豬梭菌腸炎的研究進展

摘要：豬梭菌性腸炎是由產氣莢膜梭菌感染引起的豬傳染性壞死性腸炎，主要感染3日齡以內的仔豬，臨床特征為患病仔豬出現紅痢、腸道壞死，病程短，死亡迅速，病死率極高。本文對豬梭菌性腸炎的病原特征、致病機理和防治措施等進行綜述。

關鍵詞：豬梭菌性腸炎；產氣莢膜梭菌；致病機理；病原特征

豬梭菌性腸炎又名豬傳染性壞死性腸炎、仔豬腸毒血癥，俗稱仔豬紅痢，主要是由C型產氣莢膜梭菌感染引起的新生仔豬毒血癥[1]。患病仔豬臨床上出現腸道壞死，紅痢，糞便氣味腥臭，常污染仔豬肛門附近臀部皮膚，該病的病程短，死亡迅速，發病率較低但病死率極高，嚴重危害豬養殖。關于該病最早的報道見于1955年，英國的Field和Gibson報道了C型產氣莢膜梭菌引起仔豬壞死性腸炎，隨后匈牙利、丹麥、德國等國家也相繼報道該病，我國于1964年開始在多個省市發現該病[2，3]。產氣莢膜梭菌還可感染綿羊、馬、人等動物，在豬場，帶菌的人或病豬是主要的傳染源，其糞便中可攜帶大量的產氣莢膜梭菌，污染母豬的乳頭或墊料，當仔豬攝入產氣莢膜梭菌后即可感染。該病主要見于1～3日齡的仔豬，7日齡以上的仔豬發病率較低。在同一豬場不同豬舍的發病率也可不同，但發病率最高可達100%，病死率為20%～70%[4]。

1 病原特性

豬梭菌性腸炎的病原為革蘭氏陽性厭氧菌-產氣莢膜梭菌，又名魏氏梭菌，該菌在自然界分布廣泛，土壤、糞便以及正常動物的腸道中均能發現該菌。產氣莢膜梭菌可分泌出20多種外毒素，其中根據主要的致死毒素α毒素、β毒素、ε毒素、τ毒素將其分為A、B、C、D、E共5種毒素類型，其中引起豬梭菌性腸炎的主要為C型，A型有時也可引發該病，B型是引發羔羊痢疾、牛/馬出血性腸炎的病原，D型是引發綿羊腸毒血癥和山羊結腸炎的病原，E型是引發犢牛腸毒血癥的病原[5]。

2" 主要毒素

C型產氣莢膜梭菌主要產生的毒素為α毒素和β毒素，此外，引發仔豬梭菌性腸炎的C型產氣莢膜梭菌部分菌株還可產生產氣莢膜梭菌腸毒素和Beta2毒素。

2.1" α毒素

α毒素（CPA）是一種在所有產氣莢膜梭菌均可產生的毒素，是由370個氨基酸組成的含鋅磷脂酶C，該毒素蛋白由一個β-折疊組成的膜結合C域、一個α-螺旋組成的催化N域和一個含有神經節苷脂GM1a結合位點的中央環結構域組成[6]。CPA被認為使用神經節苷脂GM1作為受體。通過水解質膜中的磷脂酰膽堿和鞘磷脂，CPA分別誘導甘油二酯（DAG）和神經酰胺（CER）的形成。此外，通過與Gi型GTP結合蛋白的相互作用，CPA可以激活具有相似磷脂酶和鞘磷脂酶活性的內源性宿主酶。除了質膜中的這些酶促反應外，與GM1的結合還允許CPA與原肌球蛋白受體激酶A（TrkA）相互作用，從而激活MEK/ERK通路。CPA與細胞死亡和活性氧（ROS）或IL-8的產生等復雜分子途徑和細胞反應有關[7]。

2.2 β毒素

β毒素（CPB）是B型和C型產氣莢膜梭菌產生的336個氨基酸的前毒素，該毒素在分泌過程中會被切成27個氨基酸信號系列，最終產生35kDa的成熟毒素[8]。CPB是α-溶血素家族的β-成孔毒素（PFT），與金黃色葡萄球菌的β-PFTs具有相似的氨基酸序列[9]。CPB是一種寡聚毒素，可在易感細胞的質膜中形成功能性小孔，這些孔允許Ca2+、Na+和Cl-進入細胞，誘導細胞腫脹。在豬主動脈內皮細胞中，CPB誘導肌動蛋白細胞骨架的快速破壞、細胞收縮和細胞邊界收縮。鉀的流出也通過這些CPB孔發生，誘導p38 MAP和JNK激酶的磷酸化，這兩者都可以激活與宿主細胞適應和存活相關的途徑。CPB在豬內皮細胞中誘導的細胞死亡表現出壞死性凋亡的特征，因為其在RIP1抑制劑necrostatin-1的存在下受到抑制[10]。

2.3 產氣莢膜梭菌腸毒素

產氣莢膜梭菌腸毒素（CPE）是由所有的F型和部分C型、D型和E型產氣莢膜梭菌產生的一種毒素，在氨基酸序列上該毒素與其他毒素同源性較低，在結構上屬于氣溶素β-PFT家族。CPE蛋白由一個C末端受體結合結構域和一個N末端細胞毒性結構域組成，在孔形成過程中介導寡聚化和膜插入[11]。

