与牛呼吸道疾病综合征相关的细菌性病原体
病因学
1 型溶血性曼氏杆菌 (Mannheimia haemolytica) 是从患有牛呼吸道疾病(BRD)的新断奶育肥牛,以及患有地方流行性肺炎的乳用犊牛、肉用犊牛或乳犊肺部中分离频率最高的细菌性病原体。在正常条件下,溶血性曼氏杆菌仅局限于上呼吸道(尤其是扁桃体隐窝),且很难从健康牛中培养出来。在应激或病毒感染后,溶血性曼氏杆菌在上呼吸道的复制率迅速增加,培养出该细菌的可能性也随之增加。
由于环境应激因素或病毒感染导致宿主防御机制受损,上呼吸道细菌生长速率随之加快,随后细菌被吸入肺部并在其中定植。在病原体于肺部生长的这一对数生长期,溶血性曼氏杆菌会产生白细胞毒素等毒力因子。细菌毒力因子与宿主防御机制之间的相互作用会导致组织损伤,并伴有特征性的坏死、血栓形成和渗出,最终发展为肺炎。
虽然多杀性巴氏杆菌的培养检出频率低于溶血性曼氏杆菌,但它也是引起患有牛呼吸道疾病(BRD)的育肥牛发生细菌性肺炎的重要原因。
目前对多杀性巴氏杆菌引起肺炎的发病机制尚不完全清楚。该病原体也是鼻咽部的常驻菌,在呼吸道防御机制长期受损(例如患有犊牛地方性肺炎或育肥牛已有肺部病变)的情况下,可机会性地在肺部定植并引起化脓性支气管肺炎。
睡眠嗜组织菌 (Histophilus somni) 也被认为是地方流行性肺炎和某些 BRD 病例中的重要病原体。它还可能引起心肌炎和胸膜炎的暴发。在呼吸道防御机制受损后,睡眠嗜组织菌可侵入肺部并引起肺炎。该病原体能够从肺部经全身传播至大脑、心肌、滑膜以及胸膜和心包膜表面;通常,由于累及这些额外的器官系统,死亡多发生于育肥的较晚阶段(入场后 40-60 天)。
海藻糖比伯斯坦杆菌(Bibersteinia trehalosi)可存在于家牛的呼吸道中,并可能作为一种条件致病菌导致急性牛呼吸道疾病(BRD)病例。这种细菌常引起散发性暴发,尽管进行了积极的抗菌治疗,但仍以猝死或高死亡率为主要特征。
牛支原体(Mycoplasma bovis)是导致育肥牛慢性肺炎和关节炎的重要原因。虽然它通常被认为是一种继发性病原体,但也可以是疾病的原发病因。它能够在不影响幼龄动物的情况下在上呼吸道定植;然而,当牛经历断奶、运输和转移至育肥场等应激时,牛支原体可移动至下呼吸道。通常,这种定植过程若伴随其他细菌和病毒性病原体的合并感染,会导致 BRD 的发生。
当发生肺脓肿时(通常与慢性肺炎相关),常能分离出牛支原体。化脓隐秘杆菌(Trueperella pyogenes)也可能与肺脓肿同时存在。
临床表现
细菌性肺炎的临床症状通常出现在呼吸道病毒感染的临床症状之后。随着细菌性肺炎的发病,临床症状的严重程度增加,并以精神沉郁和毒血症为特征。精神沉郁和发热(40–41°C),且不伴有归因于其他身体系统的临床表现,是牛呼吸道疾病(BRD)早期病例的典型特征。可能观察到从浆液性至粘脓性的鼻液、湿性咳嗽以及呼吸浅快(见)。肺颅腹侧(前下部)听诊显示支气管音增强、湿啰音和哮鸣音。
在严重病例中,可能并发胸膜炎,其特征为呼吸不规则和呼气性呻吟。如果肺炎转为慢性,患畜的外观体况不佳并会出现肺脓肿。
一头患有牛呼吸道疾病的阉牛表现出精神沉郁和流鼻液。
图片由 Eugene Janzen 博士提供。
剖检病变
溶血性曼氏杆菌(M haemolytica)引起严重、急性的出血性纤维素性坏死性支气管肺炎。肉眼观察可见,肺部颅腹侧有广泛的红黑色至灰褐色实变区,伴有小叶间质胶样增厚和纤维素性胸膜炎。存在广泛的血栓形成、肺坏死灶,以及有限的支气管炎和细支气管炎表现。(见。)
多杀性巴氏杆菌(P multocida)与程度较轻的纤维素性至纤维素性化脓性支气管肺炎相关。与溶血性曼氏杆菌不同,多杀性巴氏杆菌仅伴有少量的纤维素渗出、部分血栓形成、有限的肺坏死,以及化脓性支气管炎和细支气管炎。
肺部感染睡眠嗜组织菌 (H somni) 会导致化脓性支气管肺炎,随后可继发败血症和多器官感染。睡眠嗜组织菌与育肥犊牛广泛的纤维素性胸膜炎相关。
牛支原体与多灶性干酪样坏死性支气管肺炎相关。患病犊牛同时表现出中耳炎、关节炎或腱鞘炎并不罕见。
典型细菌性支气管肺炎中肺实变的颅腹侧分布。颅侧位于右侧。
图片由 John Campbell 博士提供。
随着肺炎转为慢性,可能会出现肺脓肿形成。脓肿大约在第 3 周时形成,但直到 4 周后才形成包膜。化脓隐秘杆菌(T pyogenes)常从这些脓肿中培养分离。
诊断
剖检
细菌培养
免疫组化检测
PCR 检测
