曹中贊,欒新紅,劉勝旺,何劍斌
(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院,遼寧沈陽110866;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所,黑龍江哈爾濱150001)
支原體(Mycoplasma)也稱霉形體,是一類沒有細(xì)胞壁的原核生物,屬于軟膜體綱,霉形體目霉形體科。雞毒支原體(Mycoplasma gallisepticum,MG)和滑液囊支原體(Mycoplasma synoviae,MS)是兩種重要的家禽病原。MS能夠感染雞和火雞,引起上呼吸道疾病、傳染性滑膜炎和黏液囊炎的發(fā)生,降低產(chǎn)蛋量、蛋品質(zhì)以及孵化率,導(dǎo)致生長遲緩和飼料轉(zhuǎn)化率降低,降低屠宰時(shí)胴體質(zhì)量,使屠體廢棄率升高[1],給全球家禽工業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本文就目前MS的流行情況、致病機(jī)制、診斷方法以及防控措施等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了概述,以期更好地檢測、診斷、凈化和防控禽滑液囊支原體病。
MS一年四季均可發(fā)生,但冬春季節(jié)易發(fā)。各種日齡雞只均易感,尤以雛雞最為嚴(yán)重。禽對(duì)MS感染的抵抗力隨年齡的增長而加強(qiáng)。病禽和隱性感染禽是本病的傳染源??梢越?jīng)種蛋垂直傳播,也可通過人員、野鳥、飲水、墊料等進(jìn)行直接或間接的水平傳播。飼養(yǎng)管理水平差,生物安全措施不完善,不良環(huán)境因素是導(dǎo)致MS感染流行的主要因素。
MS感染能夠給商品肉雞帶來全身性的損傷,包括黏液囊、肝、脾、腦、眼膜和骨骼肌等,引起氣囊炎和上呼吸道疾病,以及關(guān)節(jié)炎和傳染性滑膜炎的發(fā)生,導(dǎo)致屠宰時(shí)胴體廢棄率上升,甚至?xí)ぐl(fā)免疫系統(tǒng)的抑制[2]。MS感染能夠使產(chǎn)蛋雞群的產(chǎn)蛋量和產(chǎn)蛋品質(zhì)受到損失。Gole V C等[3]應(yīng)用 ELISA檢測蛋黃抗體的方法對(duì)隨機(jī)挑選的19個(gè)澳大利亞商品蛋雞群進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查,MS抗體陽性率高達(dá)69%,統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明MS血清學(xué)狀態(tài)和一些蛋品質(zhì)參數(shù)如透明度、蛋殼破裂強(qiáng)度、蛋殼反射率和畸形率有一定的相關(guān)性。Feberwee A 等[4-5]研 究 表明,MS感染能夠使商品蛋雞群和肉種雞群的產(chǎn)蛋率降 低、蛋 殼 尖 端 缺 陷 (eggshell apex abnormalities,EAA)發(fā)生率升高。這種影響在意大利的產(chǎn)蛋雞群中也被監(jiān)測到[6]。
MS在種用雞群和商品代雞群的流行情況不同。多個(gè)國家的流行病學(xué)監(jiān)測表明MS在商品代雞群中有很高的流行率。Hagan等在英國隨機(jī)檢測了56個(gè)農(nóng)場的卵黃抗體樣品,有78.6%的農(nóng)場抗體陽性。Dufour-Gesbert F等[7]從超過60日齡的法國某蛋雞群里分離培養(yǎng)了53份樣品,其中有36份是MS陽性(68%)。Xavier J等[8]對(duì)阿根廷2003年1月至5月、2004年12月至2005年4月兩個(gè)時(shí)期的庭院養(yǎng)雞的2 441份血清樣品進(jìn)行了MS血清流行病學(xué)監(jiān)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)時(shí)期的MS血清抗體陽性率分別為68.6%和100%。而祖代和父母代種雞場情況則不同,F(xiàn)eberwee A等[9]在2005年至2006年對(duì)荷蘭一些商業(yè)雞場進(jìn)行了12個(gè)月MS血清流行病學(xué)調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛋雞和肉雞的祖代雞群MS血清陽性率分別為0和10%,蛋雞和肉雞的父母代雞群陽性率分別為25%和35%,商品蛋雞群和商品肉雞群的陽性率分別為50%和73%。由此可以看出,祖代和父母代種雞場由于有著高水平生物安全措施的實(shí)施,以及嚴(yán)格的接觸傳播控制和地理區(qū)域隔離,使得MS的血清陽性率低于商品代雞群。
