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中国的猪链球菌Streptococcus suis 暴发给我们的启示:人类面临的风险
时间:2009-12-18 11:48:58来源:作者:大山
作者:Marcelo Gottschalk,兽医内科学博士,理学博士,蒙特利尔大学养猪研究小组 (GREMIP)和猪流行病研究中心(CRIP);Mariela Segura,科学硕士,理学博士,麦吉尔大学健康中心研究院,蒙特利尔总医院 — 由北卡罗莱纳州立大学养猪推广中心Morgan Morrow提交。

中国的猪链球菌<i>Streptococcus suis </i>暴发给我们的启示:人类面临的风险 - 作者:Marcelo Gottschalk,兽医内科学博士,理学博士,蒙特利尔大学养猪研究小组 (GREMIP)和猪流行病研究中心(CRIP);Mariela Segura,科学硕士,理学博士,麦吉尔大学健康中心研究院,蒙特利尔总医院 — 由北卡罗莱纳州立大学养猪推广中心Morgan Morrow提交。

介绍

猪链球菌(Streptococcus suis)感染在养猪业当中是个世界性的问题,尤其是过去15年当中。猪链球菌的自然寄生场所是在猪的上呼吸道,主要是扁桃体和鼻腔,以及生殖道和消化道。该病最重要的典型临床症状是脑膜炎。但也有其它症状的报导,包括关节炎、心内膜炎、肺炎以及败血病引起的猝死。这种病原主要感染猪,但现在,其它种类的哺乳动物(包括人)和鸟类体内分离到这种病原的案例越来越多,说明我们可能需要重新认识这种病。这种病从发现到现在已有30多年的历史,然而感染人的情况一直只是零星发生,概率很低。可能主要因为许多国家对人身上分离出来的菌株疏于鉴别,导致人们低估了这种病原的威胁,尤其实在北美。最近(2005年夏)中国爆发了严重的人感染猪链球菌病例,从此才引起了公众以及专家的注意。我们直接参与了这次人感染猪链球菌事件的调查,谨此将这次感染的特征总结如下。

该病感染人类的情况

自从1968年在丹麦首次发现该病至2005年初,有报导记录的人类感染病例共200例左右2,3。人感染的病例多发于集约化养猪场,这种情况下人与猪的接触比较密切。出现病例的国家和地区有荷兰、丹麦、意大利、德国、比利时、英国、法国、西班牙、瑞典、爱尔兰、澳大利亚、匈牙利、香港、克罗地亚、日本、新加坡、台湾、新西兰以及阿根廷。令人不解的是,加拿大只有少数若干个病例见报,美国则没有(截至2005年初,见下文)。总的来说,猪链球菌感染人的情况非常少见;然而据报导,这种病原在香港却是“导致成年人脑膜炎的主要病原之一”4。多数感染人的病例是2型链球菌造成的;不过也有其它的菌株,包括4型(一个病例)、14型(两个病例)和1型(两个病例,由于菌株丢失,血清型无法确定:J. Kopic的私人通信,2004)。猪链球菌感染人的病例通常造成脓性或非脓性脑膜炎。此外,心内膜炎、蜂窝组织炎、横纹肌溶解、关节炎、肺炎、眼内炎等症状也有见报导。关节炎会影响各种关节,包括髋关节、肘关节、腕关节、脊关节和指关节等3。多数情况下,关节炎是全身性败血症的表现。严重的脓毒败血症也有报导,伴随休克、多器官衰竭、弥漫性血管内凝血、暴发性紫癜,可在数小时内引起死亡。经证明,猪链球菌有严重的致炎能力5,6。一个突出的特征是引起脑膜炎后造成耳聋。事实上,这种病原造成耳聋的比例明显比其它脑膜炎病原要高,在欧洲是50%,在亚洲是65%3。这个原因还不清楚。耳聋(单侧或双侧)主要是耳鸣性耳聋,常常伴有眩晕。早期使用抗生素对耳聋的康复看来没什么效果。在人感染猪链球菌的非脑膜炎病例中没有耳聋症状发现。

