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动物 球虫病概述

完整评审: 8月 2022 作者:Anthony Andrews, BVetMed, PhD, DECBHM, DECSRHM, Consultant
上次更新: 9月 2024
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球虫是一类单细胞专性细胞内寄生原虫,属于顶复门 (Apicomplexa) 的类锥体纲 (Conoidasida)。球虫病的主要临床症状为腹泻。可通过盐水或糖溶液漂浮法、肠道直接涂片法或麦氏虫卵计数板,在粪便中鉴定出卵囊。抗原虫治疗可缩短病程,减少卵囊排出,缓解临床症状,并降低继发感染和死亡的风险。

球虫是隶属于顶复门类锥体纲的专性细胞内寄生原虫。艾美耳球虫属(Eimeria,其孢子化卵囊内含 4 个孢子囊)和等孢球虫属(Isospora,其孢子化卵囊内含 2 个孢子囊)包含许多种类,可感染多种鸟类、哺乳动物和爬行动物,但几乎全部具有严格的宿主特异性。球虫感染遍布全球。其他属的球虫则引起贝诺孢子虫病、隐孢子虫病、肉孢子虫病和弓形虫病。

其感染途径为经口摄入污染环境中具有感染性的孢子化卵囊。大多数动物在生命早期即暴露于感染中。 

感染的临床症状通常仅见于幼龄动物。寄生虫主要侵入肠黏膜上皮层及黏膜固有层结缔组织,有时可导致卡他性炎症和出血。在家兔中,其肝脏也会受到波及。大多数动物在其一生中都会发生感染,但不会表现出临床症状,该疾病具有自限性。然而,当出现临床症状时,轻症表现为腹泻和生长迟缓;重症则表现为痢疾、脱水和里急后重,通常伴随广泛的后肠病变。死亡率通常较低。慢性感染可导致粪便黏稠、被毛粗乱无光泽、生长不良以及同群动物个体大小不一。对于经济动物,感染可能会造成严重的经济损失。在猫、犬和马中,感染主要由等孢球虫属虫种 (Isospora spp) 引起,其临床症状较艾美耳球虫属虫种 (Eimeria spp) 少见,且通常较轻。

目前有多种治疗方案,但各国批准使用的药物有所差异。防控依赖于减少环境中的卵囊污染以及降低易感动物的应激。也可使用抗球虫药来减少卵囊的产生和疾病的发生。

动物球虫病的病因与发病机制

所有艾美耳球虫种类均在一个宿主体内完成其生活史(单宿主寄生),大多数等孢球虫属虫种也是如此。然而,部分等孢球虫属虫种可利用转续宿主或转运宿主。寄生虫在这些宿主体内不进行发育,但借此可扩散至新区域。针对具有转运宿主特性的等孢球虫种类,已提出将其划为新属——囊等孢球虫属 (Cystoisospora)。此外,球虫具有严格的宿主特异性,同一宿主内不同球虫种类之间不存在交叉免疫。混合感染十分常见,且由于球虫病具有免疫抑制作用,混合感染可能会加重。

球虫的生活史复杂,但全部在一个产生卵囊的宿主体内完成。生活史分为三个阶段:孢子生殖、裂殖生殖和配子生殖。

孢子生殖/孢子化:随宿主粪便排出的卵囊不具有立即感染性。卵囊具有厚实且抵抗力强的卵囊壁,但需要适宜的水分、氧气和温度才能进行孢子化。在孢子化过程中,卵囊核根据种类不同分裂多次,产生孢子囊。分裂的细胞核被原生质包裹形成锥形体(即成孢子细胞),随后其自身分泌囊壁,并分裂成两个子孢子,从而发育为孢子囊。这种具有感染性的孢子化卵囊的发育过程快则数小时,慢则需数天至数周。这些感染性卵囊在环境中抵抗力强,可存活很长时间,包括可越冬。

裂殖生殖/裂体生殖(无性阶段):感染性孢子化卵囊被摄入后,在小肠内释放出子孢子。子孢子经胆汁或胰蛋白酶激活后,侵入肠黏膜。在此,子孢子发育成圆形的滋养体,随后分裂成具有细胞核的细长裂殖子,共同组成一个裂殖体。裂殖体发育成熟后破裂,其所寄生的肠上皮细胞壁随之一起破裂,从而释放出裂殖子。根据球虫种类的不同,裂殖子可能在一个或多个循环中重复产生裂殖体的过程,最终进入配子生殖阶段。

