鸡奇异变形杆菌病的研究进展

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荆 炜,介晓伟

(河南省漯河市郾城区动物疫病预防控制中心,河南漯河 4623000)

奇异变形杆菌是引起人泌尿系统和肠道感染的主要病原菌之一。它在已公布的细菌性食物中毒病原谱里,仅次于沙门氏菌、副溶血性弧菌和金黄色葡萄球菌,位列第四[1]。严重感染时,还会发生细胞内毒素诱导的败血症,导致全身炎症反应综合征,死亡率达50%。因此,临床很早便开始了关于奇异变形杆菌感染的研究。而兽医临床在很长一段时间内,只认为奇异变形杆菌是粪便或环境污染菌,因此很少对其研究,甚至也几乎不对其进行监控,关于对动物源奇异变形杆菌生化特征与变异情况的文献资料非常有限。直到20世纪80年代,人们发现奇异变形杆菌可引起的蛋鸡发生输卵管炎及腹泻甚至死亡,且猪、犊牛、鸽子等动物中也能分离到具有致病性的奇异变形杆菌,对其进行鉴定分析,显示人源和动物源的奇异变形杆菌存在生化特征的相似性[2]。

近年来,越来越多的动物源奇异变形杆菌被鉴定分离,相关研究报道屡见不鲜,各项数据提示致病性奇异变形杆菌的流行趋势正不断扩大,发病率、死亡率居高,其中雏鸡爆发此病增多明显。感染奇异变形杆菌后的雏鸡生长缓慢甚至死亡,种鸡发生垂直传播,给畜禽养殖造成了巨大程度的潜在经济损失。为此,从奇异变形杆菌的特性、致病性、耐药性、临床症状、病理变化、诊断及防治等方面进行综述,以期为奇异变形杆菌的有效防控和多方位研究提供参考。

奇异变形杆菌周身有鞭毛,故运动活泼,属于肠杆菌科细菌。革兰氏染色试验为阴性菌,形状分类上呈现多形性,以呈长椭球状、杆状、球杆状和长丝状物的为主,单在一起排列的或成对排列。现已有文献证实人源和鸡源奇异变形杆菌具有相同的毒力基因,且奇异变形杆菌作为一种蛋白水解细菌,能改变禽流感病毒的致病性,切割这种病毒的血凝素蛋白[3]。

1.1 致病性

奇异变形杆菌拥有复杂的致病机理,菌毛、脲酶、溶血素、金属摄取和外膜蛋白等毒力因子都可引起感染。菌毛使奇异变形杆菌抵抗尿液流动,紧紧粘附在导管上,以此达到增加侵袭力的目的,保证横穿进入膀胱。对多个奇异变形杆菌进行全基因组测序,发现它具有耐甘露糖样变形杆菌菌毛(MRP)、室温菌毛(ATF)、奇异变形杆菌菌毛(PMF)、尿路上皮细胞黏附菌毛(UCA)等能帮助于形成稳定生物膜的菌毛,保护它不能被常见物理消毒剂或常规化学方法消灭。脲酶通过催化尿素水解形成二氧化碳和氨,使感染了奇异变形杆菌的动物的pH局部升高,最终形成磷酸铵镁(鸟粪石)和钙磷酸盐(磷灰石)沉淀阻塞输尿管。蛋白水解酶促进奇异变形杆菌感染扩散并帮助菌株逃避免疫系统的攻击。溶血素,如 HlyA、HpmA、HpmB等,可刺穿宿主细胞膜,引起细胞溶质外流、渗透压改变和丝状体解聚,损害细胞的结构完整性,导致膀胱和肾脏损伤。

奇异变形杆菌还能摄取Fe3+、Zn2+和Ni2+,并输出Cu+,这对其在泌尿系统的定殖成功起重要作用。奇异变形杆菌携带的多种毒力因子给人类的健康和畜牧业的发展带来了巨大威胁。截至目前,已有研究证实引起人泌尿系统感染、先天性免疫反应、肺部感染、睾丸炎以及菌血症的奇异变形杆菌和能感染家禽,造成鸡胚死亡、卵黄感染,雏鸡、雏鸭死亡,山羊和猪腹泻的奇异变形杆菌具有相似的生化特性和相同的毒力因子。相同毒力基因的存在能增加它在不同宿主中诱导相似致病性的潜力,提示我们需要进一步研究它在不同宿主物种中的适应性和发病机制,比如携带致病性奇异变形杆菌的家禽是否会引起饲养者呼吸系统等的感染。

