肉雞股骨頭壞死研究進展

周振雷， 張 旻， 劉德義

(1.南京農業大學 動物醫學院，江蘇 南京 210095；2.安徽科技學院,安徽 鳳陽 233100)

隨著科技的發展，在過去的50年里，商品化家禽生產在飼料轉換率和生長速度選育方面取得了顯著進展[1]，出欄肉雞的體重幾乎翻了兩番。然而過快的生長常常導致肉雞骨骼病變和代謝性疾病的發生[2]，這些疾病不僅危害肉雞的生長發育，影響動物福利，還給家禽養殖業的經濟效益帶來巨大的損失[3-4]。股骨頭壞死(femoral head necrosis，FHN)是當前肉雞養殖業中最常發的腿病之一，多發生于快速生長的肉雞，4～6周齡時發病率最高，可達到20%[5-6]。罹患輕度FHN的肉雞，其臨床表現并不明顯，多見不愿站立和行走，常保持蹲臥姿勢，采食減少，體重減輕，生產性能下降。病情較重的肉雞表現為嚴重跛行或無法站立，由于腿部疼痛導致難以接近食物和飲水的肉雞可能導致死亡[7]。

FHN病變主要見于股骨近端外側面、脛跗骨近端以及其他承受巨大壓力的部位。臨床檢查通常未見骨骼異常，剖檢可見部分股骨頭關節軟骨結構被破壞，軟骨表面粗糙，顏色暗淡，出現局灶性損傷。更嚴重者可見股骨頭關節軟骨完全脫落，軟骨下骨壞死，呈現典型的象牙質病變[8-9]。組織學檢查可發現股骨頭骨質稀疏，生長板和關節軟骨細胞體積縮小，空骨陷窩數量明顯增多，核暗變性，大量軟骨細胞發生凋亡或壞死，軟骨溶解、破壞。

FHN發病機理十分復雜，許多因素均可影響FHN的發生，如遺傳因素(生長過快的肉雞品系)、感染因素(致病微生物感染)、營養因素(脂代謝紊亂)等[10-12]。禽類FHN中常伴有細菌性軟骨壞死性骨髓炎(bacterial chondronecrosis with osteomyelitis，BCO)的發生，多與金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌、鏈球菌等致病菌感染有關，引起股骨頭關節軟骨破壞和骨髓炎[13]。由于FHN發生時會影響肉雞行動狀態，故步態評分可用于早期臨床診斷，剖檢及組織病理學檢測可以幫助確診FHN。

目前,肉雞已被用作研究人類骨壞死病的實驗模型[14]。研究發現，糖皮質激素類藥物可通過影響肉雞機體代謝進而誘發FHN，已用于建立肉雞FHN模型，對其發病機理進行研究。

1 FHN與BCO

自上世紀80年代起，腿病成為影響肉雞生產的嚴重的疾病之一。肉雞腿病可由細菌感染誘發，進而導致FHN[15]。Nairn等[16]首次報道在澳大利亞商品肉雞中，股骨骨髓炎是導致跛行的主要原因，其病原體為金黃色葡萄球菌。該病當時被命名為BCO，對肉雞致跛率高達50%，致死率超過5%，后來在澳大利亞、美國、加拿大和歐洲的肉雞腿病調查中均有報道[17-18]。Thorp等[19]調查發現，英國肉雞腿病發生中，BCO占較高比重，從BCO肉雞病變股骨近端分離出致病菌，主要為凝固酶陽性葡萄球菌(22.2%)、凝固酶陰性葡萄球菌(11.1%)和大腸桿菌或其混合物(13.3%)。研究表明，跛行的肉雞通常可診斷出骨髓炎。在對澳大利亞和美國的禽類流行病調查中均發現細菌性骨髓炎伴滑膜炎在火雞中自然發生，從患雞體內可分離出金黃色葡萄球菌。在加拿大西部地區，鏈球菌是肉雞關節炎/肌腱炎/骨髓炎中最常見的分離菌，并指出由大腸桿菌誘發的骨骼肌感染的發病率有所上升。通過FHN樣本檢測中發現，超過90%樣本伴發骨髓炎，細菌學檢查時分離出大腸桿菌，證明大腸桿菌在骨髓炎及FHN發病過程中起重要作用。