配子生殖(有性阶段):最后一代裂殖子进入其他肠上皮细胞,发育为大细胞(雌性大配子体)或大量带鞭毛的小细胞(雄性小配子体)。雄性小配子体随寄生的肠上皮细胞破裂而释放。一个小配子体穿入大配子体,导致两者的细胞核融合。融合后的细胞发育出厚壁,成为卵囊,最终随粪便排出体外。在这种生活史中,根据球虫种类的不同,摄入的一个卵囊经过两代无性繁殖,可产生高达 24 × 106 个裂殖子和数百万个卵囊。  

其感染源于摄入具有感染性的孢子化卵囊。刚排出的卵囊未孢子化,因此无感染性。在适宜的水分、氧气和温度等环境条件下,数天内卵囊即可发生孢子化。卵囊具有厚实且抵抗力强的卵囊壁,可在环境中存活 ≥1 年。但在低于 -30°C 或高于 40°C 的温度下,其存活能力较差。

在可感染特定宿主的众多艾美耳球虫或等孢球虫种类中,许多并不具有致病性。通常,仅侵入小肠的种类对宿主的致病作用较小,因为吸收功能在一定程度上可由大肠代偿。而侵入大肠和盲肠的种类往往会引起更为严重的临床症状(如里急后重、血便、严重腹泻、贫血、虚弱),这是因为大肠后段没有进一步的吸收区域,且该区域细胞受损后的更新替换率要慢得多。贫血是一种较为罕见的临床症状。两种或多种艾美耳球虫属虫种的混合感染很常见;其中一些通常不被认为具有致病性,但会影响临床疾病。在同一致病种类内,不同毒株的毒力也可能存在差异。

球虫感染往往具有免疫抑制作用,因此其他疾病可能变得更严重或病程更长。

艾美耳球虫和等孢球虫的生活史具有自限性,除非发生再感染,否则会在数周内自然结束。等孢球虫感染后,机体能产生良好的免疫力以防止再次感染。接触艾美耳球虫后产生的免疫力通常是终身的,尽管粪便中偶尔会排出少量卵囊,以此维持这种免疫力。保护性免疫同时包含体液免疫和细胞免疫,但主要由 T 淋巴细胞介导。 

球虫病的流行病学

球虫病在全球普遍发生,大多数球虫种类分布广泛。通常,幼龄哺乳动物(特别是草食动物)通过室内或室外被卵囊污染的环境发生感染。由于室外环境中卵囊暴露水平较低,宿主在较长时间内仅暴露于少量卵囊,从而能在不出现临床症状的情况下自然产生免疫力,因此室内饲养的动物更易发病。 

其感染往往具有季节性变化。在美国西北部和中西部,牛球虫在夏季、秋季和春季的感染率较高,在仲冬和初夏的感染率较低。在加拿大,长期严寒之后或天气突然剧变之后可暴发冬季球虫病。在澳大利亚昆士兰州,断奶牛在干旱年份的感染率更高,这可能部分归因于应激。在英国,牛感染高峰在夏季,其次为春、秋、冬季。美国多数病例集中在 6 月,1 月最少;英国感染率最低的月份为 2 月。

球虫属于条件性致病原。总体而言,大多数农场动物的感染率很高,但通常不会发病。临床球虫病的发生通常是由于高剂量卵囊暴露或宿主面临各种应激因素,如营养不良、营养缺乏、过度拥挤、卫生条件差或并发疾病。还可能与断奶、分群、运输、突然更换饲料或天气剧变(尤其是恶劣天气)等应激有关。通常,仅少数动物 (5%~10%) 中会出现临床症状,但经过一段时间的连续粪便采样检测,会发现大多数或几乎所有其他动物都在排出卵囊。 

发病年龄取决于球虫种类及其潜伏期(即排卵囊前期)。因此,大多数疾病发生在约 1~3 月龄(仔猪可早至 1 周龄以内),但在室外出生的动物中,发病年龄最晚可至 1 岁。通常,只要不暴露于新的农场环境且未发生免疫抑制,成年动物的临床症状较轻。在初次感染期间,通常会出现一定程度的免疫抑制,这可能导致其他疾病的暴发。成年动物通常对临床疾病具有高度抵抗力,但并非对感染完全免疫,尤其是在分娩前后。临床正常的动物发生的上述情况会使得病原在养殖场地内长期存续,并成为幼龄易感动物的传染源。 

