猪链球菌病流行病学及其疫苗研究现状

摘要：猪链球菌病流行无明显的季节性，一年四季均可发生，尤其是重症猪链球菌2型感染暴发时，致病性强，传播迅速，猪病死率高。该病同时可通过破损皮肤如伤口或擦伤传染给人，也可通过呼吸道感染人，严重感染时可引起人的死亡。控制猪链球菌病的感染，重在预防。不同类型的疫苗已研制成功或正在开发。近年来，基因工程疫苗如重组亚单位疫苗，细菌载体疫苗等新型疫苗的研究具有广泛应用前景。虽然猪链球菌病在猪群中的流行早有报道，但人类感染的报道较少，认识较局限。文章主要对该病的病原特性。流行病学及疫苗的研究做了系统的阐述，为该病的研究提供参考。

关键词：猪链球菌；病原学；流行病学；疫苗

猪链球菌(Streptococcus suis)属革兰氏阳性兼性厌氧菌。猪链球菌病是由多种不同群的链球菌感染引起的猪的一类传染病的总称，属一种人兽共患病。世界动物卫生组织(OIE)将猪链球菌病列为B类疫病，我国将其列为二类动物疫病，继牛海绵状脑病(Bovine transmissible spongiform encephalopathy，BSE)、人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus， HIV )、禽流感病毒(Avian influenza virus， AIV)、严重急性呼吸综合征冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS)、尼帕病毒(Nipah virus)等人兽共患病流行之后，猪链球菌2型的暴发流行再次引起了人们对公共卫生的加倍关注。它不仅会影响我国的对外贸易，也给养猪业造成巨大经济损失，同时对公共卫生尤其是相关从业人员的健康造成威胁，甚至导致感染死亡。

1　病原特性

1883年，Fehleisen分离出链状细菌，根据溶血现象把链球菌分为α、β、γ链球菌，α-溶血链球菌多为条件致病菌，β-溶血链球菌致病力强，γ-溶血链球菌一般不致病。兰氏(Lancefield)分群，根据抗原结构分群，共有20个群(从A-V)，数百个血清型。感染人类主要是A群、B群和肺炎链球菌。感染猪的链球菌主要是多种不同群的链球菌(D，L，R，S，T，U和V群等)。根据菌体荚膜抗原特性的不同，可以分成35 个血清型(1型～34 型及1/ 2 型) 及相当数量难以定型的菌株。

猪链球菌菌落小，灰白透明，稍黏，菌体直径1 μm～2 μm，多单个或双个存在，呈卵圆形，在液体培养基中才呈长链，链越长致病性越强。大多数链球菌在幼龄培养物中可见到荚膜，不形成芽孢，多数无鞭毛。本菌为革兰氏阳性，需氧或兼性厌氧菌，α或β溶血，一般起先为α溶血，延时培养变为β溶血，或者菌落周围不见溶血，刮去菌落可见α或β溶血。猪链球菌2型在绵羊血平板呈α溶血，马血平板为β溶血。呈浅灰色或半透明的小菌落，生化反应相对活泼，能发酵乳糖、蔗糖、海藻糖、七叶苷、棉子糖，不发酵甘露糖、阿拉伯糖等。链球菌在不利的环境中存在的时间是极其短暂的，但猪链球菌荚膜2型在水中60 ℃可以存活10 min，50 ℃为2 h，0 ℃时灰尘中细菌可存活30 d，在粪便中可以存活90 d，在腐尸中存活42 d(4 ℃)，这样就为鸟、野鼠、小白鼠或犬的间接传播提供了重要的传染来源。在污染猪舍的清洗过程中，常用的消毒药和清洁剂在1 min内即可杀死猪链球菌2型。污物和有机质中的存在会影响化学消毒药对细菌的杀灭作用，所以采用在猪舍内先清洗后消毒的策略是非常重要的。

