1.彎曲桿菌
鑒于雞只孵化后2-3周齡內(nèi)母源抗體的存在而可避免彎曲桿菌的感染,提示研制彎曲桿菌疫苗仍是控制或降低家禽彎曲桿菌感染的最有效手段。目前在家禽彎曲桿菌商品化疫苗尚未出現(xiàn)的情況下,雞只屠宰上市前降低家禽體內(nèi)彎曲桿菌的載量,同樣可有效地降低人感染彎曲桿菌的風(fēng)險(xiǎn)。
1.1主動免疫(疫苗)
研制彎曲桿菌疫苗直接應(yīng)用于人是最直接有效的控制人彎曲桿菌病的手段,但目前最大的困難在于動物感染模型的建立,因?yàn)槟壳俺S玫膭游锬P腿缪酢ALB/c小鼠、靈長類動物等都難以通過感染彎曲桿菌來穩(wěn)定地、可重復(fù)地模擬人的疾病過程,從而給免疫效果的評價(jià)帶來困難。因而研制家禽彎曲桿菌疫苗來降低或預(yù)防家禽感染彎曲桿菌將更為現(xiàn)實(shí),家禽彎曲桿菌疫苗主要通過家禽腸道內(nèi)彎曲桿菌的定植情況來進(jìn)行免疫效果的評價(jià)。目前研制的家禽彎曲桿菌疫苗類型主要集中于如下3種:
1.1.1全菌滅活疫苗
全菌滅活疫苗通常是最簡單有效的疫苗研制策略,因而在彎曲桿菌疫苗中開展得也最早。近年來研制的人彎曲桿菌全菌滅活疫苗已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn),Ⅱ期在志愿者體內(nèi)臨床試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)具有較好的免疫原性。在家禽方面,上世紀(jì)90年代開始多篇文獻(xiàn)報(bào)道利用福爾馬林滅活彎曲桿菌制備全菌滅活疫苗,無論是卵內(nèi)免疫或2周齡后的免疫,均可刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性IgA、IgG和IgM,且彎曲桿菌在雞體內(nèi)的定植能力顯著降低。但彎曲桿菌的遺傳多樣性以及其菌體脂低聚糖可誘發(fā)人GBS發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)仍嚴(yán)重阻礙全菌滅活疫苗的研制和使用。
1.1.2亞單位疫苗
亞單位疫苗明顯具有安全、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),可作為亞單位疫苗候選的彎曲桿菌蛋白需具有位于菌體表面、能為免疫系統(tǒng)識別、具有較好的表達(dá)豐度、可在宿主體內(nèi)表達(dá)以及在不同血清型菌株中高度保守等特點(diǎn),同時該蛋白應(yīng)為彎曲桿菌特異性,即不影響宿主體內(nèi)其它共生菌的正常生存。目前,彎曲桿菌鞭毛蛋白是研究較多的一類亞單位疫苗候選蛋白,如FlaA、FlaC、FspA1、FspA2等,這些鞭毛相關(guān)的蛋白均可刺激機(jī)體產(chǎn)生較強(qiáng)的免疫反應(yīng),但僅能少量降低雞體內(nèi)彎曲桿菌的載量或沒有明顯效果。借鑒流感嗜血桿菌莢膜多糖抗原疫苗的成功經(jīng)驗(yàn),為研制彎曲桿菌莢膜多糖結(jié)合抗原疫苗提供了另一種思路,目前在小鼠或靈長類動物試驗(yàn)中具有一定的效果。隨著彎曲桿菌轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究,更多的候選蛋白如cadF、MOMP、Peb1、CmeC、CfrA、Omp18、Omp50、Cj0420、Cj0018c、Cj1643等被用于鑒定對宿主的免疫原性及對彎曲桿菌定植的影響。
1.1.3減毒活載體疫苗
由于彎曲桿菌具有誘發(fā)人GBS發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),因而研制彎曲桿菌減毒活疫苗存在極大的風(fēng)險(xiǎn),通過利用其它腸道細(xì)菌作為載體傳遞彎曲桿菌免疫保護(hù)抗原具有其它疫苗所無法比擬的優(yōu)勢。目前主要利用減毒沙門菌作為傳遞載體攜帶彎曲桿菌基因如CjaA、CjaC、CjaD、Peb1等,試驗(yàn)結(jié)果顯示沙門菌攜帶的CjaA不但可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗體,而且雞腸道彎曲桿菌定植量可降低6log。