既往暴露后再次发病的情况较为罕见,并且通常是由于特定动物的其他问题(如免疫抑制或并发疾病)所致。注射皮质类固醇可使球虫完成其生活史并排出卵囊。

动物球虫病的临床表现

大多数受感染动物在生命早期接触环境中的卵囊时,不会表现出明显的临床症状。发生亚临床感染的动物可能出现生长速率下降和饲料转化率降低,该问题可能会对经济动物造成重要影响。例如,牛感染后在初期出现增重下降的现象至少可持续一个放牧季。

球虫病的临床症状是由肠上皮细胞(通常还包括黏膜固有层结缔组织)的破坏引起的。可能伴有肠腔内出血、卡他性炎症和腹泻。最主要的临床症状为腹泻,并且可能导致脱水。当病变主要累及肠道后段时,可能会出现出血和里急后重。通常情况下,死亡率较低。血清蛋白和电解质浓度可能发生改变(通常为低钠血症)。伴有血液血红蛋白或红细胞压积 (PCV) 降低的贫血并不常见,仅见于重症患病动物,此类动物有可能发生死亡。

部分动物会发展为慢性感染,由于采食量、饲料转化效率和体重增长下降,进而造成经济损失。其中一些动物被毛质量粗糙且生长发育不良。感染可导致营养缺乏和消化问题。在部分情况下,由于免疫抑制或其他原因,感染可能加重并发感染,使动物临床症状加剧,病程延长或恢复期延长。

死后病变

死后剖检通常显示小肠部分或大部分区域的黏膜内衬受损。根据球虫种类的不同,病变可能出现在小肠或大肠中。大多数球虫种类具有特定的优先发育部位。小肠、盲肠和大肠的部分区域可能存在弥漫性炎症。黏膜增厚、充血、水肿,并伴有针尖样或较大的出血点。肠表面、出血区以及白喉样纤维蛋白膜性病变处,可能可见针尖样或较大的白色裂殖体区。黏膜刮取物或涂片检查可见大量处于寄生虫生活史各个阶段的虫体,尤以配子体和卵囊多见。组织学检查显示上皮表面脱落、绒毛萎缩,并可见卵囊和配子体;固有层和黏膜下层可见炎性细胞浸润。

动物球虫病的诊断

  • 粪便存在卵囊 

  • 病史(感染动物的年龄、环境和管理情况)

  • 临床症状(多只幼龄动物出现腹泻具有提示意义)

应分别从同一动物群中出现(或曾记录有)球虫病临床症状的动物和无临床症状的动物中采集多份粪便样本。这些样本通常能指示是否存在卵囊。可通过盐水或糖溶液漂浮法、肠道直接涂片法或麦氏虫卵计数板,在粪便中鉴定出卵囊。然而,腹泻的严重程度可能与卵囊排出的高峰期并不一致。在粪便中发现大量致病性球虫卵囊具有诊断意义(在严重暴发时,卵囊数 >100,000 个/克粪便)。通常,卵囊计数 >5,000 个/克且伴有临床症状,提示球虫感染。但在部分宿主物种中,卵囊计数 >2,500 个/克也可能具有重要临床意义,这取决于有无症状的动物数量,并可能预示潜在问题。粪便中的卵囊数量受多种因素影响,包括种类的遗传繁殖潜力、摄入的感染性卵囊数量、感染阶段、动物的年龄和免疫状态、既往暴露史、粪便样本的稠度(游离水含量)以及采用的检查方法。因此,粪便检查结果必须结合临床症状进行综合评估;如果发生死亡,还需结合肠道病变(大体病变和显微病变)进行诊断。

即使需要在获得结果前进行治疗,也应进行虫种鉴定。尽管存在一定的形态重叠,但特定宿主中的许多球虫种类仍可通过卵囊的大小、形状和卵囊壁厚度进行鉴定。对于部分种类,可能需要使用重铬酸钾进行人工孢子化处理以帮助实现鉴定确认。

一旦确诊球虫病,应考虑是否存在并发疾病。球虫感染可能需要与同年龄段其他腹泻原因进行鉴别诊断,这些原因包括细菌、病毒、其他原虫寄生虫、蠕虫、营养缺乏以及饲喂和管理不当等。

