牛呼吸道疾病綜合征防治研究進展

陳 平，王 斐，何振富，郝懷志 (甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070)

牛呼吸道疾病綜合征(bovine respiratory disease complex，BRDC)是由環(huán)境(如斷奶、運輸、混群、擁擠和通風不良)、宿主自身和病原體等多種因素相互作用引起的牛肺炎、運輸熱、支氣管炎等疾病的統(tǒng)稱。該病發(fā)病率和死亡率都較高，是一種在世界范圍內(nèi)危害養(yǎng)牛業(yè)健康發(fā)展的重要疾病[1]，常見于犢牛和新引進牛群，多發(fā)于秋、冬季節(jié)。

1 病原學分析

引起牛呼吸系統(tǒng)疾病的病原主要包括細菌、病毒和支原體。細菌性病原主要包括溶血性曼氏桿菌(Mannheimiahaemolytica)、多殺性巴氏桿菌(Pasteurellamultocida)、牛昏睡嗜血桿菌(Haemophiluosomnus)、化膿隱秘桿菌(Trueperellapyogenes)和結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis)等；病毒性病原主要包括牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)、D型流感病毒(IDV)、牛皰疹病毒1型(BHV-1)、牛傳染性鼻氣管炎病毒(IBRV)和牛副流感3型病毒(PIV-3)等；牛支原體也可誘發(fā)牛呼吸系統(tǒng)疾病[2]。通常情況下，上述病原常形成混合型感染，因而往往需要借助實驗室診斷才能確定病原體類型。

通過線性判別分析顯示，健康和患呼吸系統(tǒng)疾病犢牛的鼻咽微生物群存在顯著性差異，黏膜微生物群的變化與犢牛進入飼養(yǎng)場后第1個月內(nèi)對牛呼吸道疾病(bovine respiratory disease,BRD)敏感性的增加有關(guān)，而飼喂過渡、混群、接種疫苗等其他因素對生長中的牛鼻咽部微生物群的影響還需要進一步研究[3]。

2 臨床特征

2.1 臨床癥狀患有呼吸系統(tǒng)疾病的動物通常有抑郁、厭食、發(fā)熱、咳嗽、呼吸和心率增高、呼吸噪聲異常和雙側(cè)鼻流等癥狀[4]。研究表明，在動物疾病模型中預先感染BHV-1而沒感染BVDV2型(BVDV-2)會引起牛支原體感染相關(guān)的呼吸道疾病。牛支原體引起的呼吸道疾病在接觸BHV-1時加重，而接觸BVDV-2時不加重[5]。研究表明，健康牛感染牛呼吸道合胞體病毒后，其體內(nèi)CD4 T細胞和γδ T細胞參與免疫應答產(chǎn)生IL-17、IL-21和IL-22；同時與溶血性曼氏桿菌協(xié)同感染形成BRDC，體內(nèi)γδ T細胞產(chǎn)生更多的IL-17，進而產(chǎn)生強烈的免疫應答[6]。犢牛在感染后7 d，用qPCR檢測IL-17及Th17相關(guān)細胞因子IL-21和IL-22的表達， 發(fā)現(xiàn)BRSV感染導致犢牛肺臟中IL-17和IL-22的表達顯著增加，IL-21表達無明顯升高，IL-17促進了促炎趨化因子IL-8的增加。

2.2 組織病理學特征通過研究不同病原體感染牛呼吸道的發(fā)病機理及病理癥狀，結(jié)果顯示BRSV感染的牛肺呈大葉樣實變；IBRV感染后呈肺實變和散在的肺不張及壞死區(qū)，IBRV感染的喉部呈現(xiàn)潰瘍和糜爛；BVDV感染的肺呈散在的小范圍實變；溶血性曼氏桿菌感染的肺顯示不規(guī)則暗紅色實變區(qū)域，邊緣為淺灰色炎性浸潤，小葉間隔擴大；多殺性巴氏桿菌感染的肺部有微小的病灶及散在實變區(qū)域；牛支原體感染的肺顯示局灶性實變區(qū)域，并伴有管腔滲出。所以，應用組織病理學檢查可輔助診斷BRDC的感染源[7]。

3 診斷與檢測

3.1 臨床診斷有研究表明，利用降鈣素原、新蝶呤、結(jié)合珠蛋白(Hpt)、血清淀粉樣蛋白A(SAA)和促炎細胞因子的變化能夠診斷和預后牛傳染性呼吸道疾病。原降鈣素、新蝶呤可作為飼養(yǎng)場犢牛呼吸道疾病的生物標志物，同時，飼養(yǎng)場患有呼吸道疾病的犢牛會檢測到更高水平的細胞因子、血紅蛋白和血清淀粉樣蛋白A，高水平表達的血液生物標志物可協(xié)助診斷犢牛呼吸道疾病[8]。Hpt和SAA被認為是自然發(fā)生的牛呼吸系統(tǒng)疾病的候選生物標志物，與對照組健康牛相比，患病牛的Hpt和SAA水平顯著提升，而血清白蛋白(Alb)濃度顯著降低。氧化應激標志物中，脂質(zhì)過氧化物(LPO)升高，超氧化物歧化酶(SOD)、還原型谷胱甘肽(R-GSH)和過氧化氫酶(CAT)顯著降低。因此，Hpt可能是BRD最敏感的生物標志物，Hpt和氧化應激生物標志物的聯(lián)合使用將大大提高診斷的準確性[9]。

