绵羊肺炎支原体研究进展

魏 婕，张 妤，米晓云，魏玉荣，郑文新*

（1.新疆动物疫病研究重点实验室/新疆畜牧科学院兽医研究所，乌鲁木齐 830013；2.新疆畜牧科学院，乌鲁木齐 830011）

羊支原体性肺炎（Mycoplasmal pneumonia of sheep and goats，MPSG），是由支原体所引起的一种接触性呼吸道传染病。其典型临床特征为发热、咳嗽、呼吸道困难、流鼻液和病羊消瘦等。随着经济发展和对羊肉及其相关制品的需求，新疆肉羊养殖数量和养殖规模日益扩大，活羊及羊肉制品跨区域交易和流通日益频繁。羊支原体肺炎的发生也随之变得更加频繁和严重，流行范围更加广泛，已严重影响和制约着我国肉羊产业的健康发展。由于羊支原体肺炎病症复杂，病原血清类型多，且不同地区的支原体优势菌株不同，一旦发生将难以控制，一般常用的消除疾病的措施不但费用高昂，也无法完全达到防治的效果。因此，本文通过对绵羊肺炎支原体的病原学、流行病学、毒力相关基因以及抗病育种等方面的研究进展进行综述，初步提出防控对策。

1 现 状

1.1 绵羊肺炎支原体病原学现状

引起羊支原体肺炎的病原主要是丝状支原体簇（Mycoides cluster，Mm cluster）[1]。该病主要通过密切接触以及空气飞沫传播，传播速度快，发病率高，流行区域较为广泛，目前已报道在非洲、中东和西亚等43 个国家发生羊支原体肺炎，现主要流行于非洲、亚洲和地中海沿岸的国家和地区[2]。我国最早可追溯到1979年四川分离到的绵羊胸膜性肺炎支原体，随后在新疆、宁夏、甘肃、贵州、湖南、广西、河北、贵州、辽宁、江苏、内蒙、河南、青海等多个省市均有该病发生的报道，给羊产业造成严重的威胁和经济损失[3-4]。引起羊出现呼吸系统疾病的支原体有6 种。它们是山羊支原体山羊亚种（Mycoplasma capricolum subsp. mycodes，Mcc）、丝状支原体山羊亚种（Mycoplasma mycoides subsp.capri，Mmc）、丝状支原体丝状亚种（Mycoplasma. mycoides subsp.Mycoides，Mmm）、绵羊肺炎支原体（Mycoplasma ovipneumoniae，Mo）、支原体山羊肺炎亚种（Mycoplasma capricolum subsp.capripneumoniae，Mccp）、精氨酸支原体（Mycoplasma arginine，Ma）[5-6]。其中，Ma 是动物呼吸道常在菌之一，属于条件性致病菌，当动物机体的免疫力下降，多从呼吸道侵入肺部引起肺部病变。Mccp是山羊传染性胸膜肺炎的主要病原体，是丝状支原体簇的成员中感染能力最强的病原之一，能够引起山羊发病且在全球流行的可通过接触传播的传染病，引发山羊传染性胸膜肺炎（Contagius caprine pleuropneum，CCPP），该病的病变组织仅仅局限于胸腔部位，而其他病原菌（Mo、Mmc、Mcc）不但能够引起像CCPP那样的胸膜炎症状之外，还能引起动物发生如乳腺炎、角膜炎及败血症等相关疾病。对于这种综合症状的精确诊断缺乏定义，这也反映了可能导致这种综合症状的支原体菌株之间存在多样性和异质性。因此，绵羊支原体肺炎的病原体不局限于一种支原体，本研究主要针对绵羊肺炎支原体（Mo）研究进行综述。