2　流行病学特性

2.1　感染猪的流行病学特性

链球菌种类多，属条件性致病菌，在自然界和猪群中广泛分布，常存在于健康的哺乳动物和人体内。猪、野猪、马属动物、牛、羊、狗、猫、鸟类、兔、水貂和鱼等对猪链球菌均有易感性。对猪则不分年龄，品种和性别均易感，但大多数在3周龄～12周龄的仔猪暴发流行，尤其在断奶及混群时易出现发病高峰。其传播方式主要通过口或呼吸道传播，也可垂直传播(有些新生仔猪可在分娩时感染)。猪链球菌定植在猪的上呼吸道(尤其是鼻腔和扁桃体)、生殖道和消化道，4周龄～6月龄的猪扁桃体带菌率为32%～50%。病猪和病死猪是主要的传染源，亚临床健康的带菌猪可排出病菌成为传染源，对青年猪的感染起重要的作用。猪群携带该病原的比率在0%～100%之间，然而，病原的携带率和疾病的发病没有明显的相关性[1]。

猪链球菌病的流行无明显的季节性，一年四季均可发生，但7月～10月份易出现大面积流行。国外的文献报道表明，猪链球菌感染人没有明显的季节性，同时该病的暴发具有地域性。从外地引入带菌猪，混群、免疫接种、高温高湿、气候变化、圈舍卫生条件差等应激因子使动物的抵抗力降低时，均可诱发猪链球菌病。昆虫媒介在疾病的传播中起重要作用，通过在猪场间的飞行传播病原菌。在猪链球菌众多血清型中，2型是猪的最主要病原，致病性最强。从表征健康的猪体扁桃体内分离的所有猪链球菌中，2型多达50.6%[2]，同时其对人的致病性也最强。

2.2　感染人的流行病学特性

感染人并引起重症的主要是猪链球菌2型，分子流行病学研究表明，高致病性猪链球菌2型含有溶菌酶释放蛋白(muramidase-released protein，MRP)，胞外蛋白因子(extracellular protein factor，EF)，溶血素(suilysin，SLY)等毒力因子，其致病性与这些毒力蛋白的合成及其相互作用有关，也可能与该细菌中存在致病性的毒力岛有关。首例人感染猪链球菌由丹麦1968年报道，之后报道该病例的数量在世界范围内有所增加，包括北美洲、南美洲、欧洲、大洋洲和亚洲等国家。除中国外，其他亚洲国家如日本、韩国、泰国和新加坡等先后报道了猪链球菌感染人的病例。在中国，严重的猪链球菌感染导致人员死亡的事件分别是1999年夏季江苏部分地区和2005年6月下旬四川的部分地区猪链球菌暴发流行并导致人感染致死，从病例分离出来的大部分为猪链球菌2型。

猪链球菌病通过破损皮肤如伤口或擦伤传染给人，也可通过呼吸道传染给人，鼻咽部的损伤可能也是传播途径。脾切除的病人，糖尿病人，酒精中毒者以及恶性肿瘤患者更易感[3-5]。脾切除的病人在处理未加工的猪肉时应格外注意预防，不能在猪场或屠宰厂工作。大部分易感人群是与生猪肉或猪密切接触者，如饲养员、屠宰厂工人，以及从事猪肉销售加工的人群等。根据文献报道，在荷兰估计每年屠宰场的工人和饲养员患猪链球菌脑膜炎的比率大约为3/100 000，是不在屠宰场工作的人患猪链球菌脑膜炎的1 500倍，屠夫患猪链球菌脑膜炎的比率为1.2/100 000[3]。在德国，有研究表明屠夫、屠宰场工人和肉品加工工人是猪链球菌在鼻咽部定居的高危人群[4]。在新西兰，1980年以后的研究显示9%的奶牛场主，10%的肉品检验员以及21%的猪场主对猪链球菌2型血清反应为阳性，表明一些人有亚临床感染[5]。目前，在人与人之间能否传播尚未见相关报道。

