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新生反刍动物腹泻

(腹泻)

完整评审: 2月 2021 作者:Walter Grünberg, PhD, DECAR, DECBHM, Assoc DACVIM, Faculty of Veterinary Medicine, Justus-Liebig-Universität Giessen, Giessen, Germany
上次更新: 9月 2024
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反刍动物新生幼畜腹泻仍然是导致一月龄以下犊牛死亡的最重要原因。现已确认多种细菌、病毒和原生动物病原体为致病原因,而被动免疫传递失败是重要的易感诱因。临床表现的范围包括:稀便但整体状态尚可、严重脱水、卧地不起、昏迷及最终死亡。治疗包括消除致病因素,并通过口服及肠外液体疗法纠正和维持患病动物的水、酸碱和电解质平衡。

腹泻在新生犊牛、羊羔和山羊羔中很常见。临床表现差异很大,从无全身性疾病的轻度腹泻,到伴有快速脱水、严重酸碱及电解质失衡的暴发性急性腹泻不等,部分病例甚至可在短短 12 小时内死亡。本节侧重犊牛疾病,但病理生理学和治疗原则同样适用于绵羊羔和山羊羔。

新生反刍动物腹泻的病因

多种肠道病原体与新生动物腹泻相关。其相对流行程度因地而异,但在大多数地区最流行的感染是产肠毒素性大肠杆菌、轮状病毒、冠状病毒和小隐孢子虫。新生动物腹泻病例通常合并多种病原感染,且大多数暴发的原因是多因素的。确定与腹泻暴发相关的特定病原体可能很重要,因为针对某些病原体存在特定的治疗和预防措施。此外,部分病原具备人畜共患风险。腹泻也出现在败血性大肠杆菌病中。

细菌

产肠毒素性大肠杆菌是一种与出生后第一周内新生犊牛腹泻相关的重要细菌病原体。产肠毒素性大肠杆菌有两种与腹泻产生相关的毒力因子,它们是菌毛抗原,使其能够在出生后最初几天附着并定植于新生犊牛的小肠绒毛上。犊牛菌株最常携带 F5 (K99) 或 F41 菌毛抗原,或同时携带两者。这些抗原是免疫保护的重点。产肠毒素性大肠杆菌产生一种热稳定性、无抗原性的肠毒素 (Sta),该毒素影响肠道离子和液体分泌,导致非炎症性分泌性腹泻。

犊牛和羔羊的腹泻也与肠致病性大肠杆菌有关,这些大肠杆菌附着于肠道,产生所谓的“黏附-抹平”病变,伴有刷状缘溶解、附着部位微绒毛结构丧失、酶活性下降以及肠道离子转运改变。这些肠道病原体也称为“黏附-抹平型大肠杆菌”。部分菌株可产生维罗毒素,这可能与更严重的出血性腹泻有关。感染最常见于盲肠和结肠,但远端小肠也可能受累。严重感染中的损伤可导致水肿、黏膜糜烂和溃疡,进而造成肠腔内出血。

沙门氏菌属(尤其是鼠伤寒沙门氏菌和都柏林沙门氏菌,但偶尔也有其他血清型)会导致 2–12 周龄犊牛腹泻。沙门氏菌产生肠毒素,同时也具有侵袭性,并在肠道内引起炎症变化。对犊牛而言,感染通常会发展为菌血症。(另请参阅 见 沙门氏菌病。)

A、B、C 和 E 型产气荚膜梭菌产生多种坏死性毒素,可在犊牛中引起迅速致死的出血性肠炎。感染 B 型或 C 型产气荚膜梭菌是羔羊肠炎和痢疾的常见原因。新生犊牛腹泻与 A 型产气荚膜梭菌有关。该病以最急性出血性真胃炎和肠炎为特征,呈散发性,但也可能暴发。A 型产气荚膜梭菌是犊牛消化道正常微生物群的一部分,可从健康犊牛的粪便中分离出来。当遇到有利的环境条件时,该病原体的某些菌株可引起临床疾病。

