王海霞,趙其平,朱順海,黃 兵,董 輝,王青杰,余水蘭,于 鈺,2,梁珊珊,2,韓紅玉
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海200241;2.上海師范大學(xué),上海200241)
雞球蟲病(coccidiosis)是由一種或多種艾美耳屬球蟲(Eimeria spp.)寄生于雞腸道不同部位所引起的一種腸道細(xì)胞內(nèi)寄生性原蟲病[1]。在各種雞病中,球蟲病的發(fā)病率最高,約占1/6~1/5,其發(fā)病率高達(dá)50%~60%,病死率達(dá)40%~80%,雞球蟲病至今仍然是一個(gè)全球性的對(duì)養(yǎng)雞業(yè)危害嚴(yán)重的疾病,給養(yǎng)雞業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道,全球每年因球蟲病造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)30億美元,我國年養(yǎng)肉雞約30~60億羽,每年用于抗球蟲病的費(fèi)用高達(dá)6~18億[2]。目前有不同的策略來控制家禽養(yǎng)殖場中的球蟲病,例如改善衛(wèi)生和管理、使用抗球蟲藥或應(yīng)用各種類型的抗球蟲疫苗[3]。目前,在飼料和飲水中添加預(yù)防性藥物仍是控制全球球蟲病最廣泛使用的方法。抗球蟲藥通常分為聚醚離子載體類和化學(xué)合成類藥物。聚醚離子載體類藥物包括鹽霉素(saliniomycin)、馬杜拉霉素(madubamycin ammonium)、莫能菌素(monensin)等,該類藥物以離子的形式作用于雞腸道的細(xì)胞膜上,穿過細(xì)胞膜后,將藥物滲透到有球蟲的地方,破壞球蟲細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的平衡,使球蟲細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入大量的陽離子或者水分子,最終因過度腫脹而亡?;瘜W(xué)合成類藥物包括地克珠利(diclazuril)、磺胺氯吡嗪(sulfaclozine)、尼卡巴嗪(nicarbazin)、氯苯胍(robenidine)等,不同的抗球蟲藥物作用方式不同,包括阻礙能量代謝(喹諾酮、尼卡巴嗪等),影響輔助因子的合成(磺胺類、氨丙啉等)和DNA的合成(氟嘌呤類)等,如磺胺類藥物通過與對(duì)氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶(dihydrofolate synthetase)妨礙二氫葉酸的形成從而抑制球蟲的正常發(fā)育,對(duì)所有球蟲的第2代裂殖子最為有效。不同的抗球蟲藥物對(duì)艾美耳球蟲的作用方式和靶向發(fā)育階段不同[4]。
任何一種抗球蟲藥的長期使用,都不可避免地會(huì)引起球蟲產(chǎn)生耐藥性。自1954年,美國首次分離出了對(duì)磺胺類有耐藥性的蟲株。迄今為止,人們幾乎分離獲得了所有抗球蟲藥物的耐藥株。
鹽霉素屬于聚醚離子載體類抗生素,對(duì)尚未進(jìn)入腸細(xì)胞內(nèi)的球蟲子孢子具有高度殺滅作用,作用于無性生殖階段,對(duì)裂殖體具有很強(qiáng)的抑制作用[5]。鹽霉素對(duì)預(yù)防由柔嫩艾美耳球蟲(Eimeria tenella)、毒害艾美耳球蟲(E. necatrix)、巨型艾美耳球蟲(E. maxima)和堆型艾美耳球蟲(E. acervulina)引起的球蟲病有效。同時(shí),鹽霉素可提高飼料的轉(zhuǎn)化效率和增重率。其作用機(jī)理是促使鈉離子和水過多地進(jìn)入球蟲細(xì)胞使其破裂。