張召興，李蘊(yùn)玉，賈青輝，張香齋，李佩國(guó)

(河北科技師范學(xué)院 河北省預(yù)防獸醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島，066604)

雞致病性大腸桿菌病的研究進(jìn)展

張召興，李蘊(yùn)玉，賈青輝，張香齋，李佩國(guó)*

(河北科技師范學(xué)院 河北省預(yù)防獸醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島，066604)

雞致病性大腸桿菌病是危害養(yǎng)雞業(yè)發(fā)展的主要細(xì)菌性傳染病之一，該菌具有易產(chǎn)生耐藥性特點(diǎn)，不易控制，同時(shí)給雞產(chǎn)品造成大量藥物殘留，嚴(yán)重影響人類的身體健康。雞致病性大腸桿菌很可能變成人類感染ExPEC(腸外致病性大腸桿菌)的存儲(chǔ)庫，禽類的肉、蛋產(chǎn)品常常是人們感染致病性E.coli引起腹瀉及其他癥狀的主要來源。本文從雞致病性大腸桿菌的危害、發(fā)病機(jī)理、毒力基因、防治等方面進(jìn)行綜述，為防治雞致病性大腸桿菌病研究提供理論基礎(chǔ)。

雞；致病性大腸桿菌；發(fā)病機(jī)理；毒力基因；防治；

雞致病性大腸桿菌病是由某些特定血清型的致病性大腸桿菌(pathogenicEscherichiacoli)通過多種途徑感染不同日齡、品種的雞，引發(fā)不同日齡、品種雞的急性敗血癥、肝周炎等多種癥狀，尤其對(duì)雛雞具有很高的感染率和死亡率，常常繼發(fā)多種病毒性、呼吸道性疾病等，是影響?zhàn)B雞業(yè)發(fā)展的主要細(xì)菌性疾病之一[1]。致病性E.coli血清型眾多復(fù)雜，不同的區(qū)域流行的血清型不同，其致病性也存在差異[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)致病性E.coli通過分子種群系統(tǒng)發(fā)育樹、致病特征、抗原性的差異性及生物表型進(jìn)行分類，一般采用O抗原對(duì)致病性E.coli血清型鑒定。致病性E.coli具有易產(chǎn)生耐藥性特點(diǎn)，不易控制，是由于養(yǎng)雞過程中反復(fù)不合理的使用抗生素來防治E.coli，導(dǎo)致了致病性E.coli對(duì)抗生素的敏感性降低，使致病性E.coli的耐藥機(jī)制發(fā)生了改變，出現(xiàn)多重耐藥的變異菌株，使許多對(duì)致病性E.coli敏感的抗生素變成了耐藥抗生素，同時(shí)也給雞產(chǎn)品造成了大量的藥物殘留，當(dāng)人們食用含有藥殘的雞的肉、蛋等畜產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)中毒、腹瀉等癥狀，嚴(yán)重影響人類的身體健康[3-4]。

