肉鸡股骨头坏死研究进展

周振雷， 张 旻， 刘德义

(1.南京农业大学 动物医学院，江苏 南京 210095；2.安徽科技学院,安徽 凤阳 233100)

随着科技的发展，在过去的50年里，商品化家禽生产在饲料转换率和生长速度选育方面取得了显著进展[1]，出栏肉鸡的体重几乎翻了两番。然而过快的生长常常导致肉鸡骨骼病变和代谢性疾病的发生[2]，这些疾病不仅危害肉鸡的生长发育，影响动物福利，还给家禽养殖业的经济效益带来巨大的损失[3-4]。股骨头坏死(femoral head necrosis，FHN)是当前肉鸡养殖业中最常发的腿病之一，多发生于快速生长的肉鸡，4～6周龄时发病率最高，可达到20%[5-6]。罹患轻度FHN的肉鸡，其临床表现并不明显，多见不愿站立和行走，常保持蹲卧姿势，采食减少，体重减轻，生产性能下降。病情较重的肉鸡表现为严重跛行或无法站立，由于腿部疼痛导致难以接近食物和饮水的肉鸡可能导致死亡[7]。

FHN病变主要见于股骨近端外侧面、胫跗骨近端以及其他承受巨大压力的部位。临床检查通常未见骨骼异常，剖检可见部分股骨头关节软骨结构被破坏，软骨表面粗糙，颜色暗淡，出现局灶性损伤。更严重者可见股骨头关节软骨完全脱落，软骨下骨坏死，呈现典型的象牙质病变[8-9]。组织学检查可发现股骨头骨质稀疏，生长板和关节软骨细胞体积缩小，空骨陷窝数量明显增多，核暗变性，大量软骨细胞发生凋亡或坏死，软骨溶解、破坏。

FHN发病机理十分复杂，许多因素均可影响FHN的发生，如遗传因素(生长过快的肉鸡品系)、感染因素(致病微生物感染)、营养因素(脂代谢紊乱)等[10-12]。禽类FHN中常伴有细菌性软骨坏死性骨髓炎(bacterial chondronecrosis with osteomyelitis，BCO)的发生，多与金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、链球菌等致病菌感染有关，引起股骨头关节软骨破坏和骨髓炎[13]。由于FHN发生时会影响肉鸡行动状态，故步态评分可用于早期临床诊断，剖检及组织病理学检测可以帮助确诊FHN。

目前,肉鸡已被用作研究人类骨坏死病的实验模型[14]。研究发现，糖皮质激素类药物可通过影响肉鸡机体代谢进而诱发FHN，已用于建立肉鸡FHN模型，对其发病机理进行研究。

1 FHN与BCO

自上世纪80年代起，腿病成为影响肉鸡生产的严重的疾病之一。肉鸡腿病可由细菌感染诱发，进而导致FHN[15]。Nairn等[16]首次报道在澳大利亚商品肉鸡中，股骨骨髓炎是导致跛行的主要原因，其病原体为金黄色葡萄球菌。该病当时被命名为BCO，对肉鸡致跛率高达50%，致死率超过5%，后来在澳大利亚、美国、加拿大和欧洲的肉鸡腿病调查中均有报道[17-18]。Thorp等[19]调查发现，英国肉鸡腿病发生中，BCO占较高比重，从BCO肉鸡病变股骨近端分离出致病菌，主要为凝固酶阳性葡萄球菌(22.2%)、凝固酶阴性葡萄球菌(11.1%)和大肠杆菌或其混合物(13.3%)。研究表明，跛行的肉鸡通常可诊断出骨髓炎。在对澳大利亚和美国的禽类流行病调查中均发现细菌性骨髓炎伴滑膜炎在火鸡中自然发生，从患鸡体内可分离出金黄色葡萄球菌。在加拿大西部地区，链球菌是肉鸡关节炎/肌腱炎/骨髓炎中最常见的分离菌，并指出由大肠杆菌诱发的骨骼肌感染的发病率有所上升。通过FHN样本检测中发现，超过90%样本伴发骨髓炎，细菌学检查时分离出大肠杆菌，证明大肠杆菌在骨髓炎及FHN发病过程中起重要作用。

