大腸桿菌

孟含 夏俊花 馬曉迪 唐彩琰

摘? 要：由于家禽生產采用了集約化飼養方式，同時各國政府正在限制抗生素在養殖場中的使用，因此禽致病性大腸桿菌（Avian Pathogenic Escherichia coli，APEC）對家禽行業的威脅比以往任何時候都大。抗生素對維持動物的健康很重要，但是近年來抗生素耐藥性的增多逐漸成為全球性問題，因此抗生素的使用已經受到了嚴格審查。

關鍵詞：大腸桿菌病;肉種雞;抗生素

中圖分類號：S855 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2019）09-0054-04

大腸桿菌病被認為是造成全球家禽行業經濟損失的主要原因之一。它是由（Avian Pathogenic Escherichia coli，APEC）引起的多種家禽疾病的總稱，表現為一系列的臨床疾病，如氣囊炎、肝周炎、心包炎、腹膜炎、輸卵管炎、多發性漿膜炎、臍炎、蜂窩組織炎以及肉雞和長壽家禽的腫頭綜合癥（圖1）。雖然大多數大腸桿菌菌株被認為是機會性病原體，但是會由誘發因素（例如并發性病毒感染或不恰當的飼養管理）突然引起疾病暴發，大腸桿菌的一些強毒株作為主要病原體的可能性也得到了廣泛的支持。

1? 肉種雞及其后代的大腸桿菌病

雖然大多數針對大腸桿菌病的研究主要圍繞肉雞展開，但是產蛋母雞也會受到嚴重感染。因此，肉種雞生產公司不應低估這種病原體的作用，因為由于產蛋量的下降、死亡率和淘汰率的提高、治療成本的增加以及以輸卵管炎/腹膜炎為特征的疾病也會對養殖場的經濟產生毀滅性的影響。

2013年，荷蘭研究人員在4個產蛋母雞群和2個肉種雞群中進行了一項僅與APEC相關的腹膜炎的研究。據估計，包括抗生素使用成本在內的總的經濟損失：產蛋母雞群為40萬歐元，肉雞群為330萬歐元。

新生雛雞的大腸桿菌病也可能是雛雞質量差和孵化場衛生條件惡劣引起的結果，最終導致雛雞早期死亡。

越來越多的證據，無論是同行評議研究還是養殖場田間試驗都表明，肉雛雞的APEC感染和臨床大腸桿菌病似乎是由父母代種雞群中的大腸桿菌菌株引起的。

APEC有可能從父母代種雞傳染給肉雛雞。在孵化期間，存在于蛋殼膜外表面的APEC會滲透到種蛋內，但并不總會導致胚胎死亡，因此胚胎可能會孵化成雛雞，并成為APEC的載體。

在Giovanardi公司的一項研究中，從卵黃囊以及外周炎和卵黃囊感染的田間病例中分離到的大多數APEC菌株已經在來自發生全身性感染的1日齡雛雞身上觀察到。單個肉雞群內的APEC克隆株之間的遺傳相似性表明，臍炎或大腸桿菌病的田間病例源自肉雞出雛前胚胎中的APEC。感染的時間被認為可以反映肉雛雞的死亡模式。

如果是在出雛后感染APEC，那么雛雞的死亡從出雛20 h后就開始;如果是在胚胎時感染APEC，那么死亡開始于出雛時。即使是卵黃囊中存在極少量的APEC，APEC的生長速度也可能會超過大腸桿菌無毒株的生長速度，發生選擇性的瘋長，隨后會導致雛雞出現敗血癥。

2? 肉雞大腸桿菌病的流行率較高

歐盟一項為期5年的可持續促健康集約化生豬和家禽生產項目于2018年11月結束，該項目使人們對與動物集約化生產有關的動物病理學的多方面因素有了深入的了解，其中之一是肉雞生產中的大腸桿菌感染和肉種雞所起的作用。

該研究以4個肉雞父母代雞群為研究對象，在整個產蛋期（20～60周齡），研究人員對隨機選取的死亡母雞進行了尸體剖檢和細菌學檢測。該研究選取30周齡、40周齡、50周齡和60周齡的父母代母雞所產種蛋，用棉拭子對剛出雛雛雞的泄殖腔進行采樣，并檢測樣本中的細菌含量。

