犢牛常見(jiàn)腹瀉病因的研究進(jìn)展

沈思思

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

犢牛腹瀉是一種常見(jiàn)疾病，也是給養(yǎng)殖戶造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因之一。犢牛腹瀉有傳染性因素，也有非傳染性因素[1]。多種腸道病原體如病毒、細(xì)菌和寄生蟲(chóng)都參與了疾病的發(fā)生。在腹瀉犢牛中經(jīng)常觀察到混合感染情況，每種病原體的發(fā)生和流行情況都可能因牛場(chǎng)的地理位置、管理方式和牛群規(guī)模而不同。盡管現(xiàn)在牛場(chǎng)大多是規(guī)模化的集約化管理，有配套的設(shè)備、獸醫(yī)和營(yíng)養(yǎng)師，但由于病原體的多樣性，犢牛腹瀉仍然是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。預(yù)防和控制犢牛腹瀉應(yīng)建立在充分了解病原體復(fù)雜性的基礎(chǔ)上。本文綜述了引起犢牛腹瀉的主要腸道病原體，以期為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)。

1 病毒

許多病毒都與犢牛腹瀉有關(guān)，如牛輪狀病毒（Bovine rotavirus，BRV）、牛冠狀病毒（Bovine coronavirus，BCoV）、牛病毒性腹瀉病毒（Bovine viral diarrhea virus，BVDV）和牛諾如病毒（Bovine norovirus，BNoV）等。這些病毒都是腸道腹瀉常見(jiàn)病毒，臨床癥狀和病理剖檢相似，不易區(qū)分，要想確診需結(jié)合實(shí)驗(yàn)室手段。

1.1 牛輪狀病毒

BRV是犢牛腹瀉的主要病原體之一。該病毒屬于呼腸孤病毒科輪狀病毒屬。BRV是一種無(wú)包膜病毒，有11個(gè)雙鏈RNA片段（16～21 kb），在不耐熱?；趦?nèi)衣殼蛋白（VP6）的抗原和遺傳相似性，輪狀病毒可分為七個(gè)血清群（A～G）[2]。A組輪狀病毒是家畜感染輪狀病毒的主要原因。

A組輪狀病毒根據(jù)VP4和VP7進(jìn)一步分為P型和G型，后者構(gòu)成病毒粒子的外衣殼并誘導(dǎo)病毒產(chǎn)生中和抗體。目前已發(fā)現(xiàn)G型16種和P型27種。牛輪狀病毒為G1、G6、G8或G10型。其中G6型和G10型在牛中最為普遍。雖然VP4、VP6和VP7在維持病毒結(jié)構(gòu)、病毒附著和抗原性方面發(fā)揮主要作用，但非結(jié)構(gòu)蛋白4（NSP4）是主要的毒力因子-腸毒素，NSP4還通過(guò)增加鈣離子濃度來(lái)干擾細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，在病毒的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[3]。

BRV通常引起1～2周齡犢牛的腹瀉。母乳可以為犢牛提供母源抗體，所以斷奶的犢牛更容易患犢牛腹瀉。BRV的潛伏期很短，一般在12～24小時(shí)，感染犢牛會(huì)通過(guò)糞便排出大量病毒，從而造成環(huán)境污染。BRV在小腸絨毛上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中復(fù)制，絨毛中遭破壞的成熟腸細(xì)胞和受損細(xì)胞的血管活性成分激活了腸道神經(jīng)系統(tǒng)和NSP4的分泌，這是BRV引起消化不良和腹瀉的主要原因[4]。

1.2 牛冠狀病毒

BCoV是一個(gè)單股正鏈有包膜的RNA病毒，基因組為27～32 kb。BCoV是β冠狀病毒屬的一個(gè)成員。BCoV感染有三種特征：引起1～2周齡犢牛腹瀉、成年牛的冬季痢疾和牛的呼吸道疾病[5]。