1 雞致病性大腸菌病的危害

雞致病性大腸桿菌病(Avian pathogenicEscherichiacoli，APEC)是被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)嚴(yán)重危害養(yǎng)雞業(yè)且不易控制的細(xì)菌性傳染病之一[5]，APEC的致病性血清型眾多具有區(qū)域流行性，一般采用O抗原區(qū)分APEC的血清型。國(guó)內(nèi)外研究表明了APEC的致病性血清多數(shù)以O(shè)1，O2，O18和 O78等血清型為主，國(guó)內(nèi)外通常以APEC的致病性血清型O78作為研究對(duì)象，建立病理模型[6]。致病性E.coli當(dāng)感染禽類時(shí)引發(fā)的典型局部或者全身的癥狀，與許多腸道外致病性E.coli感染多種動(dòng)物及人后，且引發(fā)人的腸道以外的癥狀、部位及特性與APEC感染雞、鴨、鵝等禽類引發(fā)的腸道以外癥狀、部位及特性有許多相似之處[7]。因此，APEC屬于ExPEC。從禽類中分離的APEC與其他動(dòng)物的APEC及ExPEC具有許多共同的血清型、毒力基因、耐藥基因，APEC有可能是編碼其他動(dòng)物的APEC及ExPEC毒力因子與耐藥因子基因組及質(zhì)粒的來源，很可能APEC變成了人類感染ExPEC 的存儲(chǔ)庫[8]。相關(guān)研究報(bào)道了在人類疾病小鼠模型試驗(yàn)中APEC攜帶的毒力因子質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移到人的尿道致病性E.coli[9]，禽類的肉、蛋等畜產(chǎn)品常常是人們感染致病性E.coli引起腹瀉及其他癥狀的主要來源。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了STEC (產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌) 引起人類食品中毒的主要病菌，而禽的肉、蛋等畜產(chǎn)品是STEC儲(chǔ)存宿主[10]。APEC攜帶的耐藥基因與質(zhì)粒的多重耐藥菌株，可以通過禽的肉、蛋等畜產(chǎn)品等多種途徑轉(zhuǎn)移到人類的身上，且與APEC具有相同的耐藥性[11]。相關(guān)研究報(bào)道了從雞場(chǎng)飼養(yǎng)員體內(nèi)分離到了的E.coli，通過與從雞分離的E.coli進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，飼養(yǎng)員感染的E.coli與雞感染的E.coli的耐藥性一致，該試驗(yàn)證實(shí)了人和雞的E.coli的耐藥性互相傳播是存在的，給人類構(gòu)成了嚴(yán)重的公共問題[12]。致病性E.coli在動(dòng)物之間相互傳播，給人們?cè)斐蓢?yán)重的危害，但是致病性E.coli對(duì)人們的致病機(jī)理和耐藥性轉(zhuǎn)移途徑等有待進(jìn)一步研究。

*通訊作者，男，教授，博士。主要研究方向：動(dòng)物疫病防控技術(shù)。E-mail:lpeiguo@163.com。

2 雞致病性大腸菌病的致病機(jī)理

E.coli是重要的人畜共患的條件致病菌，環(huán)境中廣泛存在，根據(jù)致病性E.coli致病的特性可分為腸內(nèi)致病性、腸外致病性、共生型大腸桿菌，其中，腸內(nèi)致病性、腸外致病性大腸桿菌主要通過多種途徑感染動(dòng)物及人，致使動(dòng)物及人發(fā)病，表現(xiàn)不同的臨床癥狀[13]。雞源致病大腸桿菌病多數(shù)由ExPEC感染所致，致病性E.coli在自然條件下入侵宿主雞后，致雞發(fā)病的機(jī)理，一方面是致病性E.coli入侵宿主雞，使之宿主雞發(fā)病的主要途徑是通過上呼吸道，當(dāng)宿主雞本身攜免疫抑制性疾病及呼吸道疾病時(shí)，使自身的免疫力降低，致病性E.coli自身的粘附因子與與呼吸道上皮細(xì)胞受體發(fā)生結(jié)合后，通過一定的途徑進(jìn)入宿主雞的深部組織，破壞宿主雞天然的黏膜屏障和免疫系統(tǒng)，使宿主雞開始發(fā)??；致病性E.coli入侵呼吸道肺部時(shí)會(huì)引起肺炎和氣囊炎；致病性E.coli在宿主雞體內(nèi)中抗血清存活因子作用下，可以導(dǎo)致心包炎、肝周炎；致病性E.coli通過相應(yīng)的的途徑進(jìn)入血液后，給宿主雞造成菌血癥、敗血癥等，隨著血液循環(huán)引起宿主雞全身性感染[14，15]。另一方面，致病性E.coli使宿主雞發(fā)病與宿主雞自身的抗性因子與易感因子有關(guān)，宿主雞在正常的情況下，健康的宿主雞具有健全的防御屏障系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)，能抵抗外界環(huán)境中的致病性E.coli感染，由于多種不利因素導(dǎo)致宿主雞自身攜帶的防御屏障被破壞，還有環(huán)境中的應(yīng)激等不良的因素，改變雞的免疫系統(tǒng)，使雞抵抗力下降，引發(fā)宿主雞感染致病性E.coli[16]。目前，致病性E.coli在自然條件下感染宿主雞發(fā)病的機(jī)理尚未明確，有待進(jìn)一步研究雞病性E.coli發(fā)病機(jī)制。

