史学志宋志光翁善钢
(1内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗畜牧兽医局,内蒙古赤峰 024500;2上海市外高桥出入境检验检疫局,上海 200137)
浅谈引起猪呼吸系统疾病的多种因素
史学志1宋志光1翁善钢2
(1内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗畜牧兽医局,内蒙古赤峰 024500;2上海市外高桥出入境检验检疫局,上海 200137)
当前,猪场的猪呼吸系统疾病往往由多种因素共同作用而引起。本文介绍了引发猪呼吸道疾病综合征的传染性因素和非传染性因素,并对传染性因素间的相互作用进行了介绍。其中,传染性因素包括病毒、细菌和寄生虫三个方面,非传染性因素主要包括环境、生产管理以及猪只自身的因素,如遗传、年龄及免疫状态等。
猪呼吸道疾病;传染性因素;非传染性因素;相互作用
猪呼吸系统疾病是当前养猪业所面临的重要问题之一。猪患有呼吸系统疾病之后往往生产力下降,通过全面诊断会发现,猪群的呼吸系统疾病常由多种病原体共同感染而引起,即感染的病原体包括一种或多种细菌或病毒。这类由多种病原体共同感染而引起的呼吸系统疾病被称为猪呼吸道疾病综合征(Porcine respiratory disease complex,PRDC)。
引发猪呼吸系统疾病的病原体可进一步分为原发性病原体和继发性病原体。原发性病原体一般指能够通过自身的毒力引起呼吸道的严重病变。继发性病原体或机会性感染的病原体通常需要与其他共同感染的病原体或辅助性因子的协助,在呼吸系统诱导病变。此外,根据病原体对某一地区或某一猪群发病情况的影响,也可以分为主要和次要相关性病原体。不同地区、不同猪场以及不同猪群所涉及到的呼吸系统疾病病原体不尽相同。因此,给猪呼吸道疾病综合征一个完整的定义比较困难。
PRDC常见的临床症状包括采食量下降,发烧,咳嗽,呼吸困难,最终导致饲料转化率降低,生长速度下降。与PRDC相关的疾病发病率在30%~70%之间,死亡率在4%~6%之间,如果猪场受到的影响较严重,其死亡率还会再高一些。临床上所观察到的大体病变跟所涉及的病原体有关,因此可能没有明显的、一致的大体病变。与此相似的是,显微病变也跟所涉及的病原体有关,但是支气管肺炎比较常见,也有不少报道称会出现间质性肺炎。
PRDC的严重性同各种传染性因素(病毒和细菌性病原体)的相互作用有关。此外,环境、生产管理以及猪只自身的因素(如遗传、年龄及免疫状态)等也同PRDC的严重性有关。
1.1 病毒
1.1.1 猪繁殖与呼吸综合征病毒
猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)主要在扁桃体、上呼吸道以及肺脏的巨噬细胞和树突状细胞中复制。病毒感染12小时之后就可以引起病毒血症,且持续几个星期甚至几个月。PRRSV诱导细胞裂解,导致细胞凋亡,使感染病毒的肺泡和血管内的巨噬细胞发生功能变化,损害黏膜纤毛,改变T细胞亚群的数量,最终导致由机会性致病菌引起的肺炎和败血症的易感性增加。
美国爱荷华州立大学兽医诊断实验室(ISU-VDL)有一项持续了8年的研究。他们在研究报告中称,PRRSV仍是美国首要的猪呼吸道疾病病原体。不过,由PRRSV引起的猪肺炎的总体数量趋势在这8年里是缓慢下降的,这可能跟美国不少地区的猪场开展了关于PRRS防控以及净化项目有关。此外,PRRS疫苗的广泛使用也是一个重要原因。
1.1.2 猪流感病毒
猪流感病毒 (Swine influenza virus,SIV)在猪呼吸道上皮细胞中黏附并复制。病毒感染后会扩散到支气管和细支气管,导致纤毛损伤,中性粒细胞和巨噬细胞渗出,呼吸道上皮细胞坏死和化生。有报道称,人工感染SIV的18~24小时之后,某些细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、α型干扰素(IFN-α)、白细胞介素-1(IL-1)的水平升高,升高的程度跟中性粒细胞浸润以及临床症状的严重程度有关。SIV对呼吸道引起的损伤能够降低机体清除感染的能力。SIV是ISU-VDL的报告中检出率排在第二的病毒性病原体。不过,由SIV引起的呼吸系统疾病病例数相对稳定。
1.1.3 伪狂犬病毒
伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)主要在肺泡的巨噬细胞和单核细胞内复制,能够引起坏死性鼻炎和气管炎。伪狂犬病毒在损害呼吸道黏膜之后能够导致机体清除感染的能力降低,有助于其他病原体的黏附。巨噬细胞感染PRV之后,其各种功能如吞噬及杀死细菌、抗体依赖性和非依赖性的细胞毒性作用、产生TNF-α的作用等明显降低。此外,对单核细胞和巨噬细胞的直接杀伤作用还跟免疫抑制有关。
1.1.4 猪圆环病毒2型
猪圆环病毒 2型 (Porcine circovirus type 2)现已被普遍认为是引起PRDC的一个重要病原体。PCV2感染常伴随轻度的间质性肺炎,引起支气管周围的纤维组织增生。肺巨噬细胞的细胞质、细支气管上皮细胞和内皮细胞能够检出PCV2抗原,这显示出PCV2同PRDC发生的严重程度和持续时间有关。2006~2007年间,与PCV2相关的呼吸系统疾病在美国猪群中十分严重。不过,从2008年开始使用有效的PCV2疫苗之后,PCV2导致的肺炎发病率大为降低,这也从另一个侧面表明PCV2感染在PRDC发生过程中起着重要作用。
1.1.5 猪呼吸道冠状病毒
猪呼吸道冠状病毒(Porcine respiratory coronavirus,PRCV) 主要在下呼吸道上皮细胞中复制。PRCV能够破坏肺泡巨噬细胞的功能,导致巨噬细胞清除病原菌的能力降低.