研究人員通過病理學和細菌學分析確定了導致雛雞在出雛后第1周死亡的原因，并對選取的大腸桿菌分離株進行脈沖場凝膠電泳分析和多位點序列分型分析。

從99羽肉雛雞的尸檢結果發現，在導致雛雞死亡的原因中，29.2%是因為雛雞發生了輸卵管炎/腹膜炎，8.3%的雞是由于種蛋感染了大腸桿菌。

研究人員對430多羽肉雛雞進行了采樣，結果發現大腸桿菌在年齡較大種雞所產雛雞群中有較大的流行性。研究人員在孵化場也對正常蛋和地面蛋進行了采樣，并發現大腸桿菌在后一種蛋中的流行性較高。

荷蘭哥本哈根大學的研究人員根據這項研究的結果得出結論：年齡較大的種雞所產雛雞在出雛后的第1周往往會存在較高的大腸桿菌流行率，地面蛋也會導致種雞群中較高的大腸桿菌流行率。

該研究發現，大腸桿菌某些菌株的流行率特別高，如大腸桿菌ST131株和大腸桿菌95株，它們具有較強的毒性，且可以垂直傳播。在所調查的大腸桿菌菌株中，大約一半的受調查菌株會在孵化場剛出雛的種雞和肉雛雞之間傳播，導致前者發生輸卵管炎/腹膜炎，后者在出雛后第1周死亡。

根據這項促健康研究，研究人員對預防家禽感染大腸桿菌提出如下建議：不建議將肉種雞所產的地面蛋用作入孵種蛋，因為這些蛋會對后代肉雞帶來大腸桿菌感染的風險，同時會增加大腸桿菌在孵化場中的橫向傳播。養禽場應通過綜合衛生措施、藥物、疫苗、遺傳選育和食品添加劑來緩解這種生產性疾病。

保持良好的家禽舍衛生以及執行嚴格的環境管理被認為是預防大腸桿菌流行的重要手段之一。然而，一旦雞群被確診存在APEC感染，有效的治療方法是給感染雞群服用抗生素。幾乎在所有病例中，抗生素的常規治療都是在沒有對來自受感染家禽的禽致病性大腸桿菌分離株進行任何抗菌藥敏感性檢測的情況下進行的。

3? 減少抗生素的使用

雖然抗生素在預防家禽感染APEC上發揮著重要的作用，但它們的持續使用會導致大腸桿菌出現耐藥性菌株，包括多重藥物的耐藥性菌株。因此，致病性大腸桿菌的耐藥性已成為國際社會關注的焦點。

抗生素的濫用已經對人類健康產生了巨大的壓力，世界衛生組織（World Health Organization）將細菌的耐藥性認定為人類健康的“重大全球威脅”，這導致抗生素在家禽生產中的使用遭受著巨大的壓力。

根據細菌對黏菌素的耐藥性大幅度提高的證據，許多發達國家已經禁止將對人類健康至關重要的抗生素（包括黏菌素）用于動物生產，因為研究人員在從家禽和豬體內分離到的大腸桿菌分離株上檢測到了質粒介導的耐藥性基因MCR-1。

伴隨著對多重抗生素產品有耐藥性的大腸桿菌分離株的數量越來越多，細菌耐藥性問題也進一步嚴重。當家禽生產公司減少或廢除抗生素在孵化場和飼料中的使用時，大腸桿菌分離株在活禽中的流行變得越來越頻繁。由于大腸桿菌可以從種雞垂直傳播給后代，預防性措施應包括減少生產金字塔頂端種禽攜帶致病性大腸桿菌的概率。

4? 疫苗研制

人們普遍認為接種大腸桿菌疫苗是全球減少細菌耐藥性工作上的一個重要的預防性工具。多年來，為防止大腸桿菌病或慢性呼吸道疾病（Chronic Respiratory Disease，CRD）的暴發，養殖場已經將給所有現代家禽品種接種大腸桿菌滅活苗/自家苗或活苗作為保護它們的常規手段。

大腸桿菌自家苗屬于滅活疫苗，通常作為應對大腸桿菌病暴發的“緊急”疫苗而生產。大腸桿菌自家苗包含從患病家禽體內分離到的大腸桿菌分離株的整個滅活細胞。自家苗的常見缺點是需要耗費大量的勞動力對每羽家禽進行接種，并且已知會在接種部位產生不良的? 反應。

