下痢——早期斷奶與人工飼養(yǎng)的必然結(jié)果

nishg

摘要

仔豬早期斷奶的目的是為了提高母豬的利用率，這看起來(lái)是個(gè)極富吸引力的管理理念。但是早期斷奶所引起的下痢所造成的死亡率上升，使得早期斷奶的初衷大打折扣。產(chǎn)毒素大腸桿菌、傳染性胃腸炎病毒和輪狀病毒是引起仔豬下痢的主要病因。病原感染小腸而引起分泌性的或者吸收功能紊亂性下痢。天然狀態(tài)下，仔豬腸道內(nèi)的抗體保護(hù)其免受病原感染，這些抗體來(lái)源于母豬的初乳和常乳，應(yīng)該說(shuō)它們同樣對(duì)集約化養(yǎng)殖的早期斷奶仔豬也具有保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：仔豬，下痢，大腸桿菌，傳染性胃腸炎病毒，輪狀病毒

引言

母豬的利用率不高，每頭母豬每窩可產(chǎn)11頭仔豬，斷奶7.5頭，死亡率20-30%，而且主要發(fā)生在出生的前幾天內(nèi)。母豬的泌乳能力有限，所以哺乳期的小豬成活率不高。因?yàn)樽胸i的出生率總是遠(yuǎn)高于育成，所以科學(xué)家們極不愿意再在如何提高窩產(chǎn)活仔數(shù)上做研究。如何提高出生仔豬的成活率顯的更有意義。人工喂養(yǎng)仔豬是提高母豬利用率的有效途徑 (Lecce, 1975)，但是主要障礙是人工喂養(yǎng)的早期斷奶小豬死亡率太高。下痢似乎是早期斷奶小豬的必然結(jié)果，而且是死亡率高的最主要原因。斷奶的時(shí)間越早越難養(yǎng)得活 (Bellis,1957)。 看上去的確如此，因?yàn)樵叫〉呢i小腸細(xì)胞對(duì)病原越敏感(Kohler, 1972; Moon et al., 1975; Kirsteinet al., 1985)。產(chǎn)毒素大腸桿菌 (ETEC)，傳染性胃腸炎病毒 (TGEV)和輪狀病毒是引起仔豬下痢的主要病原。產(chǎn)毒素大腸桿菌引起分泌性下痢，病毒產(chǎn)生吸收障礙性下痢。小腸細(xì)胞易被產(chǎn)毒素大腸桿菌侵?jǐn)_和被病毒破壞，而母豬奶水中的免疫球蛋白通過(guò)在腸道內(nèi)結(jié)合病原，保護(hù)仔豬免受侵襲。人工飼養(yǎng)仔豬的方案不應(yīng)該忽略的自然進(jìn)化的規(guī)律，比如，在人工喂養(yǎng)小豬時(shí)采用含有公認(rèn)病原抗體的液體日糧。本文就免疫的一些背景知識(shí)做一簡(jiǎn)介并且對(duì)如何調(diào)節(jié)初生仔豬和早期斷奶仔豬的免疫力，預(yù)防下痢提出一些建議，同時(shí)對(duì)引起下痢的因素及其如何引起下痢做一描述。