3.2 病原學檢測由于肉牛呼吸道疾病常存在混合感染，患病牛感染的病原體多具有復雜性。近年來，多重PCR快速診斷肉牛呼吸道疾病病原體的方法不斷更新，IBRV和牛支原體雙重PCR、主要細菌性病原菌多重PCR、牛黏膜病病毒(BVDV)、牛副流感病毒3型(BPIV-3)、IBRV、BVDV和牛呼吸道合胞體病毒多重PCR[10-12]、溶血性曼氏桿菌和多殺性巴氏桿菌雙重PCR[13]、牛冠狀病毒PCR[14-15]等檢測方法相繼出現(xiàn)。

通過病毒宏基因組測序分析牛呼吸道疾病相關(guān)的病毒特性，發(fā)現(xiàn)在檢測出的21個病毒樣本中，牛A型鼻炎病毒(占比52.7%)、牛B型鼻炎病毒(占比23.7%)和牛冠狀病毒(占比24.7%)最為常見；而BVDV、牛皰疹病毒、牛呼吸道合胞體病毒和BPIV-3的檢出率相對較低[16]。還有學者通過Illumina MiSeq 擴增16S rRNA基因序列，檢測分析病牛肺和縱隔淋巴結(jié)組織中病原菌，發(fā)現(xiàn)了一種與BRD相關(guān)的新細菌[17]。該細菌被歸類為細菌家族細毛菌科(Leptotrichiaceae)，在患BRD牛的肺病變組織中是一種優(yōu)勢物種，在健康的無病變肺組織中不存在。通過MALDI-TOF質(zhì)譜監(jiān)測方法可有效檢測溶血性曼氏桿菌，鑒定結(jié)果與微生物診斷方法的一致性達到100%[18]。在患BRDC牛支氣管肺泡的灌洗液中，通過實時熒光定量PCR可及時、準確地檢測與BRD相關(guān)的3種支原體[19]。

在牛鼻旁竇的細菌菌群中，一氧化氮存在持久性的潛在作用，MURRAY等[20]通過免疫組化方法研究了在鼻竇上皮內(nèi)的抗菌分子一氧化氮的潛在作用，發(fā)現(xiàn)在76.5%的動物樣本中可檢測到誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的表達，表明一氧化氮在牛鼻竇中起著一定的保護作用。另外，通過統(tǒng)計患BRD牛血液中皮質(zhì)醇、IgG、IL-8含量與呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)BRD與皮質(zhì)醇含量呈現(xiàn)負相關(guān)，與IgG和IL-8含量呈現(xiàn)正相關(guān)[21]。

3.3 輔助檢測采用計算機輔助聽診器和便攜式超聲檢查對有BRD征象的犢牛進行檢查，發(fā)現(xiàn)在肺超聲診斷BRD的初始診斷中使用計算機輔助評分有助于對患病動物進行初始識別和疾病風險評估[22]。核磁共振(NMR)代謝組學分析顯示，在檢測水溶性和脂質(zhì)代謝提取物時，患有支氣管肺炎犢牛的代謝產(chǎn)物相對于健康犢牛發(fā)生改變，2-甲基戊二酸、苯丙氨酸、磷脂酰膽堿代謝增加，乙醇、二甲基砜、丙酸鹽、醋酸鹽、尿囊素、游離膽固醇、膽固醇代謝減少，說明檢測以上代謝產(chǎn)物對犢牛支氣管肺炎的發(fā)病機制有一定的臨床意義[23]。動物行為學也可以輔助診斷BRD，通過電子喂食器記錄犢牛斷奶前進食行為及進食數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)與健康犢牛相比，患有BRD犢牛在發(fā)現(xiàn)BRD的前3 d，凈能量攝入減少約8%[24]。

