郭晓改,杨 娜
(沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁 沈阳 110866)
牛隐孢子虫病研究现状
郭晓改,杨 娜⋆
(沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁 沈阳 110866)
牛隐孢子虫病是一种原生性寄生虫病,引起该病的病原主要寄生在牛的胃肠道,使患病牛出现严重腹泻。近些年,越来越多的科研工作者致力于牛隐孢子虫病的研究。本文总结国内外对牛感染隐孢子虫种类的各项研究,并从病原、流行病学和展望三方面进行综述,为进一步了解牛隐孢子虫病提供参考。
牛隐孢子虫病;病原;流行病学
隐孢子虫病(cryptosporidiosis)是由隐孢子虫(cryptosporidium)引起的一种疾病。隐孢子虫是一种肠道寄生的原生动物,对于脊椎动物来说,隐孢子虫是无处不在的。可感染的宿主非常广泛,包括人在内的240多种动物均可感染,被感染的种类有哺乳动物、两栖动物、爬行类、鱼、鸟和昆虫。家畜、野生和饲养的动物中均有自然感染,并且反刍动物最为易感。被感染的动物出现严重的水样腹泻[1]。1907年捷克著名寄生虫学家Tyzzer[2]首先在实验小白鼠的胃肠中发现隐孢子虫,并命名为鼠隐孢子虫(C.muris)。1971年美国研究者Panciera等[3]首次报道了牛隐孢子虫病。隐孢子虫呈全球性分布,无论是在发达国家还是发展中国家,人类和其他动物的健康均遭受严重的威胁[4-5]。由该病原引起的隐孢子虫病对于免疫功能完全的病患,属于自限性感染但是对于免疫功能不全或年轻的个体则是致命性的[6]近年来,国内外养牛行业该病发生的频率逐年上升。感染该病的牛有的可出现严重腹泻、体重下降、生长延迟,有时可导致犊牛死亡;有的则无明显临床症状,表现为隐性感染,但仍排出卵囊,形成潜在的传染源,给养牛业带来严重的经济损失应引起高度重视[7-8]。根据国内外研究报道显示,多种类型的隐孢子虫均可感染牛,且其表现的临床症状不完全相同。慢性感染的奶牛在短时间体重下降、产乳量下降约13%,给乳牛业亦造成了较大的经济损失[9]。为了使引起牛发病的隐孢子虫种谱更完整,目前,研究者们主要针对不同地区牛的感染情况进行流行病学调查,对于可引起牛发病的几个虫种,不仅要确定其基因型,鉴定出虫种亚型亦是研究人员所关注的焦点。本文主要从引起牛发病的主要病原、流行病学及展望几个方面进行总结。
到目前为止,根据国内外相关的报道,感染牛的隐孢子虫有八个有效种和两个基因型,八个种分别为安氏隐孢子虫(C.andersoni)、牛隐孢子虫(C. bovis)、猫隐孢子虫(C.fel is)、人隐孢子虫(C. hominis)、微小隐孢子虫(C.parvum)、芮氏隐孢子虫(C.ryanae)、猪隐孢子虫(C.suis)和犬隐孢子虫(C.canis);两种基因型分别为隐孢子虫猪基因Ⅱ型(Cryptosporidium pig genotypeⅡ)和C.suis样基因型(C.suis-like genotype)[10-12]。一种隐孢子虫可以感染多种动物,同样一种动物也会受到多种类型的隐孢子虫感染。相关报道[13-17]显示,最易引起牛感染隐孢子虫病的有四个种,分别是:C.parvum、C.andersoni、C.bovis和C.ryanae。下面对这四种牛易感的有效虫种分别进行描述。
2.1 C.parvum C.parvum是著名寄生虫学家Tyzzer[13]在1912年从小鼠肠道内分离出来的,并命名为C.parvum。曾有学者想将该种改名为鼠疫隐孢子虫,由于很多原因,没有易名成功[18]。该种主要寄生在牛的肠道上皮细胞内。其卵囊个体较小,平均尺寸为5.2μm× 4.3μm,卵囊指数平均为1.06[15],接近圆形。C.parvum宿主范围最广,其卵囊感染力最强。并且该卵囊体外生存能力强,有报道显示其卵囊在体外,不仅可以抵抗消毒剂,而且可以抵抗辐射的损害。报道显示在经过剂量为10 kGy的γ-射线后,C.parvum卵囊仍可以感染小鼠,并且脱囊率高达89%[19]。
