牛鼻咽微生物与呼吸系统疾病发生的辩证关系

刘夕验，钱玉玺

（山东省沂水县动物疫病预防控制中心，山东 沂水 276400）

皮肤黏膜是畜禽机体第一道天然免疫屏障，作为机体气体交换门户的鼻咽部黏膜更是如此，它在发挥阻隔病原微生物作用的同时，其表面也定殖着一定数量和种类的微生物种群，其组成结构因畜种而异，一般包含细菌、病毒、真菌等。在环境突变、应激刺激及外界致病菌感染等因素的作用下，一旦鼻咽微生物群落结构失衡，极易导致其中包含的条件致病微生物迅速大量增值，通过呼吸道黏膜侵入机体，引起牛呼吸系统疾病（bovine respiratory disease, BRD）[1]。故而，深入全面地理解和把握牛鼻咽微生物落群（Nasopharyngeal microbiota group, NMG）组成及其与牛呼吸系统疾病的联系，对于综合防治过程中抗生素减量及微生物制剂的推广使用具有积极作用，可有效降低BRD对牛养殖业的危害。

1 NMG群落结构

健康牛 NMG主要有细菌、病毒、真菌构成，细菌占比最高，可分为变形菌门、拟杆菌门、软壁菌门、厚壁菌门和放线菌门，其中以变形菌和厚壁菌门为主；真菌主要包括子囊菌门、担子菌门等；病毒主要为牛冠状病毒、牛疱疹病毒 1型、牛呼吸道合胞体病毒、牛副流感病毒 3型、牛病毒性腹泻病毒等。部分细菌真菌具有致病性，细菌主要有巴氏杆菌、不动杆菌、曼氏杆菌、莫拉斯氏菌、葡萄球菌等菌属；真菌主要有曲霉菌属、假丝酵母属和克柔氏菌属等[2]。

有研究以贵州省 3个不同地区牛场中 BRD病牛为研究对象，采集病牛鼻咽拭子，用高通量测序技术对样品开展微生物多样性分析，结果显示，病牛NMG组成主要包含细菌582个属、真菌 407个属，且与健康牛相比，牛支原体、溶血性曼氏杆菌、牛巴氏杆菌等致病微生物组成比例及相对丰度明显增加[3]。另外，病牛 NMG中还包含不动杆菌属和金黄杆菌属，二者可致使病畜免疫力低下，引起下呼吸道疾病，多为慢性经过且易迁延不愈[4-5]；同时，以上两种菌属大部分细菌耐药性复杂[6]，抗生素治疗效果不明显，增加了临床治疗成本，导致BRD死亡率升高。

另有研究者用宏基因组二代测序方法对新疆规模化养殖场牛 NMG进行调查，除检出厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门等 NMG优势菌种外，还发现其中存在空肠弯曲杆菌、肺炎链球菌、大肠杆菌、猪链球菌、化脓性链球菌、鲍曼不动杆菌、芽孢杆菌、多杀巴斯德杆菌、肺炎克雷伯氏菌等 9种可引发人兽共患传染病的病原菌，值得引起广大畜牧工作者注意。在疫病防治中，应减少抗生素用量，强化养殖场生物安全，避免耐药性菌株由动物感染人，以降低公共卫生事件的潜在风险[7]。健康牛 NMG中病毒含量较低，且缺乏相关多样性研究数据，但机体免疫力下降时，病毒与其他条件性致病细菌、真菌一样可导致内源性感染，危害牛群健康。

2 NMG造成牛呼吸系统疾病发生的机理

条件致病菌大量增殖是引发 BRD的最常见原因。健康畜体中，呼吸道受到纤毛与粘液、过氧化物酶、抗体、免疫细胞等多重免疫保护，可以有效防止 NMG条件致病菌过度增殖，但由于混群饲养、长途运输、突然断奶、阉割或者去角等手术的应激刺激，使得畜体代偿性的分泌皮质醇激素，抑制免疫反应，导致正常情况下定殖于牛鼻咽部的溶血性曼氏杆菌、多杀性巴氏杆菌、睡眠嗜组织菌、牛支原体等条件致病菌趁机大量增殖并侵入机体，引起一系列呼吸系统症状，导致牛群发生BRD。

