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动物 肠道弯曲杆菌病

完整评审: 12月 2022 作者:Francisco Uzal, DVM, PhD, DACVP, California Animal Health & Food Safety–San Bernadino, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis
上次更新: 9月 2024
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弯曲杆菌 (Campylobacter spp) 属细菌可引起人类和多个动物种属的胃肠道 (GI) 疾病。空肠弯曲杆菌 (Campylobacter jejuni) 和结肠弯曲杆菌 (Campylobacter coli) 是该属中研究最深入的菌种,但目前也发现了其他苛养性弯曲杆菌属,它们在人类和动物疾病中均具有致病作用。多种弯曲杆菌感染为人畜共患感染,人类感染通常源于摄入受污染的乳制品、肉类或其他动物制品。临床症状包括呕吐以及带血、黏液性腹泻;治疗以支持疗法为主,部分病例需进行抗菌治疗。弯曲杆菌病可通过细菌培养进行诊断,但培养可能较为困难;也可结合临床症状,采用聚合酶链反应 (PCR) 检测进行诊断。

弯曲杆菌属细菌为螺旋状、微需氧、革兰氏阴性菌,可引起人类和动物胃肠炎。多种弯曲杆菌属细菌具有人畜共患性。许多家畜,包括犬、猫、犊牛、绵羊、猪、雪貂、水貂、猴及数种实验动物,摄入弯曲杆菌属细菌后会发生急性胃肠炎。(另见“牛生殖道弯曲杆菌病”、“人畜共患病”和“禽弯曲杆菌感染”部分。)

空肠弯曲杆菌感染是全球人类胃肠炎最常见的病因之一,空肠弯曲杆菌也是研究最为充分的弯曲杆菌属。

动物肠道弯曲杆菌病的病因

弯曲杆菌属细菌为细长、能运动的革兰氏阴性弧形杆菌,大小为 0.2–0.8 cm × 0.3–5 cm。该类细菌可依靠单鞭毛,进行特征性螺旋状穿梭运动。菌体通常呈 S 形或弧形,偶尔也可能呈较长的螺旋杆状,长度可达 8 µm。在不利生长条件下,螺旋杆状菌体会退行转化为球菌样形态。该类细菌生长缓慢,一个世代约 90 分钟,属苛养性菌,需在富集培养基及微需氧条件(含较高 CO2 浓度:3%–15% O2、3%–10% CO2、85% N2)下生长。

弯曲杆菌科包含3 个与动物和人类疾病相关的属,其中包括弯曲杆菌属和弓形杆菌属 (Arcobacter)。某些菌种可在动物体内以共生菌形式存在,使动物成为人类感染的储存宿主。嗜热弯曲杆菌属,尤其是空肠弯曲杆菌和结肠弯曲杆菌,流行率最高,造成的疾病影响也最大。

表格
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关于不同弯曲杆菌属细菌所致动物疾病的简要概述,见表动物致病性弯曲杆菌属。

最初,弓形杆菌 (Arcobacter) 属细菌被认为是耐氧性弯曲杆菌。它们与生产动物的繁殖障碍、乳腺炎、胃溃疡和/或腹泻有关。弓形杆菌属细菌包括 嗜冷弓形杆菌 (A cryaerophilus)(旧称嗜冷弯曲杆菌 (Campylobacter cryaerophilus))、斯氏弓形杆菌 (A skirrowii)、泰里奥弓形杆菌 (A thereius) 和布氏弓形杆菌 (A butzleri)。

动物肠道弯曲杆菌病传播与流行病学

弯曲杆菌属细菌可通过食物、水或粪-口途径传播。在世界各地,动物都是动物和人类弯曲杆菌感染的储存宿主。弯曲杆菌属细菌主要定植于多种家养和野生脊椎动物的胃肠道;人食用动物源性肉类从而发生从动物向人类的人畜共患传播,这是一个食品安全问题。弯曲杆菌属细菌也常见于候鸟、水禽、乌鸦、海鸥等野生鸟类以及家鸽。这些鸟类可能污染放牧动物的生活环境。据报道,野生啮齿动物以及苍蝇等昆虫也可能携带并传播空肠弯曲杆菌。

在适宜其生存的条件下,受粪便污染的环境成为这些生物的一个普遍来源。弯曲杆菌属细菌可在粪便、乳汁、水和尿液中长期存活,尤其是在接近 4°C 的温度下。在不利条件下,空肠弯曲杆菌空肠亚种可转变为存活但不可培养状态,摄入体内后可恢复活性。

已有记录显示,弯曲杆菌属细菌可能污染多种人类食品,比如鸡肉、火鸡肉、牛肉、猪肉、鱼肉和乳品。家禽是人类空肠弯曲杆菌空肠亚种感染最主要的储存宿主,可导致 50%–70% 的病例;其中,鸡肉是首要来源。与其主人一样,犬和猫摄入未充分烹熟的禽肉后,也常发生感染。