1.1.6 猪巨细胞病毒
猪巨细胞病毒 (Porcine cytomegalovirus,PCMV)对猪上呼吸道的上皮细胞和黏膜、纤毛造成破坏,使得猪只对细菌性病原更为易感。
1.1.7 副粘病毒
某些副粘病毒如猪腮腺炎病毒(porcine rubulavirus) 和尼帕病毒(Nipha virus)在一些地方发生的猪呼吸系统疾病中起着重要作用,这些疾病一度造成了严重的经济损失。有报道称,美国有些患有间质性肺炎的猪只感染了一种不同于腮腺炎病毒和尼帕病毒的副粘病毒,这可能是与PRDC相关的另一种病原体。不过,这类感染发生的情况极为罕见,因此其预防与控制也相对困难,给发病猪场造成的损失很大。
1.1.8 猪细环病毒
猪细环病毒 (Torque teno sus virus,TTSuV)是近些年逐渐被认为同猪呼吸系统疾病相关的一种病毒。相关试验证明,悉生猪感染TTSuV-1后能够引起轻度的间质性肺炎,这说明TTSuV在PRDC的发生中起着一定的作用。TTSuV感染在猪群中的流行率较高,但各国学者对TTSuV的研究十分有限。因此,TTSuV在PRDC发生过程中的重要性尚待进一步研究。
1.2 细菌
1.2.1 胸膜肺炎放线杆菌
猪传染性胸膜肺炎放线杆菌( Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)主要存在于扁桃体、坏死的肺组织和鼻腔。不同血清型和同一血清型的不同菌株的毒力存在差异。同毒力有关的因素主要包括三种外毒素,分别是ApxI、ApxⅡ和ApxⅢ,外毒素在诱导坏死以及出血方面起着重要作用。APP的荚膜能够抑制吞噬作用。来自ISU-VDL的报道称,与其他细菌性病原相比,APP相关的呼吸系统疾病发病率较低。
1.2.2 猪肺炎支原体
猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae,MHYO)通过黏附蛋白黏附到纤毛和上皮细胞表面,损伤纤毛,引起纤毛数量减少,上皮细胞死亡。一般认为,纤毛数量减少同与MHYO相关的PRDC引起的细菌继发感染有关,感染MHYO之后能够引起免疫抑制。尽管大部分猪场都会接种MHYO疫苗,但MHYO仍是养猪生产者所需要重点关注的病原。最近的研究显示,猪鼻支原体(Mycoplasma hyorhinis,MHYOR)可能在PRDC的形成中也起着重要作用,但尚待进一步研究。
1.2.3 支气管炎博德特菌
支气管炎博德特菌 (Bordetella bronchiseptica,BORD)能够引起呼吸道上皮变薄,纤毛数量减少。BORD的皮肤坏死毒素(dermonecrotic toxin)能够造成鼻甲萎缩,引起肺脏坏死、出血,中性粒细胞聚集以及纤维化。BORD感染还可能导致机体清除病菌的机能延迟。体外试验显示,BORD对肺泡巨噬细胞具有细胞毒性。仔猪感染BORD最为常见,不过总体流行率不高。
1.2.4 多杀性巴氏杆菌
多杀性巴氏杆菌 (Pasteurella multocida,PMULT)通常被认为是一种机会性致病菌,很容易被机体从肺脏清除。不过PMULT具有多糖荚膜,具有抗吞噬作用。PMULT的外膜蛋白是一种重要的毒力因子,同猪进行性萎缩性鼻炎(Progressive atrophic rhinitis)的发生有关,对外膜蛋白的检测常用于确定分离菌株的致病性。PMULT是PRDC病例中最常见的病原体之一。
1.2.5 其他细菌
