鲟鱼主要细菌性致病菌的研究进展

田 甜

（中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所，三峡工程鱼类资源保护湖北省重点实验室，湖北宜昌 443100）

鲟鱼是一类古老、濒危、珍稀的物种，具有重要的科研、生态和经济价值，全世界现存2 科6 属27 种。 我国是世界上鲟鱼资源较为丰富的国家之一， 天然分布2 科3 属8 种， 其中长江分布白鲟（Psephurus gladius）、中华鲟（Acipenser sinensis）和达氏鲟（Acipenser dabryanus），黑龙江分布史氏鲟（Acipenser schrenckii）和鳇（Huso dauricus），新疆的跨境河流分布小体鲟 （Acipenser ruthenus）、裸腹鲟 （Acipenser nudiventris） 和西伯利亚鲟（Acipenser baerii）（庄平等，2017）。 我国自20 世纪90 年代开始鲟鱼类商业化养殖，经过多年的发展， 鲟鱼养殖产量已超过世界鲟鱼年产量的80%， 成为世界上第一大鲟鱼养殖生产国（江南等，2016）。 苏培义（1993）对鲟鱼寄生虫病进行报道，随着鲟鱼养殖业的快速发展，鲟鱼病害频发，病原体种类日益增多，以细菌性疾病为主，细菌性疾病已成为制约鲟鱼健康养殖的瓶颈之一。 本文就鲟鱼主要细菌性致病菌的种类、生物学特性、流行病学、 临床症状及致病因子等方面进行了系统阐述，旨在为鲟鱼细菌性疾病的防治提供参考。

1 气单胞菌

1.1 病原菌种类及生物学特性 气单胞菌隶属于弧菌目 （Vibrionales）、 气单胞菌科（Aeromonadaceae）、气单胞菌属（Aeromonas）。 目前，气单胞菌属主要分为27 个常见种（Sanglas 等，2017）。 根据其运动性主要分为两大类： 一类是嗜温运动性气单胞菌，另一类是嗜冷非运动性气单胞菌。研究显示，鲟鱼类致病性气单胞菌主要分为3 种，分别是维氏气单胞菌（Aeromonas veronii）、嗜水气单胞菌 （Aeromonas hydrophila） 及温和气单胞菌（Aeromonas sobria），均属于嗜温运动性气单胞菌（Di 等，2018；Ture 等，2018；肖艳翼等，2015）。 气单胞菌在脑心浸液琼脂培养基、 营养琼脂培养基等培养基上28 ℃培养24 h 后形成中央微隆起边缘光滑的奶白色或灰白色圆形菌落。 气单胞菌是一种兼性厌氧的革兰氏阴性菌， 短杆状， 两端钝圆。

1.2 流行病学及临床症状 气单胞菌广泛存在于自然界的淡水、海水、土壤、淤泥以及正常动物的肠道内， 是一种典型的人-兽-鱼共患病致病菌，可引起多种鲟鱼发病。 嗜水气单胞菌、维氏气单胞菌可导致中华鲟、达氏鲟、西伯利亚鲟、施氏鲟患细菌性败血症，幼鱼和成鱼均可感染，典型症状为体表局部或全身广泛性充血， 体内脏器点状充血 （刘亚等，2018； 田甜等，2017； 杨移斌等，2014；王文龙，2010）。温和气单胞菌可感染俄罗斯鲟（Acipenser gueldenstaedti）、西伯利亚鲟引发脓包病， 主要症状表现为鳍条基部和尾部存在脓包肿块，严重者脓包处肌肉溃烂，剖检可见腹腔内有血水，肝脏肿大，肠内充盈黄绿色肠液（肖艳翼等，2015）。

