豬傳染性胸膜肺炎的研究進展

文│伏廣達 李偉（山東省臨沂市畜牧發展促進中心）

王真真（山東省郯城縣紅花畜牧獸醫站）

高?。ㄉ綎|省臨沭縣動物疫病預防控制中心）

豬傳染性胸膜肺炎以出血性、纖維蛋白性和壞死性肺部病變為特征，臨床特征從急性到慢性不等。這種疾病造成的經濟損失主要是急性暴發產生的，其特征是高死亡率（可能達到10%）、高生產損失和高醫療成本。被廣泛接受的觀點是該病對平均日增重和飼料轉化率有負面影響，主要發生在有慢性肺部病變的豬身上。該病病原體為胸膜肺炎放線桿菌，可以從受感染豬的鼻腔、扁桃體、中耳腔和肺中分離出來，通常不被認為是一種侵襲性細菌。目前還沒有其他已知的自然宿主，該病原無法在環境中存活很長時間。主要通過氣溶膠或直接接觸受感染的豬傳播。無論是患有長期急性疾病還是亞臨床感染者都可能在鼻腔、扁桃體隱窩和慢性肺部病變中大量攜帶，從而成為感染源。斯洛文尼亞超過50%的野豬種群血清呈陽性，德國35.8%的野豬呈PCR陽性，因此，野豬可能是重要感染源。

一、胸膜肺炎放線桿菌病理生物學

胸膜肺炎放線桿菌有兩種生物型，根據煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的需求區分。生物型1菌株需要NAD，而生物型2菌株可以在特定吡啶核苷酸或其前體存在的情況下合成NAD?；诒砻娑嗵牵镄?菌株有12種血清型，生物型2菌株有6種血清型?；诒砻娑嗵墙Y構的微小差異，血清型1進一步分化為1a和1b，血清型5進一步分化為5a和5b。所有血清型都能引起相同的疾病，某些血清型比其他血清型毒力更強，這些區別可能至少部分歸因于不同Apx毒素的產生，其中ApxI和ApxⅢ毒性最強，ApxⅡ毒性中等，血清型1、5a、5b、9、10、11產生ApxI，血清型2、3、4、6、8產生ApxⅢ。還包括其他因素，尤其是表面多糖的存在量可能導致血清型之間及同一血清型不同菌株之間的毒力差異。

傳染性胸膜肺炎可發生在所有年齡段的豬身上，發病率的增加與應激有關。根據感染的血清型、宿主的免疫狀態和到達肺部的細菌數量，疾病臨床表現從急性到慢性不等。急性臨床形式為嘔吐、腹瀉、心血管衰竭、高燒（41℃）、口呼吸困難和嚴重呼吸窘迫，并伴有典型的泡沫狀鼻腔分泌物，肺水腫引起的出血性泡沫可能在死亡前從口鼻排出。胸腔通常充滿血漿液體和纖維蛋白凝塊，彌漫性纖維蛋白性胸膜炎和心包炎很常見。氣管、支氣管和腸系膜淋巴結也表現出水腫跡象，并因中性粒細胞浸潤和纖維蛋白沉積而膨脹。在疾病早期階段出現明顯的中性粒細胞浸潤、水腫和纖維蛋白滲出物。后期巨噬細胞浸潤更加明顯，壞死區域被退化的白細胞密集帶包圍，肺泡內可見肺上皮細胞、巨噬細胞和中性粒細胞的變性。嚴重壞死性血管炎導致血肺屏障破裂，導致出血。在肺部擴張的毛細血管內發現退化的紅細胞、纖維蛋白和血小板血栓。亞急性癥狀較輕，死亡率較低，往往沒有表現出臨床癥狀，但患有慢性肺部病變，如成纖維細胞性胸膜炎和被纖維化組織包圍的肺組織隔離物。慢性感染的動物也可能在扁桃體隱窩中攜帶胸膜肺炎放線桿菌，急性感染后扁桃體的上皮細胞損傷、水腫和中性粒細胞浸潤，但尚未有研究描述慢性感染動物的扁桃體病理學。感染后存活的動物可能完全消除病變，但通常會保留局灶性壞死的螯合物或包裹良好的膿腫，并覆蓋纖維蛋白結締組織。

