猪链球菌的微生物学特性

猪链球菌及猪链球菌病陆承平姚火春杨汉春（一）猪链球菌的微生物学特性链球菌种类很多，在自然界分布甚广，水、尘埃、动物体表、消化道、呼吸道、泌尿生殖道粘膜、乳汁等都有存在，有些是非致病菌，有些构成人和动物的正常菌群，有些可致人或动物的各种化脓性疾病、肺炎、乳腺炎、败血症等。分类目前链球菌属共有30多种，比较常见的有10余种（表）。此外，还可根据抗原构造、溶血特征分类。根据抗原结构分类链球菌的抗原构造比较复杂，包括属特异、群特异及型特异三种抗原。核蛋白抗原，属特异抗原，又称P抗原，并与葡萄球菌属有交叉。群特异性抗原，又称C抗原，是存在于链球菌细胞壁中的多糖成分，其抗原决定簇为氨基糖类，例如A群链球菌是鼠李糖N乙酰葡糖胺，C群为鼠李糖N乙酰半乳糖胺，而F群则为葡萄糖-N-乙酰半乳糖胺。兰氏（Lancefield）分类即以此为基础，用大写英文字母表示，目前已确定20个血清群（表15-4）。不过有的分离株往往不能定型。过去列入D群和Q群的链球菌的某些成员，现划入肠球菌属（Enterococcus），如粪肠球菌、屎肠球菌（E.faecium）、坚韧肠球菌（E.durans）、禽肠球菌等。N群的乳酸链球菌现划入乳球菌属，改名为乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)。表与兽医学及医学有关的链球菌兰氏分群种名溶血类型宿主所致疾病天然寄生部位A化脓链球菌β人猩红热、脓肿、风湿等人上呼吸道牛乳腺炎（罕见）驹淋巴腺炎B无乳链球菌β(α,γ)牛、绵羊、山羊慢性乳腺炎乳腺管人及犬新生儿（犬）败血症母体阴道猫肾及尿路感染C停乳链球菌α(β,γ)牛急性乳腺炎口腔、生殖器羔羊多发性关节炎停乳链球菌类马亚种β马脓肿、心内膜炎及乳腺炎皮肤、阴道猪、牛各种化脓犬、禽马链球菌马亚种β马马腺疫、乳腺炎及出血性紫癜马扁桃体马链球菌兽疫亚种β马乳腺炎、流产、继发性肺炎阴道及皮肤牛子宫炎及乳腺炎猪败血症、关节炎母猪粘膜及皮肤禽败血症、心内膜炎绵羊、山羊败血症扁桃体羔羊心包炎及肺炎人败血症（从牛乳感染）D粪肠球菌α(β,γ)多种动物机会感染，如鸡败血症、牛乳腺炎、犊或羔心内膜炎、犬尿道感染多种动物肠道屎肠球菌α,γ多种动物机会感染，如牛、鸡腹泻，牛乳腺炎多种动物肠道类马链球菌α多种动物机会感染多种动物肠道牛链球菌α多种动物机会感染多种动物肠道E(P,U,V)类猪链球菌β猪下颚脓肿及淋巴腺炎粘膜G犬链球菌β肉食兽新生畜败血症、生殖道、皮肤及伤口感染生殖道及直肠粘膜牛偶发性乳腺炎N乳酸乳球菌α牛致病性不明奶、植物及猪扁桃体Q禽肠球菌α，γ多种动物致病性不明禽及兽的粪R(D)猪链球菌2型α猪（断奶至6月龄）脑膜炎，关节炎，败血症扁桃体及鼻腔人脑膜炎及败血症猪S(D)猪链球菌1型α(β)猪(2至4周)脑膜炎，关节炎，肺炎及败血症扁桃体及鼻腔未定型乳房链球菌α(γ)牛乳腺炎皮肤、阴道及扁桃体肺炎链球菌α人及灵长类肺炎，败血症及脑膜炎上呼吸道豚鼠、某些品系大鼠肺炎海豚链球菌β鱼师、虹鳟等突眼、体表坏死性溃疡、脑膜炎、败血症某些鱼类猪链球菌（S.suis）根据荚膜抗原的差异，猪链球菌有35个血清型（1~34及1/2）及相当数量无法定型的菌株。是猪的重要致病菌，并可感染人而致死，近年来已成为集约化养猪业的重要问题之一，我国亦有发生的报道。分类按兰氏分群过去猪链球菌属D群，现则为猪链球菌2型为R群，猪链球菌1型为S群，有的不能分群，有的属S-R群或T群，但非C群。α或β溶血，一般起先为α溶血，延时培养后则变为β溶血。或者菌落周围不见溶血，刮去菌落则可见α或β溶血。猪链球菌2型在绵羊血平板呈α溶血，马血平板则为β溶血。形态及染色特性菌落小，灰白透明，稍粘。菌体直径1~2μm，单个或双个卵圆形，在液体培养中才呈链状。抵抗力猪链球菌2型常污染环境，在粪、灰尘及水能存活较长时间。在水中该菌60℃可存活10min，50℃为2h。在4℃的动物尸体中可存活6周。