李夢玥 , 賈旭晨 , 洪 煬 , 朱怡平 , 段云芳 , 庹世友 , 王子璇 , 李 靖,

(1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院 獸醫(yī)公共衛(wèi)生安全全國重點實驗室 , 北京 海淀 100193 ; 2. 中國疾病預(yù)防控制中心寄生蟲病預(yù)防控制所(國家熱帶病研究中心) , 國家衛(wèi)生健康委員會寄生蟲病原與媒介生物學(xué)重點實驗室 , 世界衛(wèi)生組織熱帶病合作中心 , 國家級熱帶病國際聯(lián)合研究中心 , 上海 盧灣 200025 ; 3. 西藏自治區(qū)應(yīng)急管理廳 , 西藏 拉薩 850011 ; 4. 喀什地區(qū)畜牧研究中心(安格斯牛研究中心) , 新疆 喀什 844000)

隨著集約化養(yǎng)殖體系的建立,肉牛羊生產(chǎn)中暴露的問題逐漸成為畜牧獸醫(yī)工作者研究的焦點,其中肉牛羊體內(nèi)的寄生蟲問題越來越受重視。肉牛羊體內(nèi)寄生蠕蟲主要位于胃腸道、膽管、膽囊和肺臟等部位,其中消化道寄生蟲的感染對肉牛羊生產(chǎn)效率的影響最大,主要包括血矛屬(Haemonchus)、古柏屬(Cooperia)、食道口屬(Oesophagostomum)、奧斯特屬(Ostergia)、仰口線蟲屬(Bunsostomum)和細(xì)頸屬(Nematrodirus)等。有研究表明,歐洲每年因反芻動物感染蠕蟲造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)19億歐元,其中消化道寄生蟲感染占比最大,占總體經(jīng)濟(jì)損失的38%[1]。在肉牛羊養(yǎng)殖中,常用大環(huán)內(nèi)酯類、苯并咪唑類和咪唑噻唑類驅(qū)蟲藥物對體內(nèi)寄生蟲病進(jìn)行預(yù)防和治療[2]。由于驅(qū)蟲藥物的長期使用,導(dǎo)致了體內(nèi)寄生蟲的驅(qū)蟲藥物耐藥性(Anthelmintic resistance,AR)問題,成為如今控制反芻動物消化道寄生蟲的主要難點[3]。

為了延緩反芻動物AR的產(chǎn)生,在寄生蟲耐藥機(jī)制、耐藥性檢測方法和緩解措施方面已有較多研究,但目前國內(nèi)在肉牛羊AR方面的相關(guān)研究還較少。本文概述了目前國內(nèi)外肉牛羊消化道寄生蠕蟲耐藥性的現(xiàn)狀、產(chǎn)生機(jī)制和影響因素、檢測方法,以及減緩耐藥性的可行性措施,為精準(zhǔn)高效進(jìn)行耐藥性檢測和逐步減緩肉牛羊消化道寄生蠕蟲耐藥性提供依據(jù),從而提升肉牛羊科學(xué)健康養(yǎng)殖水平,進(jìn)一步推動肉牛羊產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 耐藥性的現(xiàn)狀

消化道寄生蟲對驅(qū)蟲藥物產(chǎn)生耐藥性已在世界范圍內(nèi)得到證實,于小反芻獸中首次發(fā)現(xiàn)[4],隨后有研究表明,肉牛消化道寄生蟲也存在耐藥性。由于大環(huán)內(nèi)酯類藥物的驅(qū)蟲效果顯著,因此長時間作為國內(nèi)外最常用的寄生蟲病預(yù)防和治療藥物,但研究發(fā)現(xiàn),美國肉牛消化道中古柏屬和血矛屬寄生蟲對大環(huán)內(nèi)酯類藥物已普遍存在耐藥性,且具有大環(huán)內(nèi)酯類藥物耐藥性的寄生蟲對肉牛的養(yǎng)殖有顯著的影響[5]。隨后,在實際生產(chǎn)中,左旋咪唑和苯并咪唑類藥物替代了部分大環(huán)內(nèi)酯類藥物,但研究人員通過分子檢測發(fā)現(xiàn),肉牛羊體內(nèi)的血矛屬寄生蟲普遍存在苯并咪唑類藥物耐藥性[6],奧斯特屬寄生蟲對芬苯達(dá)唑的耐藥性也得到證實[7]。氨基乙腈衍生物(莫奈太爾)作為新型驅(qū)蟲藥在部分國家被批準(zhǔn)使用,有效控制了牛群中具有大環(huán)內(nèi)酯類和苯并咪唑類藥物耐藥性的消化道寄生蟲[8]。2019年,H?glund等研究發(fā)現(xiàn),羊血矛屬寄生蟲對莫奈太爾出現(xiàn)耐藥性[9]。2020年,Rose等對1990—2020年30年間歐洲16個國家中反芻動物驅(qū)蟲藥耐藥性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)古柏屬和奧斯特屬寄生蟲耐藥性出現(xiàn)頻率較高,經(jīng)計算牛群中不同類藥物耐藥性占總體耐藥的比例為大環(huán)內(nèi)酯類約59%,咪唑噻唑類約12%,苯并咪唑類約8%[10]。巴西、北美、澳洲等地也報道了3類驅(qū)蟲藥物在牛群中產(chǎn)生耐藥性的現(xiàn)象,并且發(fā)現(xiàn)牛群中AR的發(fā)生率逐年升高[6,11,12]。國內(nèi)鄂爾多斯地區(qū)的一項研究發(fā)現(xiàn),綿羊和牛胃腸道線蟲的AR發(fā)生率分別為38.84%和4.48%,且對阿維菌素和阿苯達(dá)唑的耐藥性普遍存在[13]。

