張鶴平 , 劉建釵 , 許劍琴 , 馬云飛 , 劉利強 , 閆金坤 , 劉彥威 , 王九峰
(1.河北工程大學生命科學與食品工程學院 , 河北 邯鄲 056021 ; 2.中國農業大學動物醫學院 , 北京 海淀 100193)
腸毒素性大腸桿菌(EnterotoxigenicEscherichiacoli,ETEC)是引起斷奶仔豬腹瀉的重要病因之一。仔豬發生腹瀉后死亡率增加、增重下降,給養豬業造成巨大經濟損失[1-3]。使用抗生素治療是目前治療大腸桿菌腹瀉的主要手段。雖然抗生素對仔豬細菌性腹瀉有一定療效,但抗生素的使用會產生細菌耐藥、畜產品質量安全等一系列問題。中藥對致病性大腸桿菌有直接或間接殺滅作用,可調節動物機體免疫力,具有療效可靠、毒副作用小、不易產生耐藥性等優點。中藥可通過調節細胞因子、修復腸組織結構、抗內毒素(ET)等機制,起到調節機體免疫功能、抗炎等作用[4-5]。白苦敗痢散由白頭翁、苦參、敗醬草、厚樸、葶藶子組成[6]。本試驗建立仔豬大腸桿菌腹瀉模型,使用中藥白苦敗痢散治療,結合剖檢變化、組織病理切片,觀察臨床療效,為其臨床應用提供依據。
1.1 試驗動物 35日齡斷奶仔豬48頭(28日齡斷奶),杜長大三元雜交,購自河北省邯鄲某豬場,仔豬健康,沒有接種過大腸桿菌菌苗。購進后常規飼養 1周,觀察仔豬無異常情況后再進行試驗。
1.2 試驗藥物 白苦敗痢散,批號:20160301;規格0.5 g/g,每1 g散劑中含0.5 g生藥;推薦使用劑量2 g/(kg·bw)。拌料用。中試廠家:北京中農勁騰生物技術股份有限公司。恩諾沙星溶液:含量5%,規格2 mL/支。每頭仔豬口服2 mL,1 次/d,深圳華泰動物藥業有限公司。
1.3 菌株 豬源腸毒素性大腸桿菌(ETEC),編號:CVCC225,血清型O149:K91,K88 ac,該菌分離自腹瀉新生仔豬小腸黏膜。由中國農業大學臨床獸醫學實驗室提供。
1.4 主要試劑 4%多聚甲醛,購自北京索萊寶科技有限公司;甲醛、無水乙醇、95%乙醇、二甲苯,均購自中國國藥集團化學試劑有限公司。
1.5 大腸桿菌菌液的制備 將復壯過的大腸桿菌接種于肉湯培養基,37 ℃過夜培養,涂板法細菌計數。無菌吸取0.1 mL菌液至滅菌試管,加0.9 mL滅菌生理鹽水,做10倍倍比稀釋。分別取10-5、10-6、10-7、10-8稀釋梯度的菌液100 μL,涂布于無菌營養瓊脂培養基,37 ℃恒溫培養箱培養18 h,計數。根據菌落計數結果,配成菌液濃度3×109CFU/mL的菌懸液(4 ℃備用)。
1.6 動物分組及處理
1.6.1 攻毒、試驗分組 將48頭35日齡斷奶仔豬,飼養觀察1周,隨機分為空白對照組、感染對照組、白苦敗痢散高劑量組、白苦敗痢散中劑量組、白苦敗痢散低劑量組和藥物對照組,每組8頭。飼養觀察結束后,除空白對照組外,其他仔豬灌服3×109CFU/mL菌液(根據預試驗確定每頭仔豬50 mL),1次/d,連續灌服3 d,攻菌造模。造模后,空白對照組、感染對照組仔豬灌服50 mL生理鹽水;白苦敗痢散高、中、低劑量組分別按4、2 g/(kg·bw)和1 g/(kg·bw)劑量,用生理鹽水稀釋成50 mL藥液灌服,藥物對照組灌服恩諾沙星,2 mL/頭,1次/d,連用5 d。仔豬按分組隔離飼養,處理期間仔豬正常飼喂,自由采食,自由飲水。每天07:00~08:00、19:00~20:00觀察記錄仔豬精神、被毛、采食、腹瀉及死亡狀況。
1.6.2 生產性能測定 仔豬攻毒3 d后,分別在試驗前、試驗結束后空腹稱重,并記錄各組仔豬采食量,計算日增重。
平均日采食量=(配料總量-剩料量)/(試驗天數×每組試驗豬數)
平均日增重=(試驗末平均體重-初期平均體重)/試驗天數
1.6.3 動物處理及樣品采集 試驗結束后,各組仔豬頸靜脈采血,抗凝血采集2 mL,用于血液常規分析,采血后頸部放血處死。打開腹腔,觀察腹腔臟器病理變化。采集空白對照組、感染對照組、白苦敗痢散高、中、低劑量組及藥物對照組仔豬空腸、回腸組織中段1.5 cm,分別標記并保存于4%多聚甲醛固定,用于H.E.染色,以觀察腸道組織學病理變化。
1.6.4 療效判定 試驗結束后對腹瀉癥狀消失的仔豬,無菌采集糞便檢測攻毒菌清除情況。根據所觀察臨床表現,按下述標準判斷療效。
治愈:治療后腹瀉癥狀消失、肛門周圍無污物。無菌取仔豬腸道糞便進行分離、培養,分離不到致病性大腸桿菌。治愈率=治愈數/每組仔豬總數×100%。
有效:治療后臨床癥狀得到部分緩解或完全恢復,腹瀉次數減少或正常,糞便變稠或正常,精神狀態、食欲有明顯好轉或正常。有效率=有效數/每組仔豬總數×100%。
無效:治療后臨床癥狀無明顯改善,仔豬腹瀉未得到改善,甚至出現死亡。
1.7 數據分析 統計分析使用SPSS 20.0軟件進行分析。
2.1 白苦敗痢散治療腹瀉仔豬的療效
2.1.1 臨床療效 從腹瀉癥狀停止的仔豬糞便中未分離到致病性大腸桿菌,統計為治愈仔豬。白苦敗痢散治療仔豬大腸桿菌性腹瀉的臨床療效結果見表1。白苦敗痢散高、中、低劑量組的治愈率分別為62.5%、62.5%和37.5%,有效率分別為87.5%、75.0%和62.5%。藥物對照組治愈率為75.0%,有效率為87.5%。