1.2 耐药性

临床盲目用药或不规范用药使奇异变形杆菌病的用药剂量不断增加,耐药谱不断扩大,越来越多的耐药菌株被报道。关于耐药机制,现发现该菌能产生超广谱β-内酰胺酶、MBL(金属β-内酰胺酶)、AmpC(头孢菌素酶)、CTX-M型β-内酰胺酶、碳青霉烯酶、胞外金属蛋白酶ZapA、VIM金属β-内酰胺酶等各种β-内酰胺酶,还能改变青霉素结合蛋白、降低外膜蛋白通透性及形成生物被膜。1991年,法国首先分离到产β-内酰胺酶的奇异变形杆菌,随后美国、日本、法国、中国等国家陆续分离到携带不同类型β-内酰胺酶的奇异变形杆菌,给临床治疗提出了极大挑战。2001年,意大利又分离到耐多药产广谱β-内酰胺酶的奇异变形杆菌,接着美国、韩国、欧洲、中国等国家和地区都陆续分离到耐多药的奇异变形杆菌,耐药趋势向全球蔓延。2008年,美国首次分离到产KPC碳青霉烯酶的奇异变形杆菌,不久法国和波兰又分离到了产VIM-1型和产NDM-1型碳青霉烯酶的奇异变形杆菌,药敏结果显示这些奇异变形杆菌可对亚胺培南、厄他培南、美罗培南等药物表现耐药性,提示多重耐药奇异变形杆菌已在人和动物之间传播[4]。2014年,李欣南等[5]选取11种抗生素对从1829份肉鸡泄殖腔棉拭子中分离到67株奇异变形杆菌进行药敏试验,发现鸡源奇异变形杆菌对喹诺酮类、磺胺类、β-内酰胺类抗生素均有较高的耐药率,而兽医常用临床药物恩诺沙星、氟苯尼考和复方新诺明的耐药率已达100%。截至目前,肠杆菌科菌中常见的很多耐药现象在奇异变形杆菌中都已被报道,多重耐药菌的报道,动物源耐药菌向人类传播的报道也不断增多,表明奇异变形杆菌面临着严峻的耐药形势,被奇异变形杆菌污染的家禽对人类构成健康风险。

第三代和第四代喹诺酮类药物及头孢菌素常用于治疗人类感染,而部分鸡源奇异变形杆菌已经对其产生了高度耐药,说明家禽可以成为耐药性奇异变形杆菌的传播来源,将质粒介导的耐药基因携带到群落中,养殖者必须对生产中使用的抗菌药物保持谨慎态度。相关部门也应加强对奇异变形杆菌耐药现状的研究,不仅要明确奇异变形杆菌耐药的耐药机制、变异特征及传播扩散规律,还要提出有效措施来控制耐药奇异变形杆菌的传播。

2.1 临床诊断

2.1.1 临床症状

鸡奇异变形杆菌主要感染7周龄以内的小鸡,其中15~30日龄的鸡最易感,死亡率也最高,大多在出现症状1~3 d内死亡。50日龄以上的鸡感染后一般不出现死亡,但愈后生长发育缓慢。患病鸡初期可见精神萎顿,羽毛蓬乱,缩颈闭眼,鸡冠苍白无血色,后期排灰白色或黄绿色稀粪或水样便,部分鸡附关节肿胀,一侧或两侧的肢体发生瘫痪,共济失调,个别病例表现有神经症状,头向上弯曲。

2.1.2 病理变化

对病死鸡进行剖检,可见脾脏、肾脏、盲肠、扁桃体肿大,有散在出血点;
肝脏肿大,质地稍软,易碎,呈紫红色,表面有红黄相间条纹;
肺脏淤血有灰白色坏死灶;
心包增厚,心包液增多,混有纤维素性渗出物,脑膜充血、出血。

2.2 实验室诊断

2.2.1 细菌分离与鉴定

分离细菌可取病鸡肝、脾及胸腹腔渗出物,按照无菌操作规程分别接种于不同培养基上。奇异变形杆菌在普通琼脂上37℃培养8 h后长出有腐败臭味的圆形、灰白色、透明单菌落,继续培养至14 h,可见迁徙性生长现象;
在麦康凯平板上,呈现无色扁平菌落;
在SS琼脂平板上,呈现圆形、扁薄、半透明的菌落;
在血琼脂平板上,可出现溶血现象。

