Burrough ER 劉河冰譯

（北京維德維康生物技術有限公司，北京 100095）

豬痢疾最常發(fā)生于8～26周齡，以黏液出血性腹瀉為主要臨床癥狀。在斷奶仔豬中，發(fā)病率和死亡率分別為90%和30%。由于飼料消耗成本、治療用藥成本和死亡率的影響，受感染豬場往往發(fā)生嚴重的經(jīng)濟損失。豬痢疾自1921年被Whiting等首次報道，目前在全世界范圍內(nèi)都有發(fā)生。

1 病原學

早在20世紀20年代，就有文獻報道臨床豬痢疾能夠在實驗室條件下重現(xiàn)。人們通過飼喂患病豬腸道內(nèi)容物成功重現(xiàn)豬痢疾病癥，但是多年來該病的確切病因一直成謎。早期的病理學研究中，豬痢疾的病變與精細螺旋體、彎曲菌以及纖毛蟲原生動物導致的病變極其相似，尤其是結腸彎曲菌一直被認為是該病的病原體。不過，隨后的幾篇研究報道否定了這種結論。研究者僅使用結腸彎曲菌飼喂無菌豬和普通豬，但結果并未引起豬痢疾病癥的出現(xiàn)。直到20世紀70年代，2個科研團隊分別報道了螺旋體能夠?qū)е仑i痢疾的產(chǎn)生。這種新發(fā)現(xiàn)的螺旋體起初被命名為豬痢疾密螺旋體（Treponema hyodysenteriae），并被劃分到蛇形屬，直到最近才被重新劃分為短螺旋體屬。豬痢疾短螺旋體（Brachyspira hyodysenteriae）是一種嚴格厭氧的革蘭氏陰性菌，菌體長 6～8 μm，寬 0.32～0.38 μm，每個菌體含有14～18個鞭毛。

目前除了豬痢疾短螺旋體外，還有2種新發(fā)現(xiàn)的強溶血性致病短螺旋菌屬種，分別命名為Brachyspira suanatina和Brachyspira hampsonii，它們都能導致嚴重的黏膜出血性腹瀉。Brachyspira hampsonii在美國和加拿大首次被報道，并廣泛傳播，隨后在歐洲以及加拿大北極地區(qū)的豬只中有大量暴發(fā)。通過多位點序列分型（MLST）技術對全球的Brachyspira hampsonii進行遺傳學分析，結果顯示Brachyspira hampsonii有4種不同的基因進化分支（遺傳分支1—4），不過這種遺傳基因的區(qū)別似乎沒有明顯的臨床癥狀的差異。另外一種短螺旋菌屬Brachyspira suanatina受地域限制較大，迄今為止僅在歐洲的丹麥和瑞典出現(xiàn)過。3種短螺旋菌屬的共同特性是在血液瓊脂培養(yǎng)基上能夠產(chǎn)生嚴重的β-溶血，該癥狀已被建議作為豬痢疾臨床分離菌株的毒力指標。目前對豬痢疾短螺旋體的全基因組進行測序，揭示了7種潛在的溶血素基因，其中4種已經(jīng)有所報道

螺旋體屬還包括許多弱溶血性螺旋體菌，它們通常定制于豬結腸內(nèi)，包括B.innocens、B.Intermedia、B.murdochii和 B.pilosicoli。其中 B.pilosicoli是豬腸道螺旋體病的病原體，其他的菌株致病性較低，目前并未見有關弱溶血性螺旋體菌與嚴重血性腹瀉相關性研究的報道。

2 發(fā)病機理

豬痢疾短螺旋體至少需要一種其他的微生物參與才能導致豬痢疾的病變，僅使用豬痢疾短螺旋體感染無菌豬并不致病，而口服注射帶病的豬腸道碎片和內(nèi)容物可以導致豬痢疾典型癥狀。芳華雙歧桿菌（Bacteroides vulgatus）和壞死梭形桿菌（Fusobacterium necrophorum）這兩種厭氧菌被證實是能夠滿足要求的參與微生物。豬痢疾短螺旋體的自然傳播主要是由于誤食受感染的糞便導致。螺旋體經(jīng)過食道到達胃部，并能夠經(jīng)受胃酸的作用，通過小腸到達最終的目的地盲腸和結腸進行寄生和繁殖。目前自然感染豬痢疾的實際感染劑量并不清楚，但根據(jù)實驗模型和接種實驗，初步估計至少需要105CFU的致病劑量。

