豬傳染性胸膜肺炎的研究進(jìn)展

文│伏廣達(dá) 李偉（山東省臨沂市畜牧發(fā)展促進(jìn)中心）

王真真（山東省郯城縣紅花畜牧獸醫(yī)站）

高健（山東省臨沭縣動物疫病預(yù)防控制中心）

豬傳染性胸膜肺炎以出血性、纖維蛋白性和壞死性肺部病變?yōu)樘卣?，臨床特征從急性到慢性不等。這種疾病造成的經(jīng)濟(jì)損失主要是急性暴發(fā)產(chǎn)生的，其特征是高死亡率（可能達(dá)到10%）、高生產(chǎn)損失和高醫(yī)療成本。被廣泛接受的觀點是該病對平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率有負(fù)面影響，主要發(fā)生在有慢性肺部病變的豬身上。該病病原體為胸膜肺炎放線桿菌，可以從受感染豬的鼻腔、扁桃體、中耳腔和肺中分離出來，通常不被認(rèn)為是一種侵襲性細(xì)菌。目前還沒有其他已知的自然宿主，該病原無法在環(huán)境中存活很長時間。主要通過氣溶膠或直接接觸受感染的豬傳播。無論是患有長期急性疾病還是亞臨床感染者都可能在鼻腔、扁桃體隱窩和慢性肺部病變中大量攜帶，從而成為感染源。斯洛文尼亞超過50%的野豬種群血清呈陽性，德國35.8%的野豬呈PCR陽性，因此，野豬可能是重要感染源。

一、胸膜肺炎放線桿菌病理生物學(xué)

胸膜肺炎放線桿菌有兩種生物型，根據(jù)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的需求區(qū)分。生物型1菌株需要NAD，而生物型2菌株可以在特定吡啶核苷酸或其前體存在的情況下合成NAD?；诒砻娑嗵?，生物型1菌株有12種血清型，生物型2菌株有6種血清型?；诒砻娑嗵墙Y(jié)構(gòu)的微小差異，血清型1進(jìn)一步分化為1a和1b，血清型5進(jìn)一步分化為5a和5b。所有血清型都能引起相同的疾病，某些血清型比其他血清型毒力更強(qiáng)，這些區(qū)別可能至少部分歸因于不同Apx毒素的產(chǎn)生，其中ApxI和ApxⅢ毒性最強(qiáng)，ApxⅡ毒性中等，血清型1、5a、5b、9、10、11產(chǎn)生ApxI，血清型2、3、4、6、8產(chǎn)生ApxⅢ。還包括其他因素，尤其是表面多糖的存在量可能導(dǎo)致血清型之間及同一血清型不同菌株之間的毒力差異。

傳染性胸膜肺炎可發(fā)生在所有年齡段的豬身上，發(fā)病率的增加與應(yīng)激有關(guān)。根據(jù)感染的血清型、宿主的免疫狀態(tài)和到達(dá)肺部的細(xì)菌數(shù)量，疾病臨床表現(xiàn)從急性到慢性不等。急性臨床形式為嘔吐、腹瀉、心血管衰竭、高燒（41℃）、口呼吸困難和嚴(yán)重呼吸窘迫，并伴有典型的泡沫狀鼻腔分泌物，肺水腫引起的出血性泡沫可能在死亡前從口鼻排出。胸腔通常充滿血漿液體和纖維蛋白凝塊，彌漫性纖維蛋白性胸膜炎和心包炎很常見。氣管、支氣管和腸系膜淋巴結(jié)也表現(xiàn)出水腫跡象，并因中性粒細(xì)胞浸潤和纖維蛋白沉積而膨脹。在疾病早期階段出現(xiàn)明顯的中性粒細(xì)胞浸潤、水腫和纖維蛋白滲出物。后期巨噬細(xì)胞浸潤更加明顯，壞死區(qū)域被退化的白細(xì)胞密集帶包圍，肺泡內(nèi)可見肺上皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的變性。嚴(yán)重壞死性血管炎導(dǎo)致血肺屏障破裂，導(dǎo)致出血。在肺部擴(kuò)張的毛細(xì)血管內(nèi)發(fā)現(xiàn)退化的紅細(xì)胞、纖維蛋白和血小板血栓。亞急性癥狀較輕，死亡率較低，往往沒有表現(xiàn)出臨床癥狀，但患有慢性肺部病變，如成纖維細(xì)胞性胸膜炎和被纖維化組織包圍的肺組織隔離物。慢性感染的動物也可能在扁桃體隱窩中攜帶胸膜肺炎放線桿菌，急性感染后扁桃體的上皮細(xì)胞損傷、水腫和中性粒細(xì)胞浸潤，但尚未有研究描述慢性感染動物的扁桃體病理學(xué)。感染后存活的動物可能完全消除病變，但通常會保留局灶性壞死的螯合物或包裹良好的膿腫，并覆蓋纖維蛋白結(jié)締組織。

