王運盛 夏茂華 李祥翔 盧 巖 趙素芬 國欣欣 佘銳萍 張成林 趙 巖 普天春*
(1.北京動物園管理處,北京,100044;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué),北京,100094)
大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)被譽為“活化石”和“中國國寶”。截至2013年底,全國野生大熊貓種群數(shù)量為1 864只,全球圈養(yǎng)大熊貓種群數(shù)量為375只,到2018年底圈養(yǎng)數(shù)量達548只[1-3]。近年來,為拯救大熊貓這一珍貴自然資源,我國政府組織人力、物力從多學(xué)科、多角度對大熊貓進行研究,但是關(guān)于大熊貓死亡及瀕危原因還留有很多疑問[4]。大熊貓對目前的生活環(huán)境適應(yīng)能力差是其瀕臨滅絕的重要內(nèi)在因素之一,疾病死亡也是引起大熊貓數(shù)量減少的重要因素。
心肌炎是指心肌的炎癥。一般情況下,動物的心肌炎呈急性經(jīng)過,病理學(xué)觀察中往往發(fā)現(xiàn)伴有明顯的心肌纖維變性和壞死過程。近年來,隨著國內(nèi)圈養(yǎng)野生動物數(shù)量的增加,以及野生動物診療工作的不斷深入,野生動物心肌炎患病情況呈現(xiàn)上升趨勢?,F(xiàn)階段已在多種動物中發(fā)現(xiàn)該疾病,如羊駝(Vicugnapacos)、狼(Canislupus)和玳瑁(Eretmochelysimbricata)等[5-7]。如何診斷大熊貓是否患有心肌炎,以及在心肌炎發(fā)生發(fā)展過程中心臟功能和結(jié)構(gòu)的改變對大熊貓的健康有何意義,現(xiàn)階段研究報道還很少見。因此,為了解死亡大熊貓心臟病理學(xué)變化特點,本研究通過組織病理學(xué)方法,對北京動物園過去22年中11例死亡大熊貓的心臟組織進行系統(tǒng)觀察,為今后大熊貓相關(guān)工作的開展提供病理學(xué)依據(jù)。
11例心臟組織采自北京動物園死亡的大熊貓。對死亡大熊貓進行剖檢,取心臟組織置于10%甲醛溶液中固定。大熊貓心臟樣本來源及背景資料見表1。
表1 11例死亡大熊貓背景資料
石蠟切片經(jīng)二甲苯脫蠟,無水乙醇、95%乙醇、85%乙醇、75%乙醇和50%乙醇梯度復(fù)水,下行至雙蒸水中,蘇木精染色10 min,1%鹽酸酒精分色數(shù)秒,水洗返藍15 min,再依次通過50%乙醇、75%乙醇、85%乙醇和95%乙醇梯度脫水后,伊紅染色1 min,95%乙醇洗滌,再經(jīng)無水乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。將切片放置于溫箱內(nèi)37 ℃過夜烘干后鏡檢。光學(xué)顯微鏡下觀察組織病理學(xué)變化。
為便于病變比較,于低倍鏡下隨機觀察每張切片的15個視野,統(tǒng)計心臟病變面積占視野面積的比例,將各臟器病變程度進行量化,分為5個等級,未見明顯病變以“-”標(biāo)示;出現(xiàn)輕微病變以“+”標(biāo)示,指病變面積小于視野面積的1/4;出現(xiàn)輕度病變以“++”標(biāo)示,指病變面積占視野面積的1/4~1/2;出現(xiàn)中度病變以“+++”標(biāo)示,指病變面積占視野面積的1/2~3/4;出現(xiàn)重度病變以“++++”標(biāo)示,指病變面積大于視野面積的3/4。
11例死亡大熊貓中,5例未做剖檢記錄,其余6例有詳細的剖檢記錄。該6例記錄的主要病變特征均為右心室顯著擴張,右心室壁肌肉松弛,其中有3例右心室心肌極度松弛,有2例左心室心肌肥厚。詳細剖檢記錄如下。
文文:心肌色淡,心肌質(zhì)地柔軟,心大靜脈及其分支中度擴張淤血。右心室塌陷,心尖部鈍圓(圖1A)。
