Burrough ER 刘河冰译

（北京维德维康生物技术有限公司，北京 100095）

猪痢疾最常发生于8～26周龄，以黏液出血性腹泻为主要临床症状。在断奶仔猪中，发病率和死亡率分别为90%和30%。由于饲料消耗成本、治疗用药成本和死亡率的影响，受感染猪场往往发生严重的经济损失。猪痢疾自1921年被Whiting等首次报道，目前在全世界范围内都有发生。

1 病原学

早在20世纪20年代，就有文献报道临床猪痢疾能够在实验室条件下重现。人们通过饲喂患病猪肠道内容物成功重现猪痢疾病症，但是多年来该病的确切病因一直成谜。早期的病理学研究中，猪痢疾的病变与精细螺旋体、弯曲菌以及纤毛虫原生动物导致的病变极其相似，尤其是结肠弯曲菌一直被认为是该病的病原体。不过，随后的几篇研究报道否定了这种结论。研究者仅使用结肠弯曲菌饲喂无菌猪和普通猪，但结果并未引起猪痢疾病症的出现。直到20世纪70年代，2个科研团队分别报道了螺旋体能够导致猪痢疾的产生。这种新发现的螺旋体起初被命名为猪痢疾密螺旋体（Treponema hyodysenteriae），并被划分到蛇形属，直到最近才被重新划分为短螺旋体属。猪痢疾短螺旋体（Brachyspira hyodysenteriae）是一种严格厌氧的革兰氏阴性菌，菌体长 6～8 μm，宽 0.32～0.38 μm，每个菌体含有14～18个鞭毛。

目前除了猪痢疾短螺旋体外，还有2种新发现的强溶血性致病短螺旋菌属种，分别命名为Brachyspira suanatina和Brachyspira hampsonii，它们都能导致严重的黏膜出血性腹泻。Brachyspira hampsonii在美国和加拿大首次被报道，并广泛传播，随后在欧洲以及加拿大北极地区的猪只中有大量暴发。通过多位点序列分型（MLST）技术对全球的Brachyspira hampsonii进行遗传学分析，结果显示Brachyspira hampsonii有4种不同的基因进化分支（遗传分支1—4），不过这种遗传基因的区别似乎没有明显的临床症状的差异。另外一种短螺旋菌属Brachyspira suanatina受地域限制较大，迄今为止仅在欧洲的丹麦和瑞典出现过。3种短螺旋菌属的共同特性是在血液琼脂培养基上能够产生严重的β-溶血，该症状已被建议作为猪痢疾临床分离菌株的毒力指标。目前对猪痢疾短螺旋体的全基因组进行测序，揭示了7种潜在的溶血素基因，其中4种已经有所报道

螺旋体属还包括许多弱溶血性螺旋体菌，它们通常定制于猪结肠内，包括B.innocens、B.Intermedia、B.murdochii和 B.pilosicoli。其中 B.pilosicoli是猪肠道螺旋体病的病原体，其他的菌株致病性较低，目前并未见有关弱溶血性螺旋体菌与严重血性腹泻相关性研究的报道。

2 发病机理

猪痢疾短螺旋体至少需要一种其他的微生物参与才能导致猪痢疾的病变，仅使用猪痢疾短螺旋体感染无菌猪并不致病，而口服注射带病的猪肠道碎片和内容物可以导致猪痢疾典型症状。芳华双歧杆菌（Bacteroides vulgatus）和坏死梭形杆菌（Fusobacterium necrophorum）这两种厌氧菌被证实是能够满足要求的参与微生物。猪痢疾短螺旋体的自然传播主要是由于误食受感染的粪便导致。螺旋体经过食道到达胃部，并能够经受胃酸的作用，通过小肠到达最终的目的地盲肠和结肠进行寄生和繁殖。目前自然感染猪痢疾的实际感染剂量并不清楚，但根据实验模型和接种实验，初步估计至少需要105CFU的致病剂量。