綜上所述,肉牛羊AR已經(jīng)成為全球性問題。通常情況下,集約化養(yǎng)殖的動物在使用驅(qū)蟲藥物后,寄生蟲性胃腸炎的臨床癥狀沒有得到緩解,才會發(fā)現(xiàn)AR的存在,但此時AR基因頻率已經(jīng)在消化道寄生蟲中達(dá)到較高水平[7]。AR可直接影響肉牛羊的健康,導(dǎo)致動物采食量下降,胴體體重下降,并發(fā)生消化道疾病等問題,給養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[14]。在環(huán)境方面,AR的存在可導(dǎo)致藥物使用時間延長、藥物使用劑量增加,可能會對周圍的土壤和水體造成污染,并對周圍無脊椎動物和水生動物的生物多樣性造成潛在危害[15]。

2 耐藥性的產(chǎn)生機(jī)制和影響因素

AR產(chǎn)生的實質(zhì)是耐藥基因頻率的改變。高頻使用驅(qū)蟲藥物對肉牛羊體內(nèi)的多種消化道寄生蟲造成了巨大的生存壓力,大部分寄生蟲在藥物作用下被殺死,少部分因遺傳信息變化而逃避驅(qū)蟲藥物的作用。遺傳信息變化包括特定基因的突變、缺失、擴(kuò)增以及改變啟動子或DNA甲基化影響基因表達(dá)水平,從而逃避藥物作用。變化后的基因稱為耐藥基因,其可通過改變驅(qū)蟲藥物受體、調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝和使寄生蟲獲得活體解毒等機(jī)制,使寄生蟲逃避藥物作用而獲得耐藥性。如寄生蟲β-微管蛋白基因F200Y、E198A、E198L和F167Y位點的突變使苯并咪唑類藥物與原分子靶點無法結(jié)合,對細(xì)胞有絲分裂的抑制作用消失,從而喪失對寄生蟲的殺滅作用[16]。耐藥基因是漫長進(jìn)化過程中基因突變的結(jié)果,原本群體中耐藥基因占比極少,但在高強(qiáng)度的藥物篩選環(huán)境下,無耐藥基因的蟲體數(shù)量迅速減少,含耐藥基因的蟲體占比迅速增加。在長時間用藥后,大部分動物體內(nèi)的消化道寄生蟲都攜帶耐藥基因,從而表現(xiàn)出對原劑量驅(qū)蟲藥物不敏感的現(xiàn)象。

影響AR形成的因素包括寄生蟲群體中耐藥基因的初始頻率、驅(qū)蟲藥物的使用頻率和驅(qū)蟲藥物的不足量使用[17]。首先,如果消化道寄生蟲群體中耐藥基因初始頻率較高,加之驅(qū)蟲藥物的選擇作用,該耐藥基因所對應(yīng)的驅(qū)蟲藥物的效果將大幅下降;其次,驅(qū)蟲藥物的高頻使用也是加速AR形成的重要因素,頻繁驅(qū)蟲會使AR形成得更快;第三,在驅(qū)蟲藥物劑量使用不足的情況下,無耐藥基因的純合子被消除,擁有耐藥基因的雜合子和純合子個體在篩選中存活下來并大量繁殖,隨后耐藥基因頻率大幅度上升,也會導(dǎo)致AR問題逐漸嚴(yán)重。