副猪嗜血杆菌 (Haemophilus parasuis,HPS)、猪链球菌(Streptococcus suis,SSUIS)、猪放线杆菌(Actinobacillus suis,ASUIS)、化脓隐秘杆菌(Arcanobacterium pyogenes,APYO)、猪霍乱沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌等也有可能直接或者间接引起肺脏损伤,直接损伤比较少见,间接损伤常由引发败血症造成。健康猪的鼻腔分泌物和气管拭子中都能分离到HPS。由HPS引起的败血症型疾病通常被称为猪格拉泽氏病 (Glasser′s disease)。猪链球菌侵入扁桃体,经淋巴管到达淋巴结。受感染的单核细胞可以分布于整个机体,包括大脑。SSUIS的荚膜具有抑制吞噬作用。与APP相似,健康猪的扁桃体和鼻腔内携带有猪放线杆菌,一般通过上呼吸道感染。化脓隐秘杆菌是上呼吸道中的另一种常见病原体,同化脓性炎症和脓肿的形成有关。此外,猪霍乱沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌也和猪呼吸系统疾病有关。
1.3 寄生虫
患有寄生虫疾病对猪应对呼吸道病原体也有负面影响,特别是户外散养的猪。成年的肺线虫长度在14~55 mm之间,能够寄居于猪的终末细支气管中,引起支气管炎、支气管肺炎、肺泡性肺气肿。猪蛔虫的幼虫在肺脏移行时也能够引起严重的呼吸系统疾病和病变。还有报道称,猪蛔虫的存在对MHYO疫苗的作用具有负面作用。
各种传染性因素的相互作用对PRDC的发生具有重要意义。不同猪只发生PRDC时,所感染的病原体也不尽相同。例如,猪肺炎支原体和PRRSV均可以逃避宿主的免疫防御机制。就PRRSV而言,逃避机制的产生不仅同巨噬细胞的损害有关,同病毒的反复易变性也有关系。而就支原体而言,由于其在呼吸道上皮增殖,一般的抗体或者细胞的防御功能很难对其产生特定的作用。因此,在混合感染的情况下,两种病原微生物互相协助。当猪肺炎支原体感染猪体后,可以刺激淋巴细胞以及巨噬细胞的分化,接着支气管以及血管周围逐渐形成单核细胞的浸润,这些细胞成为了PRRSV合适的宿主。如果猪先感染了PRRSV,病毒可以损害巨噬细胞,同时引发免疫抑制作用后,可以继发包括支原体、细菌等在内的多种其他病原体感染。如果猪肺炎支原体和SIV共同感染,两者均可以损害纤毛上皮,为其他细菌等病原体的入侵敞开了“大门”。PCV2感染往往同PRRSV感染同时出现,两者共感染也具有协同致病作用。PCV2同PRRSV相似,也可以在组织细胞以及巨噬细胞中复制。人工感染试验表明,猪肺炎支原体与PCV2共感染的情况下,肺炎支原体感染可以促进PCV2在支气管周围淋巴组织的复制增殖,肺炎的严重程度也比单独一种病原感染要严重得多。
不同病原混合感染后,也会有相互拮抗的现象。曾有报道称SIV和PRV共感染后会有拮抗现象。
总的来说,主要致病机制可以归纳为:致病性较强的病原体如肺炎支原体、PCV2或PRRSV等,直接影响呼吸系统的免疫功能后,诱发宿主更易感染其他一些致病性相对较弱的微生物。
各种非传染性因素也是呼吸系统疾病产生的重要原因,这些因素通过增加病原体的传播与扩散,给病原体创造合适的生存环境,导致动物应激增加,也可能直接损害呼吸道。影响疾病过程的非传染性因素主要分为三大类,包括环境、管理(饲养系统、畜群规模和营养)以及猪自身因素(年龄、遗传、繁殖和免疫状态)。
一般情况下,严重的环境应激因素如温度的剧烈变化、湿度的升高、空气中污染物的增加、过量的氨等可导致猪只患PRDC的几率增大。饲料质量也十分重要,饲料中灰尘过多会干预猪呼吸道的防御功能;饲料中的霉菌或霉菌毒素可以直接损害肺部,影响免疫力;饲料中某些营养元素的缺乏也会影响到免疫系统正常功能的发挥。PRDC常见于生长育肥猪(12~24周龄),猪只在这一阶段往往伴随有被动获得的抗体水平下降。某些品系的猪对PRDC具有较高的易感性。此外,猪场的猪只如果来源不同,没有对引进的新猪做好严格的检验检疫工作,或者不同猪只的免疫状态不一等因素都使得疾病传播的可能性增强。
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1673-4645(2013)12-0047-03
2013-09-25