噬菌體——解決家禽氣囊炎的鑰匙

氣囊是家禽貯存氣體的膜質囊,由單層扁平上皮組成,有少量的結締組織和血管,與肺臟相同。在吸氣時,空氣經過肺臟發生一次氣體交換,空氣進入氣囊;呼氣時,氣囊中的空氣二次通過肺臟,發生二次氣體交換。氣囊與外界相通,易受環境當中微生物的感染,氣囊缺少局部淋巴組織,感染後不易康復。氣囊的血管不發達,全身用藥後,藥物很難起作用。霧化治療是解決氣囊炎的非常好的用藥途徑,但是對霧滴的要求比較高,10μm以下的霧滴才能到達氣囊。霧化的藥物要經過氣管纖毛的清除,肺臟的過濾等,只有少量能到達氣囊部位。所以,

氣囊炎一直是家禽養殖中的痛點。

噬菌體(bacteriophage)屬於病毒的一種,它的生物活動必須在細菌內完成,又被稱作細菌的“寄生蟲”。噬菌體分為裂解性噬菌體和溶原性噬菌體。裂解性噬菌體在其核酸進入細菌內的20-40秒內就可以斷裂細菌的染色體,使細菌停止分裂,經過20-40分鐘合成幾百至上千個子代噬菌體後,裂解細菌的細胞膜,釋放出子代噬菌體。噬菌體可以在感染局部增殖的優勢,解決了氣囊局部藥物難以到達的問題。

關於噬菌體防治大腸桿菌氣囊炎的研究非常多,有些研究也取得了非常明顯的效果。Huff[Huff,2002]等進行了噴霧噬菌體預防白羽肉仔雞大腸桿菌氣囊炎的實驗,在7日齡時進行噬菌體噴霧,然後在7日齡、8日齡和10日齡,分別對實驗組和對照組通過氣囊注射的方式攻毒致病性大腸桿菌。實驗結果顯示,即使在噴霧後第三天噬菌體噴霧組死亡率為3%,而對照組死亡率為40%。

在大腸桿菌感染後,用噬菌體治療也有非常明顯的效果。Oliveira[Oliveira,2010]等報道,在實驗室條件下,致病性大腸桿菌感染肉仔雞氣囊後,用高劑量的噬菌體噴霧,死亡率降低25%,發病率降低43%;而低劑量噴霧組沒有明顯的效果。在臨床飼養雞舍中,低劑量的噬菌體噴霧能使大部分受到大腸桿菌感染的肉仔雞群在一週內恢復健康。

臨床上禽流感、新城疫、傳支後繼發大腸桿菌感染後死亡率非常高,噬菌體在防控病毒和大腸桿菌混合感染的效果如何呢?Maram [Maram M,2019]等在實驗室條件下評估了傳染性支氣管炎病毒和致病性大腸桿菌混合感染後噬菌體治療效果。

噬菌體——解決家禽氣囊炎的鑰匙

如圖所示,在1日齡進行噬菌體呼吸道給藥,2日齡大腸桿菌氣囊注射攻毒,5日齡傳染性支氣管炎攻毒和噬菌體給藥,8日齡和13日齡進行噬菌體給藥,19日齡實驗結束。同時設置傳染性支氣管炎病毒和大腸桿菌攻毒組以及二者單獨攻毒組。實驗結果顯示,經過噬菌體呼吸道給藥後,無論是大腸桿菌和傳染性支氣管炎病毒聯合攻毒組還是大腸桿菌單獨攻毒組,在19日齡時全部健活;而其餘兩組死亡率在15%和30%。噬菌體給藥後,整個呼吸道的大腸桿菌含量明顯低於對照組。

在白羽肉雞生產中,大腸桿菌性感染氣囊炎後,會有呼吸道炎症,影響雞的採食和飼料轉化率。如果沒有足夠重視,大腸桿菌很快突破氣囊膜感染胸腔和腹腔,形成心包炎和肝周炎,引起大腸桿菌敗血症,導致死淘率上升。與H9、ND、IB病毒等混合感染也很普遍,嚴重時還形成支氣管栓塞,死淘率非常高,嚴重的甚至導致提前出欄。

由於抗生素的不合理使用,導致大腸桿菌的耐藥性越來越普遍,一些耐藥菌也是導致臨床抗生素治療效果差的原因之一。噬菌體特有的殺菌方式,是對抗耐藥菌的利器,在人醫臨床用噬菌體來治療耐藥菌感染的報道屢見不鮮。世界各國為了減緩細菌耐藥性的產生,都在限制甚至禁止抗生素在養殖領域使用。噬菌體已經被證明對大腸桿菌單獨感染或者與其它病毒混合感染,都有非常明顯的預防和治療作用。噬菌體在家禽養殖中不僅可以替代抗生素來對抗大腸桿菌感染,而且在氣囊炎的預防和治療中超過了抗生素的效果。


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