郑若愚,孙安然,杨光友
(1.四川农业大学动物医学院,四川 成都 611130;2.四川省自贡市大安区农业农村局,四川 自贡 643010)
黄艾美耳球虫是寄生在家兔小肠后部、盲肠及结肠部的强致病性肠道球虫,能引起宿主生长发育受阻甚至死亡,对养兔业危害极大。
黄艾美耳球虫卵囊似倒梨形,前端较后端钝,前半部宽于后半部。囊壁为两层,外层较厚且颜色浅,胚孔内陷,卵囊壁在胚孔周围增厚,无卵囊残体。
卵囊大小存在虫株差异,河北株黄艾美耳球虫卵囊大小为(2535)×(18~24)μm,平均大小为30~21 μm;河南 株卵囊大小是(22.5~35)×(19.8~26.3)μm,平均30.9~22.2 μm。
黄艾美耳球虫发育阶段由裂殖生殖、配子生殖和孢子生殖三部分组成。
2.1 裂殖生殖 早期学者以裂殖体形状大小为依据,运用光镜技术将裂殖生殖分为5代,其第2代裂殖体稀疏分布,而第3代裂殖体成团分布,第4代裂殖体则形状细长。用电镜技术同样可观察区分出5代裂殖生殖。有学者以裂殖体的寄生部位为依据将黄艾美耳球虫划分为4 代,第1 代裂殖体于感染后60~72 h出现于小肠腺上皮,第2、3、4代裂殖体于感染后84、96、144 h出现在盲肠、结肠的腺上皮、黏膜上皮和腺上皮。
根据裂殖体的数量和形态大小,可将裂殖体划分为细型和粗型2种。有研究提到感染黄艾美耳球虫108 h后,观察到一种小型裂殖体,其接近于之前所划分的粗型裂殖体。若用电镜观察,也将裂殖体分为A型(细型)和B型(粗形)。
2.2 配子生殖 黄艾美耳球虫第4 代裂殖子侵入新的寄主细胞或原寄生细胞中开始有性生殖。
第4代裂殖子发育为滋养体。滋养体一部分发育为小配子体,另一部分发育为大配子体。二者区别在于前者核小,核仁不明显,而后者核大,核仁明显。
2.2.1 小配子体发育 小配子体发育过程分为小配子体生长阶段和小配子体分化阶段。
在小配子体生长阶段,通过内部产生大量裂痕,使得小配子体表面积增大,且通过本质为有丝分裂的核分裂产生越来越多的紫色核,变为多核体。随后,产生的核逐步向周边的限制膜移动,细胞中央已无细胞核。
核分裂完成后,进入到小配子体分化阶段,在电镜下观察到小配子体分化顺序是:核上方出现两个中心粒,中心粒转化为基粒,两根鞭毛分别从基粒长出,其长出部位呈球形、隆起。随着鞭毛的长出,小配子体的核被分为两个部分,包括含浓染色质的浓染部和含染色质较少的淡染部。最后核被拉长分离,浓染部成为小配子的体部,淡染部作为核留在母体。同时隆起部位拉长形成顶体,至此小配子发育成熟,分化完成。
黄艾美耳球虫小配子体有典型的微孔存在,这是虫体吸收营养和排泄废物的途径。小配子体的发育过程始终在带虫空泡内进行。带虫空泡是内含基质、不定形物质与丰富泡内小管的发达单层膜体。小配子体分化完成后分散于各发达的泡内小管间。泡内小管可能也是虫体获取营养的另一途径。
2.2.2 大配子体发育过程 早期大配子为球形,直径为52 μm,成熟的大配子体大小为(23~23.9)μm×(23.7~24.4)μm,平均23.4 μm×24 μm。大配子体被单层膜,中央有一深红色核,核中央有一核仁。
随着大配子体的逐渐发育,胞质中出现成囊颗粒前体,这些颗粒起初形状不规则,较为分散,随后逐渐向限制膜移动,移动过程中体积增大,致密度增强,成为成囊颗粒Ⅱ(WFBⅡ)与成囊颗粒Ⅰ(WFBⅠ)。
WFBⅠ形成较晚,分布于WFBⅡ的外侧。大配子体发育成熟的标志是WFBⅠ与WFBⅡ逐步向细胞周边移动,WFBⅠ先到达限制膜内侧,随后WFBⅡ移动至WFBⅠ内侧,二者聚集整齐排列于限制膜内层。至此大配子体发育成熟。
2.3 卵囊形成 小配子成熟后从小配子体游出,与发育成熟的大配子结合为合子,大小合子结合后,卵囊壁开始形成。
一般认为盲肠基部、圆小囊、蚓突,结肠均为卵囊形成的部位,其中盲肠基部是卵囊形成的主要部位。兔感染黄艾美耳球虫后发病潜隐期为8~9d,卵囊排出高峰期为10~11 d。
黄艾美耳球虫属高致病性肠道球虫,主要寄生于兔的空肠、回肠、盲肠近端和结肠的绒毛和腺上皮细胞中,配子体主要破坏盲肠黏膜的隐窝细胞。
感染兔空肠、回肠、盲肠、结肠均有病变,其中盲肠病变最严重,几乎所有的肠腺细胞均出现大配子或卵囊寄生,这是因为该球虫的配子生殖主要发生于盲肠的肠腺上皮细胞。肠道杯状细胞分泌旺盛,使得肠黏膜表面被覆假膜,肠绒毛也均出现萎缩、肿胀等。