FHN是导致肉鸡跛行的最常见原因， FHN自然发病导致跛行的发生率在3%～15%不等，跛行导致的死亡率超过5%。最初，研究者们认为FHN的发病与致病菌感染有关，因此将FHN与BCO看作是同一种疾病的不同名称。随着对FHN病因学的研究逐渐深入，发现某些可导致肉鸡跛行的非感染因素，如股骨头缺血、血脂代谢异常、肉鸡生长速度过快等可能是直接诱导FHN发病的主要因素。FHN常常是多种因素相互影响共同作用的结果，其发病机制至今尚未形成定论，肉鸡股骨头坏死与干骺端、股骨头、股骨近端生长板及关节软骨的病变有关，因此,不能单纯将FHN与BCO混为一谈。

2 FHN病因学

2.1 感染性因素

引发肉鸡FHN的致病菌通常包括葡萄球菌、盲肠球菌和大肠杆菌。葡萄球菌可产生纤维连接蛋白结合蛋白和胶原粘附素，并通过蛋白与细胞外基质结合移行至骨骼系统。肉鸡遭受病毒感染时也常伴随股骨的继发性细菌感染和FHN的发生。鸡贫血病毒和传染性法氏囊病毒可引起肉鸡发生免疫抑制，与细菌疫苗同时接种时易导致BCO发生率升高。滑膜支原体可诱导肉鸡软骨细胞凋亡，增加其对FHN的易感性。

2.2 非感染性因素

FHN可根据其诱因分为非创伤性FHN和创伤性FHN。非创伤性因素包括遗传因素、血管阻塞、代谢紊乱引发的血脂异常等，创伤性因素包括由地板条件、捕捉、搬运和其他环境因素引起的骨骼损伤。另外，饲养方面因素，包括饲喂状况、饲养密度和环境条件等，在家禽腿病中的作用已经得到广泛的论述。

跛行常发生于体重较大的商品化肉鸡，品系不同的肉鸡其腿病的发生率也大相径庭。雄性肉鸡由于体重偏大而更易发生跛行。快速生长的肉鸡，其体重从孵化到6周龄阶段呈线性增长，因此FHN的发病率在4～6周龄之间呈上升趋势。缺乏运动和过度负重是集约化肉鸡养殖常见的、影响骨骼健康发育的主要原因，同时，体重的线性增加、股骨脆弱、步态不稳和损伤也可导致肉鸡腿病的发生。

养殖环境也是引起肉鸡FHN发生的重要因素之一[20]。在家禽养殖过程中，饲养密度过高、光照周期和光照强度不当、环境卫生过差、环境温度过高或过低、垫料质量较差、装卸及运输等管理操作的不当，均会导致肉鸡发生应激反应，对骨骼发育产生不利影响。研究表明，在饲养过程中限制饲喂量可降低家禽生长速度和腿病的发生率。

家禽生产中为改善骨骼系统的发育，常在饲料中添加某些促生长药物和抗生素[21]，但其药物残留与肉鸡FHN发生之间的联系仍有待探究。有报道称，恩诺沙星对胚胎肌腱、软骨和骨骼的发育有负面影响，可诱发家禽骨关节病，目前在家禽生产上已被禁用。抗生素还会影响禽类消化道微生物菌群的发育，从而影响体内矿物质成分的保留，间接诱导腿病的发生。

3 FHN发病机理

类固醇性高脂血症可导致股骨头内脂肪含量增加，使股骨头内压力上升，从而导致窦部塌陷。并且，脂肪细胞的大小与股骨头压力升高和血液供应减少有关。类固醇治疗可导致股骨头骨细胞内脂滴沉积、细胞核被压迫、细胞膜完整性丧失。肉鸡发生FHN的同时常伴随机体血脂代谢紊乱。在肉鸡和火鸡关节病变中，关节软骨的营养不良性增厚可能导致股骨头变性，此时破骨细胞过度增殖，骨吸收增加，骨强度减弱。机械性压力在非创伤性骨坏死的发生中也起着重要作用，由于股骨头的负重压力较大，过度的机械压力可造成股骨头外侧血管闭塞，股骨头缺血而导致软骨破裂。有研究表明，直接的骨细胞死亡是骨坏死发生的主要原因，骨细胞死亡可能发生于股骨头内其他组织学改变之前。炎性细胞浸润、成骨细胞增生、血管出血和血管化等都是坏死骨细胞的继发性改变。

