賈良梁 陳建康 羅靜如

摘 要：豬腸道感染腸毒性大腸桿菌（Enterotoxigenic E.coli，ETEC）會造成養(yǎng)豬場重大經濟損失。掌握豬腸型大腸桿菌病的流行病學、診斷方法和控制措施對攻克該病至關重要。造成新生仔豬大腸桿菌病的ETEC通常攜帶F4菌毛（K88）、F5菌毛（K99）、F6菌毛（987P）或F41菌毛，而造成斷奶仔豬腹瀉的ETEC攜帶F4菌毛（K88）和F18菌毛。這些菌毛能夠附著到豬腸腔刷狀緣上皮細胞（腸上皮細胞）的特異性受體上，由此開啟腸遙感染的進程。在完成這一定植后，該菌會產生一種或多種能夠引發(fā)仔豬腹瀉的腸毒素，如熱穩(wěn)定腸毒素a （Heat StabLe Toxin a，STa）、熱穩(wěn)定腸毒素b（Heat Stable Toxin b，STb）和熱不穩(wěn)定毒素（Heat Labile Toxin，LT）。業(yè)已證明，這些毒素對該病的發(fā)生起到一定作用。腸型大腸桿菌病的診斷基于致病性大腸桿菌的分離和定量，外加通過PCR方法證實存在編碼毒力因子（菌毛和毒素）的基因。腸型大腸桿菌病的診斷方法必須考慮到鑒別診斷和可能與疾病暴發(fā)有關的各種潛在病因。

在控制大腸桿菌病的各種方法中，抗菌劑或抗生素得到人們的普遍采納，人們主要使用抗生素來防止疾病的發(fā)生并治療病豬。

腸型大腸桿菌病的精確診斷需要有一個合適的樣本，以便利用半定量細菌學方法對引起該病暴發(fā)的ETEC進行分離和定量?；诔霈F的典型病變、細菌學檢測結果以及確定特定致病因子來鑒定分離大腸桿菌。確認診斷結果和進行藥敏試驗具有重要意義，因為不同大腸桿菌分離株對抗菌劑的敏感性差異巨大。消費者對抗菌劑耐藥性關注的增加，迫使養(yǎng)豬生產者更加理性地使用抗生素，這可以通過正確認識與抗生素療法以及操作者和農場主對抗生素使用有關的問題來實現。

關鍵詞：大腸桿菌病;腸毒性大腸桿菌;豬;腹瀉;診斷;控制

中圖分類號：S855.1

文獻標志碼：C

文章編號：1001-0769（2018）10-0001-05

大腸埃希氏桿菌（Escherichia coli）是一種周身覆蓋有菌毛、鞭毛的革蘭氏陰性細菌，屬于腸桿菌科，是眾多豬病中的一個病原[如新生仔豬腹瀉和斷奶仔豬腹瀉（Post-weaning Diarrhoea， PWD）]，這是造成全世界范圍內哺乳仔豬和斷奶仔豬死亡的重要病因。

腸型大腸桿菌病的2個主要病原是：腸毒性大腸桿菌（EnterotoxigenicE.coli，ETEC）和腸道致病性大腸桿菌（Enteropathogenic E.coli， EPEC）.ETEC是豬大腸桿菌病中最重要的病變型，包括不同的致病型別（Virotype，該術語用于描述那些具有不同的毒素和菌毛組合的菌株）。因ETEC感染造成新生仔豬和斷奶仔豬暴發(fā)腹瀉通常會影響大部分的仔豬，并且經常會在同一豬群中周期性地發(fā)生，因此需要采用高成本的控制措施。因發(fā)病豬死亡或增重減少以及增加治療、疫苗和飼料添加劑成本，腸型大腸桿菌病可能會對養(yǎng)豬場造成重大經濟損失。根據疫病的嚴重程度，據估計斷奶仔豬腹瀉造成的損失為每頭母豬40歐元～314歐元。ETEC有菌毛，因而可附著在腸上皮細胞上，并會產生一種或多種能夠引發(fā)分泌性腹瀉的腸毒素（表1），在全球養(yǎng)豬業(yè)中造成一些最為嚴重的疾病，如新生仔豬大腸桿菌病和斷奶仔豬腹瀉。