1.3 致病因子 气单胞菌致病是由多种致病因子协同作用，一般分为黏附、侵入、定植、分泌毒素四个过程。 根据研究报道气单胞菌的致病因子有鞭毛、菌毛、外膜蛋白、胞外酶、气溶素、溶血素、肠毒素等 （刘春等，2021；Ana 等，2020； 徐一轲，2019）。鞭毛、菌毛作为细菌的黏附因子，能与细菌表面受体发生特异性反应， 对细菌的黏附和侵入具有重要的意义（张山，2020）。外膜蛋白是革兰氏阴性菌外膜的主要成分， 可以阻止有毒物质和抗生素进入菌体， 同时对物质转运具有一定的协助作用（张山，2020；Nguyen 等，2018）。 胞外酶通过降解多糖、蛋白质、核酸的方式为菌体提供必需氨基酸，使其在宿主体内不断繁殖扩增，进而达到定植的作用，甚者可破坏宿主的免疫系统。细菌在繁殖过程中产生的有毒且可溶性的蛋白质统称为外毒素，根据生物学活性可分为气溶素、溶血素和肠毒素（张海鹏，2018；Tomas，2012）。 气溶素是气单胞菌最主要的毒力因子之一， 其分子质量在51.5 kDa 左右，具有肠毒性、细胞毒性和溶血性（张山，2020）。气溶素基因是气单胞菌致病性的关键毒力因子之一， 使用气溶素缺失菌株浸泡感染健康斑马鱼（Danio rerio），斑马鱼的死亡率明显下降（邓汝森等，2022；Ran 等，2018）。 刘小芳等（2021）研究发现， 不能只用气溶素检测的有无来判断气单胞菌致病性的强弱，在血平板上，有气溶素的部分菌株并未出现溶血现象， 推测气溶素需要与其他毒力因子协调作用才能增强气单胞菌的致病性。

2 链球菌

2.1 病原菌种类及生物学特性 链球菌隶属于链球菌科 （Streptococcaceae）、 链球菌属（Streptococcus），具有宿主广泛、感染性强、死亡率高等特点。 根据其在血平板上的溶血特性可分为三类：（1）α 溶血性链球菌， 即菌落周围有1 ～2 mm 宽的草绿色溶血环；（2）β 溶血性链球菌， 即菌落周围有2 ～4 mm 宽的无色透明溶血环；（3）γ 链球菌，即菌落周围无溶血环（苏友禄等，2019）。 海豚链球菌（Streptococcus iniae）、停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae） 是引起鲟鱼链球菌病的主要病原体（王静等，2020；Chen 等，2020；杨移斌等，2017）。 链球菌在脑心浸液琼脂培养基上28 ℃培养24 h 后形成卵圆形表面光滑的菌落，是一种兼性厌氧的革兰氏阳性菌，圆球形，排列成链状，具有荚膜和鞭毛，无芽孢。

2.2 流行病学及临床症状 链球菌是一种广泛分布于自然界中的条件致病菌，对猪、牛、鱼、人等均具有感染性（贾梦蝶，2021；祝璟林等，2021；徐蕾等，2013；李翠蓉等，2008）。 随着水产养殖业的迅猛发展，链球菌已对多种海水、淡水鱼类造成严重危害。 2006 年，研究学者证实链球菌是鲟鱼的易感病原体（Yanong 等，2002）。 随后，链球菌感染鲟鱼病例在国内外相继发现。 鲟鱼链球菌病一般发生在5 ～10 月，成鱼和幼鱼均可感染，临床症状主要表现为败血症、脑膜炎等。王静等（2020）报道，20 ～30 cm 杂交鲟 （Acipenser baerii ♀×Acipenser schrenckii♂） 感染海豚链球菌发病，病鲟吻端、肛门和肠道充血，累计死亡率高达50%以上。杨移斌等（2017）研究发现，停乳链球菌可导致俄罗斯鲟成鱼发生以嘴部充血肿胀为主要特征的病害，病鲟无法进食，死亡率约50%。 用4.7×104cfu 海豚链球菌感染波斯鲟 （Acipenser persicus），2 d 后波斯鲟表现出明显的疾病症状，5 d 后死亡率超过80%，组织病理学结果发现肝细胞广泛性空泡化，局灶性坏死；肾脏严重坏死，肾小管变性，肾小球萎缩；严重的脑膜炎，大脑层中检测到大量的炎症细胞浸入和空泡化结构（Sharifpour等，2020）。