空肠弯曲菌和小肠结肠炎耶尔森菌可能出现在腹泻的犊牛和羔羊的粪便中,但也可能出现在健康动物的粪便中。

病毒

轮状病毒是犊牛和羔羊腹泻最常见的病毒性病原体。A 群和 B 群轮状病毒均参与致病,但 A 群流行率最高、临床意义最为重要,且包含多种不同毒力的血清型。轮状病毒在成熟的小肠绒毛上的吸收性和产酶肠上皮细胞中复制,导致肠上皮细胞破裂和脱落,并释放病毒以感染邻近细胞。轮状病毒不感染隐窝的未成熟细胞。强毒株感染时,肠上皮细胞的丢失超过了肠隐窝的替代能力;因此,绒毛高度降低,进而导致肠道吸收表面积和肠道消化酶活性下降。

冠状病毒也常与犊牛腹泻相关。它在上呼吸道粘膜上皮和肠道肠细胞内复制,在肠道内引起与轮状病毒相似的病变,同时还会感染大肠上皮细胞,导致结肠皱襞萎缩。

其他病毒,包括布雷达病毒(环曲病毒)、杯状样病毒、星状病毒和细小病毒,已在腹泻犊牛的粪便中被检出,并可在实验条件下使犊牛发生腹泻。然而,这些病原体也曾在健康犊牛的粪便中被发现。这些病原体在新生犊牛腹泻综合征中的重要性尚待确定。据报道,牛病毒性腹泻病毒和传染性牛鼻气管炎病毒可引起犊牛腹泻,但这并非这些感染的常见表现。

原虫

小隐孢子虫是犊牛和羔羊腹泻的常见病因。该寄生虫不侵袭,而是附着于远端小肠和结肠的肠上皮细胞顶端表面。这会导致微绒毛丢失、黏膜酶活性降低,伴有绒毛钝化和融合(导致绒毛表面吸收面积减少),以及黏膜下层的炎症变化。哺乳动物隐孢子虫无宿主特异性。

十二指肠贾第鞭毛虫是犊牛和羔羊肠道中一种常见的、推测为无症状的感染。已在生长不良、患有慢性黏液性腹泻的犊牛粪便中发现该生物体,但尚无充分证据表明该生物体与犊牛或羔羊的腹泻存在因果关系。

其他原因

饲喂大量牛奶或配方不当的代乳品的犊牛排粪量大,其水分含量高于正常水平,但不会出现伴有体重减轻的稀便性腹泻。同样,吮吸在茂盛牧场上放牧的高产肉牛乳汁的犊牛可能出现稀便。质量低下、含有热变性蛋白或过量大豆蛋白、鱼蛋白或非乳来源碳水化合物的代乳粉,致腹泻风险更高。类似地,配制不当的口服电解质溶液或牛奶与电解质溶液的混合物,若最终溶液渗透压过高,可导致渗透性腹泻。

有证据表明,给犊牛口服新霉素或四环素等抗菌药物 3–5 天,可能导致绒毛变化,从而引发吸收不良和轻度腹泻。长时间高剂量抗生素治疗犊牛可导致与肠道菌群失调相关的腹泻。大肠杆菌性败血症和瘤胃饮奶症也可能伴随腹泻。

新生反刍动物腹泻的流行病学与传播

与腹泻相关的肠道病原体常见于健康犊牛的粪便中;肠道感染是否导致腹泻取决于多种因素,包括病原体不同菌株的毒力差异以及是否存在一种以上病原体。犊牛的抵抗力至关重要,且主要取决于初乳免疫球蛋白的成功转移。未摄入初乳的犊牛极易感染各类疾病,包括肠道病原体感染,且常发展成严重甚至致命的疾病。

感染的进程、所致病变的严重程度以及腹泻的严重程度,均可受到通过初乳获得的免疫球蛋白和其他保护性化合物的调节。免疫球蛋白在初乳摄入期间及之后均可直接作用于肠腔内的病原体,因为循环中大量的免疫球蛋白会被重新分泌到肠道中,尤其是当循环免疫球蛋白浓度较高时。未接触特定病原体的母畜体内缺乏特异性抗体,且对这些母畜使用特定疫苗,进一步调节了这种影响。由恶劣环境、天气防护不足或饮食不足或不当引起的应激也会增加患病风险。

