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豬鼻支原體與豬地方性肺炎*

2012-08-15 00:47
中國人獸共患病學報 2012年10期
關鍵詞:纖毛肺泡病原

豬鼻支原體(Mhr)是小豬上呼吸道存在的正常菌株,被認為是豬地方性肺炎(也稱豬氣喘病,SEP)的第二致病病原。與Mhp相似,Mhr能夠黏附到豬呼吸道上部和下部有纖毛的上皮細胞上;并且一些Mhr毒株能夠引起肺炎。但到目前為止,Mhr的致病機理了解的還很少。只有德國的兩位學者在組織病理和呼吸道變化方面初步闡述了Mhr的致病性[1-2]。故很有必要對Mhr致病機理進行深入研究,這不僅有助于進一步認識Mhr引起豬肺炎的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸機制,還可為SEP的防治提供新的思路,對開發(fā)和研制抗Mhr藥物具有重要意義。

Mhr不僅在豬群中普遍存在,同時也是人類和多種動物細胞培養(yǎng)中常見的污染物,人的一些癌癥的發(fā)生與體內(nèi)的Mhr存在相關性。通過體外試驗,Ketcham等[3]發(fā)現(xiàn)Mhr的P37蛋白影響腫瘤細胞的侵襲。有的人感染Mhr后還可導致良性前列腺細胞的惡性轉(zhuǎn)化[4-5]。目前,一些人的癌癥的發(fā)生是否是由Mhr感染直接引起還不能確定,但已經(jīng)明確的是,在一定程度上Mhr是癌癥發(fā)生的誘發(fā)因素[6-8]。因此,Mhr感染對于人和豬均具有流行病學意義。

1 豬地方性肺炎的危害性及發(fā)病機制

SEP是豬的慢性肺炎,呈地方性流行,主要引起豬氣喘、咳嗽、消瘦和飼料轉(zhuǎn)化率降低等[9]。長期以來,本病一直被認為是最常發(fā)生、流行最廣、最難凈化、對養(yǎng)豬業(yè)造成重大經(jīng)濟損失的重要疫病之一。

豬肺炎支原體(Mhp)是引發(fā)SEP的主要病原體之一,最早由Goodwin等(1965)從患肺炎豬的肺組織中分離到Mhp,并通過動物試驗復制出SEP。Mhp侵入呼吸道后,首先附著在纖毛的上端,然后往深部侵入;使細胞發(fā)生病變和死亡,并導致纖毛萎縮,使通過擺動清除異物的功能受損;接著支原體還會進一步破壞粘膜層,并出現(xiàn)支氣管附近淋巴組織大量增生,嗜中性粒細胞聚集。由于Mhp感染引起纖毛變短變少,纖毛正常的擺動功能顯著的下降,以致無法排除肺泡分泌液、空氣源性的微細粉塵和各種致病原,導致其它病原菌易于侵入而引起繼發(fā)感染。因此,目前幾乎所有自然發(fā)生的病例均為混合感染,包括支原體、細菌、病毒及寄生蟲等。近年來Mhp與豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)、豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)等其它病原混合感染,引起PRDC的報道越來越多。Mhp與其它病原共感染后使豬只免疫功能受損,出現(xiàn)免疫抑制現(xiàn)象,導致豬瘟免疫失敗,鏈球菌、弓形體病等感染率升高,多種因素的互作已對當前的養(yǎng)豬業(yè)提出了嚴重挑戰(zhàn)。所以Mhp與其它病原共感染的機制也成為研究的熱點。

2 豬鼻支原體研究概況

Mhr是第一種從豬體內(nèi)分離到的豬支原體,能引起豬肺炎、多發(fā)性漿膜炎、關節(jié)炎、耳炎等病癥。Switzer于1955年對其正式命名為Mhr,其是哺乳豬群的常見病原菌,通常由母豬或大豬傳染給小豬。在實踐中,常從患萎縮性鼻炎的發(fā)病豬鼻甲骨上分離到Mhr,而其只是繼發(fā)感染者,本身不引起鼻炎或鼻甲骨萎縮,Mhr經(jīng)常出現(xiàn)在多發(fā)性漿膜炎的病灶和關節(jié)中,是引起炎癥的主要病原。Mhr在培養(yǎng)基中容易生長,繁殖也較快,實驗室適應株在37℃的條件下24h左右就能生長至對數(shù)期。Mhr在豬體內(nèi)的存在通常妨礙其他支原體的分離。

