猪链球菌的微生物学特性
陆承平 姚火春 杨汉春
〔一〕猪链球菌的微生物学特性
链球菌种类专门多,在自然界分布甚广,水、尘埃、动物体表、消化道、呼吸道、泌尿生殖道粘膜、乳汁等都有存在,有些是非致病菌,有些构成人和动物的正常菌群,有些可致人或动物的各种化脓性疾病、肺炎、乳腺炎、败血症等。
分类 目前链球菌属共有30多种,比较常见的有10余种〔表〕。此外,还可依照抗原构造、溶血特点分类。
依照抗原结构分类 链球菌的抗原构造比较复杂,包括属特异、群特异及型特异三种抗原。
核蛋白抗原,属特异抗原,又称P抗原,并与葡萄球菌属有交叉。 群特异性抗原,又称C抗原,是存在于链球菌细胞壁中的多糖成分,其抗原决定簇为氨基糖类,例如A群链球菌是鼠李糖N乙酰葡糖胺,C群为鼠李糖N乙酰半乳糖胺,而F群那么为葡萄糖-N-乙酰半乳糖胺。兰氏〔Lancefield〕分类即以此为基础,用大写英文字母表示,目前已确定20个血清群〔表15-4〕。只是有的分离株往往不能定型。
过去列入D群和Q群的链球菌的某些成员,现划入肠球菌属〔Enterococcus〕,如粪肠球菌、屎肠球菌〔E. faecium〕、坚强肠球菌〔E. durans〕、禽肠球菌等。N群的乳酸链球菌现划入乳球菌属,
改名为乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
表 与兽医学及医学有关的链球菌
兰氏分群 种 名 溶血类型 宿 主 所 致 疾 病 化脓链球菌 β 人 猩红热、脓肿、风湿等 A 牛 乳腺炎〔罕见〕 驹 淋巴腺炎 无乳链球菌 β(α,γ) 牛、绵羊、山羊 慢性乳腺炎 B 人及犬 新生儿〔犬〕败血症
猫 肾及尿路感染 C 停乳链球菌 α(β,γ) 牛 急性乳腺炎 羔羊 多发性关节炎 停乳链球菌类马亚种 β 马 脓肿、心内膜炎及乳腺炎 猪、牛 各种化脓
犬、禽
马链球菌马亚种 β 马 马腺疫、乳腺炎及出血性紫癜 马链球菌兽疫亚种 β 马 乳腺炎、流产、继发性肺炎 牛 子宫炎及乳腺炎
猪 败血症、关节炎
禽 败血症、心内膜炎
绵羊、山羊 败血症 羔羊 心包炎及肺炎
人 败血症〔从牛乳感染〕 机会感染,如鸡败血症 、牛乳腺炎、 粪肠球菌 α(β,γ) 多种动物 D 犊或羔心内膜炎、犬尿道感染 屎肠球菌 α,γ 多种动物 机会感染,如牛、鸡腹泻,牛乳腺炎 类马链球菌 α 多种动物 机会感染 牛链球菌 α 多种动物 机会感染 β 猪 下颚脓肿及淋巴腺炎 E(P,U,V) 类猪链球菌 G 犬链球菌 β 肉食兽 新生畜败血症、生殖道、皮肤及伤口感染 牛 偶发性乳腺炎 乳酸乳球菌 α 牛 致病性不明 N Q 禽肠球菌 α,γ 多种动物 致病性不明 猪〔断奶至6月R(D) 猪链球菌2型 α 脑膜炎,关节炎,败血症 龄〕 人 脑膜炎及败血症 脑膜炎,关节炎,肺炎 S(D) 猪链球菌1型 α(β) 猪(2至4周)
及败血症 未定型 乳房链球菌 α(γ) 牛 乳腺炎 肺炎链球菌 α 人及灵长类 肺炎,败血症及脑膜炎 豚鼠、某些品系
肺炎
大鼠
海豚链球菌 β 鱼师、虹鳟等 突眼、体表坏死性溃疡、脑膜炎、败血症
天然寄生部位 人上呼吸道 乳腺管 母体阴道 口腔、生殖器 皮肤、阴道
马扁桃体 阴道及皮肤
母猪粘膜及皮肤
扁桃体 多种动物肠道 多种动物肠道 多种动物肠道 多种动物肠道 粘膜 生殖道及直肠粘膜 奶、植物及猪扁桃体 禽及兽的粪 扁桃体及鼻腔 猪 扁桃体及鼻腔 皮肤、阴道及扁桃体 上呼吸道 某些鱼类