猪痢疾短螺旋体一旦进入易感猪体内，立即定植于肠黏膜层，甚至在更深层的肠隐窝也能发现它们的身影，目前已经证明这种现象的产生机理一方面跟猪黏液蛋白的趋化作用相关，另一方面跟鞭毛运动相关。猪痢疾短螺旋体通过鞭毛螺旋样运动—生物渗透进入肠黏膜层，鞭毛的活性受FlaA和FlaB基因的调控。目前已有报道证明FlaA和FlaB基因的突变能够降低猪痢疾短螺旋体的定植能力。短螺旋体定植于肠黏膜对于猪痢疾病症的发展有重要作用，由于猪痢疾短螺旋体会代谢大量的氧气，同时NADH氧化酶活性对短螺旋体的定植能力也十分重要，定植于肠黏膜层和隐窝能有效降低氧毒性对短螺旋体的伤害，保护短螺旋体的正常繁殖和增长。

猪痢疾短螺旋体定植于肠黏膜后，一般在临床症状出现前1～4天，猪粪便中就会出现螺旋体。感染实验证明，注射感染后7～10天能够出现明显猪痢疾症状，一般3周内发病率接近或超过90%。使用B.hampsonii做感染实验，症状出现较早，一般在感染后的4～5天，发病率却低于90%。实验证明感染剂量对于病症的发展至关重要，105CFU的感染剂量能够产生猪痢疾的临床症状，而低于105CFU几乎无剖检症状。

猪痢疾短螺旋体感染早期会引起隐窝基底杯状细胞内的黏蛋白原减少，同时刺激肠腔扩张从而排出隐窝中积聚的黏液。盲肠插管内窥镜检测发现黏液排出一般发生在病程的第3天，而杯状细胞增生发生于第5天。组织化学分析结果显示在患有急性猪痢疾病猪的结肠顶部隐窝内，有硫酸黏蛋白表达量降低和唾液酸黏蛋白表达量增加的现象。免疫组化实验则进一步揭示了无论是猪痢疾短螺旋体还是B.hampsonii感染，猪痢疾症状出现48小时之后都会导致黏蛋白2（MUC2）特异性减少和黏蛋白5AC（MUC5AC）的增加。黏蛋白 2（MUC2）是健康猪杯状细胞中占主导地位的黏蛋白，它主要表达于结肠顶部，在猪痢疾症状出现72小时之后会大量排出进入隐窝。而黏蛋白5AC在健康猪的结肠内几乎检测不到，只有在急性猪痢疾发病时才出现。

早期猪痢疾的微病变包括浅表黏膜坏死、固有层中性粒细胞浸润、隐窝牵伸、出血和大量黏液分泌。病变部位分布大量猪痢疾短螺旋体细胞，主要集中于结肠管腔表面以及上皮细胞、杯状细胞、黏液滴和固有层内。患病猪结肠上皮细胞的超微结构一致，包括微绒毛稀少、线粒体肿胀、细胞器数量减少。随着病变的进一步发展，表面黏膜开始出现侵蚀出血、纤维蛋白渗出等症状。肉眼病变主要局限于盲肠和结肠，通常包括弛缓性浆膜充血以及肠系膜水肿膨胀。结肠病变常有大量黏液、出血、黏膜表面纤维素性渗出物，伴随黏膜出血性水样粪便。随着病程进一步加重，肠道吸收不良，钠氯离子转运障碍，腹泻成为下一阶段最重要的症状。

猪痢疾发病过程中，循环中性粒细胞和单核细胞有显著增加，急性期蛋白血清淀粉样蛋白A（SAA）和结合珠蛋白含量也有提高，不过发热反应并不明显。临床症状出现的第1天，促炎性细胞因子白细胞介素（IL）1β增加明显；黏膜出血性腹泻持续到第3天，SAA水平可以升高到基线水平的6倍以上。痢疾期间血清中一些不必要的糖异生氨基酸如丙氨酸、谷氨酰胺和酪氨酸浓度下降。随着疾病的进展，患病猪开始出现脱水、代谢性酸中毒和高钾血症，严重的甚至可以引起死亡。疾病进展到第5天开始进入恢复期，血液中SAA、结合珠蛋白以及单核细胞水平开始逐渐降低；而白细胞介素10（IL10）水平开始增高并在恢复期第7天达到峰值。