MS目前在我國還沒有廣泛的流行病學(xué)數(shù)據(jù),但已有從河南、陜西、北京、廣東、廣西、呼和浩特和上海等地區(qū)分離到 MS的報(bào)道[10]。血清學(xué)調(diào)查表明國內(nèi)多個(gè)地區(qū)雞群中存在MS感染[11]。
支原體是最小的自我復(fù)制的微生物,有著非常小的基因組和蛋白質(zhì)組。支原體與宿主的相互作用主要反映在膜蛋白上,膜蛋白負(fù)責(zé)黏附宿主細(xì)胞,而且是宿主免疫應(yīng)答的主要目標(biāo)。在MS方面研究較多的膜蛋白是可變脂蛋白及血凝素蛋白(variable lipoprotein haemagglutinin,Vlh A)[12]。Vlh A 蛋白在介導(dǎo)黏附宿主細(xì)胞以及免疫逃避方面扮演重要角色。Vlh A蛋白經(jīng)過翻譯后切割產(chǎn)生氨基端部分(脂蛋白 MSPB)和羧基端部分(MSPA)。MSPA和MSPB都是表面暴露蛋白,具有高頻率的抗原變異性[13]。5′Vlh A基因區(qū)編碼富含脯氨酸的重復(fù)區(qū),在不同MS株之間是高度多態(tài)性的,這個(gè)區(qū)域的插入和缺失能導(dǎo)致不同MS株的MSPB長度發(fā)生變化,此外,5′Vlh A基因區(qū)和基因組假基因的重組能導(dǎo)致MSPB羧基端2/3區(qū),以及MSPA中的抗原決定簇發(fā)生改變,在不同MS株的MSPA蛋白上有著明顯的抗原差異[14]。迄今為止,只有MSPA被發(fā)現(xiàn)在介導(dǎo)黏附宿主細(xì)胞、以及MS感染的發(fā)病機(jī)理方面有著重要作用。而富含脯氨酸多肽具有免疫調(diào)節(jié)和加強(qiáng)抗體應(yīng)答的效果,推測MSPB可能誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答,在MS免疫逃避中有著一定作用[15]。
MS通過MSPA與宿主黏膜表面的受體相結(jié)合是其感染宿主細(xì)胞的第一步,由于MS簡化的基因組和有限的生物合成能力,需要從宿主那里獲得膽固醇、氨基酸、脂肪酸、維生素、核酸等其他營養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)而生長繁殖,這一過程可能引起宿主細(xì)胞損傷。而MS細(xì)胞內(nèi)所含的各種外毒素或內(nèi)毒素,如神經(jīng)氨酸酶、過氧化氫酶、卵磷脂酶等酶類以及其自身自然代謝產(chǎn)物,可引起宿主細(xì)胞損傷或死亡。
控制和清除支原體依賴于準(zhǔn)確及時(shí)地對(duì)感染群體做出診斷。高度敏感、準(zhǔn)確、快速的診斷方法對(duì)MS的監(jiān)測,最終建立無MS感染禽群是必須的。MS的診斷方法包括病原的培養(yǎng)和分離鑒定、血清學(xué)診斷以及分子生物學(xué)方法。
支原體培養(yǎng)和分離鑒定作為準(zhǔn)確診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”,是最可靠最經(jīng)典的診斷方法,常用來進(jìn)行血清學(xué)陽性樣本的確認(rèn)。但存在勞動(dòng)量大、浪費(fèi)時(shí)間的缺點(diǎn)。尤其在多種支原體以及其他細(xì)菌混合感染的情況下,它們的分離培養(yǎng)是非常費(fèi)時(shí)和有難度,而且陽性結(jié)果的獲得,通常需要4 d~7 d,甚至30 d。
最常用的血清學(xué)檢測方法包括血清平板凝聚試驗(yàn)(serum plate agglutination,SPA),血凝抑制試驗(yàn)(hemagglutination inhibition,HI),以及酶聯(lián)免疫吸附 試 驗(yàn) (enzymelinked immunosorbent assay,ELISA)。血清平板凝聚試驗(yàn)主要是檢測血清中的Ig M抗體,Ig M一般是感染后3 d~5 d出現(xiàn),持續(xù)70 d~80 d[8]。該技術(shù)快速,方便,在生產(chǎn)上應(yīng)用較多,但由于禽群滅活疫苗的使用、污染的血清以及交叉反應(yīng),該方法容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果。血凝抑制試驗(yàn)是一種操作簡易的血清學(xué)技術(shù),主要檢測血清中Ig G抗體,具有特異、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),但敏感性差。IgG抗體一般在感染后10 d才出現(xiàn),該方法不適用于MS感染的早期診斷。此外,該法耗時(shí)較長,在生產(chǎn)實(shí)踐中的推廣應(yīng)用受到一定限制。