猪链球菌〔S. suis〕
依照荚膜抗原的差异,猪链球菌有35个血清型〔1~34及1/2〕及相当数量无法定型的菌株。是猪的重要致病菌,并可感染人而致死,近年来已成为集约化养猪业的重要问题之一,我国亦有发生的报道。
分类 按兰氏分群过去猪链球菌属D群,现那么为猪链球菌2
型为R群,猪链球菌1型为S群,有的不能分群,有的属S-R群或T群,但非C群。α或β溶血,一样起先为α溶血,延时培养后那么变为β溶血。或者菌落周围不见溶血,刮去菌落那么可见α或β溶血。猪链球菌2型在绵羊血平板呈α溶血,马血平板那么为β溶血。
形状及染色特性 菌落小,灰白透亮,稍粘。菌体直径1~2μm,单个或双个卵圆形,在液体培养中才呈链状。
抗击力 猪链球菌2型常污染环境,在粪、灰尘及水能存活较长时刻。在水中该菌60℃可存活10min,50℃为2h。在4℃的动物尸体中可存活6周。0℃时灰尘中的细菌可存活1个月,粪中那么为3个月;25℃时在灰尘和粪中那么只能存活24h及8d。
毒力因子 溶菌酶开释蛋白〔muramidae-relased protein, MRP〕及细胞外蛋白因子〔extracellular factor, EF〕是猪链球菌2型的两种重要毒力因子。MRP分子量136 000,与A群链球菌的M蛋白有同源性。EF分子量110 000。从健康猪分离的菌株通常缺少这两种蛋白,而且人工感染无致病性。猪溶血素〔suilysin〕是一种硫激活的细胞毒素,属穿孔毒素,已证实它是有效的免疫原。猪链球菌2型欧洲分离株95%可检出此毒素基因,而北美分离株那么只有7%的阳性率。另一种可能的毒力因子为IgG结合蛋白,分子量60 000,属热休克蛋白家族,可结合猪的IgG的Fc端,从而阻碍了抗体的活性。
致病性 本菌致猪脑膜炎、关节炎、肺炎、心内膜炎、多发性浆膜炎、流产和局部脓肿。在易感群群可暴发败血症突然死亡。猪链球菌2型可致人类脑膜炎、败血症、心内膜炎并可致死,专门是从事屠宰或其它与猪肉打交道的人易发。还有禽感染猪链球菌的报道。
微生物学诊断 应注意与马链球菌兽疫亚种相鉴别,参见本章该
节内容。某些品系的小鼠可作为接种本菌的动物模型,幼鼠较成鼠易感,静脉接种或口腔感染的小鼠可通过接触传染易感鼠。
〔引自陆承平主编«兽医微生物学»第三版,中国农业出版社,北京,2001〕
〔二〕猪链球菌病的诊断与防控
猪链球菌病是一种常见的猪传染病,世界各国均有发生[1,2],危害严峻,也是一直困扰我国养猪业的重要传染病之一,是由链球菌属中多种链球菌引致的猪的一种传染性疫病的总称,临床上要紧表现为败血症、脑膜炎、关节炎、皮肤化脓性感染和淋巴结脓肿等。
1 病原 能引起猪链球菌病的病原复杂,要紧有马链球菌兽疫亚种(Streptococcus equi subsp equi)、猪链球菌〔Streptococcus suis〕、马链球菌类马亚种 (Streptococcus equi subsp equisimilis)
以及兰氏分群中D、E、L群的链球菌等。尽管在临床上也常常能分离到其它的链球菌,但我国流行的要紧病原为马链球菌兽疫亚种和猪链球菌2型。
链球菌为革兰氏阳性菌,呈圆形或卵圆形,成双或以短链形式存在。需氧兼性厌氧,营养要求较高,需在5%的鲜血或血清培养基上生长。马链球菌兽疫亚种在鲜血平板上能长成3~4mm的粘液样大菌落,呈典型的β溶血,能水解精氨酸,发酵乳糖、水杨苷、山梨醇产酸,不液化明胶,不还原硝酸盐。猪链球菌2型在鲜血平板上长成
