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猪链球菌病研究进展

2023-03-11魏述亮邱家章张恒彬

山东畜牧兽医 2023年1期
关键词:猪链球菌血清型毒力

魏述亮,邱家章,张恒彬

(山东裕城生物技术有限公司,山东 济南 251403)

猪链球菌病(Swine Streptococosis),作为猪养殖行业最为常见的病症之一,临床主要表现为:仔猪脑膜炎、猪败血症、猪心肌内膜炎、猪肺炎等等[1],对养殖户带来严重经济损失。近年来研究发现,该病毒力因子复杂、发病机理众多、防治难度大,引起了越来越多科研工作者的重视。

1 病原学

猪链球菌作为革兰氏阳性球菌的一种,无芽孢、鞭毛,呈短链状,有荚膜,通常为圆形或椭圆形,早期培养出现荚膜,有菌毛,在含血液、血清或葡萄糖的培养基中生长良好。根据血平板类型不同,培养时产生的溶血环略有差异,猪链球菌在多数血平板呈 α溶血,在马等动物血平板呈 β溶血[2]。它能够发酵棉子糖、蔗糖、山梨醇、海藻糖和乳糖;不发酵甘露糖和阿拉伯糖。生存能力表现较强,在动物尸体内能存活 6周左右(温度 4℃以内),脱离动物机体在一般水体中能存活 2周左右。常用杀菌剂可将其灭杀,如含氯、乙醇、季铵盐类等。

猪链球菌血清表现类型复杂,种类众多,根据荚膜多糖抗原进行分类,目前已发现的血清型有 35种之多,但不是所有的都具有致病性。截至目前,能引起动物感染较强病症的主要为 1、2、7和9型,其中能导致人类致病或致死的主要为血清2型,可采用专业诊断试剂进行鉴别[3]。

2 流行病学

从流行病学角度分析,猪链球菌病的发病无显著季节性特征,一般在天气炎热时发病率略高于其他季节,该病发病通常出现大面积流行性,致死率高,多呈现地域性流行。感染对象不局限于猪,马、牛、羊、犬、猫等也易被病菌感染,临床表现与猪相似。在科学研究中,研究人员通常用小鼠作为感染动物研究对象[4]。

猪链球菌病常见于 1~3个月龄的仔猪,感染后病症严重。其中在正常的猪群中,链球菌 2型几乎存在于所有的猪体内,扁桃体为定值的靶向器官。以致病猪和病死猪的尸体为猪链球菌病的主要传染源,除此之外,已痊愈的带病毒猪以及带病毒尚无症状的健康猪也是其传染源。通过研究发现,如母猪生殖系统中带有病毒,那其所生产的仔猪也有很大几率发生感染,且仔猪在哺乳过程中也易感染病毒。

链球菌病毒感染动物机体的方式多种多样,主要感染途径有消化道、呼吸道、皮肤接触、伤口感染等等,环境传播已水体传播和污染环境空气传播为主。在人兽之间的传播途径与之类似,人类感染人群主要集中在养殖场工作人员及猪肉屠宰加工工人,目前为止尚未发现人与人之间的传播。

3 临床症状

3.1 败血症型

一般发生在流行初期,突然发病,体温升至41~42 ℃,在数小时至 1 d内死亡。急性病例,常见精神沉郁,体温 41 ℃ 左右,呈稽留热,减食或不食,心跳加快,眼结膜潮红,流泪,有浆液性鼻液,呼吸浅而快。部分病猪在发病的后期,耳尖、四肢下端、腹下可见有紫红色或出血性红斑,有跛行病程2~4 d。

3.2 脑膜炎型

多发于哺乳仔猪和保育仔猪,与水肿病的症状相似。发病初期患猪体温升高,食欲废绝,便秘,有浆液性或粘液性鼻液,继而出现神经症状,转圈,空嚼,磨牙,直至后躯麻痹,共济失调,侧卧于地,四肢作游泳状,颈部强直,角弓反张,甚至昏迷死亡。部分猪出现多发性关节炎、关节肿大,病程5~10 d。