各國學(xué)者陸續(xù)報(bào)道了由于鹽霉素的廣泛使用而引起的田間球蟲對(duì)鹽霉素的耐藥性。黃兵等[6-8]發(fā)現(xiàn)田間分離株對(duì)鹽霉素具有一定程度的耐藥。由于養(yǎng)雞場廣泛使用抗球蟲藥,且長期使用一種藥物,因此現(xiàn)場分離的鹽霉素耐藥株大都對(duì)其他藥物也出現(xiàn)耐藥,調(diào)查中同時(shí)發(fā)現(xiàn),上海分離的野生株在對(duì)鹽霉素耐藥的同時(shí),對(duì)莫能菌素也耐藥,但鹽霉素的耐藥機(jī)理仍不是很清楚。為進(jìn)一步研究球蟲對(duì)鹽霉素產(chǎn)生耐藥性的機(jī)理,本研究在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了柔嫩艾美耳球蟲(E. tenella)鹽霉素耐藥株的誘導(dǎo)試驗(yàn)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 實(shí)驗(yàn)用艾拔益加(AA)肉雞,購自上海奉賢區(qū)某種雞場,出殼日運(yùn)至上海獸醫(yī)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房,在網(wǎng)上隔離飼養(yǎng),飼料、籠具均經(jīng)消毒。14日齡感染前連續(xù)2 d檢查糞便有無卵囊。確認(rèn)無球蟲感染后,方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.2 柔嫩艾美耳球蟲蟲株 上海獸醫(yī)研究所球蟲實(shí)驗(yàn)室保存3個(gè)月內(nèi)的柔嫩艾美耳球蟲敏感株(資源號(hào):CAAS21111601)。
1.3 試驗(yàn)藥物 0.5%地克珠利,浙江匯能生物股份有限公司生產(chǎn),使用有效劑量1 mg/kg,生產(chǎn)批號(hào):416420608;6%癸氧喹酯,浙江匯能生物股份有限公司生產(chǎn),使用有效劑量27 mg/kg,生產(chǎn)批號(hào):416112905;鹽酸氯苯胍,浙江匯能生物股份有限公司生產(chǎn),使用有效劑量60 mg/kg,生產(chǎn)批號(hào):316111605;甲基鹽霉素,上海禮來動(dòng)物保健有限公司生產(chǎn),使用有效劑量80 mg/kg,生產(chǎn)批號(hào):C625940;12%鹽霉素,山東勝利生物工程有限公司生產(chǎn),使用有效劑量:60 mg/kg,生產(chǎn)批號(hào):SSP121801030。
1.4 鹽霉素耐藥株的實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)
1.4.1 誘導(dǎo)方法 采用藥物濃度逐漸遞增的方法對(duì)柔嫩艾美耳球蟲藥物敏感株進(jìn)行人工誘導(dǎo),每次藥物誘導(dǎo)組所收集的卵囊供下一次感染。根據(jù)相對(duì)卵囊產(chǎn)量和耐藥性程度,逐漸提高藥物濃度,直至誘導(dǎo)出鹽霉素耐藥性蟲株。當(dāng)藥物濃度提高后,若盲腸病變不夠嚴(yán)重,收集不到足以傳代的卵囊,則重復(fù)原藥物濃度傳代。
1.4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 取14日齡無球蟲雛雞,淘汰偏重與偏輕的雞,每組7只雞,隨機(jī)分成3組:飼料中添加鹽霉素1組、感染不用藥和不感染不用藥各1組。15日齡時(shí),除不感染不用藥組外,其余2組均經(jīng)口感染柔嫩艾美耳球蟲敏感株孢子化卵囊8×104個(gè)/只,接種后第8 d,剖殺所有試驗(yàn)雞,收集盲腸,用研缽在重鉻酸鉀中研磨盲腸,至腸壁中大部分未孢子化卵囊釋放出來,收集后在28℃培養(yǎng)孢子化卵囊供下一次傳代用。誘導(dǎo)成功后為更加準(zhǔn)確判斷所獲得的耐藥株是否為完全耐藥株,進(jìn)行動(dòng)物藥敏試驗(yàn)檢測誘導(dǎo)蟲株的耐藥程度。