二、發(fā)病機(jī)制

胸膜肺炎放線桿菌感染的發(fā)病機(jī)制有兩個基本階段：定殖、逃避宿主清除機(jī)制和對宿主組織的損傷，當(dāng)前胸膜肺炎放線桿菌感染的發(fā)病機(jī)制尚未被完全闡明。定殖即病原體黏附在宿主細(xì)胞或表面，并在宿主體內(nèi)繁殖的能力，是疾病發(fā)生的必要先決條件。胸膜肺炎放線桿菌鼻內(nèi)接種后與豬呼吸道上皮細(xì)胞黏附的檢查顯示，細(xì)菌與氣管或支氣管的纖毛和上皮結(jié)合不佳，與終末細(xì)支氣管纖毛和肺泡上皮細(xì)胞緊密黏附。因此，雖然胸膜肺炎放線桿菌可以從豬的扁桃體和鼻腔中分離出來，但細(xì)菌優(yōu)先與下呼吸道細(xì)胞結(jié)合。在自然發(fā)生的傳染性胸膜肺炎病例中，上呼吸道定殖是否是肺部感染的必要前奏有待確定，這可能取決于傳染性物質(zhì)的性質(zhì)（即氣溶膠飛沫或黏液分泌物），打噴嚏產(chǎn)生的氣溶膠顆粒足夠小，可以穿透下呼吸道，從而無需在上呼吸道定殖。一些影響定殖的因素已被提出，包括菌毛、脂多糖和獲得營養(yǎng)物質(zhì)的能力等。已從胸膜肺炎放線桿菌血清型1、2、7和12中純化出了完整的菌毛和菌毛亞基，從肺、鼻腔和扁桃體中分離的菌毛沒有顯示出顯著差異，這表明菌毛表達(dá)在這3個解剖部位可能同樣重要。脂多糖對胸膜肺炎放線桿菌的發(fā)病機(jī)制和黏附存在貢獻(xiàn)，但分子機(jī)制尚未研究清楚。在黏附于宿主細(xì)胞后，感染的建立取決于細(xì)菌獲得生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的能力，在呼吸道環(huán)境中可限制碳水化合物和某些其他營養(yǎng)素。胸膜肺炎放線桿菌表達(dá)了許多參與鐵獲取和攝取的因子，能利用豬轉(zhuǎn)鐵蛋白，但不能利用其他動物物種的轉(zhuǎn)鐵蛋白。在呼吸道鐵限制生長條件下產(chǎn)生兩種不同的轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合蛋白，TbpA蛋白可能形成一個跨膜通道，通過外膜運(yùn)輸鐵，TbpB蛋白（也稱為TfbA）是一種脂蛋白，可能錨定在外膜上，這兩種蛋白之間需要相互作用。

宿主對肺部細(xì)菌感染的有效防御依賴于對呼吸道細(xì)菌的快速清除，呼吸免疫系統(tǒng)可分為非特異性（黏膜纖毛、吞噬細(xì)胞）和特異性淋巴細(xì)胞介導(dǎo)機(jī)制。纖毛黏液清除機(jī)制在保護(hù)肺部免受感染方面非常重要，如果細(xì)菌的繁殖速度超過清除速度，大量細(xì)菌將逐漸積聚并引起疾病。肺泡、間質(zhì)和血管內(nèi)的巨噬細(xì)胞在下呼吸道中清除細(xì)菌，主要包括肺泡巨噬細(xì)胞和肺血管內(nèi)的巨噬細(xì)胞，肺血管內(nèi)巨噬細(xì)胞主要具有細(xì)胞溶解功能，肺泡巨噬細(xì)胞更具有吞噬功能。