3 耐藥性的檢測方法

耐藥性檢測不僅可以及時發(fā)現(xiàn)驅(qū)蟲藥物藥效的下降和耐藥性的產(chǎn)生,還可對后期的治療方案進(jìn)行優(yōu)化,以節(jié)省治療成本,縮短治療時間。目前,肉牛羊體內(nèi)消化道寄生蠕蟲耐藥性的檢測方法主要包括糞便蟲卵減數(shù)試驗(Faecal egg count reduction test,FECRT)、體外檢測試驗和分子檢測等。

3.1 FECRT FECRT是評估驅(qū)蟲藥藥效和AR的主要依據(jù)。該方法于1992年由Coles等在世界獸醫(yī)寄生蟲學(xué)促進(jìn)協(xié)會(World Association for Advancement of Veterinary Parasitology,WAAVP)中首次提出,通過對比動物在治療第0天和第14天糞便中蠕蟲產(chǎn)卵量的變化,來評估驅(qū)蟲藥物的藥效[18]。FECRT方法簡單、易于操作,并且能同時評估不同驅(qū)蟲藥在同一動物上的藥效[19],但該方法易受消化道寄生蟲種屬差異、蠕蟲產(chǎn)卵抑制、宿主動物生理狀態(tài)和檢測藥物等因素的影響。雖然該方法存在檢測周期長、影響因素多的問題,但目前仍然是檢測AR最經(jīng)典的方法,常用于對比分析新檢測方法的效果。

3.2 體外檢測試驗 體外檢測試驗主要是通過檢測蠕蟲發(fā)育各個階段對驅(qū)蟲藥物的敏感性,對寄生蟲AR水平進(jìn)行評估。此方法局限性較大,對樣品儲存條件要求苛刻,1次僅能檢測1種藥物的耐藥性,并且對檢測人員技術(shù)水平要求高[20]。目前,體外檢測試驗沒有FECRT應(yīng)用廣泛。

3.3 分子檢測 與上述表型檢測方法相比,分子水平檢測的準(zhǔn)確性和敏感性更高。分子診斷測試可精準(zhǔn)檢測藥物代謝相關(guān)編碼基因的遺傳差異。迄今為止,僅苯并咪唑類藥物耐藥性的分子檢測具有較高的準(zhǔn)確性,其他藥物的耐藥性檢測候選基因與表型耐藥性之間的遺傳關(guān)聯(lián)性普遍較低[21,22],復(fù)雜的基因調(diào)控通路也給AR分子檢測方法的建立帶來一定困難。

4 減緩耐藥性的可行性措施

減緩AR可以從科學(xué)用藥、研發(fā)新型驅(qū)蟲藥物和加強(qiáng)飼養(yǎng)管理幾個方面開展工作。一方面可以減弱對寄生蟲的選擇壓力,將耐藥基因頻率的比例維持在較低水平;另一方面可以通過控制肉牛羊消化道寄生蟲的感染率,從根本上減少AR的發(fā)生。

4.1 科學(xué)用藥建立“避難所” AR的形成是反復(fù)使用驅(qū)蟲藥物的必然結(jié)果,對寄生蟲種群施加的選擇壓力,導(dǎo)致了耐藥基因型的出現(xiàn),并使其最終占主導(dǎo)地位。為減緩反芻動物消化道寄生蟲AR的發(fā)生,可以參照國外學(xué)者在探究羊體內(nèi)寄生蟲耐藥問題時提出的“避難所(Refugia)”理念,通過選擇性使用驅(qū)蟲藥物,使未經(jīng)處理的宿主體內(nèi)或環(huán)境中存在相對數(shù)量的對藥物敏感的寄生蟲,該方法可有效地控制群體中耐藥基因的占比,緩解AR帶來的不利影響[23]。在日常給藥時,可通過最大限度地減少寄生蟲與驅(qū)蟲藥物的接觸建立“避難所”,保護(hù)寄生蟲種群中的易感基因數(shù)量,稀釋種群中耐藥基因的占比[24]。實施“避難所”的最佳實踐策略是對肉牛羊進(jìn)行靶向治療(Targeted treatments,TT)和靶向選擇性治療(Targeted selective treatment,TST),即根據(jù)量化指標(biāo)判斷感染風(fēng)險和個體感染情況,然后對感染相對嚴(yán)重的個體用藥[25,26]?！氨茈y所”策略的最終目的是減緩AR的發(fā)展,延長驅(qū)蟲藥物的使用時間。