1.5 誘導(dǎo)后蟲株的耐藥性檢測
1.5.1 試驗(yàn)分組 試驗(yàn)共分14組,分別是地克珠利組、癸氧喹酯組、鹽酸氯苯胍組、甲基鹽霉素組、鹽霉素組、感染不用藥組、不感染不用藥組(健康組),每組6只,各組均重復(fù)一次。
1.5.2 試驗(yàn)步驟 于12日齡開始試驗(yàn),逐只稱重,隨機(jī)分組,并調(diào)整各組體重基本相同,用藥組開始喂含推薦濃度藥物的飼料至試驗(yàn)結(jié)束。13日齡,除不感染不用藥組外,每只雞經(jīng)嗉囊接種8×104個(gè)經(jīng)人工誘導(dǎo)的對(duì)60 mg/kg鹽霉素耐藥的柔嫩艾美耳球蟲孢子化卵囊。感染后第5 d,檢查血便,參照文獻(xiàn)[9]的方法記分,并記錄雞只死亡情況。感染后第6~8 d,收集糞便,用麥?zhǔn)嫌?jì)數(shù)板計(jì)算每克糞便卵囊數(shù)(oocysts per gramme,OPG),觀察雞只情況和糞便變化情況。感染第8 d,全部試驗(yàn)雞單只稱重,計(jì)算各組增重率;剖殺,取盲腸,參照文獻(xiàn)[10]介紹的5分制記分進(jìn)行盲腸病變記分并計(jì)算病變值,病變值以各組雞平均病變記分乘以10[11]。凡在試驗(yàn)中因球蟲死亡的雞,其腸道病變記分均為4分。
1.5.3 耐藥性判定方法及標(biāo)準(zhǔn)
1.5.3.1 抗球蟲指數(shù) (Anticoccidia indexes,ACI)=(相對(duì)增重率+存活率)-(病變值+卵囊值);相對(duì)增重率=(感染用藥組平均增重率/不感染不用藥組平均增重率)×100%;存活率=(組內(nèi)存活數(shù)/組內(nèi)總雞數(shù))×100%;病變值=各試驗(yàn)組的平均病變記分×10;ACI≥160,耐藥檢測結(jié)果為陰性(-);ACI<160,耐藥檢測結(jié)果為陽性(+)。
1.5.3.2 病變記分減少率 (reduction of lesion scores,RLS)=[(感染不用藥組平均病變記分-感染用藥組平均病變記分)/感染不用藥組平均病變記分]×100%。RLS≤50%,耐藥檢測結(jié)果為陽性(+);RLS>50%,耐藥檢測結(jié)果為陰性(-)。
1.5.3.3 相對(duì)卵囊產(chǎn)量 (relative oocysts production,ROP)=(感染用藥組平均卵囊數(shù)/感染不用藥組平均卵囊數(shù))×100%。ROP<15%,耐藥檢測結(jié)果為陰性(-);ROP≥15%,耐藥檢測結(jié)果為陽性(+)。
1.5.3.4 最適抗球蟲活性百分率(percent of optimum anticoccidial activity,POAA)=[(感染用藥組GSR-感染不用藥組GSR)/(不感染不用藥組GSR-感染不用藥組GSR)]×100%;GSR=籠末重/籠初重。
POAA≤50%,耐藥檢測結(jié)果為陽性(+);POAA>50%,耐藥檢測結(jié)果為陰性(-)。
參照黃兵等[6]介紹的方法,以抗球蟲指數(shù)(ACI)、病變記分減少率(RLS)、相對(duì)卵囊產(chǎn)量(ROP)、最適抗球蟲活性百分率(POAA)4項(xiàng)指標(biāo)綜合判定蟲株對(duì)藥物的耐藥程度。4項(xiàng)指標(biāo)中,全部為陰性判定為不耐藥;1項(xiàng)為陽性判定為輕度耐藥;2項(xiàng)為陽性判定為中度耐藥;3~4項(xiàng)為陽性判定為完全耐藥。
