绵羊肺炎支原体的研究进展

周 怡, 王柏林, 王开功, 周碧君, 程振涛

(1. 贵州省开阳县农业农村局,贵州 开阳 550300; 2. 贵州大学动物科学学院,贵州 贵阳 550025; 3. 贵州省动物疫病与兽医公共卫生重点实验室,贵州 贵阳 550025)

绵羊肺炎支原体(Mycoplasmaovipneumoniae,是1种慢性呼吸道传染病原,能感染绵羊和山羊,主要危害1～3月龄羔羊,在全球许多国家均有流Mo)行,是羊的主要传染病原之一。Mo在患病羊肺部和鼻部均能分离到,国际标准株是Y98株(Mo Y98)。1963年,Macky等首次在绵羊肺腺癌病例肺脏中分离到Mo,此后Cottew在澳大利亚患病绵羊体内也分离到同样的病原[1]。我国科学家在1979年首次从1头发病的绵羊肺部组织中分离到Mo,并证实是导致该地绵羊肺部组织病变的主要原因,极有可能是致使羊死亡率增加的重要原因[2]。随后我国云南、甘肃、贵州、宁夏、辽宁、内蒙古、新疆等地先后有羊感染Mo的报道[3],危害日趋严重,成为威胁养羊业的主要病原之一。

1 病原特征

Mo属于柔壁菌门、柔膜体纲、支原体目、支原体属,结构简单,无细胞壁结构,大小介于细菌和病毒之间,直径为0.2～0.3 nm[4]。由于缺乏细胞壁,因此需要细胞膜维持个体形态和各种生理功能,其细胞膜由3层单元膜组成,由内向外为蛋白质、糖类-脂质-蛋白质、糖类,而膜蛋白可能是其具有致病性的主要结构蛋白。核糖体和环状双股DNA是Mo细胞中仅有的2种细胞器[5]。荚膜是细胞膜外的黏性物质,化学成分为多糖类,主要生理功能是抵抗宿主细胞的吞噬,可能是重要致病因子之一;由于支原体没有细胞壁的限制,呈现出多形性的生物学特性[6]。

2 致病性及致病机理

Mo引起的羊支原体肺炎是1种高度接触性传染病,临床特征为高热、咳嗽、呼吸困难、逐渐消瘦,肺和胸膜发生浆液性、纤维素性炎症,病程长,常呈慢性经过,病死率较高[7]。研究显示,Mo的荚膜多糖是主要致病因子,可粘附于宿主呼吸道纤毛细胞,导致纤毛活力降低、运动能力下降,并引起纤毛脱落,造成宿主吞噬细胞的溶解作用下降[8]。Mo可产生过氧化物和活性氧自由基,对宿主细胞造成损伤,黏附素是Mo的重要毒力因子[9]。Mo会导致宿主细胞内活性氧(ROS)含量升高,ROS聚集可释放细胞毒性因子,从而诱导细胞发生凋亡。和大多数支原体相似,Mo使宿主机体产生少量免疫球蛋白(IgM、IgA)及纤毛抗体,导致炎症反应,免疫系统发生异常[10]。Mo感染宿主细胞后引起宿主细胞发生程序化死亡,促进宿主发生炎症反应,同时改变巨噬细胞的活性,加剧炎症的发生[11]。

3 疫苗研制

接种疫苗是有效预防Mo感染的重要措施,在该病流行地区可根据当地的流行株选择使用相应的疫苗进行免疫接种。目前预防支原体病的疫苗主要有活疫苗和灭活疫苗2种,我国常用灭活疫苗[12]。Mo免疫原性较差,主要以全菌灭活苗为主,国内已获得新兽药注册证书的商品化疫苗有中国农业科学院兰州兽医研究所研制的山羊支原体山羊亚种和绵羊肺炎支原体二联灭活疫苗,可以同时预防Mo和Mmc(丝状支原体山羊亚种)感染[7]。邓光明等[13]利用地方分离株在37 ℃条件下用0.2%甲醛灭活 8 h 研制出Mo浓缩灭活疫苗,攻毒试验结果显示,免疫羊群最低保护率为92.8%,有效免疫期达18个月。何存利等[14]利用Mo Y98 标准株在37 ℃条件下用0.3%甲醛灭活并浓缩,加入20%氢氧化铝胶佐剂制成Mo氢氧化铝灭活疫苗,免疫后羊群最低保护率为80%,免疫有效期为9个月。李新萍等[15]以0.2%比例将甲醛溶液加入Mo培养液,37 ℃灭活 48 h,研制的灭活疫苗安全性好、稳定性更强、免疫效果良好,免疫后保护率可达95%以上。逯忠新等[16]利用甲醛将Mo和 Mmc浓缩混合液进行灭活,再按抗原总量的1/10 000比例加入硫柳汞和油佐剂,充分搅拌乳化制成水油双相油乳剂疫苗,免疫保护率为80%,免疫有效期可达10个月。韩笑等[17]将Mo浓缩培养原液稀释后加入到用15%马血清改良的培养基中,22 ℃灭活24 h,再以1∶1比例加入油佐剂进行乳化,获得Mo灭活疫苗,免疫保护率高达100%。高媛[18]对比氢氧化铝佐剂和左旋咪唑佐剂制成的疫苗效果显示,氢氧化铝佐剂制备的Mo灭活疫苗效果更好。

4 小结与展望

4.1羊感染Mo后抵抗力下降,病程长,对其他病原的易感性增加,治疗难度大,且不同地区的流行株致病力和耐药性存在较大差异,使用恩诺沙星、四环素、泰乐菌素、环丙沙星等药物治疗虽然对临床症状有不同程度的缓解作用[19],但效果并不理想,长期用药还会导致耐药性和药物残留问题,因此疫苗免疫是预防Mo感染的有效方法。

4.2目前我国研制的Mo疫苗以全菌灭活疫苗为主,但不同佐剂对Mo疫苗的免疫保护率影响较大,同时,佐剂和疫苗处理方式不同也会影响疫苗的免疫效果[20]。此外,疫苗对不同地区分离株的交叉保护率较低,且Mo的体外培养营养要求高、条件苛刻、耗时耗力、产量低,疫苗生产成本较高[21],研制更加高效安全的Mo疫苗已成为新趋势。

4.3亚单位疫苗的开发是当前疫苗领域的研究热点。亚单位疫苗只保留了病原的主要抗原成分,去除了其他无用或有害成分,经过对抗原成分的筛选和优化,能以更小的剂量诱导更高的免疫应答水平[22]。研究表明,Mo的延伸因子EF-Tu和HSP70能诱导细胞因子分泌和产生相关的抗体膜蛋白[23],可作为Mo亚单位疫苗的研究方向。随着基因重组技术的发展,基因工程疫苗已向多种抗原融合表达的方向发展,将Mo的优势抗原基因进行融合表达后,相较于单一抗原有更好的免疫原性,免疫保护率更高,多抗原融合表达将成为Mo新型疫苗的研究方向[24]。此外,在增强免疫应答方面,活载体疫苗独具优势,这也为Mo新型疫苗的开发提供了新的研究方向。