豬增生性腸炎的流行病學及致病機制研究進展

趙川

摘要：豬增生性腸炎是由胞內勞森菌感染引起的一種細菌性疾病，臨床特征以病豬大腸增生、出血、壞死，嚴重影響豬的生產性能，病死率較高。本文對豬增生性腸炎的流行病學和致病機制進行綜述，希望為該病的診斷方法和防治措施的研究提供參考。

關鍵詞：豬；增生性腸炎；胞內勞森菌；流行病學；致病機制；研究進展

豬增生腸炎是一種由胞內勞森菌引起的豬細菌性傳染病，該病的傳播能力極強，在豬場內出現患病豬后可導致大量豬被感染[1]。豬增生性腸炎對豬的生長性能可造成嚴重的影響，在先前的報道中，一頭豬由豬增生性腸炎引起的經濟損失可達1.53美元[2]。豬增生性腸炎最早的報道見于1931年，隨后在倉鼠、馬也發現該病的報道，1993年分離到了胞內勞森菌，并通過人工感染試驗驗證了該病[3]。慢性型豬增生性腸炎較為常見，主要表現為腹瀉，排出稀軟棕色糞便，同時病豬被毛粗糙，飼料轉換比降低，體重增重減少，死亡率較低，為1%～5%，并通常是由繼發感染引起的。亞臨床感染的病例生長緩慢。急性型豬增生性腸炎多見于育肥豬和后備母豬，病豬可出現嚴重的腸出血，并伴有發熱癥狀，發病率約為12%，病死率可達50%[4]。豬增生性腸炎的流行病學和發病機制的研究對于豬增生性腸炎的診斷方法和防治措施的研究具有重要的指導意義，因此本文對上述兩個方面進行綜述，希望為該病的診斷方法和防治措施的研究提供參考。

1 病原特征

豬增生性腸炎的病原為胞內勞森菌，屬于脫硫弧菌科勞森菌屬的細菌。胞內勞森菌是一種專性細胞內增殖、可運動的、革蘭氏陰性彎曲桿菌，主要存在于感染的腸細胞頂端細胞質內。胞內勞森菌是一種厭氧菌，該菌感染后可導致宿主的腸細胞增殖，導致宿主小腸和大腸增厚。胞內勞森菌在體外培養時只能在細胞內生長，并且需要在特定的生長環境和細胞中才能生長。胞內勞森菌可感染多種家畜和野生動物，如豬、馬、兔 、倉鼠、鹿、雪貂等，其中從多種動物體內分離的胞內勞森菌的遺傳進化分析發現，大部分動物分離菌株與豬分離菌株的16S rDNA基因具有98%的同源性。此外，外膜蛋白表型特征、不同胞內勞森菌免疫印跡試驗和基因組分子特征表明不同的分離株之間差異極小。現有的豬胞內勞森菌分離株全基因測序數據顯示，該分離株基因組包括1 719 014個堿基，分布在一條小染色體和三個質粒中。在體外胞內勞森菌感染過程中發現大量細菌基因編碼假設蛋白的，表明該菌具有獨特的增殖和發病機制[5]。

2 流行病學

胞內勞森菌可感染多種家畜和野生動物，如豬、馬、兔、鼠、鹿等。各日齡的豬均可感染胞內勞森菌而患病，但以斷奶后的豬發病率較高。胞內勞森菌主要通過糞口途徑在豬群內傳播，患病豬的糞便中可存在大量的胞內勞森菌，污染飼料、飲水等導致該病的傳播。在體外培養試驗中，胞內勞森菌可在5～15 ℃的糞便中存活14 d，豬在感染104～106個活菌后，每克糞便中可排出7×108個細菌。因此，在豬場中若出現患病豬或隱性感染豬可到導致該病在豬群內迅速傳播。在豬場內，嚙齒類動物也可成為胞內勞森菌的儲存宿主，通過與豬群的接觸傳播該菌。在不同的豬場，胞內勞森菌主要通過引入感染的豬進行傳播，尤其是在引入后備豬群后生豬感染風險極大。因此，良好的生物安全管理和檢疫在該病的跨豬場或地區傳播中具有重要的作用。動物引進的年齡不同，胞內勞森菌感染概率也是不同的，低日齡的豬感染后很容易通過血清學或病原學檢測檢出陽性豬，但是高日齡的豬感染后多出現隱性感染，臨床和實驗室檢測可能不能檢出，這也是部分豬場重復出現豬增生性腸炎疫情的重要因素之一。豬增生性腸炎還可與其他疾病出現混合感染或繼發感染，如在圓環病毒2型陽性的豬群內中，胞內勞森菌的檢出率是陰性豬群的3倍[6]。

