[3]从上海地区零售鸡肉产品中分离的146株肠炎沙门氏菌进行了药敏及耐药基因分析，大约42%的分离株对13种抗菌素敏感，其中对氨苄西林、磺胺恶唑、四环素和强力霉素的耐药率分别为50.70%、49.32%、17.12%和15.75%；20.55%的分离株对3种或3种以上的抗菌药物耐药；所有菌株均检测到avrA、mgtC和sopE毒力基因，而bcfC和spvC基因分别为97.2%和92.4%。在相应的耐药菌株中检测到链霉素(aadA)、β-内酰胺(blaTEM、blaCMY、blaSHV、blaCTX)、四环素(tetAandtetB)、磺胺类(sulI、sulII、sulIII)耐药相关基因。以上结果表明，畜禽养殖中鸡肠炎沙门菌已对多种抗生素产生了耐药性，其中对磺胺类药物的耐药性最为严重。

3 流行病学

肠炎沙门氏菌(SE)是近20年来人类食源性沙门氏菌病大流行的主要原因。自20世纪80年代中期以来，SE已成为食源性疾病暴发的主要病原菌。1985—1999年，美国由肠炎沙门氏菌引发的371例疾病中，298例与鸡蛋有关[4]。2006年，欧洲联盟通过欧洲监测系统共报告了165 023例人类沙门氏菌感染病例，其中62.5%的病例被确定为SE感染[5]，在一些亚洲国家如韩国、日本，多数的食源性疾病发生也与鸡蛋中的肠炎沙门菌有关[6]，我国于2016年在33 288枚鸡蛋检测出沙门菌的流行率约为0.5%，最主要的血清型仍以肠炎型为主[7]，由此可见，受污染的鸡蛋是人类SE发病中最重要的感染载体。

肠炎沙门氏菌是目前唯一一种与鸡蛋污染相关的可致人类疾病的沙门氏菌，这表明其对食品安全具有“独特性”威胁[8]。鸡蛋被沙门氏菌污染的途径可能有两种，第一种是在产卵期间或产卵后，从定植的肠道或受污染的粪便穿透蛋壳进行水平传播。肠道感染途径通常是沙门菌从母鸡口中进入肠道，后侵入肠上皮细胞在肠道定植，随后，巨噬细胞被吸引到入侵部位并包围着沙门菌，最后沙门菌随着巨噬细胞的迁移而进入内部器官，盲肠、肝脏、脾脏和卵巢中均可分离到肠炎沙门菌[9]；蛋壳污染途径是肠炎沙门菌在蛋壳和蛋壳膜附着，这种表面污染可能是母鸡的阴道感染或粪便污染所造成的结果。第二种可能的途径是来自带菌母鸡的垂直传播，直接污染卵黄、卵黄膜、蛋白、壳膜和蛋壳，沉积在蛋白和卵黄膜上的沙门氏菌虽然在鸡蛋内部的抗菌环境中受到生长抑制，然而一旦它们穿透卵黄膜到达卵黄，便会在这种营养丰富的环境中广泛生长[10]。

4 肠炎沙门氏菌的毒力基因及致病作用

4.1 毒力基因

许多毒力因子已被证实在沙门氏菌感染的发病机制中发挥多种作用。这些因子包括鞭毛、荚膜、质粒、粘附系统及毒力岛。沙门菌的毒力作用与其毒力岛(SPI)密切相关，SPI是位于细菌细胞染色体特定区域的基因簇，负责编码各种毒力因子。这些基因簇或SPI可以位于质粒或染色体上，与周围区域相比，它们往往具有可变的G/C组成，两侧有重复序列。SPI通常与转移RNA(tRNA)和移动遗传元件相关，它们的碱基组成往往与核心基因组完全不同[11]。