常用于預防和控制新生仔豬大腸桿菌病的措施應當以減少環(huán)境中的致病大腸桿菌數量為目的，采取衛(wèi)生措施和場內場外的生物安全措施。維持適宜的環(huán)境條件和仔豬高水平的免疫力，依靠母乳免疫和母豬接種抗ETEC F4（K88）、F5 （K99）、F6 （987P）并口F41的疫苗，可降低發(fā)生該病的風險。

多種手段已經被應用于預防ETEC造成的斷奶仔豬腹瀉，包括用特異性抗體進行被動免疫、飼料添加劑（如益生元和益生菌）和日糧預防手段、培育抗ETEC的豬種以及口服非產毒性大腸桿菌活疫苗。

雖然上述方法中的一些對預防新生仔豬和斷奶仔豬大腸桿菌病已經顯示出有一定的應用前景和成效，但是通過非口服或口服途徑使用抗菌素仍然被經常性地用于治療腸型大腸桿菌病。低劑量給豬口服抗生素有利于細菌產生耐藥性。通常用于治療腸型大腸桿菌病的抗菌劑必須選擇那些能夠在腸道內到達治療濃度的藥物。最常用的是恩氟沙星、安普霉素、頭孢噻呋、新霉素、慶大霉素、阿莫西林/克拉呋酸、甲氧芐啶/磺胺和粘菌素。觀察發(fā)現，細菌尤其是會引發(fā)斷奶仔豬腹瀉的ETEC菌株，對阿布拉霉素、新霉素、磺胺甲氧芐啶和粘菌素的耐藥性己日益增強。

控制豬腸型大腸桿菌病需要了解所涉及大腸桿菌的病變型別和致病型別以及它們具有致病性的條件，從而采取正確的診斷手段以及預防和控制措施。為了得到可靠而準確的診斷，處理大腸桿菌病暴發(fā)的關鍵要素是：診斷過程和診斷方法解釋標準的有關知識。

本文旨在闡述養(yǎng)豬生產者在面對ETEC造成的新生仔豬和斷奶仔豬腸型大腸桿菌病時會經常問及的一些主要問題（這是本綜述的主題）、采用的診斷方法和特異性研究的解釋、基于抗生素療法的控制措施以及抗生素耐藥性對控制這些疾病的影響。

1 腸型大腸桿菌的發(fā)病機制

1.1新生仔豬腸型大腸桿菌病

造成新生仔豬大腸桿菌病的ETEC以動物攝入的方式進入動物體內，在易感環(huán)境下和存在宿主因素時，其會在動物腸道內增殖，并通過特異性致病因子引發(fā)疾病。ETEC進入仔豬體內后的定植和增殖的程度決定此次感染是否會引發(fā)疾病。能夠造成新生仔豬腹瀉的ETEC擁有黏附素以及被稱為菌毛且鑒別為F4 （K88）、F5 （K99）、F6 （987P）和F41的表面蛋白（表1）。菌毛能夠幫助細菌黏附到小腸刷狀緣上皮細胞的特異性受體上。擁有菌毛抗原F4的ETEC在整個結腸和回腸中定植，而擁有菌毛抗原F5、F6和F41的ETEC大部分定植在結腸和回腸的后段。隨年齡的增長，仔豬對擁有菌毛抗原F5、F6和F41的ETEC的易感性下降，并己發(fā)現與隨年齡增長的仔豬腸道上皮細胞活性受體數量的減少有關。大多數能夠引發(fā)新生仔豬大腸桿菌病的ETEC菌株會產生熱穩(wěn)定性腸毒素（Heat Stable Toxin，ST），它會結合刷狀緣腸絨毛和隱窩腸上皮細胞上的鳥苷酸環(huán)氧化酶C糖蛋白受體，促進環(huán)鳥甘酸（Cyclic Guanosine Monophosphate，cGMP）的產生，造成電解質和體液的分泌。電解質和體液的大量分泌會造成仔豬脫水和最終的死亡。代謝性酸中毒——被定義為全身pH下降的狀態(tài)——是新生仔豬大腸桿菌病的一種嚴重并發(fā)癥，起因是乳酸的產生。早期由酸中毒引發(fā)的大多數臨床癥狀，實際上是由血液中D-乳酸水平的升高造成的。D-乳酸血癥是由于小腸黏膜上皮損傷，細菌發(fā)酵的底物未能被消化而到達大腸引起的。酸中毒的呼吸代償會通過強力呼吸發(fā)生，但是這種機制因碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)的不足而迅速失效。