2.3 致病因子 鱼类链球菌病感染普遍发生于养殖密度大、水质差、环境恶劣的养殖场，水平传播是该病的主要传播方式。 在链球菌对鱼体的感染过程中， 溶血素、 荚膜多糖、C5α 肽酶、CovS/CovR 系统等毒力因子具有重要的作用 （郭长明等，2021；罗晓雯等，2018；邓永强等，2016）。 链球菌溶血素包括三种，分别是A 群链球菌溶血素S、溶血素O 和B 群链球菌β-溶血素/细胞溶素（Berry 等，1989）。 Locke 等（2007）报道，海豚链球菌溶血素S 能损伤脑血管、红细胞、上皮细胞和巨噬细胞。β-溶血素/细胞溶素是一种非免疫原性的毒素，可以协助病原体进入血脑屏障，激活脑血管内皮细胞的中性粒细胞通道， 释放促炎性细胞因子，引起脑膜炎（Doran 等，2003）。 荚膜多糖是链球菌最关键的毒力因子， 也是菌株致病性强弱的重要指标。 Miller 等（2005）研究发现，具有荚膜多糖的海豚链球菌毒性要明显强于无荚膜多糖的海豚链球菌。Patterson 等（2012）用缺失cpsA 基因编码的无乳链球菌突变株感染斑马鱼， 死亡率低于该菌野生株。C5α 肽酶是一种体表丝氨酸蛋白酶，有利于帮助病原体逃避宿主的免疫清除（祝璟琳等，2013）。 CovS/CovR 系统对无乳链球菌在巨噬细胞内存活起到重要的作用。研究发现，与野生株相比，CovS/CovR 缺失菌株感染斑马鱼，其表现出较弱的神经系统渗透能力和更高的存活率（Patterson 等，2012）。

3 分枝杆菌

3.1 病原菌种类及生物学特性 分枝杆菌隶属于分枝杆菌科 （Mycobacteriaceae）、 分枝杆菌属（Mycobacterium），非结核分枝杆菌是鲟鱼分枝杆菌病的病原体。根据其生长速度可分为两大类：一类是速生型分枝杆菌 （Rapidly growing mycobactreia），另一类是缓慢型分枝杆菌（Slowly growing mycoba-ctreia）（Zhang 等，2013）。速生型分枝杆菌可在脑心浸液培养基上生长， 而缓慢型分枝杆菌只能在罗氏培养基或7H10 琼脂培养基上生长（Zhang 等，2019； 张书环等，2017）。 海分枝杆菌（Mycobacterium marinum）、龟分枝杆菌（Mycobacterium chelonae）、 偶发分枝杆菌（Mycobacterium fortuitum）、戈登分枝杆菌（Mycobacterium gordonae）、猪分枝杆菌（Mycobacterium porcinum）、苏尔加分枝杆菌（Mycobacterium szulgai）均可导致鲟鱼发病（Zhang 等，2019；张书环等，2017；Pate 等，2005；Zhang 等，2013）。 分枝杆菌在培养基上呈圆形、乳白色、小菜花状，具有生长缓慢、无运动性、无芽孢、抗酸染色为阳性等特性。

3.2 流行病学及临床症状 分枝杆菌广泛存在于空气、土壤和水体等自然环境中，是一种机会致病菌，对人、兽、鱼的健康均构成威胁，现已报道有160 余种鱼类感染过分枝杆菌病。 在鱼类分枝杆菌病中，海分枝杆菌、偶发分枝杆菌和龟分枝杆菌是最为常见的病原菌（Jocobs 等，2009）。 近年来，随着鲟鱼养殖业的快速发展， 多种鲟鱼分枝杆菌病陆续出现。 Pate 等（2005）在进行观赏鱼分枝杆菌病调查时发现小体鲟可以感染偶发分枝杆菌。Antuofermo 等（2014）报道，俄罗斯鲟幼鱼及成鱼均可感染龟分枝杆菌，主要表现为口腔、鳍条等体表部位发生肿瘤样肿块， 体内各脏器未出现明显临床病变。 张德锋等（2014）研究发现，中华鲟、史氏鲟、杂交鲟分枝杆菌病发病水温在25 ～30 ℃，患病初期没有明显症状，发病晚期沿壁上浮、游动缓慢，体表出现斑点状溃烂，腹部肿大。 解剖发现腹腔内充盈腹水，肝脏存在乳白色或浅红色斑点。从病鲟体内分离到7 种分枝杆菌， 病原学诊断结果显示混合感染是主要感染方式， 海分枝杆菌是复合感染过程中的主要致病菌。