4.2 研發(fā)新型驅(qū)蟲藥物 為解決AR帶來的不利影響,亟需開發(fā)新型驅(qū)蟲藥物。最經(jīng)典的方法是合成新的化合物,基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究促進(jìn)了基于識別靶點的藥物研發(fā)進(jìn)程[27],但新活性分子的發(fā)現(xiàn)和藥物的開發(fā)過程復(fù)雜又漫長,且投入較大,獲批上市并應(yīng)用于臨床治療進(jìn)展緩慢,很難及時滿足當(dāng)前產(chǎn)業(yè)需求。另一種方法是探索已有驅(qū)蟲藥物及其衍生物的聯(lián)合用藥方案。相比單一用藥,聯(lián)合用藥可更有效地防控消化道寄生蟲。但在聯(lián)合用藥前,應(yīng)謹(jǐn)慎評估動物體內(nèi)是否存在對所用藥物耐藥的寄生蟲,否則該方法將加速AR的形成[28]。

非常規(guī)驅(qū)蟲藥物也很有發(fā)展前景。研究發(fā)現(xiàn),如氯丙嗪、帕羅西汀等部分神經(jīng)調(diào)節(jié)藥物有一定的驅(qū)蟲效果[29]。相比研發(fā)新型藥物,此方法成本較低,且臨床數(shù)據(jù)更易獲得,可加快研發(fā)進(jìn)程。天然植物產(chǎn)品也可用于驅(qū)蟲,如某些含有鞣酸的豆科植物和含有倍半萜內(nèi)酯的菊科植物有麻痹寄生蟲幼蟲的明顯效果,但實際中的具體應(yīng)用還需進(jìn)一步研究[28]。

4.3 加強(qiáng)飼養(yǎng)管理 AR的出現(xiàn)說明不能僅靠驅(qū)蟲藥物來控制消化道寄生蟲,改善飼養(yǎng)管理更為重要。對可能出現(xiàn)的寄生蟲感染進(jìn)行預(yù)判,可減少肉牛羊消化道寄生蟲的感染。獸醫(yī)和養(yǎng)殖人員對控制消化道寄生蟲和驅(qū)蟲藥物耐藥性的重視程度也需加強(qiáng)。獸醫(yī)和養(yǎng)殖人員應(yīng)了解AR對養(yǎng)殖業(yè)的影響,普及驅(qū)蟲藥物的可持續(xù)性使用方法,定期檢查肉牛羊消化道寄生蟲的感染和耐藥情況,對不同群體的驅(qū)蟲方案進(jìn)行個體化調(diào)整[30]。另外,可采取風(fēng)險規(guī)避管理策略,通過研究天氣和其他環(huán)境特征的相互作用,確定該地區(qū)的寄生蟲感染風(fēng)險,為有效控制肉牛羊消化道寄生蟲感染提供參考[31]。降低放養(yǎng)率或輪牧可降低寄生蟲感染風(fēng)險,減少感染性第三期幼蟲與易感宿主之間的接觸,降低寄生蟲感染率[32]。

5 展望

近年來,世界范圍內(nèi)肉牛羊消化道寄生蟲耐藥問題越來越嚴(yán)重,對畜牧業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。一些國家已經(jīng)在肉牛羊消化道寄生蟲耐藥性的現(xiàn)狀、產(chǎn)生機(jī)制、影響因素、檢測方法和緩解措施等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,其中有許多檢測方法和減緩耐藥性的措施值得參考借鑒。目前,國內(nèi)僅有少數(shù)報道對部分地區(qū)肉牛羊寄生蟲耐藥情況進(jìn)行了小范圍調(diào)查。從現(xiàn)有的調(diào)研結(jié)果中可知,我國肉牛羊的寄生蟲耐藥問題有可能已經(jīng)普遍存在。若不及時采取防范措施,肉牛羊消化道寄生蠕蟲耐藥情況將持續(xù)惡化,藥物防治效果將日益降低,可用藥物種類將逐步受限,導(dǎo)致寄生蟲病引起肉牛羊產(chǎn)業(yè)更嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,基層獸醫(yī)和肉牛羊養(yǎng)殖人員應(yīng)了解寄生蟲耐藥性的危害和緩解寄生蟲耐藥性的措施。在生產(chǎn)實踐當(dāng)中,應(yīng)遵循科學(xué)用藥原則,避免抗寄生蟲藥物的過度使用和濫用;在日常飼養(yǎng)管理中,應(yīng)注意使用科學(xué)方法監(jiān)測抗寄生蟲藥物的藥效變化,及時更新給藥方案;在科學(xué)研究工作中,需提高對寄生蟲耐藥問題的重視程度,積極調(diào)研各地區(qū)肉牛羊消化道寄生蟲耐藥性的數(shù)據(jù),獲得最新的耐藥信息,思考探究有效的緩解措施。應(yīng)將準(zhǔn)確高效的耐藥性檢測方法與可持續(xù)的科學(xué)養(yǎng)殖模式相配合,減緩肉牛羊消化道寄生蟲耐藥性的形成和發(fā)展。