基于熱穩(wěn)定性腸毒素a（Heat StableToxin a，STa）受體的濃度和親和力，空腸后段似乎是對STa做出響應的一個重要的分泌過渡場所。在新生仔豬腸型大腸桿菌病的發(fā)展過程中，被動免疫起到了非常重要的作用。尤其是大多數新生仔豬的感染可以通過初乳和乳汁中的被動免疫得到預防。因為ETEC感染是非侵害性的胃腸道感染，黏膜免疫（或常乳免疫）而非初乳（或系統(tǒng)免疫）對戰(zhàn)勝該病很重要。接種了仔豬生活環(huán)境中的致病性大腸桿菌疫苗或接觸過該致病菌的母豬能夠產生含高濃度IgA的乳汁，因此該乳汁能夠防止ETEC在仔豬小腸中定植。因為母源疫苗是非口服途徑接種的，因此接種的成功與否，尤其是對后備母豬而言，很大程度上取決于這些動物的黏膜在早期與ETEC的接觸程度。如果母豬乳汁缺乏特異性抗體，或者仔豬沒有獲得足量的乳汁，那么它們對該病更易感。

1.2斷奶仔豬腸型大腸桿菌病

正如對新生仔豬大腸桿菌病所介紹的一樣，能夠引發(fā)斷奶仔豬腹瀉的大腸桿菌通過動物的采食進入動物體內，并在適宜的易感環(huán)境和存在宿主因素時，它們會在腸道內增殖，并通過特異性致病因子引發(fā)疾病。

感染斷奶后仔豬的ETEC菌株大多具有菌毛F4和F18，極少有例外。基于抗原的差異，F4和F18這兩種菌毛有多種變種亞型。F4的變種ab、ac和ad已有報道，所有分離自斷奶仔豬腹瀉病例的菌株都屬于F4ac亞型。F18有兩種己知變種ab和ac。F18ab通常與引發(fā)水腫病（OedemaDisease，OD）的菌株有關，而F18ac與引發(fā)斷奶仔豬腹瀉的菌株有關。

一種被鑒定為擴散性粘連黏附素（Adhesin Involved in DiffuseAdherence，AIDA）的非菌毛黏附素與從患有斷奶仔豬腹瀉的斷奶仔豬中分離到的ETEC菌株有關，有證據表明其在用編碼熱穩(wěn)定性腸毒素b（Heat Stable Toxin b，STb）的大腸桿菌實驗性誘導未采食初乳的新生仔豬發(fā)生腹瀉上發(fā)揮了致病作用。然而，腸道聚集性大腸桿菌耐熱性腸毒素 （Enteroaggregative E.coli HeatStable Toxin 1，EASTl）和AIDA在引發(fā)豬大腸桿菌病上的作用還有待研究人員闡明。感染斷奶仔豬的ETEC菌株可以產生以下一種或多種腸毒素：STa、STb、熱不穩(wěn)定腸毒素（Heat Labile Toxin，LT）以及EAST1。STa對新生仔豬大腸桿菌病的作用機理已經得到闡明。和STa不同，STb不會改變cGMP，表明作用機理不同。STb結合到腸上皮細菌受體上會造導致Ca²⁺進入細胞內，促進十二指腸和空腸分泌水和電解質。隨著STb中毒的發(fā)生，大量的Na⁺和Cl^2-蓄積在腸腔內。此外，STb能夠刺激碳酸氫鹽（HCO₃^-）的分泌。