C.parvum有两种基因型,一种为“人”基因型;另一种为人畜共患的“牛”基因型。两种基因型相比差别不大,但牛基因型感染力较强,该基因型便是现在的C.parvum,人基因型感染人后排出卵囊时间较长,因此该基因型就是现在的有效种C. hominis即人隐孢子虫。C.parvum可以感染不满2周龄的幼牛[20],主要感染未断奶的犊牛[21]。不同类别牛的感染情况不同,有报道显示它能够感染我国西北地区的牦牛[22]。近些年,相关学者致力于研究C.parvum亚型。GP60基因位点是分析C.parvum亚型应用最为广泛的基因位点,常见的亚型有IIa IIb、IIc、IId。研究发现在不同地理区域,牛感染不同的隐孢子虫亚型。例如,国外相关报道显示应用gp60基因位点鉴别C.parvum的亚型,发现IIa是国外乳牛的C.parvum常见亚型,除了 II亚型外,在欧洲的一些牛场检出 IId和 IIl亚型其中,IId见于葡萄牙、西班牙、匈牙利、德国、比利时、塞尔维亚等地区的奶牛场(Misic and Ab 2007)[23],而 IIl则见于立陶宛、斯洛文尼亚等地区的一些犊牛体内(Soba and Logar 2008)[24]。
2.2 C.andersoni C.andersoni是四种常见的易感染牛发病的虫种中最大的一种。卵囊长度平均范围为6.00~8.10μm,宽度为5.00~6.50μm,卵囊指数为1.35。C.andersoni主要感染成年牛。但也有感染未断奶仔牛的报道[25-26]。Wang等[17]报道安氏隐孢子虫可以感染各个年龄的牛。C.andersoni常见于无症状的成年牛,感染该虫种的牛多发生胃黏膜炎,并且伴随产奶量下降,体重减轻[27]。无论在国内还是国外,安氏隐孢子虫均较为常见,具有重要的公共卫生学意义。
2.3 C.bovis C.bovis种球虫卵囊平均大小为4.89μm×4.63μm,卵囊指数为1.06。显微镜下观察到该种卵囊接近圆形,易与C.ryanae相区别。该种是在2005年由学者Fayer等命名的。根据相关报道, C.bovis主要感染断奶后及一岁以上小牛[15]这点与C.ryanae相似。有研究报道,卵囊不感染初生的BALB/c小鼠,对1周龄及2~3月龄羔羊无感染性,但却能引起2周龄羔羊染病。染病牛没有明显的腹泻症状。该种曾在美国马里兰州肉牛农场中被发现并报道。针对其能否感染人,是否具有公共卫生学意义,目前没有相关的报道。
2.4 C.ryanae C.ryanae种球虫卵囊较小,在显微镜下可以与C.parvum、C.andersoni等常见虫种进行区分。它的卵囊平均大小为3.73μm×3.16μm卵囊指数为1.18。通过显微镜观察,由于体积小不能清楚地辨别子孢子的形态。该种是2008年Faye R等[14]命名的,2008年之前的相关报道均称该基因型为鹿样隐孢子虫基因型。尽管该基因型没有在鹿中分离到,但其SSU-rDNA基因序列与鹿隐孢子虫基因型相似,因此一直称为鹿样基因型隐孢子虫。C. ryanae主要感染断奶后及一岁以上牛。并且其卵囊对BALB/c小鼠和羔羊不具有感染性。在国内的相关报道中,感染该种类型的隐孢子虫比较少见。
隐孢子虫病呈世界性分布。迄今已有74个国家,至少300个地区有报道。有很多学者认为,隐孢子虫的发病率与当地的空肠弯曲菌、沙门氏菌、志贺氏菌、致病性大肠杆菌和蓝氏贾第鞭毛虫相近,在寄生虫性腹泻中占首位。同性恋并发艾滋病患者近半数感染隐孢子虫。在与病人、病牛接触的人群和在幼儿集中的单位,隐孢子虫腹泻暴发流行时有发生。并且各地感染率高低不一,一般农村高于城市,沿海高于内陆,发展中国家或地区感染率高于发达国家或地区。该病发生呈季节性,一般春夏易发。初步估计这与该病原的传播途径以及季节特征有关。隐孢子虫病可经粪-口途径传播,含有卵囊的粪便排出体外后,如果污染了水源或者饲料,便会引起该病的发生。隐孢子虫主要感染幼龄牛,由于年龄的增长,家畜的免疫功能逐渐增强,其感染率和感染强度将会降低。该病具有一定的潜伏期,一般为2~8 d不等。排出卵囊的持续时间为2~14 d。排出的卵囊即具有感染性。