豬痢疾短螺旋體一旦進入易感豬體內(nèi)，立即定植于腸黏膜層，甚至在更深層的腸隱窩也能發(fā)現(xiàn)它們的身影，目前已經(jīng)證明這種現(xiàn)象的產(chǎn)生機理一方面跟豬黏液蛋白的趨化作用相關，另一方面跟鞭毛運動相關。豬痢疾短螺旋體通過鞭毛螺旋樣運動—生物滲透進入腸黏膜層，鞭毛的活性受FlaA和FlaB基因的調(diào)控。目前已有報道證明FlaA和FlaB基因的突變能夠降低豬痢疾短螺旋體的定植能力。短螺旋體定植于腸黏膜對于豬痢疾病癥的發(fā)展有重要作用，由于豬痢疾短螺旋體會代謝大量的氧氣，同時NADH氧化酶活性對短螺旋體的定植能力也十分重要，定植于腸黏膜層和隱窩能有效降低氧毒性對短螺旋體的傷害，保護短螺旋體的正常繁殖和增長。

豬痢疾短螺旋體定植于腸黏膜后，一般在臨床癥狀出現(xiàn)前1～4天，豬糞便中就會出現(xiàn)螺旋體。感染實驗證明，注射感染后7～10天能夠出現(xiàn)明顯豬痢疾癥狀，一般3周內(nèi)發(fā)病率接近或超過90%。使用B.hampsonii做感染實驗，癥狀出現(xiàn)較早，一般在感染后的4～5天，發(fā)病率卻低于90%。實驗證明感染劑量對于病癥的發(fā)展至關重要，105CFU的感染劑量能夠產(chǎn)生豬痢疾的臨床癥狀，而低于105CFU幾乎無剖檢癥狀。

豬痢疾短螺旋體感染早期會引起隱窩基底杯狀細胞內(nèi)的黏蛋白原減少，同時刺激腸腔擴張從而排出隱窩中積聚的黏液。盲腸插管內(nèi)窺鏡檢測發(fā)現(xiàn)黏液排出一般發(fā)生在病程的第3天，而杯狀細胞增生發(fā)生于第5天。組織化學分析結果顯示在患有急性豬痢疾病豬的結腸頂部隱窩內(nèi)，有硫酸黏蛋白表達量降低和唾液酸黏蛋白表達量增加的現(xiàn)象。免疫組化實驗則進一步揭示了無論是豬痢疾短螺旋體還是B.hampsonii感染，豬痢疾癥狀出現(xiàn)48小時之后都會導致黏蛋白2（MUC2）特異性減少和黏蛋白5AC（MUC5AC）的增加。黏蛋白 2（MUC2）是健康豬杯狀細胞中占主導地位的黏蛋白，它主要表達于結腸頂部，在豬痢疾癥狀出現(xiàn)72小時之后會大量排出進入隱窩。而黏蛋白5AC在健康豬的結腸內(nèi)幾乎檢測不到，只有在急性豬痢疾發(fā)病時才出現(xiàn)。

早期豬痢疾的微病變包括淺表黏膜壞死、固有層中性粒細胞浸潤、隱窩牽伸、出血和大量黏液分泌。病變部位分布大量豬痢疾短螺旋體細胞，主要集中于結腸管腔表面以及上皮細胞、杯狀細胞、黏液滴和固有層內(nèi)。患病豬結腸上皮細胞的超微結構一致，包括微絨毛稀少、線粒體腫脹、細胞器數(shù)量減少。隨著病變的進一步發(fā)展，表面黏膜開始出現(xiàn)侵蝕出血、纖維蛋白滲出等癥狀。肉眼病變主要局限于盲腸和結腸，通常包括弛緩性漿膜充血以及腸系膜水腫膨脹。結腸病變常有大量黏液、出血、黏膜表面纖維素性滲出物，伴隨黏膜出血性水樣糞便。隨著病程進一步加重，腸道吸收不良，鈉氯離子轉(zhuǎn)運障礙，腹瀉成為下一階段最重要的癥狀。

豬痢疾發(fā)病過程中，循環(huán)中性粒細胞和單核細胞有顯著增加，急性期蛋白血清淀粉樣蛋白A（SAA）和結合珠蛋白含量也有提高，不過發(fā)熱反應并不明顯。臨床癥狀出現(xiàn)的第1天，促炎性細胞因子白細胞介素（IL）1β增加明顯；黏膜出血性腹瀉持續(xù)到第3天，SAA水平可以升高到基線水平的6倍以上。痢疾期間血清中一些不必要的糖異生氨基酸如丙氨酸、谷氨酰胺和酪氨酸濃度下降。隨著疾病的進展，患病豬開始出現(xiàn)脫水、代謝性酸中毒和高鉀血癥，嚴重的甚至可以引起死亡。疾病進展到第5天開始進入恢復期，血液中SAA、結合珠蛋白以及單核細胞水平開始逐漸降低；而白細胞介素10（IL10）水平開始增高并在恢復期第7天達到峰值。