元晶:心肌外觀顏色呈黃紅色,心大靜脈及其分支中度擴張淤血。右心室擴張(圖1B),心尖部鈍圓,切開可見右心室積滿紫黑色凝固不良的血水和血凝塊(圖1C),右心壁薄而柔軟。
京蓉:心肌顏色淡紅,心臟基部橫徑長于縱徑,心肌質(zhì)地極度松弛、柔軟。右心室明顯塌陷,心壁菲薄(圖1D)。
妞妞:心臟外觀呈深粉紅色,心尖部呈半圓球狀。左心壁肥厚而質(zhì)軟(圖1E)。右心室松弛塌陷(圖1F)。
犇犇:心臟外觀色淡,靜脈血管明顯擴張(圖1G)。右心室擴張,心壁薄而軟,心室內(nèi)血液凝固不良,含有淡黃色膠凍樣物質(zhì)。
京惠:心臟表面靜脈血管怒張(圖1H),心肌色淡,心尖部鈍圓,心外膜表面散見黃白色斑條和出血斑紋。右心室擴張,心壁菲薄、松弛而柔軟。左心壁肥厚(圖1I)。心包內(nèi)積有少量淡紅色液體。
圖1 死亡大熊貓心臟臨床剖檢病理
文文:心肌纖維變性,出現(xiàn)多發(fā)性的局灶性凝固性壞死,尤其在心內(nèi)膜下和血管周圍心肌呈片壞死。局部見有少量炎性細胞浸潤,心肌纖維呈現(xiàn)輕微鈣化(圖2A)。
元晶:心肌纖維發(fā)生明顯的顆粒變性,小血管壁中膜平滑肌纖維變性,血管周圍心肌纖維肌漿流失,液化壞死。間質(zhì)明顯水腫,有局灶性出血(圖2B)。
京蓉:心肌纖維變性、壞死,呈波浪狀,核固縮或溶解消失。小血管壁內(nèi)膜增厚,中膜平滑肌纖維嚴重變性,血管周圍心肌纖維肌漿流失,液化壞死。間質(zhì)明顯水腫,散有少數(shù)炎性細胞浸潤(圖2C)。
妞妞:心肌細胞水腫,肌漿蛋白變性流失,出現(xiàn)多發(fā)性局灶性片狀液化壞死。同時可見彌散核固縮性凝固性壞死,間質(zhì)輕度水腫(圖2D)。
犇犇:心肌發(fā)生多發(fā)性、大面積帶狀肌漿溶解性壞死,血管周圍尤其顯著。小動脈管內(nèi)皮普遍增生,血管壁明顯增厚,中膜平滑肌纖維嚴重變性。小靜脈管內(nèi)皮單薄,腔內(nèi)常見有均質(zhì)紅染物附著于管壁上。間質(zhì)輕微水腫,壞死區(qū)組織有輕度鈣化(圖2E)。
京惠:心肌間隙明顯增寬,組織疏松水腫。心肌纖維肥大,出現(xiàn)多發(fā)性片狀凝固性壞死或肌漿溶解性壞死,肌纖維斷裂或呈波浪狀(圖2F)。
良良:局灶性出血,間質(zhì)水腫,血管周圍的心肌出現(xiàn)節(jié)斷性肌漿溶解性壞死,局部肌纖維呈波浪性壞死。小血管壁中膜極顯著增厚,發(fā)生透明變性。局部有出血現(xiàn)象,散見纖維結(jié)締組織增生,肌纖維輕度鈣化(圖2G)。
京京:心肌纖維顯著腫脹,心肌壞死,散在局灶性溶解性肌纖維壞死,心肌纖維中有明顯鈣鹽沉積(圖2H)。
京秀:肌纖維輕度腫脹,呈多發(fā)性片狀或條帶狀壞死,表現(xiàn)有液化性或凝固性壞死,心肌纖維中有明顯鈣鹽沉積。間質(zhì)顯著增寬、水腫(圖2I)。
京欣:心內(nèi)、外膜水腫增厚,肌層發(fā)生液化性壞死。心內(nèi)膜下浦肯野細胞核溶解空化。間質(zhì)血管充血,血管周圍心肌纖維可見液化性壞死(圖2J)。
京剛:心肌纖維變性,呈多發(fā)性片狀或條帶狀壞死,既表現(xiàn)有液化性壞死,也有凝固性壞死,在血管周圍呈液化性壞死,間質(zhì)輕度水腫(圖2K)。
圖2 死亡大熊貓心臟病理
從臨床剖檢結(jié)果可見,有剖檢記錄的6例大熊貓心臟組織均見有明顯的心室擴張、心肌顯著松弛特征。通過病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn):11例死亡大熊貓的心肌全部出現(xiàn)明顯的變性、壞死癥狀,其中9例心肌見有不同程度的鈣化現(xiàn)象,心肌間質(zhì)有不同程度的水腫變化;9例沒有出現(xiàn)明顯的炎癥變化,只有2例見有少量的炎性細胞浸潤(表2)。結(jié)合臨床剖解和病理學(xué)觀察,11例死亡大熊貓心臟均表現(xiàn)為實質(zhì)性心肌炎癥狀。
表2 大熊貓心臟主要病理變化