感染能够诱发机体产生特异性体液免疫反应，主要包括产生针对膜相关脂蛋白A和B（SmpA和SmpB）抗体，这些抗体早在恢复期的第1天就能检测出来。试验证明恢复期与免疫球蛋白G、A和M有极大的关系，猪痊愈后能够避免再次感染猪痢疾，保护期可达17周。

3 诊断方法

猪痢疾的诊断一般基于临床症状、特征性病变（眼观和显微镜下）、结肠组织或粪便强β溶血螺旋体的分离等因素进行综合判断。随着分子生物学技术的兴起，活体诊断技术开始发展，出现了大量关于猪痢疾短螺旋体分子诊断方法的报道，其中以粪便和液体样本的聚合酶链式反应（PCR）和原位杂交（ISH）技术最为重要。

3.1 微生物培养

实验室分离培养猪痢疾短螺旋体的灵敏度较高，不过这很大程度上取决于样本的前处理和样本本身。药物能大大降低短螺旋体的分离率，因此应该选择未处理的、新鲜的临床样本。样本运输需要冷藏并保持潮湿。短螺旋体需要在典型的选择性培养基上进行分离，厌氧培养6～10天，能够诱导鲜血琼脂培养基上出现β-溶血环。初代培养的短螺旋体通常需要利用各种生化试验、特异性PCR、基因的部分测序，限制性片段长度多态性分析以及基质辅助激光解析电离飞行时间质谱等方法做进一步鉴定。

3.2 PCR

对于大多数传染病病原体，对临床样本进行直接PCR检测是最常用也是最高效的手段，但需要指出的是对于猪痢疾短螺旋体属来说，直接检测临床样本的灵敏度并不高，需要进行病原体初代培养。培养后的样本使用PCR方法能够轻易区分，目标基因包括基因、16S rRNA基因、23S rDNA基因以及溶血素基因。这极大地提高检测的特异性，但对于新出现的菌种，PCR的方法可能也无能为力。

3.3 原位杂交

原位杂交是一种新兴的、高度特异的检测方法，可以直接检测组织内感染物。这种方法结合了PCR的高特异性和显微镜的直接可视性，是一种很有前途的检测技术。目前该方法已应用于猪痢疾短螺旋体、B.pilosicoli、B.murdochii和 B hampsonii的诊断检测。

3.4 血清学检测

酶联免疫吸附实验（ELISA）作为猪痢疾螺旋体属的诊断方法已被证实是有效的，该技术通过检测抗脂多糖抗体从而实现猪痢疾短螺旋体的鉴别诊断，但该方法仅适用于某些血清型，并不能广泛应用。目前已经开发出一种检测循环抗体的ELISA方法，它的主要作用靶点是外膜脂多糖特异性抗体，研究结果显示该方法具有更高的灵敏度和特异性，但目前还未见大规模推广。

4 猪痢疾传播和感染的影响因素

猪痢疾在农场的传播主要影响因素包括传播途径、饮食结构等。啮齿动物被认为是主要的螺旋体属载体，并且是猪场内最重要的传染源。有学者证实小鼠感染猪痢疾短螺旋体并不致病，但可以散播菌种长达200天。猪场污水和粪便是另一个重要的猪痢疾短螺旋体传染源，尤其是用于清洗猪舍栅栏的废水。有研究证明猪痢疾短螺旋体在污水中可以存活17天，在淤泥中可以存活21天，在低于10℃的粪便中能够存活48小时。