與滅活苗一樣，大腸桿菌自家苗往往會使接種家禽產生強烈的全身抗體應答反應，但引發的細胞介導免疫反應強度很有限。因此，這些類型的滅活苗可使接種動物產生全面廣泛的保護性免疫反應和血清交叉保護作用，但能力很有限。

近年來，獲批準的可用于預防家禽大腸桿菌病的弱毒苗只有一種：Poulvac? 大腸桿菌疫苗。Poulvac?大腸桿菌疫苗的實驗室和田間試驗已證明其能夠有效地保護家禽免受這種對養禽業有巨大經濟影響的疾病。

雛雞在接種大腸桿菌疫苗后的第14天可產生免疫力，保護作用可持續到45周齡。臨床試驗發現，與大腸桿菌其他三種血清型——大腸桿菌O1型、大腸桿菌O2型和大腸桿菌O18型相比，以大腸桿菌O78型菌株制成的疫苗能夠提供最有效的保護作用。

種雞可在1日齡接種大腸桿菌疫苗，傳統的接種方法為噴霧接種法或飲水接種法，如果有要求，接種方法可以調整。

該研究得到的數據表明，噴霧接種Poulvac?大腸桿菌疫苗后產生的免疫應答主要是細胞應答，尤其與大腸桿菌疫苗感染的部位有關。有人指出，巨噬細胞首先起作用，然后募集淋巴細胞產生分泌型免疫球蛋白A以保護宿主。

與接種任何活疫苗一樣，關鍵是要保證操作得當，避免抑制疫苗的功效。請注意按照疫苗制造商的說明書存放大腸桿菌疫苗，并且使用清潔的未用氯消毒的水（添加疫苗穩定劑）接種疫苗，這樣才能夠確保疫苗在雞群中產生最廣泛的保護作用。

美國的一項研究中，30余萬羽肉種雞（超過28個種雞群）在產蛋前接種大腸桿菌疫苗。研究人員在26～31周齡將接種疫苗的雞群與前一年相同數量的未接種疫苗的雞群進行了比較。在這5周中，接種疫苗的種雞群的累計死亡率下降了33%。此外，在28個接種疫苗的雞群中，僅2個雞群需要用抗生素治療。在對照組中，28個雞群中有13個雞群需要用抗生素進行治療。到目前為止，所有田間試驗證明，肉種雞接種大腸桿菌疫苗后的存活力提高了1%～2%。

肉種雞死亡率較低所帶來的經濟利益無論怎樣夸大都不為過。

在美國，一個擁有450 000羽肉種雞的雞群，如果死亡率為6%，雞群將損失150萬美元（死亡27 000羽母雞，每羽母雞13美元，可產蛋350 000打，每打雞蛋2.27美元）（表1）。

在此案例中，如果雞群的死亡率下降0.5%，死亡母雞可減少2 250羽，同時可多產29 250打雞蛋，由此產生95 400美元的收益。據保守估計，動用12 000美元給一個有? ? 450 000羽肉種雞的雞群接種Poulvac?大腸桿菌疫苗（每羽雞接種2頭份），投資回報率（Return of Investment，ROI）為8∶1（表2）。

5? 結論

總之，禽致病性大腸桿菌（APEC）仍然是全球現代家禽疾病中對養禽業經濟影響巨大的病原體之一。其對養禽行業的威脅不應該被低估，因為研究暗示肉種雞感染這些會引發輸卵管炎的菌株后，盡管不出現臨床癥狀，其仍可能是所產后代的主要感染庫，并且會造成1周齡雛雞大量死亡。

隨著使用抗生素的既定治療方法正受到限制，其他有效的預防措施如全面的衛生、入孵種蛋的消毒程序、益生菌添加劑和種雞的免疫接種應給予更多的重視。

接種大腸桿菌弱毒活疫苗可以在預防肉種雞群感染大腸桿菌的同源菌株和異源菌株上獲得有利的成本效益。

原題名：E.coli–the underestimated broiler breeder pathogen（英文）

原作者：Choew Kong Mah（碩騰國際公司）