对于所有肠道病原体,健康成年牛可能是携带者,并定期通过粪便排出生物体。在分娩前后,排出量可能增加,并且在初产母牛中更为频繁。这可能导致分娩区域受到污染,并感染母畜的乳房和会阴。其他感染源包括健康犊牛的粪便和腹泻犊牛的粪便,这些粪便在感染早期含有大量病原。数头腹泻犊牛即可导致犊牛饲养区严重污染。传播途径包括粪-口接触、粪便气溶胶,以及(在冠状病毒的情况下)呼吸道气溶胶。

新生反刍动物腹泻的发病机制

新生反刍动物的腹泻通常与小肠疾病相关,可能由液体分泌过多或吸收不良引起。当肠道内液体异常大量分泌,超出肠黏膜的重吸收能力时,就会引发高分泌型腹泻​。在吸收不良性腹泻中,黏膜吸收液体和营养物质的能力受损,以至于无法跟上摄入和分泌液体的正常流入量。这通常是绒毛萎缩的结果,其中绒毛尖端成熟肠细胞的丢失既导致绒毛高度降低(从而减少吸收表面积),又导致刷状缘消化酶的丢失。绒毛萎缩的程度和分布因病原体不同而异,可以解释临床疾病严重程度的变化。

原本应在小肠内被吸收的营养物质进入结肠后发酵,会进一步加重吸收不良型腹泻​。发酵产物,尤其是乳酸,似乎通过渗透作用将水分吸入结肠,这加剧了腹泻的严重程度。

炎症参与大多数肠道感染中腹泻的病理生理过程,炎症介质可影响肠道内的离子转运。炎症还会导致血管和淋巴管损伤以及隐窝-绒毛单位的结构损伤。炎症导致肠上皮细胞坏死、黏膜下层炎性浸润和绒毛萎缩,也是沙门氏菌所致腹泻以及肠致病性大肠杆菌和产毒性产气荚膜梭菌所致腹泻的病理生理学的重要组成部分。

产肠毒素大肠杆菌产生的肠毒素 Sta 通过激活鸟苷酸环化酶并诱导钠离子和氯离子的净分泌,刺激显著的分泌亢进。膜结合的钠-葡萄糖协同转运系统依然具有功能,但无法代偿增高的分泌活动。沙门氏菌也会产生肠毒素。产生维罗毒素的肠致病性大肠杆菌感染,可导致大肠内液体蓄积,并对大肠黏膜造成广泛损伤,表现为水肿、出血、黏膜糜烂和溃疡,从而使肠腔内出现血液和黏液。

病毒通常通过破坏黏膜的吸收细胞来产生吸收不良性腹泻,从而缩短肠绒毛。隐孢子虫引起腹泻的机制尚未完全明确,但似乎同时涉及吸收不良和炎症成分。

大多数感染性腹泻具有分泌亢进、炎症性和吸收不良性成分,尽管通常其中一种占主导地位。这会导致水和电解质的净损失;严重情况下,犊牛会出现低血容量、酸血症、低血糖和肾前性氮质血症。

配方不当的代乳品可能通过两种机制引起腹泻,这两种机制均与吸收不良相关。植物性(尤其大豆)产品通常用作代乳品制造过程中的蛋白质来源。根据精制程度的不同,这些产品可能含有幼犊无法消化的碳水化合物。这类碳水化合物在小肠中不会被吸收,并可能通过结肠发酵导致腹泻。此外,大多数 3 周龄以下的犊牛似乎对大豆蛋白存在过敏反应,导致绒毛萎缩,从而引起很可能为吸收不良性的腹泻。

新生反刍动物腹泻的临床表现

新生幼畜腹泻的临床表现因严重程度不同而有很大差异,从看似健康的幼畜仅出现稀便,到严重脱水和酸中毒动物出现卧地不起和昏迷不等。主要体征包括:

  • 腹泻,粪便呈稀薄至水样状

  • 不同程度的脱水

  • 精神沉郁和不同程度的虚弱

因致病病原体的不同,首次发病的日龄、临床症状的严重程度以及临床病程存在很大差异。

由产肠毒素性大肠杆菌引起的腹泻见于小于 3–5 日龄的犊牛,极少见于更大日龄的犊牛。然而,当存在其他病原体时,易感日龄范围可能会扩大。该病起病突然。犊牛会排出大量水样粪便,且会迅速出现精神沉郁、卧地不起的症状。犊牛可能在数小时内流失超过 12% 体重的体液,并可能在 12–24 小时内出现低血容量性休克和死亡。体温可能升高,但通常正常或低于正常。如果早期实施补液纠电解质治疗,反应通常良好。“黏附-抹平”型大肠杆菌引起的疾病主要见于 4 日龄至 2 月龄的犊牛,可表现为腹泻或以粪便带血和黏液为主的痢疾。临床病程较短。

由沙门氏菌属引起的腹泻通常不见于小于 14 日龄的犊牛。其特征为粪便恶臭,且含有血液、纤维蛋白及大量黏液。败血症,伴高热和精神沉郁,继而进展为虚脱和昏迷,是犊牛沙门氏菌病的显著表现;尽管存在腹泻,犊牛常在出现严重脱水或低血容量性休克之前即因败血性休克而死亡。患沙门氏菌病的犊牛通常病情迅速恶化,即使进行强力治疗也往往会死亡。

由 A、B 或 C 型产气荚膜梭菌引起的出血性肠毒血症特征为急性发作的沉郁、虚弱、血性腹泻、腹痛和数小时内死亡。这种情况通常发生在出生仅数日、食欲旺盛且能随时获取充足乳汁的健壮犊牛身上。感染产气荚膜梭菌的犊牛通常在治疗开始前就已死亡。

轮状病毒、冠状病毒及其他病毒引起的腹泻通常见于 5–15 日龄的犊牛,但也可能影响数月龄的犊牛。受影响的犊牛仅呈中度沉郁,并常继续吮吸或饮用牛奶。粪便量多,呈稀软至液状,常含有大量黏液。腹泻通常持续 3 天至数天,部分冠状病毒性腹泻病例会转为慢性。无其他病原体并发的病毒性腹泻病例,通常经数日补液纠电解质及充足营养支持后好转。

隐孢子虫病见于 5–35 日龄的犊牛,但最常见于出生后第二周。其特征为持续性腹泻,且对治疗无反应。仅仅由隐孢子虫属虫种引起的腹泻通常是轻微且自限性的,不过其严重程度可能与犊牛的体质及感染剂量相关。隐孢子虫、轮状病毒和冠状病毒的混合感染较为常见,可导致持续性腹泻,通常以消瘦和死亡为特征。3–4 周龄犊牛隐孢子虫病腹泻康复后仍处于消瘦状态时,也可继发低血糖症并导致死亡​。死亡通常发生在寒冷天气期间,且在腹泻期削减犊牛喂奶量的牧场更易发生。

日粮性腹泻见于 3 周龄以下的犊牛,特征为粪便量大、呈糊状至胶冻样。发病初期,犊牛精神良好、反应灵敏,食欲旺盛。然而,如果不纠正日粮,它们最终会变得虚弱和消瘦。感染性腹泻常因饮食质量差或营养摄入不足而复杂化。

新生反刍动物腹泻的诊断

  • 新鲜粪便或尸检中特定病原体的分离

仅凭临床表现无法对腹泻做出明确的病因诊断。然而,根据病史、患病动物的年龄以及临床体征可做出假定诊断。可通过犊牛现场检测试剂盒,利用免疫层析技术检测粪便样本,以鉴定新生犊牛腹泻常见病原体的抗原,或送交诊断实验室进行肠道病原体的分离与鉴定。应从几头未经治疗的腹泻早期犊牛身上采集样本。由于混合感染以及肠道病原体常存在于健康犊牛粪便中,粪便微生物学结果的解释可能较为困难。

尸检可对肠黏膜进行检查,以发现诊断性病变的证据,并在肠道病变部位检查是否存在隐孢子虫等肠道病原体。这可能是诊断与“黏附-抹除”型大肠杆菌相关疾病的唯一途径。死后随着时间推移,尸检的诊断价值迅速降低;由于自溶作用,重要病变可能在数分钟内消失。