0℃时灰尘中的细菌可存活1个月，粪中则为3个月；25℃时在灰尘和粪中则只能存活24h及8d。毒力因子溶菌酶释放蛋白（muramidae-relasedprotein,MRP）及细胞外蛋白因子（extracellularfactor,EF）是猪链球菌2型的两种重要毒力因子。MRP分子量136000，与A群链球菌的M蛋白有同源性。EF分子量110000。从健康猪分离的菌株通常缺少这两种蛋白，而且人工感染无致病性。猪溶血素（suilysin）是一种硫激活的细胞毒素，属穿孔毒素，已证实它是有效的免疫原。猪链球菌2型欧洲分离株95%可检出此毒素基因，而北美分离株则只有7%的阳性率。另一种可能的毒力因子为IgG结合蛋白，分子量60000，属热休克蛋白家族，可结合猪的IgG的Fc端，从而影响了抗体的活性。致病性本菌致猪脑膜炎、关节炎、肺炎、心内膜炎、多发性浆膜炎、流产和局部脓肿。在易感群群可暴发败血症突然死亡。猪链球菌2型可致人类脑膜炎、败血症、心内膜炎并可致死，尤其是从事屠宰或其它与猪肉打交道的人易发。还有禽感染猪链球菌的报道。微生物学诊断应注意与马链球菌兽疫亚种相鉴别，参见本章该节内容。某些品系的小鼠可作为接种本菌的动物模型，幼鼠较成鼠易感，静脉接种或口腔感染的小鼠可通过接触传染易感鼠。（引自陆承平主编《兽医微生物学》第三版，中国农业出版社，北京，2001）（二）猪链球菌病的诊断与防控猪链球菌病是一种常见的猪传染病，世界各国均有发生[1,2]，危害严重，也是一直困扰我国养猪业的重要传染病之一，是由链球菌属中多种链球菌引致的猪的一种传染性疫病的总称，临床上主要表现为败血症、脑膜炎、关节炎、皮肤化脓性感染和淋巴结脓肿等。1病原能引起猪链球菌病的病原复杂，主要有马链球菌兽疫亚种(Streptococcusequisubspequi)、猪链球菌（Streptococcussuis）、马链球菌类马亚种(Streptococcusequisubspequisimilis)以及兰氏分群中D、E、L群的链球菌等。尽管在临床上也常常能分离到其它的链球菌，但我国流行的主要病原为马链球菌兽疫亚种和猪链球菌2型。链球菌为革兰氏阳性菌，呈圆形或卵圆形，成双或以短链形式存在。需氧兼性厌氧，营养要求较高，需在5％的鲜血或血清培养基上生长。马链球菌兽疫亚种在鲜血平板上能长成3～4mm的粘液样大菌落，呈典型的β溶血，能水解精氨酸，发酵乳糖、水杨苷、山梨醇产酸，不液化明胶，不还原硝酸盐。猪链球菌2型在鲜血平板上长成1～2mm、呈浅灰色或半透明的小菌落，具α和β双重溶血，生化反应相对活泼，能发酵乳糖、菊糖、海藻糖、水杨苷、棉实糖，不发酵甘露醇和山梨醇。2流行病学上世纪90年代以前，我国流行的猪链球菌病主要由马链球菌兽疫亚种所致，曾呈广泛的地方性流行，是主要病原。猪链球菌2型所致的猪链球菌病最早于90年代初在广东暴发，1998年江苏部分地区大规模暴发由猪链球菌2型导致的猪链球菌病，造成巨大经济损失，随后，各地都有猪链球菌2型暴发的报道，先后在江苏、浙江、山东、上海、广东、江西、海南、北京等地分离到猪链球菌2型。各年龄的猪均能感染，但大多在3～12周龄的仔猪暴发流行，尤其在断奶及混群时出现发病高峰。口、鼻腔是主要的入侵门户，而后在扁桃体定居繁殖。病猪及带菌猪为主要传染源，本病一年四季均可发生，夏秋炎热季节易出现大面积流行，其它月份常呈局部流行或散发。自然条件下，易感猪的发病率和死亡率都可达50％以上。从外地引入带菌猪常常引起本病的暴发流行，拥挤、通风不良、气候骤变、混群、免疫接种等应激因素均可激发本病的发生与流行。昆虫媒介在疾病的传播中起重要作用。家蝇可带2型菌5天，通过在猪场间的飞行传播病原菌。无论是马链球菌兽疫亚种还是猪链球菌2型，在水中60℃可存活10分钟，50℃可存活2小时，在4℃，尸体中可存活达6周。在0℃该菌在尘埃中可存活1个月，在粪便中可存活3个月，而在25℃，可在尘埃中存活24小时，在粪便中可存活8天。据证实污染物，如粪肥及注射针头，都可以传播猪链球菌病。