3 雞致病性大腸菌病的毒力基因

APEC基因組中編碼多種毒力因子，這些毒力因子的基因可能位于細(xì)菌的染色體、質(zhì)粒及毒力島(PAIs)上，致病性E.coli在宿主雞的體內(nèi)可以通過水平轉(zhuǎn)移方式獲得這些編碼毒力因子，并在宿主雞的體內(nèi)定植、繁殖、生存并導(dǎo)致發(fā)病。許多研究證實(shí)了致病性E.coli對(duì)宿主雞致病性，不僅與致病性E.coli攜帶的毒力基因具有一定的相關(guān)性，還與致病性E.coli自身攜帶的多種毒力因子相互作用有關(guān)[15]。張召興等[17]研究表明了從邢臺(tái)地區(qū)分離的32株致病性E.coli菌株中，同時(shí)攜帶HPI毒力島、鐵攝取系統(tǒng)類、血清抗性等相關(guān)的7種毒力基因。Obeng等[18]報(bào)道了E.coli的致病性與該菌攜帶某些特定的毒力因子如毒素、菌毛、鐵攝取系統(tǒng)、外膜蛋白、Ⅲ型分泌系統(tǒng)等具有一定的相關(guān)性。國(guó)內(nèi)外對(duì)APEC的毒力基因研究的很多，其中，致病性E.coli所攜帶的粘附素、侵襲素、毒素、鐵攝系統(tǒng)等毒力基因，在雞的體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)后，增強(qiáng)E.coli的致病性，促使雞發(fā)病[19]。因此，APEC攜帶的某些毒力基因在使宿主雞發(fā)病中起著重要作用。

粘附素是使APEC入侵宿主雞的最首要的條件，并使致病性E.coli在宿主雞體內(nèi)粘附定植，通過一系列的途徑使宿主雞發(fā)病，其中，致病性E.coli的菌毛粘附素類毒力基因主要包括P菌毛(papA，B，C，E，F(xiàn)，G)和Ⅰ型菌毛，這些毛粘附素類毒力基因均在致病性E.coli對(duì)宿主雞致病過程起重要的作用[20]。

在鐵攝系統(tǒng)類毒力基因中，APEC中的鐵離子能調(diào)控毒力基因的表達(dá)，在APEC致病過程中起著重要的作用，其中，iucA，iucB，iucC，iucD毒力編碼的基因參與氣桿菌素合成，耶爾森氏菌強(qiáng)毒力島(HPI)主要包括irp2和fyuA2個(gè)毒力調(diào)控基因，同時(shí)也能調(diào)控?cái)z鐵系統(tǒng)，這些毒力基因通過調(diào)整宿主體內(nèi)的鐵吸收機(jī)制，調(diào)控APEC毒力基因的表達(dá)，參與APEC 的致病性，因此，HPI是評(píng)價(jià)APEC致病性的標(biāo)志性毒力基因[15,21]。

