何順東，劉夢志，張婷婷，陳澤良，劉寶山

(1. 遼寧省沈陽市沈河區(qū)市場監(jiān)管事務(wù)服務(wù)與行政執(zhí)法中心，遼寧 沈陽 110015；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽 110866)

布魯氏菌病(Brucellosis，俗稱“布病”)，是由布魯氏菌(Brucella)引起的一種重要的慢性人獸共患傳染病，該病呈世界性流行，在各個國家均有發(fā)生[1]。布魯氏菌是一種革蘭陰性的短小桿菌，感染動物后可在單核巨噬細胞內(nèi)存活，從而在肝臟、脾臟、淋巴結(jié)和子宮等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中持續(xù)存在。布魯氏菌可導(dǎo)致繁殖障礙，引起感染動物不育、流產(chǎn)和死胎等癥狀[2]，造成嚴重的經(jīng)濟損失，影響?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展和人類健康。人感染后除了引起流產(chǎn)、不育等癥狀外，還可引起波浪熱、關(guān)節(jié)炎等癥狀，嚴重危害人類健康。鑒于該病的生殖危害，各國研究人員對布魯氏菌引起繁殖障礙的影響因素、機制等方面進行了大量的相關(guān)研究，綜述如下。

1 布魯氏菌致繁殖障礙的影響因素

布魯氏菌致動物繁殖障礙的影響因素現(xiàn)在還未見報道，廣為報道的是布魯氏菌感染的影響因素。在影響布魯氏菌感染的因素中，最明顯的是養(yǎng)殖方式。Holt H R等在布病流行地區(qū)開展的牛群血清流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，散養(yǎng)戶牛群的個體陽性率和群體陽性率高達11.0%和15.5%，是規(guī)模養(yǎng)殖場發(fā)病率的6倍以上[3]。自由放牧群的感染率也大于限制運動群[4]。另一個影響布病感染率的因素是群體規(guī)模。2014年Lindahl E等對443個畜群的904頭育種年齡奶牛的檢測發(fā)現(xiàn)，較大的畜群(OR=13.9;95%CI，1.6～119)和年齡(OR = 0.24;95%CI，0.06～1.0)與血清陽性正相關(guān)[5]。2011年Makita K等對烏干達首都坎帕拉牛布魯氏菌病患病率的研究也得到同樣的結(jié)果[4]。多種動物混養(yǎng)是布病流行的另一個因素，同一個農(nóng)場中存在多種反芻動物時，布魯氏菌病的感染機率增加[6]。

性活動是公畜布魯氏菌病發(fā)生的主要因素。1998年Robles C A等對某感染農(nóng)場的600只公羊B.ovis感染情況的研究發(fā)現(xiàn)，該疾病的患病率主要與動物的性活動有關(guān)，而與自身的年齡無關(guān)[7]。2002年Ridler A L等對雄鹿B.ovis感染的研究得到了同樣的結(jié)果[8]。2013年Mai H M等研究發(fā)現(xiàn)，公牛的借用或共用也與布魯氏菌病的發(fā)生相關(guān)[6]。已有的研究還發(fā)現(xiàn)，提供礦物補充劑可降低畜群中布魯氏菌發(fā)病率[6]。

雖然國內(nèi)外對布魯氏菌病感染因素的調(diào)查研究多有報道[9-10]，但該病繁殖障礙的影響因素的調(diào)查研究還未見報道。因此，開展系統(tǒng)、全面、準確的流行病學(xué)調(diào)查，分析其導(dǎo)致反芻動物繁殖障礙的流行規(guī)律和風(fēng)險因素，是闡述流行現(xiàn)狀與規(guī)律，把握關(guān)鍵風(fēng)險因素的重要措施，也是制定針對性強的高效率防控措施的關(guān)鍵。