牛隐孢子虫病没有地区的限制,不同地区可能会感染同种病原,不同的病原也会感染同一地区的牛。Qin S Y等[28]首次报道我国西北部地区特有的白色牦牛感染隐孢子虫,感染种类有C.andersoni和C.bovis。并且研究指出,由于采集的粪便样本数量较少,致使C.parvum、C.ryanae等未被检出。国内其他关于牦牛的报道[29]显示,断奶后牦牛感染率为43.9%,一岁牦牛的感染率为31.7%,均高于成年牦牛的17.4%。Harshanie Abeywardena等[30]报道在斯里兰卡某牛场中C.ryanae阳性感染率为21.4%,C. bovis的检出率为16.2%。Wang等[17]报道国内部分奶牛场成年牛和断奶前幼牛隐孢子虫的流行情况,研究显示总的阳性感染率为7.9%,其中C.andersoni占80.8%,C.bovis占19.2%。并且流行情况与年龄有关。水牛、肉牛也有不同程度的感染。在新西兰调查中发现,6周龄的犊牛出现混合感染情况,运用多位点PCR测序发现采集的一份粪便样本中同时检出
C.parvum、 C.bovis和C.andersoni,两份中同时检出C.parvum和C.bovis,还有两份同时检出C.par vum和类C.parvum的变异型[31]。研究表示,这可能是地方流行,在其他国家和地区还没有类似的报道。人畜共患种C.parvum出现变异型,提示该种可能会打破仅感染年幼的牛的情况,成年牛也可能发生感染。牛的隐孢子虫病将越来越难防控。
引起牛发生隐孢子虫病的这四种主要种类中有报道显示C.andersoni和C.parvum可以感染人类[32-36]。牛源C.parvum可引起人类发病,并且已有相关报道[33]。因此C.parvum对于人类具有重大的公共卫生学意义。近些年,由于检测技术不断进步牛隐孢子虫病检出率越来越高。传统上用显微镜检测,该方法不仅费时费力,而且漏检率较高。目前,酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫荧光试验(IFA)等方法对隐孢子虫卵囊的最低检测阈值为3× 10个/mL,可作为大量过筛时的首选方法,在牛隐孢子虫病诊断及流行病学调查中被广泛采用。
目前研究隐孢子虫的分类,尤其是鉴别不同种中新的亚型是热点之一。因此不断涌现出鉴定亚型的新方法和技术,随着研究的不断深入,对各种类型的隐孢子虫的宿主范围、宿主年龄特点、地区流行特点的相关报道越来越多。目前普遍认为C.par vum和人隐孢子虫能够感染人,并且对于这两种有报道能感染人的虫种的亚型鉴定同样是研究热点。随着技术的完善,研究方法的不断更新,牛源C.an dersoni亚型鉴定也有报道,主要采用MLST分型方法。对于这种病原的全部类别的了解还有待进一步研究。
隐孢子虫病至今尚无特效治疗药,主要以预防为主,所以清楚地了解每种隐孢子虫的流行病学特征及寻找有效的检测隐孢子虫的方法才能有效的预防隐孢子虫病爆发。一般对免疫功能正常的动物应采用对症和支持疗法,纠正水、电解质紊乱就能取得良好的效果。而对于对免疫功能低下的个体恢复其免疫功能、及时停用免疫抑制剂药物,并且给予一些增强免疫力的药物,比如中药制剂等是主要的防治措施,直接治疗大多无效。目前国外有用螺旋霉素、巴龙霉素治疗者。用人工高免疫牛初乳(HBC)、牛乳球蛋白、牛转移因子治疗也获得较好疗效。国内用大蒜素治疗隐孢子虫病亦有一定效果。无论国内还是国外,关于隐孢子虫病的流行病学、诊断方面的研究仍在继续,以期寻找到更加有效的防控方法。
[1]张宁,赵博伟,胡晓悦,等.牛隐孢子虫病研究进展[J].上海畜牧兽医通讯,2012(5)∶14-16.
[2]Tyzzer E E.A sporozoon found in the peptic glands of the common mouse[J].Proc Soc Exp Biol Med,1907,5∶12-13.
