家禽弯曲杆菌的控制策略绢毛荆芥

家禽弯曲杆菌的控制策略

弯曲杆菌（Campylobacter）是一种微需氧、菌体呈弧形或螺旋形的革兰氏阴性细菌，在世界范围内广泛存在，可感染人和动物引起发病，如感染人引起肠炎，临床症状从轻微到严重腹泻等表现不一，极少数病例发展为自身免疫性疾病如反应性关节炎、格林-巴利综合征（GBS）、Miller-Fisher综合征（MFS）等，给人类健康带来严重威胁；感染动物如牛、羊、猪等引起母畜流产、不孕、乳房炎以及幼畜腹泻等临床表现；感染家禽后不引起任何临床症状，被认为是家禽肠道内的一种共生菌，但成为人感染的主要来源。目前弯曲杆菌属中已鉴定19个种，其中以空肠弯曲杆菌和结肠弯曲杆菌对人的感染最为普遍，据统计在人弯曲杆菌感染病例中空肠弯曲杆菌所占比例近90%，结肠弯曲杆菌约占10%。

流行病学调查显示全球每年约发生4亿例人弯曲杆菌感染病例，如美国每年的病例超过200万，西欧国家的病例约占人口数的1%。在临床症状方面，发展中国家与发达国家的临床表现明显不同，发展中国家5岁以下的儿童发病率比较高，临床表现以腹泻为主，成年人由于早期接触或感染而对该菌产生了免疫力，通常不表现临床症状或非常轻微；而在发达国家，成年人感染后常出现比较明显的临床症状。因而该病在发达国家受到更广泛的重视，如美国由该病带来的经济损失可达80亿美元。

弯曲杆菌在家禽特别是鸡群中广泛存在，调查显示世界范围内鸡群中弯曲杆菌的带菌率在60%-80%之间。在自然情况下，鸡群2-3周龄之前由于母源抗体的存在很少感染该菌，但随着母源抗体的消失，一旦鸡只出现感染，在几天内通过水平传播可感染整个鸡群，且鸡只带菌量非常高，盲肠内粪便带菌量可达到1010cfu/g，感染后持续带菌直至屠宰。研究显示，人弯曲杆菌病的感染源主要来自带菌的家禽及其产品。据统计人弯曲杆菌感染病例中30%-40%直接来自于污染的禽肉，而分子分型技术更显示人弯曲杆菌感染病例中80%与家禽弯曲杆菌有关。家禽弯曲杆菌感染虽然严重威胁着人类健康和食品安全，但目前尚无行之有效的控制措施。一方面，目前尚未成功研制商品化的疫苗来控制此病原菌；另一方面，抗生素的滥用导致该菌的耐药性非常普遍。因而在此背景下，通过控制家禽弯曲杆菌的污染来降低人感染该菌是最直接有效的手段。对人弯曲杆菌感染的定量风险评价结果显示，当禽肉中弯曲杆菌量降低100倍（2log）时，人感染弯曲杆菌的几率就会降低30倍；另一项风险评估结果也显示当禽肉中弯曲杆菌量降低10倍（1log）、100倍（2log）和1000倍（3log）时，人感染弯曲杆菌的几率就会相应地降低48%、85%和96%。

鉴于此，本文根据传染病的基本特点，从病原、宿主和传播途径3个方面入手，分别简述目前在弯曲杆菌、家禽品系及相关环境因素的最新控制措施，对人弯曲杆菌感染的控制和食品安全将具有重要意义。

1.弯曲杆菌

鉴于鸡只孵化后2-3周龄内母源抗体的存在而可避免弯曲杆菌的感染，提示研制弯曲杆菌疫苗仍是控制或降低家禽弯曲杆菌感染的最有效手段。目前在家禽弯曲杆菌商品化疫苗尚未出现的情况下，鸡只屠宰上市前降低家禽体内弯曲杆菌的载量，同样可有效地降低人感染弯曲杆菌的风险。

1.1主动免疫（疫苗）

研制弯曲杆菌疫苗直接应用于人是最直接有效的控制人弯曲杆菌病的手段，但目前最大的困难在于动物感染模型的建立，因为目前常用的动物模型如雪貂、BALB/c小鼠、灵长类动物等都难以通过感染弯曲杆菌来稳定地、可重复地模拟人的疾病过程，从而给免疫效果的评价带来困难。因而研制家禽弯曲杆菌疫苗来降低或预防家禽感染弯曲杆菌将更为现实，家禽弯曲杆菌疫苗主要通过家禽肠道内弯曲杆菌的定植情况来进行免疫效果的评价。目前研制的家禽弯曲杆菌疫苗类型主要集中于如下3种：

