周晓翠,孙翔翔,张喜悦
(中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛 266032)
土拉杆菌病在我国又被称为野兔热,被世界动物卫生组织(OIE)列为须通报的多种动物共患疫病[1],属于我国二类动物疫病[2]。土拉杆菌病病原为土拉杆菌,在我国人间传染的病原微生物名录中,被列入第二类细菌,其活菌操作和动物试验均需在生物安全三级实验室进行,样品检测需在生物安全二级实验室进行,运输包装需遵守UN2814标准。近年来世界各地均有土拉杆菌病的报道。本文主要从土拉杆菌病的病原学、流行病学、临床症状、病理变化、诊断、治疗以及国内外流行状况等进行综述。
1911年Mccoy和Chapin首次在美国土拉地区的黄鼠体内发现土拉杆菌,1919—1920年Francis从病人的血液和淋巴腺中分离出土拉杆菌,1921年Francis将此菌引起的疾病命名为土拉杆菌病[3]。
根据培养特性、流行病学特征和毒力,可将土拉杆菌分为土拉杆菌土拉热亚种(A型)和土拉杆菌全北区亚种(B型)两个型: A型与北美地区的兔类发病有关,主要通过蜱、蝇的叮咬或直接接触感染动物传播,对人和家兔具有极强的致病性,大部分分离株能发酵甘油;B型主要发生于水生啮齿动物(海狸、麝鼠)、北美的野鼠及欧亚大陆的兔类和啮齿类动物,主要通过直接接触或节肢动物(主要是虱子和蚊子)传播,也可通过呼吸或食入污染的水或食物传播,对人和家兔的致病性较小,且不发酵甘油[4]。
土拉杆菌是一种微小的细菌,大小约(0.7~1.0)μm×(0.2~0.5)μm,需要借助于显微镜才能观察到,为革兰氏阴性球杆菌,无运动力,不形成芽胞,严格需氧,最适生长温度为37 ℃;过氧化物酶试验阴性,过氧化氢酶试验弱阳性,生长需要半胱氨酸。土拉杆菌在低温条件下和在水中能长时间存活,在室温下的动物尸体中可存活40 d,在禽类(鸟、鸡等)脏器中可存活26~40 d,在病兽皮毛中能存活35~45 d。对紫外线、热与化学药物抵抗力弱,56 ℃ 30 min可死亡,在沸腾的开水中立即死亡;在直射太阳光下经30 min死亡,一般消毒药物都能很快将其杀死。因此,如发生该病,可以用高温消毒、紫外线照射和消毒剂进行杀菌。
本病的潜伏期一般为3~5 d,其中野兔为1~9 d,最长可达15 d。在自然条件下,该病常发生于兔(家兔和野兔)及其他啮齿类动物,尤其是田鼠、香鼠、松鼠和海狸鼠等小型啮齿动物。此外,也有多种哺乳动物、鸟类、两栖动物和无脊椎动物被感染的报道。土拉杆菌病在北半球多呈地方性流行,其中在欧洲和北美洲许多国家呈暴发流行,在亚洲和欧洲其他一些国家仅有零星散发,而在热带地区和南半球很少有本病的报道[5]。
因为致人感染的剂量特别低,加之染病动物从粪尿中排菌,所以人类感染土拉热弗朗西斯杆菌的风险很高,简单接触便能发生感染。因此,操作病原时,必须遵守相关的生物安全管理规定,做好防护措施,严格按照相关操作规程进行。