流行病学与风险因素

有迹象显示,这种病原是通过皮肤上的小伤口(尽管有些病例没有发现伤口)、鼻咽腔(曾在屠宰场工人的扁桃体分离出病原)或胃肠道(有的病例初期表现为腹泻)进入人体的。潜伏期为数小时至两天3。目前尽管还不是对猪链球菌流行病学的每个方面都很清楚,但几乎所有的病患之前都和生猪肉或活猪有过密切接触7。由于大多数患者都是因职业的关系接触过生猪或猪肉制品,这就不难解释为什么男性在患者当中占显著多数。人感染猪链球菌的病例当中,患者接触过的猪不一定表现出临床症状,因为猪大多数都携带有猪链球菌而不表现临床症状。此外,在有野猪的国家里,野猪也可能成为猪链球菌的传染源,会把这种病传给猎人或偷猎者。英国和法国在1983年和1995年先后把这种病列为职业病。在英国和法国,如前文所述,患这种病的大多是养猪工作者、屠宰工人、肉品运输工人、肉品检疫人员以及销售猪肉的人。对屠宰场工人的手和刀具污染情况进行的研究显示,那些负责将喉、肺清出胴体的工人感染本病的风险最大。最后,还有一例兽医外科医生的感染病例8。在非常少见的病例当中,患者未和猪或猪肉产品有过明显接触。目前关于人携带猪链球菌情况的信息非常少,而且这些数据多半是从屠宰工人身上得来的。新西兰的调查显示,该国屠宰工人当中猪2型链球菌抗体的阳性比例比其它国家要高9。不过考察这种数据时需要留意,因为目前猪链球菌的血清学试验尚无标准化的规程。看起来,人如果高度接触猪链球菌,这种病原就会在人的上呼吸道定殖,但不会威胁健康。只有少数病例会出现临床症状。做过脾切除手术的人似乎更容易罹患严重的猪链球菌病。酗酒的人某种程度上也容易出现严重症状10,11。事实上,动过脾切除手术的人感染该病后死亡率在80%左右。有关部门甚至建议,动过脾切除术的人不宜从事养猪及猪肉加工工作。总的说,人身上分离出的猪链球菌与猪身上分离出的猪链球菌不论表现型还是基因型都很相似。

人感染猪链球菌的治疗和预防

除抗青霉素菌株之外,人身上分离出的猪链球菌都对青霉素敏感。因此,多数病例皮下注射卞青霉素都可获得成功治疗。有两个病例分别在治疗2周和6周后出现了复发,因此建议治疗周期应该较长(至少6周)。也可采用氨苄青霉素和氯霉素结合治疗,有时还可加上氨基糖苷。如前文所述,听觉丧失与前庭失调是本病常见的后遗症,与抗生素使用无关。人用猪链球菌疫苗目前还没有。有趣的是,据报导有一个猪链球菌败血性休克重复发生的病例,两次发病之间间隔了15年12。这个病例当中,致命的第二次发作被认为是重新感染,而不是第一次感染的复发,这说明第一次感染之后没有形成免疫力。因此,必须为暴露在猪链球菌环境中的工作人员提供持续的防护措施。尽管人感染猪链球菌的发病率很低,但因为猪携带这种病原的情况非常普遍,所以经常接触猪和猪肉的人员一定要多加小心。人感染这种病原后多数会成为健康的携带者;然而,在应激或免疫抑制的情况下,猪链球菌可能会成为一种机会性病原。环境也可能成为这种病的传染源。适宜条件下,这种病原可在灰尘、粪便、死猪当中存活数天甚至数周。此外,猪链球菌在60℃水中可存活10分钟,这样的话屠宰场的烫猪池也可能会成为该病的传染渠道。有科研人员建议在屠宰场为工人提供应急药包,以便在遭遇外伤时可及时处理,以便降低感染猪链球菌的风险,但也有人认为这样做的效果值得怀疑,因为只有部分病例伴有皮肤外伤,因此该病原的入侵途径还不确定。因此,目前还无法就这种病的预防给肉品加工业的工作人员提出有效的建议。

2005年夏天中国的病例是怎么回事?