Mhr主要是通過呼吸道途徑傳播,母豬可將鼻腔里的病菌傳給小豬,感染多發(fā)生于仔豬出生后的幾個星期內(nèi)。在豬場一旦有一頭豬發(fā)生Mhr感染,很快就會通過飛沫或接觸傳播給其他豬。Ross等(1993)證實了能從10%母豬和30%~40%斷奶仔豬的鼻腔分泌物中分離出該支原體,并認為該支原體是小豬上呼吸道存在的正常菌株。而且,Caron等在正常肺組織中也檢測出Mhr[10]。在發(fā)病的組織中,則更容易分離到Mhr。研究表明,在實驗感染豬的鼻腔、耳道、氣管和支氣管中,用免疫熒光和免疫組織化學方法可以檢測到上皮細胞的纖毛部有Mhr[11]。而且一旦感染Mhr,其能在上呼吸道迅速傳播并且能從感染豬的肺臟和鼻咽管[12]中分離到。對于患有漿膜炎的豬,可以在腎中檢測到Mhr[13],也可以在豬的胸膜、心包、關節(jié)損傷部檢測到Mhr。對于患有肺炎的豬,在細支氣管上皮以及支氣管和肺泡滲出物也可以檢測到Mhr。

3 豬鼻支原體感染促進豬肺炎的發(fā)生

據(jù)報道,呼吸道內(nèi)一些Mhr毒株能夠引起肺炎。在有其他病原協(xié)同感染的情況下,會加重肺炎的程度。日本學者報道,在PRRSV和Mhr共同感染引發(fā)的豬呼吸道病中,肺病變的程度比單純的Mhr感染引起的肺病變更嚴重[14]。之后,又有報道稱在患有呼吸道疾病的豬病肺中,Mhr的檢出率為13.3%[10],雖低于Mhp的檢出率,但間接說明Mhr可能也是引起豬肺炎的病原之一。Boye等[15]通過人工感染試驗證實,用Mhp和Mhr共同感染實驗豬,可以引起豬卡他性或化膿性支氣管肺炎。中國臺灣的Lin等[16]進一步研究證實,檢測2001年和2002年患有SEP的病料,Mhr的感染率增加,從72.3%上升到99.4%;人工感染試驗證實,Mhr也可以單獨引起豬肺炎,因此認為Mhr是引起SEP的主要病原之一,或者說是第二致病病原。據(jù)最新的研究顯示,對從屠宰場收集的有肺炎的豬肺組織樣品進行分離檢測,Mhr總檢測率要高于Mhp,達到64.6%[17-18],更加說明Mhr可引發(fā)肺炎或者說Mhr協(xié)同Mhp共同引起肺炎中起到了很重要的作用。

4 豬鼻支原體感染的可能機制

目前對Mhr的致病機理了解的還不是很多,也不清楚Mhr經(jīng)呼吸道移行及誘導全身性疾病發(fā)生的機制,以及其他病原菌的存在或者某些外界因素是否可能會促使Mhr的全身傳播。有關資料顯示,Mhr引起豬發(fā)病可能有三方面的原因,包括病原的致病力、宿主特性和環(huán)境因素等。首先,宿主遺傳學似乎在疾病的發(fā)生和嚴重性方面有一定作用。Magnusson等[19]針對不同的免疫反應性,用Mhr腹腔內(nèi)接種了兩批豬,發(fā)現(xiàn)免疫反應性高的豬,易發(fā)生關節(jié)炎;免疫反應性低的豬,會出現(xiàn)多漿膜炎的疫病。另一研究發(fā)現(xiàn),隨著日齡的增加,豬表現(xiàn)為對Mhr侵襲的抵抗力增加[20]。因此,人工感染Mhr后豬的敏感性不同,提示可能與產(chǎn)生的致炎因子有關[19,21]。其次,環(huán)境因素可能對疾病的發(fā)生起重要作用,如與其他病原共同感染、應急反應等。在接種Mhr后,應急因素對加重肺炎的發(fā)生有影響。有研究報道,在感染了PRRSV[22-23]、PCV2[24]時,Mhr分離的比率增加,說明其他病原可能會加重Mhr的感染。最重要的是,Mhr本身的致病性起到了關鍵性的作用。目前對Mhr的毒力因子了解的還不清楚,但用人工感染實驗證明不同菌株間的毒力是有差異的[16,20]。Kinne等[1]和Johannsen等[2]在研究熱應激對Mhr感染的影響中,利用組織病理學方法和電鏡技術,從組織病理和呼吸道變化方面初步闡明了Mhr的致病性,證明Mhr能夠黏附到豬呼吸道上部和下部有纖毛的上皮細胞上,引起纖毛的損傷,發(fā)生肺炎。

