猪肠道螺旋体病
发布: 2011-09-18 | 作者: | 来源:
螺旋体腹泻一词是指生长发育期猪的结肠炎，与微溶血性肠道螺旋体感染有关，而与猪痢疾密螺旋体(Serpulina hyodysenteriae，猪痢疾病原)感染有区别(Taylor，1980，1992)。最近的研究表明(Taylor等，1980)，其病原是特定种类的螺旋体，现在的官方名称为结肠菌毛样螺旋体或结肠菌毛样小蛇菌(Serpulina pilosicoli)(Trott等，1996e)。Spilosicoli以前在文献中称做&34;Anguillina coli&34;(Lee等，1993)，&34;Serpulin a coli&34;(Duhamel等，1993a)，和Ⅳ群微溶血性肠道螺旋体(Fellstrm和Gunnarsson，1994)。结肠菌毛样螺旋体感染的特征是从温和到中度盲结肠炎并导致排水样或粘液状粪便，体重不断减轻，生长速度减慢。该病最突出的组织学特征是有大量肠道螺旋体，其细胞一端连结到结肠上皮表面。这种特征性的吸附也见于人类(Lee和Hampson，1994)、灵长类(Duhamel等，1996)、犬(Duhamel等，1995b)、鸡(McLaren等，1997)和鸭(Trott等，1996a)。
在对结肠菌毛样螺旋体分类，并认识到它是引起猪和其它宿主腹泻的病原之前，肠道螺旋体以其一端吸附在人的结肠上皮的现象被称为&34;肠道螺旋体病&34;(Harland和Lee，1967)。
当结肠菌毛样螺旋体命名后，我们仍旧习惯用&34;猪肠道螺旋体病&34;(PIS)而不是&34;螺旋体腹泻&34;来描述它引起的猪病(Trott等，1996)。在北美，此病也称为&34;猪结肠螺旋体病&34;(Girard等，1995)，但在本章的下文中将采用&34;猪肠道螺旋体病&34;。
Taylor和Coworkers(1980)最先描述了PIS，他们用弱β溶血肠道螺旋体菌株(P43/6/78)来攻击实验猪，导致了结肠炎，并伴有出血性、粘液状腹泻。这个菌株起初被认为是无害螺旋体，但现在被当做结肠菌毛样螺旋体的典型菌株。这种疾病已用Spilosicoli其它许多菌株在猪中复制成功(Andrews和Hoffman，1982；Thompson等，1996；Trott等，1996)。PIS现已被认为是生长猪结肠炎的主要病因，尤其是在采用集约化生产方式，控制了其它主要肠道病如沙门氏菌病、猪痢疾之后(Duhamel，1996)。尽管存在非传染性的，饮食引起的结肠炎(Wood，1991)，英国报道的&34;非特异性结肠炎&34;中至少有部分看来是由结肠菌毛样螺旋体引起的。PIS已在大多数养猪国家有了报道，包括英国(Taylor等，1980)、加拿大(Girard和Higgins，1989；Girard等，1995；Jacques等，1989；Spearman等，1988)、澳大利亚(Hampson，1991；Hampson和Trott，1995)、美国(Duhamel等，1993；Ramanathan等，1993)、瑞典(Fellstrm等，1996)和丹麦(Mller等，1996)。许多有关PIS的研究是近几年进行的，该病的许多重要方面还不清楚，包括致病性、宿主免疫和详细的流行病学。
病原学