有综述认为,健康者与病人接触时也可感染该病,因此对病人应隔离治疗;也有综述认为,人不能作为传染源传播本病。笔者查阅文献,尚未见到人与人之间传播导致发病的报道。人的土拉杆菌病多是由于接触感染动物或宿主引起的。患病的野兔、野鼠等野生动物是该菌的主要携带者。已发现有83种节肢动物能传播该病,主要有蜱、螨、蚊、虱类等。从事屠宰、皮毛加工和鹿鼠饲养的人员以及猎人、实验室人员和林业工人等接触病菌机会较多,为感染本病的高危人群。该病一般多发于春末、夏初季节,但也有秋末冬初发病的报道,这与各地野生啮齿类动物和吸血昆虫的繁殖时间有关。洪灾或其他自然灾害可导致该病大流行[6]。
美国统计1 824例病人的感染途径发现,由于加工兔皮、食用兔肉而被感染的占84.7%。因传播途径不同,该菌的流行季节和类型各异:虫媒传播多于7—9月散发,经水传播常为暴发,见于夏秋季,经食物传播多散发于秋冬季,经空气传播多见于冬春,接触性传播全年可见,而且呈散在发生。
土拉杆菌具有高致病性,可以用于生物战剂,因此必须做好相应的技术储备和预防工作。如美军已将黄热病、Q热、炭疽、土拉杆菌、布鲁氏菌、肉毒毒素、葡萄球菌肠毒素等列为标准化生物战剂。
易感动物的临床症状首先主要表现为极度沉郁,而后出现致死性败血症,病程约2~10 d,诊断时动物往往已经死亡。多数动物感染后无临诊症状,但可产生土拉热特异性抗体[7]。
3.1.1 野生动物 表现精神沉郁、昏迷、垂头,鼻、前爪瘙痒,有时擦地,不愿活动,行动蹒跚,有时呈反复僵硬性抽搐。野兔患病时常表现为惊恐,移动缓慢,容易被人捕获。在自然条件下,当人们发现野生动物患病时,动物常处于濒死状态或已死亡。
3.1.2 兔 急性病例不表现明显症状而呈败血症死亡,非急性病例表现体温升高,死前食欲废绝、运动失调。多数病例病程较长,呈高度消瘦和衰竭。
3.1.3 山羊和绵羊 表现发热、呼吸加快、垂头站立或卧地、后肢麻痹,颈部、背、肩胛前及腋下淋巴结肿大,有时出现化脓灶;妊娠母羊表现流产、难产或产死胎,羔羊还表现腹泻、黏膜苍白、麻痹、兴奋或昏睡,不久死亡。
3.1.4 牛 症状一般不明显,妊娠母牛常发生流产,犊牛表现全身虚弱、腹泻、体温升高等症状,多为慢性病例。
3.1.5 马属动物 无明显症状,有的体温升高,母畜可发生流产。
3.1.6 猪 多发生于小猪,表现体温升高、咳嗽、腹泻,病程7~10 d,很少死亡。
潜伏期常为3~5 d,也可1~21 d。根据细菌的毒力、数量和进入体内的途径以及人体的免疫力等不同,本病的临床症状变化较大。人土拉杆菌病可仅表现为血清学阳性,不呈现症状,也可导致脓毒症,甚至是死亡。无临床症状的病例占所有病例的4%~19%。症状常表现为突然发病、高烧、寒颤、疲乏无力、周身疼痛、头痛及恶心;有时干咳、喉痛,发热时间可持续几天或几周。B型土拉杆菌病的症状较轻,一般不致死,而A型土拉杆菌病可导致横纹肌溶解以及败血症、休克等。
急性死亡动物通常身体状况良好,剖检可见肝、骨髓和脾发生不规则分布的灰白色坏死灶的特征性败血症病变,脾脏通常肿大,坏死灶大小不一,在有些病例中肉眼很难被发现。肺脏通常充血、水肿,可见器质性变化和纤维素性肺炎或胸膜炎。腹腔中可出现纤维蛋白。一处或多处淋巴结发生干酪样坏死,腹腔、胸腔和四肢的淋巴结最常受到侵害。易感性较低动物的肺脏、心包膜、肾脏、脾脏和肝脏中出现肉眼可见的类似于结核病的亚急性或慢性肉芽肿。巨噬细胞是肉芽肿中最主要的细胞组成类型,但偶尔也可发现淋巴细胞、中性粒细胞、多核巨细胞和成纤维细胞。在这些病变中心,多见单灶性或多灶性坏疽[8]。
可根据本病的流行病学、临床症状做出初步判断,但需进一步进行实验室确诊。