MS和MG(Mycoplasma gallisepticum)在血凝抑制試驗(yàn)中沒有交叉反應(yīng),這有助于 MG和MS感染的區(qū)分。ELISA做為世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)檢疫規(guī)范收錄的MS檢測技術(shù),是一種快速敏感的血清免疫學(xué)診斷技術(shù),為大量樣本的檢測提供了技術(shù)平臺(tái)。該技術(shù)除可用于檢測MS感染雞血清中的抗體水平,還可用于蛋黃中抗體的檢測。蛋黃樣本的檢測避免了血清樣本的昂貴,血樣采集對(duì)宿主造成的應(yīng)激,人員的培訓(xùn)等弊端。Hagan J C 等[16]對(duì)蛋黃樣本的ELISA檢測技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估,認(rèn)為用氯仿提取卵黃抗體進(jìn)行ELISA檢測是適合產(chǎn)蛋雞群MS監(jiān)測的一種有效方法。為解決ELISA用于MS檢測特異性不強(qiáng)的問題,多位學(xué)者對(duì)用于ELISA的包被抗原進(jìn)行了研究,早期用于檢測抗體的MS抗原多是一些粗制的、難以確定的膜組份,后來Noormohammad A H 等[17]用 MS代表株 WVU 1853的重組脂蛋白(r MSPB)作為包被抗原,建立了檢測不同株MS抗體的間接ELISA方法,增強(qiáng)了敏感性和特異性。
隨著技術(shù)的發(fā)展一些先進(jìn)的的血清免疫學(xué)方法不斷被研制出來,Oh K等[18]用 MSPA作為抗原,基于表面等離子體共振成像(SPRi)的蛋白質(zhì)芯片技術(shù)來檢測雞血清中的MS抗體,這種不用標(biāo)記的高通量方法比ELSIA更可靠,更節(jié)省時(shí)間。但是,世界衛(wèi)生組織僅把血清學(xué)檢測方法推薦為在群體中進(jìn)行禽支原體篩選監(jiān)測的工具,而不是個(gè)體診斷的工具。這是因?yàn)檫@些血清學(xué)檢測方法有著不同的特異性和敏感性。Feberwee A等[9]研究指出不應(yīng)該只依賴于某一種檢測方法,因?yàn)檫@些檢測方法存在著不同程度的假陽性結(jié)果。Luciano R L等[19]觀察到SPA、HI和ELSIA三種血清學(xué)檢測方法一致性不顯著,建議陽性結(jié)果應(yīng)該用傳統(tǒng)的微生物學(xué)病原分離和鑒定方法以及分子生物學(xué)方法進(jìn)行確定。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室病原分離培養(yǎng)及血清免疫學(xué)檢測方法耗時(shí)長、費(fèi)用昂貴,在快速診斷方面存在一定弊端,而且,由于血清學(xué)檢測方法是針對(duì)抗體進(jìn)行檢測的技術(shù),與MG存在明顯的交叉反應(yīng)性,所以,這兩種技術(shù)均不能滿足對(duì)MS進(jìn)行快速確診的要求。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,一些用于檢測MS的分子生物學(xué)方法相繼被建立起來。最早是用特異性的重組DNA探針來檢測MS,它們的敏感性是1 ng~2 ng靶DNA分子,相當(dāng)于大約106個(gè)菌落,但這樣大小的菌落數(shù)可能僅出現(xiàn)在急性感染的情況下。為了繼續(xù)提高檢測方法的敏感性和特異性,有學(xué)者根據(jù)MS的16 SrRNA序列設(shè)計(jì)引物對(duì)MS進(jìn)行PCR檢測,與病原培養(yǎng)分離以及血清學(xué)方法相比較,這種方法提高了檢測的敏感性和特異性。但是,由于死亡細(xì)胞的DNA也能夠用PCR方法擴(kuò)增出來,因此,PCR檢測結(jié)果和細(xì)菌細(xì)胞的活性以及感染性沒有直接關(guān)系。鑒于支原體的r RNA沒有DNA穩(wěn)定,基于MS的16 SrRNA的RT-PCR檢測方法被建立起來,可以用來檢測有活性的或者最近死亡的(23 h之內(nèi))MS細(xì)胞。
