猪增生性肠炎的流行病学及致病机制研究进展

赵川

摘要：猪增生性肠炎是由胞内劳森菌感染引起的一种细菌性疾病，临床特征以病猪大肠增生、出血、坏死，严重影响猪的生产性能，病死率较高。本文对猪增生性肠炎的流行病学和致病机制进行综述，希望为该病的诊断方法和防治措施的研究提供参考。

关键词：猪；增生性肠炎；胞内劳森菌；流行病学；致病机制；研究进展

猪增生肠炎是一种由胞内劳森菌引起的猪细菌性传染病，该病的传播能力极强，在猪场内出现患病猪后可导致大量猪被感染[1]。猪增生性肠炎对猪的生长性能可造成严重的影响，在先前的报道中，一头猪由猪增生性肠炎引起的经济损失可达1.53美元[2]。猪增生性肠炎最早的报道见于1931年，随后在仓鼠、马也发现该病的报道，1993年分离到了胞内劳森菌，并通过人工感染试验验证了该病[3]。慢性型猪增生性肠炎较为常见，主要表现为腹泻，排出稀软棕色粪便，同时病猪被毛粗糙，饲料转换比降低，体重增重减少，死亡率较低，为1%～5%，并通常是由继发感染引起的。亚临床感染的病例生长缓慢。急性型猪增生性肠炎多见于育肥猪和后备母猪，病猪可出现严重的肠出血，并伴有发热症状，发病率约为12%，病死率可达50%[4]。猪增生性肠炎的流行病学和发病机制的研究对于猪增生性肠炎的诊断方法和防治措施的研究具有重要的指导意义，因此本文对上述两个方面进行综述，希望为该病的诊断方法和防治措施的研究提供参考。

1 病原特征

猪增生性肠炎的病原为胞内劳森菌，属于脱硫弧菌科劳森菌属的细菌。胞内劳森菌是一种专性细胞内增殖、可运动的、革兰氏阴性弯曲杆菌，主要存在于感染的肠细胞顶端细胞质内。胞内劳森菌是一种厌氧菌，该菌感染后可导致宿主的肠细胞增殖，导致宿主小肠和大肠增厚。胞内劳森菌在体外培养时只能在细胞内生长，并且需要在特定的生长环境和细胞中才能生长。胞内劳森菌可感染多种家畜和野生动物，如猪、马、兔 、仓鼠、鹿、雪貂等，其中从多种动物体内分离的胞内劳森菌的遗传进化分析发现，大部分动物分离菌株与猪分离菌株的16S rDNA基因具有98%的同源性。此外，外膜蛋白表型特征、不同胞内劳森菌免疫印迹试验和基因组分子特征表明不同的分离株之间差异极小。现有的猪胞内劳森菌分离株全基因测序数据显示，该分离株基因组包括1 719 014个碱基，分布在一条小染色体和三个质粒中。在体外胞内劳森菌感染过程中发现大量细菌基因编码假设蛋白的，表明该菌具有独特的增殖和发病机制[5]。

2 流行病学

胞内劳森菌可感染多种家畜和野生动物，如猪、马、兔、鼠、鹿等。各日龄的猪均可感染胞内劳森菌而患病，但以断奶后的猪发病率较高。胞内劳森菌主要通过粪口途径在猪群内传播，患病猪的粪便中可存在大量的胞内劳森菌，污染饲料、饮水等导致该病的传播。在体外培养试验中，胞内劳森菌可在5～15 ℃的粪便中存活14 d，猪在感染104～106个活菌后，每克粪便中可排出7×108个细菌。因此，在猪场中若出现患病猪或隐性感染猪可到导致该病在猪群内迅速传播。在猪场内，啮齿类动物也可成为胞内劳森菌的储存宿主，通过与猪群的接触传播该菌。在不同的猪场，胞内劳森菌主要通过引入感染的猪进行传播，尤其是在引入后备猪群后生猪感染风险极大。因此，良好的生物安全管理和检疫在该病的跨猪场或地区传播中具有重要的作用。动物引进的年龄不同，胞内劳森菌感染概率也是不同的，低日龄的猪感染后很容易通过血清学或病原学检测检出阳性猪，但是高日龄的猪感染后多出现隐性感染，临床和实验室检测可能不能检出，这也是部分猪场重复出现猪增生性肠炎疫情的重要因素之一。猪增生性肠炎还可与其他疾病出现混合感染或继发感染，如在圆环病毒2型阳性的猪群内中，胞内劳森菌的检出率是阴性猪群的3倍[6]。

3 致病机制

3.1 定植

在猪经口接种胞内劳森菌12 h后即可在绒毛尖端成熟的肠细胞内发现胞内劳森菌。在一些体外培养物胞内劳森菌表现一定的运动能力，并且发现了鞭毛结构，这在该菌的肠道定植中可能很重要。但是在病变的组织中未发现感染的宿主肠细胞中存在鞭毛。因此可能推测胞内劳森菌的鞭毛在定植于宿主细胞后可能会丢失，并且在胞内劳森菌从宿主细胞释放前都不会再次合成。在体外培养过程中，胞内劳森菌通常在其细胞质内出大的细胞质液泡或类似大小的电子致密体，但是在细胞内感染的后期阶段，无论是在体内还是在体外，都没有观察到这两种情况，这种形态变化可能反映了细胞外生存和发育过程中对储存能量资源的生化需求。