近几年,中国动物卫生与流行病学中心从位于德国耶拿的细菌感染与人畜共患病研究所(Institute for bacterial infections and zoonoses) 引进了土拉杆菌病实验室诊断技术。由于病原的分离鉴定需要较高的生物安全防护措施,且初代培养时间很长,该实验室主要的检测方法是采集动物的脾脏和肝脏进行多重PCR检测。
5.2.1 多重PCR方法 该方法即可以定性,也可以定型,即区分A型和B型。通常来说,感染动物的均为B型。在欧洲分离的菌株也多为B型,A型仅见于北美。该多重PCR主要应用TUL4-435、TUL4-863、FtC1和FtC4等 4条引物,经94 ℃ 5 min 的初变性,经 94 ℃ 30 s、60 ℃ 60 s、72 ℃ 30 s的35个循环,经72 ℃ 5 min延伸后,所有土拉杆菌均有428 bp扩增,所有A型土拉杆菌成员均有200 bp扩增,所有B型土拉杆菌成员均有170 bp扩增。
5.2.2 荧光定量PCR方法 德国土拉杆菌病参考实验室的荧光定量PCR虽然能够定性,但不能区分A型和B型,因此应用较少。其目标基因是Tul4基因,引物为Ft上游和Ft下游,探针为FtTM探针,经50 ℃ 2 min的去污染、95 ℃ 2 min的初变性,经95 ℃ 15 s、60 ℃ 30 s的55个循环,阳性样品可见有正弦曲线形成。
5.2.3 血清学试验 血清学常用于诊断人土拉杆菌病,对敏感动物的诊断价值不大,因为动物在产生抗体前常常已经死亡。血清学主要用于那些对土拉杆菌有较强或相对较强抵抗力的动物,如绵羊、牛、猪、驼鹿、狗、狐狸、野猪、鸟类,或用于欧洲中部欧洲野兔的流行病学调查。目前应用最普遍的血清学方法是凝集试验。常用的有玻片凝集试验、试管凝集试验和微量凝集试验。
预防该病的方法主要是扑杀鼠、野兔,消灭动物身上的蜱、跳蚤等吸血性寄生虫。自然环境中,野兔和野鼠的土拉杆菌病不易被根除,但清除鼠类栖息场所、保护食鼠动物是防止该病流行的最有效和安全的措施。对于人工饲养的野生动物,为控制本病的发生,应注意根除野生啮齿动物和外寄生虫,加强饮食管理,做好卫生防疫工作。链霉素是治疗土拉杆菌病的最有效抗生素,既有抑菌作用也有杀菌作用,其治疗效果已在小白鼠、猴的土拉杆菌的试验感染中得到验证。
土拉杆菌病在北美、中亚、北欧、巴尔干地区以及东欧的俄罗斯、东亚的日本等地均有病例报道,北美和北欧是土拉菌病的主要流行地区。美国1939年的一次大暴发,波及2 291人,20世纪50年代后病例逐渐减少,2010年仅为100例。前苏联1940年暴发的疫情波及10万多人(有人推测这可能是由于生物武器泄露所致)。受科索沃战争影响,巴尔干地区在1999—2000年暴发了疫情,之后疫情延续,1999—2010年的病例数达到了1 221例。2001—2010年,科索沃、瑞典、芬兰、斯洛伐克、捷克、挪威、塞尔维亚黑山、匈牙利、保加利亚和克罗地亚的发病率分别为每10万人中5.20、2.80、1.19、1.00、0.81、0.42、0.40、0.36、0.21和0.15例,而英国、冰岛以及非洲、南美洲和南极洲未见报道,澳大利亚仅有2例报道[9-10]。