表1 白苦敗痢散治療仔豬腹瀉的臨床療效Table 1 Clinical effect of Baikubailisan on diarrhea piglets (頭,%)
2.1.2 白苦敗痢散對腹瀉仔豬生產性能的影響 結果見表2。試驗結束時,感染對照組仔豬日增重低于空白對照組,差異顯著(P<0.05);白苦敗痢散高、中劑量組仔豬日增重高于感染對照組,差異顯著(P<0.05);白苦敗痢散高、中劑量組仔豬日增重與藥物對照組相比,差異不顯著(P>0.05)。

表2 白苦敗痢散對腹瀉仔豬生產性能的影響Table 2 Effect of Baikubailisan on growth performance of diarrhea piglets (kg)
2.2 血液學指標變化 結果見表3。給藥5 d后,紅細胞計數(RBC)各組差異不顯著(P>0.05)。白細胞計數(WBC)感染對照組高于空白對照組,差異顯著(P<0.05); 白苦敗痢散低劑量組低于空白對照組,差異顯著(P<0.05);白苦敗痢散中、高劑量組低于感染對照組,差異極顯著(P<0.01)。中性粒細胞計數(Gran)感染對照組高于空白對照組,差異顯著(P<0.05);白苦敗痢散低劑量組低于感染對照組,差異顯著(P<0.05);白苦敗痢散中、高劑量組低于感染對照組,差異極顯著(P<0.01)。

表3 白苦敗痢散對仔豬大腸桿菌腹瀉血液學指標的影響Table 3 Effect of Baikubailisan on haematological indexes of Escherichia coli diarrhea piglets
2.3 剖檢變化、腸組織形態結構觀察
2.3.1 剖檢變化 空白對照組仔豬十二指腸、空腸、回腸、結腸無明顯病理變化(圖1)。感染對照組空腸、回腸充血,腫脹,腸系膜充血。白苦敗痢散中、高劑量組和藥物對照組仔豬空腸、回腸恢復正常,無充血、腫脹。