BCoVS蛋白除了產(chǎn)生中和抗體外，還對(duì)病毒的進(jìn)入和發(fā)病機(jī)制起著重要作用。S蛋白由兩個(gè)亞基（S1和S2）組成，S1亞基促進(jìn)病毒與宿主細(xì)胞受體的結(jié)合，S2亞基在病毒包膜與宿主細(xì)胞膜的融合中發(fā)揮作用[6]。

BCoV感染小腸和結(jié)腸，顯微鏡下，可觀察到小腸和結(jié)腸隱窩的絨毛萎縮，固有層壞死。BCoV在腸細(xì)胞和子代病毒中的復(fù)制是通過(guò)正常的分泌機(jī)制和細(xì)胞裂解釋放的，成熟的絨毛上皮細(xì)胞是病毒的主要目標(biāo)，隱窩腸細(xì)胞也受到影響[7]。由于病毒對(duì)隱窩腸細(xì)胞的損害，受感染動(dòng)物的臨床癥狀通常持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

1.3 牛病毒性腹瀉病毒

BVDV是一種有包膜的單鏈RNA病毒，是黃病毒科瘟病毒屬的一員。根據(jù)病毒基因組5'非翻譯區(qū)（UTR）可將BVDV分為兩種類型BVDV1和BVDV2。根據(jù)在細(xì)胞培養(yǎng)中引起溶解性細(xì)胞病變的不同，可進(jìn)一步分為細(xì)胞病變型和非細(xì)胞病變型。BVDV的非細(xì)胞病變型是牛持續(xù)感染病毒的主要原因。目前，已有15個(gè)BVDV1型（BVDV1a到BVDV1o）和兩個(gè)BVDV2型（BVDV2a和BVDV2b）亞基因型被確認(rèn)[8]。我國(guó)主要流行的是BVDV1a、BVDV1b和BVDV1c型。

BVDV感染程度取決于宿主免疫狀態(tài)以及是否與其他病原體混合感染。大多數(shù)感染變型的牛出現(xiàn)輕度臨床癥狀如低熱、白細(xì)胞減少、厭食和產(chǎn)奶量減少。感染急性BVDV的特征是腹瀉、發(fā)熱、精神沉郁、厭食、產(chǎn)奶量減少、口腔潰瘍和出血綜合征。淋巴細(xì)胞減少和白細(xì)胞減少導(dǎo)致免疫抑制，由于免疫抑制牛容易感染其他病原體[9]。盡管大多數(shù)具有免疫活性的牛最終會(huì)從疾病中康復(fù)，但一些受感染的牛會(huì)長(zhǎng)期攜帶病毒，感染其它犢牛。

妊娠的奶牛如果在45天內(nèi)接觸到非細(xì)胞病變型BVDV，就會(huì)產(chǎn)下持續(xù)感染的犢牛。大多數(shù)被感染的犢牛出生時(shí)身體虛弱，易受其他病原體感染導(dǎo)致生長(zhǎng)不良。當(dāng)感染外源性或內(nèi)源性細(xì)胞病變BVDV時(shí)，帶犢牛也會(huì)引起黏膜病[10]。黏膜疾病的臨床特征是黏膜潰瘍、水泡、糜爛、腹瀉和死亡。

1.4 牛諾如病毒

BNoV是一種無(wú)包膜的、單股正鏈RNA病毒，屬于杯狀病毒科諾如病毒屬。諾如病毒包含三個(gè)開(kāi)放閱讀框（ORF1-ORF3），基于ORF2（VP1：主要衣殼蛋白）和ORF3（VP2：次要衣殼蛋白）的序列相似性，確定了五個(gè)基因組GI～GV。BNOV屬于GIII，包括兩種原型菌株，Jena（基因型1；GIII-1）和Newbury 2（基因型2；GIII-2）病毒[11]。

諾如病毒是人類急性和散發(fā)性胃腸炎的主要病因。據(jù)報(bào)道，這些病原體也會(huì)導(dǎo)致牛、豬、狗和水貂等動(dòng)物的胃腸疾病。BNoV感染犢牛小腸上皮細(xì)胞，導(dǎo)致空腸和回腸絨毛萎縮，引起腹瀉和病毒脫落，但沒(méi)有血清轉(zhuǎn)化[12]。在臨床健康牛的糞便中也檢測(cè)到了BNoV。