雖然在家禽彎曲桿菌疫苗研制方面取得了一些進(jìn)展,但獲得商品化的疫苗仍有很長的路,此問題的解決需要伴隨著對彎曲桿菌致病機(jī)理的充分認(rèn)識,而確定交叉保護(hù)性抗原以及開發(fā)新的免疫佐劑和疫苗運(yùn)送系統(tǒng)對加快彎曲桿菌疫苗的研發(fā)將具有重要作用。
1.2被動免疫
由于母源抗體能夠抑制彎曲桿菌在家禽體內(nèi)定植,因而可考慮直接給家禽服用彎曲桿菌高免抗體。試驗(yàn)顯示雞口服彎曲桿菌高免的卵黃抗體后可明顯降低攻毒彎曲桿菌的定植,糞便中排泄的彎曲桿菌數(shù)量大為降低,但停服抗體后體內(nèi)彎曲桿菌數(shù)量會重新恢復(fù)。因而可考慮在雞只屠宰前使用此控制策略來降低雞的彎曲桿菌載量。
1.3競爭排斥或直接作用
除通過免疫學(xué)方法控制家禽彎曲桿菌的定植外,利用益生菌競爭排斥腸道中的彎曲桿菌或細(xì)菌素、噬菌體、植物源性飼料添加劑直接殺死彎曲桿菌同樣可達(dá)到降低家禽腸道內(nèi)彎曲桿菌載量的目的。
1.3.1益生菌
體外培養(yǎng)條件如氧濃度、培養(yǎng)基、溫度等均能影響益生菌對彎曲桿菌的競爭作用。經(jīng)過體外培養(yǎng)的益生菌通過飼料添加進(jìn)入家禽的腸道,目前文獻(xiàn)報(bào)道的益生菌主要包括布拉氏酵母菌、嗜酸乳桿菌、屎腸球菌、異型枸櫞酸桿菌等,飼喂這些益生菌多數(shù)情況下可顯著降低雞盲腸內(nèi)彎曲桿菌的載量及糞便外排量。目前對益生菌的作用機(jī)理尚不完全清楚,一般認(rèn)為益生菌增殖能力非常強(qiáng),在腸道內(nèi)通過競爭營養(yǎng)使彎曲桿菌生長增殖的環(huán)境受到破壞,同時益生菌還可分泌一些活性物質(zhì)如細(xì)菌素等,這些活性物質(zhì)也可直接殺死彎曲桿菌,從而導(dǎo)致家禽腸道內(nèi)彎曲桿菌數(shù)量降低。
1.3.2細(xì)菌素(BCN)
BCN是由細(xì)菌核糖體分泌的一種小分子短肽類活性物質(zhì),肽鏈長度為20-60個氨基酸,分子量通常為5-6ku,具有明顯的抗菌活性,為細(xì)菌分泌的一種抗菌肽。幾乎所有種屬的細(xì)菌可分泌BCN,目前鑒定的通常為乳桿菌、乳球菌、腸球菌、埃希菌、葡萄球菌等腸道共生菌。BCN的功能主要是發(fā)揮競爭排斥作用,保存自身而排斥異己,為腸道的一種天然免疫屏障,在維持腸道菌群平衡方面發(fā)揮重要作用。根據(jù)其生化特性不同分為3類,其中Ⅰ類和Ⅱ類研究的比較多,如作為食品添加劑的乳酸鏈球菌素屬于Ⅰ類,抗彎曲桿菌研究中的BCN屬于Ⅱ類。BCN與抗生素具有顯著的差異,其作用機(jī)理主要是通過電荷或氫鍵非特異性結(jié)合至靶細(xì)胞表面,滲透入細(xì)菌磷脂雙分子層破壞細(xì)菌膜的結(jié)構(gòu),并形成跨膜小孔,導(dǎo)致細(xì)菌膜內(nèi)離子的流失和細(xì)菌的死亡。與抗生素長期使用產(chǎn)生大量的耐藥性菌株相比,BCN的使用尚未見耐藥性菌株的廣泛出現(xiàn),這可能與BCN的作用機(jī)理相關(guān),從而為BCN的發(fā)展和應(yīng)用提供了空間。
近幾年利用BCN控制家禽彎曲桿菌的研究取得了明顯的進(jìn)展。Svetoch等[9]在篩選數(shù)千株家禽腸道共生菌如乳桿菌、腸球菌、鏈球菌、埃希菌等的基礎(chǔ)上獲得數(shù)百株在體外可抑制彎曲桿菌的菌株,并在這些菌株分離純化和鑒定出幾種對彎曲桿菌具有殺滅活性的BCN,如來自多黏類芽孢桿菌的SRCAM602,來自唾液乳桿菌的OR-7以及來自腸球菌的E-760和E50-52。這4種BCN的抑制彎曲桿菌動物試驗(yàn)結(jié)果顯示,將BCN制備成微膠囊與飼料混合,在彎曲桿菌感染雞后直接飼喂,可顯著降低或完全清除雞腸道內(nèi)的彎曲桿菌,通過口服途徑飼喂雞可完全清除體內(nèi)彎曲桿菌,證實(shí)BCN是一種非常有潛力的控制家禽彎曲桿菌的藥物,但BCN的規(guī)模化生產(chǎn)、生物安全以及長期使用可能產(chǎn)生的耐藥性仍是今后需要關(guān)注的問題。