1~2mm、呈浅灰色或半透亮的小菌落,具α和β双重溶血,生化反应相对爽朗,能发酵乳糖、菊糖、海藻糖、水杨苷、棉实糖,不发酵甘露醇和山梨醇。
2 流行病学 上世纪90年代往常,我国流行的猪链球菌病要紧由马链球菌兽疫亚种所致,曾呈广泛的地点性流行,是要紧病原。猪链球菌2型所致的猪链球菌病最早于90年代初在广东暴发,1998年江苏部分地区大规模暴发由猪链球菌2型导致的猪链球菌病,造成庞大经济缺失,随后,各地都有猪链球菌2型暴发的报道,先后在江苏、浙江、山东、上海、广东、江西、海南、北京等地分离到猪链球菌2型。
各年龄的猪均能感染,但大多在3~12周龄的仔猪暴发流行,专门在断奶及混群时显现发病高峰。口、鼻腔是要紧的入侵门户,而后在扁桃体定居繁育。病猪及带菌猪为要紧传染源,本病一年四季均可发生,夏秋炎热季节易显现大面积流行,其它月份常呈局部流行或散发。自然条件下,易感猪的发病率和死亡率都可达50%以上。从外地引入带菌猪常常引起本病的暴发流行,拥挤、通风不良、气候骤变、混群、免疫接种等应激因素均可激发本病的发生与流行。昆虫媒介在疾病的传播中起重要作用。家蝇可带2型菌5天,通过在猪场间的飞行传播病原菌。
不管是马链球菌兽疫亚种依旧猪链球菌2型,在水中60℃可存活10分钟,50℃可存活2小时,在4℃,尸体中可存活达6周。在0℃该菌在尘埃中可存活1个月,在粪便中可存活3个月,而在25℃,可在尘埃中存活24小时,在粪便中可存活8天。据证实污染物,如粪肥及注射针头,都能够传播猪链球菌病。但专门容易被5%的漂白粉〔稀释为1:799〕灭活。
除猪以外,马、绵羊、山羊、奶牛、狐狸、鸟、兔子等动物都具易感性。值得关注的是,猪链球菌2型可感染人,人的感染与职业有紧密关系,与猪或猪肉紧密接触的人员较其他人群感染的几率高1500倍,要紧通过伤口或经口感染人,引起脑膜炎、败血症、关节炎、心内膜炎,导致永久性耳聋等后遗症[20],并可引起死亡。
3 临床症状与病理变化 不管是何种链球菌感染,其症状都类似,即临床症状和肉眼病理变化与特定的血清型无关,但发病猪群出现的临床症状各异。超急性病例,病猪不表现任何症状即突然死亡[36,
37]。急性病例中的临床症状要紧是发热、抑郁、厌食,随后表现一种
或几种以下症状,如共济失调、震颤发抖、角弓反张、失明、听觉丧失、麻痹、呼吸困难、惊厥、关节炎、跛行、流产、心内膜炎、阴道炎等。
超急性和急性引起死亡的猪通常没有肉眼可见的病变,败血症病例,全身脏器往往会显现充血或出血现象。部分表现为脑膜炎的病猪可见脑脊膜、淋巴结及肺发生充血。脑脊膜炎最典型的组织病理学特点是嗜中性白细胞的充满性浸润,其它的组织病理学特点包括脑脊膜和脉络丛的纤维蛋白渗出、水肿和细胞浸润。脉络丛的刷状缘可能被毁坏,脑室内可见纤维蛋白和炎性细胞。脉络丛上皮细胞、脑室浸润细胞以及外周血单核细胞中可发觉细菌。
肺脏常呈实质性病变,包括纤维素出血性和间质纤维素性肺炎、纤维素性或化脓性支气管肺炎; 部分病例有血管外周、支气管外周及细支气管外周的淋巴细胞套,支气管、细支气管炎,肺泡出血,小叶间肺气肿以及纤维素化脓性胸膜炎。因从猪链球菌感染的病猪肺内常分离出多杀性巴氏杆菌、胸膜肺炎放线杆菌等细菌,故部分学者认为,病猪肺部的病变可能与以上细菌的继发感染有关。
在关节炎的病例中,最早见到的变化是滑膜血管的扩张和充血,关节表面可能显现纤维蛋白性多发性浆膜炎。受阻碍的关节,囊壁可能增厚,滑膜形成红斑,滑液量增加,并含有炎性细胞。