MS和MG存在著一定程度上的抗原相似性,用傳統(tǒng)的血清學(xué)檢測方法很難把它們區(qū)分開來。而基于16 SrRNA設(shè)計(jì)引物的PCR方法,由于相似性高達(dá)78%,還需要限制性酶切片段分析和特異性探針雜交方法進(jìn)行驗(yàn)證。而且這些方法會(huì)伴隨著其他非相關(guān)細(xì)菌DNA的擴(kuò)增。因此,基于支原體血凝素蛋白基因的PCR檢測方法相繼被建立起來。Hong Y等[20]根據(jù) MS的vlh A基因建立了真對(duì)不同來源的商業(yè)雞場MS田間分離株進(jìn)行檢測和分型PCR方法。MS和MG在臨床上常出現(xiàn)混合感染,對(duì)其進(jìn)行快速鑒別診斷是凈化和盡快采取防控措施的前提。Mardassi B B等[21]針對(duì)編碼 MG 血凝素蛋白基因p MGA1.2和MS的vlh A基因保守區(qū)設(shè)計(jì)引物,建立了多重套式PCR檢測方法,可以非常敏感和特異性的同時(shí)檢測這兩種重要的禽類支原體。與常規(guī)PCR技術(shù)相比,多重PCR簡化了檢測程序,特別是在臨床癥狀不典型、多種疾病混合感染的情況下,大大提高鑒別診斷的速度,節(jié)約生物試劑和人力資源。
此外,傳統(tǒng)的PCR檢測方法需要標(biāo)準(zhǔn)的凝膠電泳分析,增加了由于擴(kuò)增子攜帶污染導(dǎo)致的假陽性風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-time PCR)比普通PCR更敏感、更快速,而且不需要擴(kuò)增后的凝膠電泳分析。Jarquin R等[22]基于 MG和 MS的16 SrRNA設(shè)計(jì)引物,建立了Real-time SYBR green PCR分析方法,可以在同一反應(yīng)中檢測MG和MS,減少對(duì)霉形體暴發(fā)做出準(zhǔn)確診斷的時(shí)間。Sprygin基于MG的mgc2基因和MS的vlh A基因,用Taq Man標(biāo)記的探針作為內(nèi)參照避免了假陰性結(jié)果,建立了高度敏感性、特異性并且重復(fù)性好的多重Real-time Taq Man PCR分析方法,能夠同時(shí)檢測MG和MS,不僅可以用于商業(yè)雞群和火雞群,而且可以用于鴨和鵝的檢測[23]。
由于一些國家和地區(qū)使用致弱的MS活疫苗免疫雞群,疫苗株和田間分離株的鑒別對(duì)流行病學(xué)跟蹤是非常有意義的?;谶@種目的,MS限制性內(nèi)切酶多型性分析(RFLP)被建立起來。但RFLP需要病原分離培養(yǎng),提取基因組DNA,比較浪費(fèi)時(shí)間,尤其是一些單一MS分離株的后代,可能會(huì)發(fā)生基因組重排,導(dǎo)致結(jié)果不可信。為此,一些研究者通過對(duì)MS vlh A基因的單拷貝保守區(qū)進(jìn)行測序,進(jìn)行MS分型和流行病學(xué)調(diào)查[20]。此外,Jeffery N 等[24]建立了針對(duì)MS vlh A基因的以PCR基礎(chǔ)的單鏈構(gòu)象多態(tài)性和熔解曲線分析技術(shù),為檢測和鑒別MS株提供了高分辨率突變檢測工具。
良好的飼養(yǎng)管理和健全的生物安全措施是控制禽支原形體病的基礎(chǔ)。此外,還要加強(qiáng)祖代和父母代種雞群MS的流行病學(xué)檢測,致力于無支原體感染種雞群的培育。
藥物治療是防治禽支原體感染的一種常用方法,方便、快捷,能及時(shí)減輕已發(fā)病雞群的癥狀。但不同菌株對(duì)抗生素敏感性存在差異,最好對(duì)本場分離的支原體做藥敏試驗(yàn),選用高敏藥物進(jìn)行治療。Landman W J等[25]體外研究表明17種 MS荷蘭本地分離株以及典型株WVU 1853均對(duì)強(qiáng)力霉素、泰樂菌素和替米考星敏感。
隨著MS耐藥菌株的不斷出現(xiàn),以及禽產(chǎn)品的藥物殘留,藥物治療在生產(chǎn)上的應(yīng)用越來越受到限制。人們探討用疫苗接種來防制家禽支原體病,但支原體的培養(yǎng)條件比較苛刻,疫苗的制造成本比較高。目前僅在澳大利亞等國家有商品化的MS滅活疫苗和弱毒疫苗應(yīng)用[26]。相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,一些新型疫苗會(huì)被開發(fā)出來。
綜上所述,隨著越來越多關(guān)于家禽滑液囊支原體病原學(xué)、流行病學(xué)和感染致病機(jī)理等知識(shí)的積累,一些快速、敏感和準(zhǔn)確的檢測和診斷方法將會(huì)被陸續(xù)建立,一些新型疫苗將會(huì)被相繼開發(fā),同時(shí)也會(huì)篩選到一些更高效的治療藥物。支原體自身的變異特性、免疫逃逸功能決定了禽支原體病比急性、烈性傳染病更加難于控制,防控禽支原體病會(huì)是一項(xiàng)長期動(dòng)態(tài)、細(xì)致復(fù)雜的工作,要嚴(yán)格做好種用禽群的支原體凈化工作,建立無支原體感染種禽群,通過環(huán)境控制、有效疫苗免疫和敏感藥物程序性用藥,控制禽支原體病。
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