不同SPI在沙门氏菌的发病机制和毒力中起着不同的作用。目前，在沙门氏菌中已发现23个SPI，而SPI-1、SPI-2、SPI-3、SPI-4、SPI-5存在于所有肠炎沙门氏菌。肠炎沙门氏菌进入肠道后附着于肠上皮细胞和M细胞，SPI-1编码的T3SS系统可形成针状复合体与宿主细胞相连接，在针尖处经SipB蛋白插入细胞膜，形成到达细胞内部的通道[12]，T3SS的效应体即可通过管道进入宿主细胞。SPI-1中的T3SS系统可分泌20余种效应蛋白，其中SipA和SptP可结合肌动蛋白，通过影响膜褶边形成和肌动蛋白细胞的骨架重排，提高沙门氏菌进入宿主细胞的效率。AvrA和Sptp蛋白可促进细胞内的沙门氏菌复制，增加细菌的侵袭能力和易位[13]。当细菌穿过细胞膜时，可与胞膜结合形成囊泡结构(SCV)，肠炎沙门氏菌在囊泡中表达SPI-2的效应蛋白，随SCV向细胞外周迁移，促进细胞内复制和全身扩散[14]，在此期间，SpiA可持续存在，这有助于囊泡的维持并与SPI-2的效应体发生协同作用。SPI-3基因参与MisL依赖的纤连蛋白结合的肠道定植和mgtCB编码的高亲和力镁运输的细胞内生存对肠道疾病期是必需的，SPI-4编码特定的Ⅰ性分泌系统，这与细菌的致病性有关，SPI-5与SP-1或SPI-2基因共同调控，参与肠黏膜液的分泌和炎症因子的激活[15]。

4.2 肠炎沙门氏菌的致病作用

紧密连接蛋白(TJ)在肠道屏障功能中起着重要作用。TJ复合体的结构和功能由几种其他种类的蛋白组成，包括Occludin、JAM、ZO和MAGUK家族蛋白[16]，这些蛋白不仅有助于TJ的稳定，而且有助于调节IEC之间的相互作用[17]。TJ结构最重要的作用之一是为腔内炎症分子提供物理屏障，TJ屏障的完整性和结构受损会导致不同组织中的免疫细胞被强行激活并导致炎症反应的激活[18]。肠炎沙门氏菌对肠道的损伤作用主要是其对肠道屏障的破坏。当肠炎沙门菌进入肠道中，首先借助其粘附结构(菌毛黏附素和非菌毛黏附素)在肠道中定植，之后侵入肠上皮细胞，释放毒力因子损伤紧密连接结构。Zhang等[19]通过建立小鼠鼠伤寒沙门菌感染模型观察到感染小鼠中结肠上皮微绒毛有不同程度的损伤，紧密连接结构受到破坏，免疫荧光法检测紧密连接蛋白，发现ZO-1、Occludin和Claudin-1表达量均有显著下降；另有Yu等[20]发现鼠伤寒沙门菌SL1344不仅可以影响紧密连接蛋白，还可以影响粘附连接蛋白E-cadherin的再分配和表达，这种再分配可能使肠道通透性增加，从而增加宿主对各种感染性和炎性疾病的易感性。

除了对肠道屏障造成损伤外，肠炎沙门氏菌本身及其产物也可被机体识别引起炎症反应。脂多糖(LPS)是沙门氏菌细胞壁的成分，也是机体炎症激活的主要毒素。机体依靠吞噬细胞的Toll样受体4(TLR4)对细菌LPS的识别，通过不同的作用机制来激活与炎症相关进程，这也是激活吞噬细胞的初始信号[21]。在沙门氏菌最初感染时，吞噬细胞迅速在派尔集合淋巴结和肠系膜淋巴结内积累，产生大量的细胞因子[22]，因此，巨噬细胞能够感知宿主中细菌的存在，并向邻近细胞发送信号，从而有助于激活宿主的防御[23]。巨噬细胞暴露于沙门氏菌下可增加多种细胞因子的mRNA表达和分泌，包括典型的促炎细胞因子IL-2、TNF-α和IL-6，以及几种趋化因子MIP-1α、MIP-1β、MIP-2α、KC，这些细胞因子可以将吞噬细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞)召集到感染部位，诱导机体的炎症反应进程[24]。

5 检测方法

肠炎沙门氏菌与鼠伤寒沙门氏菌都是引起食源性疾病的病原菌，如何对两者进行检测及鉴别一直是众多学者研究的焦点。传统的血清学鉴定是常用的检测方法，但血清价格昂贵，鉴定过程繁琐，对检测人员也有一定的专业基础要求，在结果的分析中也存在一定的主观性。随着分子生物学的发展，许多肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌的基因序列逐渐被了解，为从分子水平探讨它们之间的本质差别提供了方便[25]。荧光定量PCR已被证明是一种快速、简便、灵敏的检测沙门氏菌种类和各种沙门氏菌的分子技术。通过qPCR可在24 h内表明检测样本是否为沙门氏菌阴性或阳性，而传统培养的方法更加费力和耗时，需要48 h才能产生结果。通过qPCR早期检测沙门氏菌阳性样本有助于早期干预和防止受污染食品流入市场。