动物球虫病的治疗

  • 减压

  • 抗球虫治疗

在疾病暴发期间,应将患病动物隔离,并提供优质饲料和无应激的环境。这也有助于降低同群内其他受影响程度较小的动物的再感染压力。在可能的情况下,应将接触动物转移至污染较少、无应激且饲养密度较低的环境中。腾出的区域应彻底清洁并进行适当消毒。新圈舍应定期清理,铺设充足垫料,并根据需要进行消毒。 

对于室外饲养的动物,也应将其转移至新区域并降低饲养密度。所有饲料和饮水供应点应设在地势良好、排水通畅的区域,避免粪便污染。应对患病动物进行个体化给药,以确保其接受正确且足量的剂量。仅将抗球虫药混入饲料或饮水中效果不佳,因为患病动物的采食量和饮水量通常会下降。通常为预防进一步发病并减少环境中的卵囊污染,对同群内其余动物提供抗球虫治疗具备一定的合理性。

各个国家/地区在球虫病治疗和预防药物的许可程序及授权/批准使用方面存在很大差异。所有药物均应在兽医的监督下使用。许多用于球虫病治疗的药物仅在部分国家/地区获得许可,或未在任何国家/地区获得许可。尚无任何一种药物获批用于治疗所有可感染的物种。在特定国家/地区使用未获许可的产品取决于该国家/地区的具体情况、法规和执业准则。例如,在欧洲部分地区,在无获批兽药可供选择时,大部分抗球虫药物依据兽药阶梯用药原则进行给药。必须了解并遵守各国关于超说明书用药(即未按批准的标签说明使用药物,如不同的剂量、间隔、途径、适应症或物种)的规定。患病动物的主人应在开始治疗前咨询兽医。

及时给药可减缓或抑制再感染阶段虫体的发育,从而缩短病程,减少卵囊排出,缓解临床症状,并降低继发感染和死亡的可能性。然而,大多数药物对临床球虫病的治疗效果尚未得到充分证实,尽管行业普遍认为治疗对防止再感染有效,因此应有助于动物康复。大多数抗球虫药对早期的第一代裂殖体具有抑制作用,因此它们更适合用于控制(预防)而非治疗目的。

由于球虫病通常会导致动物采食量和饮水量减少,因此患病动物往往需要接受个体化护理以确保摄入充足。患病动物应安置在温暖、干燥的环境中。如果对其食欲和饮水量有任何疑问,最好确保采用个体化给药的方式给予所有药物。如果动物病情严重,可能需要补充电解质溶液或其他液体疗法。

通常会为患有临床球虫病的牛犊和其他动物口服给予可溶性磺胺类药物。鉴于个体化给药即使在动物饮水或进食减少的情况下也能达到足够剂量,该疗法似乎比混饲或肠道给药的磺胺制剂(丸剂)更有效。磺胺类药物也用于猫、犬、山羊、猪和绵羊。增效磺胺类药物偶尔通过注射或口服处方,主要用于猫、犬和猪,但其中的甲氧苄啶成分对球虫无效。增效磺胺类药物也用于牛、山羊和绵羊。

硫胺素(维生素 B1)拮抗剂氨丙啉可通过饮水口服给予患有临床球虫病的牛犊,并在超说明书的情况下用于山羊、猪和绵羊。该药物已在美国获批用于治疗临床球虫病,疗程为 5 天;且建议采用灌服或饮水给药。建议治疗后补充维生素 B1。有时氨丙啉也用于犬,但这属于超说明书用药。

4-羟基喹啉类抗球虫药癸氧喹酯在包括美国在内的一些国家/地区获批用于牛和绵羊的混饲治疗。癸氧喹酯在山羊中属于超说明书用药。

三嗪类抗原虫药用于不同物种的球虫病。地克珠利在一些国家/地区获批用于牛和绵羊的口服给药,并用于猫、犬、山羊和猪。妥曲珠利获批用于牛、山羊、猪和绵羊的口服给药,并用于猫和犬。泊那珠利用于马,并主要以超说明书方式用于猫、犬、山羊和绵羊。