7.2.1 动物间 1957年,内蒙古鼠防站在通辽地区,首次从自毙的达乌利黄鼠中分离出本菌。目前,我国动物发病的报道主要集中在水貂和海狸鼠等经济动物,死亡率多在20%以上。如1995年,我国报道了陕西省1起水貂土拉杆菌病疫情,全群共245只,先后发病223只,发病率为91%,死亡185只,病死率为75.5%。2006年,于俊开等[11]报道辽宁省庄河市的水貂发生土拉杆菌病疫情,饲养种貂650只,死亡130只,死亡率为20%。2010年,李建新等[12]报道甘肃武威市发生水貂土拉杆菌病疫情,156只水貂中,死亡78只,死亡率达50%。从上述报道的发病病例来判断,我国土拉杆菌病主要呈点状散发流行。
7.2.2 人间 1959年,黑龙江省杜尔伯特县某村,农民从黄鼠洞内掏黄豆,擦伤手指引发疫情,最终全村发病14例,发病率为5.8%。1986年,山东省胶南县某野兔肉加工厂暴发土拉杆菌病疫情,10 d内发病31 人。之后尚未见我国人间病例报道,相关报道主要集中在土拉杆菌病的血清流行病学调查方面。
7.2.3 血清流行病学调查 我国学者在西藏、甘肃等地开展了相关工作。如1962年原西藏军区军事医学研究所对藏区进行该病调查,共检测居民5 034人,发现阳性375人,阳性率为7.45%;同时对昌都地区进藏部队6年以上人员共67人进行血清学调查,发现感染率为25.30%[13]。1993年,王大虎等[14]在甘肃省迭部林区进行的土拉杆菌病血清流行病学调查,检测人血清689份,检出阳性93份,阳性率为13.50%;牛血清56份,阳性8份,阳性率为14.29%;山羊血清270份,阳性40份,阳性率为14.81%。经统计分析,证实男性感染率(16.58%)显著高于女性(9.12%),不同民族的感染率无明显差异,40~49岁年龄组土拉菌病血清感染率最高,认为可能是由于在一线作业工人中男性占的比重较大且男性户外活动较女性多,从而接触媒介蟀的机会和受蝉叮咬的概率及受感染频率多的缘故。1998年,党荣理等[15]在西藏阿里地区进行土拉杆菌病血清流行病学调查,检测人血清349份,检出阳性4份,阳性率为1.15%;羊血清425份,阳性90份,阳性率为21.18%,认为当地的抗体阳性率远高于国内其他地区。
7.2.4 自然疫源地调查 目前的报道主要集中在西藏地区。如张桂林等[13]和党荣理等[15]对西藏阿里地区的疫源地进行了分析。他们认为该地区的自然疫源地分布在4个县境内,疫区空间结构呈岛状或带状排列,夏季牧场和冬季牧场为疫区中心地带;疫源地内蜱类有5属8种,其中银盾革蜱为优势种,是主要媒介,对土拉杆菌在啮齿类动物中的传播和越冬起着决定性作用。西藏地区吸血昆虫种类、数量较多,啮齿类动物及家畜种群丰富,数量多、密度大,满足了自然疫源性疾病长期存在和世代交替的条件。
根据上述内容。我国人间土拉杆菌病近年来的报道病例极少,动物土拉杆菌病仅有零星散发。这可能有2个原因:一是随着社会发展,人类与野生动物和吸血昆虫的接触日渐减少,从而导致病例逐渐减少;二是由于本病病原对链霉素敏感,很多病人在确诊前就得到了及时治疗并痊愈。今后建议对我国的啮齿类经济动物和水貂等进行病原学流行病学调查,并对那些对土拉杆菌有较强抵抗力的动物,如绵羊、牛、猪、驼鹿、狗、狐狸、野猪等进行血清学流行病调查,根据调查结果掌握土拉杆菌病在动物间的流行状况,及时提出土拉杆菌病向人间传播的预警。