艱難梭菌動物感染流行病學(xué)研究進(jìn)展

李丹洋，韓雅莉，馬亞琴，文慧怡，蘇 露，傅思武

艱難梭菌(Clostridiumdifficile,C.difficile)為厭氧芽孢梭菌，是醫(yī)院內(nèi)感染性腹瀉的主要病原菌之一。臨床上，由于抗生素的大量使用，腸道微生態(tài)平衡被破壞，艱難梭菌乘機(jī)大量繁殖產(chǎn)毒，導(dǎo)致艱難梭菌感染(Clostridiumdifficileinfection,CDI)[1]。艱難梭菌感染后可表現(xiàn)為無癥狀帶菌、艱難梭菌相關(guān)性腹瀉(Clostridiumdifficileassociated diarrhea,CDAD)、假膜性腸炎(pseudomembranous colitis,PMC)、甚至暴發(fā)性腹瀉等[2]，嚴(yán)重者可出現(xiàn)毒性巨結(jié)腸、腸穿孔、休克甚至死亡。此外，艱難梭菌還可引起膿腫、傷口感染、胸膜炎、腹膜炎、敗血癥及尿路感染等[3]。

目前，臨床上對艱難梭菌的感染主要采用萬古霉素、甲硝唑、非達(dá)霉素(fidaxomicin)等抗生素進(jìn)行治療，但有15%～25%的患者可復(fù)發(fā)。由于高致病菌株的出現(xiàn)和菌株耐藥的增加，加上目前尚無安全合格的疫苗，艱難梭菌感染性疾病的防治仍是一個非常棘手的難題。

本世紀(jì)以來，在加拿大、美國、歐洲，甚至亞洲的一些國家，艱難梭菌感染呈局部暴發(fā)流行。由于高致病菌株的產(chǎn)生，該菌感染的流行特點發(fā)生了明顯變化，表現(xiàn)為發(fā)病人數(shù)增多，疾病嚴(yán)重程度加深，治療無效患者增加，感染人群趨向年輕化，甚至出現(xiàn)孕婦感染的現(xiàn)象。艱難梭菌感染場所也逐步轉(zhuǎn)向院外和社區(qū)[4-5]。

眾多研究證明艱難梭菌分布廣泛，在人、動物和自然環(huán)境中都可以分離到艱難梭菌的不同菌株[1-2]。檢測表明動物本身及動物源食品很可能是人類疾病的來源之一[3]，而且動物作為潛在帶菌者的作用不可忽視[4]。核糖體分型檢測方法證實，人CDI常檢出以下菌株：RT027、RT078、RT017、RT018、RT014、RT001、RT002，其中RT027作為加拿大和美國艱難梭菌流行的主要菌株出現(xiàn)；RT078則在歐洲一些國家(西班牙、德國、法國)較為常見。這2株為世界范圍內(nèi)暴發(fā)流行的高毒力艱難梭菌菌株，且有動物源與人類艱難梭菌基因同源的報道，提示這些疾病的暴發(fā)與動物傳播可能具有一定關(guān)聯(lián)性[5-6]。以下就艱難梭菌在不同動物中的流行病學(xué)特征進(jìn)行闡述。

1 豬

腹瀉是豬飼養(yǎng)過程中常見疾病，值得注意的是，艱難梭菌在豬體內(nèi)分離率較高[7]。豬源艱難梭菌感染，多見于新生1～7 d的仔豬，其后隨著年齡的增長仔豬患病率下降[8]。

豬感染后臨床癥狀表現(xiàn)多樣，輕者以食欲下降、腹瀉、腹脹、生長遲緩為主，可能伴有呼吸困難、陰囊水腫、腹水、升結(jié)腸系膜水腫、胸腔積液和腎功能衰竭等，嚴(yán)重者有死亡的可能[9]。病理變化以結(jié)腸系膜水腫較為常見，結(jié)腸內(nèi)有糊狀、水樣黃色內(nèi)容物。鏡下，固有層見中性粒細(xì)胞積聚、腸腔粘液、纖維蛋白和中性粒細(xì)胞滲出，呈現(xiàn)假膜和特征性的“火山樣”潰瘍病變。