6 防控措施

家禽是肠炎沙门氏菌的主要感染对象，因此在畜禽养殖中防治肠炎沙门氏菌是重中之重。首先，在源头上要建立无病原菌的种鸡群；其次，要保证鸡群良好的生活环境，同时也要不断检疫种鸡群，并淘汰阳性鸡。除了做好卫生措施外，药物治疗也是养殖场必不可少的防治手段。过去，养殖场中的常用药物以抗生素为主，在当今“限抗”的绿色发展背景下，一些新兴药物如微生态制剂及中草药逐渐替代抗生素作为防治肠炎沙门氏菌的手段，除此之外，疫苗的接种在养殖中也被广泛应用。

6.1 中药对肠炎沙门氏菌的防治

中药具有多组分、多靶点和多作用的特点，其活性成分具有抗菌、抑菌活性，其毒副作用小，且不易产生耐药性[26]。中药配方制剂的应用效果也显示了作为替代或联合抗生素在抗菌中的有效性和应用前景[27-28]。Chang等[29]研究表明，中药水提物对ST21的体外抑菌和杀菌活性较弱，只表现为MIC和MBC值的升高。然而，在体内研究发现，经中药预处理7 d和处理4 d后可显著降低试验小鼠粪便、血液和器官中的ST21数量。

6.2 微生态制剂对肠炎沙门氏菌的防治

益生菌作为抗生素的替代产品使用，已经被广泛研究，可在不改变肠道微生物结构和功能的情况下，选择性地减小肠炎沙门氏菌在鸡肠道中的定植[30-32]。Shi等[33]通过体外试验观察到益生菌对肠炎沙门氏菌的抑制作用，经罗伊氏菌S5 CFS处理后，25株沙门氏菌毒力、运动和粘附基因的表达显著降低，运动能力显著降低，还可抑制生物膜的形成和运动，破坏细菌结构。

噬菌体也是近年来研究较多的微生态制剂，可特异性感染并裂解宿主病原菌，易于分离且绿色环保，目前在疾病预防中得到了广泛的应用。Wójcik等[34]在污染饲料中添加噬菌体BAFASAL®，发现可减少饲料中的沙门氏菌数量，而在体内药效研究表明，BAFASAL®可显著降低肠炎沙门氏菌感染禽类的盲肠沙门氏菌含量。Ahmadi[35]在攻毒前对鹌鹑进行噬菌体灌胃，在口服沙门氏菌后，发现噬菌体可对体内肠炎沙门氏菌有不同程度的降低。另外，通过气溶胶喷雾消毒和口服接种噬菌体都可减少肠炎沙门氏菌对肉鸡的感染。

6.3 疫苗对肠炎沙门氏菌的防护

疫苗免疫是家禽养殖业预防沙门菌病的一个有效措施，疫苗主要分为减毒活疫苗和灭活疫苗。减毒活疫苗可以通过供水口服给鸡，使接种过程简单，但它们只引起局部的肠道免疫反应。相比之下，灭活疫苗可以通过注射接种，虽然这更耗时，但也更具有安全性[36]。朱悦[37]以自杀性质粒pGMB152-△siC/Cm与肠炎沙门氏菌CZ14-1肠炎沙门氏菌结合转移，通过对nmpc和rfal的基因敲除以构建肠炎沙门氏菌的减毒疫苗应用于攻毒保护试验，发现减毒疫苗的免疫保护率达到80%和70%，肠道内的载菌量也显著下降。而国外学者Huberman[38]采用Sm24/Rif12/Ssq株的肠炎沙门氏菌减毒活疫苗对不同周龄的鸡进行1～3次的接种，对鸡攻毒后显示，与未接种组相比，疫苗接种组的鸡各脏器组织的载菌量均有不同程度的减少，而且随着接种次数的增多，疫苗保护效果越好

7 结语

肠炎沙门氏菌在全球范围内广泛传播，对畜禽养殖造成巨大威胁。国内外学者已经对肠炎沙门氏菌进行了较为深入的研究，针对养殖中的肠炎沙门氏菌耐多药问题，已有多种替抗药物可供选择，而中药和微生态制剂是目前研究最广泛的替抗产品，虽然两者在临床治疗中起到了良好的抗菌作用，但其生产工艺仍须不断完善和发展。疫苗也是养殖中防控肠炎沙门氏菌的有效手段之一，已有一些弱毒疫苗被研究并产生良好的保护效果，但到广泛的临床应用仍须不断探索，尤其是新型亚单位疫苗的研发。另外，生物学技术的发展以及鸡肠炎沙门氏菌基因组序列的公布都极大地促进了对鸡肠炎沙门氏菌病原学、致病机制及检测方法的深入研究，这为鸡肠炎沙门氏菌的防控提供了科学的理论基础。