根据美国食品药品监督管理局 (FDA) 行业指南第 209 号和第 213 号,用于食品动物的具有人医重要价值的抗菌药物(即对人类医疗重要的药物类别,如磺胺类药物)的营销状态已从非处方药变更为:用于水剂给药的兽医处方药,或用于饲料给药的兽医饲料指令 (VFD)。不用于人类医疗的药物(如离子载体类抗生素)仍可作为非处方药销售。

动物球虫病的控制与预防

预防性管理的基础是限制幼龄动物摄入孢子化卵囊,使其能够产生免疫力但无临床症状。良好的饲喂实践和管理(包括环境卫生)有助于实现这一目标。对于部分艾美耳球虫种类,有时可能需要对孕畜进行治疗,以减少卵囊的排出。

新生动物应摄入足量的优质初乳。幼龄易感动物应饲养在清洁、干燥的圈舍中。饲喂和饮水设备应保持清洁,且必须防止粪便污染;这通常意味着需要使用高于地面的食槽,并合理摆放设备位置以最大限度减少粪便污染。应尽量减轻应激因素(如断奶、分群、突然更换饲料和运输等)。不应在极端天气或天气剧烈变化时进行任何管理上的调整。

卵囊对大多数消毒剂具有抵抗力。部分氨类消毒剂可杀灭卵囊,但仅可在清出动物后的空圈舍中使用。受污染的区域应先进行清洁、消毒,然后再进行蒸汽清洗。圈舍必须彻底干燥并空置一段时间休整后,方可重新引入动物。

理想情况下,不应预防性使用抗球虫药。然而,当可以预见处于不同管理模式下的动物可能会发生球虫病时,可能需要使用药物来预防临床疾病的发生。但这并不能替代改善饲养环境的管理措施。在几乎所有临床球虫病病例中,致病源均为艾美耳球虫属各种。等孢球虫属各种主要累及小肠,因此较少引起疾病,但仔猪例外,极少数情况下也会在幼犬和幼猫(主要在犬舍和猫舍中)中引发疾病。在饮水或饲料中添加磺胺类药物有助于预防牛、山羊、绵羊和猪的临床疾病,但在许多国家/地区并未批准此药物用于此目的。

离子载体类抗生素(如拉沙洛西或莫能菌素)广泛用于幼龄反刍动物的预防。据报道,在牛进入育肥场圈养的第一个月内持续低剂量饲喂拉沙洛西或莫能菌素具有预防作用。这些疗法在山羊羔、仔猪和羔羊中也被报道有效。

在一些国家/地区,氨丙啉通过饮水或饲料连续给予 21 天可作为牛的预防用药。虽然未获批准,但也用于山羊和绵羊。氨丙啉可用于母猪,以减少仔猪周围环境中的卵囊污染。在幼犬中,该药物用作口服灌服剂。

据报道,在牛进入育肥场圈养的第一个月内持续低剂量饲喂癸氧喹酯具有预防作用。在一些国家/地区,该药物获批用于绵羊,以及在山羊中超说明书使用。

地克珠利和妥曲珠利在许多国家/地区获批用于牛和绵羊的口服给药;在部分国家/地区,妥曲珠利也获批用于山羊和猪。在尚未获批用于山羊和猪的地区,这两种药物也常被使用。在部分情况下,约 3 周后会给予第二剂药物。已有在猫舍、犬舍使用的相关报道。泊那珠利在猫、犬、山羊和绵羊中以超说明书或实验性方式使用。该药物在美国获批用于治疗马原虫性脑脊髓炎。

某些植物(如牛至精油)可能有助于控制球虫病。含有截叶胡枝子 (Lespedeza cuneata) 的饲料颗粒已被证实能减少羔羊和山羊羔的异常症状以及粪便中的卵囊数量。

尽管家禽已有商业化疫苗,但其他经济动物尚无可用疫苗。一方面是因为球虫种类繁多,另一方面是因为相关免疫生物学研究尚不充分。

关键点

  • 球虫病是由原虫引起的胃肠道疾病。

  • 临床症状包括腹泻(伴有或不伴有黏液)、便血、昏睡、体重减轻、呕吐、腹痛症状、黏膜苍白和厌食。

  • 可通过盐水或糖溶液漂浮法、肠道直接涂片法或麦氏虫卵计数板,在粪便中鉴定出卵囊。

  • 抗原虫治疗可缩短病程,减少卵囊排出,缓解临床症状,并降低继发感染和死亡的风险。

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