在育肥场情况下,与牛呼吸道疾病(BRD)相关的特定细菌病原体的诊断通常依赖于大体剖检发现、细菌培养、免疫组化检测或 PCR 检测。由于相关细菌是上呼吸道的常驻菌,通过深部鼻咽拭子、经气管冲洗或支气管肺泡灌洗采集下呼吸道的生前样本,可以提高培养的特异性。
剖检时可采集肺部组织样本进行培养。若情况允许,应从未经抗微生物药物治疗的动物身上采集培养样本,以便确定抗微生物药物的敏感性谱。多重 PCR 检测已用于鉴定多种与 BRD 相关的细菌,包括溶血性曼氏杆菌。
治疗
广谱抗微生物药物
早期识别细菌感染并及时进行抗微生物药物治疗,是成功治疗 BRD 的关键。
大量研究已对自动化行为监测进行了评估,其涵盖了采食行为、活动监测和空间行为;来自这些研究的数据最终可能为筛选需接受早期治疗的动物提供优势。自动化行为监测系统在商业化养殖环境中尚未得到广泛应用。
应制定治疗规程,使养殖者在识别和治疗病例时有标准化的方法可循。具有 BRD 治疗说明书适应症的长效抗微生物药物常被用作育肥犊牛的一线或二线治疗方案,包括以下药物:
泰拉霉素(用于非泌乳牛:2.5 mg/kg,颈部皮下注射,给药一次)
嘉米霉素(用于肉牛和非泌乳牛:6 mg/kg,皮下注射,给药一次)
替米考星(10–20 mg/kg,皮下注射,单次给药,每个部位不超过 10 mL)
氟苯尼考(用于肉牛和非泌乳牛 [任一剂量方案均可]:20 mg/kg,颈部肌肉注射,48 小时后重复给药;或 40 mg/kg,皮下注射,单次给药,每个部位不超过 10 mL)
恩诺沙星(2.5–5 mg/kg,皮下注射,每个部位不超过 20 mL,每 24 小时一次,最长给药 5 天;或 7.5–12.5 mg/kg,皮下注射,单次给药,每个部位不超过 20 mL)
由于这些长效抗微生物药物通常仅需给药一次,因此育肥场养殖者可以将接受治疗的动物直接送回原舍,而无需在专门的病牛隔离舍中饲养病畜。非甾体抗炎药(NSAID)是控制 BRD 病例发热的有益辅助治疗手段;然而,目前尚缺乏关于其对复发和死亡结局影响的数据。
如果筛选治疗过晚且已发生肺脓肿,则很难通过抗微生物药物实现治愈;在这种情况下,应考虑使用康复舍或淘汰该动物。
防控
有关控制与 BRD 相关的细菌病原体的一般原则,请参阅犊牛地方流行性肺炎部分。接种溶血性曼氏杆菌疫苗对疾病预防有效,并可使到达时接种 1 剂疫苗的高风险育肥犊牛的发病率降低多达 25%;然而,各项试验在所有风险类别的育肥牛中表现并不一致。理想情况下,应在将犊牛运输至育肥场前 3 周接种疫苗,并在到达时重复接种。对于奶犊牛而言,对母牛进行免疫接种可通过为犊牛提供被动免疫而获益。
目前已有针对睡眠嗜组织菌的疫苗,且有限的证据表明,即使在到达时仅接种 1 剂,这些疫苗在控制育肥犊牛 BRD 方面也具有部分效果。目前仍显著缺乏评估疫苗中睡眠嗜组织菌和多杀性巴氏杆菌成分有效性的临床现场试验。目前已有针对牛支原体的商品化疫苗,包括灭活疫苗和较新型的改良活菌疫苗。然而,与睡眠嗜组织菌和多杀性巴氏杆菌的情况类似,针对牛支原体的疫苗也缺乏证明其有效性的临床现场试验。
管理程序如预适应(即将断奶压力与进入育肥场的压力分开,并包括预先免疫接种和对料槽饲喂的适应),可为预防呼吸道疾病提供明显的益处。然而,由于北美许多地区肉牛产业的经济结构原因,预适应往往难以实现。因此,在许多饲养高风险犊牛的育肥场中,在高风险犊牛到达或接近到达育肥场时进行群体预防性治疗(metaphylaxis)是一项主要的控制策略。
关键点
溶血性曼氏杆菌、多杀性巴氏杆菌、睡眠嗜组织菌和牛支原体是牛呼吸道疾病(BRD)的主要细菌病原。
对尚未接受治疗的早期病例进行深层鼻咽拭子培养,有助于鉴别涉及的病原体,并可能有助于指导治疗方案。
早期筛选病例,随后使用广谱抗微生物药物进行治疗,是主要的治疗模式。
预适应、尽量减少混群、针对 BRD 细菌病原体接种疫苗以及对高风险动物进行群体预防性治疗(Metaphylaxis)是主要的控制方法。
了解更多信息
Griffin D, Chengappa MM, Kuszak J, McVey DS.Bacterial pathogens of the bovine respiratory disease complex.Vet Clin North Am Food Anim Pract.2010;26(2):381-394.
Maunsell FP, Woolums AR, Francoz D, et al. Mycoplasma bovis infections in cattle.J Vet Intern Med.2011;25:772-783.