3 致病機制

3.1 定植

在豬經口接種胞內勞森菌12 h后即可在絨毛尖端成熟的腸細胞內發現胞內勞森菌。在一些體外培養物胞內勞森菌表現一定的運動能力，并且發現了鞭毛結構，這在該菌的腸道定植中可能很重要。但是在病變的組織中未發現感染的宿主腸細胞中存在鞭毛。因此可能推測胞內勞森菌的鞭毛在定植于宿主細胞后可能會丟失，并且在胞內勞森菌從宿主細胞釋放前都不會再次合成。在體外培養過程中，胞內勞森菌通常在其細胞質內出大的細胞質液泡或類似大小的電子致密體，但是在細胞內感染的后期階段，無論是在體內還是在體外，都沒有觀察到這兩種情況，這種形態變化可能反映了細胞外生存和發育過程中對儲存能量資源的生化需求。

3.2 入侵細胞

在體外培養中，細胞培養物接種胞內勞森菌10 min后菌體與細胞表面緊密結合，并且在3 h后內化到與膜結合的液泡中。有研究使用cytochalasin D處理感染的細胞，發現胞內勞森菌入侵宿主細胞依賴于宿主細胞活性和肌動蛋白聚合作用，此外，該過程可能還存在其他機制[7]。

3.3 復制與增殖

胞內勞森菌的復制與受感染宿主細胞的復制是同時發生的。胞內勞森菌在初始感染時對隱窩細胞而不是成熟上皮細胞的趨向性可能反映了該菌的組織嗜性。隱窩細胞分裂并遷移以填充上皮細胞，受感染細胞的持續生長和遷移是上皮細胞被細菌定植主要原因。細胞培養表明類似的機制在單層感染的發展中很重要；被細菌感染的細胞繼續分裂，當細菌感染適度時，感染細胞可以看作是相鄰的感染細胞群。來自細胞培養的其他數據表明，分裂細胞比非分裂細胞更能促進細菌的生長[8]。因此，與成熟細胞相比，分裂腸細胞更有利于細菌增殖。分裂的細胞可促進細菌增殖，并通過持續復制和遷移介導細菌在整個上皮細胞中的傳播。這些結果表明胞內勞森菌對細胞內環境的高度特化適應。

3.4 誘導腸細胞增殖

胞內勞森菌在細胞內的復制是與腸細胞增殖直接相關，但細菌誘導增殖變化的方式尚不清楚。鼠類檸檬酸桿菌（citrobacter rodentium）是傳染性小鼠結腸增生的病原體，引起的感染會在腸上皮細胞中產生最類似于豬增生性腸炎中所見病變的形態學變化[9]。鼠類檸檬酸桿菌在附著到頂膜時會誘導細胞增殖，因此推測胞內勞森菌也可能存在獨特的機制以誘導腸細胞增殖。

3.5 持續感染

增生腸炎病變的增殖是持續性感染導致的而不是暴發性出現的。在斷奶倉鼠暴露于感染性黏膜勻漿后40 d后可觀察到上皮增生和胞內勞森菌，上皮細胞的最大細胞結構發生在感染后30～35 d。在疾病的大多數階段，幾乎所有的細菌抗原都存在于上皮細胞中，其余存在于固有層的巨噬細胞中，但也存在于淋巴集結和腸系膜淋巴結的皮層下竇中。沒有明顯的細胞炎癥和有限的免疫反應可能會促進胞內勞森菌的持續存在。與正常腸上皮細胞相比，增生性腸炎的腸細胞顯示主要組織相容性II類分子表達降低，因此，初始感染的隱窩細胞和受感染細胞未能發展主要組織相容性II類分子表達，進而通過降低免疫反應來幫助細菌持久存在。此外，重度的胞內勞森菌感染還可導致CD3+淋巴細胞的缺失[10]。因此，胞內勞森菌還可通過調節宿主的免疫系統進而促進持續性感染的形成。

3.6 阻止腸細胞分化

在勞森菌感染的腸細胞頂膜上的轉運蛋白受損，這些轉運蛋白參與碳水化合物、氨基酸、膽汁酸、脂質和VB12的吸收。因此，胞內勞森菌能夠阻止受感染的腸上皮細胞分化，并促進吸收不良綜合征，導致感染的動物的出現腹瀉和生長不良[11]。

4 結語

豬增生性腸炎是一種在生豬養殖中十分常見的細菌性傳染病，可給豬養殖業造成嚴重的經濟損失。近年來的研究發現，越來越多的動物表現出對胞內勞森菌的易感性，并且存在不同物種間跨物種傳播作用，對于多種動物的生命健康和公共衛生安全可造成嚴重的威脅。目前，胞內勞森菌引起的豬增生腸炎的致病機制仍存在較多的問題仍未解決，如胞內勞森菌的定植過程、胞內勞森菌在不同的細胞間的傳播過程等。當前，制約胞內勞森菌基礎研究最主要的問題在于胞內勞森菌菌株分離難度較大，體外培養技術仍需進一步改進。了解胞內勞森菌的傳播機制和感染機制可為疫苗和藥物的研發提供新的思路和靶點。因此，針對胞內勞森菌的研究現狀，應首先提高體外培養和細菌分離的效率，進而為后續基礎研究和防治方法的研究提供試驗材料。同時也要加強胞內勞森菌的傳播、致病、免疫等方面的機制研究，了解胞內勞森菌的生物學、分子生物學等方面的特性，為體內外培養、疫苗和藥物的研究奠定基礎。

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