3　猪链球菌疫苗研究现状

控制人感染猪链球菌的重点是预防为主，兼以抗生素治疗。长期使用某些抗生素使细菌产生耐药性，同时在畜体内产生残留。不同类型的疫苗已研制成功或正在开发。

3.1　活菌苗

Holt M E等[6]用活的无毒菌株作为疫苗可使猪得到保护，但不能清除定居在扁桃体或关节里的2型猪链球菌，也不能清除隐性感染猪扁桃体内的细菌。高云飞等[7]采用广东佛山兽医专科学校培育的ST171弱毒菌株，经过肉汤培养后，加入适当保护剂，制成猪链球菌活菌苗，经过安全性、免疫效力试验证明免疫保护力为9/12(75%)。

Wisselink H J等[8]用无荚膜同基因突变株猪链球菌2型制备活苗和灭活苗，同时与有荚膜的野生菌株比较其免疫保护作用。用SPF猪在4周龄和7周龄分别用野生株福尔马林灭活苗，无荚膜突变株福尔马林灭活苗或无荚膜突变株活苗接种免疫2次，剂量为1×109cfu。2周后，接种免疫猪和未免疫对照猪静脉注射1×107cfu同源野生型猪链球菌2型，结果表明，所有用野生株福尔马林灭活苗接种的猪对注射的同源血清型完全起保护作用，接种无荚膜突变株福尔马林灭活苗仅起部分免疫保护作用(4/5以上的猪持续几天具有临床症状，未发生死亡)。与前两种疫苗相比，无荚膜突变株活苗的免疫保护性很低，在实验过程中，所有的猪持续出现特定临床症状，2/5以上的猪死亡。疫苗的保护功效与血清抗体的效价有关。另外，结果还表明，只有用野生株福尔马林灭活苗免疫猪产生的抗体能抵御纯化的猪链球菌2型荚膜多糖感染。

3.2　灭活菌苗

(1)单价灭活菌苗。Holt M E等[9]用福尔马林灭活菌苗1次注射，可使猪产生高效价的调理素抗体，但与免疫保护效果并不一致，多次注射可获得较好的保护效果。杜雅楠等[10]报道，用内蒙古包头市郊某猪场发病仔猪分离的链球菌，研制成猪链球菌油乳剂自家灭活菌苗，给怀孕母猪产前40 d和20 d各接种1次，肌肉注射4 mL/头(倍量)。结合其他防制措施，控制了该猪场链球菌病的发生，仔猪的成活率达95%以上。

在猪场用致病性菌株的自家灭活菌苗能降低猪的死亡率，这种自家灭活菌苗只能用于预防同种血清型的菌株，而不能预防新暴发的其他血清型的毒株，另一方面，猪链球菌感染的致病机理相当复杂，应用自家灭活疫苗也是以经验为依据。有报道猪链球菌与猪繁殖和呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome vaccine，PRRSV)混合感染时，自家灭活菌苗的保护效果不佳。因为在同一猪体内可同时感染许多猪链球菌菌株的多种血清型，不同血清型之间无交叉保护性，因此这些疫苗不含有其它血清型致病性菌株，只起部分保护作用。

(2)二价灭活菌苗。王建等[11]以马链球菌兽疫亚种株和猪链球菌2型株作为生产菌株，试验制备的氢氧化铝胶二联灭活菌苗对仔猪安全，并具有较好的免疫保护效果，对马链球菌兽疫亚种的保护率达到92.3%，对猪链球菌2型的保护率达到100%。

(3)三价灭活菌苗和多价菌苗。倪宏波等[12]应用RAPD方法分析了临床分离的20株猪链球菌，根据菌株间的遗传距离，采用最短距离法，把亲缘关系密切的菌株聚为一类， 20株菌株可被聚为4类，从每一个聚类中挑选一株毒力强、抗原性好的菌株作为疫苗株，研制猪链球菌病氢氧化铝胶三价灭活菌苗。经实验室和田间试验证实，安全性好、免疫效力高。对实验小鼠的保护率为100% ，田间试验效果较好，在疫区初步应用后，试验组链球菌病的发病率为4.2% ，死亡率为1.8%；对照组该病的发病率为26.8% ，死亡率为13.4%。

