奶牛肺炎克雷伯菌乳房炎發(fā)生情況及其耐藥性

何文娟，劉云祥

(1.北京明日達(dá)科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100091；2.中地乳業(yè)集團(tuán)有限公司，北京 100028)

奶牛乳房炎可由多種病原侵染乳房引起，目前世界上已發(fā)現(xiàn)的病原有150多種[1-2]，包括細(xì)菌、支原體、真菌、病毒等。地域環(huán)境、季節(jié)氣候、牛群品種、生產(chǎn)管理、防控措施的不同，會影響奶牛乳房炎的發(fā)生率以及病原菌種類。國外非常重視肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎，認(rèn)為其是造成奶牛場經(jīng)濟(jì)損失的重要原因[3-4]；而我國對其關(guān)注度較低，缺乏針對性防控措施，因此在我國對肺炎克雷伯菌乳房炎有必要進(jìn)行深入研究。

1 肺炎克雷伯菌概述

肺炎克雷伯菌是腸桿菌科克雷伯菌屬中主要對人致病的一種革蘭氏陰性桿狀細(xì)菌，常存在于口腔、皮膚和腸道的正常菌群以及自然界中的水、土壤等環(huán)境中，1882年被Friedlander首先在大葉性肺炎中分離出來。該菌兼性厭氧，能在15 ℃～40 ℃環(huán)境中生長(37 ℃最佳)，最適pH為7.0～7.6，呈卵圓形狀，單獨(dú)、成雙或短鏈狀，大小為0.5～0.8 μm×12 μm，在血平板上形成灰白色、黏液狀的大菌落，在斜面上能長成白色半流動狀粘稠菌落，在含糖培養(yǎng)基上能形成較厚莢膜，可產(chǎn)生莢膜多糖、脂多糖和蛋白質(zhì)等胞外毒性復(fù)合物。肺炎克雷伯菌的莢膜有多種類型，目前已經(jīng)鑒定出77種[5]。此外，莢膜多糖與肺炎克雷伯菌的致病性密切相關(guān)，有莢膜的菌株毒力比沒有莢膜的菌株毒力更強(qiáng)。肺炎克雷伯菌主要分布于人和動物的呼吸道、泌尿生殖道和消化道等處[6]。有研究報道，當(dāng)人或動物機(jī)體免疫力正常的情況下，肺炎克雷伯菌不會發(fā)病而是潛伏在機(jī)體內(nèi)；當(dāng)機(jī)體免疫力下降時該菌能夠突破保護(hù)屏障迅速繁殖，并導(dǎo)致人或動物出現(xiàn)明顯的臨床病癥[7]。如果肺炎克雷伯菌以各種形式進(jìn)入奶牛乳房，會引發(fā)奶牛嚴(yán)重的乳房炎。

2 肺炎克雷伯菌引起的奶牛乳房炎

肺炎克雷伯菌感染乳腺也會像大腸桿菌感染一樣引起機(jī)體免疫反應(yīng)，在白細(xì)胞殺死菌株后，釋放內(nèi)毒素(LPS)，從而產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。與大腸桿菌不同的是，克雷伯菌侵入乳房組織深處，并破壞腺體的分泌能力，在病程上多為慢性病，導(dǎo)致受其感染的奶牛長期產(chǎn)奶量下降?？死撞鹉膛Ｈ榉垦椎淖园l(fā)治愈率約35%，通過治療的治愈率最高也僅50%，遠(yuǎn)低于其他大腸菌群[7]。

國外對肺炎克雷伯菌引起奶牛乳房炎的報道雖然較多[7-14],但多將克雷伯菌屬視為一個整體進(jìn)行討論，僅有少量數(shù)據(jù)明確表明了其引起奶牛臨床型乳房炎的比例。Unnerstad等2009年調(diào)查發(fā)現(xiàn)在加拿大和瑞典，克雷伯氏菌分別占所有臨床型乳房炎病例的4%[3]；津巴布韋2013年分離多個奶牛養(yǎng)殖場中乳房炎的致病菌，其中肺炎克雷伯菌約占細(xì)菌總數(shù)的15.5%[15]。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，與其他細(xì)菌性乳房炎相比，克雷伯菌性乳房炎的抗菌藥物治療效果多不理想，更容易發(fā)生死亡或被淘汰[16-17]。

