朱益志：大肠杆菌——猪场生产和经营的绊脚石

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朱益志 博士

　　大肠杆菌（E.coli）广泛存在于土壤、水体以及动物肠道，属于革兰氏阴性兼性厌氧菌、人和动物共生菌、条件性致病菌（Tenaillon等，2010；殷泽禄，等2019）。

　　根据致病类型和特点，E.coli分为非致病性大肠杆菌、肠道致病性大肠杆菌和肠外致病性大肠杆菌（图1）。

                               
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图1. 基于不同致病类型和特点进行的大肠杆菌分类(沈阳，2021；李重阳，2023)

　　在养殖过程中，由于饲料、品种、环境等各种应激以及病毒、其它细菌性病原的存在，大肠杆菌会直接或间接引起猪群出现肠道、唿吸道等临床疾病。

　　在部分地区，大肠杆菌病甚至成为部分猪场发病率排名第一的疾病，发病率达到42.56%（张芷宁，2023）。

                               
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图2. 部分地区猪场主要流行病发生率（张芷宁，2023）

　　此外，猪场在大肠杆菌防治过程中大量抗生素的使用已经造成了菌株耐药性的出现，导致用药效果越来越差，甚至带来公共安全担忧。

　　本文综述了猪场大肠杆菌引起的常见疾病和危害，以期为大肠杆菌的科学防治提供参考。

　　01产肠毒素型大肠杆菌（ETEC）直接引起仔猪腹泻

　　1.1仔猪黄痢

　　刚出生的产房仔猪肠道及自身免疫力尚未发育完全，主要依靠母乳中的免疫球蛋白获得被动免疫。

　　因此，产床卫生条件差、母猪奶水不足和质量差、母猪乳房炎等原因均会导致新生仔猪感染母源或环境ETEC（Mohamed Rhouma 等，2017；任敏敏等，2019）。

　　仔猪免疫力低下的情况下，ETEC大量繁殖，从而发生黄色水样腹泻。

　　黄痢常见于7日龄内仔猪，1-3日龄最常见，是初生仔猪的急性、致死性传染病，一般情况下发病率能达到90%、死亡率达到50%。

　　黄痢临床症状以排黄色或黄白色水样粪便和迅速死亡为特征，病仔猪精神萎顿，粪便呈黄色浆状、腥臭，严重者肛门松弛，排粪失禁，沾污尾、会阴和后腿部，肛门和阴门呈红色，迅速衰弱、脱水、消瘦、昏迷至死亡（任敏敏等，2019）。

　　1.2仔猪白痢

　　仔猪白痢主要发生于10-30 日龄仔猪，发病率达到80%，死亡率达到50%（沈达，2021），临床上以排灰白色浆状、煳状腥臭味稀粪为特征（任敏敏等，2019）。

　　环境温湿度变化、奶水质量变差是本病的重要诱发因素。

　　哺乳后期，一方面母猪在采食不足的情况下大量动用体储，母猪自身免疫力及肠道健康功能下降，可能导致粪便中ETEC载量提高。

　　另一方面，奶水的数量和质量不能满足仔猪的快速生长需要，仔猪免疫力下降，从而为ETEC的感染和繁殖提供了条件（Mohamed Rhouma 等，2017；任敏敏等，2019）。

　　1.3断奶仔猪腹泻

　　Rhouma等（2017）认为产肠毒素大肠杆菌（ETEC）是断奶仔猪腹泻的决定因素（图3）。

                               
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图3. 断奶仔猪腹泻的影响因素（Rhouma等，2017）

　　仔猪断奶后由于环境以及饲料等应激因素，出现采食下降甚至停止，能量、蛋白等营养物质摄入不足，导致肠道结构受损。

　　仔猪在过度饥饿后采食量突然提高，给肠道带来很大的消化负担。

　　由于此时仔猪肠道的消化、吸收功能还不完善，大量未消化的营养物质尤其蛋白进入后肠发酵，为ETEC的大量繁殖创造了条件，从而导致腹泻。

　　断奶仔猪腹泻率一般在20%～30%, 死亡率在2%～4%，有些猪场断奶仔猪的腹泻率可高达到70%～80%，死亡率高达15%～20%（张文辉等，2013）。

　　02猪水肿病

                               
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图4. 断奶仔猪水肿病发病机制（唐彩琰等，2021）

　　猪水肿病又称为迟发性大肠杆菌病，是由特定血清型大肠杆菌引起的一种急性、散发性、高度致死性肠毒血症。

　　水肿病大多发生在仔猪断奶后的1～2周，发病和流行率相对较低，但是发病过程较快，病死率相对较高。

　　临床上以全身性的水肿和神经症状为主要特征，患病猪表现为不能正常运动，行走无力，瘫痪，眼睑、肛门严重水肿，体温逐渐下降，在短时间内就会死亡（韩丹，2021）。

　　猪群死亡率可能从不易察觉的1%～3%到极端水平的50%～90%（唐彩琰等，2021）。

　　猪水肿病的发病机制为仔猪通过饲料和环境摄入产Vero毒素大肠杆菌，在猪群免疫力下降和应激后大量繁殖，产生大量毒素进入血液，引起器官组织水肿和共济失调等神经症状（图4）。