姜天童等[13]报道，应用国内主要猪链球菌的C群和D群，制成多价灭活疫苗，以5 mL～10 mL剂量免疫育肥猪和妊娠10 d～30 d头胎母猪，均无临床症状出现，不产生菌血症，与对照猪同栏饲养不发生同居感染，菌苗具有良好的安全性。

3.3　亚单位苗

Elliott S D等[14]用猪链球菌2型的纯化荚膜多糖添加弗氏不完全佐剂免疫猪，能够产生调理性抗体，结果不能抵抗全菌的攻击。Kebede M等[15]用猪链球菌2型温度敏感缺失株、Foster N等用猪链球菌1/2型链霉素依赖的突变株作为疫苗株，结果均只能对同源菌株的攻击有保护作用，对猪链球菌2型只能起部分保护作用。Jacobs A等[16]报道纯化的溶血素疫苗能对猪链球菌2型感染猪起到免疫保护作用，而对不产生溶血素的菌株不起保护作用。

Wisselink H J等[17]报道，用亲和层析法提取猪链球菌2型4005菌株的溶菌酶释放蛋白(MRP)，和细胞外蛋白因子(EF)，制备亚单位油乳剂疫苗，并测定其免疫效果。分别在3周龄和6周龄免疫1次，8周龄时静脉注射同源或异源的猪链球菌。结果表明，MRP和EF的亚单位苗能有效地保护猪链球菌2型的感染，免疫效果与全菌油苗相同。然而免疫MRP＋EF＋铝胶菌苗猪的抗体效价较低，虽然油苗能诱导体液和细胞免疫，但是这种佐剂的局部和总体负反应也比较严重。可见，佐剂也影响亚单位苗的效价。另外，亚单位苗的抗原成分单一，对其他血清型的保护作用还需要研究。

李明等[18]以猪链球菌2 型溶MRP和EPF的基因序列，各设计合成一对引物，以猪链球菌2型江苏分离株SS2-1的基因组为模板，扩增mrp基因和epf基因，分别构建原核表达载体pET32a-mrp、pET32a-epf，确定诱导表达的两种蛋白都具有免疫原性后，用融合蛋白MRP-EPF免疫新西兰兔，以最小致死量猪链球菌强毒株SS2-1攻毒，兔的存活率达50%，存活率明显高于单个表达产物，证实串联表达的融合蛋白为重要的保护性抗原。通过串联表达重组蛋白MRP-EPF，探讨研制新一代亚单位苗。

3.4　基因工程活载体疫苗

活载体疫苗主要是当今与未来疫苗研制与开发的主要方向之一。疫苗兼有常规活菌苗和灭活菌苗的优点。它具有活菌苗的免疫效力高、成本低及灭活菌苗的安全性好等优点。

马有智等[19]报道把猪链球菌溶血素基因克隆原核表达载体，再将重组质粒导入减毒鼠伤寒沙门菌，证明该减毒株有相对安全性，能在宿主菌中表达。然而，该方法是在抗生素(Amp＋)存在下筛选阳性菌，没有将载体-宿主平衡致死系统应用于减毒伤寒沙门菌疫苗中。按照美国食品与药物管理局(Food and drug administration，FDA)的规定，活疫苗中不能存在抗药质粒，并且在人和动物体内，无法用抗生素来维持重组质粒的稳定性。

4　展望

从目前研究情况看，应用分子生物学技术，基因工程疫苗已成为新型动物疫苗研制的主流。深入研究猪链球菌特别是猪链球菌2型的病原学特性，在人和动物之间传播的机制，以及该病在不同地域的流行病学特性，加快致病基因的发现，将为该病的分子诊断技术，新型疫苗和有效药物的研制提供理论依据，从而有利于猪链球菌病的预防和治疗。