3.3 关节炎型

患猪体温升高,被毛粗乱,呈现关节炎病状,表现一肢或肢关节肿胀,高度跛行,甚至不能起立。病程 2~3周。小部分哺乳仔猪也可发生,常常因抢不上吃奶而逐渐消瘦。

3.4 化脓性淋巴结炎型

病猪淋巴肿胀,坚硬,有热痛感,采食、咀嚼、吞咽和呼吸较为困难,多见于颌下淋巴结化脓性炎症,咽喉、耳下、颈部等淋巴结也可发生。一般不引起死亡,病程为 3~5周。病猪经治疗后肿胀部分中央变软,皮肤坏死,破溃流脓,并逐渐痊愈。

4 剖检病变

病猪死后血液凝固不良呈污秽色。心冠脂肪水肿,心内外膜有出血点或出血斑;心包、胸腔积液,呈黄色,有时积液中有纤维蛋白;鼻黏膜、喉头、气管、黏膜充血或出血,有泡沫状物;肺充血、水肿;肝瘀血肿大,呈暗紫色,有时呈黄色;脾瘀血肿大,呈暗黄色,病程稍长的多为黄色;膀胱皱缩,少尿或无尿,全身淋巴结出血肿大或水肿,有的淋巴结周围结缔组织水肿或呈胶冻样;胃和小肠黏膜有不同程度的出血,肠系膜水肿;神经症状严重的脑膜充血、出血,严重的甚至脑膜出血或脑膜下积液。

5 致病机理

自建国后有首次报道记录以来,关于猪链球菌病大面积暴发案例越来越多,其中人感染情况频发[5],造成严重经济损失及社会影响。1999年江苏一猪养殖场大面积疫情暴发,引起万余头猪死亡,养殖人员25人感染,其中14人死亡,死亡率高达 56 %。2005四川省大面积猪链球菌病暴发,涉及 9个地市,数万头猪死亡,206感染,其中死亡人数高达 38人。以上致人传染死亡主要为 2型猪链球菌,因此近年来越来越多的研究人员聚焦于此,开展毒力因子、发病机理及防治免疫研究,并取得了一定的科研成果。

研究证实,该菌经呼吸道进入机体,起初定值于机体扁桃体及呼吸道黏膜内,在突破机体局部屏障后入侵淋巴系统和血液系统,通过血液循环散播至机体各组织,产生毒力因子,进而引发各种临床症状,主要表现为急性脑膜炎、肺组织病变、关节炎症等。截止目前,该细菌在动物机体内的具体传播机制尚未有明确研究报道,对于该方面的研究主要聚焦在细菌导致脑膜炎的机制方向上。

6 毒力因子

研究发现,猪链球菌的毒力因子主要包括 7种,具体如下:

6.1 荚膜多糖(CPS)

为细菌细胞壁的主要组成部分,由多种同多糖、异多糖组成,分子量达18万ku上下,在众多毒力因子的起决定作用,其具体成分及结构受细菌血清型影响,保护细菌免受机体免疫系统的吞噬。

6.2 黏附素(Adhesin)

黏附素存在于细菌表面,保证细菌能够黏附在受感染机体内,保证细菌在机体内定植,为感染提供前提条件。在猪链球菌中,黏附素[7]主要分为两种,一种为 18 ku,存在于大多数血清型菌体中;另一种为 39 ku,主要存在于 2型猪链球菌中,其粘附性对机体具有较强的致病力。

6.3 溶血素(SLY)

为细菌在生长过程中产生的一种血液毒素,是蛋白毒素的一种,胆固醇能够不可逆的抑制它的溶血性,与介导细菌的入侵和裂解细胞密切相关[8]。其作为一种成孔毒素,在病毒定值于呼吸系统黏膜后,破坏呼吸道上皮组织,使大量繁殖的细菌进入呼吸道毛细血管系统,最终扩散近循环系统。