2.1 耐藥株的誘導(dǎo) 以15 mg/kg為起始誘導(dǎo)濃度,逐漸增加藥物濃度,每次傳代是用上一代所收集的卵囊供下一代接種繼續(xù)誘導(dǎo),經(jīng)過10次傳代,獲得的蟲株接種雛雞,在飼喂60 mg/kg鹽霉素后第8 d發(fā)現(xiàn),雞腸道病變嚴(yán)重,和感染對(duì)照組相比病變程度一致,初步認(rèn)為獲得了對(duì)60 mg/kg鹽霉素耐藥的耐藥株。具體傳代過程:2次傳代(15 mg/kg)→3次傳代(30 mg/kg)→2次傳代(45 mg/kg)→3次傳代(60 mg/kg)。
2.2 誘導(dǎo)蟲株的耐藥性檢測
2.2.1 ACI檢測 鹽霉素、甲基鹽霉素組的ACI分別為156.92、134.88,表現(xiàn)為耐藥;其他藥物的ACI值分別為191.5、195.99、186.19,表現(xiàn)為無耐藥性。具體結(jié)果見表1。
表1 各組雞的ACITable 1 ACI of each group of chickens
2.2.2 RLS檢測 地克珠利、癸氧喹酯、氯苯胍組試驗(yàn)雞的病變值較小,病理變化較輕;鹽霉素和甲基鹽霉素組試驗(yàn)雞的病變值相對(duì)較高,病理變化比較嚴(yán)重。以上各組RLS值都小于50%,呈陰性,表現(xiàn)為無耐藥性。具體結(jié)果見表2。
表2 各組雞的RLSTable 2 RLS of each group of chickens
2.2.3 ROP檢測 地克珠利、氯苯胍及癸氧喹酯組的ROP分別為14.43%、7.90%、14.74%,呈陰性,表現(xiàn)為無耐藥性;鹽霉素,甲基鹽霉素組的ROP分別為28.17%、84.4%,呈陽性,表現(xiàn)為耐藥。具體結(jié)果見表3。
表3 各組雞的ROPTable 3 ROP of each group of chickens
2.2.4 POAA檢測 地克珠利、癸氧喹酯、氯苯胍組的GSR值較高,其POAA分別為95.69%、98.85%、100.75%,呈陰性,表現(xiàn)為無耐藥性;鹽霉素和甲基鹽霉素組的GSR較高,其POAA分別為32.38%、30.05%,呈陽性,表現(xiàn)為耐藥。具體結(jié)果見表4。
表4 各組雞的POAATable 4 POAA of each group of chickens
2.2.5 各組雞的耐藥性綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)4項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果綜合判定,試驗(yàn)蟲株對(duì)地克珠利、氯苯胍和癸氧喹酯無耐藥性;對(duì)鹽霉素和甲基鹽霉素的POAA、ACI、ROP均為陽性,表現(xiàn)為完全耐藥。結(jié)果見表5。
鹽霉素是日本科研化學(xué)株式會(huì)社中央研究所于1968年從白色鏈霉菌ATCC21838菌株的培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)和提取的動(dòng)物專用抗生素,是一元羧酸聚醚類抗生素。聚醚類抗生素具有形成脂溶性絡(luò)合物的能力,這種絡(luò)合物為各種離子穿透脂類障礙(生物體膜)提供了運(yùn)載工具,根據(jù)這種承載陽離子的特性,稱這類化合物為離子載體類抗生素。鹽霉素尤其同K+、Na+、Rb+親合性特別高,用鼠肝線粒體進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果顯示,由于線粒體內(nèi)部的K+、Na+、Rb+有選擇地流出膜外,線粒體出現(xiàn)收縮現(xiàn)象[12]。目前,鹽霉素已在規(guī)?;B(yǎng)雞場廣泛使用,球蟲對(duì)其產(chǎn)生耐藥性已成必然趨勢。