OMP是APEC細(xì)胞壁中主要蛋白，是構(gòu)成APEC細(xì)胞壁所特有的結(jié)構(gòu)成分，APEC通過多種途徑在入侵宿主時(shí)，OMP起到物質(zhì)運(yùn)輸、侵襲、黏附等多種作用，其中ompA，ompT在APEC入侵宿主雞途徑中起到侵襲和黏附作用，增強(qiáng)致病性E.coli對(duì)宿主雞的致病性[14]。APEC的莢膜中含有大量的K抗原，LPS主要有類脂A、核心多糖和抗原O組成的革蘭氏陰性細(xì)菌特有內(nèi)毒素，都是APEC感染宿主雞的重要致病因子，參與E.coli的致病性[22]；APEC中位于ColV質(zhì)粒上的血清抗性蛋白(iss)基因，在致病性E.coli致病過程中及免疫方面具有很好調(diào)控作用，其中，iss基因體內(nèi)在所表達(dá)的Iss蛋白，與致病性E.coli毒力具有一定的相關(guān)性，iss基因?yàn)橹虏⌒訣.coli的毒力標(biāo)志，可以作為開發(fā)在雞致病性大腸病的診斷與免疫防制研究的候選基因[19-21]；侵襲素ibeA基因，溫度敏感性血凝素Tsh基因，毒素Vat基因，這些毒力基因均在APEC對(duì)宿主雞的致病性中起著重要的作用[22-24]。其中，APEC的復(fù)雜的致病機(jī)理還未研究清楚，對(duì)APEC的致病機(jī)理有待進(jìn)一步的研究。

4 雞致病性大腸菌病的防治

4.1 疫苗的預(yù)防

疫苗是有效的預(yù)防APEC重要途徑之一，根據(jù)疫苗的制備工藝與抗原的組成不同，大致包括滅活疫苗、亞單位疫苗、弱毒疫苗3個(gè)類型。E.coli滅活疫苗是用物理或者化學(xué)的方法將E.coli及其代謝產(chǎn)物滅活，使之毒力喪失后依然具有免疫原性，只有選擇當(dāng)?shù)氐牧餍袃?yōu)勢(shì)血清地方菌株制備滅活疫苗，對(duì)當(dāng)?shù)亓餍械腁PEC起到預(yù)防作用，對(duì)不同區(qū)域流行的APEC血清型效果不理想，由于單價(jià)的E.coli的滅活苗存在缺陷，應(yīng)該選用當(dāng)?shù)氐腁PEC血清型流行地方株制備多價(jià)的E.coli的滅活苗才能有效預(yù)防當(dāng)?shù)亓餍械腁PEC，雖然滅活苗對(duì)APEC有一定的預(yù)防作用，但是由于APEC血清型流行的的多樣性與區(qū)域性，在效果及安全質(zhì)量存在一定局限性、尚不宜推廣[25]。E.coli亞單位疫苗是利用E.coli一種或者多種具有免疫原性的亞單位蛋白用滅活的方法制成，主要包括菌毛、莢膜、外膜蛋白(OMP)等亞單位疫苗[26]。相關(guān)研究表明了雞致病性E.coli毒力因子菌毛具有很好免疫原性，用不同血清型E.coli的菌毛制備的多價(jià)菌亞單位疫苗對(duì)雞致病性E.coli具有很好的免疫效果；將E.coli表面抗原莢膜多糖制成亞單位疫苗，能誘導(dǎo)雞體內(nèi)產(chǎn)生抗E.coli感染的抗體，抵抗E.coli對(duì)宿主雞的入侵，相關(guān)研究表明了對(duì)于同源E.coli分離株免疫效果比滅活苗免疫效果好，但是制備工藝繁瑣，不易推廣；E.coli的OMP對(duì)同源性或者異源性E.coli具有很好的免疫效果，對(duì)多種的血清型的E.coli具有交叉性免疫效果[27-29]。E.coli弱毒菌苗的安全性低，免疫效果不太理想，在預(yù)防E.coli中應(yīng)用比較少。目前，國(guó)內(nèi)外的研制的預(yù)防E.coli的疫苗在免疫效果、質(zhì)量、安全性等方面存在一定的缺陷，還有待提高。