背景

進(jìn)化中的脊椎動(dòng)物產(chǎn)生了一種調(diào)節(jié)病原微生物的防御能力，免疫反應(yīng)就是其中的一種。其中包括病原（抗原）、白細(xì)胞和淋巴組織之間的復(fù)雜的相互作用。白細(xì)胞是B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的初級(jí)形態(tài)。B淋巴細(xì)胞在禽類的法氏囊和哺乳動(dòng)物的類似組織中被激活，T淋巴細(xì)胞在胸腺中被激活。巨噬細(xì)胞是由血骨細(xì)胞分化而來(lái)的噬菌細(xì)胞。在病原感染的初期，宿主的巨噬細(xì)胞吞噬病原并且被激活?？乖せ罹奘杉?xì)胞與特異性的B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞接觸，這種相互作用刺激B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞增殖分化并且對(duì)抗特異性的病原。只有當(dāng)與抗原配對(duì)的淋巴細(xì)胞與病原結(jié)合并且擴(kuò)增時(shí)，分化的B淋巴細(xì)胞才發(fā)展為漿細(xì)胞。這些漿細(xì)胞分泌免疫球蛋白，這些免疫球蛋白能夠高效地與特異性抗原結(jié)合，就像鎖匙開(kāi)鎖一樣?？乖c抗體的結(jié)合力除共價(jià)外其它的化學(xué)鍵都有。免疫球蛋白可以分為5種類型，分別是IgG, IgM, IgA, IgD和IgE。從抗原入侵到形成特異性抗體的過(guò)程叫做體液免疫。當(dāng)B淋巴細(xì)胞分化為漿細(xì)胞、特異性抗原和T淋巴細(xì)胞也擴(kuò)增為T殺傷細(xì)胞，T輔助細(xì)胞和T抑制淋巴細(xì)胞。T殺傷細(xì)胞直接與入侵的細(xì)胞作用，損傷抑制T殺傷細(xì)胞細(xì)胞下調(diào)免疫反應(yīng)，T輔助細(xì)胞則放大此反應(yīng)?？乖T導(dǎo)的特異性T細(xì)胞擴(kuò)增叫做細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。在大多數(shù)情況下，體液免疫和細(xì)胞免疫對(duì)機(jī)體都具有保護(hù)作用。

如果病原的濃度低或者病原被弱化或者殺死（疫苗），宿主則可形成免疫反應(yīng)并且預(yù)防臨床疾病。否則組織被病原感染并發(fā)病。病原與機(jī)體的最初對(duì)抗會(huì)給機(jī)體的免疫系統(tǒng)留下記憶，當(dāng)機(jī)體再次遇到這種病原的時(shí)候，免疫系統(tǒng)便可以快速反應(yīng)，B和T淋巴細(xì)胞可快速擴(kuò)增產(chǎn)生特異性抗體和特異性T細(xì)胞。后天獲得的對(duì)抗原的免疫反應(yīng)叫主動(dòng)免疫。主動(dòng)免疫會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，有時(shí)甚至是終生免疫。免疫也有被動(dòng)免疫，在體液免疫的情況下，可將產(chǎn)生主動(dòng)免疫的動(dòng)物的免疫球蛋白注射給未免疫的動(dòng)物而簡(jiǎn)單地獲得免疫力。被動(dòng)免疫持續(xù)的時(shí)間短，如， IgG的半衰期大約是2周。

幼齡哺乳動(dòng)物的免疫狀態(tài)

嬰兒在出生時(shí)沒(méi)有免疫力，嬰兒沒(méi)有主動(dòng)性免疫力是因?yàn)閶雰涸谧訉m內(nèi)的無(wú)菌狀態(tài)下未接觸過(guò)抗原。但是如果是人的嬰兒，他們則可通過(guò)從母親的胎盤血液獲得免疫球蛋白。另外的一個(gè)極端例子是初生仔豬，它們沒(méi)有免疫球蛋白。所以小豬出生后可以通過(guò)吃初乳而快速獲得免疫球蛋白(Lecce, 1984)，因?yàn)槌跞楦缓?IgG 和IgA。從胎盤血和初乳獲得的免疫球蛋白有特定的組成，這種組成反映母體的免疫史（即曾經(jīng)遭受的病原攻擊和疫苗注射）。一般情況下，新生兒無(wú)長(zhǎng)期的主動(dòng)免疫但是他們有短期獲得性免疫。為了保護(hù)嬰兒免受疾病侵襲，我們要將短期的被動(dòng)免疫轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期的主動(dòng)免疫。這可以通過(guò)在嬰兒的被動(dòng)免疫能力即將喪失時(shí)，將其暴露于一定水平且不會(huì)發(fā)病的病原中主動(dòng)免疫即可獲得。但是，如果嬰兒的被動(dòng)免疫能力不足或者所處的環(huán)境病原水平過(guò)高，這時(shí)災(zāi)難將打破和平的美夢(mèng) (Lecce et al., 1978)。仔豬出生36小時(shí)后其腸道將不能將免疫球蛋白吸收入血，但是此時(shí)母豬的奶水中仍然有高濃度的免疫球蛋白，以防止外來(lái)病原對(duì)小豬的危害。母豬喂養(yǎng)的小豬，母乳中的免疫球蛋白將中和腸道中的病原，從而避免小豬被環(huán)境中的病原菌感染。此時(shí)小豬獲得的被動(dòng)免疫能力對(duì)小豬沒(méi)有保護(hù)力，因?yàn)檠褐械目贵w不能到達(dá)腸腔中。