豬源艱難梭菌菌株的檢出在不同國家有一定的差異。最常見的菌株是RT078，在歐洲(比利時、德國、荷蘭)、美國(德克薩斯州)、加拿大均有發(fā)現(xiàn)[17]；瑞典報道在新生仔豬中分離出RT046，其流行率為67%[18]；RT126在德國有過報道[19]；RT014在荷蘭和澳大利亞被分離出來[20-21]。

豬源性艱難梭菌分離株對甲硝唑與萬古霉素敏感[22]。樊擎瑩等(2019)[23]收集來自豫西地區(qū)5個養(yǎng)殖場中疑似艱難梭菌感染豬的糞便標(biāo)本，檢測發(fā)現(xiàn)分離的豬源艱難梭菌對紅霉素、萬古霉素、甲硝唑、利福平均呈現(xiàn)高度敏感，對克林霉素、阿莫西林、左氧氟沙星等呈現(xiàn)不同程度的耐藥；而張悅等(2021)[24]收集了湖北和廣東地區(qū)疑似患有腸炎的病豬糞便樣品，發(fā)現(xiàn)分離的艱難梭菌菌株對利福昔明、甲硝唑、非達(dá)霉素敏感，對頭孢菌素、氯霉素、克林霉素等耐藥，對莫西沙星和萬古霉素中度耐藥。

2 馬

艱難梭菌可以在健康馬的胃腸道中定殖，也可以引起感染。加拿大學(xué)者Schoster等[25]調(diào)查艱難梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌在健康成年馬的不同腸道區(qū)室中的患病率，發(fā)現(xiàn)艱難梭菌可以在健康馬的胃腸道的不同部位定殖。艱難梭菌是引起馬駒和馬腹瀉、小腸結(jié)腸炎的重要病原體之一[26]。瑞典學(xué)者Baverud等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在接受紅霉素和利福平治療并住院的成年馬中可以檢測到艱難梭菌，高度提示艱難梭菌在馬體內(nèi)的感染很可能存在抗生素使用的相關(guān)性。

患病馬則表現(xiàn)為以小腸結(jié)腸炎為主的臨床癥狀，如脫水、厭食、發(fā)熱、心動過速和呼吸急促等非典型癥狀，還可能出現(xiàn)鼓室性腹脹、腹瀉，并伴有絞痛[28-29]。病理變化與年齡相關(guān)，1月齡以下的患病馬駒病變集中在小腸，結(jié)腸、盲腸幾乎不受到影響，而較大年齡的馬駒和成年馬病變分布更加廣泛，甚至?xí)奂懊つc、結(jié)腸。鏡下，由于黏膜充血或出血造成漿膜表面多病灶的發(fā)紅或泛藍(lán)[30-31]。

加拿大學(xué)者M(jìn)edina-Torres等[32]對采集的52株馬艱難梭菌樣本進(jìn)行了PCR核糖分型和毒素基因鑒定，共鑒定出17種菌株。加拿大學(xué)者Weese等(2021)[33]檢測表明，在母馬和馬駒中檢出23種艱難梭菌株，以RT078為主。值得注意的是，在馬體內(nèi)分離得到的菌株與人類感染中分離的菌株有一定程度的一致性，單匹馬中可能存在多種菌株，導(dǎo)致人類患病的RT001、RT012、RT014、RT017、RT027菌株也在患病馬體內(nèi)被檢測出來[31-34]。

3 牛

艱難梭菌在牛體內(nèi)的定殖同樣呈現(xiàn)年齡相關(guān)性，犢牛是其宿主[35]。澳大利亞學(xué)者Knight等(2013)[36]調(diào)查了澳大利亞5個州屠宰的成年牛和犢牛中艱難梭菌的流行率和遺傳多樣性，發(fā)現(xiàn)艱難梭菌在7 d齡犢牛糞便中分離率最高。加拿大學(xué)者Costa等(2012)[4]對一個小牛肉農(nóng)場的艱難梭菌進(jìn)行流行病學(xué)和微生物學(xué)評估后發(fā)現(xiàn)小于28 d的小牛被艱難梭菌感染的可能性是36～45 d小牛的2倍[4]。