3.2 入侵细胞

在体外培养中，细胞培养物接种胞内劳森菌10 min后菌体与细胞表面紧密结合，并且在3 h后内化到与膜结合的液泡中。有研究使用cytochalasin D处理感染的细胞，发现胞内劳森菌入侵宿主细胞依赖于宿主细胞活性和肌动蛋白聚合作用，此外，该过程可能还存在其他机制[7]。

3.3 复制与增殖

胞内劳森菌的复制与受感染宿主细胞的复制是同时发生的。胞内劳森菌在初始感染时对隐窝细胞而不是成熟上皮细胞的趋向性可能反映了该菌的组织嗜性。隐窝细胞分裂并迁移以填充上皮细胞，受感染细胞的持续生长和迁移是上皮细胞被细菌定植主要原因。细胞培养表明类似的机制在单层感染的发展中很重要；被细菌感染的细胞继续分裂，当细菌感染适度时，感染细胞可以看作是相邻的感染细胞群。来自细胞培养的其他数据表明，分裂细胞比非分裂细胞更能促进细菌的生长[8]。因此，與成熟细胞相比，分裂肠细胞更有利于细菌增殖。分裂的细胞可促进细菌增殖，并通过持续复制和迁移介导细菌在整个上皮细胞中的传播。这些结果表明胞内劳森菌对细胞内环境的高度特化适应。

3.4 诱导肠细胞增殖

胞内劳森菌在细胞内的复制是与肠细胞增殖直接相关，但细菌诱导增殖变化的方式尚不清楚。鼠类柠檬酸杆菌（citrobacter rodentium）是传染性小鼠结肠增生的病原体，引起的感染会在肠上皮细胞中产生最类似于猪增生性肠炎中所见病变的形态学变化[9]。鼠类柠檬酸杆菌在附着到顶膜时会诱导细胞增殖，因此推测胞内劳森菌也可能存在独特的机制以诱导肠细胞增殖。

3.5 持续感染

增生肠炎病变的增殖是持续性感染导致的而不是暴发性出现的。在断奶仓鼠暴露于感染性黏膜匀浆后40 d后可观察到上皮增生和胞内劳森菌，上皮细胞的最大细胞结构发生在感染后30～35 d。在疾病的大多数阶段，几乎所有的细菌抗原都存在于上皮细胞中，其余存在于固有层的巨噬细胞中，但也存在于淋巴集结和肠系膜淋巴结的皮层下窦中。没有明显的细胞炎症和有限的免疫反应可能会促进胞内劳森菌的持续存在。与正常肠上皮细胞相比，增生性肠炎的肠细胞显示主要组织相容性II类分子表达降低，因此，初始感染的隐窝细胞和受感染细胞未能发展主要组织相容性II类分子表达，进而通过降低免疫反应来帮助细菌持久存在。此外，重度的胞内劳森菌感染还可导致CD3+淋巴细胞的缺失[10]。因此，胞内劳森菌还可通过调节宿主的免疫系统进而促进持续性感染的形成。

3.6 阻止肠细胞分化

在劳森菌感染的肠细胞顶膜上的转运蛋白受损，这些转运蛋白参与碳水化合物、氨基酸、胆汁酸、脂质和VB12的吸收。因此，胞内劳森菌能够阻止受感染的肠上皮细胞分化，并促进吸收不良综合征，导致感染的动物的出现腹泻和生长不良[11]。

4 结语

猪增生性肠炎是一种在生猪养殖中十分常见的细菌性传染病，可给猪养殖业造成严重的经济损失。近年来的研究发现，越来越多的动物表现出对胞内劳森菌的易感性，并且存在不同物种间跨物种传播作用，对于多种动物的生命健康和公共卫生安全可造成严重的威胁。目前，胞内劳森菌引起的猪增生肠炎的致病机制仍存在较多的问题仍未解决，如胞内劳森菌的定植过程、胞内劳森菌在不同的细胞间的传播过程等。当前，制约胞内劳森菌基础研究最主要的问题在于胞内劳森菌菌株分离难度较大，体外培养技术仍需进一步改进。了解胞内劳森菌的传播机制和感染机制可为疫苗和药物的研发提供新的思路和靶点。因此，针对胞内劳森菌的研究现状，应首先提高体外培养和细菌分离的效率，进而为后续基础研究和防治方法的研究提供试验材料。同时也要加强胞内劳森菌的传播、致病、免疫等方面的机制研究，了解胞内劳森菌的生物学、分子生物学等方面的特性，为体内外培养、疫苗和药物的研究奠定基础。

参考文献：

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