血液生化、血气及血液学分析对于病因学诊断的价值有限,但有助于确定代谢紊乱的程度,例如,脱水、酸碱及电解质失衡及血糖异常。完整的实验室检查可能费用高昂,而通过体格检查结果即可相当准确地评估脱水和酸血症的程度。

新生反刍动物腹泻的治疗

  • 旨在纠正脱水及维持酸碱和电解质平衡的对症治疗

参与抵抗疾病的许多因素是非特异性的;因此,在病因诊断确立之前即可采取重要的预防措施并开始治疗。治疗包括用于补充水分和电解质及纠正酸碱失衡的液体疗法、调整日粮以及抗炎治疗。对病情严重的动物,往往需要在获得确切的病原学诊断之前,评估抗菌治疗的必要性。

液体与电解质疗法极为重要,无论是否出现临床脱水证据(临床脱水体征在犊牛体液损失至少达到体重的 6% 之前并不明显),均应尽快实施。仍能站立且愿意并能够吸吮的犊牛,通常可单独使用口服电解质溶液进行治疗。口服补液溶液应促进钠与葡萄糖和氨基酸的协同转运,并应含有钠、葡萄糖、甘氨酸或丙氨酸、钾,以及碳酸氢盐、柠檬酸盐或醋酸盐作为碱化剂。口服电解质溶液应与全脂牛奶或代乳品交替给予。为此,有多种市售制剂可供使用。含有碳水化合物的溶液(正如大多数口服电解质溶液那样)不应经胃管投服。反复强行给犊牛灌服这些溶液有导致瘤胃酸中毒和瘤胃饮乳综合征的风险。

饲喂牛奶可能会增加粪便量,但能为犊牛提供能量,并可能促进肠道愈合。犊牛的能量需求量大,且储备量少。电解质溶液不能满足犊牛的能量需求,不应停止喂奶。

卧地不起、脱水程度 ≥ 体重 8%,或不愿自主口服补液的犊牛,需实施静脉补液治疗。这些犊牛通常存在酸中毒,液体和碱缺失可首先通过快速给予高渗碳酸氢钠溶液(500 mL 4.2% 溶液,或 250 mL 8.4% 溶液)来纠正,随后以最高 40 mL/kg/小时的速率给予生理平衡电解质溶液,直至液体缺失得到纠正。由于腹泻犊牛常出现低血糖,因此在初始治疗阶段向静脉输液中添加 25–50 g 葡萄糖通常是有益的。在静脉输液治疗期间及之后,应同时使用口服电解质溶液,以补偿持续的液体和电解质丢失。

腹泻本身并非使用抗菌治疗的指征,但当犊牛出现全身性疾病时,应考虑肠外抗菌治疗。现场研究表明,至少 30% 患有全身性疾病的腹泻犊牛出现了菌血症——这是进行肠外抗菌治疗的明确指征。由于新生犊牛菌血症和败血症的绝大多数病例与大肠杆菌有关,所选抗生素应对革兰氏阴性菌有效。

在多项研究中,患有严重腹泻的犊牛接受非甾体抗炎药联合液体疗法治疗后,疼痛体征减少,恢复速度加快,且在恢复期内体重增长更佳。报道中几种非甾体抗炎药的这些作用已被归因于其镇痛、抗炎、解热和抗分泌特性。

有时提倡使用减少肠道蠕动的药物,例如,丁溴东莨菪碱或阿托品,因为它们可减少排粪量。虽然减少粪便产生可能被视为一种积极的治疗结果,但它也可以看作是肠道内含有细菌、毒素和未消化营养物质的肠液在肠道内发生潴留的结果​。文献中并未提供任何有力证据支持或反对使用抗蠕动药物。

