别让副猪嗜血杆菌掏空猪场
副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis,HPS)是猪的重要条件致病菌,也是实验动物设施中不容忽视的跨界感染病原。每年春季因环境温差大、仔猪断奶应激集中,成为副猪嗜血杆菌的高发期,该菌为猪呼吸道的常在菌,但当机体在应激、免疫功能受抑或存在原发感染等特定条件下,细菌可侵入体内引起以多发性浆膜炎、关节炎、败血症等为特征的革拉斯氏病(Glässer disease),该病常继发于蓝耳病、圆环病毒病、流感等疫病之后,与其他呼吸道病原体混合感染,给规模化猪场及实验猪养殖带来重大的经济损失。该菌不仅可引发实验用猪、小型猪患疾病,还会污染实验体系、干扰动物模型构建、导致实验动物被淘汰。
本文从病原特性与流行病学背景、易感实验动物、致病性表现、对动物实验的干扰、诊断与处置、生物安全控制等方面,系统阐述副猪嗜血杆菌对实验动物的影响,为实验动物中心,兽医病理、感染与免疫研究提供参考。
PART 01病原与流行病学背景
副猪嗜血杆菌属于巴氏杆菌科,为革兰氏阴性小杆菌,该菌具有运动性和多样性,其生长需要凝血因子V(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD),其核心特征与流行特点如下:
1、血清型与毒力特征:血清型复杂,目前已鉴定出至少15种血清型,另有20%以上的分离株无法定型。这些血清型不具有交叉免疫性,不同血清型菌株导致的临床症状、致病性及宿主免疫反应差异显著,其中血清1、5、10、12、13、14型毒力最强,与高死亡率相关;血清2、4、8、15型毒力次之,通常引发浆膜炎、关节炎等;血清3、6、7、9、11型毒力较弱,常与无症状感染相关(见表1)。同时,HPS具有明显的地方性特征,同一血清型的不同地区的分离株,毒力也可能存在差异。为了解中国副猪嗜血杆菌的流行情况,有学者在全国各地送检的病料中分离出281株HPS,经琼扩试验和间接血凝试验对血清分型发现,我国主要以血清4型(24.2%)和5型(19.2%)为主要流行血清型,其次为13型(12.5%)、14型(7.1%)、12型(6.8%),血清1、2、6、7、9、10、11和15型仅有少量菌株检出,另有12.1%的菌株不能分型。
表1 不同HPS血清型菌株对SPF猪的毒力
| HPS血清型 | 所评估菌株数 | 毒力a |
1、5、10、12、13、14 2、4、8、15 3、6、7、9、11 | 10 11 8 | 接种后96h内死亡 尸检可见严重多发性浆膜炎和关节炎 无临床症状和损伤 |
资料来源:Rapp-Gabrielson和Gabrielson,1992。a:按猪腹腔内接种5×108菌落形成单位(CFU)计算其毒力。
2、传播途径:主要通过呼吸道飞沫、直接接触、污染环境等水平传播,亦可经消化道、污染实验器械传播,还可通过胎盘、产道等途径发生垂直传播。机体应激与免疫抑制会显著提升该菌的传播效率与发病率。
PART 02易感实验动物
HPS只感染猪,在实验动物中,该菌主要威胁实验用小型猪、SPF猪及屏障环境外引种的猪,易感群体为2~4月龄的猪,4~8周龄仔猪为高发群体,发病率一般为10%~15%,严重时死亡率可达50%。SPF级猪群因无特异性母源抗体、机体免疫力相对单一,感染后易出现高发病率与高死亡率;无母源抗体的普通猪群接触病原后,可呈暴发性流行。若不同等级的猪混合饲养,还可能造成交叉污染,进而干扰实验。
小鼠、大鼠、豚鼠、兔、猴等其他实验动物,在自然条件下一般不会感染副猪嗜血杆菌,仅在人工攻毒的实验模型中可出现细菌短暂定植、局部炎症反应或死亡,但该菌在这类动物体内不具备自然流行与持续传播的能力。
PART 03致病性表现
HPS的临床症状与感染的HPS毒株、病猪体内炎性损伤的部位密切相关,在我国存在HPS强毒力株和中等毒力株,但多数动物症状比较温和,这可能跟不同地区感染的HPS株型有关。在饲养管理水平高、机体高度健康的猪群中,该菌感染后发病急骤,猪只接触病原后数日内即可出现临床症状,根据发病类型与表现,主要分为以下三类:
1、急性败血症型(致死性最强):绝大多数是由HPS强毒力株引起,病猪突发高热,精神沉郁,呼吸困难;皮肤发绀,末梢循环障碍;病情进展迅速,常在感染后24~48 h内急性死亡。剖检可见全身浆膜出血,肺组织充血、水肿,全身淋巴结肿大、充血。急性感染即使痊愈后也会有后遗症,母猪表现为易流产,公猪则表现为慢性跛行;即便对感染母猪使用抗生素治疗,其分娩过程中仍可能诱发严重的疾病。