3.3 致病因子 分枝杆菌的致病性与其复杂的细菌壁成分密切相关。分枝杆菌细胞壁为非对称的脂质双层结构，内层的分枝菌酸具有较低的流动性和通透性，能够抵抗宿主对菌体不利的有毒成分；而外层脂类成分种类繁多，几乎包括了现在已知的所有脂类 （Cosma 等，2006；Liu 等，1996；Liu 等，1995）。全基因组序列分析显示大肠杆菌中与脂类合成相关的基因有50 个， 而结核分枝杆菌可能参与脂类合成的基因是其5 倍（Cole 等，1998）。 分枝杆菌绳索状结构的形成与细胞壁脂质结构有关，是分枝杆菌有毒菌株的特有表型（Barry 等，2001）。

4 爱德华氏菌

4.1 病原菌种类及生物学特性 爱德华氏菌属于肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、爱德华氏菌属（Edwardsiella）， 该属可分为迟缓爱德华氏菌（Edwardsiella tarda）、 保科爱德华氏菌（Edwardsiella hoshinae） 和鲶鱼爱德华氏菌 （Edwardsiella ictaluri）。 迟缓爱德华氏菌是感染鲟鱼致病的主要病原体（孔杰等，2018；Yang 等，2018）。 爱德华氏菌是一种无荚膜、无芽孢、有鞭毛的革兰氏阴性短杆菌。 在普通营养琼脂和脑心浸液琼脂上形成圆形、凸起、半透明的光滑小菌落。 在SS 琼脂上生长，菌落中心呈现黑色小点。

4.2 流行病学及临床症状 爱德华氏菌在环境中分布广泛， 其中迟缓爱德华氏菌和鲶鱼爱德华氏菌可引起鱼类发病。 1962 年，在鳗鲡（Anguilla japancia）中分离到迟缓爱德华氏菌（Hoshina 等，1962）。 迟缓爱德华氏菌易感鱼类较多，包括牙鲆（Paralichthys olivaceus）、 大鳞大马哈鱼（Oncorhynchus tshawytscha）、 斑点叉尾鮰（Ietalurus Punetaus）、异育银鲫（Carassius auratus gibelio）等多种海淡水鱼类， 给水产养殖业造成了较大的经济损失（程俊茗，2017；Matsuyama 等，2005；Thune等，1993；Amandi 等，1982）。 孔杰等（2018）报道，杂交鲟 （Acipenser schrencki♀×Huso dauricus♂）感染迟缓爱德华氏菌发生大量死亡， 主要症状表现为病鲟腹部朝天， 腹部肿胀并伴有明显的出血点，鳃丝苍白；解剖内脏失血，肝脏、肾脏肿大，严重者存在肠穿孔现象。 Yang 等（2018）研究发现，在（25±2） ℃的条件下，迟缓爱德华氏菌导致达氏鲟患细菌性败血症，死亡率高达70%。

4.3 致病因子 爱德华氏菌感染分为两种类型：一种是肠胃型感染，另一种是全身型感染。鞭毛是爱德华氏菌感染宿主细胞的重要毒力因子。 爱德华氏菌利用鞭毛黏附蛋白黏附到宿主细胞表面，从而引发感染（Sakai 等，2009）。 在爱德华氏菌复制和生存过程中，其Ⅲ型（T3SS）和Ⅵ型（T6SS）分泌系统发挥了重要的作用（Okuda 等，2008）。研究发现T3SS 能够帮助爱德华氏菌逃逸吞噬细胞的杀伤作用从而在吞噬细胞内完成复制，T6SS 能够使爱德华氏菌在宿主体内存活， 进而引起全身感染最终导致宿主死亡，但T3SS 和T6SS 之间的关系尚不清楚， 还需进一步研究证实 （李墨非，2015）。