1.3.3噬菌體
研究顯示,給肉雞直接飼喂噬菌體可有效降低家禽體內(nèi)的彎曲桿菌數(shù)量,成為控制家禽彎曲桿菌的另一種方法。當(dāng)肉雞飼喂噬菌體后,其體內(nèi)的彎曲桿菌數(shù)量會急劇降低,然而幾天后彎曲桿菌數(shù)量會緩慢回升,此結(jié)果提示噬菌體飼喂可應(yīng)用于上市前的肉雞,可大大降低肉雞體內(nèi)的彎曲桿菌數(shù)量,從而降低污染風(fēng)險(xiǎn)。利用噬菌體來降低家禽體內(nèi)彎曲桿菌具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,但其同樣存在一些問題,諸如安全性、效果持續(xù)時間以及長期使用會導(dǎo)致抗噬菌體菌株出現(xiàn)等。
1.3.4植物源性飼料添加劑
研究顯示,植物特別是發(fā)酵后產(chǎn)生的有機(jī)酸如乳酸等飼喂家禽后可明顯降低其體內(nèi)的彎曲桿菌數(shù)量;其它一些來源的化學(xué)物質(zhì)如酚類和香精油也具有直接殺滅彎曲桿菌的功能。由于植物源性飼料添加劑中活性物質(zhì)的復(fù)雜性,添加試驗(yàn)結(jié)果常出現(xiàn)矛盾或不一致的情況,因而需要更多的研究資料來驗(yàn)證這種抗彎曲桿菌活性。
2.家禽品系
由于彎曲桿菌在家禽體內(nèi)的定植是細(xì)菌與宿主相互作用的結(jié)果,因而從宿主角度出發(fā)也可研究相應(yīng)的控制措施。研究顯示,不同品系的雞對彎曲桿菌的易感性存在明顯的差異,而且這種差異與常染色體上的一個顯性基因組密切相關(guān)。鑒于此,篩選對彎曲桿菌定殖具有抗性的家禽遺傳品系對控制彎曲桿菌也具有較好的前景。當(dāng)然,篩選這種抗性家禽品系應(yīng)建立在對彎曲桿菌感染定植過程中家禽體內(nèi)參與的基因充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上。
3.環(huán)境因素
養(yǎng)禽場規(guī)范的衛(wèi)生和生物安全防護(hù)措施同樣適用于控制彎曲桿菌的感染和傳播,如在荷蘭的兩個養(yǎng)雞場,通過加強(qiáng)衛(wèi)生和生物安全防護(hù)措施,以及控制鼠類和昆蟲的危害,其彎曲桿菌感染率分別從66%和100%降至22%和42%。掌握家禽中彎曲桿菌污染的來源對控制該菌的傳播極為關(guān)鍵。研究顯示,經(jīng)蛋垂直傳播彎曲桿菌比較少見,而水平傳播在彎曲桿菌感染中扮演重要的地位。由于所有的哺乳動物和鳥類均被認(rèn)為是彎曲桿菌的潛在宿主,因而周圍環(huán)境均有被污染的可能,養(yǎng)禽場潛在的污染源主要包括:①飼料和墊料;②飲水;③禽舍清潔和消毒狀況;④禽舍內(nèi)空氣;⑤人員活動及相關(guān)的物品設(shè)備;⑥野生動物和昆蟲,如鼠類、野鳥和飛蟲等。針對這些污染源采取的任何防護(hù)措施都將有利于降低家禽彎曲桿菌的感染和擴(kuò)散。
目前已充分認(rèn)識到家禽彎曲桿菌的污染給人類健康和食品安全帶來嚴(yán)重威脅,控制家禽彎曲桿菌的污染將直接降低人感染彎曲桿菌的風(fēng)險(xiǎn)。然而,目前雖然在彎曲桿菌疫苗、藥物等領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展,但尚未成功建立一種高效且切實(shí)可行的家禽彎曲桿菌防控措施,這有賴于繼續(xù)加強(qiáng)對彎曲桿菌感染家禽的基礎(chǔ)研究,特別是家禽與彎曲桿菌的相互作用機(jī)制,在此基礎(chǔ)上才有可能徹底控制家禽彎曲桿菌,保障人類健康和食品安全。