6.4 溶菌酶释放蛋白(MRP)及细胞外蛋白因子(EF)

溶菌酶释放蛋白及胞外蛋白因子均为 2型猪链球菌重要毒力因子之一。溶菌酶释放蛋白是细菌的胞壁蛋白,分子质量为 136 ku,具有黏附上皮细胞和介导细菌侵袭作用,还能诱导上皮细胞和巨细胞凋亡[9],促进感染过程。细胞外蛋白因子是一种分泌性蛋白,分子质量为 110 ku,目前作用不详。根据MRP和EF的有无可将2型猪链球菌分为 3种表型:MRP+EF+,致病力最强;MRP+EF-,致病力较弱;MRP-EF-,无致病力,MRP和EF也是判定菌株致病力的标准。

6.5 纤维结合蛋白(FBPS)

王花茹等[10]对 2型猪链球菌的纤维蛋白结合蛋白开展了具体研究,其通过化学手段分离纯化了猪链球菌的纤维结合蛋白,该蛋白能保护细菌免受猪免疫系统的吞噬,同时还具备黏附素的功能,在保证细菌定值机体的同时保护菌体。同时其还发现该蛋白能帮助细菌黏合在人体纤维蛋白中,是使人类致病的重要因素之一。

6.6 谷氨酸脱氢酶(GDH)

其为最晚发现的毒力因子,经研究人员DNA分析,该脱氢酶中含有一份开放性的阅读框,其能对四百多个氨基酸残基进行编码。该酶可以和感染猪链球菌猪血清发生反应,目前作为检测猪链球菌的抗原物质之一。

7 防治措施

7.1 药物治疗

先前,针对猪链球菌病主要以抗生素药物治疗为主,针对具体细菌类型,选择合适的抗生素药物混入饲料内,在药物使用过程中应防止细菌产生耐药性,用药最好经过药敏试验筛选敏感药物,并经常变换使用药物。近年来,随着中兽药的快速发展,中药在治疗猪链球菌病中的优势逐渐凸显出来,其中地丁、蒲公英、金银花等药物被广泛用于该病治疗。

7.2 免疫预防

作为最行之有效的预防手段之一,免疫预防能够有效控制猪链球菌病的大面积暴发。相对其他种类细菌,链球菌的血清型多种多样,存在地域性差别,不同血清型抗原的交叉免疫效果较差。对此,研制疫苗的关键就在于选择具有代表性的血清型作为疫苗株。Okwumabua等[11]研究表明,2型猪链球菌中 38 ku蛋白具有显著代表性,其为目前诊断应用最广的抗原。

Wisselink等[12]研究发现,MRP、EF也可以作为研制链球菌疫苗的代表标志物,并开发了WO作为佐剂的 MRP+EF+亚单位疫苗,已能有效预防2型猪链球菌。

李明等[13]利用 2型猪链球菌株 MRP和EPF的 NDA序列表达合成 74 ku蛋白作为免疫原,具有较好的保护效果。

范红结等[14]通过马链球菌兽疫亚种类M蛋白和猪链球菌 MRP融合表达,发现表达产物具有类M蛋白和MRP的双重抗原性,融合蛋白对仔猪的免疫保护率为60%。

7.3 卫生管理措施

污染环境中细菌传播作为主要传染源之一,因而环境卫生对于防治猪链球菌病有着重要作用,其中母猪作为重点关注对象,其饲养管理显得额外重要。在现在猪养殖场现代化、规模化提前下,猪舍的环境管理逐渐趋于智能化,猪舍卫生环境管理主要为:(1)外来猪需确保无疫病。(2)注重环境卫生及通风,猪舍布局科学合理,养殖密度适中。(3)定期消毒能够有效防止猪链球菌病的发生,也能有效杀灭其他细菌。

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