4.2 抗菌藥物的治療

抗生素是有效治療雞致病性E.coli重要的方法之一，由于反復(fù)不合理的使用抗生素，使E.coli的耐藥機(jī)制發(fā)生了改變，出現(xiàn)多重耐藥的變異菌株，產(chǎn)生了很強(qiáng)的耐藥性，當(dāng)雞感染了致病性E.coli時(shí)，應(yīng)對(duì)致病性E.coli通過藥敏試驗(yàn)分析其耐藥性，選擇對(duì)該菌敏感的抗生素，合理的交叉使用，才能取得良好的治療效果。不同的地區(qū)致病性E.coli的血清型情況不同，其耐藥性也存在一定的差異性，同一地區(qū)致病性E.coli的耐藥也存在差異性。張彬等[30]報(bào)道河南省大部分菌株對(duì)強(qiáng)力霉素和氨芐西林耐藥率在82%～91%之間，對(duì)其他藥物耐藥比較低。孟志敏等[31]報(bào)道河北地區(qū)E.coli對(duì)許多抗菌藥物出現(xiàn)了嚴(yán)重的多重耐藥性與交叉耐藥，對(duì)喹諾酮類藥物的耐藥率高達(dá)88.5%。張召興等[17]報(bào)道了河北邢臺(tái)地區(qū)32株致病性E.coli分離株僅對(duì)頭孢克肟、左氧氟沙星、阿奇霉素、頭孢曲松和氟苯尼考5種藥物高度敏感，對(duì)其他藥物存在不同程度的耐藥。

4.3 益生菌類與噬菌體的治療

由于抗菌藥物在治療的致病性E.coli過程中，存在一定的耐藥性及對(duì)人們身體健康存在很大危害，益生素、益生菌、酶制劑、消化道酸化劑多種制劑的研發(fā)可以代替部分的抗菌藥物，在防治致病性E.coli過程中取得一定的效果[32]。相關(guān)研究表明了雛雞飼喂細(xì)菌素植物乳酸桿菌和枯草芽孢桿菌可以抑制消化道中的E.coli的定植，對(duì)外界的致病性E.coli具有一定的抑制作用[33]。不同日齡的雞口服雙歧桿菌提取物可以提高對(duì)外界的致病性E.coli的抵抗力，減少致病性E.coli對(duì)雞的感染[34]。但是，益生菌可以作為添加使用預(yù)防雞致病性大腸桿菌病，不能全部代替藥物使用，在制備工藝、保存及發(fā)酵方面也存在缺陷，有待提高。噬菌體是細(xì)菌結(jié)構(gòu)中一個(gè)重要的組成部分，對(duì)細(xì)菌具有較強(qiáng)的分解與吞噬作用，具有很好殺菌作用，不產(chǎn)生耐藥性。許多研究表明了噬菌體對(duì)致病性E.coli具有很好的殺滅與抑制作用。從致病性E.coli中裂解的噬菌體，通過雛雞試驗(yàn)攻毒對(duì)不同血清型的致病性E.coli有一定的殺滅作用，降低雛雞的死亡率，由于噬菌體的制備的方法繁瑣，還不宜推廣應(yīng)用[35]。