2 細(xì)菌

2.1 沙門(mén)氏菌

腸道沙門(mén)氏菌定植于多種宿主的胃腸道,是一種人畜共患病。鼠傷寒沙門(mén)氏菌和都柏林沙門(mén)氏菌是引起牛沙門(mén)氏菌病的常見(jiàn)病原體，鼠傷寒沙門(mén)氏菌引起急性腹瀉病，都柏林沙門(mén)氏菌引起全身性疾病。沙門(mén)氏菌易感染3周齡以下的犢牛，在被感染的犢牛身上可以觀察到小腸粘膜和腸系膜淋巴結(jié)腫大[13]。

沙門(mén)氏菌的發(fā)病機(jī)制包括入侵腸黏膜、在淋巴組織中繁殖和逃避宿主防御機(jī)制。沙門(mén)氏菌的致病機(jī)理是入侵腸上皮細(xì)胞，在巨噬細(xì)胞內(nèi)存活并引起腸致病性。沙門(mén)氏菌定植于特殊抗原捕獲細(xì)胞、腸細(xì)胞和扁桃體中。在感染淋巴組織后，沙門(mén)氏菌通過(guò)入侵單核細(xì)胞和吞噬細(xì)胞在全身傳播。沙門(mén)氏菌毒力島1（SPI-1）和SPI-5與III型分泌系統(tǒng)有關(guān)，主要引起犢牛腹瀉[14]。沙門(mén)氏菌病的臨床表現(xiàn)為水樣腹瀉和粘液樣腹瀉，并伴有纖維蛋白和血液。

2.2 大腸桿菌

根據(jù)毒力因子和發(fā)病機(jī)制的不同，大腸桿菌可分為六類，包括：產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（ETEC）、產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌（STEC）、腸致病型大腸桿菌（EPEC）、腸侵襲性大腸桿菌（EIEC）、腸聚集型（EAEC）大腸桿菌和腸出血性大腸桿菌（EHEC）。在這些類型中，初生幼畜腹瀉最常見(jiàn)的是ETEC，它們產(chǎn)生K99（F5）粘附抗原和熱穩(wěn)定性腸毒素[15]。

初生犢牛在出生后的第4天最容易受到ETEC感染，一旦感染會(huì)出現(xiàn)水樣腹瀉。ETEC感染腸道上皮，并在腸絨毛的細(xì)胞中繁殖。由于pH值較低，小腸遠(yuǎn)端為ETEC定植提供了最有利的環(huán)境。在被感染的小腸中可以觀察到基于感染細(xì)胞丟失和固有層損傷導(dǎo)致的絨毛萎縮。大腸桿菌在腸道上皮定植后，熱穩(wěn)定毒素產(chǎn)生，導(dǎo)致進(jìn)入腸道的氯化物分泌上調(diào)[16]。水通過(guò)滲透性進(jìn)入腸腔，導(dǎo)致?tīng)倥５姆置谛愿篂a。

2.3 產(chǎn)氣莢膜梭菌

產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）是一種革蘭氏陽(yáng)性、產(chǎn)孢厭氧細(xì)菌，可在哺乳動(dòng)物和禽類中引起多種疾病。產(chǎn)氣莢膜梭菌可分為A、B、C、D和E五個(gè)型，根據(jù)毒素的產(chǎn)生可分為α、β、ε和ι四種毒素。A型菌株只產(chǎn)生α毒素，B型菌株產(chǎn)生α、β和ε毒素；C型菌株產(chǎn)生α和β毒素；D型菌分泌α和ε毒素；E型菌株產(chǎn)生α和ι毒素。C型菌可感染犢牛腹瀉，但不像其他腸道病原體那樣常見(jiàn)。α毒素是主要的致死毒素，通過(guò)水解膜磷脂促進(jìn)細(xì)胞溶解；β毒素對(duì)胰蛋白酶高度敏感，可誘導(dǎo)粘膜壞；ε毒素在家畜中可引起致命的腸毒血癥；ι毒素由于其高血管通透性導(dǎo)致皮膚壞死。腸毒素會(huì)對(duì)上皮緊密連接蛋白產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致腹瀉和腸痙攣[17]。