野生鸟类是猪痢疾短螺旋体在猪场间传播的又一重要载体，目前已经有多篇文献证实了上述结论。瑞典绿头鸭的粪便中发现螺旋体属B.suanatina和B.hyodysenteriae，同时加拿大雪鹅、西班牙绿头鸭和灰雁的粪便中也发现了螺旋体属B.hampsonii。动物回归试验证实上述螺旋体属均能导致猪痢疾临床症状的发生。目前越来越多的学者开始关注禽源螺旋体属，并针对飞禽影响猪痢疾的传播等项目展开研究。

猪痢疾疾病的发展还受到日粮结构和结肠微生物菌群的影响。不同的日粮饲料对猪痢疾临床表现有不同程度的影响，虽然文献中有一些争论的声音，但一般都认为添加易消化的日粮有助于减轻猪痢疾短螺旋菌的临床危害，而经常饲喂碳水化合物和木质素日粮则容易加重猪痢疾的临床症状。短螺旋体导致猪痢疾临床症状的出现需要其他协同细菌的参与，而不同的日粮改变了结肠微生物菌群结构，最终导致协同细菌数量的变化。被改变数量的协同细菌可能增强或减少螺旋体菌的定植，从而影响猪痢疾病程的发展。最近的研究显示猪胃肠道中至少4种不同的细菌可以抑制体外生长猪痢疾短螺旋体，专家建议结肠微生物环境中添加这些细菌对于预防猪痢疾是有利的。总的来说，膳食结构是影响猪痢疾发展的一个主要因素，并可能影响疾病的发病时间和严重程度。应该进一步研究具体日粮成分对结肠微生物菌群的影响，探讨猪痢疾预防中具体的管理手段。

5 治疗和控制

治疗猪痢疾最常用药物是截短侧耳类抗生素，主要是泰妙菌素和沃尼妙林。猪痢疾发病24小时之内使用0.006%泰妙菌素水溶液治疗，可以有效遏制腹泻，阻止猪痢疾短螺旋体的定植。不幸的是截短侧耳类抗生素耐药现象也层出不穷，目前包括捷克、斯洛伐克、德国、意大利、西班牙等多个欧美国家相继发现猪痢疾短螺旋体耐药菌株。最近一项研究证实了一株意大利猪痢疾短螺旋体耐药菌株已经蔓延到整个欧洲。因此，在治疗猪痢疾过程中要密切监测螺旋体菌MIC，合理使用抗生素，不能滥用抗菌药物。

由于猪痢疾短螺旋体的不同血清型之间缺乏有效的免疫交叉保护作用，猪痢疾免疫疫苗的研发十分具有挑战性。虽然多次尝试应用菌株和弱毒菌株开发新型高效免疫疫苗，但目前能用的商业化疫苗还未普及。越来越多的研究团体将希望寄托于基因工程疫苗技术，努力开发不同保护水平的重组疫苗。目前猪痢疾在北美洲开始肆虐，并且在欧洲发现了耐药菌株，高效疫苗的开发已迫在眉睫。

6 展望

猪痢疾病已经被发现近一个世纪，但该病的确切发病机制仍然未阐述清楚，有待进一步的研究。历史上一直将猪痢疾短螺旋体认为是猪痢疾的唯一病原，主要是由于猪痢疾短螺旋体是唯一的强β-溶血病原体。近些年来，研究者又发现了2种新的强β-溶血菌株Brachyspira suanatina和Brachyspira hampsonii，它们也可以导致猪黏膜出血性肠炎以及其他痢疾临床典型症状。因此有学者就建议要将猪痢疾病原范围扩大，但凡能引起猪痢疾典型症状的所有强β-溶血螺旋体菌株均是主要病原体。

理想的诊断产品应该是一方面能够尽可能多地检测出所有潜在的病原螺旋体菌，另一方面还应具有足够的灵敏度，能够检测出低水平的带菌动物。近些年新检测技术快速崛起，大大提高了短螺旋体属的诊断特异性，其中分子诊断技术发展最快。寻找猪痢疾病原的通用特异性基因是目前分子诊断研究的热点。

（参考文献略，需者可函索）

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