[3]Panciera R J,Thomassen RW,Garner F M.Cryptosporidial infection in a cal f[J]. Veterinary Pathology Onl ine,1971,8(5-6)∶479-484.
[4]Snel l ing WJ,Xiao L,Or tega-Pier res G,et al. Cryptosporidiosis in developing count ries[J]. J Infect Dev Ct ries,2007,1(3)∶242-256.
[5]Abeywardena H,Jex A R,Koehler A V,et al. First molecular characterization of Cryptosporidium and Giardia f rom bovines(Bos taurus and Bubalus bubal is)in Sri Lanka∶unexpected absence of C.parvum f rom pre-weaned calves [J].Parasit Vectors,2014,7∶75.
[6]Chalmers,R.M.,Davies,A.P.2010.Minireview∶cl inical cryptosporidiosis[Z]. Exp. Parasitol,124,138-146.
[7]Anderson, B.C. Cryptosporidiosis in bovine and human heal th[J]. Dairy Sci, 1998, 81∶3036-3041.
[8]Singh,B.B.,Sharma,R.,Kumar,H.,et al. Prevalence of Cryptosporidium parvum infection in Punjab (India) and its association with diarrhea in neonatal dairy calves[J]. Vet.Parasitol,2006,140,162-165.
[9]Anderson B C.Cryptosporidiosis in bovine and human heal th[J]. Journal of dairy science, 1998,81(11)∶3036-3041.
[10]RC Andrew Thompson,Fayer R,Xiao L.Cryptosporidium and cryptosporidiosis[M].Boca Raton,Fl∶CRC Press.2nd edition.2008∶451-483.
[11]Wang R,Wang H,Sun Y,et al.Characteristics of Cryptosporidium t ransmission in pre weaned dairy cat t le in Henan,China[J].Jour nal of cl inical microbiology,2011, 49(3) 1077-1082.
[12]Abeywardena H,Jex A R,Koehler A V,et al First molecular characterization of Crypto sporidium and Giardia f rom bovines(Bos tau rus and Bubalus bubalis)in Sri Lanka∶unex pected absence of C.parvum f rom pre-weane calves[J].Parasit Vectors,2014,7∶75.
[13]Tyzzer E E. Cryptosporidium parvum (sp nov.),a coccidium found in the smal l intes tine of the common mouse[J].Arch.Protisten kd,1912,26∶394-412.
[14]Fayer R,Santín M,Trout J M.Cryptosporidi um ryanae n.sp.(Apicomplexa∶Cryptosporidi idae)in catt le(Bos taurus)[J].Veterinar parasitology,2008,156(3)∶191-198.
[15]Fayer R,Santín M,Xiao L.Cryptosporidiu bovis n.sp.(Apicomplexa∶Cryptosporidiidae in cat t le(Bos taurus)[J].Journal of parasi tology,2005,91(3)∶624-629.
[16]Lindsay D S,Upton S J,Owens D S,et al Cryptosporidium andersoni n. sp.(Apicom plexa∶Cryptosporiidae)f rom cat t le,Bos tau rus[J].Journal of Eukaryotic Microbiology 2000,47(1)∶91-95.
[17]Wang R,Ma G,Zhao J,et al.Cryptosporidiu andersoni is the predominant species in post weaned and adul t dairy cat t le in China[J] Parasitology international,2011,60(1)∶1-4. [18]Fayer,R.Taxonomy and species del imitatio in Cryptosporidium[J].Exp.Parasitol,2010 124∶90-97.
[19]Lee S U,Joung M,Nam T,et al.Cryptosporid ium parvum∶radiation-induced al teration o the oocyst proteome[J].Experimental parasi tology,2011,127(1)∶25-30.
[20]Keidel J, Daugschies A. Integration o halofuginone lactate t reatment and disinfec tion with p-chloro-m-cresol to cont rol natu ral cryptosporidiosis in calves[J].Veteri nary parasitology,2013,196(3)∶321-326.
[21]Santín M. Cl inical and subcl inical infections with Cryptosporidium in animals[J]. New Zealand veterinary journal,2013,61(1)∶1-10.
[22]Ma J,Cai J,Ma J,et al.Occur rence and molecular characterization of Cryptosporidium spp. in yaks (Bos grunniens) in China[J]. Veterinary parasitology,2014,202(3)∶ 113-118.