　　03与其它病原混感，引起肠道以及其它组织疾病的发生

　　大肠杆菌除了直接引起仔猪发病外还可与其它病原互作，加剧疾病的发生。

　　通过对临床样本进行检测发现，感染组织中通常同时会检测到2种以上病原菌，包括猪链球菌、大肠杆菌、副猪嗜血杆菌、葡萄球菌、多杀性巴氏杆菌、支气管败血杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、猪红斑丹毒丝菌、沙门氏菌等。

　　李倩倩等（2022）通过连续三年收集、分析来自全国15个省份、共计14610份猪场组织样品发现，大肠杆菌混合感染检出率达到33.81%，单独大肠杆菌感染的检出率达到14%，表明在猪群细菌性组织感染中大肠杆菌的整体检出率达到47.81%。

　　与单一感染某种病原菌相比，合并感染和重复感染会引起更多的临床症状和组织病变并改变免疫反应（Shot 等，2014；Eisenreich等，2019）。

　　因此，在多重细菌感染过程中，大肠杆菌会加剧疾病的发生，导致更严重的临床症状。

　　此外，病毒感染猪群导致疾病发生的过程中也会合并出现大肠杆菌感染。

　　陈亮等（2022）在一例流行性腹泻病毒（PEDV）感染引起的仔猪腹泻案例中同时检测到了大肠杆菌感染。

　　此外，祁松等（2022）在一起猪轮状病毒引起的腹泻案例中同样也检测到产肠毒素大肠杆菌（ETEC）。

　　当哺乳仔猪同时感染轮状病毒和ETEC时，会导致更严重的腹泻、更高的发病发病率和死亡率，其原因可能是二者相互作用，导致更多的毒素进入细胞（Lecce等，1982）。

                               
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图5. 不同时间、地区大肠杆菌流行血清型情况

　　04细菌耐药性，导致用药成本增加，威胁公共安全

　　大肠杆菌的抗原血清型非常丰富，有菌体抗原O、荚膜抗原K、鞭毛抗原H以及黏附素抗原F，每种抗原同时有多种类型，造成疫苗免疫效果不理想。

　　仅以O抗原进行血清型分类发现，不同时间、不同区域、不同猪场分离出的大肠杆菌O血清型存在巨大差异（图5）。

　　猪场抗生素的使用是目前最常用、见效较快的方式。然而，大量抗生素的使用会造成严重的耐药性问题。

　　在很多国家，E.coli对多种抗生素产生了不同程度的耐药性（Tanya等，2021），其中排名靠前的抗生素有氨苄青霉素，庆大霉素，恩诺沙星（图6）。

                               
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图6. 不同国家大肠杆菌对不同抗生素的耐药性情况（Tanya等，2021）

　　研究发现，国内猪场分离出的E.coli对12-13种抗生素产生了不同程度的耐药性，其中同时对8种抗生素产生耐药的比例在25-40%（沈达，2021；薛舒文，2023）。

　　E.coli耐药性基因一般在质粒上，质粒可以进行水平转移，会导致细菌耐药性的传播，猪场抗生素效果越来越差，甚至威胁人类安全（Stalder等，2012）。

　　因此，针对猪场大肠杆菌的抗生素用药应进行轮换，防止耐药性的出现，同时应积极开发和使用非抗生素类防治大肠杆菌方案。

　　05结论

　　从流行病学调查结果看，猪场大肠杆菌直接或间接导致产生的疾病发生率在40%以上，严重影响猪场生产和经营指标。

　　ETEC主要在猪群应激和免疫低下时大量繁殖，直接引起仔猪出现黄、白痢和断奶仔猪腹泻。

　　特定血清型的大肠杆菌能产生Vero毒素进入血液循环，从而引起器官组织的水肿和共济失调的神经症状，即猪水肿病。

　　此外，猪群在感染其它细菌性和病毒性病原时，部分大肠杆菌也可打破肠道屏障，侵入并感染肺脏、关节、脑组织等，加剧临床症状。

　　另外，使用抗生素对大肠杆菌进行防治的过程中极易引起细菌耐药性的出现，进一步增加了用药成本，同时带来了公共安全担忧。

　　基于大肠杆菌的致病机理和过程，未来猪场大肠杆菌防治策略应着力于提高猪群肠道菌群稳定和肠道健康，降低肠道大肠杆菌发病的机率，提高肠道的免疫屏障功能，减少特定类型大肠杆菌进入机体循环系统的机率，同时避免细菌耐药性的出现。（来源：建明（中国）科技有限公司）