肺炎克雷伯菌是我國多省份引起奶牛乳房炎的最主要革蘭陰性菌之一，約占分離致病菌株總數(shù)的12%[18]。Gao等人2014—2016報道我國北方七省(黑龍江省、遼寧省、河北省、天津市、北京市、山東省和河南省)較大型奶牛場(>500頭)的克雷伯屬細(xì)菌的平均分離率14.4%[19]，表明牧場大小、衛(wèi)生條件和管理水平等可能會影響肺炎克雷伯菌在奶牛群中的發(fā)病。2019年王樂等人從奶牛乳房炎中，分離出了 6株肺炎克雷伯菌[20]。2019年曹菲菲等人從江蘇、廣州、河北、安徽、山西、內(nèi)蒙古、浙江等地區(qū)的11個規(guī)模化牧場采集了856 份乳房炎牛奶樣品，分離得到119 株肺炎克雷伯菌株[21]。He(2020)在2018年—2019年間，對分別位于山東省、黑龍江省和河北省的三家規(guī)?；B(yǎng)殖場進(jìn)行持續(xù)跟蹤，共采集了患臨床型乳房炎奶牛奶樣6301份，分離183株肺炎克雷伯菌，平均分離率為2.94%。其中，2018年分離率為3.03%，2019年年平均分離率為2.80%，兩年間各省乳房炎源肺炎克雷伯菌的分離率沒有顯著性差異，表明盡管肺炎克雷伯菌在我國北方地區(qū)奶牛中的發(fā)病率較低，但其能持續(xù)穩(wěn)定存在，是導(dǎo)致奶牛乳房炎的重要致病菌之一[22]。

3 肺炎克雷伯菌的耐藥情況

肺炎克雷伯菌的耐藥性較為嚴(yán)重，且多藥耐藥菌株不斷出現(xiàn)，尤其是醫(yī)源性菌株較為嚴(yán)重。肺炎克雷伯菌染色體中存在SHV-1青霉素酶，對氨芐西林具有先天耐藥性[23]；對其他藥物的耐藥性偶爾會通過染色體突變產(chǎn)生[24]。目前肺炎克雷伯菌質(zhì)粒是耐藥基因的主要來源[25]。研究表明，具有產(chǎn)生超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)能力的克雷伯菌幾乎對除碳青霉烯類以外的所有β-內(nèi)酰胺類抗生素具有耐藥性。法國10%至30%的肺炎克雷伯菌菌株產(chǎn)生TEM或SHV家族的質(zhì)粒介導(dǎo)的ESBLs[26]。1990年至1992年間，5%的肺炎克雷伯菌臨床分離株產(chǎn)生ESBLs[27]。Sikarwar(2011年)從印度不同地區(qū)收集的20株肺炎克雷伯菌中，54%的菌株具有多重耐藥性，60%以上的菌株對氯霉素和四環(huán)素耐藥，28%～76%的菌株對頭孢噻肟耐藥[28]。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)二項式檢驗，哌拉西林、卡賓西林、氧氟沙星、氨芐西林、復(fù)方新諾明、氯霉素對肺炎克雷伯菌有中度耐藥性[28]。Sanchez等發(fā)現(xiàn)1998—2010年間3132354株肺炎克雷伯菌的抗生素耐藥性監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌對四環(huán)素和丁胺卡那霉素的交叉耐藥性較低，但菌株對除了四環(huán)素外的其它抗菌藥物的耐藥性都顯著增加[29]。亞胺培南和美羅培南是兩種常見的碳青霉烯類抗菌藥物，根據(jù)我國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)公布的調(diào)查結(jié)果，在2005年肺炎克雷伯菌對這兩種藥物的耐藥性比率分別為3.0%和2.9%，但到了2017年該菌對兩種藥物的抗藥性比率就達(dá)到了20.9%和24.0%，有約8倍的上升幅度[30]。四川省內(nèi)分離到的肺炎克雷伯菌對碳青霉烯類藥物的耐藥性比率2014年為2.3%，到2015年就上升到3.4%，雖然上升幅度不高，但這種耐藥趨勢是需要關(guān)注的[30]。