5 豬鼻支原體體外研究可能的方法

巨噬細胞來源于骨髓單核細胞系列,單核細胞在血液中僅生存2d左右,進入肺部成為巨噬細胞,肺內(nèi)含有具有不同功能的巨噬細胞亞群,包括肺泡、間質(zhì)、血管內(nèi)巨噬細胞及樹突狀細胞。豬肺泡巨噬細胞(PAM)是肺部最早接觸病原微生物的免疫防御細胞之一,具有多種生物學功能,是宿主天然免疫和特異性免疫的重要執(zhí)行者。它不僅具有吞噬和抗原提呈功能,而且還能分泌近100種分子物質(zhì),包括各種生長因子、前列腺素、白介素、補體、腫瘤壞死因子等來調(diào)節(jié)和啟動免疫炎癥反應,對于肺部的免疫防御具有重要意義。因此,當肺部受到創(chuàng)傷或病原微生物感染后,PAM分泌的這些細胞因子發(fā)揮重要作用,包括免疫保護、免疫調(diào)節(jié)及免疫病理。

PAM便于獲取,對其研究也最為廣泛。目前,已經(jīng)利用PAM建立了多種豬呼吸道病原體外單獨或共同感染模型[25-26]。Mhp體外感染PAM 也有報 道。Thanawongnuwech 等[27]建 立 了Mhp和PRRSV共感染PAM模型,發(fā)現(xiàn)Mhp協(xié)同PRRSV感染PAM較PRRSV單獨感染PAM時,炎性細胞因子(IL-1beta、IL-8、IL-10和TNF-alpha)的表達顯著提高,而且IL-10表達升高可能是豬肺炎加重的重要指標。其結果與Mhp感染豬體后炎性細胞因子(IL-1alpha、IL-1beta、IL-2、IL-4、IL-8、IL-10、IL-12、TNF-alpha 和 INF-gamma)的變化一致[28-30]。還有,Mhp的感染還可影響PAM的功能(Caruso等,1990)。與Mhp同為豬致病支原體的Mhr,同樣也能有效刺激巨噬細胞。Mühlradt等[31]報道Mhr的脂蛋白和脂肽可能是刺激巨噬細胞而引起炎癥的主要原因。并且一些人支原體也將巨噬細胞作為體外感染模型來研究。綜上所述,包括Mhr在內(nèi)的多種支原體可在體外作用巨噬細胞,因此可以預測,Mhr能夠體外感染PAM。

6 展 望

根據(jù)以上文獻報道,Mhr在肺炎豬的肺組織中有很高的檢出率,甚至超過Mhp的檢出率;而且Mhr與Mhp相似,均可黏附到上皮細胞的纖毛上,所以Mhr的存在會引發(fā)豬肺炎。鑒于此,我們提出一些疑問:Mhr與Mhp之間是相互作用,還是Mhr或Mhp起主要作用引起豬肺炎?是否也是通過損傷呼吸道的纖毛,導致繼發(fā)感染,加重豬肺炎的發(fā)生呢?目前Mhr單獨以及Mhr和Mhp混合對宿主的影響及其之間的相互作用則未見報道。這主要面臨兩個問題:一是Mhr體內(nèi)發(fā)病模型的建立;二是Mhr體外感染模型的建立。針對第一個問題,Mhr可以單獨引起豬發(fā)生肺炎,但是肺炎發(fā)生率較低,所以,是否可以考慮借鑒豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)的發(fā)病模型,利用免疫刺激物來誘發(fā)加重Mhr發(fā)???第二個問題的解決可以參考Mhp體外感染PAM模型,研究Mhr肺炎是否與炎性細胞因子和PAM功能有著某種特定的關系?因此,深入研究Mhr促進豬肺炎的機制,將為該病的防治研究提供新思路與新手段,同時也為Mhr和其它病原共感染的研究提供借鑒。

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