但很容易被5%的漂白粉（稀释为1：799）灭活。除猪以外，马、绵羊、山羊、奶牛、狐狸、鸟、兔子等动物都具易感性。值得关注的是，猪链球菌2型可感染人，人的感染与职业有密切关系，与猪或猪肉密切接触的人员较其他人群感染的几率高1500倍，主要通过伤口或经口感染人，引起脑膜炎、败血症、关节炎、心内膜炎，导致永久性耳聋等后遗症[20]，并可引起死亡。3临床症状与病理变化无论是何种链球菌感染，其症状都类似，即临床症状和肉眼病理变化与特定的血清型无关，但发病猪群呈现的临床症状各异。超急性病例，病猪不表现任何症状即突然死亡[36，37]。急性病例中的临床症状主要是发热、抑郁、厌食，随后表现一种或几种以下症状，如共济失调、震颤发抖、角弓反张、失明、听觉丧失、麻痹、呼吸困难、惊厥、关节炎、跛行、流产、心内膜炎、阴道炎等。超急性和急性引起死亡的猪通常没有肉眼可见的病变，败血症病例，全身脏器往往会出现充血或出血现象。部分表现为脑膜炎的病猪可见脑脊膜、淋巴结及肺发生充血。脑脊膜炎最典型的组织病理学特征是嗜中性白细胞的弥漫性浸润，其它的组织病理学特征包括脑脊膜和脉络丛的纤维蛋白渗出、水肿和细胞浸润。脉络丛的刷状缘可能被毁坏，脑室内可见纤维蛋白和炎性细胞。脉络丛上皮细胞、脑室浸润细胞以及外周血单核细胞中可发现细菌。肺脏常呈实质性病变，包括纤维素出血性和间质纤维素性肺炎、纤维素性或化脓性支气管肺炎;部分病例有血管外周、支气管外周及细支气管外周的淋巴细胞套，支气管、细支气管炎，肺泡出血，小叶间肺气肿以及纤维素化脓性胸膜炎。因从猪链球菌感染的病猪肺内常分离出多杀性巴氏杆菌、胸膜肺炎放线杆菌等细菌，故部分学者认为，病猪肺部的病变可能与以上细菌的继发感染有关。在关节炎的病例中，最早见到的变化是滑膜血管的扩张和充血，关节表面可能出现纤维蛋白性多发性浆膜炎。受影响的关节，囊壁可能增厚，滑膜形成红斑，滑液量增加，并含有炎性细胞。心脏损害包括纤维蛋白性化脓性心包炎、机械性心瓣膜心内膜炎、出血性心肌炎。组织病理学变化为心肌发生点状或片状弥漫性出血或坏死、纤维蛋白化脓性液化。心包液中常含有嗜酸性粒细胞，少量嗜中性粒细胞及单核细胞，具有大量的纤维蛋白[38，46]。4致病机理猪链球菌病的致病机理尚不十分明了，大量的研究表明无论那种链球菌引致的猪链球菌病都与病原的毒力因子密切相关，业已证明，马链球菌兽疫亚种的主要毒力因子有荚膜、类M蛋白、金属结合脂蛋白、链激酶、IgG结合蛋白、纤维结合蛋白透明质酸酶等。猪链球菌2型的主要毒力因子有荚膜、溶菌酶释放蛋白（MRP）、胞外蛋白因子（EF）、猪溶血素和IgG结合蛋白等。猪源链球菌感染猪后，首先定植在扁桃体中，部分猪逐步发展成为败血症，最终形成脑膜炎或关节炎。定植于扁桃体中的猪链球菌2型要进入机体的血液循环系统，必须首先突破扁桃体及上呼吸道的屏障进入血液循环系统。猪源链球菌能大量粘附于巨噬细胞表面而不被吞噬，因而血流中猪源链球菌可以粘附的形式被体内的吞噬细胞携至目的地，从而引起各种症状。5猪链球菌病诊断根据流行病学、临床症状和病理变化等能对猪链球菌病作出初步诊断，确诊需病原的分离与鉴定。国内外现有的检测方法主要有三大类：分离培养及生化鉴定、血清学鉴定、分子水平鉴定。从患病猪的病变组织如扁桃体、肺脏、肺门淋巴结、脾脏和脑组织等中较易分离到细菌，分离到细菌后，可进行细菌生化鉴定，但由于猪源链球菌的生化特征并不十分稳定，菌株间往往存在差异，因此应与血清学等方法结合起来。马链球菌兽疫亚种可用乳胶凝集诊断试剂盒进行诊断，猪链球菌2型可用相应的高免血清进行玻片凝集试验进行诊断。分子生物学方法已大量应用于该病的诊断，PCR是一种快速而特异的检测猪源链球菌的方法，国内外已建立了多种PCR诊断方法，如16S~23SrDNA特异序列、与马链球菌兽疫亚种和猪链球菌2型相关毒力基因的检测等。6防控措施猪链球菌病的发生涉及诸多因素，如猪群的健康状况（如混合感染、免疫抑制），菌株毒力的大小，环境和管理的质量等。拥挤、通风不良、大幅度温度变化以及2周龄以上