奶牛乳房炎分離的克雷伯菌通常也對多種抗生素具有耐藥性。Unnerstad等人[3]發(fā)現(xiàn)瑞典奶牛乳房炎分離的肺炎克雷伯菌，對慶大霉素不耐藥。2018年Jone等人[31]對歐洲9國分離自乳房炎的肺炎克雷伯菌株對阿莫西林/克拉維酸鉀、卡那霉素表現(xiàn)出低水平耐藥(1.1%～6.4%)，對四環(huán)素表現(xiàn)出中等耐藥(19.5%)，但對頭孢噻呋不耐藥。2018年張穎欣等發(fā)現(xiàn)國內(nèi)13個省份收集到的奶樣中，耐藥型肺炎克雷伯菌的流行率約為13.7%[32]。2019年曹菲菲等分離自奶牛乳房炎樣品的119 株肺炎克雷伯菌對氨比西林的耐藥率達(dá)到了94.96%[21]。Nathisuwan(2001)研究表明克雷伯菌幾乎對除碳青霉烯類外的所有β-內(nèi)酰胺類抗生素具有耐藥性[33]。Jonathan(2020年)分析臨床乳房炎病例中分離的克雷伯菌耐藥性發(fā)現(xiàn)，42%的分離株對一種或多種抗生素耐藥，如鏈霉素(38%)、四環(huán)素(19%)、大觀霉素(13%)、硫索惡唑(13%)和卡那霉素(2%)[34]。肺炎克雷伯菌耐藥菌株的不斷進(jìn)化，就會增加該菌對常規(guī)抗生素的耐藥性，最終增加臨床治療的難度。He(2020)對2018和2019年分離自奶牛乳房炎中的183株肺炎克雷伯菌進(jìn)行了12種抗菌藥物的敏感性試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2018和2019年分離的肺炎克雷伯菌對復(fù)方新諾明的耐藥率均在90.0%以上，2018年為96.7%、2019年為97.8%，且顯著高于其他藥物的耐藥率(25.0%以下)；對多西環(huán)素表現(xiàn)出中等耐藥(15.4%～25.0%)；2018年分離株對頭孢曲松、頭孢噻呋和多西環(huán)素耐藥率較高于2019年分離株，2019年分離株對氟苯尼考耐藥率高于2018年，而對慶大霉素、氟苯尼考、環(huán)丙沙星、頭孢曲松、替加環(huán)素、阿莫西林/克拉維酸鉀和卡那霉素表現(xiàn)出較低水平耐(1.0%～7.7%)，對美羅培南和多黏菌素菌不耐藥。其他抗生素均表現(xiàn)為低水平耐藥，耐藥率低于5.0%，其中替加環(huán)素、環(huán)丙沙星、阿莫西林/克拉維酸鉀、卡那霉素維持在1.0%左右的低耐藥率，而對美羅培南和多黏菌素菌尚未耐藥[22]。

He(2020)對不同地區(qū)(河北、黑龍江和山東)奶牛乳房感染肺炎克雷伯菌的耐藥率進(jìn)行比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各地區(qū)肺炎克雷伯菌耐藥譜存在差異：河北省分離的肺克對頭孢曲松耐藥率高于其他省份，對慶大霉素、環(huán)丙沙星和卡那霉素敏感；黑龍江省分離的肺克對多西環(huán)素耐藥率高于其他省份，對頭孢曲松、頭孢噻呋耐藥率低于其他地區(qū)，對環(huán)丙沙星、阿莫西林/克拉維酸敏感；山東省分離的肺克除對頭孢噻呋耐藥率高于其他省份外，其他抗生素耐藥率都低于其他[22]。

4 肺炎克雷伯菌乳房炎的預(yù)防

肺炎克雷伯菌是奶牛臨床乳房炎的常見病原，其主要來源是有機(jī)墊料。乳頭末端污染和臨床乳房炎的發(fā)生率與臥床墊料中的細(xì)菌負(fù)荷有關(guān)[10]。干凈或回收的沙子中的克雷伯氏菌水平通常較低，尤其是當(dāng)沙子第一次墊臥床時。使用期間，臥床墊料中克雷伯菌株數(shù)量增加，如沙床在冬季通常增加約100倍，而夏季增加了1 000倍[11]?？死撞暇纱嬖谟诨钅局衃7]，新鮮鋸屑墊料可能是一個來源。其他有機(jī)鋪墊材料，如再生報紙和稻草也支持克雷伯菌的生長[9]。保持環(huán)境衛(wèi)生和使用無機(jī)墊料，如沙子，是控制克雷伯菌乳房炎的良好辦法。研究表明，含肺炎克雷伯菌奶牛的糞便排泄到使用無機(jī)墊料或其他不含克雷伯菌墊料的畜群中并蓄積，進(jìn)而感染奶牛乳房[12]。肺炎克雷伯菌局部感染時，通常不建議使用抗生素治療，一旦使用抗生素治療，導(dǎo)致菌株死亡釋放的內(nèi)毒素會加重病程；但是在某些情況下，克雷伯菌感染會變成全身性的，在這種情況下又不得不選擇包括液體、抗炎藥和全身抗菌治療等全身性和支持性治療方法[7]。

5 總結(jié)

目前，對克雷伯菌慢性感染的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，而且奶牛乳房炎分離的克雷伯菌通常也對多種抗生素具有耐藥性，所以對這類細(xì)菌感染的防控需重點(diǎn)放在預(yù)防上，而不是治療上。盡管大腸桿菌乳房炎疫苗(J5菌苗)的使用已經(jīng)證明可以降低包括克雷伯菌屬等腸桿菌科細(xì)細(xì)菌引起乳房炎的嚴(yán)重程度，但是這些疫苗不能降低乳房炎的發(fā)病率[13]。因此，當(dāng)前對克雷伯菌的控制最有效的方式仍然是加強(qiáng)環(huán)境管理、保持清潔干燥的臥床和實(shí)施合適的擠奶程序。