据报道,幼年猕猴、断奶期雪貂、犬、猫和猪均可能自然感染空肠弯曲杆菌空肠亚种并出现肠炎。鸡、啮齿动物、雪貂、灵长类动物、兔和猪经不同途径接受空肠弯曲杆菌实验性接种后,均出现肠炎。

动物肠道弯曲杆菌病发病机制

细菌运动性、黏液定植、毒素产生、黏附、内化和易位,均属于与空肠弯曲杆菌空肠亚种毒力相关的过程。感染始于摄入受污染食物或水中的空肠弯曲杆菌空肠亚种。胃酸构成一道屏障,因此细菌必须到达小肠和大肠后才能增殖;空肠弯曲杆菌既能侵入上皮细胞,也能侵入固有层内细胞。有毒力的弯曲杆菌属细菌穿透表面黏液层后,可黏附并侵入肠上皮细胞。它们可在肠上皮细胞的胞质中存活,并通过避开溶酶体区室来延长其胞内存活时间。弯曲杆菌相关疾病的发病机制涉及 IV 型和 VI 型分泌系统以及毒素,其中包括毒力因子细胞致死性膨胀毒素 (CDT)。

动物肠道弯曲杆菌病临床表现

空肠弯曲杆菌空肠亚种可引起多种疾病表现,具体取决于宿主免疫状态、细菌毒力、基因表达及其他因素。感染病例可能出现全身性症状,也可能仅出现胃肠道症状;可能发生感染并短暂排菌,但临床表现正常;也可能迅速清除感染,既无发病症状,也未排菌。腹痛、发热、腹泻、粪便带血及粪便中出现炎性细胞,是空肠弯曲杆菌空肠亚种感染最典型的临床表现,反映了该感染的炎症性特征。

与伴侣动物肠道疾病相关的弯曲杆菌属细菌包括空肠弯曲杆菌空肠亚种、结肠弯曲杆菌、乌普萨拉弯曲杆菌 (C upsaliensis) 和瑞士弯曲杆菌。空肠弯曲杆菌空肠亚种可引起犬和猫腹泻,而犬和猫则被认为是人群中该菌的主要感染源。腹泻通常为急性发作。对 6 月龄以下幼犬而言,持续 5–15 天的腹泻是最常见的临床症状。腹泻可从水样发展至带血,常含黏液,有时可见胆汁着色。偶见腹泻转为慢性,并可能伴有发热和白细胞 (WBC) 计数升高。6 月龄以下幼猫常见腹泻,粪便可能带血。部分感染猫无临床症状。此外,犬妊娠晚期流产病例的阴道分泌物中也可检出空肠弯曲杆菌空肠亚种。

在牛和绵羊中,弯曲杆菌属细菌,包括空肠弯曲杆菌空肠亚种、胎儿弯曲杆菌胎儿亚种、猪肠弯曲杆菌猪肠亚种 (C hyointestinalis hyointestinalis) 和唾液弯曲杆菌,可能引发肠炎和流产。然而,在比较健康牛与腹泻牛中空肠弯曲杆菌流行率的研究中,弯曲杆菌属细菌的检出频率并无显著差异,因此弯曲杆菌属细菌在反刍动物肠道疾病中的作用仍存在争议。临床正常牛体内可能存在数量可观的弯曲杆菌属细菌,这表明该微生物可能具有共生作用。多项研究显示,屠宰检验时,牛的胆囊、大肠、小肠和肝脏中均有检出弯曲杆菌属细菌。牛经粪便排出弯曲杆菌属细菌后,可能造成牛奶和牛肉污染。

猪通常以肠道共生菌形式携带结肠弯曲杆菌和空肠弯曲杆菌空肠亚种。美国、荷兰、英国和德国的研究显示,超过半数的商品化养殖猪会排出这类微生物。当前研究表明,弯曲杆菌属细菌不会导致猪出现临床疾病;1-3但从猪胴体和生产设施中分离出的结肠弯曲杆菌和空肠弯曲杆菌空肠亚种抗菌药物耐药性不断增强,这使猪肉潜在污染成为日益受关注的人类健康问题。

鸟类,包括集约化养殖家禽的弯曲杆菌属细菌(尤其是空肠弯曲杆菌空肠亚种)感染率和带菌率似乎高于其他动物。在肉鸡中,该病原体可在腭淋巴组织和嗉囊中定植,进而通过饮水槽和典型粪-口途径极为迅速地传播。鸡坏死性肝炎与一种尚未经鉴定的弯曲杆菌属细菌有关。患病鸟类,尤其是鹦形目(鹦鹉)和雀形目鸟类(如雀科鸣鸟和金丝雀)的小肠中曾检出空肠弯曲杆菌空肠亚种。相关病例可见肝炎,并伴有嗜睡、食欲不振、体重减轻和黄色腹泻。常伴较高死亡率。相比之下,野生鸟类虽常携带弯曲杆菌属细菌,但因该菌发病的情况较为罕见。