同时，对人 NMG真菌的研究显示，呼吸系统疾病会引起 NMG真菌群结构变化，念珠菌属与曲霉菌属等具有潜在致病性的真菌种属相对丰度增加，其与哮喘、囊性纤维化等慢性呼吸系统疾病的发病高度相关，还可导致肺脏功能减退，致使呼吸系统疾病的预后不良[8]。而对BRD病牛的 NMG真菌谱研究结果同人的类似，与慢性呼吸系统疾病关系密切的克柔氏菌属和曲霉菌属相对占比同样显著升高，表明机体免疫力降低时，真菌也会通过呼吸道感染机体引发BRD[3]。

另外，牛呼吸道合胞病毒、牛疱疹病毒 1型和牛副流感病毒 3型等牛呼吸道病毒对黏膜上皮细胞的粘附、侵入、增殖过程，可通过损伤黏膜纤毛而降低其对异体和微生物的清除效率，造成呼吸道内细胞碎片等淤积，营造了有利于其他病原微生物感染定殖的外部环境[9]；或直接引发启动白细胞自我凋亡程序，抑制巨噬细胞吞噬能力，影响免疫细胞正常生理功能，而降低机体免疫力，为病原微生物的侵入感染提供内部条件。而牛病毒性腹泻病毒虽是消化道病毒，但其急性感染可降低淋巴细胞数量和活性，引发机体免疫抑制，从而间接促进BRD的发生发展[10]。

可见，病毒侵入与细菌、真菌感染具有一定的协同促进作用[11]，这也是生产实际中多种呼吸系统疾病混合感染的主要原因之一。但受气候、饲养环境、致病微生物流行的地域性等因素影响，不同地区牛 NMG的微生物多样性和组成结构也存在差异，导致不同牛场 BRD的发病情况千差万别，难以有效进行针对性防治。

3 NMG稳态与机体健康

NMG是牛畜体微生态的重要一环，定殖于鼻咽部的微生物群落之间、微生物与畜体之间存在广泛的相互作用，其中正常菌群可分泌细菌素杀灭致病菌，与条件致病菌争夺营养及黏附位点，形成竞争性抑制关系；或通过刺激、强化免疫反应，增强机体对致病菌的免疫能力，达到保持牛的生理稳态和畜体健康的效果。因此，可以从维持 NMG稳态的角度入手，提出不同地区普遍适用的BRD防治策略。

3.1 强化饲养管理

有报道称，牛转运混群的前60 d更容易发生BRD，与外界环境改变而影响牛 NMG稳定性高度相关[12]。因此，在牛的日常饲养管理中，应注意季节性变化对 BRD的影响，保持温度、湿度的相对稳定，减少外界环境的应激刺激[13]。同时，坚持自繁自养，避免进外地携带致病菌犊牛，如必须引入，应进行严格把控，将运输、混群等应激降至最低，避免其 NMG失衡。引入前，做好相关临床检查；运输中，严格控制牛群密度、温度湿度；引入后，确保饲养条件相同下隔离观察至少 3个月，确认牛群无异常情况后再混群饲养[14]。

3.2 提升机体免疫力

通过提升免疫力，避免条件致病菌无序增殖，维持 NMG稳态。一方面，做好免疫接种工作，根据当地 BRD流行特点、种类及母源抗体监测水平等因素，合理制定本场免疫程序，并及时作出动态调整，构筑牛群对 BRD的群体免疫。另一方面，可在日粮中添加免疫增强剂，推荐添加中草药制剂，其兼具成本低、无耐药性等特点，在实际养殖生产中，具有广泛的使用前景。例如黄芪、当归、穿心莲、红花等中草药，对细菌和病毒均有一定抵抗力，可有效提升畜体免疫能力[15]。

3.3 研究推广微生态制剂

相关研究显示，枯草芽胞杆菌、干酪乳杆菌可强化小鼠、犊牛及肉鸡的免疫应答反应；乳酸菌在体外显示出对牛支原体、溶血性曼氏杆菌、杀性巴氏杆菌等 BRD致病菌的拮抗作用。这些细菌可通过增强机体免疫力、拮抗条件致病菌增殖等作用，维持牛 NMG稳定，降低 BRD发生率，进一步研制并推广微生态制剂，对于 BRD防治过程中抗生素施用的逐步减少具有实际意义。