感染能夠誘發(fā)機體產(chǎn)生特異性體液免疫反應，主要包括產(chǎn)生針對膜相關脂蛋白A和B（SmpA和SmpB）抗體，這些抗體早在恢復期的第1天就能檢測出來。試驗證明恢復期與免疫球蛋白G、A和M有極大的關系，豬痊愈后能夠避免再次感染豬痢疾，保護期可達17周。

3 診斷方法

豬痢疾的診斷一般基于臨床癥狀、特征性病變（眼觀和顯微鏡下）、結腸組織或糞便強β溶血螺旋體的分離等因素進行綜合判斷。隨著分子生物學技術的興起，活體診斷技術開始發(fā)展，出現(xiàn)了大量關于豬痢疾短螺旋體分子診斷方法的報道，其中以糞便和液體樣本的聚合酶鏈式反應（PCR）和原位雜交（ISH）技術最為重要。

3.1 微生物培養(yǎng)

實驗室分離培養(yǎng)豬痢疾短螺旋體的靈敏度較高，不過這很大程度上取決于樣本的前處理和樣本本身。藥物能大大降低短螺旋體的分離率，因此應該選擇未處理的、新鮮的臨床樣本。樣本運輸需要冷藏并保持潮濕。短螺旋體需要在典型的選擇性培養(yǎng)基上進行分離，厭氧培養(yǎng)6～10天，能夠誘導鮮血瓊脂培養(yǎng)基上出現(xiàn)β-溶血環(huán)。初代培養(yǎng)的短螺旋體通常需要利用各種生化試驗、特異性PCR、基因的部分測序，限制性片段長度多態(tài)性分析以及基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜等方法做進一步鑒定。

3.2 PCR

對于大多數(shù)傳染病病原體，對臨床樣本進行直接PCR檢測是最常用也是最高效的手段，但需要指出的是對于豬痢疾短螺旋體屬來說，直接檢測臨床樣本的靈敏度并不高，需要進行病原體初代培養(yǎng)。培養(yǎng)后的樣本使用PCR方法能夠輕易區(qū)分，目標基因包括基因、16S rRNA基因、23S rDNA基因以及溶血素基因。這極大地提高檢測的特異性，但對于新出現(xiàn)的菌種，PCR的方法可能也無能為力。

3.3 原位雜交

原位雜交是一種新興的、高度特異的檢測方法，可以直接檢測組織內(nèi)感染物。這種方法結合了PCR的高特異性和顯微鏡的直接可視性，是一種很有前途的檢測技術。目前該方法已應用于豬痢疾短螺旋體、B.pilosicoli、B.murdochii和 B hampsonii的診斷檢測。

3.4 血清學檢測

酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）作為豬痢疾螺旋體屬的診斷方法已被證實是有效的，該技術通過檢測抗脂多糖抗體從而實現(xiàn)豬痢疾短螺旋體的鑒別診斷，但該方法僅適用于某些血清型，并不能廣泛應用。目前已經(jīng)開發(fā)出一種檢測循環(huán)抗體的ELISA方法，它的主要作用靶點是外膜脂多糖特異性抗體，研究結果顯示該方法具有更高的靈敏度和特異性，但目前還未見大規(guī)模推廣。

4 豬痢疾傳播和感染的影響因素

豬痢疾在農(nóng)場的傳播主要影響因素包括傳播途徑、飲食結構等。嚙齒動物被認為是主要的螺旋體屬載體，并且是豬場內(nèi)最重要的傳染源。有學者證實小鼠感染豬痢疾短螺旋體并不致病，但可以散播菌種長達200天。豬場污水和糞便是另一個重要的豬痢疾短螺旋體傳染源，尤其是用于清洗豬舍柵欄的廢水。有研究證明豬痢疾短螺旋體在污水中可以存活17天，在淤泥中可以存活21天，在低于10℃的糞便中能夠存活48小時。

野生鳥類是豬痢疾短螺旋體在豬場間傳播的又一重要載體，目前已經(jīng)有多篇文獻證實了上述結論。瑞典綠頭鴨的糞便中發(fā)現(xiàn)螺旋體屬B.suanatina和B.hyodysenteriae，同時加拿大雪鵝、西班牙綠頭鴨和灰雁的糞便中也發(fā)現(xiàn)了螺旋體屬B.hampsonii。動物回歸試驗證實上述螺旋體屬均能導致豬痢疾臨床癥狀的發(fā)生。目前越來越多的學者開始關注禽源螺旋體屬，并針對飛禽影響豬痢疾的傳播等項目展開研究。