圖1表示由母豬乳汁進(jìn)入小豬腸道的免疫球蛋白數(shù)量，從初乳中來(lái)的抗體和小豬自身合成的抗體，假定初生仔豬可從母豬得到200ml初乳，4日齡時(shí)可得到400ml常乳(extrapolated from Lecce and Matrone, 1960; Miller et al., 1961; Morgan and Lecce, 1964 and Bourne, 1973)。小豬自身免疫球蛋白的合成形成主動(dòng)免疫，來(lái)自母豬乳汁的免疫球蛋白形成被動(dòng)免疫。

防御

當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)方案來(lái)人工飼養(yǎng)早期斷奶仔豬時(shí)，以下因素應(yīng)該考慮：

1) 腸道感染和腹瀉是早斷仔豬死亡和發(fā)病的主要原因；

2) 引起豬腹瀉的主要原因有大腸桿菌、傳染性胃腸炎病毒、輪狀病毒；

3) 早斷仔豬腹瀉可通過(guò)飼喂添加有相應(yīng)抗體的飼料來(lái)預(yù)防 (Lecce and King, 1981)。

外來(lái)病原

大腸桿菌Escbericbia coli (colibacillosis)

自從Jensen1891年開(kāi)始研究后，新生仔豬腹瀉就成為我們研究的主題(see Barnum et al., 1967 for review)。大腸桿菌的病原學(xué)意義是這一領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，因?yàn)楹茈y建立一種腸桿菌對(duì)于初生仔豬腹瀉的精確病因。而這一困難則因?yàn)槟c桿菌本來(lái)就是腸道菌群的組成部分，而且，用血清型來(lái)分類產(chǎn)毒素大腸桿菌一直以來(lái)都不是特別有用。但是最近的研究揭示腸桿菌應(yīng)該被看作是“產(chǎn)毒素的”，而不僅僅是“致病性的” (Wilson, 1981)。

產(chǎn)毒素大腸桿菌產(chǎn)生蛋白菌毛（K抗原）和多糖莢膜（另外一種K抗原）。它們還產(chǎn)生一種熱不穩(wěn)定（LT）腸毒素，一種熱穩(wěn)定腸毒素（STa，STb）或者LT和ST同時(shí)產(chǎn)生(Runnells and Moon, 1984)。蛋白菌毛是一種位于細(xì)菌外膜表面的纖毛，從豬體內(nèi)分享到的大腸桿菌有4種類型的菌毛(K99, K88, K987P 和F41) ，毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)將會(huì)有其它的種類會(huì)被發(fā)現(xiàn)。菌毛和莢膜上的抗原決定族是那些與腸上皮細(xì)胞結(jié)合位點(diǎn)特異性結(jié)合的配基，抗原與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合以后的結(jié)果就是產(chǎn)毒素大腸桿菌在腸道內(nèi)粘附和定植(Guerrant et al., 1973; Nagy et al.,1977; Dean and Isaacson, 1985). 圖 2顯示了受輪狀病毒和溶血性產(chǎn)毒素大腸桿菌感染的小豬腸絨毛被大腸桿菌粘附的情形(Lecce etal., 1983).