结肠菌毛样螺旋体得名于PIS的组织学表现，螺旋体的一端吸附于结肠上皮，就像毛发覆盖在结肠表面(Serpullina pilosicoli拉丁文意思是&34;多毛结肠的小蛇&34;)(Trott等，1996)。结肠菌毛样螺旋体具有特征性的螺旋体的形态，外形看起来与小蛇菌属(Serpulina)其它种类相似，通常较短(6～10 μm长)和较细(025～030 μm宽)，有较少的表面塑性的鞭毛(每端有4～7根)，末端尖细(图401)。这些区别只能在电镜下看到，但用相差显微镜，细胞看起来比小蛇菌的其它种类的菌体要细小，结肠菌毛样螺旋体与猪痢疾密螺旋体所需的培养条件相同，除了需要培养6天以便观察溶血现象以外，还需要加抗生素(利福平和螺旋霉素)用以分离猪痢疾密螺旋体并抑制敏感微生物的生长(Trott等，1996d)，该菌可在胰酶水解酪蛋白大豆琼脂上长成具有弱β溶血的小条纹菌落。Olson(1996)报道分离猪痢疾密螺旋体时，初次接种将琼脂切成块，可能有助于获得没有其它微生物污染的结肠菌毛样螺旋体分离物。
猪肠道螺旋体分类是一个发展迅速的领域(Hampson和Stanton，1997)，除了无害密螺旋体(Sinnocens) 和结肠菌毛样螺旋体(Spilosicoli)之外，又正式提出了两个具有弱 β溶血性质的新种：中间密螺旋体(Sintennedia)和Serpulina murdochii(Stanton等，1997)。以上4种微溶血肠道螺旋体在血琼脂上都有相似的形态，只能通过生化和基因分型技术互相区别开。无害密螺旋体，中间密螺旋体和Smurdochii在对普通猪的感染实验中不致病，通常认为是非病原体(Hudson和Alexander，1976；Kinyon等，1977；Lee等，1993)。然而，中间密螺旋体的菌株已被发现是商品鸡的病原体(Mclaren等，1997)，该菌株接种于分离的猪结肠环中时，能引起病变(Bine k等，1984)，而很少与田间猪腹泻关(Fellstrm和Gunnarsson，1995)。此外，还发现分离于腹泻猪的一些无害密螺旋体菌株，接种于悉生猪时，能引起猪腹泻和病变(Neef等，1994)。由中间密螺旋体导致的结肠炎和腹泻曾被称为&34;螺旋体结肠炎&34;(Hampson和Trott，1995；Taylor和Trott，1997)。对此病所知甚少，而且也很少遇到，只在作为鉴别诊断时，才会简单地提到。
流行病学
PIS的流行病学的详细情况还没有完全搞清楚，据认为是通过粪便/口的途径感染，引进带菌猪很易在没有免疫力的猪群中引起发病。无猪痢疾的SPF猪可以人工感染此病(Atyeo等，1996c)。和以前所发现的猪痢疾密螺旋体(Chia和Taylor，1978)一样，这种微生物可以在粪便中存活很长时间。采用培养技术，不同的猪场感染率从5%(Atyeo等，1996c)到375%(Duhamel，1996)。然而这些数据常受同时使用的抗生素，所检查猪的年龄，培养检查的范围，及其它粪便中微生物污染程度的影响而抑制了螺旋体的生长。在瑞典，从8个有腹泻症状的猪群中，6个猪群分离到了结肠菌毛样螺旋体；而11个没有腹泻症状的猪群只有1个分离到了结肠菌毛样螺旋体(Fellstrm等，1996)。不同生长阶段的猪都能分离到结肠菌毛样螺旋体，但断奶猪和生长期猪感染最多，且发病较严重。尚没有特异性的血清学试验可用于检测感染猪的血清滴度。