1.1.1全菌灭活疫苗

全菌灭活疫苗通常是最简单有效的疫苗研制策略，因而在弯曲杆菌疫苗中开展得也最早。近年来研制的人弯曲杆菌全菌灭活疫苗已进入Ⅲ期临床试验，Ⅱ期在志愿者体内临床试验结果证实具有较好的免疫原性。在家禽方面，上世纪90年代开始多篇文献报道利用福尔马林灭活弯曲杆菌制备全菌灭活疫苗，无论是卵内免疫或2周龄后的免疫，均可刺激机体产生特异性IgA、IgG和IgM，且弯曲杆菌在鸡体内的定植能力显著降低。但弯曲杆菌的遗传多样性以及其菌体脂低聚糖可诱发人GBS发生的风险仍严重阻碍全菌灭活疫苗的研制和使用。

1.1.2亚单位疫苗

亚单位疫苗明显具有安全、特异性强的优点，可作为亚单位疫苗候选的弯曲杆菌蛋白需具有位于菌体表面、能为免疫系统识别、具有较好的表达丰度、可在宿主体内表达以及在不同血清型菌株中高度保守等特点，同时该蛋白应为弯曲杆菌特异性，即不影响宿主体内其它共生菌的正常生存。目前，弯曲杆菌鞭毛蛋白是研究较多的一类亚单位疫苗候选蛋白，如FlaA、FlaC、FspA1、FspA2等，这些鞭毛相关的蛋白均可刺激机体产生较强的免疫反应，但仅能少量降低鸡体内弯曲杆菌的载量或没有明显效果。借鉴流感嗜血杆菌荚膜多糖抗原疫苗的成功经验，为研制弯曲杆菌荚膜多糖结合抗原疫苗提供了另一种思路，目前在小鼠或灵长类动物试验中具有一定的效果。随着弯曲杆菌转录组和蛋白质组学的研究，更多的候选蛋白如cadF、MOMP、Peb1、CmeC、CfrA、Omp18、Omp50、Cj0420、Cj0018c、Cj1643等被用于鉴定对宿主的免疫原性及对弯曲杆菌定植的影响。

1.1.3减毒活载体疫苗

由于弯曲杆菌具有诱发人GBS发生的风险，因而研制弯曲杆菌减毒活疫苗存在极大的风险，通过利用其它肠道细菌作为载体传递弯曲杆菌免疫保护抗原具有其它疫苗所无法比拟的优势。目前主要利用减毒沙门菌作为传递载体携带弯曲杆菌基因如CjaA、CjaC、CjaD、Peb1等，试验结果显示沙门菌携带的CjaA不但可诱导机体产生特异性的抗体，而且鸡肠道弯曲杆菌定植量可降低6log。

虽然在家禽弯曲杆菌疫苗研制方面取得了一些进展，但获得商品化的疫苗仍有很长的路，此问题的解决需要伴随着对弯曲杆菌致病机理的充分认识，而确定交叉保护性抗原以及开发新的免疫佐剂和疫苗运送系统对加快弯曲杆菌疫苗的研发将具有重要作用。

1.2被动免疫

由于母源抗体能够抑制弯曲杆菌在家禽体内定植，因而可考虑直接给家禽服用弯曲杆菌高免抗体。试验显示鸡口服弯曲杆菌高免的卵黄抗体后可明显降低攻毒弯曲杆菌的定植，粪便中排泄的弯曲杆菌数量大为降低，但停服抗体后体内弯曲杆菌数量会重新恢复。因而可考虑在鸡只屠宰前使用此控制策略来降低鸡的弯曲杆菌载量。

1.3竞争排斥或直接作用

除通过免疫学方法控制家禽弯曲杆菌的定植外，利用益生菌竞争排斥肠道中的弯曲杆菌或细菌素、噬菌体、植物源性饲料添加剂直接杀死弯曲杆菌同样可达到降低家禽肠道内弯曲杆菌载量的目的。

1.3.1益生菌

体外培养条件如氧浓度、培养基、温度等均能影响益生菌对弯曲杆菌的竞争作用。经过体外培养的益生菌通过饲料添加进入家禽的肠道，目前文献报道的益生菌主要包括布拉氏酵母菌、嗜酸乳杆菌、屎肠球菌、异型枸橼酸杆菌等，饲喂这些益生菌多数情况下可显著降低鸡盲肠内弯曲杆菌的载量及粪便外排量。目前对益生菌的作用机理尚不完全清楚，一般认为益生菌增殖能力非常强，在肠道内通过竞争营养使弯曲杆菌生长增殖的环境受到破坏，同时益生菌还可分泌一些活性物质如细菌素等，这些活性物质也可直接杀死弯曲杆菌，从而导致家禽肠道内弯曲杆菌数量降低。

1.3.2细菌素（BCN）

BCN是由细菌核糖体分泌的一种小分子短肽类活性物质，肽链长度为20-60个氨基酸，分子量通常为5-6ku，具有明显的抗菌活性，为细菌分泌的一种抗菌肽。几乎所有种属的细菌可分泌BCN，目前鉴定的通常为乳杆菌、乳球菌、肠球菌、埃希菌、葡萄球菌等肠道共生菌。BCN的功能主要是发挥竞争排斥作用，保存自身而排斥异己，为肠道的一种天然免疫屏障，在维持肠道菌群平衡方面发挥重要作用。根据其生化特性不同分为3类，其中Ⅰ类和Ⅱ类研究的比较多，如作为食品添加剂的乳酸链球菌素属于Ⅰ类，抗弯曲杆菌研究中的BCN属于Ⅱ类。BCN与抗生素具有显著的差异，其作用机理主要是通过电荷或氢键非特异性结合至靶细胞表面，渗透入细菌磷脂双分子层破坏细菌膜的结构，并形成跨膜小孔，导致细菌膜内离子的流失和细菌的死亡。与抗生素长期使用产生大量的耐药性菌株相比，BCN的使用尚未见耐药性菌株的广泛出现，这可能与BCN的作用机理相关，从而为BCN的发展和应用提供了空间。