[23]Misic Z,Abe N.Subtype analysis of Cryptosporidium parvum isolates f rom calves on farms around Belgrade, Serbia and Montenegro,using the 60 kDa glycoprotein gene sequences[J].Parasitology,2007,134(03)∶351-358.
[24]Soba B,Logar J.Genetic classi f ication of Cryptosporidium isolates f rom humans and calves in Slovenia[J]. Parasitology, 2008, 135(11)∶1263-1270.
[25]KváčM,HromadováN,KvětoňováD,et al.Molecular characterization of Cryptosporidium spp.in pre-weaned dairy calves in the Czech Republ ic∶absence of C.ryanae and management-associated dist ribution of C.andersoni,C.bovis and C.parvum subtypes[J].Veterinary parasitology,2011,177(3)∶378-382.
[26]Muhid A,Rober tson I,Ng J,et al.Prevalence of and management factors cont ributing to Cryptosporidium sp. infection in preweaned and post-weaned calves in Johor,Malaysia[J]. Experimental parasitology, 2011, 127(2)∶534-538.
[27]Esteban E, Anderson B C. Cryptosporidium muris∶prevalence,persistency,and detrimental ef fect on milk production in a drylot dairy[J].Journal of dairy science,1995,78 (5)∶1068-1072.
[28]Qin S Y,Zhang X X,Zhao G H,et al.First report of Cryptosporidium spp.in white yaks in China[J]. Parasites & vectors, 2014, 7 (1)∶230.
[29]Ma J,Cai J,Ma J,et al.Occur rence and molecular characterization of Cryptosporidium spp. in yaks (Bos grunniens) in China[J]. Veterinary parasitology, 2014,202(3)∶113-118.
[30]Abeywardena H,Jex A R,Koehler A V,et al. First molecular characterization of Cryptosporidium and Giardia f rom bovines(Bos taurus and Bubalus bubalis)in Sri Lanka∶unexpected absence of C.parvum f rom pre-weaned calves[J].Parasit Vectors,2014,7∶75.
[31]Shrestha R D,Grinberg A,Dukkipati V S R, et al.Infections with mul tiple Cryptosporidium species and new genetic variants in young dairy calves on a farm located within a drinking water catchment area in New Zealand[J].Veterinary parasitology,2014,202 (3)∶287-291.
[32]Leoni F,Amar C,Nichols G,et al.Genetic analysis of Cryptosporidium f rom 2414 humans with diarrhoea in England between 1985 and 2000[J]. Journal of Medical Microbiology, 2006,55(6)∶703-707.
[33]Morse T D,Nichols R A B,Grimason A M,et al. Incidence of cryptosporidiosis species in paediat ric patients in Malawi[J].Epidemiology and infection, 2007, 135(08)∶ 1307-1315.
[34]O’Brien E,Mc Innes L,Ryan U.Cryptosporidium GP60 genotypes f rom humans and domesticated animals in Aust ral ia,Nor th America and Europe[J]. Experimental parasitology, 2008, 118(1)∶118-121.
[35]Wiel inga P R,de Vries A,van der Goot T H, et al.Molecular epidemiology of Cryptosporidium in humans and cat t le in The Netherlands[J].International journal for parasitology,2008,38(7)∶809-817.
[36]Zint l A,Proctor A F,Read C,et al.The prevalence of Cryptosporidium species and subtypes in human faecal samples in Ireland [J]. Epidemiology and Infection,2009, 137 (02)∶270-277.
Present situation research of cryptosporidiosis in bovine
Guo Xiaogai,Yang Na*
(Col lege of Animal Science and Veterinary Shenyang Agricul tural University,Liaoning Shenyang 110866)
cryptosporidiosis in cat t le is one of the original parasitic diseases,the pathogen mainly parasites in the gast rointestinal t ract of cat t le,which cause the infectors diar rhea badly.Recent ly,more and more researchers work on catt le cryptosporidiosis.This ar ticle summarys the research about cryptosporidiosis of catt le both China and abroad,and were discussed f rom the pathogen,epidemiology and out look,in order to provide references for fur ther understanding about bovine cryptosporidiosis.
Bovine cryptosporidiosis;Pathogen;Epidemiology
S858.23
1672-9692(2015)06-0037-05
2015-04-18
郭晓改(1990-),女,汉族,在读硕士研究生。
杨娜(1981-),女,讲师,主要研究方向为弓形虫病的防治。