二、發病機制

胸膜肺炎放線桿菌感染的發病機制有兩個基本階段：定殖、逃避宿主清除機制和對宿主組織的損傷，當前胸膜肺炎放線桿菌感染的發病機制尚未被完全闡明。定殖即病原體黏附在宿主細胞或表面，并在宿主體內繁殖的能力，是疾病發生的必要先決條件。胸膜肺炎放線桿菌鼻內接種后與豬呼吸道上皮細胞黏附的檢查顯示，細菌與氣管或支氣管的纖毛和上皮結合不佳，與終末細支氣管纖毛和肺泡上皮細胞緊密黏附。因此，雖然胸膜肺炎放線桿菌可以從豬的扁桃體和鼻腔中分離出來，但細菌優先與下呼吸道細胞結合。在自然發生的傳染性胸膜肺炎病例中，上呼吸道定殖是否是肺部感染的必要前奏有待確定，這可能取決于傳染性物質的性質（即氣溶膠飛沫或黏液分泌物），打噴嚏產生的氣溶膠顆粒足夠小，可以穿透下呼吸道，從而無需在上呼吸道定殖。一些影響定殖的因素已被提出，包括菌毛、脂多糖和獲得營養物質的能力等。已從胸膜肺炎放線桿菌血清型1、2、7和12中純化出了完整的菌毛和菌毛亞基，從肺、鼻腔和扁桃體中分離的菌毛沒有顯示出顯著差異，這表明菌毛表達在這3個解剖部位可能同樣重要。脂多糖對胸膜肺炎放線桿菌的發病機制和黏附存在貢獻，但分子機制尚未研究清楚。在黏附于宿主細胞后，感染的建立取決于細菌獲得生長所需營養物質的能力，在呼吸道環境中可限制碳水化合物和某些其他營養素。胸膜肺炎放線桿菌表達了許多參與鐵獲取和攝取的因子，能利用豬轉鐵蛋白，但不能利用其他動物物種的轉鐵蛋白。在呼吸道鐵限制生長條件下產生兩種不同的轉鐵蛋白結合蛋白，TbpA蛋白可能形成一個跨膜通道，通過外膜運輸鐵，TbpB蛋白（也稱為TfbA）是一種脂蛋白，可能錨定在外膜上，這兩種蛋白之間需要相互作用。

宿主對肺部細菌感染的有效防御依賴于對呼吸道細菌的快速清除，呼吸免疫系統可分為非特異性（黏膜纖毛、吞噬細胞）和特異性淋巴細胞介導機制。纖毛黏液清除機制在保護肺部免受感染方面非常重要，如果細菌的繁殖速度超過清除速度，大量細菌將逐漸積聚并引起疾病。肺泡、間質和血管內的巨噬細胞在下呼吸道中清除細菌，主要包括肺泡巨噬細胞和肺血管內的巨噬細胞，肺血管內巨噬細胞主要具有細胞溶解功能，肺泡巨噬細胞更具有吞噬功能。

胸膜肺炎放線桿菌的大多數病理后果可歸因于Apx毒素，該毒素通過刺激活化的吞噬細胞釋放炎癥介質，直接或間接地對各種細胞類型發揮細胞毒性作用。肺泡和血管內巨噬細胞的激活主要是由于Apx毒素和脂多糖導致有毒氧代謝物（包括超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基）、蛋白水解酶和各種細胞因子釋放。Apx毒素對內皮細胞的損傷，以及脂多糖對XII因子的直接激活，啟動凝血、纖溶和激肽系統，其中凝血途徑的激活導致血小板活化和微血栓的形成、局部缺血和壞死，這些都是急性傳染性豬胸膜肺炎的特征。Apx毒素中僅產生ApxII的血清型7菌株能引起具有典型肺部病變的嚴重疾病，但ApxII對病變的作用最小。

三、疫苗進展

所謂的“第一代”全細胞疫苗是針對胸膜肺炎放線桿菌感染的首批商業化疫苗，由經福爾馬林處理的全細胞組成，滅活全細胞疫苗的優點是向免疫系統提供一系列復雜的抗原決定因子，但無須擔心由減毒活疫苗引起的逆轉問題。但全細胞細菌作為疫苗的使用是有限的，因為接種試驗僅顯示出部分保護作用，死亡率略有降低。在制備過程中，加熱、輻照或化學處理會影響細菌相關毒力因子的抗原性，影響疫苗效力。全細胞疫苗可以提供有限的交叉保護，并不能阻止初始感染和定殖，這有利于健康攜帶者的出現。此外，只能對同源血清型提供部分保護，但通常不能對異源血清型的攻擊提供保護。

為了找到開發亞單位疫苗的候選物，已對胸膜肺炎放線桿菌的許多毒力因子的使用潛力進行了研究。對亞單位疫苗的研究主要集中在尋找保守的抗原，如外膜蛋白（包括TbpA蛋白和TbpB蛋白）和脂蛋白。外膜脂蛋白PalA根據其與豬免疫血清的反應性被確定為潛在的候選疫苗，后發現接種豬對胸膜肺炎放線桿菌的保護性免疫有負面影響。Apx毒素是胸膜肺炎放線桿菌的主要毒力因子，具有很強的免疫原性，幾乎所有市售的胸膜肺炎放線桿菌亞單位疫苗（“第二代”疫苗）都含有Apx毒素。盡管疫苗接種領域取得了所有進展，但迄今為止商品化的亞單位疫苗都不能完全預防胸膜肺炎放線桿菌感染。許多毒力因子（如毒素ApxIV）僅在體內表達，這也限制了有效亞單位疫苗的研發。

使用減毒活疫苗預防胸膜肺炎放線桿菌感染是一種很好的方法，主要原因是發現在自然感染中存活的豬對同源感染有完全的保護作用，對異源感染有部分保護作用。但減毒不足的病原體可能恢復到致病性狀態，導致接種的動物患病，并可能將病原體傳播給其他動物。