与猪痢疾密螺旋体在猪群中暴发感染通常是由单一菌株引起的情况不同，结肠菌毛样螺旋体是基因型多样的种(Atyeo等，1996a；Lee和Hampson，1994)，且从单独一圈猪中常常可以分离出不只一种型的菌株(Atyeo等，1996c)。猪群中存在多个菌株的现象，有助于解释PIS在康复中的猪群或使用抗生素猪群中反复发作的现象。
与猪痢疾密螺旋体不同，结肠菌毛样螺旋体存在于广泛的动物种类中(Atyeo等，1996a)。在所有这些种类的宿主中，都发现了与PIS有关的典型临床症状和病变，其中包括人类。来源于猪、犬和人的分离株具有遗传学的密切相关性(Lee和Hampson，1994)，但是证据业已表明，只有犬和人之间会发生传染(Trott等，1996b)。此外，人源结肠菌毛样螺旋体菌株接种到普通猪上时可以引起发病(Trott等，1996c)，所以人和猪之间潜在的交叉感染是不能忽视的，因为结肠菌毛样螺旋体分布的人群是免疫抑制的或生活在发展中国家的，而健康的养猪工人似乎是不会从感染了PIS的猪中受到传染的。其它宿主种类，特别是鸟类，()可能是猪的持续性传染源的代表。尽管已发现了啮齿类是猪痢疾密螺旋体的携带者，并可能是产生弱β溶血的螺旋体，但我们鉴定的所有其它源于啮齿类动物的菌株则是Smurdochii非致病种类(Trott等，1996a)。尽管如此，P43/6/78菌株已被发现能在实验感染的小鼠中繁殖，这表明鼠是潜在携带者(Sacco等，1996)。
发病机理
PIS的发病机理尚未完全明确，但它与猪痢疾有几个重要区别，结肠菌毛样螺旋体不是以猪痢疾密螺旋体致病菌株那样的方式将菌体吸附在猪的肠道粘膜蛋白上(Milner及Sellwood，1994)，感染时常见大量的螺旋体以菌体的一端附着在盲肠和结肠的上皮细胞表面。此外，与PIS相关的结肠炎比猪痢疾要轻得多，并且只出现于疾病的早期。菌体自口腔感染后，在结肠粘膜上皮定殖，接种后2～7天可在粪便棉拭中检查到；但潜伏期亦能长达20天。在感染初期，大量的结肠菌毛样螺旋体菌体吸附到盲、结肠上皮细胞的表面
，致使微绒毛消失，外周内质网功能扰乱。粘附作用只出现在成熟的肠上皮细胞的微绒毛的顶端，螺旋体不吸附于肠道隐窝中的未成熟细胞上(Trott等，1995)，上皮细胞的退化导致腺泡细胞有丝分裂加快，腺泡延长，形成含有粘液细胞或柱状细胞的不成熟的上皮组织。上皮的坏死变化主要是在粘膜表面有小的粘附结节。
现已在扩张的肠道腺窝(Trott等，1996c)、杯状细胞(Thompson等，1996)、固有层中发现了结肠菌毛样螺旋体菌体，它通过上皮细胞之间的紧密连结侵入。结肠菌毛样螺旋体出现于腺窝和固有层中，与嗜中性粒细胞凝聚(腺窝脓肿)和水肿性结肠炎有关，并伴有粘膜、固有层、及有时肌肉层嗜中性粒细胞和淋巴细胞浸润(Duhamel，1996)。与螺旋体吸附到上皮细胞同时出现或单独出现的浸润现象都曾观察到过。破损的粘膜表面有大量结肠小袋虫繁殖。从有临床症状的或免疫抑制的病人血液中分离到了结肠菌毛样螺旋体(Trott等，1997)。尽管还没有在猪中直接观察到全身性的螺旋体菌血症，但不能排除它的存在。经常发现一些动物死于某些病变，推测是由结肠菌毛样螺旋体引起的粘膜出血性结肠炎。迄今为止，还没有关于试图用适宜分离结肠菌毛样螺旋体的培养基来培养这样的动物血液的报道。
在上皮中定殖、局部侵入及随后的结肠炎，导致盲肠和结肠内容物水分增多，并产生较多的粘液，有时还有血块。由此而来的上皮病变及不成熟的上皮，可导致结肠表面积减少，减弱对挥发性脂肪酸吸收，降低饲料转化率和增重减缓(Duhamel，1996)。