艱難梭菌可以在牛體內(nèi)無癥狀定殖，也可引起感染[4]。感染后可出現(xiàn)腸道炎癥、腹痛、發(fā)燒和腹瀉等癥狀和體征[37]。

目前，研究認(rèn)為牛艱難梭菌的主要傳播方式有兩種：一是通過糞便、農(nóng)場廢棄物廣泛傳播[1-5]；二是據(jù)屠宰場和肉類的檢出報告提示存在食源性傳播，澳大利亞學(xué)者Knight[38]、加拿大學(xué)者Costa[4]、日本學(xué)者Usui[3]以及愛爾蘭學(xué)者M(jìn)arcos[1]都有類似報道。

牛感染艱難梭菌的菌株也存在明顯的地域差異[38]，在歐洲和亞洲發(fā)現(xiàn)的最常見的菌株分別為RT033、RT078和RT045[39]，比利時報道了RT078[40]，這些菌株在人的相關(guān)研究中亦有報道。牛源性分離株對萬古霉素敏感，對左氧氟沙星[22]、四環(huán)素[4]具有耐藥性。

4 羊

羊與其他動物相似，隨著年齡的增加，艱難梭菌的分離率也會隨之降低[41-42]。相比于豬，綿羊和羔羊的發(fā)病率較低，研究者認(rèn)為這很可能與豬在飼養(yǎng)過程中使用抗生素比羊多有關(guān)聯(lián)[36]。最新研究表明農(nóng)場和屠宰場的羊可以檢出艱難梭菌[1]，但澳大利亞學(xué)者Knight等(2013)[41]共檢測7批371份綿羊和羔羊糞便樣本，發(fā)現(xiàn)綿羊攜帶/定殖率較低，表明它們不太可能是人類感染的主要來源。羊艱難梭菌相關(guān)研究相對較少，現(xiàn)有報道的菌株有RT014、RT010、RT045，并發(fā)現(xiàn)RT045對甲氧西林具有耐藥性[41-43]。

5 家 禽

多種人獸共患病可以通過禽類傳播，但是艱難梭菌與家禽相關(guān)性研究尚不完善。埃及學(xué)者Abdel-Glil等(2018)[2]于收集的健康家禽、病禽樣本中共分離得到13株艱難梭菌，表明艱難梭菌在家禽中可無癥狀定殖。艱難梭菌感染存在年齡相關(guān)性，幼禽發(fā)病率高，隨著年齡的增加，發(fā)病率下降。

美國學(xué)者Frazier等[43]報道了圈養(yǎng)鴕鳥的一起壞死性腸炎暴發(fā)和急性死亡事件，其病因被確定為艱難梭菌腸毒血癥，所有進(jìn)行尸檢的鴕鳥都患有嚴(yán)重的急性結(jié)腸炎，結(jié)腸和盲腸明顯擴(kuò)張，彌漫性出血，伴有不同的器官損傷，其中6只法氏囊可見中度、彌漫性肝細(xì)胞空泡樣改變，2只法氏囊出現(xiàn)多灶性淋巴樣壞死。美國學(xué)者Shivaprasad等[44]發(fā)現(xiàn)艱難梭菌可引起雞肝炎，肉眼見肝臟被膜表面及切面有大量黃褐色病灶，鏡下可見肝細(xì)胞多灶性壞死，夾雜纖維蛋白的異嗜細(xì)胞浸潤，少量淋巴細(xì)胞和多核巨細(xì)胞浸潤。

禽類傳播以環(huán)境污染和食源性傳播為主。有研究從津巴布韋的雞糞便中分離到艱難梭菌，且在水中檢測到艱難梭菌芽孢的存在，雖然水體污染與艱難梭菌在雞腸道內(nèi)定殖的先后順序并未證實，但有充分理由懷疑水體污染是其傳播途徑之一。再者，土壤也很容易被雞糞便中所攜帶的艱難梭菌芽孢污染，雞的活動伴隨細(xì)菌的傳播[10]。最近，沙特阿拉伯學(xué)者Taha Attia(2021)[45]共檢測250份生雞肉樣品，采用標(biāo)準(zhǔn)的微生物學(xué)和生化程序進(jìn)行艱難梭菌的分離和鑒定，最終檢出艱難梭菌。