近几年利用BCN控制家禽弯曲杆菌的研究取得了明显的进展。Svetoch等［9］在筛选数千株家禽肠道共生菌如乳杆菌、肠球菌、链球菌、埃希菌等的基础上获得数百株在体外可抑制弯曲杆菌的菌株，并在这些菌株分离纯化和鉴定出几种对弯曲杆菌具有杀灭活性的BCN，如来自多黏类芽孢杆菌的SRCAM602，来自唾液乳杆菌的OR-7以及来自肠球菌的E-760和E50-52。这4种BCN的抑制弯曲杆菌动物试验结果显示，将BCN制备成微胶囊与饲料混合，在弯曲杆菌感染鸡后直接饲喂，可显著降低或完全清除鸡肠道内的弯曲杆菌，通过口服途径饲喂鸡可完全清除体内弯曲杆菌，证实BCN是一种非常有潜力的控制家禽弯曲杆菌的药物，但BCN的规模化生产、生物安全以及长期使用可能产生的耐药性仍是今后需要关注的问题。

1.3.3噬菌体

研究显示，给肉鸡直接饲喂噬菌体可有效降低家禽体内的弯曲杆菌数量，成为控制家禽弯曲杆菌的另一种方法。当肉鸡饲喂噬菌体后，其体内的弯曲杆菌数量会急剧降低，然而几天后弯曲杆菌数量会缓慢回升，此结果提示噬菌体饲喂可应用于上市前的肉鸡，可大大降低肉鸡体内的弯曲杆菌数量，从而降低污染风险。利用噬菌体来降低家禽体内弯曲杆菌具有潜在的应用价值，但其同样存在一些问题，诸如安全性、效果持续时间以及长期使用会导致抗噬菌体菌株出现等。

1.3.4植物源性饲料添加剂

研究显示，植物特别是发酵后产生的有机酸如乳酸等饲喂家禽后可明显降低其体内的弯曲杆菌数量；其它一些来源的化学物质如酚类和香精油也具有直接杀灭弯曲杆菌的功能。由于植物源性饲料添加剂中活性物质的复杂性，添加试验结果常出现矛盾或不一致的情况，因而需要更多的研究资料来验证这种抗弯曲杆菌活性。

2.家禽品系

由于弯曲杆菌在家禽体内的定植是细菌与宿主相互作用的结果，因而从宿主角度出发也可研究相应的控制措施。研究显示，不同品系的鸡对弯曲杆菌的易感性存在明显的差异，而且这种差异与常染色体上的一个显性基因组密切相关。鉴于此，筛选对弯曲杆菌定殖具有抗性的家禽遗传品系对控制弯曲杆菌也具有较好的前景。当然，筛选这种抗性家禽品系应建立在对弯曲杆菌感染定植过程中家禽体内参与的基因充分认识的基础上。

3.环境因素

养禽场规范的卫生和生物安全防护措施同样适用于控制弯曲杆菌的感染和传播，如在荷兰的两个养鸡场，通过加强卫生和生物安全防护措施，以及控制鼠类和昆虫的危害，其弯曲杆菌感染率分别从66%和100%降至22%和42%。掌握家禽中弯曲杆菌污染的来源对控制该菌的传播极为关键。研究显示，经蛋垂直传播弯曲杆菌比较少见，而水平传播在弯曲杆菌感染中扮演重要的地位。由于所有的哺乳动物和鸟类均被认为是弯曲杆菌的潜在宿主，因而周围环境均有被污染的可能，养禽场潜在的污染源主要包括：①饲料和垫料；②饮水；③禽舍清洁和消毒状况；④禽舍内空气；⑤人员活动及相关的物品设备；⑥野生动物和昆虫，如鼠类、野鸟和飞虫等。针对这些污染源采取的任何防护措施都将有利于降低家禽弯曲杆菌的感染和扩散。

目前已充分认识到家禽弯曲杆菌的污染给人类健康和食品安全带来严重威胁，控制家禽弯曲杆菌的污染将直接降低人感染弯曲杆菌的风险。然而，目前虽然在弯曲杆菌疫苗、药物等领域取得了一定的进展，但尚未成功建立一种高效且切实可行的家禽弯曲杆菌防控措施，这有赖于继续加强对弯曲杆菌感染家禽的基础研究，特别是家禽与弯曲杆菌的相互作用机制，在此基础上才有可能彻底控制家禽弯曲杆菌，保障人类健康和食品安全。

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