2005年从七月中旬至八月底,中国四川省一共报导了215例人感染猪链球菌的病例,66例经过试验室确诊。患者都是庭院养猪的农户,而且都在病、死猪屠宰过程中暴露过。61位患者(28%)表现了链球菌中毒性休克;其中38人(62%)死亡。其它患者表现出脓血症(24%)或脑膜炎(48%),或二者兼有。死亡率如此之高,引起了广泛关注;有关部门禁止庭院屠宰生猪之后,暴发才结束13。这次暴发与以往病例有很大不同。除了规模大、死亡率高之外,一个显著的特征是大部分患者都表现出“类似中毒性休克的症状”(TSLS)。到目前为止,根据公认的定义,只有甲类链球菌中的产脓链球菌(S. pyogenes),以及零星报导的少数其它(非甲类)链球菌(beta-haemolytic streptococci)才会造成链球菌中毒性休克。猪链球菌造成TSLS极其少见,尽管也有病例表现过典型的低血压、多器官衰竭等症状。流行病学方面,这次人感染猪链球菌事件当中所有患者都接触过猪,而且大部分病例当中病原都是经皮肤损伤侵入。1998年同一地区曾出现过类似的2型猪链球菌暴发,只不过没这次严重。那次暴发仅在中文杂志上报导过,西方并不知道。在1998年四川的那次暴发当中,至少有几个病例是因为食入污染食物导致发病,但2005年的暴发却不是这样。四川省的猪农和猪只接触很密切;人和家畜常共用相同的建筑,并且在家里屠宰猪只。不仅如此,宰食病、死猪的现象也很普遍。这种情况下,除了接触传播与空气传播,食物传播可能也是这次暴发的传播途径之一13。关于2005年那次暴发的信息非常少。据报有600头猪死于猪链球菌,最后通过自源性疫苗接种很快得到控制。有趣的是,大型猪场没有受到影响,可能是因为这些猪场的生物安全措施比较严密。这次暴发给人们提出了许多疑问,大部分问题仍有待解答。例如,如果说四川猪农和猪只的密切接触是几千年的习俗,那么为什么总共才只发生了两次暴发?如果说这次疾病源自庭院养猪系统,那又怎么解释不同村子之间的传播,尤其是,有些村子之间相距数百公里呢?这种病为什么突然暴发,之后又突然消失了呢?为什么症状主要是败血性休克和类似于中毒性休克的症状?我们又怎能解释采用自源性疫苗就一下子在猪群中把感染根除了,而这种自源性疫苗的保护能力通常非常有限?这两次暴发是否由于菌株的毒力增强所致?我们试验室和中国北京疾病控制中心的专家一起合作,成立了一个小组,对这次致病的菌株进行了研究。所有确诊临床病例的病原完全相同14。该病原也和患者先前屠宰的病猪身上分离出的病原为同一种。该病原也和造成1998年那次暴发的病原相同。但是,这个病原却似乎和中国其它省份分离到的菌株不同。有趣的是,这个菌株还和若干年前香港发生的一例TSLS病例当中分离的菌株相同。所以,这就给我们提出了一个问题,是否这个菌株的毒力比其它“普通”的强毒菌株还要强?到目前为止,我们还无法得出这样的结论。尽管这个菌株的毒性稍微地更强一些,但找得到的毒性标记(在欧洲和其它亚洲菌株当中发现的典型标记)均属正常范围。没有发现超抗原活性(能引发中毒性休克的细菌的典型特征),并且也没有发现更高的细胞因子释放(例如TNF-a)。换句话说,我们不清楚这种菌株为什么对人具有更高的致病性。我们只能在中国对这些菌株进行研究,因为中国有关部门还没有同意将菌样发给国外的试验室。

这样的暴发在美国/加拿大会不会出现?