异宠(如雪貂、水貂、灵长类动物、仓鼠、豚鼠、小鼠和大鼠)中已有弯曲杆菌胃肠道疾病报道。虽然这些动物的临床症状各不相同,但通常都包括黏液性、水样、胆汁样腹泻,有时伴有血便、厌食、呕吐和发热。可能发生迁延性感染,但并不常见;多数感染具有自限性,临床症状轻微。在水貂中,糜烂性结肠炎与空肠弯曲杆菌感染有关;该感染已通过实验成功复制。

以下弯曲杆菌属细菌已从鸟类、贝类、爬行动物、海洋哺乳动物和生产动物中检出,但未导致动物宿主发病;其中数种与人类疾病有关:

  • 鸟弯曲杆菌 (C avium)

  • 猪肠弯曲杆菌劳森亚种 (C hyointestinalis lawsonii)

  • 胎儿弯曲杆菌龟亚种 (C fetus testudinum)

  • 加拿大弯曲杆菌 (C canadensis)

  • 幽门弯曲杆菌 (C peloridis)

  • 黑岛弯曲菌 (C insulaenigrae)

  • 亚南极弯曲杆菌 (C subantarcticus)

  • 卷曲弯曲杆菌 (C volucris)

  • 解脲弯曲杆菌 (C ureolyticus)(旧称 解脲拟杆菌 (Bacteroides ureolyticus))

感染动物的弓形杆菌属细菌包括 嗜冷弓形杆菌(与生产动物流产有关)、布氏弓形杆菌(与生产动物腹泻、牛流产和猪流产有关)、斯氏弓形杆菌(与绵羊腹泻和生产动物流产有关)以及 泰里奥弓形杆菌(与猪流产有关)。以下菌种也曾从食用动物中检出,但截至目前的研究认为,该菌种不会引起疾病:养料弓形杆菌 (A cibarious)(鸡肉、养猪场废水)、营养弓形杆菌 (A trophiarum)(育肥猪)和 猪弓形杆菌 (Arcobacter suis)(猪肉)。此外,另有约11 种弓形杆菌属细菌存在于贝类、污水、海水、沉积物和盐沼植物中,但截至目前的研究认为,这些细菌不会导致动物或人类疾病。

病变

空肠弯曲杆菌可稳定定植于小肠和大肠;然而,大多数感染动物仅表现为盲肠结肠炎。空肠弯曲杆菌肠炎肉眼可见的病变包括盲肠和近端结肠扩张、充满液体,且肠壁增厚。引流感染部位的淋巴结(回盲结肠淋巴结和肠系膜淋巴结)明显肿大。感染某些特定空肠弯曲杆菌菌株后,可能出现含黏液的血性渗出物。

显微镜下特征包括固有层明显的多细胞性炎症浸润,有时可能延伸至黏膜下层。多数感染物种还可见黏膜表面脱落、溃疡形成以及水肿。在猪和小鼠中,结肠上皮表面损伤与上皮基底层存在空肠弯曲杆菌有关。隐窝脓肿和隐窝上皮损伤也属于常见病理发现。

参考文献

  1. Rath A, Rautenschlein S, Rzeznitzeck J, et al. Impact of Campylobacter spp. on the integrity of the porcine gut.Animals.2021;11(9):2742. doi:10.3390/ani11092742

  2. Bui XT, Wolff A, Madsen M, Bang DD.Fate and survival of Campylobacter coli in swine manure at various temperatures.Front Microbiol.2011;2:262. doi:10.3389/fmicb.2011.00262

  3. Sithole V, Amoako DG, Abia ALK, Perrett K, Bester LA, Essack SY.Occurrence, antimicrobial resistance, and molecular characterization of Campylobacter spp. in intensive pig production in South Africa.Pathogens.2021;10(4):439. doi:10.3390/pathogens10040439

动物肠道弯曲杆菌病诊断

  • 推定诊断:临床症状、大体病变和镜检病变

  • 确诊:分离弯曲杆菌属细菌,或通过 PCR 检测和/或其他分子方法证实弯曲杆菌属细菌存在

健康动物和腹泻动物体内均可能检出弯曲杆菌属细菌;因此,仅凭检出细菌,并不足以断定其是否真正参与致病。肠道弯曲杆菌病 (enteric campylobacteriosis) 的推测性诊断依赖于临床症状,并需结合大体病变和镜检病变观察;但确诊需在微需氧条件下使用选择性培养基分离病原体。