直接针对结肠菌毛样螺旋体的宿主免疫机制还不清楚。实验感染后的康复猪存在循环抗体，但免疫反应还没有研究透彻(Taylor等，1980)。悉生猪(Neef等，1994)、老龄鸡(Adachi和Minato，1986；Duhamel等，1995a；Trott等，1995)和鼠(Sacco等，1996)已被成功地用做实验感染的模型。就人工感染的普通猪而言，仅有少部分(33%)能感染发病(Trott等，1996c)。Adachi等(1982)，用微溶血螺旋体感染猪(最可能是结肠菌毛样螺旋体)，发现具有高滴度的补体结合抗体的猪只，从粪便中排出菌体的数量最少。
在对结肠菌毛样螺旋体分类，并认识到它是引起猪和其它宿主腹泻的病原之前，肠道螺旋体以其一端吸附在人的结肠上皮的现象被称为&34;肠道螺旋体病&34;(Harland和Lee，1967)。
当结肠菌毛样螺旋体命名后，我们仍旧习惯用&34;猪肠道螺旋体病&34;(PIS)而不是&34;螺旋体腹泻&34;来描述它引起的猪病(Trott等，1996)。在北美，此病也称为&34;猪结肠螺旋体病&34;(Girard等，1995)，但在本章的下文中将采用&34;猪肠道螺旋体病&34;。
Taylor和Coworkers(1980)最先描述了PIS，他们用弱β溶血肠道螺旋体菌株(P43/6/78)来攻击实验猪，导致了结肠炎，并伴有出血性、粘液状腹泻。这个菌株起初被认为是无害螺旋体，但现在被当做结肠菌毛样螺旋体的典型菌株。这种疾病已用Spilosicoli其它许多菌株在猪中复制成功(Andrews和Hoffman，1982；Thompson等，1996；Trott等，1996)。PIS现已被认为是生长猪结肠炎的主要病因，尤其是在采用集约化生产方式，控制了其它主要肠道病如沙门氏菌病、猪痢疾之后(Duhamel，1996)。尽管存在非传染性的，饮食引起的结肠炎(Wood，1991)，英国报道的&34;非特异性结肠炎&34;中至少有部分看来是由结肠菌毛样螺旋体引起的。PIS已在大多数养猪国家有了报道，包括英国(Taylor等，1980)、加拿大(Girard和Higgins，1989；Girard等，1995；Jacques等，1989；Spearman等，1988)、澳大利亚(Hampson，1991；Hampson和Trott，1995)、美国(Duhamel等，1993；Ramanathan等，1993)、瑞典(Fellstrm等，1996)和丹麦(Mller等，1996)。许多有关PIS的研究是近几年进行的，该病的许多重要方面还不清楚，包括致病性、宿主免疫和详细的流行病学。
病原学
结肠菌毛样螺旋体得名于PIS的组织学表现，螺旋体的一端吸附于结肠上皮，就像毛发覆盖在结肠表面(Serpullina pilosicoli拉丁文意思是&34;多毛结肠的小蛇&34;)(Trott等，1996)。结肠菌毛样螺旋体具有特征性的螺旋体的形态，外形看起来与小蛇菌属(Serpulina)其它种类相似，通常较短(6～10 μm长)和较细(025～030 μm宽)，有较少的表面塑性的鞭毛(每端有4～7根)，末端尖细(图401)。这些区别只能在电镜下看到，但用相差显微镜，细胞看起来比小蛇菌的其它种类的菌体要细小，结肠菌毛样螺旋体与猪痢疾密螺旋体所需的培养条件相同，除了需要培养6天以便观察溶血现象以外，还需要加抗生素(利福平和螺旋霉素)用以分离猪痢疾密螺旋体并抑制敏感微生物的生长(Trott等，1996d)，该菌可在胰酶水解酪蛋白大豆琼脂上长成具有弱β溶血的小条纹菌落。Olson(1996)报道分离猪痢疾密螺旋体时，初次接种将琼脂切成块，可能有助于获得没有其它微生物污染的结肠菌毛样螺旋体分离物。