豬痢疾疾病的發(fā)展還受到日糧結構和結腸微生物菌群的影響。不同的日糧飼料對豬痢疾臨床表現(xiàn)有不同程度的影響，雖然文獻中有一些爭論的聲音，但一般都認為添加易消化的日糧有助于減輕豬痢疾短螺旋菌的臨床危害，而經(jīng)常飼喂碳水化合物和木質(zhì)素日糧則容易加重豬痢疾的臨床癥狀。短螺旋體導致豬痢疾臨床癥狀的出現(xiàn)需要其他協(xié)同細菌的參與，而不同的日糧改變了結腸微生物菌群結構，最終導致協(xié)同細菌數(shù)量的變化。被改變數(shù)量的協(xié)同細菌可能增強或減少螺旋體菌的定植，從而影響豬痢疾病程的發(fā)展。最近的研究顯示豬胃腸道中至少4種不同的細菌可以抑制體外生長豬痢疾短螺旋體，專家建議結腸微生物環(huán)境中添加這些細菌對于預防豬痢疾是有利的?？偟膩碚f，膳食結構是影響豬痢疾發(fā)展的一個主要因素，并可能影響疾病的發(fā)病時間和嚴重程度。應該進一步研究具體日糧成分對結腸微生物菌群的影響，探討豬痢疾預防中具體的管理手段。

5 治療和控制

治療豬痢疾最常用藥物是截短側(cè)耳類抗生素，主要是泰妙菌素和沃尼妙林。豬痢疾發(fā)病24小時之內(nèi)使用0.006%泰妙菌素水溶液治療，可以有效遏制腹瀉，阻止豬痢疾短螺旋體的定植。不幸的是截短側(cè)耳類抗生素耐藥現(xiàn)象也層出不窮，目前包括捷克、斯洛伐克、德國、意大利、西班牙等多個歐美國家相繼發(fā)現(xiàn)豬痢疾短螺旋體耐藥菌株。最近一項研究證實了一株意大利豬痢疾短螺旋體耐藥菌株已經(jīng)蔓延到整個歐洲。因此，在治療豬痢疾過程中要密切監(jiān)測螺旋體菌MIC，合理使用抗生素，不能濫用抗菌藥物。

由于豬痢疾短螺旋體的不同血清型之間缺乏有效的免疫交叉保護作用，豬痢疾免疫疫苗的研發(fā)十分具有挑戰(zhàn)性。雖然多次嘗試應用菌株和弱毒菌株開發(fā)新型高效免疫疫苗，但目前能用的商業(yè)化疫苗還未普及。越來越多的研究團體將希望寄托于基因工程疫苗技術，努力開發(fā)不同保護水平的重組疫苗。目前豬痢疾在北美洲開始肆虐，并且在歐洲發(fā)現(xiàn)了耐藥菌株，高效疫苗的開發(fā)已迫在眉睫。

6 展望

豬痢疾病已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)近一個世紀，但該病的確切發(fā)病機制仍然未闡述清楚，有待進一步的研究。歷史上一直將豬痢疾短螺旋體認為是豬痢疾的唯一病原，主要是由于豬痢疾短螺旋體是唯一的強β-溶血病原體。近些年來，研究者又發(fā)現(xiàn)了2種新的強β-溶血菌株Brachyspira suanatina和Brachyspira hampsonii，它們也可以導致豬黏膜出血性腸炎以及其他痢疾臨床典型癥狀。因此有學者就建議要將豬痢疾病原范圍擴大，但凡能引起豬痢疾典型癥狀的所有強β-溶血螺旋體菌株均是主要病原體。

理想的診斷產(chǎn)品應該是一方面能夠盡可能多地檢測出所有潛在的病原螺旋體菌，另一方面還應具有足夠的靈敏度，能夠檢測出低水平的帶菌動物。近些年新檢測技術快速崛起，大大提高了短螺旋體屬的診斷特異性，其中分子診斷技術發(fā)展最快。尋找豬痢疾病原的通用特異性基因是目前分子診斷研究的熱點。

（參考文獻略，需者可函索）

譯自：Burrough ER.Swine dysentery:etiopathogenesis and diagnosis of a reemerging disease [J].Veterinary Pathology,2017,54(1):22-31.