胸膜肺炎放線桿菌的大多數(shù)病理后果可歸因于Apx毒素，該毒素通過刺激活化的吞噬細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)，直接或間接地對各種細(xì)胞類型發(fā)揮細(xì)胞毒性作用。肺泡和血管內(nèi)巨噬細(xì)胞的激活主要是由于Apx毒素和脂多糖導(dǎo)致有毒氧代謝物（包括超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基）、蛋白水解酶和各種細(xì)胞因子釋放。Apx毒素對內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，以及脂多糖對XII因子的直接激活，啟動凝血、纖溶和激肽系統(tǒng)，其中凝血途徑的激活導(dǎo)致血小板活化和微血栓的形成、局部缺血和壞死，這些都是急性傳染性豬胸膜肺炎的特征。Apx毒素中僅產(chǎn)生ApxII的血清型7菌株能引起具有典型肺部病變的嚴(yán)重疾病，但ApxII對病變的作用最小。

三、疫苗進(jìn)展

所謂的“第一代”全細(xì)胞疫苗是針對胸膜肺炎放線桿菌感染的首批商業(yè)化疫苗，由經(jīng)福爾馬林處理的全細(xì)胞組成，滅活全細(xì)胞疫苗的優(yōu)點是向免疫系統(tǒng)提供一系列復(fù)雜的抗原決定因子，但無須擔(dān)心由減毒活疫苗引起的逆轉(zhuǎn)問題。但全細(xì)胞細(xì)菌作為疫苗的使用是有限的，因為接種試驗僅顯示出部分保護(hù)作用，死亡率略有降低。在制備過程中，加熱、輻照或化學(xué)處理會影響細(xì)菌相關(guān)毒力因子的抗原性，影響疫苗效力。全細(xì)胞疫苗可以提供有限的交叉保護(hù)，并不能阻止初始感染和定殖，這有利于健康攜帶者的出現(xiàn)。此外，只能對同源血清型提供部分保護(hù)，但通常不能對異源血清型的攻擊提供保護(hù)。

為了找到開發(fā)亞單位疫苗的候選物，已對胸膜肺炎放線桿菌的許多毒力因子的使用潛力進(jìn)行了研究。對亞單位疫苗的研究主要集中在尋找保守的抗原，如外膜蛋白（包括TbpA蛋白和TbpB蛋白）和脂蛋白。外膜脂蛋白PalA根據(jù)其與豬免疫血清的反應(yīng)性被確定為潛在的候選疫苗，后發(fā)現(xiàn)接種豬對胸膜肺炎放線桿菌的保護(hù)性免疫有負(fù)面影響。Apx毒素是胸膜肺炎放線桿菌的主要毒力因子，具有很強(qiáng)的免疫原性，幾乎所有市售的胸膜肺炎放線桿菌亞單位疫苗（“第二代”疫苗）都含有Apx毒素。盡管疫苗接種領(lǐng)域取得了所有進(jìn)展，但迄今為止商品化的亞單位疫苗都不能完全預(yù)防胸膜肺炎放線桿菌感染。許多毒力因子（如毒素ApxIV）僅在體內(nèi)表達(dá)，這也限制了有效亞單位疫苗的研發(fā)。

使用減毒活疫苗預(yù)防胸膜肺炎放線桿菌感染是一種很好的方法，主要原因是發(fā)現(xiàn)在自然感染中存活的豬對同源感染有完全的保護(hù)作用，對異源感染有部分保護(hù)作用。但減毒不足的病原體可能恢復(fù)到致病性狀態(tài)，導(dǎo)致接種的動物患病，并可能將病原體傳播給其他動物。