4 預防措施

由于牛支原體具有很高的宿主特異性，能復現(xiàn)牛支原體疾病的理想攻毒模型還沒有建立，嚴重阻礙了牛支原體疫苗的研發(fā)[25]。牛支原體與多殺性巴氏桿菌、溶血性曼氏桿菌等病原體存在協(xié)同感染，表明多聯(lián)苗的使用在預防牛支原體相關(guān)疾病方面可能具有更好的效果[26]。牛支原體只有黏附于宿主細胞才能進行隨后的定植和感染，因此，黏膜免疫是宿主預防牛支原體感染的重要環(huán)節(jié)。此外，免疫途徑的選擇也很重要，理想的免疫方法(如噴鼻免疫法)應能使疫苗直接接觸到呼吸道黏膜表面，誘導宿主產(chǎn)生黏膜免疫[27]。已有研究證明BPIV-3、牛呼吸道合胞體病毒、BVDV和溶血性曼氏桿菌4價苗在接種后6個月內(nèi)會保持穩(wěn)定的效力[28]。

在犢牛斷奶前后單獨接種多價修飾活病毒疫苗(MLV)或溶血曼氏桿菌/多殺巴氏桿菌二聯(lián)苗可降低斷奶后BRD的發(fā)病率和死亡率。但是單獨接種MLV或MLV與溶血曼氏桿菌/多殺巴氏桿菌二聯(lián)苗聯(lián)合接種對降低BRD發(fā)病率和死亡率的有效性有相互矛盾的證據(jù)。初乳中母體特異性抗體水平、各農(nóng)場呼吸道病毒的生態(tài)系統(tǒng)以及與疫苗病毒株的同源性會影響B(tài)RD疫苗在犢牛和奶牛中的接種效果[29]。

通過轉(zhuǎn)錄組測序比較了4種牛NK-lysin基因在健康牛和患BRD牛中的表達，發(fā)現(xiàn)與對照健康動物相比，攻毒動物中幾種NK-lysin(尤其是NK2C)的表達均有所升高。在模型膜和生物膜上測試各基因產(chǎn)物的功能區(qū)螺旋2和螺旋3對應的合成肽作用，發(fā)現(xiàn)牛NK-lysin基因家族在宿主防御牛呼吸道疾病病原體方面具有潛在的重要作用[30]。

5 治療

通過對比不同抗生素的治療效果發(fā)現(xiàn)，同氧四環(huán)素和杜蘭霉素相比，甘霉素治療能顯著降低BRD的發(fā)病率[31]。采用氟苯尼考加氟尼辛甲葡胺配方單次給藥治療BRD，結(jié)果顯示，在治療6 h后病牛直腸溫度顯著降低，臨床指標(抑郁和呼吸體征)明顯改善，效果明顯好于單獨采用氟苯尼考治療[32]；表明聯(lián)合給藥治療效果顯著優(yōu)于單獨給藥治療。對于牛支原體感染，多種抗生素對牛支原體無治療效果，牛支原體治療時應選擇四環(huán)素類、替米考星或壯觀霉素、喹諾酮類藥物如環(huán)丙沙星等敏感抗生素，用藥療程應維持在7～10 d。治療過程中，應注意控制合并感染或繼發(fā)感染，根據(jù)病情適時采取解熱鎮(zhèn)痛、補充體液、糾正電解質(zhì)平衡紊亂等輔助治療措施[33]。

中獸藥及食品源性藥物可有效防治牛呼吸道疾病。通過氣相色譜方法檢測印度藏茴香、百里香和肉桂葉中精油對牛呼吸道病原體的抑菌作用，發(fā)現(xiàn)它們能完全或部分抑制牛呼吸道病原體如血性曼氏桿菌血清型、多殺性巴氏桿菌和睡眠嗜組織菌的生長[34]。研究表明，犢牛患有呼吸道疾病后，可將患病犢牛單獨隔離，使用抗生素及中成藥聯(lián)合治療。在整個牛群的飼料中添加98%的土霉素，粉劑添加量按體質(zhì)量15 mg/kg，連續(xù)使用1周，同時肌肉注射壯觀霉素，30 mg/kg，1次/d，連續(xù)使用3 d，同時聯(lián)合使用清瘟解毒、止咳化痰的中藥，水煎后用藥，3次/d，連續(xù)使用3 d。采用中西藥治療3 d后，患病犢牛臨床癥狀消退，病情好轉(zhuǎn)，繼續(xù)用藥1周，養(yǎng)殖場患病牛的臨床癥狀消失，沒有繼續(xù)發(fā)病[35]，說明抗生素和中獸藥聯(lián)合治療可有效緩解犢牛呼吸道癥狀。

6 小結(jié)

牛呼吸道疾病是由多種病因引起的綜合性疾病，中獸藥與抗生素聯(lián)合使用是未來治療肉牛呼吸道疾病的方向，這將有效減少肉類中抗生素殘留。目前家畜家禽已廣泛使用中獸藥預防、治療呼吸道疾病，中獸藥及抗生素聯(lián)合使用在奶山羊、豬及家禽等畜禽飼養(yǎng)中均有報道[36-38]。在部分病原的疫苗沒有研發(fā)成功之前，中獸藥可作為有效預防呼吸道疾病的重要方式，對預防秋冬季節(jié)肉牛呼吸道疾病具有明顯的效果。