圖1. 100ml乳豬血清或500ml母豬初乳和常乳中免疫球蛋白的克數(shù)

實(shí)線：每頭乳豬每天食入的免疫球蛋白的大致量（腸被動(dòng)免疫）。白色柱：被小豬吸收進(jìn)入血清的初乳免疫球蛋白量（循環(huán)系統(tǒng)被動(dòng)

免疫）。黑色柱：小豬血清中自身合成的免疫球蛋白量（主動(dòng)免疫）。備注，斷奶其實(shí)就是突然中斷了腸被動(dòng)免疫(Lecce 和Matrone,

1960; Miller et al., 1961; Morgan 和 Lecce,1964 和 Bourne, 1973).

圖2. 被輪狀病毒和溶血性大腸桿菌感染的小豬空腸絨毛掃描電鏡照片

A) 腸絨毛完全被大腸桿菌覆蓋。B) 放大后的被大腸桿菌覆蓋的絨毛局部(Lecce et al., 1983).。

粘附的產(chǎn)毒素大腸桿菌緊接著分泌毒素。熱不穩(wěn)定型毒素LT與霍亂弧菌毒素類似，它可以引起腸粘膜細(xì)胞中環(huán)一磷酸腺苷(cAMP)的水平增加，cAMP水平的增加限制了NaCl和水的吸附，并且增加了隱窩細(xì)胞分泌Cl-和HCO3-的能力。熱穩(wěn)定型毒素STa增加環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)，因此阻止了NaCl的吸收，同時(shí)使CI- 和 HCO3- 分泌增加 (Rubino and Guandalini, 1984)。熱不穩(wěn)定毒素b STb如何影響腸細(xì)胞的機(jī)理目前尚未研究透徹(Kennedy et al., 1984)。腸腔中鹽和水分的增加引發(fā)腹瀉，脫水和死亡。有一點(diǎn)很重要，就是大腸桿菌很少引起腸粘膜破壞 (Kohler, 1972; Moon,1974)，而是引起水和電解質(zhì)吸收的紊亂。并且不會(huì)影響葡萄糖驅(qū)動(dòng)的Na+伴隨的氨基酸吸收。因此，用葡萄糖和鹽溶液飲水，對(duì)大腸桿菌性腹瀉有一定治療效果 (Bywater 和Woode,

1980)。

傳染性胃腸炎病毒(TGEV)

1946年，Doyle和Haveutchings發(fā)現(xiàn)一種囊膜包裹的病毒可引起新生仔豬急性的、快速的、致命的傳染性胃腸炎 (TGE) 。緊接著他們確定此種病毒是一種冠狀病毒。這種病毒大小80-120nm，外有衣殼，看起來(lái)像皇冠。傳染性胃腸炎病毒TGEV是一種單鏈RNA病毒，它外被脂膜和脆弱的球狀突起，所以它對(duì)有機(jī)溶劑和環(huán)境溫度非常敏感。它在小豬的小腸細(xì)胞中復(fù)制，并且破壞小腸細(xì)胞。因此致使吸收表面積大大減少， 從而導(dǎo)致吸收紊亂性腹瀉。圖3顯示小豬空腸正常絨毛和受損絨毛的掃描電鏡照片，上面一排是正常絨毛，下面一排是不同程度受損絨毛的狀態(tài)。這些小豬被輪狀病毒感染，但是被傳染性胃腸炎病毒感染的小豬也有相似的病理變化(Olson et al., 1973; Lecce and King, 1978)。被感染的小豬往往快速死亡。這種疾病有自我抑制的趨勢(shì)，因此當(dāng)小母豬和母豬被感染后可提高豬群的免疫力，因?yàn)樗鼈兛尚纬擅庖卟⑶彝ㄟ^(guò)初乳和常乳保護(hù)其仔豬 (Haelterman,1972)。而且，因?yàn)檫@種病毒很脆弱，它們有可能從豬場(chǎng)消失。有證據(jù)表明口服葡萄糖電解質(zhì)溶液對(duì)于吸收紊亂性腹瀉和分泌紊亂性腹瀉有益(Bywater and Woode, 1980)。