我们认为不会。尽管这种病原在猪群当中分布很广,但是在北美人感染的病例相对较少。首先,北美养猪业当中人与猪接触的机会要少得多。此外,病猪通常不会被人消费,而且生物安全措施也可防止疾病的传播。北美病例少的原因可能是因为这种病原在北美人类粘膜当中定殖的水平较低,或这里与猪接触的健康的人对该病原的抵抗力较强。然而,在人医试验室的诊断过程中有严重的问题存在。尽管猪链球菌野菌株在用来培养脑膜炎致病菌的培养基上很容易生长,但许多人医试验室不知道这种病原,常将其误诊为肠球菌、肺炎链球菌、牛链球菌、草绿色(甲族)链球菌,甚至李氏杆菌。许多情况下,最初取脑脊髓液做革兰氏染色的诊断结果常常是肺炎球菌脑膜炎。我们相信,正是由于这种原因,所以尽管猪链球菌在美国是猪的一种重要病原,但却没有出现人类感染的报导。这种病在中国暴发几个月之后,美国出现了第一例人类感染的报导14。这就明显说明,这种病以前不是没有,只不过可能是被误诊了。中国的这次暴发至少很有教育意义,未来几个月当中我们可能会见到更多人类感染的报导。兽医工作者一定要留意,猪链球菌是人畜共患病原,所感染的患猪可能大量排菌,风险虽然不高但切实存在,操作时要小心。

参考资料

    Higgins, R., M. Gottschalk. 2005. Streptococcal diseases. In: Straw, B. E., D’Allaire, S., Mengeling, W. L., Taylor, D. J. (eds.). Diseases of Swine. Iowa State University Press. 9th Edition. Ames, pp 769-783. Perch, B., P. Kristjansen, K. Skadhauge. 1968. Group R streptococci pathogenic for man. Two cases of meningitis and one fatal case of sepsis. Acta path microbiol scandinav. 74:69- 76. Donsakul, K, D. Charungthai, R. Witoonpanich. 2003. Streptococcus suis: Clinical features and diagnostic pitfalls. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 34:154-158. Chau, P.Y., C.Y. Huang, R. Kay. 1983. Streptococcus suis meningitis. An important underdiagnosed disease in Hong Kong. Med J Aust. 1:414-417. Gottschalk, M., M. Segura. 2000. The pathogenesis of the meningitis caused by Streptococcus suis: The unresolved questions. Vet Microbiol. 76:259-272. Segura, M., G. Vanier, D. Al Numani, S. Lacouture, M. Olivier, M. Gottschalk. 2006. Proinflammatory cytokine and chemokine modulation by Streptococcus suis in a whole-blood culture system. FEMS Immunol Med Microbiol. 47:92-106. Lütticken, R., N. Temme, E. Hahn, E. W. Bartelheimer. 1986. Meningitis caused by Streptococcus suis: Case report and review of the literature. Infection. 14:181-185. Walsh, B., A. E. Williams, J. Satsangi. 1992. Streptococcus suis type 2 : Pathogenesis and clinical disease. Rev Med Microbiol. 3:65-71. Robertson I. D., D. K. Blackmore. 1989. Occupational exposure to Streptococcus suis type 2. Epidemiol Infect. 103:157-16 Watkins, E. J., P. Brooksby, M. S. Schweiger, S. M. Enright. 2001. Septicaemia in a pig-farm worker. The Lancet. 357:38. Gallagher, F. Streptococcus suis infection and splenectomy. 2001. The Lancet. 1131-1132. Francois, B., V. Gissot, M. C. Ploy, P. Vignon. 1998. Recurrent septic shock due to Streptococcus suis. J Clin Microbiol. 36:2395. Tang, J., C. Wang, Y. Feng, W. Yang, H. Song, Z. Chen, H. Yu, X. Pan, X. Zhou, H. Wang, B. Wu, H. Wang, H. Zhao, Y. Lin, J. Yue, Z. Wu, X. He, F. Gao, A. Khan, J. Wang, G. Zhao, Y. Wang, X. Wang, Z. Chen, G. Gao. 2006. Streptococcal toxic shock syndrome caused by Streptococcus suis serotype 2. PLoS Med. 3:187. Ye, C., X. Zhu, H. Jing, H. Du, M. Segura, H. Zheng, B. Kan, L. Wang, X. Bai, Y. Zhou, Z. Cui, S. Zhang, D. Jin, N. Sun, X. Luo, J. Zhang, Z. Gong, X. Wang, L. Wang, H. Sun, Z. Li, Q. Sun, H. Liu, B. Dong, C. Ke, H. Yuan, H. Wang, K. Tian, Y. Wang, M. Gottschalk, J. Xu. 2006. Streptococcus suis sequence type 7 outbreak, Sichuan, China. Emerg Infect Dis. 12:1203-1208.
2007年7月

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