2.2.2 生化鉴定

将分离的细菌按照奇异变形杆菌的生化特性进行生化试验,应与该菌的生化特性相符合。

2.2.3 血清学检测

酶联免疫吸附检测法(ELISA法)可对抗原、抗体进行碱性磷酸酶标记,检测奇异变形杆菌[6]。用自制鸡奇异变形杆菌诊断抗原进行平板凝集反应的平板凝集反应检测法能对该菌进行快速诊断及流行病学调查[7]。用奇异变形杆菌的外膜蛋白(OMP)、用异硫氰酸荧光素(FITC)标记的相关纯化IgG以及兔抗鸡奇异变形杆菌外膜蛋白高免血清来进行的荧光抗体检测法,具有特异性高、操作简便、敏感性好的特点,为奇异变形杆菌的临床检测提供了便利[8~9]。

2.2.4 分子生物学检测

奇异变形杆菌的pcr检测法具有快速、准确、灵敏、特异高的优势。将16SrRNA、ureC等基因作为靶基因可用于检测奇异变形杆菌属;
围绕奇异变形杆菌的脲酶调节子(ureR)的基因序列设计引物可用于区别奇异变形杆菌和普通变形杆菌。根据奇异变形杆菌的atpD基因序列设计引物可建立特异性、重现性、灵敏度更优的SYBR Green荧光定量PCR,实现对奇异变形杆菌DNA和细菌数的定量。PCR定量技术特异性强、灵敏度高、重复性好、定量准确、反应速度快,克服了传统PCR易污染、后处理步骤繁杂冗长、缺乏准确定量等缺点,推动了奇异变形杆菌分子生物学检测的进一步发展。2000年,日本学者首先研发出环介导等温扩增技术(Loop-mediated Isothermal Amplification,LAMP);
在此基础上,关于检测奇异变形杆菌的LAMP检测技术也不断成熟;
可直接检测食品样品,提高了奇异变形杆菌检测的效率[10~12]。

作为危害养鸡业较为严重的一种新发细菌性传染病,奇异变形杆菌病还未引起养鸡行业的足够重视,也没有可用于防控的成熟商品疫苗。有些鸡场为了防控此病,自制油乳疫苗免疫,但自制苗缺乏严格的工艺和检验标准,多数抗体产生参差不齐,免疫效果差,甚至发生由于灭活不完全导致的散毒风险事件。因此养殖户应先从加强饲养管理和药物治疗2个方面进行防治。

3.1 饲养管理

养殖户要把控好消化道和呼吸道这两个鸡奇异变形杆菌病发生的主要传播途径,避免禽群应激,坚持预防为主的饲养理念。饲料卫生方面,建议养殖场采购正规厂家的全价料饲喂,全价料出厂前进行卫生检验等程序,购买后直接饲喂;
一旦在储存时,发现霉变、过期、变质的情况,立即停止使用。需要自配料的鸡场要选择科学的饲料配方,把握好玉米、豆粕等原料的质量,控制好配料间的卫生条件,防止病原菌污染。环境卫生方面,鸡舍要注意通风,加强空气的净化和消毒,使舍内湿度保持在50%~60%,降低粉尘量;
消毒时,尽量采用专业的雾化设备,选择安全、刺激性小、杀菌力强的消毒剂,如过硫酸氢钾溶液、稀碘溶液、过氧乙酸等。如果出现疫病流行,可在水中加入0.1%的酸化剂供鸡饮用,进行饮水的消毒。日常管理方面,根据鸡不同的日龄阶段,进行饲料配方的调整及饲养密度的合理控制,注意天气突变情况的发生,夜间防止贼风进入鸡舍,降低鸡群应激机会,有条件的鸡场可对地面进行硬化处理,更易于鸡场环境卫生的保持。

3.2 药物治疗

奇异变形杆菌的治疗可采取多注射或拌料饲喂的方式,在病鸡前1 d的饮水中加入复合多维,食盐及葡萄糖,饲料中拌入微生态制剂等,加强保温,预防注射应激反应。注射时兽医人员要确保操作熟练,动作轻柔,确保给药整齐。

作为一种能够引起人和动物胃肠炎、尿路感染以及败血症的病原菌,奇异变形杆菌同大肠杆菌、沙门氏菌同等重要的公共卫生意义。临床上多采用抗生素治疗,但是抗生素的大量使用导致不断有新的耐药菌株的出现,加大了奇异变形杆菌治疗的难度。至今临床上还没有有效控制该菌的药物。从家禽中分离到的奇异变形杆菌说明它可通过食物链传播相关独立基因和多重耐药基因,人们在处理家禽时也要正确消毒,避免因接触或交叉污染引起食物中毒。动物防疫相关部门要加强对奇异变形杆菌病的监控,并对其耐药机制、变异特征以及传播扩散的规律进行研究,从而采取有效的措施来控制耐药奇异变形杆菌的传播。

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