2 布魯氏菌致繁殖障礙的流行病學(xué)調(diào)查

布魯氏菌能夠感染的家畜和野生動物種類多達數(shù)十種，牛、羊等反芻動物是布魯氏菌最容易感染的宿主動物，存在很高的感染率。已有的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，埃塞俄比亞北部西提格雷地區(qū)雌性牛的總體患病率為6.1%[11]，烏干達首都坎帕拉牛布魯氏菌病的個體動物患病率為5.0%[4]，印度尼西亞東部群島中39.0%的奶牛因該病發(fā)生流產(chǎn)或犢牛死亡，且犢牛損失率高達19.3%[12]。

用Sprague-Dawley(SD)大鼠為模型評估流產(chǎn)布魯氏菌生物1型感染影響繁殖性能的研究表明，感染大鼠發(fā)生41.67%的不孕癥，死產(chǎn)率為12.30%，產(chǎn)仔平均數(shù)為(8.71±2.01)只，遠低于對照大鼠的(12.87±1.42)只(P<0.001)。感染大鼠存活后代的平均重量為(6.10±0.36) g，顯著低于對照大鼠存活后代的平均重量(7.15±0.40) g(P<0.001)[13]。

3 布魯氏菌感染生殖系統(tǒng)引起的組織病變

布魯氏菌引起繁殖障礙的原因主要是侵害生殖系統(tǒng)引起的。母畜最重要的受損組織是胎盤，常引起壞死性胎盤炎[14-15]。顯微鏡下表現(xiàn)為滋養(yǎng)層上皮細胞明顯減少，淺表絨毛尿囊基質(zhì)含有豐富的壞死和礦化碎片，以及許多突出的腫脹毛細血管[16]。乳腺是母畜布魯氏菌感染的另一重要器官，常引起間質(zhì)性乳腺炎[14]，還可由感染動物的奶水中排菌[15]。布魯氏菌還可感染子宮內(nèi)絨毛尿囊膜，且在妊娠晚期絨毛尿囊膜中的復(fù)制顯著高于早期[17]。對卵巢和卵子的感染情況未見報道。

公畜感染布魯氏菌后可引起輕度至重度的非化膿性附睪炎、精囊炎、前列腺炎和壺腹炎，附睪粗大，伴有腺樣管中性粒細胞滲出，還會出現(xiàn)精索肉芽腫和上皮內(nèi)增生，甚至發(fā)生上皮囊腫[18]。組織化學(xué)研究顯示，感染的附睪、精囊和壺腹組織中凝集素結(jié)合反應(yīng)性發(fā)生改變[19]，可引起精子凝集，甚至引起精子自身抗體的產(chǎn)生[20]。但是，布魯氏菌是否在精子中生存復(fù)制，影響精子的活力和性能等深入機制的研究仍未見報道。

4 布魯氏菌致繁殖障礙的機制研究

布魯氏菌感染引起組織器官病變的發(fā)病機制一直是布病研究的熱點，因為這是理解該病傳播進而進行控制的關(guān)鍵。

赤蘚糖醇是大多數(shù)布魯氏菌的優(yōu)先碳源，在反芻動物和豬的生殖器官中很豐富，因此出現(xiàn)布魯氏菌的特征性生殖器官嗜性[21]。然而最近的研究發(fā)現(xiàn)，流產(chǎn)布魯氏菌感染的細胞和組織還含有醛糖還原酶，其可從戊糖前體產(chǎn)生赤蘚糖醇[22]。

研究發(fā)現(xiàn)，布魯氏菌除了在上皮細胞、巨噬細胞和樹突細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)的液泡中復(fù)制外，還可以在動物的滋養(yǎng)細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中復(fù)制，阻礙滋養(yǎng)細胞的增殖并誘導(dǎo)由于ER應(yīng)激引起的細胞凋亡[23]，破壞胎盤屏障。

