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噬菌体——解决家禽气囊炎的钥匙

发布日期:2020-05-18

    气囊是家禽贮存气体的膜质囊,由单层扁平上皮组成,有少量的结缔组织和血管,与肺脏相同。在吸气时,空气经过肺脏发生一次气体交换,空气进入气囊;呼气时,气囊中的空气二次通过肺脏,发生二次气体交换。气囊与外界相同,易受环境当中微生物的感染,气囊缺少局部淋巴组织,感染后不易康复。气囊的血管不发达,全身用药后,药物很难起作用。雾化治疗是解决气囊炎的非常好的用药途径,但是对雾滴的要求比较高,10μm以下的雾滴才能到达气囊。雾化的药物要经过气管纤毛的清除,肺脏的过滤等,只有少量能到达气囊部位。所以,气囊炎一直是家禽养殖中的痛点。
    噬菌体(bacteriophage)属于病毒的一种,它的生物活动必须在细菌内完成,又被称作细菌的“寄生虫”。噬菌体分为裂解性噬菌体和溶原性噬菌体。裂解性噬菌体在其核酸进入细菌内的20-40秒内就可以断裂细菌的染色体,使细菌停止分裂,经过20-40分钟合成几百至上千个子代噬菌体后,裂解细菌的细胞膜,释放出子代噬菌体。噬菌体可以在感染局部增殖的优势,解决了气囊局部药物难以到达的问题。
    关于噬菌体防治大肠杆菌气囊炎的研究非常多,有些研究也取得了非常明显的效果。Huff[Huff,2002]等进行了喷雾噬菌体预防白羽肉仔鸡大肠杆菌气囊炎的实验,在7日龄时进行噬菌体喷雾,然后在7日龄、8日龄和10日龄,分别对实验组和对照组通过气囊注射的方式攻毒致病性大肠杆菌。实验结果显示,即使在喷雾后第三天噬菌体喷雾组死亡率为3%,而对照组死亡率为40%。
    在大肠杆菌感染后,用噬菌体治疗也有非常明显的效果。Oliveira[Oliveira,2010]等报道,在实验室条件下,致病性大肠杆菌感染肉仔鸡气囊后,用高剂量的噬菌体喷雾,死亡率降低25%,发病率降低43%;而低剂量喷雾组没有明显的效果。在临床饲养鸡舍中,低剂量的噬菌体喷雾能使大部分受到大肠杆菌感染的肉仔鸡群在一周内回复健康。
    临床上禽流感、新城疫、传支后继发大肠杆菌感染后死亡率非常高,噬菌体在防控病毒和大肠杆菌混合感染的效果如何呢?Maram [Maram M,2019]等在实验室条件下评估了传染性支气管炎病毒和致病性大肠杆菌混合感染后噬菌体治疗效果。
    如图所示,在1日龄进行噬菌体呼吸道给药,2日龄大肠杆菌气囊注射攻毒,5日龄传染性支气管炎攻毒和噬菌体给药,8日龄和13日龄进行噬菌体给药,19日龄实验结束。同时设置传染性支气管炎病毒和大肠杆菌攻毒组以及二者单独攻毒组。实验结果显示,经过噬菌体呼吸道给药后,无论是大肠杆菌和传染性支气管炎病毒联合攻毒组还是大肠杆菌单独攻毒组,在19日龄时全部健活;而其余两组死亡率在15%和30%。噬菌体给药后,整个呼吸道的大肠杆菌含量明显低于对照组。
    在白羽肉鸡生产中,大肠杆菌性感染气囊炎后,会有呼吸道炎症,影响鸡的采食和饲料转化率。如果没有足够重视,大肠杆菌很快突破气囊膜感染胸腔和腹腔,形成心包炎和肝周炎,引起大肠杆菌败血症,导致死淘率上升。与H9、ND、IB病毒等混合感染也很普遍,严重时还形成支气管栓塞,死淘率非常高,严重的甚至导致提前出栏。
    由于抗生素的不合理使用,导致大肠杆菌的耐药性越来越普遍,一些耐药菌也是导致临床抗生素治疗效果差的原因之一。噬菌体特有的杀菌方式,是对抗耐药菌的利器,在人医临床用噬菌体来治疗耐药菌感染的报道屡见不鲜。      世界各国为了减缓细菌耐药性的产生,都在限制甚至禁止抗生素在养殖领域使用。噬菌体已经被证明对大肠杆菌单独感染或者与其它病毒混合感染,都有非常明显的预防和治疗作用。噬菌体在家禽养殖中不仅可以替代抗生素来对抗大肠杆菌感染,而且在气囊炎的预防和治疗中超过了抗生素的效果。

作者简介:
王守春
青岛诺安百特生物技术有限公司技术服务总监;
毕业于青岛农业大学预防兽医学专业;
甘肃农业大学在读博士。
多年来一直从事白羽肉鸡饲养管理、实验室诊断、家禽疫苗研发、噬菌体技术服务等相关工作,有着丰富的临床诊断经验。