圖3. 未吃到初乳的乳豬空腸中部腸絨毛掃描電鏡照片

上面一排：未被病毒感染的對(duì)照組

下面一排：被輪狀病毒感染的豬被破壞的腸絨毛 (Lecce and King, 1978).被傳染性胃腸炎病毒感染的豬有相似的結(jié)果(Olson et al., 1973). (放大446倍)

輪狀病毒

1973年，Coalson和Lecce認(rèn)為仔豬傳染性的腹瀉病原既不是傳染性胃腸炎病毒也不是大腸桿菌(Lecce et al., 1972; Coalson and Lecce, 1973; Lecce et al., 1976)，而是和TGE病毒很相似，并且引起腸細(xì)胞破壞的另外一種病毒，這種呼腸孤病毒一樣的病毒后來(lái)被確定為輪狀病毒 (Lecce et al., 1976;Lecce and King, 1978)。輪狀病毒在此之前為一種未知的可感染幼齡哺乳動(dòng)物小腸細(xì)胞的病毒。它在腸細(xì)胞中復(fù)制并且破壞腸細(xì)胞，引起吸收面積減少，從而導(dǎo)致吸收紊亂性腹瀉、脫水和死亡的病理癥狀，與 TGEV 非常相似(圖 4)。輪狀病毒是一種20面70nm粒子，對(duì)有機(jī)溶劑和環(huán)境溫度非常穩(wěn)定的病毒，它看起來(lái)像個(gè)輪子。Rota是拉丁文中輪子的意思，因此它被命名為輪狀病毒Rotavirus (圖 4)。其遺傳物質(zhì)是11個(gè)片段構(gòu)成的雙鏈RNA。因?yàn)榇瞬《緦?duì)環(huán)境的不敏感性，母豬可能被慢性感染并且一直帶毒(Lecce and King, 1980)。這一普遍存在的病毒看起來(lái)像是個(gè)機(jī)會(huì)主義者，當(dāng)管理不慎時(shí)，病毒超過(guò)了小豬的防御能力，腹瀉就發(fā)生了(Lecce and King,1978; Lecce et al., 1978)。母豬乳汁中的抗體對(duì)哺乳仔豬有保護(hù)作用，而且，為使保護(hù)有效，抗體必須要在腸腔中。飼喂含有牛初乳的日糧對(duì)保護(hù)小豬免受輪狀病毒侵襲有幫助(Lecce and King, 1981, 1982)。

圖4. 輪狀病毒的電鏡照片 70nm 20面體輪狀病毒粒子(放大60,000倍)

大腸桿菌和傳染性胃腸炎病毒感染，口服葡萄糖電解質(zhì)溶液具有治療效果 (Bywater and Woode, 1980)。營(yíng)養(yǎng)攝入過(guò)多則會(huì)加重腹瀉 (Lecceet al., 1983)。

小結(jié)

1) 人工飼養(yǎng)的早期斷奶小豬易發(fā)腸道疾病，引起下痢、脫水和死亡

2) 主要病原是產(chǎn)毒素大腸桿菌(ETEC)、傳染性胃腸炎病毒(TGEV) 和輪狀病毒

3) 以上三種病原都影響腸粘膜細(xì)胞。產(chǎn)毒素大腸桿菌引起分泌性下?。粋魅拘晕改c炎病毒和輪狀病毒引起吸收紊亂性下痢

4) 斷奶過(guò)程是將保護(hù)乳豬的乳源免疫球蛋白突然斷絕

5) 通過(guò)飼料或者飲水補(bǔ)充抗體可為仔豬提供被動(dòng)保護(hù)