在絨毛外滋養(yǎng)細胞中，流產(chǎn)布魯氏菌在單膜酸性溶酶體膜相關(guān)蛋白1陽性包涵體內(nèi)復(fù)制，而B.melitensis在ER起源的小室內(nèi)復(fù)制[24]。滋養(yǎng)細胞感染后4 h促炎基因的表達被抑制，12 h出現(xiàn)CXC趨化因子CXCL6(GCP-2)和CXCL8(白細胞介素8)的顯著上調(diào)，這種變化與試驗感染奶牛胎盤的趨化因子表達譜相似，表明布魯氏菌調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細胞的先天免疫反應(yīng)，在感染的早期階段抑制促炎介質(zhì)的表達，隨后是促炎趨化因子的延遲和少量表達[25]。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，促炎基因的抑制與virB操縱子和抗炎因子btpB的調(diào)節(jié)相關(guān)[26]。流產(chǎn)布魯氏菌感染的滋養(yǎng)細胞還出現(xiàn)MHC-I轉(zhuǎn)錄的增加[27]，白細胞介素-8(IL-8)、單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)和IL-6的量也顯著增加，表明其可能通過對病原體的直接反應(yīng)或通過與單核細胞/巨噬細胞或中性粒細胞的相互作用在流產(chǎn)布魯氏菌感染期間提供局部炎癥環(huán)境，導(dǎo)致布魯氏菌病的妊娠并發(fā)癥[28]。滋養(yǎng)細胞被感染后，黃體酮分泌受到抑制，催乳素和雌激素分泌增加，引起編碼關(guān)鍵類固醇生成酶基因的表達也發(fā)生變化[23]。這些因子的變化可能是由布魯氏菌的毒力基因?qū)е碌?，引物研究發(fā)現(xiàn)，布魯氏菌的磷酸葡萄糖苷酶(PGM)對人滋養(yǎng)層細胞具有細胞毒性，可導(dǎo)致細胞形態(tài)和細胞因子的變化[29]。

布魯氏菌對公畜組織器官的致病機制也有報道，粗糙毒力的綿羊布魯氏菌(R-B.ovis)菌株感染后，在30 dpi的急性期內(nèi)宿主免疫反應(yīng)最為顯著，附睪(IL-6、IL-1β和IL-1α)、睪丸(INF-γ和IL-12)、尿道球腺(IL-6和TNF-α)和壺腹(INF-γ、IL-10、IL-1β和IL-1α)等生殖組織中出現(xiàn)細胞因子上調(diào)；在感染發(fā)展期間，細胞因子的基因表達水平降低，出現(xiàn)免疫抑制，有利于R-B.ovis持續(xù)感染的免疫逃避。在120 dpi和240 dpi的慢性期，附睪(IL-1β和IL-1α)、睪丸(INF-γ和IL-12)和壺腹(INF-γ、IL-10、IL-1β和IL-1α)等部位的細胞因子下調(diào)；在尿道球腺(IL-6和TNF-α)和附睪(IL-6)中促炎細胞因子IL-6上調(diào)[30]。盡管從細胞因子表達水平上發(fā)現(xiàn)了差異，但公畜組織器官的病理改變、基因表達調(diào)控等方面仍缺乏系統(tǒng)深入的研究。

綜上所述，盡管對布魯氏菌致繁殖障礙的原因及機制進行了大量的研究，但也存在著研究的盲區(qū)，如這些研究大多是對滋養(yǎng)層細胞的研究，對其他生殖細胞的致病機制研究很少；對母畜生殖系統(tǒng)損傷的研究較多，對公畜生殖系統(tǒng)損傷的研究較少；多是對單獨生殖系統(tǒng)損傷的研究，很少結(jié)合其他組織器官綜合進行研究，也沒有比較感染引起的發(fā)熱反應(yīng)等因素對繁殖障礙的影響。這些方面都需要在以后進行研究探討，以便更深入地了解布魯氏菌引起繁殖障礙的機制，為防治提供線索和途徑。