心脏损害包括纤维蛋白性化脓性心包炎、机械性心瓣膜心内膜炎、出血性心肌炎。组织病理学变化为心肌发生点状或片状充满性出血或坏死、纤维蛋白化脓性液化。心包液中常含有嗜酸性粒细胞,少量嗜中性粒细胞及单核细胞,具有大量的纤维蛋白[38,46]。
4 致病机理 猪链球菌病的致病机理尚不十分明了,大量的研究说明不管那种链球菌引致的猪链球菌病都与病原的毒力因子紧密相关,业已证明,马链球菌兽疫亚种的要紧毒力因子有荚膜、类M蛋白、金属结合脂蛋白、链激酶、IgG结合蛋白、纤维结合蛋白透亮质酸酶等。猪链球菌2型的要紧毒力因子有荚膜、溶菌酶开释蛋白〔MRP〕、胞外蛋白因子〔EF〕、猪溶血素和IgG结合蛋白等。
猪源链球菌感染猪后,第一定植在扁桃体中,部分猪逐步进展成为败血症,最终形成脑膜炎或关节炎。定植于扁桃体中的猪链球菌2型要进入机体的血液循环系统,必须第一突破扁桃体及上呼吸道的屏障进入血液循环系统。猪源链球菌能大量粘附于巨噬细胞表面而不被吞噬,因而血流中猪源链球菌能够粘附的形式被体内的吞噬细胞携至目的地,从而引起各种症状。
5 猪链球菌病诊断 依照流行病学、临床症状和病理变化等能对猪链球菌病作出初步诊断,确诊需病原的分离与鉴定。国内外现有的检测方法要紧有三大类:分离培养及生化鉴定、血清学鉴定、分子水平鉴定。
从患病猪的病变组织如扁桃体、肺脏、肺门淋巴结、脾脏和脑组织等中较易分离到细菌,分离到细菌后,可进行细菌生化鉴定,但由
于猪源链球菌的生化特点并不十分稳固,菌株间往往存在差异,因此应与血清学等方法结合起来。马链球菌兽疫亚种可用乳胶凝集诊断试剂盒进行诊断,猪链球菌2型可用相应的高免血清进行玻片凝集试验进行诊断。分子生物学方法已大量应用于该病的诊断, PCR是一种快速而特异的检测猪源链球菌的方法,国内外已建立了多种PCR诊断方法,如16S~23S rDNA特异序列、与马链球菌兽疫亚种和猪链球菌2型相关毒力基因的检测等。
6 防控措施 猪链球菌病的发生涉及诸多因素,如猪群的健康状况〔如混合感染、免疫抑制〕,菌株毒力的大小,环境和治理的质量等。拥挤、通风不良、大幅度温度变化以及2周龄以上差异的猪流淌、混合饲养差不多上易感猪发生猪链球菌感染的重要因素。全进全出的饲养治理方法,将大畜舍隔成小间,有助于减少猪群间的流淌和降低温差变化。另外,适当的通风、操纵虫害、清洁卫生、干燥适度的圈舍以及消毒剂的使用均可将该病的发生降低到最低限度。
免疫预防是操纵的最有效手段,马链球菌兽疫亚种有商品化的弱毒疫苗,可用于该菌引起的猪链球菌病,但应考虑其安全性。猪链球菌2型尚无商品化的疫苗。由于猪链球菌病病原复杂,不同链球菌之间的免疫交叉性差,因此,依照我国的流行情形,研制马链球菌兽疫亚种和猪链球菌2型的二联疫苗是操纵该病的关键。
对感染猪源链球菌并显现临床症状的猪,敏锐的药物、合适的给药途径有助于感染猪的康复。大多数分离株对青霉素、阿莫西林、氨苄青霉素等敏锐 ,对四环素、林可霉素、红霉素、卡那霉素、新霉素、链霉素那么具有高度的抗击力。饲料中加入治疗剂量的抗生素有助于操纵临床发病,但不能清除携带的病菌。应该注意的是链球菌对敏锐药物易产生抗药性,在临床用药中应充分考虑,最好的方法是在
药敏试验的基础上选择敏锐药物进行治疗和预防。
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