圖1 仔豬剖檢變化Fig.1 Changes of piglets in autopsyA: 感染對照組; B: 白苦敗痢散中劑量組; C: 藥物對照組A: Infected control group; B: Baikubailisan medium-dose group; C: Drug control group
2.3.2 腸組織形態學觀察 空白對照組空腸黏膜結構基本正常(圖2),黏膜上皮形態正常,柱狀細胞排列整齊。感染對照組仔豬空腸可見絨毛部分脫落,散落在腸腔中,黏膜上皮受損,炎性細胞浸潤。白苦敗痢散高、中劑量組、藥物對照組治愈的仔豬空腸黏膜層結構趨于完整。

圖2 空腸組織結構變化(H.E.染色,200×)Fig.2 Structural changes of jejunum (H.E.staining,200×)A: 空白對照組; B: 感染對照組; C: 白苦敗痢散中劑量組; D: 藥物對照組箭頭: 腸黏膜脫落,炎性細胞浸潤A: Blank control group; B: Infected control group; C: Baikubailisan medium-dose group; D: Drug control group Arrow: Intestinal mucosa shedding and inflammatory cells infiltrating
空白對照組仔豬回腸結構組織完整(圖3),絨毛整齊,輪廓清晰;感染對照組回腸黏膜層受損嚴重,黏膜大面積脫落,炎性細胞浸潤;白苦敗痢散高、中劑量組和藥物對照組治愈的仔豬回腸黏膜層結構趨于完整。

圖3 回腸組織結構變化(H.E.染色, 200×)Fig.3 Changes of tissue structure of ileum in piglets(H.E.staining, 200×)A: 空白對照組; B: 感染對照組; C: 白苦敗痢散中劑量組; D: 藥物對照組箭頭: 上皮黏膜脫落A: Blank control group; B: Infected control group; C: Baikubailisan medium-dose group; D: Drug control group Arrow: The epithelial mucosa was exfoliated
動物腹瀉模型是研究動物腹瀉發生機制、中獸藥治療動物腹瀉療效及其機理的常見方法。張賽奇用3×109CFU/mL大腸桿菌液5 mL/(10kg·bw)灌服21日齡斷奶仔豬,連續灌服菌液3 d,建造了仔豬腹瀉模型[7]。本試驗按照預試驗確定的攻菌劑量用3×109CFU/mL菌液50 mL連續給仔豬灌服3 d,成功建立了仔豬大腸桿菌性腹瀉模型。
ETEC導致仔豬腹瀉是通過在小腸定植以及產生腸毒素而發生的[8]。ETEC黏附于上皮細胞的刷狀緣,破壞細胞連接,導致腸道炎癥和腹瀉[1]。本試驗中感染對照組仔豬空腸、回腸黏膜充血,水腫,說明ETEC引起了斷奶仔豬小腸炎癥反應。白苦敗痢散治療后仔豬空腸、回腸黏膜結構趨于完整,說明白苦敗痢散有助于腹瀉仔豬小腸組織結構的恢復,起到治療仔豬腹瀉的作用。
白細胞總數通常用于評估嚴重細菌感染的風險,白細胞數量的增加表明存在系統性炎癥[9]。細菌感染后,中性粒細胞通過增加骨髓干細胞轉化能力、增加炎性產物的生成等,應對細菌感染,以清除侵入機體的細菌[10]。本試驗結果表明,給藥5 d后,攻毒后腹瀉仔豬與空白對照組相比,白細胞數、中性粒細胞百分比差異顯著,說明斷奶仔豬受到病菌感染發生炎癥;白苦敗痢散高、中、低劑量組仔豬與空白對照組相比,紅細胞數、白細胞數、中性粒細胞百分比差異不顯著,各血液學指標恢復正常,說明仔豬腹瀉癥狀停止或減輕,炎癥消失或減輕、機體脫水狀況得到改善。
中、高劑量白苦敗痢散治療仔豬大腸桿菌性腹瀉的有效率分別為75.0%和87.5%。白苦敗痢散治療后,仔豬的生產性能得到明顯改善。