1.2 绵羊支原体肺炎流行病学

绵羊肺炎支原体（Mo）于1963 年首次由Mackay 在英格兰从患病的绵羊体内分离得到，由Carmichael（1972）正式命名。此后，新西兰、匈牙利、冰岛、英国、澳大利亚、西班牙、土耳其及非洲和西亚的许多国家都相继报道由Mo 引起绵羊和山羊疾病[7]。我国学者胡景韶（1982）在四川省首次从新西兰引进的边区莱斯特种羊的后代羔羊中发现Mo，此后Mo 又分别从我国许多地区的绵羊及山羊的体内分离得到，并通过人工感染证明了其致病性（绵羊肺炎支原体最适培养基的筛选）[8]。绵羊感染Mo后，出现胸腺增大，气管内接种后的后期检查显示肺萎陷的斑片状区域。肺部的组织病理学变化包括轻度肺炎、肺泡萎陷和肺泡间隔增厚[6]。吴锦艳等[9]对全国绵羊及山羊支原体进行流行病学调查，结果显示：绵羊支原体抗体阳性率为31.92%，其中阳性率最高的省份为内蒙古76.8%，其次是河北50.00%、吉林21.99%；山羊支原体的抗体阳性率为10.67%，其中阳性率最高省份为河南35.14%，其次为河北27.50%、山东22.50%。另有来自河北、辽宁、吉林、海南、黑龙江、内蒙古和安徽7 省份的少量血清样品同时检测出Mo 和Mccp 两种抗体，表明该病的流行存在不同菌株混合感染的情况，这在河北地区最为严重（15.00%）。另据统计，江苏部分地区绵羊支原体性肺炎发病率为11.85%[10]，吉林部分地区发病率为30.36%[11]，新疆不同地区的检出阳性率为61.06%[12]、29.00%[13]、16.70%[14]、40.78%[4]，且疆外引进羊发病率高于本地舍饲绵羊。检测发现，绵羊支原体肺炎常并发Ma和结膜支原体（Mycoplasma conjunctivae）感染。

2 问 题

2.1 绵羊肺炎支原体感染具有不同特性

与山羊相比，Mo感染肺炎更常见于青年羊，其检出频率因绵羊品种而异[15]。较高的温度和较低的相对湿度可能有利于Mo 存活。另外，高放养密度、低通风率、运输引起的应激、气候和季节等都是引起Mo感染高发的因素。支原体感染诱导的宿主免疫和炎症反应更多地提示损伤，而不是支原体细胞毒性组分的直接影响[16]。根据这些流行病学调查，支原体流行的菌株多样，其感染宿主主要是依靠支原体表面蛋白的黏附和侵入，从而引起宿主免疫调节异常。支原体表面蛋白复杂的特性，使其在流行时产生不同的临床特性。

2.2 绵羊肺炎支原体致病机理复杂

肺炎支原体的致病性决定因素为毒力因子（如黏附素）以及引起的宿主免疫反应（如宿主表面的受体）。其致病机理可能是支原体突破宿主防御系统后黏附到宿主细胞内部所引发的免疫反应，或者是支原体介导的免疫炎症反应造成肺部损伤病变[17]。也就是说支原体的致病性主要是由支原体的毒力因子和宿主表面受体引起的一系列免疫反应产生的损害。

研究人员对Mo 毒力的研究鉴定了三个基因glpF、glpK 和glpD 参与甘油输入、过氧化氢和活性氧（ROS）的产生，具有与细菌毒素溶血素A（hlyA）和溶血素C（hlyC）高度氨基酸序列相似性的两种蛋白质[18]。目前也提出了Mo毒力的各种机制，包括巨噬细胞活性的改变，诱导产生针对纤毛抗原的自身抗体，高水平的过氧化氢产生导致组织损伤，与过氧化氢产生相关而诱导的纤毛停滞，抑制淋巴细胞活性，以及产生荚膜多糖（CPS），促进生物体粘附于纤毛上皮[19]。体外研究中，在细胞内以及宿主细胞表面均发现了Mo。CPS可能是Mo的关键毒力成分，并可能参与炎症反应。在绵羊支气管上皮细胞中，它可以通过内源性和外源性凋亡通路诱导Caspase（天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶）依赖的凋亡，这主要归因于ROS 依赖的JNK 和p38 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路。绵羊肺炎支原体体外生物膜形成非常有限，这可能与其多糖胶囊有关[20-21]。支原体病原中最保守的蛋白之一Hsp70 蛋白，被发现在绵羊肺炎支原体的自然感染中具有免疫原性，以及延伸因子Tu（EF-Tu），被认为是疫苗开发的潜在候选蛋白，因此可能是疫苗开发的相关抗原[22]。Mo 本身的毒力基因涉及多条通路，在感染过程中具有复杂性。另外，Mo 与其他种的支原体毒力基因存在一定的相似性，存在通过受体的改变而感染不同物种的可能性。

绵羊支原体肺炎虽然未被列入国家动物疫病名录中，但由于该病的病程长，传播性强，流行范围广，病原体不易被及时发现并清除，造成病羊消瘦甚至死亡，对绵羊产业造成较大的经济影响。