心血管系統(tǒng)是由心臟、動脈、靜脈和毛細血管組成的一個封閉的管道系統(tǒng),通過血液源源不斷地給組織細胞輸送氧氣及營養(yǎng),并將組織細胞中的代謝產(chǎn)物運送到排泄系統(tǒng)。心血管系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)保證了機體內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境之間的動態(tài)平衡及各器官、系統(tǒng)的正常生理活動。當(dāng)心血管系統(tǒng)(特別是心臟)發(fā)生病變時,血液循環(huán)會發(fā)生紊亂,導(dǎo)致各器官、系統(tǒng)產(chǎn)生代謝、機能和結(jié)構(gòu)方面的改變。
在心肌炎的致病因素中,生物性致病因素起了至關(guān)重要的作用,如病毒、細菌、真菌和寄生蟲等[8]。而非生物性致病因素也同樣可以導(dǎo)致心肌炎的發(fā)生,如過敏、自身免疫和中毒(重金屬)等[9-10]。心肌炎的臨床表現(xiàn)可分為暴發(fā)性心肌炎、急性心肌炎和慢性心肌炎[11-12],其中暴發(fā)性心肌炎起病急、臨床表現(xiàn)明顯,因此易于觀察;而急性、慢性心肌炎臨床特征往往不明顯,癥狀不典型,需要結(jié)合其他臨床資料進行綜合判斷。
在心肌炎的病理觀察中,根據(jù)炎癥在心肌發(fā)生的部位和性質(zhì),可分為實質(zhì)性心肌炎、間質(zhì)性心肌炎和化膿性心肌炎。實質(zhì)性心肌炎一般以急性為主,多見于敗血癥、中毒和病毒性疾病。輕微的實質(zhì)性心肌炎心肌纖維病變不明顯,一般情況下以心肌細胞顆粒變性與輕度脂肪變性為主;嚴重時,心肌細胞發(fā)生水泡變性和蠟樣壞死,常出現(xiàn)心肌纖維斷裂、溶解,部分區(qū)域可見鈣鹽沉著。在發(fā)生病變的心肌纖維周圍(間質(zhì)),常出現(xiàn)毛細血管充血、出血、水腫和炎性細胞浸潤,而呈纖維細胞、結(jié)締組織增生則較為少見,不易觀察。間質(zhì)性心肌炎則表現(xiàn)為心肌間質(zhì)顯著滲出、炎性細胞顯著浸潤,但心肌細胞病變較輕?;撔孕募⊙讋t以心肌內(nèi)形成膿腫為特征。
在野生動物的疾病診治中,由于野生動物的耐受性較高(尤其是大、中型圈養(yǎng)野生動物),導(dǎo)致動物患病后的前驅(qū)期較長,使患病動物臨床表現(xiàn)不明顯或不表現(xiàn),得不到及時有效治療,在到達疾病明顯期后極易出現(xiàn)愈后不良,甚至死亡。因此,野生動物死亡后的病理學(xué)診斷具有重要意義。采用病理學(xué)診斷技術(shù),盡快辨明死亡原因,并根據(jù)死因確定后續(xù)治療工作就顯得尤為重要,也可成為今后野生動物疾病診斷的一個發(fā)展方向。本研究中,北京動物園11例死亡大熊貓心臟多表現(xiàn)出質(zhì)地松軟,心腔呈擴張狀態(tài),右心室擴張、右心室壁肌肉明顯松弛的癥狀。部分大熊貓心臟剖面可見許多灰紅色或灰黃色的斑點狀或條索狀病變區(qū),有時可見灰黃色條紋病變區(qū)圍繞心腔呈環(huán)層狀分布,形似虎皮的斑紋。病理學(xué)診斷發(fā)現(xiàn)11例大熊貓心肌全部出現(xiàn)明顯的變性、壞死癥狀,同時見有大量膠原纖維增生,表明心肌的損傷過程較久,其中5例大熊貓心肌嚴重多發(fā)性壞死,2例心肌中血管壁出現(xiàn)增厚現(xiàn)象,6例發(fā)生了明顯增厚的病變。而死亡病例中只有2例可見少量的炎性細胞浸潤,表明11例大熊貓的心肌損傷為非感染性因素所致,屬于代謝性疾病導(dǎo)致的機體物質(zhì)代謝紊亂,進而發(fā)展形成實質(zhì)性心肌炎。
本研究從病理學(xué)角度對大熊貓實質(zhì)性心肌炎進行系統(tǒng)論述,可為今后大熊貓相關(guān)疾病診治提供病理學(xué)依據(jù)。