2、典型多发性浆膜炎与关节炎型(特征性病变):多由HPS中等毒力株引起,病猪心包膜增厚,有大量纤维素性渗出物附着,形成特征性的“绒毛心”;胸腔、腹腔内积聚大量纤维素性渗出液,导致脏器发生粘连;关节腔积液、滑膜肿胀,病猪表现为关节肿大、跛行,严重时丧失运动能力;若病菌侵入中枢神经系统则引发脑膜炎,病猪会出现共济失调、肢体抽搐、角弓反张等神经症状。
3、慢性感染与亚临床感染型:病猪表现为生长迟缓、体重持续下降、饲料利用率低;机体处于持续的免疫激活状态,炎症因子水平异常升高;亚临床感染猪外观无明显临床症状,但可成为隐性带菌者,持续向环境中排毒,造成养殖与实验环境的污染。
PART 04对动物实验的影响
HPS感染会从多个维度干扰动物实验的开展,导致实验数据失真、实验结果不可重复,具体影响如下:
1、生理生化指标紊乱:发病猪的外周血白细胞数量显著升高,急性期反应蛋白水平大幅上升,肝肾功能相关指标出现异常,凝血功能、电解质平衡及血气分析结果均偏离正常范围,直接导致实验动物的基础生理数据失去参考价值。
2、免疫功能严重干扰:发病猪的天然免疫与适应性免疫均被强烈激活,引发IL-1β、IL-6、TNF-α等细胞因子风暴,使机体处于持续的炎症状态。此类生理变化会对疫苗免疫效果评价、免疫抑制剂研发、抗炎药物筛选等相关研究造成严重的背景干扰,导致实验结论出现偏差。
3、与人工构建动物模型相混淆:发病猪出现的自发性浆膜炎、关节炎、脑膜炎等病理变化,与实验性自身免疫病、败血症、关节炎等人工构建动物模型的症状与病理特征高度相似,易导致研究人员对实验终点判断失误,造成实验数据不可重复,甚至使整个实验项目失败。
4、实验动物损失与设施污染:急性败血型的动物死淘率升高,造成实验动物资源的直接损失;同时,病菌可在笼具、垫料、饮水及空气中存活并传播,一旦屏障设施被污染,其彻底净化的成本极高,且会对后续实验动物的饲养与实验形成长期威胁。
PART 05诊断与处置
当猪群出现多发性浆膜炎、关节炎或急性死亡等疑似症状时,需立即将病猪隔离,防止疫情扩散。处置与诊断需遵循“先控病、后确诊”的原则,首先对整个猪群进行抗生素治疗,而非仅针对有临床症状的病猪,临床可选用青霉素类、头孢菌素类、庆大霉素、氟喹诺酮类药物。同时,及时采集病料进行实验室确诊,实验室诊断方法主要包括细菌分离培养与PCR检测,病料优先采集浆膜表面的渗出物、脑脊液及心脏血液,可有效减少杂菌污染,提升细菌分离培养的成功率。90%以上的菌株可通过间接血凝试验确定血清型。由于HPS是猪上呼吸道的常在菌,因此仅从鼻腔、咽喉等呼吸道部位采集的样本检出阳性无诊断价值,只有从血液、浆膜、脑脊液等全身性部位检出该菌,才可作为确诊依据。
鉴别诊断时,需将该菌与链球菌、巴氏杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、猪丹毒丝菌、猪霍乱沙门氏菌、大肠埃希菌等败血性细菌,以及支原体等病原进行区分,避免因误诊导致处置不当。
疫苗接种是控制副猪嗜血杆菌病的关键措施,母猪接种疫苗后,可通过母源抗体为4周龄以内的仔猪提供被动保护;仔猪在该阶段接种同一血清型的灭活疫苗,可在断奶后获得主动免疫保护。由于不同血清型的副猪嗜血杆菌菌株之间交叉保护率极低,因此建议采用当地流行菌株制备灭活苗,能更高效地控制本病的发生与流行。
PART 06生物安全控制与实验动物设施管理
HPS作为猪上呼吸道的常在菌,将其彻底清除出猪群的可行性极低。一方面,仔猪在1周龄前,鼻粘膜部位就可能定植该菌,仅通过早期断奶的方式难以实现根除;另一方面,即便HPS已被清除出现有猪群,由于猪群缺乏特异性免疫力,新引入的带菌猪或生产后期潜伏感染的猪只,仍可能引起疫情暴发。因此,对实验动物设施的HPS防控,需以“预防为主、综合防控”为核心,重点做好以下工作:
1、严格引种检疫:引种检疫不追求“无菌”,而是筛除HPS强毒力株、临床发病猪,并通过隔离、药物保健,对动物进行逐步驯化和统一免疫,避免强毒株引入导致急性败血症暴发。实验用猪的引种应优先选没有呼吸道症状、关节肿、神经症状和突然死亡史的健康稳定猪场,引种前可以了解该猪场是否有副猪暴发史,近期的细菌分离和药敏结果,副猪疫苗的使用情况等等。猪只入舍前需进行严格的隔离观察,结合临床检查开展健康评估,必要时取鼻拭子进行PCR检测或血清学筛查以排除强毒力株。
2、优化饲养管理,减少应激:严格控制养殖环境的温差,合理降低饲养密度,保证通风换气效果,减少各类应激;实行“全进全出”的饲养模式,猪群转出后,对栏舍、笼具进行彻底的清洗与消毒,可选用过硫酸氢钾、戊二醛、次氯酸钠等高效消毒剂交替使用,提升消毒效果。