3 对 策

3.1 疫苗免疫防控

绵羊肺炎支原体没有细胞壁，且属于兼性胞内菌，故大多数抗菌药物防治效果不佳，随着我国兽用抗菌药使用减量化行动的实施，疫苗免疫作为防控绵羊支原体肺炎有效措施的意义得到进一步突显。目前针对该病的生产化疫苗仅有一种灭活疫苗[23]。另外，利用地方分离株、标准株Y98 分别加入不同的佐剂研制的灭活疫苗具有较好的保护率[24]。

3.2 培育抗绵羊肺炎支原体绵羊新品种

羊支原体肺炎病症复杂，一旦发生感染将难以控制，其消除措施主要依靠扑杀感染羊群和传统疫苗免疫易感羊群。但由于支原体血清型多，体外培养难度大，且不同地区的支原体优势菌株不同，无交叉保护，疫苗可能很难满足疾病的控制需求。目前的防控疫病措施完全达不到预期效果，造成巨大的经济损失。抗病育种对提高抗病能力是一种相对简单易行的方法，对由自然选择产生抗性的个体研究表明，这种形式的抗病能力是可持续的，即可遗传的。此外，还可以通过增强免疫应答性的育种，实现同时对几种疾病具有抗性的目的[25]。动物的抗病性状是病原体在与宿主免疫系统对抗过程中被打败的结果，其抗性基因的定位大多也集中在病原体识别、免疫因子的分泌、抗感染及相关通路方面。根据疾病的病因和现有的物种资源，结合基因组图谱和功能基因组学等工具发现潜在对病原体具有遗传抗性（耐受性）的基因抗性相关基因，选择具有高水平特异性病原体抗性的动物个体，从而提高对各种疾病的遗传抗性，可达到防控增产效果。

对不同病因病原体引起感染的抵抗力遗传研究可以在三个遗传水平上确定：物种、品种和单个动物遗传变异。例如，研究不同物种对引起烂蹄病的病原体的遗传抗性差异，表明山羊对这些病原体表现出比绵羊更强的抵抗力或者说是耐受性[26]。不同品系的羊对外界的抵抗力不同，生活在极端环境的Birbhum 绵羊对多种疾病，特别是寄生虫病具有抵抗力，说明该品种羊可能具有广谱的抗病能力[27]。绵羊支原体肺炎的抗性具有物种或品种特异性，Cao Y H 等[28]通过分析不同物种或品种羊的抗性或易感性的差异，解析了野生绵羊物种抗菌先天免疫基因PADI2 的渗入等位基因与肺炎抗药耐药性相关，对家养绵羊抵御肺炎做出贡献。

巴什拜羊是新疆特有的品种，通过转录组比较发现感染绵羊肺炎支原体（Mo）的巴什拜羊与生理盐水对照组肺组织的转录组分析发现Toll样受体（TLR）信号通路被认为与Mo感染最密切相关[29]。为了揭示杂交盘羊易感染Mo 的机理，通过转录组学分析发现，Mo 感染后的基因大多富集在与原发性免疫缺陷相关的途径，明显的纤毛运动抑制和B 细胞免疫缺陷可能是杂交盘羊对Mo 敏感性的重要因素[30]。这些基因位点及通路的发现为后期抗病育种提供了抗病相关基因位点。石河子大学研究团队对湖羊、杜泊羊以及杜湖F1代绵羊的MHC 进行基因相关性分析，找到了三种羊差异MHC 基因型，并对不同基因型的杜湖F1代绵羊进行攻毒实验，发现其中HaeIII dd 和MvaI cc 基因型可能是羊支原体肺炎的抗性基因。该实验在前期不同品种绵羊对Mo抗性不同的研究基础上，寻找绵羊抗Mo的可能抗性基因，为后期遗传育种提供了参考依据[31]。

4 结 论

绵羊肺炎支原体感染对新疆的羊产业造成巨大的经济损失，疫苗接种不能达到很好的防控目的，因此根据目前新疆地区绵羊肺炎支原体流行现状以及相关毒力基因研究现状，提出抗病育种的对策来防控绵羊支原体肺炎。动物抗病能力的变化往往与多个基因的突变有关[32]。不同品种的绵羊在对疾病的抵抗力方面存在差异，通过现代多组学方法找到Mo 的致病机制，利用新一代基因测序技术，寻找与某些疾病抗性相关的主效基因以及确定相关突变，就可以更深入地了解与抗性相关的分子基础和遗传变异，结合现代基因操作技术能够获得稳定的绵羊抗病新品种，解决绵羊肺炎支原体对新疆羊产业的影响。