自20世紀(jì)50年代以來,通過實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)球蟲對(duì)某種藥物產(chǎn)生耐藥性成為研究球蟲耐藥性產(chǎn)生機(jī)理的方法之一[13]。國內(nèi)也在實(shí)驗(yàn)室分別誘導(dǎo)了柔嫩艾美耳球蟲抗鹽霉素晚熟系[14]、地克珠利和馬杜拉霉素[15]等的耐藥株。韓紅玉等[15]通過藥物濃度遞增的方法,分別經(jīng)過18和20次傳代,成功地誘導(dǎo)了柔嫩艾美耳球蟲對(duì)地克珠利和馬杜拉霉素具有完全抵抗力的耐藥蟲株。潘虹等[16]經(jīng)過9次傳代,成功地誘導(dǎo)了柔嫩艾美耳球蟲對(duì)癸氧喹酯(decoquinate)具有完全抵抗力的耐藥蟲株。覃宗華等[17]用同樣的方法,分別經(jīng)過10次和12次傳代,在實(shí)驗(yàn)室條件下誘導(dǎo)獲得了對(duì)鹽酸氨丙啉(amprolium hydrochloride)和鹽酸氟乙基硫胺素(fluoroethylthiamine hydrochloride)產(chǎn)生耐藥性的柔嫩艾美耳球蟲蟲株。本實(shí)驗(yàn)也通過使用藥物濃度遞增的方法,經(jīng)過10次傳代,成功誘導(dǎo)出了柔嫩艾美耳球蟲對(duì)鹽霉素具有完全抵抗力的耐藥蟲株。
對(duì)于球蟲耐藥性的判定,不同的研究者所采用的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)都不盡相同??追爆幍萚18]以RLS、ROP和POAA 3個(gè)指標(biāo)對(duì)國內(nèi)15個(gè)雞場的球蟲株進(jìn)行了抗藥性檢測。黃兵等[6]對(duì)上海地區(qū)雞球蟲抗藥性檢測時(shí),除采用上述3個(gè)指標(biāo)外,還運(yùn)用了ACI進(jìn)行綜合判定。韓紅玉等[14]除了采用上述4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合判定外,還選擇GI(global resistance index),進(jìn)行對(duì)比,而GI指標(biāo)的準(zhǔn)確性、精確性尚有待于實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)。陳兆國等[19]對(duì)四項(xiàng)球蟲抗藥性判定指標(biāo)進(jìn)行了準(zhǔn)確性評(píng)價(jià),認(rèn)為在當(dāng)前條件下,用ACI、RLS、ROP、POAA四項(xiàng)指標(biāo)來綜合評(píng)定球蟲抗藥性的方法是有效的、可靠的。因此本實(shí)驗(yàn)采用ACI、POAA、RLS、ROP四項(xiàng)指標(biāo)對(duì)鹽霉素耐藥蟲株進(jìn)行綜合判定,雖然RLS呈陰性,但RLS的錯(cuò)判率和漏判率較高,相對(duì)準(zhǔn)確性稍差。因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以認(rèn)為我們成功獲得了對(duì)60 mg/kg鹽霉素完全耐藥的柔嫩艾美耳球蟲蟲株。
有報(bào)道球蟲對(duì)與同類抗球蟲藥物或作用機(jī)理相同的藥物容易產(chǎn)生一定程度的交叉耐藥性[20]。甲基鹽霉素與鹽霉素的差別在于多了一個(gè)甲基,其抗球蟲特性與鹽霉素相似。本研究結(jié)果顯示,誘導(dǎo)的柔嫩艾美耳球蟲鹽霉素耐藥株對(duì)甲基鹽霉素也完全耐藥,因此,我們推測球蟲對(duì)鹽霉素和甲基鹽霉素存在交叉耐藥性。