LT是一類重要的毒素——AB5族毒素中的一員。LT的兩個亞型LT I和LT II已經進行了介紹。LT I和LT II之間的差異很大程度上是由它們在B亞單位上的差異造成的。LT I可以分為LT I h和LT I p，分別由人源和豬源的ETEC產生。業(yè)已證明，能夠表達LT的菌株在定植方面占有優(yōu)勢，在體外或體內可以促進ETEC的黏附。LT能夠持續(xù)激活細胞基底外壁的腺苷酸環(huán)化酶，導致電解質和水過度分泌，造成動物脫水。代謝性酸中毒是斷奶仔豬大腸桿菌病的一種并發(fā)癥，但是在出現循環(huán)衰竭前嚴重程度有限。

研究人員報道，從腹瀉仔豬中分離到的ETEC中發(fā)現了EAST1，然而EAST1在腹瀉形成上所起的作用尚未被闡明。

1.3腸道菌群

仔豬出生后，環(huán)境中和母豬身體上的微生物會迅速在其腸道管腔中定植，形成健康的腸道免疫系統(tǒng)及其未來發(fā)展的雛形。腸道菌群的特征是種群密度高、變異性廣以及在整個胃腸道中的相互作用復雜。對腸道菌群進行的鑒定研究表明，從豬腸道中分離到的主要細菌群是鏈球菌屬、乳酸菌屬、普氏菌屬、月形單胞菌屬、光岡菌屬、巨型球菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、真細菌、擬桿菌屬、梭菌屬、氨基酸球菌屬和腸細菌。有趣的是，有報道稱有確鑿的證據表明，豬腸道菌在促進宿主新陳代謝和糞便中細菌菌種的多樣性方面起著重要的作用，且它們隨時間變化的改變取決于它們隨后對斷奶仔豬腹瀉的易感程度。胃和緊鄰的小腸（十二指腸）含有數目相對少的細菌（每克或毫升內容物含l0³個～10⁵個），因為pH較低，且/或消化糜快速地排空。相反，小腸末端定植著種屬差異大且數量更多（每克或毫升內容物含10⁸個）的細菌群體。

隨著仔豬年齡的增加，腸道中其他大腸桿菌生化表型的平均數提高，仔豬糞便和豬場環(huán)境中的大腸桿菌數量是動態(tài)變化的，且顯示出高水平的多樣性。

腸型大腸桿菌病的臨床表現顯然需要有致病性大腸桿菌的存在，但是也需要環(huán)境的變化和公認的風險因素。Moredo等證明，ETEC陽性非腹瀉豬的比例在哺乳階段為16.6%，保育階段是66%，育肥階段是17.3%。這些數據表明，正如Osek在1999年已經報道的那樣，這些致病菌也可以通過健康動物的糞便排出。

新生仔豬胃腸道的屏障功能還沒有像成年豬一樣發(fā)育成熟，因為它們的胃含有高pH的內容物，且對蛋白的水解能力低，同時因為免疫問題而依賴被動免疫保護。據報道，1日齡仔豬小腸上皮細胞的再生時間為7 d～10 d;與此相比，3周齡仔豬為2 d～4 d。這一差異可能會促使新生仔豬對傳染性腸炎的感染更加敏感，因為上皮細胞的快速再生被視為清除受感染細胞的一種防御機制。綜上所述，所有這些情況再加上發(fā)病誘因的作用，導致初生仔豬對ETEC腸道感染易感。

斷奶后，仔豬腸道內環(huán)境的改變主要是由日糧改變造成的——造成腸道中初始菌群的組成發(fā)生了改變。健康豬腸道菌群中大腸桿菌菌株通常有很高的多樣性，而在發(fā)生腸型大腸桿菌病時，我們可以觀察到正常腸道菌群中的各種細菌之間的平衡發(fā)生了改變。這種情況會造成優(yōu)勢致病菌株的增殖，迅速達到每克內容物含10⁹個細菌的巨大數量級。這就是為什么即使不是經常性，也能屢屢利用從感染大腸桿菌的腹瀉豬中采集的樣本對致病性大腸桿菌進行分離純化培養(yǎng)。

要正確解釋診斷結果，我們必須將這些信息考慮在內。尤其是對診斷結果的評估，應當在同時考慮臨床癥狀和病理損傷兩方面的情況下做出，同時還要考慮屬于已經鑒定病變型別和致病型別的致病性大腸桿菌分離株的數目。