2.4 Beta2毒素

Beta2毒素（CPB2）是一種分子量為28kDa的成孔毒素，該毒素最早從患有壞死性腸炎的仔豬體內的產氣莢膜梭菌分離物中發現，隨后在感染其他動物和人類的產氣莢膜梭菌分離物中也發現該毒素的存在[12]。大多數產氣莢膜梭菌可產生該毒素，并且該毒素與CPB無明顯的氨基酸同源性。CPB2的作用機制和結合受體目前尚不明確，并且CPB2陽性的菌株通常在健康動物的體內分離出現，因此其在導致動物腸道疾病中的作用還需進一步驗證。

3 致病機制

C型產氣莢膜梭菌通過消化道進入宿主體內后，在宿主腸道內迅速增殖，由于仔豬腸道菌群發育還不完全，因此產氣莢膜梭菌極易過度生長，數量迅速超過其他菌種[13]。在定殖后，C型產氣莢膜梭菌在空腸內分泌CPB，CPB隨后可以通過擴散到達腸道下層的組織和細胞，特別是血管內皮。在培養的內皮細胞中，CPB會破壞肌動蛋白細胞骨架，導致細胞邊界收縮，從而迅速發展為細胞收縮和細胞死亡。空腸固有層內皮屏障的破壞將導致血管通透性增加、水腫和出血，這將導致周圍組織和上皮細胞的損傷，并進一步增加腸上皮屏障的通透性。在體外暴露于上皮細胞和其他細胞后，C型產氣莢膜梭菌可以迅速上調毒素分泌并進一步增殖，這將導致細菌增殖、毒素分泌增加、CPB誘導的血管損傷、出血和組織壞死的惡性循環，最終在壞死性腸炎的病例中觀察到快速進展的出血性壞死病變[14]。

4 臨床癥狀和病理變化

豬梭菌性腸炎主要見于3周齡以內的仔豬，大于3周齡的仔豬發病率極低。當豬群中發生該病時，在未接種疫苗的豬群的仔豬群體內可迅速傳播，感染后的病死率可高達100%。患病仔豬主要以急性和亞急性形式經過。最急性和急性病例主要見于3日齡以內的仔豬，最急性的病例可無任何臨床癥狀突然死亡，而急性型的病例在死亡前可出現出血性腹瀉。亞急性和慢性的病例病程時間較長，可出現非出血性腹瀉、生長停滯和消瘦，通常在發病后的2～3周內死亡[15]。

剖檢病死仔豬標志性的病變為小腸黏膜壞死。在急性病例中，病變主要見于空腸，主要病變為黏膜壞死和大量出血，有時可延伸至回腸。小腸絨毛，下層固有層、黏膜下層和肌層有廣泛性出血，有時可延伸至漿膜層。小腸在壞死絨毛部位可見有大量革蘭氏陰性桿菌覆蓋。腸道固有層和黏膜下層血管可見血栓和壞死病變。患病死亡仔豬的壞死組織會因梭菌酶和腸道內釋放的細胞蛋白酶和消化酶的自溶作用而迅速降解，這種自溶會破壞組織結構和其中存在的抗原成分，因此可影響如免疫組化學等檢測方法的準確性。在慢性病例和亞急性病例中，腸黏膜表面覆蓋有纖維蛋白假膜壞死，有時可伴有由于透壁性腸壞死誘發的纖維素性腹膜炎。組織病理學可見中性粒細胞浸潤，將壞死的黏膜和正常組織分離開來，并在病變部位可見大量的革蘭氏陽性菌。

5 防治措施

在疾病暴發期可使用C型產氣莢膜梭菌抗毒素進行被動免疫，必要時可使用鏈霉素、新霉素等抗生素類藥物通過肌肉注射進行治療。由于豬梭菌性腸炎發病急，病死率高，在仔豬發病后再使用抗生素等抗菌藥物進行治療一般無明顯的效果。豬梭菌性腸炎主要以預防為主。目前主要預防手段是通過免疫接種預防該病，通常在母豬產前至少接種2次疫苗，可使用的疫苗為仔豬產氣莢膜梭菌病A、C型二價滅活疫苗或仔豬大腸桿菌病（K88+K99+987P）、產氣莢膜梭菌病（C型）二聯滅活疫苗，免疫后可通過母源抗體使仔豬獲得被動免疫，從而降低仔豬梭菌性腸炎的發病率。由于仔豬發病的日齡多見于3周以內，此時母源抗體可干擾仔豬直接接種后的免疫效果，因此仔豬直接接種后的效果不佳。此外，采取生物安全管理和豬舍環境消毒能切斷C型產氣莢膜梭菌的傳播途徑，也可有效地降低豬梭菌性腸炎的發病率。

6 結語

豬梭菌性腸炎是一種傳播快、病死率高的仔豬腸道疾病，對生豬養殖可造成嚴重的經濟損失。目前，對于產氣莢膜梭菌在豬腸道內的致病機制仍存在部分問題尚不清晰，部分毒素的受體仍不明確，因此仍需要進一步對其致病機制進行研究。此外，疫苗防控豬梭菌性腸炎是主要的防控手段，但是目前市售的疫苗種類較少，部分疫苗的防控效果在臨床使用時的免疫保護效果較差，因此還需加強對豬梭菌性腸炎疫苗的研發工作，為該病的防控提供有效的防控手段。

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