使用高剂量卵囊感染19日龄前的哺乳仔兔,少数实验兔排出少量卵囊,大部分实验兔不排出卵囊。同剂量感染22日龄以后的仔兔,则大量兔排出卵囊,且卵囊数量在一定范围内与感染兔的日龄呈正相关。19 日龄前的哺乳仔兔主要由母乳喂养,仔兔可通过母乳获得母源抗体,对球虫有一定的抗性,另外子孢子顺利实施黏附和入侵需要对氨基苯甲酸发挥重要作用,而母乳中缺乏该物质,故球虫此期无法有效进行内生性发育。
当使用较大的感染剂量(3~5×107)时,实验兔的盲肠、结肠均严重受损,而使用1×103的感染剂量,实验兔的临床症状较轻,使用2×103卵囊接种,实验兔出现临床症状,但不致死。
兔球虫病一年四季皆可发生,尤其在温暖多雨的季节。不同地区的流行优势种有一定差异,但不同品种、年龄的兔对艾美耳球虫都易感,尤其是断奶至4月龄的幼兔,其感染率和死亡率均处于较高水平。
5.1 常规PCR 以聚合酶链式反应(PCR)检测兔球虫,其检测标识有:18S rDNA、ITS-1、ITS-2和ITS全序列。
2011 年根据GenBank 中发表的黄艾美耳球虫18S rDNA设计引物,建立PCR方法,对黄艾美耳球虫河北株虫种进行rDNA 扩增,结果出现大小为1 465 bp 的清晰条带,与GenBank 中公布的EF694011 的相似性达99.6%。随后又有学者通过PCR 方法扩增ITS-1 片段,得到455 bp 大小的条带,与GenBank 中发布的黄艾美耳球虫ITS-1序列相似性为97.9%。
2017 年根据GenBank 中发表的艾美耳属球虫保守序列设计引物,设计特异性引物鉴定黄艾美耳球虫,得到黄艾美耳球虫ITS1序列长330 bp,5.8S rDNA序列长157 bp,ITS2序列长522 bp。该方法经过电泳检测,结果表明与大型艾美耳球虫和肠艾美耳球虫无交叉反应,证明ITS 序列是可靠的球虫特异性检测标识。
5.2 套式PCR 2011 年,Oliveira 通过PCR 扩增11 种艾美耳球虫各自的rDNA 内转录间隔区1(ITS-1)序列,建立了包含黄艾美耳球虫在内的11种艾美耳球虫的检测方法,其检测限度最低可达到0.8~1.7 个孢子化卵囊,敏感性高,特异性好。
5.3 多重PCR 国外学者基于6 个兔种艾美耳球虫的ITS1-5.8S rRNA-ITS2 完整序列,建立起检测包含黄艾美耳球虫在内的三种高致病性虫种的多重PCR 诊断方法。也有针对黄艾美耳球虫ITS1 基因的非保守区域设计引物作为分子标识(267 bp),建立了一种多重PCR联检方法,可对11 种兔源艾美耳球虫做出鉴别诊断。该方法对检测目标表现出了高敏感性和高特异性。
6.1 免疫应答 黄艾美耳球虫免疫原性相对较弱,与肠艾美耳球虫有着相似的免疫应答。
实验观察表明,在感染了黄艾美耳球虫的第19 d,CD8+T细胞比例在肠系膜淋巴结等部位出现明显增高,CD4+T细胞比例也有增高,但幅度较CD8+T低;感染后19~33 d,脾脏中的CD4+T细胞、CD8+T 细胞比例并无明显增高、降低,可以得出:肠道淋巴组织是兔黄艾美耳球虫免疫应答发生的主要位置。
6.2 活虫苗研究 在兔黄艾美耳球虫活虫苗的实验中,研究者建立不同的免疫程序:a 组均等中剂量,免疫3 次,2 000 个卵囊/只·次;b 组均等低剂量免疫,免疫5 次,200 个卵囊/只·次;c 组加倍递增剂量免疫,免疫5 次,起始剂量200 个卵囊/只·次,每次增加一倍攻虫量。
实验对兔的临床症状、体重变化、卵囊排出量、肠黏膜病理变化、IgG效价等指标进行比较。
在免疫过程中,出现腹泻、精神沉郁等临床症状的a 组情况最重,b、c 组次之,同时兔肠道出现病理变化,如小肠肠绒毛萎缩、肿胀,肠道杯状细胞分泌旺盛,见大量分泌物。b组病变最严重,a、c组次之。
结合兔的卵囊排出量和增重情况等指标,表明c组获得了较好的免疫保护。综合以上结果表明,小剂量加倍递增免疫的效果最优。该结果与使用1×10-6杀虫灵拌料饲喂的免疫结果相似。
6.3 早熟株选育 研究人员在SPF 兔上进行了连续10个世代的早熟压力选育,获得了稳定的早熟株,其与正常株对比,潜隐期从201 h 缩短至139.5 h。再进行了五代筛选,证明了该早熟株的稳定性。该早熟株在内生发育部分与正常株存在差异,其缺少第3、4代裂殖生殖,相对正常株的5代裂殖生殖,早熟株只有3代。
目前主要采用在饮水或饲料中加入抗球虫药的方式预防兔球虫病。对兔球虫病有预防作用的药物有氯苯胍、地克珠利和氯羟吡啶等。有治疗作用的药物有磺胺类,如磺胺二甲氧嘧啶等。化学药物需有计划、合理地轮换使用。
黄艾美耳球虫是兔球虫中的强致病性虫株,免疫原性相对较弱。防治兔球虫的主要措施仍然是用药,但球虫耐药情况日渐严重,故推进兔球虫疫苗的研究显得日趋重要。