FHN是導致肉雞跛行的最常見原因， FHN自然發病導致跛行的發生率在3%～15%不等，跛行導致的死亡率超過5%。最初，研究者們認為FHN的發病與致病菌感染有關，因此將FHN與BCO看作是同一種疾病的不同名稱。隨著對FHN病因學的研究逐漸深入，發現某些可導致肉雞跛行的非感染因素，如股骨頭缺血、血脂代謝異常、肉雞生長速度過快等可能是直接誘導FHN發病的主要因素。FHN常常是多種因素相互影響共同作用的結果，其發病機制至今尚未形成定論，肉雞股骨頭壞死與干骺端、股骨頭、股骨近端生長板及關節軟骨的病變有關，因此,不能單純將FHN與BCO混為一談。

2 FHN病因學

2.1 感染性因素

引發肉雞FHN的致病菌通常包括葡萄球菌、盲腸球菌和大腸桿菌。葡萄球菌可產生纖維連接蛋白結合蛋白和膠原粘附素，并通過蛋白與細胞外基質結合移行至骨骼系統。肉雞遭受病毒感染時也常伴隨股骨的繼發性細菌感染和FHN的發生。雞貧血病毒和傳染性法氏囊病毒可引起肉雞發生免疫抑制，與細菌疫苗同時接種時易導致BCO發生率升高。滑膜支原體可誘導肉雞軟骨細胞凋亡，增加其對FHN的易感性。

2.2 非感染性因素

FHN可根據其誘因分為非創傷性FHN和創傷性FHN。非創傷性因素包括遺傳因素、血管阻塞、代謝紊亂引發的血脂異常等，創傷性因素包括由地板條件、捕捉、搬運和其他環境因素引起的骨骼損傷。另外，飼養方面因素，包括飼喂狀況、飼養密度和環境條件等，在家禽腿病中的作用已經得到廣泛的論述。

跛行常發生于體重較大的商品化肉雞，品系不同的肉雞其腿病的發生率也大相徑庭。雄性肉雞由于體重偏大而更易發生跛行。快速生長的肉雞，其體重從孵化到6周齡階段呈線性增長，因此FHN的發病率在4～6周齡之間呈上升趨勢。缺乏運動和過度負重是集約化肉雞養殖常見的、影響骨骼健康發育的主要原因，同時，體重的線性增加、股骨脆弱、步態不穩和損傷也可導致肉雞腿病的發生。

養殖環境也是引起肉雞FHN發生的重要因素之一[20]。在家禽養殖過程中，飼養密度過高、光照周期和光照強度不當、環境衛生過差、環境溫度過高或過低、墊料質量較差、裝卸及運輸等管理操作的不當，均會導致肉雞發生應激反應，對骨骼發育產生不利影響。研究表明，在飼養過程中限制飼喂量可降低家禽生長速度和腿病的發生率。

家禽生產中為改善骨骼系統的發育，常在飼料中添加某些促生長藥物和抗生素[21]，但其藥物殘留與肉雞FHN發生之間的聯系仍有待探究。有報道稱，恩諾沙星對胚胎肌腱、軟骨和骨骼的發育有負面影響，可誘發家禽骨關節病，目前在家禽生產上已被禁用。抗生素還會影響禽類消化道微生物菌群的發育，從而影響體內礦物質成分的保留，間接誘導腿病的發生。

3 FHN發病機理

類固醇性高脂血癥可導致股骨頭內脂肪含量增加，使股骨頭內壓力上升，從而導致竇部塌陷。并且，脂肪細胞的大小與股骨頭壓力升高和血液供應減少有關。類固醇治療可導致股骨頭骨細胞內脂滴沉積、細胞核被壓迫、細胞膜完整性喪失。肉雞發生FHN的同時常伴隨機體血脂代謝紊亂。在肉雞和火雞關節病變中，關節軟骨的營養不良性增厚可能導致股骨頭變性，此時破骨細胞過度增殖，骨吸收增加，骨強度減弱。機械性壓力在非創傷性骨壞死的發生中也起著重要作用，由于股骨頭的負重壓力較大，過度的機械壓力可造成股骨頭外側血管閉塞，股骨頭缺血而導致軟骨破裂。有研究表明，直接的骨細胞死亡是骨壞死發生的主要原因，骨細胞死亡可能發生于股骨頭內其他組織學改變之前。炎性細胞浸潤、成骨細胞增生、血管出血和血管化等都是壞死骨細胞的繼發性改變。