猪肠道螺旋体分类是一个发展迅速的领域(Hampson和Stanton，1997)，除了无害密螺旋体(Sinnocens) 和结肠菌毛样螺旋体(Spilosicoli)之外，又正式提出了两个具有弱 β溶血性质的新种：中间密螺旋体(Sintennedia)和Serpulina murdochii(Stanton等，1997)。以上4种微溶血肠道螺旋体在血琼脂上都有相似的形态，只能通过生化和基因分型技术互相区别开。无害密螺旋体，中间密螺旋体和Smurdochii在对普通猪的感染实验中不致病，通常认为是非病原体(Hudson和Alexander，1976；Kinyon等，1977；Lee等，1993)。然而，中间密螺旋体的菌株已被发现是商品鸡的病原体(Mclaren等，1997)，该菌株接种于分离的猪结肠环中时，能引起病变(Bine k等，1984)，而很少与田间猪腹泻关(Fellstrm和Gunnarsson，1995)。此外，还发现分离于腹泻猪的一些无害密螺旋体菌株，接种于悉生猪时，能引起猪腹泻和病变(Neef等，1994)。由中间密螺旋体导致的结肠炎和腹泻曾被称为&34;螺旋体结肠炎&34;(Hampson和Trott，1995；Taylor和Trott，1997)。对此病所知甚少，而且也很少遇到，只在作为鉴别诊断时，才会简单地提到。
流行病学
PIS的流行病学的详细情况还没有完全搞清楚，据认为是通过粪便/口的途径感染，引进带菌猪很易在没有免疫力的猪群中引起发病。无猪痢疾的SPF猪可以人工感染此病(Atyeo等，1996c)。和以前所发现的猪痢疾密螺旋体(Chia和Taylor，1978)一样，这种微生物可以在粪便中存活很长时间。采用培养技术，不同的猪场感染率从5%(Atyeo等，1996c)到375%(Duhamel，1996)。然而这些数据常受同时使用的抗生素，所检查猪的年龄，培养检查的范围，及其它粪便中微生物污染程度的影响而抑制了螺旋体的生长。在瑞典，从8个有腹泻症状的猪群中，6个猪群分离到了结肠菌毛样螺旋体；而11个没有腹泻症状的猪群只有1个分离到了结肠菌毛样螺旋体(Fellstrm等，1996)。不同生长阶段的猪都能分离到结肠菌毛样螺旋体，但断奶猪和生长期猪感染最多，且发病较严重。尚没有特异性的血清学试验可用于检测感染猪的血清滴度。
与猪痢疾密螺旋体在猪群中暴发感染通常是由单一菌株引起的情况不同，结肠菌毛样螺旋体是基因型多样的种(Atyeo等，1996a；Lee和Hampson，1994)，且从单独一圈猪中常常可以分离出不只一种型的菌株(Atyeo等，1996c)。猪群中存在多个菌株的现象，有助于解释PIS在康复中的猪群或使用抗生素猪群中反复发作的现象。