5 柠檬酸杆菌

5.1 病原菌种类及生物学特性 柠檬酸杆菌属于肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、柠檬酸杆菌属（Citrobacter），在自然界中广泛存在。 柠檬酸杆菌属可分弗氏柠檬酸杆菌 （Citrobacter freundii）、布氏柠檬酸杆菌（Citrobacter barrkii）、杨氏柠檬酸杆菌 （Citrobacter youngae）、 吉氏柠檬酸杆菌（Citrobacter gillenii）、沃克曼氏柠檬酸杆菌（Citrobacter werkmanii）、 差异柠檬酸杆菌（Citrobacter koseri）等11 种柠檬酸杆菌。 柠檬酸杆菌在BHIA平板上30 ℃培养24 h 后，出现边缘整齐、中央隆起的圆形菌落，经革兰氏染色后，在光学显微镜下呈红色短杆菌，两端钝圆（陈绮梨等，2021）。

5.2 流行病学及临床症状 柠檬酸杆菌普遍存在于自然界以及人、动物的肠道内，是一种典型的人-兽-鱼共患条件致病菌。 弗氏柠檬酸杆菌是柠檬酸杆菌属的模式种， 也是目前研究相对较多的柠檬酸杆菌。 研究表明弗氏柠檬酸杆菌对中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）、中华鳖（Pelodiscus sinensis）、大鲵（Andrias davidianus）、团头魴（Megalobrama amblycephala）等多种水生动物具有致病性（黄晓东等，2019； 张冬星等，2016； 毛烁君等，2015；高正勇等，2012）。 杨移斌等（2013）报道，水温22℃以上，弗氏柠檬酸杆菌感染施氏鲟、杂交鲟、西伯利亚鲟、俄罗斯鲟等多种鲟类致病，主要症状表现为：活力下降，食欲减退，口腔红肿并伴有充血现象，肛门红肿，解剖可见少量腹水，内部脏器未见明显病变。

5.3 致病机理 柠檬酸杆菌的研究主要集中在分离鉴定和药物敏感性等， 目前已报道的毒力因子有Via B、slt-Ⅱ和尿素酶三种。 黄莉萍（2020）认为，具有Vi 抗原结构的菌体有吞噬和保护具体抵抗抗体的作用，进而增强菌体的致病力。Fukuda等（2005）报道，slt-Ⅱ是一种具有溶解致死作用的细胞毒素。肖宁等（2016）研究发现，克氏原螯虾源弗氏柠檬酸杆菌具有ureA 至ureG7 个尿素酶基因亚单位，尿素酶通过分解尿素，在菌体周围形成氨云以抵抗酸性环境对菌体造成的损伤， 帮助菌体在宿主体内存活并定植成功。

6 展望

随着鲟鱼养殖业的快速发展， 疾病种类不断增多， 但细菌性疾病目前仍是鲟鱼养殖过程中的主要病害。气单胞菌、链球菌、分枝杆菌、爱德华氏菌、柠檬酸杆菌是鲟鱼细菌性疾病的主要致病菌。此外。 研究发现伊丽莎白菌、邻单胞菌、假单胞菌也可感染鲟鱼（张明洋等，2020；邸军等，2018；杨圆圆等，2017）。细菌性疾病具有感染性广、传播性强、致死率高、病原体复杂等特点，其防控难点主要存在三个方面：一是疾病早期临床症状不明显，患病鲟鱼在疾病早期难以发现， 往往表现出明显症状时进入疾病中后期， 常常因不能及时治疗而造成一定的经济损失； 二是细菌性致病菌种类繁多，充血、腹水、红肿是多种疾病的共同特征，通过表观症状难以做到对菌下药； 三是缺少特异、简便、灵敏的快速检测技术，常规细菌分离和鉴定技术耗时耗力，容易贻误病情。

为鲟鱼营造良好的生态环境、 提供充足的营养物质、 获取优质的苗种来源是鲟鱼健康养殖的基础。 目前对鲟鱼疾病研究主要停留在病原菌分离鉴定、药敏特性研究、病理组织学观察等方面，在发病机制、环境因子与致病性研究、免疫防治等方面还十分欠缺。因此，为保障鲟鱼养殖业的健康可持续发展，今后应系统开展流行病学调查、水环境理化指标分析、水体及鱼体菌群动态平衡、病原菌快速检测等研究工作。