4.5 中草藥的治療

單味中草藥及復(fù)方不僅具有多種有效的成分及生物活性物質(zhì)，對(duì)病原菌、內(nèi)毒素具有直接或者間接殺滅及清除作用，還能對(duì)動(dòng)物機(jī)體整體起多向調(diào)節(jié)作用，并且還具有低殘留、不易產(chǎn)生耐藥性等多種特點(diǎn)，在防治雞致病性E.coli過程中起著重要的作用，研發(fā)單味復(fù)方中草藥制劑成為有效防治雞致病性E.coli新的研究方向[36]。國(guó)內(nèi)外許多研究證實(shí)了單味中草藥及復(fù)方對(duì)雞致病性大腸桿菌病具有很好的防治效果。張召興等[37]研究表明了用26種中草藥對(duì)3個(gè)不同血清的雞致病性E.coli地方流行株進(jìn)行體外抑菌試驗(yàn)，其中，金銀花、黃連、烏梅、五味子4種藥物對(duì)雞致病性E.coli地方流行株具有很好的抑制作用。高光平等[38]報(bào)道了通過用自擬5個(gè)中草藥復(fù)方對(duì)E.coliO78進(jìn)行體外抑菌，結(jié)果顯示，自擬方中的雙連固腸、白頭翁口服液對(duì)E.coliO78抑菌效果最好。陳麗萍等[39]報(bào)道了自擬的大承氣湯對(duì)E.coli在體外具有很好的抑菌作用。賀常亮[40]報(bào)道了用香附、黃芪組成 “香芪湯”對(duì)雞E.coli具有很好的防治效果。葛冰等[41]報(bào)道了高、中劑量的復(fù)方白頭翁顆粒添加對(duì)人工感染雞E.coli的防治具有良好的效果。

5 展 望

雞致病性大腸桿菌是危害養(yǎng)雞業(yè)發(fā)展中主要細(xì)菌性傳染病之一，該菌廣泛存在環(huán)境中，可以通過多種途徑傳播，當(dāng)外界環(huán)境中溫度等改變時(shí)，均可引發(fā)該病。致病性E.coli血清型眾多具有區(qū)域流行性，區(qū)域流行性不同，其致病性也存在一定的差異性，致病性E.coli不同血清型菌株之間缺乏交叉免疫原性，應(yīng)該研發(fā)多種致病血清型具有交叉保護(hù)的廣譜菌苗。致病性E.coli基因組復(fù)雜，攜帶多種毒力基因，致病性E.coli毒力基因在宿主體內(nèi)的表達(dá)，調(diào)控E.coli的致病性，在致病性過程中起著重要作用，應(yīng)進(jìn)一步研究毒力基因致病機(jī)理。E.coli易產(chǎn)生耐藥性特點(diǎn)不易控制，同時(shí)造成了畜產(chǎn)品中大量的藥殘，嚴(yán)重影響人類的身體健康。因此，研究防治雞致病性大腸桿菌病的新型藥物，疫苗成為一個(gè)新研究方向。減少抗生素的使用，降低藥物殘留。

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(責(zé)任編輯：朱寶昌，陳于和)

Abstract: Avian pathogenicEscherichiacoliis one of the major bacterial infectious diseases in the development of chicken industry. The bacterium has the characteristics of easy to produce drug resistance and difficult to control, which usually caused the livestock products a large number of drug residues and seriously affected the human health. Meanwhile, the Avian pathogenicE.coliis likely to become a repository of human ExPEC infections, and the poultry, the meat, the eggs and the other livestock products are often the main sources of infectiousE.colicausing diarrhea and other symptoms. In this paper, the damage, the pathogenesis, the virulence genes, the prevention and treatment of pathogenicEscherichiacoliin chickens were reviewed, which would be expected to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of pathogenic colibacillosis in chickens.

Keywords: chicken; pathogenicEscherichiacoli; pathogenesis; virulence gene; prevention and treatment

ProgressonAvianPathogenicEscherichiacoli

ZHANG Zhaoxing, LI Yunyu, JIA Qinghui, ZHANG Xiangzhai, LI Peiguo

(Hebei Normal University of Science & Technology, Key Laboratory of Preventive Veterinary Medicine in Hebei Province, Qinhuangdao Hebei, 066600, China)

S858.312.61+2

A

1672-7983(2017)02-0068-05

10.3969/J.ISSN.1672-7983.2017.02.011

河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蛋雞產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崗位項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：HBCT2013090203)。

2017-06-25

張召興(1988-)，男，碩士研究生。主要研究方向：動(dòng)物病原微生物及其防控。