与猪痢疾密螺旋体不同，结肠菌毛样螺旋体存在于广泛的动物种类中(Atyeo等，1996a)。在所有这些种类的宿主中，都发现了与PIS有关的典型临床症状和病变，其中包括人类。来源于猪、犬和人的分离株具有遗传学的密切相关性(Lee和Hampson，1994)，但是证据业已表明，只有犬和人之间会发生传染(Trott等，1996b)。此外，人源结肠菌毛样螺旋体菌株接种到普通猪上时可以引起发病(Trott等，1996c)，所以人和猪之间潜在的交叉感染是不能忽视的，因为结肠菌毛样螺旋体分布的人群是免疫抑制的或生活在发展中国家的，而健康的养猪工人似乎是不会从感染了PIS的猪中受到传染的。其它宿主种类，特别是鸟类，()可能是猪的持续性传染源的代表。尽管已发现了啮齿类是猪痢疾密螺旋体的携带者，并可能是产生弱β溶血的螺旋体，但我们鉴定的所有其它源于啮齿类动物的菌株则是Smurdochii非致病种类(Trott等，1996a)。尽管如此，P43/6/78菌株已被发现能在实验感染的小鼠中繁殖，这表明鼠是潜在携带者(Sacco等，1996)。
发病机理
PIS的发病机理尚未完全明确，但它与猪痢疾有几个重要区别，结肠菌毛样螺旋体不是以猪痢疾密螺旋体致病菌株那样的方式将菌体吸附在猪的肠道粘膜蛋白上(Milner及Sellwood，1994)，感染时常见大量的螺旋体以菌体的一端附着在盲肠和结肠的上皮细胞表面。此外，与PIS相关的结肠炎比猪痢疾要轻得多，并且只出现于疾病的早期。菌体自口腔感染后，在结肠粘膜上皮定殖，接种后2～7天可在粪便棉拭中检查到；但潜伏期亦能长达20天。在感染初期，大量的结肠菌毛样螺旋体菌体吸附到盲、结肠上皮细胞的表面
，致使微绒毛消失，外周内质网功能扰乱。粘附作用只出现在成熟的肠上皮细胞的微绒毛的顶端，螺旋体不吸附于肠道隐窝中的未成熟细胞上(Trott等，1995)，上皮细胞的退化导致腺泡细胞有丝分裂加快，腺泡延长，形成含有粘液细胞或柱状细胞的不成熟的上皮组织。上皮的坏死变化主要是在粘膜表面有小的粘附结节。
现已在扩张的肠道腺窝(Trott等，1996c)、杯状细胞(Thompson等，1996)、固有层中发现了结肠菌毛样螺旋体菌体，它通过上皮细胞之间的紧密连结侵入。结肠菌毛样螺旋体出现于腺窝和固有层中，与嗜中性粒细胞凝聚(腺窝脓肿)和水肿性结肠炎有关，并伴有粘膜、固有层、及有时肌肉层嗜中性粒细胞和淋巴细胞浸润(Duhamel，1996)。与螺旋体吸附到上皮细胞同时出现或单独出现的浸润现象都曾观察到过。破损的粘膜表面有大量结肠小袋虫繁殖。从有临床症状的或免疫抑制的病人血液中分离到了结肠菌毛样螺旋体(Trott等，1997)。尽管还没有在猪中直接观察到全身性的螺旋体菌血症，但不能排除它的存在。经常发现一些动物死于某些病变，推测是由结肠菌毛样螺旋体引起的粘膜出血性结肠炎。迄今为止，还没有关于试图用适宜分离结肠菌毛样螺旋体的培养基来培养这样的动物血液的报道。
在上皮中定殖、局部侵入及随后的结肠炎，导致盲肠和结肠内容物水分增多，并产生较多的粘液，有时还有血块。由此而来的上皮病变及不成熟的上皮，可导致结肠表面积减少，减弱对挥发性脂肪酸吸收，降低饲料转化率和增重减缓(Duhamel，1996)。
直接针对结肠菌毛样螺旋体的宿主免疫机制还不清楚。实验感染后的康复猪存在循环抗体，但免疫反应还没有研究透彻(Taylor等，1980)。悉生猪(Neef等，1994)、老龄鸡(Adachi和Minato，1986；Duhamel等，1995a；Trott等，1995)和鼠(Sacco等，1996)已被成功地用做实验感染的模型。就人工感染的普通猪而言，仅有少部分(33%)能感染发病(Trott等，1996c)。Adachi等(1982)，用微溶血螺旋体感染猪(最可能是结肠菌毛样螺旋体)，发现具有高滴度的补体结合抗体的猪只，从粪便中排出菌体的数量最少。
TAG:
螺旋体