在禽類中已鑒定出RT001、RT010、RT014、RT023、RT078等菌株，這與人CDI病原菌株有所重疊，提示禽類有可能也是人類CDI的潛在來源[2]。研究顯示，雞肉源分離株對萬古霉素敏感，部分分離株對甲硝唑、四環(huán)素、克林霉素或莫西沙星等抗生素有不同程度的耐藥[45]。國內(nèi)學(xué)者張莉娟(2017)[46]從廣東、湖北、山東、河南等地各大養(yǎng)殖場采集禽類樣本140份，鴨源艱難梭菌分離率約為21.1%，雞源分離率約為7.4%，所分離菌株對甲硝唑、非達(dá)霉素、萬古霉素以及美羅培南敏感，對頭孢西丁、四環(huán)素、環(huán)丙沙星和亞胺培南4種抗生素共同耐藥。

6 寵 物

寵物與人類接觸頻繁且共用生活環(huán)境，艱難梭菌很可能由寵物傳播給人類，其細(xì)菌攜帶情況已經(jīng)引起諸多研究者的重視[47]。美國學(xué)者Berry等(2019)[48]研究收集了13窩幼犬的糞便樣本，采用線性混合效應(yīng)模型分析了定殖狀態(tài)、年齡和窩齡對微生物多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)艱難梭菌的定殖與年齡顯著相關(guān)，有艱難梭菌定殖的幼犬的細(xì)菌群落多樣性較無艱難梭菌定殖的幼犬顯著減少。

寵物貓艱難梭菌感染引起的臨床癥狀以腹瀉為主，偶見壞死性出血性結(jié)腸炎[49]。國內(nèi)學(xué)者Wei等(2021)[50]發(fā)現(xiàn)健康寵物也可能是致病性艱難梭菌的攜帶者，這表明艱難梭菌很有可能由寵物傳播給家庭成員。比利時學(xué)者Rodriguez等(2019)[51]發(fā)現(xiàn)艱難梭菌可存在于狗的呼吸道，提示其鼻腔分泌物可以作為艱難梭菌傳播的新途徑。在犬體內(nèi)檢測到的艱難梭菌核糖體類型主要有以下幾種類型：RT0120、RT0140、RT020、RT026、RT078、RT106、RT010和RT039[47-51]。

國內(nèi)分離自寵物源的艱難梭菌菌株對氯霉素、四環(huán)素、甲硝唑和莫西沙星敏感，而對氨芐西林、克林霉素和頭孢西丁耐藥，值得注意的是，在1只健康狗的糞便中發(fā)現(xiàn)了1株對3種抗生素耐藥并攜帶毒素基因的菌株[50]。

7 結(jié) 語

綜上所述，艱難梭菌在感染人的同時，也可以引起動物感染，并且臨床癥狀與人類相關(guān)疾病相似。雖然艱難梭菌導(dǎo)致的動物定殖或感染在不同物種和地區(qū)的流行特點有所差異，但動物源分離株與人類艱難梭菌基因型具有一致性，提示存在相同暴露源或種間移動，艱難梭菌的定殖與感染可能由動物播及人體。食用污染的肉制品、共用生存環(huán)境均為其傳播途徑。

從動物源與人類源菌株的藥敏試驗報道中不難發(fā)現(xiàn)，艱難梭菌菌株多對萬古霉素與甲硝唑敏感，而其他藥物因分離株來源、宿主等因素呈現(xiàn)差異性。部分動物發(fā)病與抗生素的使用相關(guān)，且動物源艱難梭菌菌株耐藥率較高[52]。艱難梭菌動物感染在多個國家已有報道，但國內(nèi)對于動物艱難梭菌定殖和感染的相關(guān)研究剛剛起步，對于其定殖或感染的宿主范圍、致病機(jī)制、傳播途徑與模式、菌株耐藥性、防治措施以及與人類CDI之間的關(guān)系等有待進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，以期為人與動物艱難梭菌感染的防控提供綜合參考。

利益沖突：無

引用本文格式：李丹洋，韓雅莉，馬亞琴，等.艱難梭菌動物感染流行病學(xué)研究進(jìn)展[J]．中國人獸共患病學(xué)報，2022，38(9)：824-829.DOI:10.3969/j.issn.1002-2694.2022.00.117