肠道凝胶和吸附剂(例如,高岭土和果胶)被广泛使用,但它们唯一确定的效果是增加粪便稠度;这些药物并不能减少水和离子的流失。

新生反刍动物腹泻的预防与控制

由于新生动物腹泻的复杂性,期望完全预防是不现实的——经济有效的控制才是主要目标。临床发病率和病死率取决于病原体暴露水平与犊牛抵抗力之间的平衡。由于畜群规模、设施、土地和劳动力的可用性以及总体管理目标存在差异,因此无法推荐适用于所有情况的具体管理程序。然而,所有畜群均适用以下几条通用原则:

  1. 做好全面的常规卫生管理,特别是在产房和犊牛饲养区

  2. 通过隔离场内的产犊房、犊牛饲养区和病畜圈舍,减少新生犊牛接触病原体的机会

  3. 做好初乳管理工作

  4. 避免将大龄犊牛与新生犊牛混养

应特别关注正确的初乳管理,因为犊牛被动免疫转移失败的发生率仍然高得令人担忧。无论是自然吮乳的奶犊牛牛,还是人工饲喂初乳的犊牛,均有相当一部分未能获得足量的免疫球蛋白,原因是吮乳或饲喂延迟、初乳摄入量不足或初乳质量低劣。如果因劳动力时间限制使奶嘴瓶喂无法确保初乳摄入量,在出生后 2 小时内通过食管饲喂器给予 4 L 初乳可能是最佳的初乳饲喂策略。(另请参阅 见 繁殖管理:牛。)

在妊娠后期对母畜进行免疫接种,以增加初乳中针对轮状病毒、冠状病毒或产肠毒素性大肠杆菌的免疫球蛋白含量,在已证实上述病原是新生幼畜腹泻致病原的牧场中,该防控手段可发挥显著作用​。

妊娠母畜在分娩前 6 周和 2 周进行免疫接种,以刺激针对新生腹泻综合征特定病原体的抗体产生;这些抗体随后通过初乳传递给新生犊牛(前提是犊牛摄入了初乳)。后续年份每年加强免疫一次。单克隆 F5 (K99) 大肠杆菌抗体已有市售产品,可在犊牛出生后立即口服给药。在曾分离出产肠毒素性大肠杆菌的牛群中,应考虑采用这种治疗方法。该治疗应与优质初乳联合使用,因为这种被动免疫仅能提高对单一特定病原体的抵抗力。

妊娠母牛接种轮状病毒和冠状病毒疫苗可增加初乳和乳汁中特异性抗体的含量,但在感染高峰期(犊牛5–15日龄),乳汁中的抗体浓度可能不足以在肠腔内提供局部抗体。商品化疫苗的对照试验显示出不一致的结果。在易感期间饲喂的牛奶中添加少量免疫初乳,可提供一定的疾病保护作用。

新生反刍动物腹泻的人畜共患风险

导致犊牛腹泻的多种病原体也可能导致人类患上腹泻疾病。小隐孢子虫和鼠伤寒沙门氏菌可引起严重疾病,尤其是在免疫功能低下的个体中。这些生物体通常以亚临床感染的形式存在于犊牛和羔羊的肠道中,这再次强调了在处理犊牛时注意个人卫生的重要性;免疫功能低下者应避免接触幼龄反刍动物,甚至可能是所有农场动物。

牛(包括犊牛)是产维罗毒素大肠杆菌 O157:H7 血清型的储存宿主之一,该血清型与人类出血性结肠炎和溶血性尿毒症综合征相关。人类感染通常经摄入受污染的食物获得,但感染剂量低,且存在通过直接接触感染的可能性。其他与人类疾病相关的产维罗毒素大肠杆菌也可从健康牛的粪便中分离出来。人类在参观畜牧展会、互动动物园、农场研学旅行等看似普通的接触场景后,也会因感染家畜肠道致病菌而发病​。手部清洁和消毒应成为这些探访活动的组成部分。

关键点

  • 新生幼畜腹泻是导致一个月龄以内反刍动物发病和死亡的最重要原因。

  • 已确定数种病毒性、细菌性和原虫性病原体为潜在致病因素;多数病例为多种病原混合感染。

  • 被动免疫转移失败是一种常见且重要的易感因素。

  • 治疗包括通过口服或肠外液体疗法纠正水、酸碱和电解质失衡。