由于產(chǎn)氣莢膜梭菌在環(huán)境中無(wú)處不在，大多數(shù)家畜對(duì)所有類型的產(chǎn)氣莢膜梭菌都很敏感。在胃腸道產(chǎn)生低水平蛋白水解酶（如胰蛋白酶）的初生犢牛很容易被C型產(chǎn)氣莢膜梭菌感染，因?yàn)棣露舅厥侵饕亩玖σ蜃?。這些感染動(dòng)物的腸道以彌漫性或多灶性出血壞死性腸炎和血性液體擴(kuò)張為特征。

3 寄生蟲(chóng)

隱孢子蟲(chóng)是一種原生動(dòng)物寄生蟲(chóng)，常與人類和初生犢牛胃腸道疾病有關(guān)。感染隱孢子蟲(chóng)的犢?？赡軟](méi)有癥狀或因脫水而出現(xiàn)嚴(yán)重腹瀉。隱孢子蟲(chóng)大約有24種。牛通常感染微小隱孢子蟲(chóng)、牛隱孢子蟲(chóng)和安氏隱孢子蟲(chóng)。微小隱孢子蟲(chóng)被認(rèn)為是犢牛腹瀉的主要原因，是潛在的人畜共患病病原體[18]。

微小隱孢子蟲(chóng)一旦被攝入體內(nèi)，卵囊脫囊就會(huì)釋放出穿透腸細(xì)胞的子孢子。脫囊寄生蟲(chóng)進(jìn)行無(wú)性繁殖和有性繁殖以產(chǎn)生大配子體和小配子體。小配子使大配子體受精后，合子與孢子一起發(fā)育，產(chǎn)生薄壁卵囊，參與感染，接下來(lái)，厚壁卵囊從宿主體內(nèi)排出[19]。卵囊可以在有利環(huán)境（如:高溫和潮濕，低紫外線輻射）中存活一個(gè)月以上，并且對(duì)大多數(shù)消毒劑具抵抗力。被卵囊污染的環(huán)境可能是動(dòng)物和人類的直接感染源。

微小隱孢子蟲(chóng)侵入腸細(xì)胞會(huì)引起腸細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的變化，如微絨毛的喪失和柱狀上皮細(xì)胞縮短，從而導(dǎo)致受感染動(dòng)物的絨毛嚴(yán)重萎縮。腸上皮受損會(huì)導(dǎo)致?tīng)倥ｉL(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)不良和生長(zhǎng)速度降低，這些都會(huì)給奶牛和犢牛造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4 討論與小結(jié)

犢牛腹瀉可由多種病原體感染，包括病毒、細(xì)菌和寄生蟲(chóng)。盡管現(xiàn)在有很多預(yù)防犢牛腹瀉的措施，如疫苗、藥物和飼養(yǎng)管理，但是腹瀉的問(wèn)題依然持續(xù)存在。要想控制犢牛腹瀉，需要從根本抓起，控制好傳染源。了解病原體的多樣性、發(fā)病機(jī)制、流行病學(xué)和遺傳進(jìn)化有助于更有效的控制疾病的發(fā)生。因此，本文綜述了牛輪狀病毒、牛冠狀病毒、牛病毒性腹瀉病毒、牛諾如病毒、沙門(mén)氏菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和隱孢子蟲(chóng)的發(fā)病機(jī)理及進(jìn)化關(guān)系，以期為后續(xù)的研究提供參考，同時(shí)應(yīng)多加強(qiáng)這些病原體的監(jiān)測(cè)并及時(shí)更新，更好地預(yù)防和控制疾病的發(fā)生。