一些内源性因素，如血管生成抑制因子、凝血酶反应素、γ-干扰素和转化生长因子-β，都可能增加缺血性坏死的发生率。糖皮质激素(glucocorticoid，GC)可导致雏鸡血管生成抑制和生长板发育受阻，进而导致组织萎缩和软骨细胞凋亡。在GC诱导的FHN中，血管内皮生长因子同工酶C(VEGF-C)和原钙黏蛋白-15的表达水平显著降低，这些蛋白水平的降低会影响表观组织的血管生成和黏附能力。碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)和runt相关的转录因子2(RUNX-2)的表达减少可能导致生长板细胞死亡，引起肉鸡FHN发生。

4 FHN的诊断

股骨头分离(femoral head separation，FHS)是一种骨骼疾病，它影响肉鸡股骨近端的正常发育并导致跛行，损害其行走能力及机体健康。FHS发生时常常伴随生长板与关节软骨之间的黏附能力减弱而分离，导致FHN，尤其多发于生长过快的肉鸡。发生FHN的病例，早期不易观察到临床症状，肉鸡在发病晚期时才出现行走异常等外部症状，而尸检是最直接的临床诊断方。X射线检测、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)等检查技术常用于人类骨骼疾病的诊断[22]，其中MRI是对该病最敏感的诊断方法，对缺血性坏死诊断的敏感性为90%～100%，特异性为100%，然而这些技术在禽类骨骼疾病的检测中较少用到[23-24]。跛行观察和步态评分是对肉鸡腿病诊断最简单最常用的方法，但无法确诊特异性腿病，还需结合解剖学检查，然而有研究报道，外界因素可能会对剖检造成干扰，容易导致误诊。

目前，血液代谢物、蛋白质和酶等生物标志物已被用于诊断健康问题、疾病进展和遗传选择。虽然蛋白质组学方法被广泛应用于人类股骨头疾病相关生物标志物的研究，但在检测感染FHN的肉鸡上应用较少。血清代谢物可作为FHN发生标志用于监测并筛选大规模养殖的鸡群。无论是自发的还是诱发的FHN肉鸡，其血脂代谢发生紊乱，体内血脂和脂蛋白均出现不同程度的变化。研究发现，FHN肉鸡体重增高、血浆胆固醇降低，两种差异表达的低分子量蛋白质Fbrinogen和Fetuin衍生肽表达量减少，抗菌肽-9、载脂蛋白A1、血红蛋白水平升高，α-1酸性糖蛋白、白蛋白和SPINK7蛋白水平降低。以上结果表明，体重、脂质及一些蛋白质可作为FHN的无创生物标志物。

5 FHN的防控

目前，人类FHN上有多种治疗方案，包括手术治疗和非手术治疗，然而在禽类FHN发生中未见相关治疗措施报道，因此对肉鸡FHN的防控尤为重要。控制FHN的措施包括降低肉鸡生长速率、调节光照时间、限制饲喂、控制养殖密度、规范养殖程序、减少肉鸡创伤和保持良好的环境卫生等。在饲料中添加益生菌可以改善骨骼结构与功能，如枯草杆菌、生孢乳酸菌可增加肉鸡骨骼中无机物质的含量，提高骨骼的质量、密度和机械强度，但它们在减少家禽腿部疾病，尤其是FHN方面的有效性还有待确定。

6 肉鸡FHN实验模型

作为研究人类骨坏死病的常用实验模型之一，FHN肉鸡模型的构造对探索哺乳动物和禽类FHN的发病机理及防治有重要的研究意义。目前已有不少研究报道，糖皮质激素类药物可用于诱导肉鸡发生FHN。如泼尼松龙引起高脂血症导致血栓栓塞，引起毛细血管微循环障碍，骨细胞发生缺血性坏死[25]；强的松龙和地塞米松作用于幼龄肉鸡可引起FHN发病。在哺乳动物上，大剂量泼尼松龙可导致小鼠皮质骨中的成骨细胞及破骨细胞凋亡，血清骨钙素表达水平降低，骨松质形成增多，骨小梁宽度减少。大剂量醋酸甲泼尼龙可引起家兔机体脂代谢紊乱，包括脂肪肝、高脂血症和骨内脂肪栓塞。有学者提出，用笼养代替散养，使用有突起的铁丝网作为地面，可诱发FHN。

综上所述，肉鸡FHN自然发病率较高，发病原因多样，发病机理复杂，直接影响商品化肉鸡养殖业的经济效益。因此，对FHN病因及机理的深入研究，有助于明确FHN的发病机制。通过遗传选育出不易感品种肉鸡、改进饲养条件、规范饲养操作、防止微生物感染等措施，以减少FHN的发生，改善动物福利，提高经济效益。