应采集新鲜粪便样本并送至实验室,最好于当天处理,最迟应在 2 天内处理。如送检延迟,将运送培养基和样本储存条件维持在 4°C 可获得最佳结果。弯曲杆菌属细菌对环境条件(如干燥、大气中的氧气、日光和温度升高)非常敏感。

在长时间运送至实验室的过程中,污染杂菌可能迅速过度生长并压制弯曲杆菌属细菌,导致难以分离纯菌落用于后续检测。使用 0.45 µm 滤膜过滤可能有所帮助,因为弯曲杆菌属细菌可通过该孔径滤膜。

除非样本可立即运送至实验室,否则临床样本需要进行增菌培养。使用拭子采集样本时,建议使用市售含运送培养基(如 Amies 培养基)的运送管。培养基可为普通琼脂基或含炭基质。根据已有文献,多种培养基可用于粪便标本运输,其中包括 Cary-Blair 培养基、改良 Cary-Blair 培养基、改良 Stuart 培养基、Campy 巯基乙酸盐培养基、碱性蛋白胨水和半固体动力试验培养基。建议在分离与增殖障碍相关的弯曲杆菌属细菌时,使用其他培养基。

弓形杆菌属细菌旧称耐氧弯曲杆菌,也与人类和动物腹泻以及动物流产有关。弓形杆菌属细菌通常并非嗜热菌;但是,如果使用标准化菌混悬液确认其耐氧性,则可能与非嗜热性弯曲杆菌属细菌混淆。虽然多数人类肠炎病例皆可归因于空肠弯曲杆菌空肠亚种、结肠弯曲杆菌、红嘴鸥弯曲杆菌 (C lari) 或乌普萨拉弯曲杆菌,但由于分离和鉴定方法不当,其他同样与胃肠道疾病相关的菌种的重要性可能被明显低估。

基于 PCR 的方法可有效识别感染,该方法尤其适用于培养困难或样本处理不够理想的情况。但检测结果阳性不足以证明因果关系,必须结合临床症状综合判断。

为准确识别重要病原体,有时需进一步区分亚种。传统生化技术可用于此类鉴定;但目前,鉴定主要依赖分子检测和/或基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF) 方法。

动物肠道弯曲杆菌病治疗与防控

  • 支持疗法

  • 必要时根据药敏试验结果使用抗菌药物

克林霉素、庆大霉素、四环素类、红霉素、头孢菌素类(如头孢噻吩)和氟喹诺酮类(如萘啶酸)对空肠弯曲杆菌、瑞士弯曲杆菌和乌普萨拉弯曲杆菌有效。胎儿弯曲杆菌、猪肠弯曲杆菌、黏膜弯曲杆菌 (C mucosalis) 和唾液弯曲杆菌通常对氟喹诺酮类药物耐药,但对头孢菌素类药物敏感。结肠弯曲杆菌目前已显示出对氟喹诺酮类和头孢菌素类药物的耐药性。不同弯曲杆菌属细菌对青霉素类和甲氧苄啶的敏感性各有差异。已有文献记载,弯曲杆菌属细菌对氟喹诺酮类、四环素类、卡那霉素及其他一些抗菌药物存在耐药性,耐药机制涉及染色体和质粒两种途径。

肠道弯曲杆菌病人畜共患风险

弯曲杆菌病被认为是一种人畜共患病。空肠弯曲杆菌是全球人类细菌性食源性胃肠炎的主要病因之一。感染通常表现为自限性水样和/或血性腹泻、腹部绞痛,偶有发热。免疫功能低下患者可能出现更严重的病情,需要接受抗菌治疗。

虽然多数人类弯曲杆菌病人畜共患病例与食用被该微生物污染的肉类(尤其是鸡肉)有关,但也可能由感染犬传播。预防应以严格的卫生管理措施、食用充分烹熟的肉类以及避免接触犬类分泌物为基础。

一些动物即使接受抗菌药物治疗,仍可能有细菌定植,并成为弯曲杆菌持续排菌者。如果治疗目标是降低家庭易感成员染病的人畜共患传播风险,那么单纯使用抗菌治疗可能不足以达到目的。控制措施包括治疗、将患畜转移至清洁环境,以及通过随访性粪便检测确定排菌状态;不过,感染剂量低以及该微生物的广泛存在,会给感染预防带来相当大的挑战。

关键点

  • 弯曲杆菌属细菌可定植于多个动物种属的肠道;但只有部分动物会因此出现疾病。

  • 胃肠炎是感染弯曲杆菌属细菌的动物和人类中最常见的临床综合征。

  • 健康动物携带者可能将该微生物传播给人类,因此构成人畜共患风险。

  • 人类摄入被弯曲杆菌属细菌污染的肉类而发生食源性疾病,是值得关注的公共卫生问题。

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  • 另见宠物健康内容中关于猫和犬消化系统细菌性疾病的相关内容。