一些內源性因素，如血管生成抑制因子、凝血酶反應素、γ-干擾素和轉化生長因子-β，都可能增加缺血性壞死的發生率。糖皮質激素(glucocorticoid，GC)可導致雛雞血管生成抑制和生長板發育受阻，進而導致組織萎縮和軟骨細胞凋亡。在GC誘導的FHN中，血管內皮生長因子同工酶C(VEGF-C)和原鈣黏蛋白-15的表達水平顯著降低，這些蛋白水平的降低會影響表觀組織的血管生成和黏附能力。堿性成纖維細胞生長因子(FGF-2)和runt相關的轉錄因子2(RUNX-2)的表達減少可能導致生長板細胞死亡，引起肉雞FHN發生。

4 FHN的診斷

股骨頭分離(femoral head separation，FHS)是一種骨骼疾病，它影響肉雞股骨近端的正常發育并導致跛行，損害其行走能力及機體健康。FHS發生時常常伴隨生長板與關節軟骨之間的黏附能力減弱而分離，導致FHN，尤其多發于生長過快的肉雞。發生FHN的病例，早期不易觀察到臨床癥狀，肉雞在發病晚期時才出現行走異常等外部癥狀，而尸檢是最直接的臨床診斷方。X射線檢測、計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)等檢查技術常用于人類骨骼疾病的診斷[22]，其中MRI是對該病最敏感的診斷方法，對缺血性壞死診斷的敏感性為90%～100%，特異性為100%，然而這些技術在禽類骨骼疾病的檢測中較少用到[23-24]。跛行觀察和步態評分是對肉雞腿病診斷最簡單最常用的方法，但無法確診特異性腿病，還需結合解剖學檢查，然而有研究報道，外界因素可能會對剖檢造成干擾，容易導致誤診。

目前，血液代謝物、蛋白質和酶等生物標志物已被用于診斷健康問題、疾病進展和遺傳選擇。雖然蛋白質組學方法被廣泛應用于人類股骨頭疾病相關生物標志物的研究，但在檢測感染FHN的肉雞上應用較少。血清代謝物可作為FHN發生標志用于監測并篩選大規模養殖的雞群。無論是自發的還是誘發的FHN肉雞，其血脂代謝發生紊亂，體內血脂和脂蛋白均出現不同程度的變化。研究發現，FHN肉雞體重增高、血漿膽固醇降低，兩種差異表達的低分子量蛋白質Fbrinogen和Fetuin衍生肽表達量減少，抗菌肽-9、載脂蛋白A1、血紅蛋白水平升高，α-1酸性糖蛋白、白蛋白和SPINK7蛋白水平降低。以上結果表明，體重、脂質及一些蛋白質可作為FHN的無創生物標志物。

5 FHN的防控

目前，人類FHN上有多種治療方案，包括手術治療和非手術治療，然而在禽類FHN發生中未見相關治療措施報道，因此對肉雞FHN的防控尤為重要。控制FHN的措施包括降低肉雞生長速率、調節光照時間、限制飼喂、控制養殖密度、規范養殖程序、減少肉雞創傷和保持良好的環境衛生等。在飼料中添加益生菌可以改善骨骼結構與功能，如枯草桿菌、生孢乳酸菌可增加肉雞骨骼中無機物質的含量，提高骨骼的質量、密度和機械強度，但它們在減少家禽腿部疾病，尤其是FHN方面的有效性還有待確定。

6 肉雞FHN實驗模型

作為研究人類骨壞死病的常用實驗模型之一，FHN肉雞模型的構造對探索哺乳動物和禽類FHN的發病機理及防治有重要的研究意義。目前已有不少研究報道，糖皮質激素類藥物可用于誘導肉雞發生FHN。如潑尼松龍引起高脂血癥導致血栓栓塞，引起毛細血管微循環障礙，骨細胞發生缺血性壞死[25]；強的松龍和地塞米松作用于幼齡肉雞可引起FHN發病。在哺乳動物上，大劑量潑尼松龍可導致小鼠皮質骨中的成骨細胞及破骨細胞凋亡，血清骨鈣素表達水平降低，骨松質形成增多，骨小梁寬度減少。大劑量醋酸甲潑尼龍可引起家兔機體脂代謝紊亂，包括脂肪肝、高脂血癥和骨內脂肪栓塞。有學者提出，用籠養代替散養，使用有突起的鐵絲網作為地面，可誘發FHN。

綜上所述，肉雞FHN自然發病率較高，發病原因多樣，發病機理復雜，直接影響商品化肉雞養殖業的經濟效益。因此，對FHN病因及機理的深入研究，有助于明確FHN的發病機制。通過遺傳選育出不易感品種肉雞、改進飼養條件、規范飼養操作、防止微生物感染等措施，以減少FHN的發生，改善動物福利，提高經濟效益。